|
بنام یزدان پاک
|
 |
 |
||||
|
احسان بهشتي به ياري خداوند متعال دانشجوي ترم آخر كارشناسي ناپيوسته رشته مهندسي عمران به شماره دانشجويي ۸۳۶۲۰۲۴ كلاس روز چهارشنبه ۸ تا ۹.۴۰
+
نوشته شده در شنبه دوازدهم آبان 1386ساعت 21:27 توسط احسان بهشتی
|
|
|||||
|
|||||
|
|
|
||||
|
بهتر است کمی به اطراف خودمان بنگریم امروزه خوشبختانه به هر طرفی که نگاه میکنیم ساختمانی به عنوان سرپناه عده ای از مردم در حال ساخته شدن است.به نظر شما چگونه میتوان فهمید مصالح مورد استفاده درساختمانی که در حال ساخته شدن است مرغوب میباشد؟یا تحمل نیروهای مختلف از قبیل زلزله و باد و...را دارد یا خیر؟آیا این مصالح میتواند بهینه باشد؟آیا میتواند در عین زیبایی استحکام سازه را فراهم کند؟اینجاست که به تخصص مهندسین عمران نیاز پیدا میکنیم.به نظر من تعریفی که از پروژه تخصصی میتوان داشت این است که با توجه به مطالب گفته شده در طول دوران تحصیل توسط اساتید و بکار بردن انواع و اقسام مختلف مصالح ساختمانی که جدیدا در امر ساخت و ساز بکار می آید و با نگاه به فناوری روز بتوان با استفاده از تخصص در این رشته یک پروژه را به خوبی و با کمترین هزینه وبهترین نوع عملیات ساخت و مصالح مرغوب به پایان رسانید.پروژه تخصصی را میتوان گزیده ای از فنون و تجاربی که در طول تحصیل بدست آورده ایم معرفی کرد که ماحصل آن ساختن یک سازه خوب و بهینه است.از طرف دیگر این درس را میتوان تحقیق و بازنگری در نوع مصالح قدیمی و جدید معرفی کرد که با توجه به تخصصمان بدانیم کدامیک از مصالح عملکرد بهتری میتواند داشته باشد و در مقابل نیروهای مختلف مقاومت بیشتری از خود نشان میدهد.ما دانشجویان رشته مهندسی عمران با گذراندن این درس همانطور که در بالا گفته شد با تکنیک های برتر و مصالحی که میتواند بیشترین عملکرد را داشته باشد آشنا میشویم و بر تخصصمان افزوده میشود.مهندسینی که برای مردم خانه ای را بنا میکنند در مقابل آنان مسئولند و آن بنا باید واقعا سرپناهی باشد تا بتوان در آن با آرامش خاطر زندگی کنند.
+
نوشته شده در شنبه دوازدهم آبان 1386ساعت 18:30 توسط احسان بهشتی
|
|
|||||
|
|||||
|
|
|
||||
|
در اينجا لازم ديدم تا چكيده اي از محتواي فصول پروژه ام را بصورت يكجا ارائه دهم تا خواننده گرامي بتواند جمع بندي و نتيجه گيري نمايد و ارتباطي منطقي درباره مطالب تئوري و اجرايي مربوط به ورق هاي F R P برقرار نمايد. خوردگي قطعات فولادي در سازههاي مجاور آب و نيز خوردگي ميلگردهاي فولادي در سازههاي بتن آرمه اي كه در معرض محيطهاي خورندة كلروري و كربناتي قرار دارند، يك مسالة بسيار اساسي تلقي ميشود. در محيطهاي دريايي و مرطوب وقتي كه يك سازة بتنآرمة معمولي به صورت دراز مدت در معرض عناصر خورنده نظير نمكها، اسيدها و كلرورها قرار گيرد، ميلگردها به دليل آسيب ديدگي و خوردگي، قسمتي از ظرفيت خود را از دست خواهند داد. به علاوه فولادهاي زنگ زده بر پوستة بيروني بتن فشار ميآورد كه به خرد شدن و ريختن آن منتهي ميشود. تعمير و جايگزيني اجزاء فولادي آسيب ديده و نيز سازة بتن آرمهاي كه به دليل خوردگي ميلگردها آسيب ديده است، ميليونها دلار خسارت در سراسر دنيا به بار آورده است. به همين دليل سعي شده كه تدابير ويژهاي جهت جلوگيري از خوردگي اجزاء فولادي و ميلگردهاي فولادي در بتن اتخاذ گردد كه از جمله ميتوان به حفاظت كاتديك اشاره نمود. با اين وجود براي حذف كامل اين مساله، توجه ويژه اي به جانشيني كامل اجزاء و ميلگردهاي فولادي با يك مادة جديد مقاوم در مقابل خوردگي معطوف گرديده است. از آنجا كه كامپوزيتهاي FRP (Fiber Reinforced Polymers/Plastics) بشدت در مقابل محيطهاي قليايي و نمكي مقاوم هستند كه در دو دهة اخير موضوع تحقيقات گستردهاي جهت جايگزيني كامل با قطعات و ميلگردهاي فولادي بودهاند. چنين جايگزيني بخصوص در محيطهاي خورنده نظير محيطهاي دريايي و ساحلي بسيار مناسب به نظر ميرسد. در اين مقاله مروري بر خواص، مزايا و معايب مصالح كامپوزيتي FRP صورت گرفته و قابليبت كاربرد آنها به عنوان جانشين كامل فولاد در سازههاي مجاور آب و بخصوص در سازة بتن آرمه، به جهت حصول يك سازة كاملاً مقاوم در مقابل خوردگي، مورد بحث قرار خواهد گرفت.
+
نوشته شده در شنبه دوازدهم آبان 1386ساعت 18:27 توسط احسان بهشتی
|
|
|||||
|
|||||
|
|
|
||||
|
مواد مرکب FRP، دامنة وسيعي از کاربردها را براي مقاوم سازي سازههاي بتنآرمه در مواردي که تکنيکهاي مرسوم مقاوم سازي ممکن است مسئله ساز باشند، به خود اختصاص دادهاند. براي نمونه، يکي از معمولترين تکنيکها براي بهسازي اجزاء بتن آرمه، استفاده از ورقهاي فولادي است که از بيرون به اين اجزاء چسبانده ميشود. اين روش، روشي ساده، مقرون به صرفه و کارا است؛ اما از جهات زير مسئله ساز است: 1- زوال چسبندگي بين فولاد و بتن که از خوردگي فولاد ناشي ميشود. نوارها يا صفحات ميتوانند جايگزيني براي صفحات فولادي باشند. مواد FRP برخلاف فولاد، تحت تأثير زوال الکتروشيميايي قرار نميگيرند و ميتوانند درمقابل خوردگي اسيدها، بازها و نمکها و مواد مهاجم مشابه در دامنة وسيعي از دما مقاومت کنند. در نتيجه نياز به سيستمهاي حفاظت از خوردگي نميباشد وآمادهکردن سطوح اعضاء قبل از چسباندن صفحات FRP و نگهداري از آنها بعد از نصب، از صفحات فولادي آسانتر است. علاوه بر اين، الياف مسلحکننده در FRP ميتوانند در موضع معين و در نسبت حجمي و جهت خاصي درون ماتريس قرارگيرند تا بيشترين کارايي بهدست آيد. مواد حاصله تنها با درصدي از وزن فولاد، مقاومت و سختي بالايي در جهت الياف دارند. آنها همچنين حمل و نقل آسانتري داشته، نيازمند داربست کمتري براي نصب ميباشند، و ميتوانند براي مکانهايي که داراي دسترسي محدود هستند، مورد استفاده قرار گيرند؛ و پس از نصب، بار اضافي قابلتوجهي را به سازه تحميل نميکنند. FRP محصولی برای تقویت سازه ها است که با چسباندن لایه ای از منسوج الیاف کربن و شیشه یا آرامید بوسیله رزین اپوکسی به روی سطح عضوی از سازه انجام میگیرد.این لایه بصورت عضو تقویتی عمل میکند.این فرایند بر پایه قرار دادن (الیاف توام با ملاط چسبنده رزین) با مقاومت کششی بسیار بالا که بر اساس محاسبات فنی به قسمت تحت کشش عضو مورد نظر سازه چسبانده میشود استوار است.با این کار عملکرد وکارایی عضو و در نتیجه مقاومت سازه افزایش می یابد.
+
نوشته شده در شنبه دوازدهم آبان 1386ساعت 18:27 توسط احسان بهشتی
|
|
|||||
|
|||||
|
|
|
||||
|
استفاده از كامپوزيت FRP ، به عنوان يك گزينه عملي نسبت به روشها و فنون مقاوم سازي مرسوم و متداول در سازه هاي بتني به طور روزافزون در حال توسعه مي باشد . گستره اين نوع مقاوم سازي براي تقويت عملكرد اجزاء سازه شامل تير ، دال ، ساستفاده از كامپوزيت FRP ، به عنوان يك گزينه عملي نسبت به روشها و فنون مقاوم سازي مرسوم و متداول در سازه هاي بتني به طور روزافزون در حال توسعه مي باشد . گستره اين نوع مقاوم سازي براي تقويت عملكرد اجزاء سازه شامل تير ، دال ، ستون ، ديوار برشي و اتصال ميگردد .تون ، ديوار برشي و اتصال ميگردد . حرکت استمراری علم در عرصه مهندسی سازه ـ زلزله موجب گردیده است تا نوسازی و بهسازی در سالهای در اخیر از روشهای نوین و مصالحی جدید بهره گیرد که در پیشینه طولانی ساخت و ساز سابقه نداشته است در میان این نوآوری ها FRP (مواد کامپوزیت پلیمری تقویت شده با الیاف) از جایگاه ویژه برخوردار می باشد تا آنجا که به نظر برخی از متخصصان FRP را باید مصالح ساختمانی هزاره سوم نامید. کامپوزیت FRP که ابتدا در صنایع هوا و فضا بکار برده شد با داشتن ویژگی های ممتاز چون نسبت بالای مقاومت به وزن، دوام در برابر خوردگی، سرعت و سهولت در حمل و نصب، دریچه ای نو پیش روی مهندسین عمران گشوده است به گونه ای که امروز سازه های متعددی در سرتاسر دنیا با استفاده از این مواد تقویت شدند استفاده از مصالح کامپوزیت به طور قابل توجهی در صنعت ساختمان یک بازار تکان دهنده و با سرعت در حال توسعه می باشد. اولین تحقیقات انجام شده در این زمینه از اوایل دهه 1980 آغاز شده است، زلزله 1990 کالیفرنیا و 1995 کوبه ژاپن نیز از جمله عوامل موثرتری برای بررسی کاربرد کامپوزیت پلیمری تقویت شده با الیافFRP جهت تقویت و مقاوم سازی سازه های بتنی و بنایی در مناطق زلزله خیز گردید.
+
نوشته شده در شنبه دوازدهم آبان 1386ساعت 18:26 توسط احسان بهشتی
|
|
|||||
|
|||||
|
|
|
||||
|
خواص کامپوزیت های FRP زمانی که یک پل ساخته میشود اگر تحقیق و بررسی در آن به عمل آید بنظر میرسد که بدلیل پوشش کم بتن،مهارت نداشتن در زمان اجرا و طراحی ضعیف و شرایط آب و هوایی موجب بوجود آمدن ترک در بتن و خوردگی آرماتورها شده است. در اینجا FRP بعنوان یک جایگزین خوب آرماتورهای فولادی در بتن مورد استفاده قرار میگیرد.از انواع تجاری این نوع میلگردها میتوان از (CFRP)و(AFRP)و(GFRP) یاد کرد که در ساختمان سازی کاربرد دارند.از اینگونه مواد بجای آرماتورهای فولادی پیش تنیده در سازه های بتنی پیش تنیده و یا غیر پیش تنیده استفاده میشود.FRP غیر فلزی و مقاوم در برابر خوردگی است و خواص مهم همچون مقاومت کششی زیاد آنها را برای استفاده بعنوان آرماتور میسر میکند.از آنجا که FRP ها مصالح ناهمسانگرد هستند نوع و مقدار فیبر و رزین مورد استفاده،سازگاری فیبر و کنترل کیفیت لازم هنگام ساخت آن نقش اصلی را در بهبود خواص مکانیکی آن دارد. مزایای بالا FRP را بعنوان یک جایگزین مناسب برای آرماتورهای فولادی در سازه های دریایی،عرشه های پلها،ساخت بزرگراههایی که بطور زیادی تحت تاثیر عوامل محیطی هستند و در نهایت سازه هایی که در برابر خوردگی و میدان مغناطیسی حساسیت زیادی دارند پیشنهاد میشود.
+
نوشته شده در شنبه دوازدهم آبان 1386ساعت 18:25 توسط احسان بهشتی
|
|
|||||
|
|||||
|
|
|
||||
|
نحوه تعیین قیمت آن بنا به مقدار مصرف مواد اولیه در هر کدام از این کامپوزیت ها بر آورد میشود.به نسبت اسکژوالی که دارند قیمتها بالا و پایین میشوند.این مواد دارای عمر بسیار بالایی هستند بعنوان مثال لوله های FRP که در پتروشیمی ها برای انتقال مواد اسیدی همچنین موادی چون اتان بکار می رود تا صد سال ضمانت اجرایی دارند این مواد دارای دوام بسیار عالی ولی به علت تردی در برابر ضربه بسیار ضعیف هستند. در حال حاضر شرکت فراسان فقط سفارشات را میپذیرد و این بدلیل نرم بازار در ایران است سفارشاتی از قبیل لوله - عایق ساختمان و .... این شرکت با توجه به شرایط خود قیمت میدهد.قیمتها بسته به خواسته شرکت مورد نظر دارد با توجه به طول-قطر-عرض-نوع-جنس و....میباشد. یک نرم معمول و استانداردی که میتوان ارائه داد با دانسیته 2000KG/M3 حدودا کیلویی 2500 تومان است ولی این قیمت اصلی نیست ممکن است با کیفیت بالاتر قیمت بالاتر باشد و بلعکس.
+
نوشته شده در شنبه دوازدهم آبان 1386ساعت 18:24 توسط احسان بهشتی
|
|
|||||
|
|||||
|
|
|
||||
|
اصول نصب FRP بدین صورت است که تمام عملیات تقویت توسط چسب لازم است نسبت به آماده سازی سطوحی که باید توسط FRP پوشانده شوداقدام شود.این کار توسط SAND BLASTING انجام میشود.بعد از آن یک لایه رزین بطور یکنواخت روی ناحیه ای که باید تقویت شود پخش میشود.الیاف به اندازه مورد استفاده بریده شده و بصورت سرد و بدون فشار روی لایه رزین قراق داده میشود.پس از آن یک لایه رزین دیگر روی لایه الیاف پخش میشود و بعد از آن در صورت لزوم یک لایه دیگر الیاف گذاشته میشود. قوائد محاسبات توسط ACI440 گردآوری شده و در مشخصات FRP درج گردیده است.این قوائد با قوائد بتن آمریکا منطبق میباشد و با آین نامه سایر کشورها نیز هماهنگی دارد و نیز این قوائد مورد تایید NIST - ASTM - UBC و در اروپا FIB و در آمریکا JSCE و در کانادا ISIS قرار گرفته است.
+
نوشته شده در شنبه دوازدهم آبان 1386ساعت 18:23 توسط احسان بهشتی
|
|
|||||
|
|||||
|
|
|
||||
|
خوردگي اعضاء سازهاي بتني كه به صورت متداول با ميلگردهاي فولادي مسلح شده باشند، در محيطهاي خشن و خورنده يك معضل جدي محسوب ميشود. اين مساله براي اعضاء بتني سازهاي در مجاورت آب و به خصوص در محيطهاي دريايي و ساحلي كه در معرض عوامل نمكي و قليايي، آب در تماس با خاك، هوا و آبهاي زيرزميني قرار دارند، بسيار جديتر خواهد بود. اين مساله هر ساله ميليونها دلار خسارت ر سراسر دنيا به بار ميآورد. اگر چه تا كنون روشهاي مختلفي نظير حفاظت كاتديديك و يا پوشش قطعات فولادي و ميلگردها با اپوكسي جهت فائق آمدن بر اين مشكل به كار گرفته شده است، به نظر ميرسد كه جانشيني كامل قطعات فولادي و ميلگردهاي فولادي با يك مادة مقاوم در مقابل خوردگي، يك راه حل بسيار اساسي و بديع، در حذف كامل خوردگي اجزاء فولادي به شمار آيد. محصولات كامپوزيتي FRP با مقاومت بسيار عالي، در مقابل خوردگي در محيطهاي خشن و خورنده، توجه بسياري از محققين و مهندسين در سراسر دنيا را به عنوان يك جانشين مناسب قطعات فولادي و ميلگردهاي فولادي در سازههاي مجاور آب به خود جلب نموده است. اگر چه مزيت اصلي محصولات FRP مقاومت آنها در مقابل خوردگي است، خواص ديگري از آنها، نظير مقاومت كششي بالا، مدول الاستيسيتة قابل قبول، وزن كم، مقاومت خوب در مقابل خستگي و خزش، خاصيت عايق بودن و چسبندگي خوب با بتن و نيز دوام بسيار خوب از اهميت بالايي برخوردار بوده و بر جاذبة آنها افزوده است. با اين وجود بعضي از اشكالات و معايب اين ماده نظير مشكلات مربوط به خم كردن ميلههاي FRP در محل آرماتوربندي، تفاوت خواص حرارتي آنها با بتن و نيز رفتار الاستيك خطي آنها تا لحظة شكست را نبايد از نظر دور داشت. در مجموع، توجه بيشتر به كاربرد محصولات كامپوزيتي FRP در سازههاي بتني كه در محيطهاي خشن و خورنده ساخته ميشوند، نظير سازههاي آبي، ساحلي و دريايي، مشخصاً از آسيبهاي زودرس و ناخواسته و شكست سازههاي بتني مسلح در اثر خوردگي ميلگردها جلوگيري خواهد نمود.
+
نوشته شده در شنبه دوازدهم آبان 1386ساعت 18:22 توسط احسان بهشتی
|
|
|||||
|
|||||
|
|
|
||||
|
1-عدم هدایت الکتریکی و حرارتی 2-عدم تاثیر در میدان های مغناطیسی و فرکانس های رادیویی 3-یک چهارم وزن آرماتورهای فولادی 4-مقاومت کششی بیش از فولاد 5-سبکی و بالا بودن نسبت مقاومت به وزن 6-ظرفیت جذب ارتعاشات 7-بالا بودن دوام و پایداری 8-مقاوم در مقابل ضربه و رطوبت 9-مقاومت در مقابل حریق و اسیدها و بازها 10-بالا بودن مقاومت در مقابل نیروهای خمشی و برشی
+
نوشته شده در شنبه دوازدهم آبان 1386ساعت 16:30 توسط احسان بهشتی
|
|
|||||
|
|||||
|
|
|
||||
|
مواد اولیه FRP در ابتدا از کشور آلمان و هم اکنون از کشور چین وارد میشود .این مواد در شرکت هایی همچون فراسان به پایپ های FRP - ورق های FRP و میلگردهای FRP تبدیل میشود. کامپوزیت FRP تشکیل شده از الیاف بسیار مقاوم میباشد.الیاف کامپوزیت عضو اصلی باربر هستند و مقاومت و سختی زیادی در کشش دارند.ماتریس پلیمری الیاف را در محل مطلوب نگه داشته و از صدمات محیطی در اثر بالا رفتن دما و رطوبت حفظ میکند.استفاده روزافزون FRP نشان دهنده برتری محسوس این محصول نسبت به سایر فلزات میباشد.نگهداری از سازه بدلیل هزینه ساخت و تعمیر بسیار مهم است.عوامل زیادی مانند اشتباه در طراحی و محاسبه-اجرای نامناسب-تغییر کاربری سازه و خوردگی بتن و فولاد از دوام آنها میکاهد.FRP اصولا برای سازه های بتنی مورد استفاده قرار میگیرد.بطور کلی تقویت FRP برای همه سازه ها قابل کاربرد است.در حال حاضر شرکت فراسان واحد نمونه کشوری در سال ۱۳۸۵ است و از ریلست محترم جمهوری لوح تقدیر دریافت نموده است.
+
نوشته شده در شنبه دوازدهم آبان 1386ساعت 16:26 توسط احسان بهشتی
|
|
|||||
|
|||||
|
|
|
||||
|
آشنايي با كامپوزيتها در كاربردهاي مهندسي، اغلب به تلفيق خواص مواد نياز است. به عنوان مثال در صنايع هوافضا، كاربردهاي زير آبي، حمل و نقل و امثال آنها، امكان استفاده از يك نوع ماده كه همه خواص مورد نظر را فراهم نمايد، وجود ندارد. به عنوان مثال در صنايع هوافضا به موادي نياز است كه ضمن داشتن استحكام بالا، سبك باشند، مقاومت سايشي و UV خوبي داشته باشند و .... از آنجا كه نمي توان مادهاي يافت كه همه خواص مورد نظر را دارا باشد، بايد به دنبال چارهاي ديگر بود. كليد اين مشكل، استفاده از كامپوزيتهاست. كامپوزيتها موادي چند جزئي هستند كه خواص آنها در مجموع از هركدام از اجزاء بهتر است.ضمن آنكه اجزاي مختلف، كارايي يكديگر را بهبود ميبخشند. اگرچه كامپوزيتهاي طبيعي، فلزي و سراميكي نيز در اين بحث ميگنجند، ولي در اينجا ما تنها به كامپوزيتهاي پليمري ميپردازيم. در كامپوزيتهاي پليمري حداقل دو جزء مشاهده ميشود:
تقسيم بنديهاي مختلفي در مورد كامپوزيتها انجام گرفته است كه در اينجا يكي از آنها را آوردهايم:
خواص كامپوزيتها به عوامل مختلفي از قبيل نوع مواد تشكيل دهنده و تركيب درصد آنها، شكل و آرايش تقويت كننده و اتصال دو جزء به يكديگر بستگي دارد. از نظر فني، كامپوزيتهاي ليفي، مهمترين نوع كامپوزيتها مي باشند كه خود به دو دستة الياف كوتاه و بلند تقسيم ميشوند. الياف ميبايست استحكام كششي بسيار بالايي داشته، خواص ليف آن (در قطر كم) از خواص توده ماده بالاتر باشد. در واقع قسمت اعظم نيرو توسط الياف تحمل ميشود و ماتريس پليمري در واقع ضمن حفاظت الياف از صدمات فيزيكي و شيميايي، كار انتقال نيرو به الياف را انجام ميدهد. ضمناَ ماتريس الياف را به مانند يك چسب كنار هم نگه ميدارد و البته گسترش ترك را محدود ميكند. مدول ماتريس پليمري بايد از الياف پايينتر باشد و اتصال قوي بين الياف و ماتريس بوجود بياورد. خواص كامپوزيت بستگي زيادي به خواص الياف و پليمر و نيز جهت و طول الياف و كيفيت اتصال رزين و الياف دارد. اگر الياف از يك حدي كه طول بحراني ناميده ميشود، كوتاهتر باشند، نميتوانند حداكثر نقش تقويت كنندگي خود را ايفا نمايند. اليافي كه در صنعت كامپوزيت استفاده ميشوند به دو دسته تقسيم ميشوند:
كارايي كامپوزيتهاي پليمري مهندسي توسط خواص اجزاء آنها تعيين ميشود. اغلب آنها داراي الياف با مدول بالا هستند كه در ماتريسهاي پليمري قرار داده شدهاند و فصل مشترك خوبي نيز بين اين دو جزء وجود دارد.
از الياف متداول در كامپوزيتها ميتوان به شيشه، كربن و آراميد اشاره نمود. در ميان رزينها نيز، پلي استر، وينيل استر، اپوكسي و فنوليك از اهميت بيشتري برخوردار هستند. در بخشهاي بعدي، رزينها و الياف و روشهاي شكل دهي كامپوزيتها را مورد بحث قرار دادهايم.
+
نوشته شده در شنبه دوازدهم آبان 1386ساعت 16:17 توسط احسان بهشتی
|
|
|||||
|
|||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
الياف شيشه
الياف شيشه مشهورترين تقويت كننده مورد استفاده در صنعت كامپوزيت ميباشد و انواع مختلفي از آن E، S،C،ECR،AR. تركيبات شيميايي اين الياف با هم متفاوت است و هر كدام براي كاربرد خاصي مناسب است. glass- Eمصارف عمومي
فرآيند توليد الياف شيشه را ميتوان بصورت زير خلاصه نمود: 1- آماده سازي مواد خام: بيش از نيمي از مواد اوليه مورد استفاده ماسه سيليس است و قسمت اصلي هر نوع الياف شيشه را تشكيل ميدهد. ساير اجزاء شامل مقادير ناچيز ساير تركيبات شيميايي ميباشند.
دسته (strand): يك دسته از چند تاو (tow) تشكيل شده است و هر تاو بيانگر تعداد ليفهايي (fiber) است كه از يك بوش ريسيده ميشوند به عنوان مثال ميتواند دويست ليف باشد. مجموعهاي از دستهها، يك رشته (roving) ناميده ميشود. يك تاب مختصر به رشته داده ميشود تا كار كردن با آن آسانتر شود. براي كامپوزيتهاي الياف پيوسته، انتخاب نوع الياف، بستگي به فرآيند شكل دهي و ميزان آرايش يافتگي الياف دارد. نمدهاي الياف پيوسته ( contruous random mat ) شكل ديگري از الياف مورد استفاده ميباشند كه در آنها الياف پيوسته با آرايش اتفاقي نمد درست ميشود. اين شكل از الياف براي قرار گرفتن در قسمتهاي تيز و كنج قالب مناسبند و در اين حالت الياف آن نميشكنند. همچنين ميتوان از الياف شيشه با طولهاي متفاوت براي كاربرد مستقيم در آميزه سازي (BMC) استفاده كرد. طول الياف در نمد (CSM) معمولا بيشتر از mm20 و بلندتر از الياف مورد كاربرد در آميزه سازي است. طول الياف مورد استفاده در رزينهاي گرماسخت نيز بيشتر از گرمانرمهاست. انواع پارچهها با بافتهاي مختلف نيز از رشتههاي شيشه بافته ميشود. در شكلهاي ذيل اشكال مختلف الياف شيشه مشاهده ميشود.
اشكال مختلف الياف شيشه ---------------------------------------------------------------------------- الياف كربن الياف حاصل به سرعت كاربرد وسيعي در كامپوزيتهاي فنوليكي به منظور استفاده در عايقهاي فداشونده در صنايع نظامي پيدا كرد. مشخصه الياف كربن، سبكي، استحكام و سفتي بالا ميباشد. همه انواع الياف كربن از پيروليز الياف آلي در يك محيط خنثي بدست مي آيد. سه منبع مهم عمده براي ساخت الياف كربن وجود دارد: پلي اكريلونيتريل (pan) رايون و قير ( طرز تهيه: كوپليمر متيل اكريلات و ايتاكونيك اسيد ( اكسيداسيون الياف اكريليك، به منظور تثبيت شكل الياف به هنگام فرآيند كربنيزه كردن است. اين عمل در اتمسفر اكسيژن و دماي سپس الياف اكسيد شده در يك محيط خنثي كربنيزه ميشوند. و در نهايت الياف كربنيزه وارد مرحله گرافيته كردن ميشوند. اين مرحله نيز در مرحله خنثي و در دماي حدود 400تا شرايط مورد بحث در طول فرآيند پليمريزاسيون تا ساختار گرافيتي، به دقت انتخاب و كنترل ميشوند. در طول اين فرآيند عناصر غير كربني بصورت گاز خارج شده، اجزاء كربني باقي ميمانند. مهمترين شكل الياف كربن، پارچه است كه در بافتهاي مختلف وجود دارد.
در ابتدا دو نوع الياف كربن با پايه pan وجود داشت كه استحكام و مدول آنها با هم تفاوت داشت:
pitch)itaconic ) يك ماده اوليه توليد الياف كربن ميباشد. اين ماده در يك محيط آبي سنتز شده و با فيلتراسيون جدا ميشود. سپس كوپليمر حاصل، با سرعت چرخش و كشش كنترل شده، به روش ريسندگي مرطوب تبديل به ليف ميشود. بدينوسيله ميزان آرايش الياف را كنترل ميكنند و هرچه بيشتر باشد مدول ليف نهايي بالاتر است.
الياف آراميد
آراميد در دو ساختار زنجير-راست مشهور به كولار و زنجير-خم مشهور به Nomex وجود دارد كه در حال حاضر شركت dupont تنها توليد كننده هر دو محصول ميباشد.
ساختار شيميايي كولار
الياف آراميد در شكلهاي مختلف وجود دارند و همانند الياف شيشه و كربن ميتوانند در ساخت كامپوزيتها مورد استفاده قرار گيرند.
الياف آراميد به دليل سبكي، پايداري حرارتي خوب و چقرمگي عالي، مورد توجه قرار گرفتهاند.
الياف كولار از زنجيرهاي مولكولي طولاني پلي پارا فنيلن ترفتال آميد، توليد شدهاند. آرايش يافتگي بالاي زنجيرها به همراه اتصال خوب بين آنها، تلفيق منحصر به فردي از خواص را ايجاد مينمايد كه برخي از آنها عبارتند از: پس از سنتز، پليمر آراميدي در محلول اسيد سولفوريك حل ميشود و بعد تبديل به الياف ميشود. قطر الياف در حد چند ميكرون است و مورفولوژي نهايي با اعمال حرارت در دماي oC 150 تا oC550 بدست ميآيد. كولارها بسته به درجه آرايش يافتگي مولكولي، سفتيهاي متفاوت دارند. كولار 29 به عنوان سيم تاير و كولار 49 در كابلهاي زير آب استفاده ميشوند. كولارها تقويت كننده ممتازي در صنايع فضايي محسوب ميشوند. در سالهاي اخير كولار 149 نوع سفت تر كولارها معرفي شده است. همچنين كولارها به دليل كاربرد در پرتابهها و حفاظت حرارتي آنها و بدليل چقرمگي و توانايي در جذب انرژي شهرت دارند. در جدول زير مقايسه اي بين خواص كولار با ساير الياف آورده شده است. مقايسه خواص ويژه كولار با ساير الياف جالب خواهد بود.
p دوگانه extended p ميباشد. اين به اين معناست كه الياف لخت نسبت به نور مرئي آسيب پذيرند. اين الياف وقتي در معرض نور خورشيد قرار بگيرند، محدوده نور300 تا 400 نانومتر را جذب ميكنند و تخريب ميشوند.
رنگ زرد الياف كولار ناشي از سيستم الكترون تلفيق پيوند قوي در جهت طولي و نيروي ضعيف در جهت عرضي زنجيرهاي پليمري رفتار ليفي جالب توجهي بوجود ميآورد. وقتي الياف بصورت يك حلقه خم ميشوند، درون حلقه، پيچ ميخورد ( اين خواص انحصاري الياف، به كامپوزيت منتقل ميشود. چند لايههاي با الياف تك جهته به عنوان مثال از كولار -اپوكسي، در جهت طولي الياف، محكم و قوي هستند ولي در جهت عرضي داراي ضعف ميباشند. استحكام فشاري كمتر از استحكام كششي ميباشد و خميدگي تحت بار فشاري يك مشكل محسوب ميشود. Nomex داراي زنجيرهاي مولكولي سخت و بلند ميباشد كه از پلي متا فنيلن دي آمين توليد ميشود. در اثر حرارت ذوب نميشود و جريان پيدا نميكند. تخريب و زغال گذاري تا دماي oC 350 ادامه پيدا ميكند و از نظر شيميايي و حرارتي بسيار پايدار است. 1- مقاومت حرارتي و شعله
كامپوزيتهاي آراميدي عايق هستند و در تماس با فلزات جريان الكتريسيته توليد نميكنند. درحاليكه رفتار كششي آنها خطي است و شكست در تنشهاي بالا اتفاق ميافتد، رفتار فشاري و خمشي كامپوزيتهاي آراميدي، داكتايل ميباشد و استحكام نهايي آنها از كامپوزيتهاي الياف شيشه و كربن كمتر است.
الياف طبيعي اليافي كه از منابع طبيعي مانند معادن، حيوانات و گياهان بدست ميآيند، در گروه الياف طبيعي قرار ميگيرند. مصريان باستان از كامپوزيتهاي الياف طبيعي آجر، ظروف سفالي و قايقهاي كوچك ميساختند. يك قرن پيش توليد تقريباً تمام وسايل و بسياري از محصولات فني از الياف طبيعي ساخته ميشد. پارچه، طناب، كرباس و كاغذ از الياف طبيعي مانند كتان، شاهدانه، سيسال و كنف ساخته ميشد.
الياف طبيعي از قديم در صنايع مختلف استفاده ميشدهاند و پتانسيل كاربرد در صنايع رو به رشد كامپوزيتهاي مهندسي را دارا ميباشند. اگر چه جايگزيني مستقيم الياف شيشه با الياف طبيعي به راحتي امكان پذير نيست، اما خواصي كه اين الياف در مقايسه با شيشه از خود نشان ميدهند در بسياري جهات موجب برتري آنها ميشود: 1- داراي منابع تجديد شونده 2 CO b-1,4-Polyacetal ايزوتكتيك ميباشد. سلولز جامد، يك ساختار ميكروكريستالين با نواحي كريستالي و آمورف تشكيل ميدهد. توجه همگاني به شرايط محيطي علاقهمندي مجددي را در كاربرد الياف طبيعي ايجاد كرده است. بازيافت و لحاظ شرايط محيطي براي معرفي كامپوزيتهاي جديد به بازار از اهميت روز افزوني برخوردار است. بايد توجه داشت كه بدليل حضور گروههاي آبدوست در الياف، رطوبت تأثير شديدي روي كامپوزيتهاي الياف طبيعي دارد. خشك كردن الياف به هنگام فرآيند ساخت اهميت فراواني دارد چرا كه رطوبت روي الياف به عنوان يك عامل جداساز در فصل مشترك الياف و رزين عمل مينمايد. به همين جهت تمام روشهاي ساخت در دماهاي بالا انجام ميگيرد. وجود هرگونه رطوبت، باعث كاهش استحكام و سفتي كامپوزيت ميشود. اغلب الياف گياهي، 10 درصد رطوبت اسمي دارند كه پس از خشك كردن به 1 درصد كاهش مييابد. ----------------------------------------------------------------------------- ساير الياف تعدادي از مواد معدني ميتوانند به روش ته نشيني از محلول به صورت ذرات سوزني شكل در آيند و به عنوان تقويت كنندههاي تجاري استفاده شوند. از جمله اين مواد ميتوان به كربنات كلسيم تهيه شده به روش ته نشين، سولفات كلسيم، اكسي سولفات و فسفات منيزيم اشاره نمود. نسبت l/d اين مواد بين 1 :20 تا1:100 ميباشد.
الياف آلومينا: در تئوري آلومينا ميتواند به عنوان يك ماده با استحكام بالا مطرح باشد. پيوندهاي چند ظرفيتي اشتراكي قوي اين ماده موجب ايجاد كريستالهاي محكم با مدول شصت گيگاپاسكال و مقاومت حرارتي بالا ميشود. در عمل پلي كريستالينهاي آلومينا به عنوان يك سراميك مهندسي مطرح هستند. افزودن ساير اكسيدها ميتواند به فرآورش، تراكم و كنترل اندازه ذرات كمك كند. به دو دليل بسط الياف پيوسته آلومينا به كندي صورت ميگيرد: الياف بُر بُر يك ماده مناسب براي ساخت الياف با كارايي بالاست. اتمهاي سبك بُر چند ظرفيتي هستند و پيوندهاي با ظرفيت بالا ايجاد مينمايند و در عين حال دانسيته پاييني دارند. توليد تجاري الياف بُر، انحصارا توسط روش free-void) بسيار مشكل است.deposition بخار شيميايي (Cvd =Deposition vapour chemical) انجام ميگيرد.
+
نوشته شده در شنبه دوازدهم آبان 1386ساعت 16:15 توسط احسان بهشتی
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||
|
رزينپلياستر رزينهاي پلي استرغير اشباع بطور گستردهاي در سراسر دنيا استفاده ميشوند. زنجير اصلي پليمري اين رزين داراي اتصالات استري ميباشد كه از واكنش تراكمي يك تركيب الكلي چند عاملي و يك اسيد چند عاملي مانند گليكول و اسيد فوماريك تهيه ميشود. در مثال اخير بدليل استفاده از يك اسيد غير اشباع، پيوندهاي دوگانه در فواصل منظمي در زنجير بوجود ميآيند. اين پيوندهاي دوگانه، سايتهاي داراي امكان شبكهاي شدن توسط استايرن هستند و ميتوانند موجب سخت شدن رزين و پخت شدن آن شوند. بنابراين با طراحي فرمول و كنترل اسيدهاي اشباع و غير اشباع، كاتاليستها، دما وزمان واكنش، مجموعه كاملي از رزينها را ميتوان توليد نمود كه براي كاربردهاي مختلف مناسب باشند.
پلي استر غير اشباع با استايرن مخلوط ميشود و ميتواند از طريق پيوندهاي دوگانه موجود در هر دو جزء، شبكهاي شود. معمولا رزين به هنگام مصرف با استايرن مخلوط بوده و براي رسيدن به خواص مختلف داراي اجزاي ذيل مي تواند باشد:
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- رزينهاي اپوكسي به عنوان رزينهاي اپوكسيد نيز شناخته ميشوند. ويژگي شناسه اين رزينها دارا بودن بيش از يك گروه epoxy-2و1 در ساختار مولكولي است. اين گروه ممكن است در بدنه زنجير باشد ولي معمولاَ در انتها قرار دارد.
قبلا رزين اپوكسي تقريبا تنها به عنوان پوشش سطح استفاده ميشد. قبل از جنگ جهاني دوم، بالا بودن هزينههاي توليد بيس فنل A و اپي كلروهيدرين مانع از تجاري شدن كاربرد رزين اپوكسي شده بود. تلاشهاي بعدي و ابداع روشهاي توليد جديد، موجب پيدايش مقبوليت اقتصادي اين رزينها شد. در حال حاضر نيمي از رزينهاي توليد شده در كاربردهاي روكش سطح استفاده ميشوند. باقيمانده در صنايع الكتريكي و الكترونيك، هوا فضا و ساختمان و ساير كاربردها، استفاده ميشوند. بر حسب تناژ، مصرف اپوكسي حدود يك دهم پلي استر ميباشد. در بازار عوامل پخت متنوعي با ويژگيهاي طول عمر، انعطاف، پخت سريع و سميت كم وجود دارند. علاوه بر اين ساختار متنوع، اپوكسيها داراي ويژگيهاي ذيل نيز هستند: رزينهاي اپوكسي در كاربردهاي مختلفي از قبيل پوشش سطح، چسب، روكش دهي، ابزار سازي و كامپوزيتها، استفاده ميشوند. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- رزينوينيلاستر
رزينهاي وينيل استر خواص چقرمگي و مقاومت شيميايي بسيار بهتري نسبت به رزينهاي پلي استر دارند. زنجير اصلي اپوكسي سازنده وينيل استر، موجب پيدايش چقرمگي و ازدياد طول كششي بالاتر ميشود. جرم مولكولي رزينهاي وينيل استر به انتخاب نوع اپوكسي بكار رفته بستگي دارد. به اين دليل، استحكام كششي، ازدياد طول، نقطه نرمي و واكنش پذيري رزين نهايي توسط جرم مولكولي و ساختار اوليه تعيين ميشود. اين موضوع، اين امكان را بوجود ميآورد كه براي كاربردهاي مختلف خواص مختلف طراحي شود.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- رزين فنوليك
B مرحله :پيشرفت بيشتر واكنش تراكمي و شبكهاي شدن جزئي به همراه افزايش جرم مولكولي و ويسكوزيته و كاهش انحلال. در اين حالت رزين پخت كامل نشده و گرمانرم و ذوب ميشود ولي به هنگام سرد شدن، سخت و شكننده ميشود. C مرحله : ميزان پليمريزاسيون و شبكهاي شدن بسيار زياد است. رزين غير قابل ذوب و انحلال ميباشد. اين واكنش دو نوع رزين فنوليك توليد ميكند كه رزول و نوالاك ناميده ميشوند. رزينهاي رزول در حضور يك كاتاليست قليايي مانند آمونياك، كربنات سديم يا هيدروكسيد سديم توليد ميشوند. واكنش پخت محصول توسط گرما دادن در يك قالب با دماي بالاتر از نقطه ژل قابل انجام است. رزينهاي رزول داراي گروههاي فعال متيلول و هيدروكسيل هستند.
پليمريزاسيون فنل- فرم آلدهيد به رزين نوالاك با حضور يك كاتاليست اسيدي انجام ميشود. اسيد اكساليك و اسيد سولفوريك دو كاتاليست مرسوم در اين واكنش هستند. معمول است كه نسبت فنل به فرم آلدهيد 1 به 8 /0 باشد، محصول مذاب حاصل سرد ميشود و به تدريج شيشهاي ميگردد. اين ماده شيشهاي به دقت خرد شده، پودر حاصل با كاتاليست پخت هگزامتيلن تترامين (HMTA )، فيلر و تقويت كننده مخلوط ميگردد تا يك تركيب قالبگيري بدست آيد.
رزينهاي فنوليك معمولا كدر هستند و رنگ آنها از كهربايي (amber) كم رنگ و قهوهاي تيره تا سياه تغيير ميكند. رنگ تيره رزينهاي فنوليك كاربرد آنها را محدود ميكند. رزينهاي فنوليك در اشكال پولك، فيلم مايع و پودر موجودند. - گريد كاربرد عمومي(پر شده با خرده چوب) رزينهاي قالبگيري فنوليك از نوالاك ساخته ميشوند اگر چه رزول نيز در برخي موارد بكار ميرود. خواص رزينهاي قالبگيري فنوليك عبارتند از: كاربردهاي مرسوم از اين مواد عبارتند از: سازه هاي عايق براي ولتاژ بالا، چرخ دنده ها،water lubricater bearing ، مغزي ميز دكوري. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ساير رزينها صنعت هوافضا پس از جنگ جهاني دوم رشد سريعي داشت. و موجب افزايش تقاضا براي كامپوزيتهاي مهندسي در تكنولوژيهاي جديد شد. فلزات موسوم و كامپوزيتهاي معمول در آن زمان نميتوانستند نيازهاي فني جديد را تامين نمايند. آنها به مواد جديدي احتياج داشتند كه سبك باشند، پايداري حرارتي و اكسيداسيوني خوبي داشته باشند و خواص مكانيكي خوبي داشتهباشند. تا آن زمان پليمرهاي جديدي با خواص عالي حرارتي معرفي شده بودند ولي تنها عدهاي از آنها موفقيت تجاري داشتند. علت اين امر مشكلات فني ساخت و قيمت بالاي آنها بود.
اولين دسته پلي ايميدهاي تجاري اوايا سالهاي دهه 60 معرفي شد.
PEEK يك پليمر حلقوي است و Tg آن oC 143 و نقطه ذوب آن oC 334 ميباشد. يك پليمر نيمه كريستالي است و در شرايط عادي فرآيند به حداكثر درجه كريستالينيي 50 % ميرسد. با اين وجود معمولا ميزان كريستالينيتي محصول پايين است و به حدود 30 % ميرسد. رزينهاي طبيعي بدليل نگرانيهاي زيست محيطي، و امكان پايان ذخاير نفتي ساخت كامپوزيتهاي با پايه رزينهاي طبيعي از منابع قابل تجديد اهميت يافته است. كم كردن وابستگي صنايع كامپوزيتهاي پليمري به نفت، با كاربري رزينهاي طبيعي امكان پذير است.
+
نوشته شده در شنبه دوازدهم آبان 1386ساعت 16:13 توسط احسان بهشتی
|
|
|||||
|
|||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
لايه گذاري دستي يا hand lay up
در اين روش، ابتدا رها ساز روي سطح قالب اسپري ميشود تا جدا كردن قطعه ساخته شده به سهولت انجام بگيرد. سپس ژل كوت روي آن اعمال ميشود تا سطح قطعه از نظر كيفيت و ظاهر، سطح مطلوبي باشد. آنگاه الياف رو يا درون قالب قرار ميگيرند و رزين با دست روي آنها ريخته شده، توسط قلم و يا غلطك آغشته سازي كامل ميشود. همچنين اين امكان وجود دارد كه الياف ابتدا به رزين آغشته شود و بعد لايه گذاري انجام گيرد. حبابهاي هواي گير كرده در قطعه با حركت قلم يا غلطك و فشار دادن الياف خارج ميشوند. لايه گذاري و آغشته سازي تا رسيدن به ضخامت مورد نظر ادامه مييابد. قطعه معمولاً در فشار و دماي محيط پخت ميشود. با كاتاليزور و شتابدهنده زمان پخت را ميتوان تنظيم نمود.
بيشترين رزينهاي مورد استفاده، پلي استر و اپوكسي ميباشد. پلي استر بدليل قيمت ارزان، در دسترس بودن و سهولت كار، رزين مطلوبي محسوب ميشود. همچنين پلي استر به راحتي با رهاسازهاي استاندارد، از قالب جدا ميشود. به منظور كاهش جمع شدگي قطعه كه منجر به تابيدگي و موجدار شدن سطح ميشود، از فيلرهايي مانند تالك و كربنات كلسيم استفاده ميكنند.
الياف شيشه متداولترين تقويت كننده در كامپوزيتهاي ساخته شده به روش لايه گذاري دستي ميباشند. اين الياف از رشتههاي نازكي كه با سيلان اصلاح سطح شدهاند، تشكيل شدهاند. سيلان چسبندگي رزين به الياف را بهبود ميبخشد. پاشش رزين (spray up)
در فرآيند پاشش رزين، الياف و رزين بطور همزمان رو يا درون يك قالب پاشيده ميشوند. الياف رشتهاي به يك خردكن وارد شده و بعد داخل جريانِ رزين همراه كاتاليست قرار ميگيرند. رزين و كاتاليست ممكن است دريك تفنگ پاشش (spray gun) و يا از دو تفنگ پاشش وارد شوند و در هر حال وقتي به قالب ميرسند، با هم مخلوط شدهاند. سيستم پاشش ممكن است با هوا باشد. به منظور سهولت كار با دستگاه، معمولا تفنگ پاشش به يك ميله متحرك آويزان است.
فرآيند پاشش رزين براي حجم توليد كم تا متوسط ايده آل است. بخصوص براي ساخت قطعات بزرگ بسيار مناسب است. علاوه بر اين، انتخاب لايه گذاري دستي يا پاشش رزين بستگي به خواص مكانيكي و محدوديتهاي فرايند دارد. خواص مكانيكي لايه گذاري دستي، به دليل پيوسته بودن الياف، بالاتر است. مزاياي هر دو روش بسيار شبيه هم است. فرآيند پاشش رزين هنوز براي توليد وان حمام، اطاقك دوش، قطعات اتومبيلهاي تفريحي، اطاق و سقف كاميون، صفحات بزرگ، اطاقك نگهباني و خانه پيش ساخته، اثاثيه منزل و قطعات معماري استفاده ميشود، اگر چه فراگيري اين فرآيند توسط ساير روشهاي شكل دهي مانند آر تي ام تحت الشعاع قرار گرفته است. آميزه هاي قالبگيري (SMC, BMC, Compression Molding) آميز ه قالبگيري ورقهاي :Sheet Moulding compound, (SMC) تركيب درصد نمونه از خمير آميزه قالبگيري ورقهاي
توليد SMC با تهيه محلول آبكي (slurry) از مواد در يك دستگاه مخلوط ساز با سرعت بالا آغاز ميگردد. همة اجزاء باستثناء تغليظ كننده بمدت 15 دقيقه با هم مخلوط ميشوند. در طي اين مدت دماي مخلوط تا حدود C ْ30 بالا ميرود. دراين مرحله ويسكوزيتة مخلوط حدود Pas 30-20 ميباشد. پس از اينكه عمل مخلوط سازي با تمام رسيد مادة تغليظ كننده (Thickener) اضافه گرديده و بسرعت طي مدت زمان حدود 5 دقيقه با بقية اجزاء مخلوط ميگردد. در اين مرحله خمير آماده است و جهت تلفيق با الياف به ماشين SMC منتقل ميگردد.
دراينجا خمير تهيه شده با ضخامت معين بر روي يك فيلم پلي اتيلني ( با پهناي يك متر و ضخامت mm 20-15) كه از رول فيلم بر بستر متحرك دستگاه باز ميشود ريخته ميشود. سرعت حركت اين فيلم بين m/min 9-5 ميباشد. اين فيلم از زير دستگاه برش الياف عبور ميكند و الياف بلند به طولهاي mm 25 بريده شده و با سرعتي كه درصد حجمي مورد نظر را فراهم سازد روي فيلم آغشته به خمير بصورت راندم مينشينند. اين فيلم بهمراه فيلم ديگر كه فقط خمير روي آن ريخته شده و فاقد الياف است با هم ساندويچ شده و از يكسري غلطك عبور ميكنند. اين غلطكها باعث آغشتگي الياف به رزين، خروج هوا از آميزه و همچنين تنظيم ضخامت ورق و در نتيجه تنظيم تركيب درصد الياف ميشود. در انتها ساندويچ تهيه شده بر روي يك غلطك بصورت رول جمعآوري ميگردد و در يك فيلم نايلون يا سلوفان پيچيده شده تا از فرار مونومر جلوگيري شود. اين رول سپس به محيطهاي كنترل از لحاظ دمائي منتقل شده تا مرحله تغليظ شدن در آن سپري شود. در مرحله تغليظ اجازه داده ميشود تا ويسكوزيته تركيب به حدي برسد كه ورق SMC براحتي قابل جابجائي، برش و قالبگيري باشد.
وجود پركننده باعث بهبود كيفيت سطح قطعه شده و تغييرات ابعادي (انقباض) قطعه را كه ناشي از پخت رزين است كاهش ميدهد. همچنين تأثير عمدهاي در كاهش قيمت تمام شدة محصول دارد. تركيبات قالبگيري DMC, BMC تركيب درصد نمونهاي از خمير DMC
توليد DMC معمولاً در درجه حرارت اتاق انجام ميشود هر چند امكان گرم كردن يا سرد كردن مخلوط از طريق گردش روغن در ژاكت مخلوط ساز وجود دارد. در فرآيند توليد ابتداء مواد پودري وزن گرديده و بمدت يك دقيقه با هم مخلوط ميشوند. رزين و ديگر مواد افزودني اضافه شده و مخلوط سازي بمدت 30-15 دقيقه ادامه مييابد. در طي اين مدت ميتوان مخلوط سازي را بمنظور پاك سازي ديوارة ظرف متوقف نمود. پس از هموژن شدن مخلوط الياف تقويت كننده بتدريج اضافه شده و با مخلوط آبكي رزين مخلوط ميشوند. اين عمل حدود 5 دقيقه بطول ميانجامد و هدف آن صرفاً توزيع مناسب الياف در سراسر رزين است. براي مخلوط سازهاي با تيغة Z يا زيگما فاصله بين تيغه و ديوارة ظرف در محدودة 3 تا 12 ميلي متر است. هر چه اين فاصله كمتر باشد عمل مخلوط سازي بهتر صورت ميگيرد اما احتمال آسيب رساندن به الياف بيشتر ميشود. نهايتاً تركيب حاصله در فيلمهائي كه مانع از تبخير مواد فرار ميشوند بسته بندي گرديده و يا بصورت رشته اكسترود شده و در بشكه هاي خاص نگهداري ميشوند. نمونه هاي از تركيبات قالبگيري BMC و DMC
قالبگيري فشاري آميزه هاي قالبگيري:
تزريق رزين (RTM)
فرآيند RTM هيچگاه بدون حل مسايل مربوط به اتوماسيون فرآيند ساخت و پيش شكل ابزاركاري، تحليل جريان پر شدن قالب و شيمي رزين، تا اين حد گسترش و تعميم نمييافت. در دو دهة گذشته پيشرفت سريع در RTM، اين مشكلات را حل كرد و پتانسيل فرآيند RTM را براي ساخت كامپوزيتهاي پيشرفته اثبات نمود. مزاياي اين فرآيند ميتواند بصورت ذيل خلاصه شود: - امكان ساخت قالبها و قطعات با تلورانس ابعادي دقيق- كيفيت مناسب دو روي قطعه - امكان چينش دلخواه الياف - امكان كاربرد 65% حجمي الياف - يكنواختي جمع شدگي با توجه به همگوني ضخامت و بارگذاري الياف - امكان تعبية الحاقات فلزي و غيره درون قالب - پايين بودن نسبي قيمت تجهيزات - پايين بودن فشار تزريق - كم كردن انتشار مواد فرار - كاهش اتلاف مواد - قابليت ساخت قطعات پيچيده و توخالي - امكات اتوماسيون و بالا بردن سرعت توليد - كاهش حباب در قطعه - امكان ساخت قطعات با ضخامت يكدهم تا نود ميلي متر از سوي ديگر، RTM داراي معايبي نيز هست؛ طراحي قالب، حساس است و نياز به مهارت دارد. درگاه نامناسب تزريق و خروجي ميتواند منجر به ايجاد نقص در قطعه شود. كنترل آغشته سازي و شكل جريان مشكل است. در گوشهها و لبهها نقاط آكنده از رزين بوجود ميآيد. در مجموع ميتوان گفت خواص قطعه حاصل از اين فرآيند معادل قطعات حاصل از قالبگيري ميباشد ولي به خوبي پلتروژن و رشته پيچي نيست. پالتروژن
از جمله مزاياي اين روش كه يكي از باصرفهترين روشهاي توليد كامپوزيتهاست، اين است كه درصد الياف در آن بالاست و چون الياف بصورت طولي آرايش مييابند، محصول داراي استحكام كششي و فشاري بسيار بالايي است. همچنين سطح محصول نهايي كاملاً صاف است و نيازي به فرآيندهاي تكميلي نيست.
مواد: با توجه به خواص مورد نظر، ميتوان از الياف و رزينهاي مختلفي استفاده نمود. الياف تأمين كنندة خواصي چون استحكام كششي و ضربه، سفتي و مانند آن ميباشند ولي رزين تأمين كنندة خواص فيزيكي مانند آتشگيري، مقاومت در برابر شرايط جوي، هدايت حرارتي و مقاومت شيميايي ميباشند. براي بهبود خواص نيز از انواع افزودنيها استفاده ميشود. ماتريس پليمري:
به علت پيوندهاي غير اشباع، پلي استر پس از پخت 7 درصد جمعشدگي نشان ميدهد. اين نقص ميتواند توسط فيلر و افزودنيهاي Low Profile جبران گردد. مقايسه خواص مكانيكي پروفيلهاي پلتروژني با ساير مواد مقايسه خواص فيزيكي-شيميايي پروفيلهاي پلتروژني با ساير مواد مزاياي پلتروژن: پلتروژن يكي از اقتصاديترين روشهاي توليد پروفيلهاي كامپوزيتي مورد مصرف در صنايع ساختمان است.
كاربردها: كاربرد قطعات پلتروژني محدوده وسيعي را در بر ميگيرد:
رشته پيچي (filament winding)
چرخه توليد كامپوزيتهاي رشته پيچي شده را ميتوان به مراحل ذيل تقسيم نمود: در ابتدا فقط از الياف شيشه به عنوان تقويت كننده در اين فرآيند استفاده ميشد ولي امروزه براي قطعات با استحكام بالا از الياف كربن و براي قطعات چقرمه و سبك از الياف آراميد استفاده ميشود. اين الياف به شكلهاي فيلامنت تنها، رشتهاي، پارچه و نوارهاي بافته و نبافته ميتوانند استفاده شوند. مقايسه روشهاي شكلدهي مزايا و معاب فرآيندهاي مختلف شكل دهي
مقايسه پارامترهاي فرآيندي در روشهاي شكل دهي مقايسه مواد مورد استفاده در فرآيندهاي شكل دهي مختلف مقايسه فاكتورهاي هزينهاي در فرآيندهاي مختلف:
+
نوشته شده در شنبه دوازدهم آبان 1386ساعت 16:12 توسط احسان بهشتی
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
.
.
|
|
|
||||
|
[1] Hamada, H., Fukute, T., and Yamamoto, K., “Bending Behavior of Unbounded Prestressed Concrete Beams Prestressed with CFRP Rods,” Fiber Reinforced Cement and Concrete, Proceedings of the Fourth RILEM International Symposium, [2] Saadatmanesh, H., and Ehsani, M. R., “RC Beams Strengthened with GFRP Plates, I: Experimental Study,” Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 117, No. 11, 1991, pp. 3417-3433. [3] Bedard, Claude, “Composite Reinforcing Bars: Assessing Their Use in Concrete,” Concrete International, 1992, pp. 55-59. [4] Sharp, B. N., “Reinforced and Prestressed Concrete in Maritime Structures,” Proceedings of the Institution of Civil Engineers, Structures and Building, Vol. 116, No. 3, 1996, pp. 449-469. [5] Hamid, Ahmad A., “Improving Structural Concrete Durability in the [6] Ali, Mohammed Gholam, Dannish, Sami Abdulla, and Al-Hussaini, Adel, “Strength and Durability of Concrete Structures in [7] Matta, Z., “Chlorides and Corrosion in the [8] Matta, Z., “Deterioration of Concrete Structures in the [9] Matta, Z., “More Deterioration of Reinforced concrete in the [10] Razaqpur, A. G., and Kashef, A. H., “State-of-the-Art on Fiber Reinforced Plastics for Buildings,” Submitted to: Institute for Research in Construction – National Research Council of [11] Rostasy, F. S., “FRP Tensile Elements for Prestressed Concrete – State of the Art, Potentials and Limits,” Fiber-Reinforced-Plastic Reinforcement for Concrete Structures, International Symposium, ACI-SP-138, 1993, pp. 347-366. [12] Minosaku, Koichi, “Using FRP Materials in Prestressed Concrete Structures,” Concrete International, 1992, pp.41-45. [13] Erki, M. A., and Rizkalla, S. H., “Anchorages for FRP Reinforcement,” Concrete International, 1993, pp. 54-59. [14] Martin, Roderick H., “Fiber Reinforced Plastic Standards for the Offshore Industry,” SAMPE Journal, Society for the Advancement of Material and Process Engineering, 1996, pp. 37-41. [15] Yamasaki, Y., Masuda, Y., Tanano, H., and [16] Tarricone, Paul, “Plastic Potential,” Civil Engineering, 1993, pp. 62-64. [17] Ehsani, M. R., Saadatmanesh, H., and Tao, S., “Bond of GFRP Rebars to Ordinary- Strength Concrete,” Fiber-Reinforced-Plastic Reinforcement for Concrete Structures, International Symposium, ACI-SP-138, 1993, pp. 333-346. [18] Char, M. S., Saadatmanesh, H., and Ehsani, M. R., “Concrete Girders Externally prestressed with Composite Plates,” PCI Journal, 1994, pp. 40-51. [19] Mashida, M., and Iwamoto, K., “Bond Characteristics of FRP Rod and Concrete After Freezing and Thawing Deterioration,” Fiber-Reinforced-Plastic Reinforcement for Concrete Structures, International Symposium, ACI-SP-138, 1993, pp. 51-70. [20] Hahn, H. T., and Kim, R. Y., “Swelling of Composite Laminates,” Advanced Composite Materials-Environmental Effects, ASTM-STP 658, 1978, pp. 98-130. [21] Mallick, P. K., Fiber Reinforced Composites, Marcel Dekker, Inc., New Yoek, 1988. [22] Burnsell, A. R., “Long-Term Degredation of Polimeric Matrix Composites,” Concise Encyclopedia of Composite Materials, Pergamon Press, 1989, pp. 165-173. [23] Dewimille, B., and Burnsell, A. R., “Accelerated Aging of a Glass Fiber Reinforced Epoxy Resin in Water,” Composites, 1983, pp. 14-35. [24] Dutta, P. K., “Tensile Strength of Unidirectional Fiber Composites at Low Temparatures,” Proceedings, Sixth Japan-U.S. Conference on Composite Materials, June, 1983, [25] Lord, H. W., and Dutta, P. K., “On the Design of Polymeric Composite Structures for Cold Region Applications,” Journal of Reinforced Plastics and Composites, Vol. 7, 1988, pp. 435-450. [26] Larsson, F., “The Effect of Ultraviolet Light on Mechanical Properties of Kevlar 49 Composites,” Environmental Effects on Composite Materials, Technomic Publishings Co., 1988, pp. 132-135.
[ ۲۷- چکیده سخنرانی 12 مرداد ماه سال ۱۳۸۴ فصلنامه بتن ايران سال پنجم، شماره 18، تحت عنوان "نحوه محاسبه ظرفيت برشي اعضاي بتن مسلح تقويت شده با FRP توسط:مهندس سيدرضا دريابيگي.۲۸-سايت انجمن بتن ايران ۲۹-با تشكر از شركت مهندسي كامپوزيت البرز (Iran Composite Network ) كه اطلاعات بسيار خوبي را در اختيار من نهاد .
+
نوشته شده در شنبه دوازدهم آبان 1386ساعت 16:9 توسط احسان بهشتی
|
|
|||||
|
|||||
|
|
|
||||
|
از همسر مهربان و دلسوزم كه در اواخر دوران تحصيل پا به زندگيم نهاد و باعث شد تا كوشش و تلاشم را در امر تحصيل بيشتر كنم بسيار ممنون و متشكرم. همچنين از پدر و مادر عزيزم كه همواره سعي كرده اند تا من به مدارج بالاتر راه پيدا كنم كمال تشكر را دارم. اميد دارم كه بتوانم تمامي اين زحمات را با ياري خداوند متعال به خوبي جبران كنم. از همگي شما ممنونم احسان بهشتي آبان ۱۳۸۶
+
نوشته شده در شنبه دوازدهم آبان 1386ساعت 16:0 توسط احسان بهشتی
|
|
|||||
|
|||||
