خواص مكانيكي بتن سبز مسلح اليافي حاوي مواد تغيير فاز دهنده

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي عمران

كارشناسي ارشد

به دليل افزايش مداوم جمعيت جهان، مصرف انرژي در سطح جهان در حال افزايش است. طبق گزارش بهره¬وري انرژي IEA2019 مصرف جهاني انرژي در دهه¬ي اخير حدود 94 درصد افزايش يافته است. صنعت ساختمان در سراسر جهان مسئول 30% از تقاضاي كل انرژي است و انتظار مي¬رود روند رو به افزايش خود را حفظ كند. علاوه بر صرفه جويي در مصرف انرژي، به دليل مسائل زيست محيطي، هر ساختمان بايد به گونه‌اي طراحي و ساخته شود كه نياز آن به سوخت فسيلي به حداقل ممكن برسد. در اين راستا اضافه كردن يك ماده¬ي تغيير فازدهنده (PCM)در ساختار خارجي ساختمان براي صرفه¬جويي در مصرف انرژي و حفظ محيط زيست بسيار تاثير گذار خواهد بود. مواد تغيير فاز دهنده با تغيير برگشت پذير فاز بين جامد و مايع، انرژي را به صورت گرماي نهان ذخيره مي¬كنند. امروزه با رشد روز افزون جمعيت، توليد زباله¬هاي سمي و مضر افزايش يافته است. افزايش زباله¬هاي سمي علاوه بر اثرات منفي كه بر سلامت انسان و محيط زيست دارند، به فضاهاي وسيعي نيز جهت نابودي نياز دارند. يك اقدام مناسب به منظور كاهش ورود ضايعات به طبيعت و حفظ محيط زيست و منابع طبيعي، استفاده از اين مواد زائد در ساخت بتن مي¬باشد. در اين تحقيق، 34 طرح اختلاط تهيه و ساخته شد، كه در مجموع براي انجام آزمايش¬هاي مقاومت كششي، مقاومت فشاري، تعيين درصد جذب آب بتن و ضريب هدايت حرارتي 374 نمونه¬ي استوانه¬اي و مكعبي قالب¬گيري گرديد. موادي كه در ساخت بتن مورد استفاده قرار گرفت، شامل ضايعات سراميك¬هاي پرسلان و خاكستر تفاله¬ي نيشكر است،كه جزء مواد دور ريز و قابل برگشت به طبيعت نبوده و باعث آسيب رساندن به محيط زيست و آلودگي مي¬شوند. استفاده از همين مصالح باعث كاهش ضريب هدايت حرارتي شده كه اين امر موجب كاهش مصرف انرژي در صنعت ساختمان مي¬گردد. به كار بردن اين مواد زايد در بتن، با افزايش مقاومت فشاري و كششي باعث بهبود خواص رئولوژيكي مي¬شود. در اين تحقيق از مواد تغيير فاز دهنده پلي اتيلن گلايكول رده¬ي 600 استفاده شده كه دماي تغيير فاز آن در حدود 21 درجه¬ي سانتي گراد است. براي جلوگيري از نشت ماده¬ي تغيير فازدهنده، آن را در ميكروسيليس به صورت پايدار تثبيت كرده ودر بتن استفاده شده است. براي بهبود ضريب هدايت حرارتي و افزايش مقاومت كششي از دو الياف فولادي و پلي پروپيلن استفاده مي¬شود. در آزمايش¬هايي كه از بتن حاوي سراميك پرسلان (جاي¬گزين شن در بتن) به عمل آمد نشان داد كه اين ماده¬ي دور ريز كه قابل برگشت به طبيعت هم نيست مقاومت فشاري بتن را افزايش مي¬دهد. به عنوان مثال در طرح اختلاط جاي¬گزيني سراميك پرسلان با 100 درصد شن، مقاومت فشاري در حدود 45 درصد افزايش پيدا كرده است. استفاده از خاكستر تفاله¬ي نيشكر جاي¬گزين سيمان مصرفي در بتن باعث افزايش مقاومت فشاري بتن مي¬شود كه بهينه¬درصد براي خاكستر تفاله¬ي نيشكر 15 درصد است.

213705

گرايش سازه

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان

مرتضي مدح خوان

محمد علي رهگذر، كياچهر بهفرنيا

محمد رضا افتخار