تولید «کامپوزیت سیمانی منعطف ضد زلزله و انفجار» توسط دانشجوی صنعتی امیرکبیر

به گزارش گروه اجتماعی باشگاه خبرنگاران تسنیم «پویا»؛ حمیدرضا پاکروان، دانشجوی مقطع دکتری رشته مهندسی نساجی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و پژوهشگر دوره پسا‌دکتری این دانشگاه به تازگی موفق به تولید کامپوزیت سیمانی منعطف و مقاوم در برابر زلزله و انفجار شده است.

تحقیقات تخصصی وی در زمینه تقویت محصولات پایه سیمانی با استفاده از الیاف و منسوجات به سال 1385 و مقطع کارشناسی ارشد بازمی‌گردد و نتایج آن در چندین مقاله علمی شامل مجلات معتبر خارجی و داخلی منتشر شده است.

وی هدف از اجرای طرح تحقیقاتی خود را ساخت و توسعه کامپوزیت سیمانی شکل‌پذیر تقویت‌شده با الیاف پلیمری و بهبود خصوصیات شکل‌پذیری آن عنوان کرد.

پاکروان ضمن اشاره به تحقیقات بسیار زیادی که در زمینه تولید بتنهای توانمند و بررسی خصوصیات آنها در دنیا صورت گرفته است، اظهار کرد: در این پروژه همگام با محققان دنیا بر روی بهبود خصوصیات شکل‌پذیری یک نوع کامپوزیت سیمانی توانمند و شکل‌پذیر حاوی الیاف پلیمری (کامپوزیت سیمانی مهندسی شده ECC) مطالعه شده است.

وی با بیان اینکه این کامپوزیت سیمانی با نام کامپوزیت سیمانی مهندسی‌شده ECC در دنیا شناخته شده است، خاطرنشان کرد: بیشترین نوع الیاف پلیمری که به‌صورت تجاری برای ساخت این نوع کامپوزیت سیمانی استفاده می‌شود، الیاف پلی‌وینیل الکل (PVA) بوده که دانش تولید آن منحصر به چند کشور محدود در دنیا است.

براساس نتایج تحقیق پاکروان، استفاده از ترکیب الیاف پلی‌وینیل الکل و الیاف پلیمری تولید داخل برای بهبود خصوصیات شکل‌پذیری کامپوزیت سیمانی مهندسی‌شده همچنین کاهش مصرف الیاف پلی‌وینیل الکل مورد توجه قرار گرفته است.

وی درباره جزئیات این فرآیند تصریح کرد: در این تحقیق، الیاف پلی‌وینیل الکل و الیاف پلی‌پروپیلن (PP) با ویژگیها و خصوصیات مناسب به صورت مخلوط و به عنوان تقویت‌کننده در کامپوزیت سیمانی را مورد استفاده قرار دادیم که نتایج به دست‌آمده، نشانگر بهبود شکل‌پذیری کامپوزیتهای سیمانی تولید شده نسبت به نمونه‌های مشابه خارجی حاوی یک جزء الیاف پلی‌وینیل الکل است.

این پژوهشگر جوان عنوان کرد: قیمت محصول کامپوزیت سیمانی جدید به دلیل جایگزینی نسبتی از الیاف پلی‌وینیل الکل با الیاف پلی‌پروپیلن که از قیمت پایین‌تری برخوردار هستند، کاهش یافته است.

وی درباره دیگر ویژگیهای سیمان تولیدی جدید خاطرنشان کرد: این کامپوزیت سیمانی با قابلیت شکل‌پذیری و جذب انرژی بیشتر در برابر بارهای خارجی نسبت به نمونه‌های پیشین، تولید شده است که در عین وزن سبک، از مقاومت بالایی برخوردار است.

محقق دوره پسا دکتری دانشگاه صنعتی امیرکبیر در تشریح مزایا و کاربردهای محصول نهایی این طرح یادآور شد: این محصول کامپوزیتی به دلیل وجود الیاف با ویژگیهای مناسب و همچنین مواد ترکیبی تشکیل‌دهنده، دارای مقاومت بسیار زیاد و قابلیت شکل‌پذیری مناسب در برابر بارهای خمشی و کششی است که با توجه به خصوصیات مکانیکی و جذب انرژی بالای در برابر بارهای خارجی، کاربردهای ضربه‌ای، انفجاری و ارتعاشی ویژه‌ای دارد.

وی قابلیت استفاده به صورت لایه‌های نازک برای مقاوم‌سازی سازه‌ها را از دیگر مزیتهای این محصول کامپوزیتی برشمرد و تأکید کرد: این محصول کامپوزیتی می‌تواند برای مقاوم‌سازی سازه‌ها در برابر زلزله مورد استفاده قرار گیرد.

پاکروان ضمن مقایسه میان نمونه داخلی تولید شده در این طرح و نمونه‌های خارجی به ذکر تفاوتهای آنها پرداخت و گفت: پیش از این ساخت نمونه‌های کامپوزیت سیمانی مهندسی‌شده ECC توسط محققان محدود در دنیا مورد توجه قرار گرفته و در کشور امریکا نیز به ثبت جهانی رسیده است اما در کامپوزیتهای سیمانی آنها تنها از یک جزء الیاف شامل الیاف پلی‌وینیل الکل استفاده شده است در حالیکه ما در پروژه خود از ترکیب الیاف پلی‌وینیل الکل و الیاف پلی‌پروپیلن همراه با بهبود خصوصیات جذب انرژی و شکل‌پذیری محصول کامپوزیتی استفاده کرده‌‌ایم.

وی متذکر شد: همچنین در مطالعاتی که انجام دادیم، پتانسیل الیاف پلیمری تولید داخل (الیاف پلی‌پروپیلن) برای کاربرد در تقویت محصولات سیمانی شناسایی شد که می‌توانند عملکرد مناسبی به صورت مخلوط در ساخت بتنهای تقویت‌شده داشته باشند.

پاکروان در بیان جنبه‌های ابتکاری طرح تحقیقاتی خود تصریح کرد: در این طرح برای نخستین بار استفاده از مخلوط الیاف پلیمری با توجه به ویژگیهای مورد نیاز در ساخت کامپوزیت سیمانی مورد توجه قرار گرفت و این مخلوط الیاف توانست به مقدار قابل توجهی خصوصیات شکل‌پذیری کامپوزیت سیمانی را افزایش دهد.

به گفته وی در این طرح، استفاده از مخلوط الیاف استفاده شده تا دو برابر افزایش شکل‌پذیری را نتیجه داده است.

نتایج این تحقیقات تا به حال در دو مجله Journal of Composite Materials و Journal of Construction and Building Materials چاپ شده است.

انتهای پیام/