[ علم نانو در بتن ]

amirabas_ali

عضو جدید
کاربر ممتاز
سیستم های سازه ای

سیستم های سازه ای

سیستم های سازه ای
<< سیستم های سازه ای >> در این مقاله سعی خواهم کرد تا سیستمهای متداول ساخت و طراحی سازه را معرفی نمایم و به بررسی انان پرداخته شود.
البته به دلیل زیاد بودن مطالب فقط نام برخی از سیستمها با مشخصات خلاصه نوشته میشود و در مقالات اینده به بررسی کلی خواهیم پرداخت.

1:سیستم سازه ای با دیوار باربر: این سیستم قدیمی ترین و اشنا ترین
روش ساخت می باشد که امروزه به دلایل ایین نامه ای و نیروهای جانبی
زیاد مورد توجه قرار نمی گیرد.

2:قاب مفصلی مهاربندی شده: این سیستم از قدیمی ترین سیستم های
سازه ای بوده که مورد توجه مهندسین در سالهای قبل و حتی امروزه
میباشد.

در این روش بارهای ثقلی بر قاب مفصلی وارد شده و به دلیل مفصلی
بودن قاب سازه معیین بوده و به صورت استاتیکی تحلیل میشود و بارهای
جانبی بر مهار بندهای ان وارد شده و مهاربندها به روشهای تقریبی یا
دقیق قابل تحلیل است لذا در سالهای دور به دلیل عدم وجود حسابگرهای
ماشینی در سازه ها از این سیستم بیشتر استفاده میشد به عنوان
مثال: برج ایفل- برج امپایر استایت در نیویورک و.... ....

بااین سیستم ساخته شده اند( برج امپایر استایت در سال 1931 ساخته
شده و در ان از مهاربند های غیر هم محور واتصالاط پرچی استفاده شده
است این برج به مدت 40 سال بلند ترین سازه ی جهان به شمار می رفت)


3:قاب خمشی: بعد از جنگ جهانی دوم اجرای سازه های بتنی اغاز شده
و ساختمانهای بتنی به دلیل اجرای هم زمان قاب ان به فرم قاب خمشی

ساخته میشود البته میتوان سازه های فلزی را نیز به فرم قاب خمشی
اجرا نمود.به هر حال در قاب خمشی نیرو های ثقلی و جانبی در تکه
گاههای تیرها لنگر خمشی ایجاد میکند و نیز تیرها و ستونها در تحمل
تمامی نیروهای وارده باهم وارد عمل می شوند لذا تحلیل المانهای این
نوع قابها باید همزمان انجام گیرد.

4: قاب خمشی مهار بندی شده: گاها نیروهای جانبی به قدری زیاد بوده
که المانهای تیر و ستون قاب خمشی به تنهایی قادر به تحمل ان نمی
باشد لذا از مهاربندهای مختلف برای کمک به انها استفاده می شود که
نوع این مهاربندها ممکن است فلزی بوده و یا از دیواهای برشی بدین
منظور استفاده شود به هر حال باید 30 درصد بارهای جانبی را خود قاب
خمشی تحمل نماید (دیوارهای برشی خود انواع مختلفی دارند مثلا: دیوار
برشی با المان مرزی - بدون المان مرزی - با باز شو - بدون باز شو - دیوار
برشی کوپل و....)

سیستم های فوق معروفترین و متداولترین سیستم سازه ای می باشند
اکنون به معرفی سیستم های جدید تر می پردازیم.

5: سیستم طره ای : این نوع سیستم به ندرت اجرا می شود و تقریبا بد
ترین نوع سازه می باشد چرا که در مقابل بارهای جانبی بسیار ضعیف
عمل می کند.

6: سیستم فضایی : عالی ترین و بهترین نوع سازه ای بوده و کاملترین
رفتار در مقابل باهای جانبی و ثقلی دارد اما اجرای ان بسیار مشکل است
و امروزه فقط برای پوشش سقفهای سبک با دهانه های بزرگ استفاده
می شود و تنها یک ساختمان 25 طبقه در هنگ کنگ که بانک مرکزی هنگ
کنگ است با این سیستم ساخته شده است.

7: سیستم معلق : یکی از معروفترین سیستمها برای پل سازی است اما
در ساختمان سازی و بلند مرتبه سازی هم ندرتا مورد توجه قرار می گیرد

در این سیستم برخی المانها به فرم کششی برای تحمل بارهای ثقلی
طرح می شود که اکثرا کابلهای کششی با مقاومت زیاد می باشند

پلهای بزرگ مثل گلدین گیت در سانفرانسیسکو و ساختمان 25 طبقه ی
مرکز پلیس سیاتل با این سیستم طرح شده اند.

8: سیستم هسته ای : در این روش بارهای ثقلی توسط یکی از روشهای
فوق مثلا قاب مفصلی طراحی شده و بارهای جانبی بر هسته ی سازه
وارد می شود هسته به دو فرم هسته ی باز و بسته می تواند اجرا شود
در حقیقت هسته همان دیوارهای برشی در پروفیلهای مختلف در مقیاس
بزرگ می باشد.

مثلا به شکل Uکه همان هسته ی باز است. لازم به ذ کر است که در
طراحی هسته بایستی اثر پیچش دقیقا مورد بررسی قرار گیرد اما به
دلیل مشکل بودن محاسبات پیچش در گذشته این بررسی صورت
نمی گرفت ولی امروزه به دلیل وجود ماشینهای حسابگر دقیق اثر پیچش
نیز دقیقا مورد محاسبه قرار می گیرد. مجموعه اپارتمانهای در دست
احداث در منطقه ی شاهگلی تبریز با این روش ساخته می شود این
سیستم برای ساختمانهای بین 20 الی35 طبقه مناسب است.

9: سیستم قاب محیطی:عالی ترین و پیشرفته ترین فرم ساختمان سازی
می باشد که برای ساختمانهای بالای 150 طبقه می تواند مورد استفاده
قرار گیرد.
در این سیستم بارهای جانبی به قاب محیطی وارد می شود و نیز قاب
محیطی خود نمای جالبی به ساختمان می دهد. برجهای دوقلوی سازمان
تجارت جهانی در نیویورک که مورد حمله ی تروریستی قرار گرفت تحت این
سیستم ساخته شده بودند. یکی از نکات مهمی که باید در طراحی این
سیستم مورد توجه قرار گیرد بررسی اثر shear lag در قاب محیطی است
اگرچه برخی از مهندسین براین باورند که اثر shear lag در ان وجود ندارد
اما برخی دیگر در وجود این اثر اصرار میکنند من خودم نیز در وجود
اثر shear lag در قاب محیطی معتقدم اما باید گفت که هرگز نمی توان
مقدار واقعی این اثر را محاسبه نمود لذا برای حل این مشکل سیستم زیر پیشنهاد می شود.

10: قاب محیطی مهاربندی شده: در این حالت کل قاب محیطی توسط
مهاربند های کلی و بزرگ مهاربندی می شود و تنها وجود مهاربندها برای
حذف اثر احتمالی shear lag میباشد و باز نیروهای جانبی را خود قاب
محیطی تحمل میکند.ساختمانی راکه در جهان با این روش ساخته شده
باشد را بنده اطلاع ندارم......

11:مجموعه قاب محیطی:این سیستم نیز مانند قاب محیطی می باشد با
این تفاوت که ساختمان از چند قاب محیطی تشکیل یافته است به عنوان
مثال برج سیرزتاور در شیکاگو که بلندترین برج امریکا می باشد که از چهار
قاب محیطی ساخته شده است.

به نقل از گاهنامه مهندسی عمران

sajjad9421.blogfa.com/
 

amirabas_ali

عضو جدید
کاربر ممتاز
مقایسه ی ایمنی قاب های فولادی با مهار بندهای مختلف

مقایسه ی ایمنی قاب های فولادی با مهار بندهای مختلف

مقایسه ی ایمنی قاب های فولادی با مهار بندهای مختلف
خلاصه مقاله:

توصيف رفتار واقعي سيستم هاي سازه اي به طور اجتناب پذيري وابسته به برخي منابع عدم قطعيت ها و يا پارامترهاي تصادفي است. در ميان روشهاي مختلف آناليزهاي تصادفي تركيب روش المان هاي محدود با الگوريتم هاي پيشرفته ي آناليز قابليت اعتماد منجر به پيدايش روش المان هاي محدود مبتني بر قابليت اعتماد RFEM ( Reliability-based Finite Element Method) گرديده است. مطالعه حاضر نيز با به كارگيري اين روشها در حالت كلي و مشخصا با استفاده از روش مرتبه اول قابليت اعتماد First Order Reliability Method) FORM و با در نظر گرفتن پارامترهاي تصادفي در آناليزهاي سازه اي، عملكرد و ايمني قاب هاي فولادي با مهربندي هاي مختلف را مورد ارزيابي و مقايسه قرار داده است. براي اين منظور تمامي مشخصات مصالح فولادي مصرفي، بارهاي جانبي وارد به سازه، ابعاد هندسي و همچنين ناكاملي هاي هندسي اوليه به عنوان متغيرهاي تصادفي در آناليز سيستم هاي مورد مطالعه در نظر گرفته شده اند. همچنين با به كارگيري ابزارهاي پيشرفته آناليز حساسيت كه در قالب نرم افزار OpenSees پياده سازي شده است و با استفاده از روش مشتق گيري (DDM) حساسيت هر كدام از متغيرهاي تصادفي فوق نيز از نظر ميزان تاثيري كه در رفتار اين سيستم ها دارند به دست آمده است. سه نوع مهاربند شامل مهاربند X، مهاربند Kو نوع جديدي از مهاربندي كه اخيرا در برخي مطالعات جديد مطرح گرديده است به نام مهاربند Zip انتخاب شده اند و جهت بررسي ظرفيت نهايي هر يك از قاب هاي فولادي مورد مطالعه از آناليز استاتيكي غير الاستيك پوش اور استفاده گرديده است. نتايج به دست آمده حاكي از آن هستند در صورتي كه در مهاربندي هاي مختلف قابهاي فولادي از مقدار مصالح يكساني استفاده شود، مهاربندي هاي نوع K عمدتا قابليت اعتماد بيشتري از خود نشان مي دهند.

+ نوشته شده توسط sajjad در پنجشنبه سیزدهم تیر 1387 و ساعت 13:36 | یک نظر
مزایای استفاده از سازه های پیش تنیده
سازه های پیش تنیده
[FONT=Tahoma, Arial, Helvetica, sans-serif]مزایا :[/FONT]
‏1. ايجاد دهانه‌هاي بزرگتر كه موجب افزايش فضاي مفيد در ساختمان شده و قطعاً در پروژه‌هاي مختلف اعم از ‏تجاري- اداري- فرهنگي، مسكوني و ورزشي، استفاده مطلوبتري خواهد داشت.‏

‏2.استفاده از حداكثر ظرفيت مكانيكي مصالح، چون كل مقطع بتني تحت فشار بوده و از نهايت مقاومت كابل‌هاي ‏پيش‌تنيده نيز همواره استفاده مي‌گردد.

‏3.كاهش ارتفاع تيرها و در بسياري موارد حذف تيرها. (عموماً در دهانه‌هاي تا حدود 10متر امكان حذف تير آويز از سقف ‏مقدور مي‌باشد). ‏

‏4.ضخامت كم دال‌هاي بتني.‏

‏5.كاهش وزن (مصالح مصرفي) سازه كه تاثير بسزايي در كاهش بار زلزله داشته و عملكرد لرزه‌اي سازه را بهبود مي‌بخشد.‏

‏6.كنترل خيز، چون نيروهاي پيش‌تنيدگي موجب ايجاد خيز معكوس مي‌شوند.

‏7.كنترل ترك در سازه، چون مقطع بتني همواره تحت فشار مي‌باشد.‏

‏8. كاهش ارتفاع طبقات مفيد ساختمان و به تبع آن كاهش هزينه كليه سطوح و آيتم‌هاي عمودي از جمله نما‌سازي، ‏تاسيسات، تيغه چيني، گچ‌كاري و رنگ و نقاشي.‏

‏9.سرعت اجراي بالاتر به دليل عدم نياز به زمان طولاني براي باز كردن قالب پس از انجام عمليات كشش كابل‌ها.‏

‏1۰.دوام بيشتر سازه به دليل تحت فشار بودن دائمي بتن و عدم ايجاد كشش در آن.‏

‏11.امكان تامين پاركينگ‌هاي بيشتر در ساختمان به خاطر افزايش طول دهانه‌ها.‏

‏12.اجراي زيباتر و جذابتر سازه از نظر معماري و به تبع آن ا فزايش كيفيت، مطلوبيت و مرغوبيت طرح.‏

‏13.هزينه كمتر در مقايسه با سيستم‌هاي مرسوم سازه‌اي به دليل كاهش مصرف مصالح و به تبع آن كاهش نيروي انساني ‏مورد نياز و ساير هزينه‌‌هاي اجرايي.‏

‏14.سهولت عبور لوله‌هاي تاسيسات و انعطاف‌پذيري در ايجاد بازشوها در دال‌هاي پيش‌تنيده.‏

‏15.امكان كنترل كيفيت سازه در حين ساخت، چون پس از انجام عمليات كشش كابل‌ها هر گونه نارسايي در اجراي سازه ‏قابل مشاهده و اصلاح خواهد بود.‏

sajjad9421.blogfa.com/
 

mahian90

عضو جدید
کاربر ممتاز
اینم یه مقاله
 

پیوست ها

  • nano_dar_sakhteman.pdf
    92 کیلوبایت · بازدیدها: 0

hadijav

عضو جدید
کاربرد نانو در عمران

کاربرد نانو در عمران

[FONT=&quot]تهیه وتنظیم هادی جاویدان[/FONT]
[FONT=&quot]کاربرد مواد نانو ساختار در صنعت ساختمان[/FONT]
[FONT=&quot]کاربرد مواد نانو ساختار در صنعت ساختمان[/FONT][FONT=&quot]
[/FONT]
[FONT=&quot]از[/FONT][FONT=&quot]مهمترین پیشرفتهای بوجود آمده در صنعت مصالح ساختمانی ، بتن با عملکرد بالا می باشد[/FONT][FONT=&quot]، برای درک بهتر رفتار این نوع مصالح باید ساختار بتن و خمیر سیمان در مقیاس نانو[/FONT][FONT=&quot]مورد بررسی قرار گیرد و نیز بتوان با کاربرد مصالح نانو ، بتن با عملکرد بالا و چند[/FONT][FONT=&quot]منظوره ساخت که دارای خاصیت الکترو مغناطیسی بوده و قابلیت به کار گیری در سازه های[/FONT][FONT=&quot]اتمی ( محافظت از تشعشعات ) را داشته باشد و نیز در سازه های ساختمانی تاثیر به[/FONT][FONT=&quot]سزایی در حفظ انرژی ساختمان ایفا کند[/FONT][FONT=&quot] .
[/FONT]
[FONT=&quot]در این مقاله با توجه به جدید بودن علم[/FONT][FONT=&quot]نانو تکنولوژی آنچه که مد نظر است معرفی مواد نانو ساختار و نیز بیان مزایای[/FONT][FONT=&quot]استفاده از این مواد در صنعت ساختمان سازی با توجه به نتایج آزمایشگاهی می باشد[/FONT][FONT=&quot] .
[/FONT]
[FONT=&quot]واژه های کلیدی : نانو تکنولوژی ، بتن[/FONT][FONT=&quot] HPC [/FONT][FONT=&quot]، مواد نانو ساختار ، بتن[/FONT][FONT=&quot] MHPC

[/FONT]
[FONT=&quot][/FONT]
 

hadijav

عضو جدید
[FONT=&quot]تهیه وتنظیم هادی جاویدان[/FONT]
[FONT=&quot]کاربرد مواد نانو ساختار در صنعت ساختمان[/FONT][FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]کاربرد مواد نانو ساختار در صنعت ساختمان[/FONT][FONT=&quot]
[/FONT]
[FONT=&quot]از[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]مهمترین پیشرفتهای بوجود آمده در صنعت مصالح ساختمانی ، بتن با عملکرد بالا می باشد[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]، برای درک بهتر رفتار این نوع مصالح باید ساختار بتن و خمیر سیمان در مقیاس نانو[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]مورد بررسی قرار گیرد و نیز بتوان با کاربرد مصالح نانو ، بتن با عملکرد بالا و چند[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]منظوره ساخت که دارای خاصیت الکترو مغناطیسی بوده و قابلیت به کار گیری در سازه های[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]اتمی ( محافظت از تشعشعات ) را داشته باشد و نیز در سازه های ساختمانی تاثیر به[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]سزایی در حفظ انرژی ساختمان ایفا کند[/FONT][FONT=&quot] .
[/FONT]
[FONT=&quot]در این مقاله با توجه به جدید بودن علم[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]نانو تکنولوژی آنچه که مد نظر است معرفی مواد نانو ساختار و نیز بیان مزایای[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]استفاده از این مواد در صنعت ساختمان سازی با توجه به نتایج آزمایشگاهی می باشد[/FONT][FONT=&quot] .
[/FONT]
[FONT=&quot]واژه های کلیدی : نانو تکنولوژی ، بتن[/FONT][FONT=&quot] HPC [/FONT][FONT=&quot]، مواد نانو ساختار ، بتن[/FONT][FONT=&quot] MHPC

1. [/FONT]
[FONT=&quot]مقدمه[/FONT][FONT=&quot] :
[/FONT]
[FONT=&quot]مواد نانو به عنوان موادی که حداقل یکی از ابعاد آن )طول ،[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]عرض ، ضخامت ( زیر 100 نانومتر باشد تعریف شده اند ، یک نانومتر یک هزارم میکرون یا[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]حدود 100000 برابر کوچکتر از موی انسان است به طور کلی ،در یک تقسیم بندی عمومی ،[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]محصولات نانو مواد را می توان به صورت های زیر بیان کرد[/FONT][FONT=&quot]:
- [/FONT]
[FONT=&quot]فیلمهای نانو لایه[/FONT][FONT=&quot] ( Nano Layer Thin Films ) [/FONT][FONT=&quot]برای کاربردهای عمدتاً الکترونیکی[/FONT][FONT=&quot]
- [/FONT]
[FONT=&quot]نانو پوششهای[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]حفاظت[/FONT][FONT=&quot] ( Nano Coating) [/FONT][FONT=&quot]برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی ، حفاظت در مقابل عوامل[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]مخرب محیطی[/FONT][FONT=&quot]
- [/FONT]
[FONT=&quot]نانو ذرات به عنوان پیش سازنده[/FONT][FONT=&quot] (Precursor) [/FONT][FONT=&quot]یا اصلاح[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]ساز[/FONT][FONT=&quot](Modifier) [/FONT][FONT=&quot]پدیده های شیمیایی و فیزیکی[/FONT][FONT=&quot]
- [/FONT]
[FONT=&quot]نانو لوله ها[/FONT][FONT=&quot] (Nanotubes)
[/FONT]
[FONT=&quot]منظور از یک ماده نانو ساختار یا واضح تر یک بدنه نانو ساختار[/FONT][FONT=&quot]Nanostructured Solid ) ) [/FONT][FONT=&quot]جامدی است که در آن انتظام اتمی ، اندازه کریستالهای تشکیل دهنده و ترکیب[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]شیمیایی در سراسر بدنه در مقیاس چند نانو متری گسترده شده باشد[/FONT][FONT=&quot] .
[/FONT]
[FONT=&quot]خواص فیزیکی و[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]شیمیایی مواد نانو (در شکل و فرمهای متعددی که وجود دارند از جمله ذرات ، الیاف ،[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]گلوله و . . . ) در مقایسه با مواد میکروسکوپی تفاوت اساسی دارند . تغییرات اصولی[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]که وجود دارد نه تنها از نظر کوچکی اندازه بلکه از نظر خواص جدید آنها در سطح مقیاس[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]نانو می باشد[/FONT][FONT=&quot] .
[/FONT]
[FONT=&quot]هدف نهایی از بررسی مواد در مقیاس نانو ، یافتن طبقه جدیدی از[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]مصالح ساختمانی با عملکرد بالا می باشد ، که آ نها را می توان به عنوان مصالحی با[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]عملکرد بالا و چند منظوره اطلاق نمود . منظور از عملکرد چند منظوره ، ظهور خواصی[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]جدید و متفاوت نسبت به خواص مواد معمولی می باشد به گونه ای که مصالح بتوانند[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]کاربردهای گوناگونی را ارائه نمایند[/FONT][FONT=&quot] .
[/FONT]
[FONT=&quot]در مطالب بعدی که خواهد آمد مواد نانو[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]ساختاری معرفی خواهند شد که با توجه به نوظهور بودن چنین موادی می توانند تحولی[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]شگرف در صنعت ساختمان سازی و صنایع وابسته به آن ایجاد کنند[/FONT][FONT=&quot] .
2. [/FONT]
[FONT=&quot]مواد نانو[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]کمپوزیت[/FONT][FONT=&quot] :
[/FONT]
[FONT=&quot]مواد نانو کمپوزیت بر پایه پلیمر (ماتریس پلیمری ) اولین بار در[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]سالهای 70 معرفی شده اندکه از تکنولوژی سول-ژل[/FONT][FONT=&quot](Sol-Gel) [/FONT][FONT=&quot]جهت انتشار[/FONT][FONT=&quot](Disperse) [/FONT][FONT=&quot]دادن[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]ذرات نانو کانی درون ماتریس پلیمر استفاده شده است[/FONT][FONT=&quot] .
[/FONT]
[FONT=&quot]هرچند تحقیقات انجام شده[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]در دو دهه گذشته برای توسعه تجاری این مواد توسط شرکت تویوتا در ژاپن در اواخر[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]سالهای 80 صورت گرفته است ، ولی رشته نانو کمپوزیت پلیمر هنوز در مرحله جنینی و در[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]آغاز راه می باشد[/FONT][FONT=&quot] .
[/FONT]
[FONT=&quot]در این شرایط نانو آلومینا ، بهترین ساختار نانوئی است که[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]افق جدیدی را در صنعت سرامیک نوید می دهد . زیرا کاربرد این مواد پدیده ای است که[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]از نظر مکانیکی ، الکتریکی و خواص حرارتی به طور مناسب دارای تعادل بوده و در رشته[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]های مختلف کاربرد دارد . از جمله می توان به چند نمونه اشاره کرد[/FONT][FONT=&quot] :
- [/FONT]
[FONT=&quot]تکنولوژی[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]نانو فلز آرتوناید که اخیر اً به طور تجاری ، الیاف نانویی آلومینا ، انقلابی در[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]رشته سرامیک بوجودآورده است[/FONT][FONT=&quot] .
- [/FONT]
[FONT=&quot]ذرات نانویی غیر فلز مانند : نانو سیلیکا ،[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]نانو زیرکونیا و مواد دیگر اصلاح کننده سرامیک ها می باشد[/FONT][FONT=&quot] .
3.[/FONT]
[FONT=&quot]بتن با عملکرد[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]بالا[/FONT][FONT=&quot] (HPCfile:///C:/DOCUME%7E1/User/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image001.gif
[/FONT]
[FONT=&quot]یکی از چالشهایی که در رشته مصالح ساختمانی بوجود آمده است ، بتن با عملکرد[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]بالا[/FONT][FONT=&quot] (High Performance Concrete) [/FONT][FONT=&quot]می باشد . این نوع بتن مقاوم از نوع مصالح[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]کامپوزیت بوده و از نظر دوام جزو مصالح کامپوزیت و چند فازی مرکب و پیچیده می باشد[/FONT][FONT=&quot] .
[/FONT]
[FONT=&quot]خواص ، رفتار و عملکرد بتن بستگی به نانو ساختار ماده زمینه بتن و سیمانی[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]دارد که چسبندگی ، پیوستگی و یکپارچگی را بوجود می آورد[/FONT][FONT=&quot] .
[/FONT]
[FONT=&quot]بنابراین ، مطالعات[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]بتن و خمیر سیمان در مقیاس نانو برای توسعه مصالح ساختمانی جدید و کاربرد آنها[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]بسیار حائز اهمیت می باشد . روش معمولی برای توسعه بتن با عملکرد بالا اغلب شامل[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]پارامترهای مختلفی از جمله طرح اختلاط بتن معمولی و بتن مسلح با انواع مختلف الیاف[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]می باشد . در مورد بتن به طور خاص ، علاوه بر عملکرد با دوام و خواص مکانیکی بهتر ،[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]بتن با عملکرد بالای چند منظوره[/FONT][FONT=&quot] (MHPC) [/FONT][FONT=&quot]خواص اضافه دیگری را دارا می باشد ، از جمله[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]می توان به خاصیت الکترو مغناطیسی ، و قابلیت به کار گیری در سازه های اتمی (محافظت[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]از تشعشعات ( افزایش موثر بودن آن در حفظ انرژی ساختمانها و ... را نام برد[/FONT][FONT=&quot] .
4.[/FONT]
 

hadijav

عضو جدید
4. نانو س?ل?س آمورف :
در صنعت بتن ، س?ل?س ?ک? از معروفتر?ن مواد? است که نقش مهم? در چسبندگ? و پر کنندگ? بتن با عملکرد بالا (HPC)ا?فا م? کند .
محصول معمول? همان سل?ک?اف?وم ?ا م?کرو س?ل?کا م? باشد که دارا? قطر? در حدود 0.1 تا 1 م?ل? متر م? باشد و دارا? اکس?د س?ل?س حدود 90 % م? باشد . م? توان گفت که م?کرو س?ل?کا محصول? است که در محدوده بالا? اشل اندازه نانو متر جهت افزا?ش عملکرد کامپوز?ت مواد س?مان? به کار برده م? شود .
محصول نانو س?ل?س متشکل از ذرات? هستند که دارا? شکل گلوله ا? بوده و با قطر کمتر از nm 100 ?ا بصورت ذرات خشک پودر ?ا بصورت معلق در ما?ع محلول قابل انتشار م? باشند ، که ما?ع آن معمول تر?ن نوع محلول نانو س?ل?س م? باشد ، ا?ن نوع محلول در آزما?شات مشخص در بتن خود تراکم SCC (Self Compacting Concrete) به کار گرفته شده است . نانو س?ل?س معلق کاربردها? چند منظوره از خود نشان م? دهد مانند :
- خاص?ت ضد سا?ش
- ضد لغزش
- ضد حر?ق
- ضد انعکاس سطوح
آزما?شات نشان داده اند که واکنش مواد نانو س?ل?س ( Colloidal Silica) با ه?درواکس?د کلس?م در مقا?سه با م?کرو س?ل?کا بس?ار سر?ع تر انجام گرفته و مقدار بس?ار کم ا?ن مواد همان تاث?ر پوزالان? مقدار بس?ار بالا? م?کرو س?ل?کا را در سن?ن اول?ه دارا م? باشد .
تمام کارها? انجام ?افته بر رو? کاربرد مواد نانو س?ل?س کلوئ?د? ( Colloidal Nano Silica ) در بخش اصلاح خواص ر?ولوژ? ، کار پذ?ر? و مکان?ک? خم?ر س?مان بوده است . آنچه که در ا?نجا مطرح است نتا?ج اول?ه محصولات نانو س?ل?س با قطر? در محدوده 5 تا 100 نانومتر م? باشد .
5. نانو لوله ها(NANOTUBES
همان گونه که در مقدمه مقاله مطرح شد معمولا ال?اف برا? مسلح کردن و اصلاح عملکرد مکان?ک? بتن بکار برده م? شوند . امروزه از ال?اف فلز? ، ش?شه ا? ، پل? پروپل?ن ، کربن و . . . در بتن برا? مسلح کردن استفاده م? شود و ل?کن تحق?قات رو? بتن مسلح شده توسط نانو لوله کربن? ( Carbon Nanotubes ) انتشار ن?افته است تا بتوان از نتا?ج آن برا? مسلح کردن بوس?له نانو لوله ها استفاده کرد .
نانو لوله کربن? توسط LIJIMA در سال 1991 کشف شده است و کارها? بس?ار? بر رو? ساختار نانو در بخش ف?ز?ک کوانتوم انجام ?افته است بطور? که تحق?قات نو?ن بر رو? تکنولوژ? و مهندس? نانو در سطح جهان? نقش اساس? و اصل? باز? م? کند . کربن 60 و نانو لوله ها? نو?ن دارا? ساختار? هستند که آنها را از فولاد قو? تر و بس?ار سبک م? کند بطور?که م? توانند خم?دگ? و کشش را بدون شکستن تحمل نما?ند و در آ?نده جا?گز?ن ال?اف کربن خواهند شد که در کامپوز?ت ها به کار برده م? شوند .
نانو لوله ها با توجه به تحق?قات انجام شده در مرکز تحق?قات بتن ) وابسته به موسسه ACI شاخه ا?ران ( ، دارا? مقاومت کشش? ب?ش از هر نوع ال?اف بتن? شناخته شده م? باشند و ن?ز نانو لوله ها خواص و?ژه قابل ملاحظه حرارت? و الکتر?ک? از خود نشان م? دهند ، بطور?که هاد? بودن حرارت آنها ب?ش از دو برابر الماس و هاد? بودن الکتر?ک? آنها در حدود 1000 برابر فلز مس م? باشد .
نانو لوله ها طبقه جد?د? از محصولات م? باشند که انقلاب? جد?د در زم?نه مصالح و مواد پ?شرفته را بوجود آورده اند. ?ک نسل جد?د از نانو کامپوز?ت ها? چند منظوره م? توانند به عنوان نانو لوله ها? کربن? در نقش ال?اف مسلح کننده مناسب آن مواد مورد استفاده قرار گ?ر ند . بنابرا?ن نانو لوله ها? کربن? از اجزا? کل?د? بدست آوردن هدف اصل? ذکر شده در فوق به عنوان مصالح ساختمان? با عملکرد بالا? چند منظوره ، باز? م? کنند .
6. نت?جه گ?ر? :
منظور از مقاله ارائه شده نشان دادن مصالح جد?د ساختمان? و ب?ان مزا?ا? استفاده از ا?ن نوع مواد در صنعت ساختمان م? باشد ، البته به دل?ل نو بودن ا?ن نوع مصالح زم?نه ها? فراوان? برا? کارها? نظر? و عمل? در دانشگاهها? کشور وجود دارد که ام?د است که با معرف? مصالح با ساختار نانو راه برا? گامها? بلندتر در ا?ن زم?نه باز شود
 

KAMAL-K

عضو جدید
نانو در بتن

نانو در بتن

سلام بچه ها در مورد کاربرد علم نانو در بتن مقاله یا مطلبی اگه دارید ممنون میشم بفرستید...;)
 

ZibaAhmadpoor

مدیر تالار مهندسی عمران
مدیر تالار
فناوري نانو و بتن

در سطح علوم پايه به منظور درك ساختمان بتن، تجزيه و تحليل هاي بسياري در مقياس نانو در حال انجام است كه براي اين منظور از فناوري هائي مانند ميكروسكوپ نيروي اتمي (AFM)، ميكروسكوپ الكتروني پيمايشي((SEM و پرتو يوني متمركز ((FIB، كه براي مطالعه در مقياس نانو توسعه يافته اند، استفاده مي شود.

يكي از جنبه هاي اساسي فناوري نانو طبيعت ميان رشته اي آن است كه به عنوان نمونه در يك تعامل تحقيقاتي ميان شاخه هاي مهندسي پزشكي و ساخت و ساز، از مدل سازي مكانيكي استخوان به منظور مطالعه نحوه نفوذ و انتشار كلر در بتن (كه عامل هواخوردگي ميلگردها است) استفاده شده است.

مروري بر جنبه هاي فني کاربرد نانومواد در بتن:

افزودن نانو ذرات هماتيت (Fe2o3) به بتن علاوه بر افزايش استحكام بتن، پايش سطوح تنش را نيز امكان پذير مي سازد.

نانو لوله هاي چند جداره موجب افزايش مقاومت فشاري ( 25 + نيوتن بر متر مربع) و مقاومت خمشي ( 8+ نيوتن بر متر مربع ) بتن مي شوند.

به منظور افزايش استحكام بتن، مي توان از باكتري ها استفاده نمود، به طوري كه افزودن ميكرو ارگانيزم هاي بي هوازي به مخلوط آب و بتن، موجب افزايش 25 در صدي مقاومت 28 روزه بتن مي شوند، همچنين رسوب دهي ملات سيمان ماسه اي منجر به رشد ماده پر كننده (فيلر) در داخل خلل و فرج سيمان(نوعي از بتن خود تعمير كن self repairing) مي شود.

استفاده از نانو ذرات در مواد چسباننده مختلف موجب بهبود ويژگي هاي مربوط به خرابي بتن مي شود.

هم اكنون سيليس((Sio2 جزئي از بتن معمولي است. يكي از نتايج مطالعه بتن در مقياس نانو اين است كه با استفاده از نانو ذرات سيليس مي توان ميزان تراكم ذرات در بتن را افزايش داد كه اين به افزايش چگالي ميكرو و نانو ساختارهاي تشكيل دهنده بتن ودر نتيجه بهبود ويژگي هاي مكانيكي آن مي انجامد.

افزودن نانو ذرات سيليس به مواد مبتني بر سيمان هم موجب كنترل تجزيه ناشي از واكنش بنيادي C-S-H (كلسيم- سيليكات- هيدرات)، كه در اثر نشت((leaching كلسيم در آب رخ مي دهد، و نيز جلوگيري از نفوذ آب به درون بتن مي شود كه هر دوي اين موارد دوام بتن را افزايش مي دهد.

متناسب با ميزان افزايش تراكم ذرات، آسيا كردن كلينكر سيمان پرتلند معمولي(OPC) به همراه ماسه استاندارد، منجر به توليد ذرات ريز تري در مقايسه با ذرات حاصل از آسيا نمودن سيمان پرتلند معمولي به تنهايي مي شود، و نكته مهم اينكه با افزايش ميزان ريزي و در نتيجه تراكم ذرات، مقاومت فشاري بتن تا حد سه تا شش برابر افزايش مي يابد.

خاكستر فرار يكي ديگر از مواد مورد استفاده در ساخت بتن است؛ استفاده از اين ماده علاوه بر افزايش دوام و استحكام بتن، ميزان مصرف سيمان را نيز كاهش مي دهد؛ ولي افزودن خاكستر فرار به بتن موجب كند شدن فرآيند عمل آوري بتن و كمتر شدن مقاومت كوتاه مدت آن در مقايسه با بتن معمولي مي شود. در صورت افزودن نانو ذرات سيليس به بتن ساخته شده با خاكستر فرار، با وجود اينكه قسمتي از سيمان مصرفي با سيليس جايگزين مي شود، چگالي و استحكام بتن و مخصوصاَ مقاومت كوتاه مدت بتن افزايش چشمگيري مي يابد.

همچنين تحقيق در مورد اضافه نمودن نانو ذرات اكسيد آهن يا هماتيت (Fe2o3) به بتن نشان داده است كه اين ذرات علاوه بر افزايش مقاومت بتن ،پايش سطوح تنش( خستگي) بتن را از طريق اندازه گيري مقاومت الكتريكي برشي ( مقطعي) امكان پذير مي سازد.

نوعي ديگر از نانو ذرات افزودني به بتن در جهت بهبود ويژگي هاي آن، دي اكسيد تيتانيوم(Tio2) است؛ Tio2 يك رنگدانه سفيد است كه مي توان آن را به عنوان يك روكش بازتاب كننده مطلوب استفاده نمود.

Tio2 از طريق واكنش هاي فوتو كاتاليستي قوي قادر به شكستن و تجزيه آلاينده هاي آلي، تركيبات آلي فرار ((VOC و غشاهاي باكتريايي است و به همين دليل براي ايجاد خاصيت ضد عفوني كنندگي به رنگ ها، سيمان ها و شيشه ها اضافه مي گردد.

چنانچه از Tio2 در سطوح بيروني سازه ها استفاده شود، قادر است غلظت آلاينده هاي موجود در هوا را كاهش دهد. Tio2 ماده اي آب دوست است و با اضافه شدن به سطحي، موجب ايجاد خاصيت خود تميز كنندگي در سطح مي گردد.

بتن توليد شده با اين ذرات هم اكنون در پروژه هايي در سر تا سر دنيا در حال استفاده است، اين بتن داراي رنگ سفيد و درخشندگي خاصي است كه سفيدي و درخشندگي خود را به طور موثري حفظ مي كند، اين در حالي است كه سازه هاي ساخته شده با بتن معمولي فاقد چنين ويژگي هستند.

نانو لوله هاي كربني((CNT از جمله نانو ذرات ديگري با ويژگي هاي قابل توجهي هستند كه تحقيقات براي بررسي مزاياي حاصل از اضافه نمودن آنها به بتن در حال انجام است. در صورت افزودن مقادير كوچكي (در حدود يك در صد وزني) از نانو لوله هاي كربني به نمونه هاي متشكل از آب و بخش عمده اي سيمان پرتلند، خواص مكانيكي نمونه ها به طور قابل توجهي بهبود مي يابد.

نانو لوله هاي تك جداره(MWNT) اكسيد شده بالاترين ميزان افزايش را هم در مقاومت فشاري (25+ نيوتن بر متر مربع) و هم در مقاومت خمشي( 8+ نيوتن بر متر مربع) نمونه ها نشان دادند.به طور تئوري اثبات شده است كه وجود مقدار زيادي نقايص ساختاري بر روي سطح نانو لوله هاي چند جداره اكسيد شده مي تواند به ايجاد اتصال بهتر ميان نانو ساختارها و ملات بينجامد؛ لذا مي توان نتيجه گرفت كه ازطريق ايجاد نقايصي بر روي سطح ميلگردهاي تقويت كننده بتن، خواص مكانيكي كامپوزيت بهبود مي يابد.

در مورد افزودن نانو لوله ها به هر ماده اي دو مشكل عمده وجود دارد: يكي ايجاد اتصال ميان نانو لوله ها با همديگر و ديگري فقدان چسبندگي مناسب ميان نانو لوله و شبكه ماده توده، كه از دلايل اين مشكل، بر هم كنش هاي ميان صفحات گرافيتي نانو لوله هاست. اين خاصيت، آنها را به سمت جمع شدن كنار يكديگر به صورت دسته ها يا طناب هايي سوق مي دهد و گاهي اوقات امكان دارد اين طناب ها به يكديگر گير كرده باشند.

براي دستيابي به پراكندگي يكنواخت نانو لوله ها درون شبكه ماده توده، بايد نانو لوله ها را از يكديگر جدا نمود، علاوه بر اين به دليل طبيعت گرافيتي نانو لوله ها و وجود خاصيت لغزندگي در آنها،امكان ايجاد چسبندگي مناسب ميان نانو لوله و شبكه وجود ندارد.

در صورت استفاده از صمغ عربي به منظور از پيش پراكنده سازي نانو لوله ها، مخصوصاَ در صورت كاربرد نانو لوله هاي تك جداره ((SWNT، ويژگي هاي مكانيكي بتن به طور قابل ملاحظه اي افزايش مي يابد. براي تعيين مقادير بهينه نانو لوله هاي مورد مصرف و نيز شاخص هاي مؤثر در پراكنده سازي نانو لوله ها در مخلوط، به تحقيقات بيشتري نياز است.

هزينه بالاي افزودن نانولوله هاي كربني به بتن،توجه به مزاياي آن را تحت الشعاع قرار داده است؛ لذا فعاليت هايي در جهت كاهش قيمت نانو لوله ها در حال انجام است كه در اين صورت مزاياي حاصل از افزودن آنها به مواد سيمان بيشتر مورد توجه قرار خواهد گرفت.

روكش ها، زمينه مطالعاتي ديگري هستند و تحقيق فعالانه اي در مورد روكش هاي محافظ محتوي نانو ذرات براي حفاظت سطحي از بتن در حال انجام است. كاربرد ويژه اين روكش ها در حفاظت در برابر شوره گذاري است. هم اكنون مطالعات به سمت كاربرد برخي از انواع نانو ذرات در چسب هاي (ملات هاي binder) مختلف و نحوه تاثير آنها بر روي ويژگي هاي كليدي مرتبط با فرسايش بتن، مانند ممانعت از انتقال يون هاي كلر، مقاومت در برابر دي اكسيد كربن، پخش بخار آب، جذب آب و عمق نفوذ، هدايت مي شوند. تا كنون نوعي حلال متشكل از رزين اپوكسي با وزن مولكولي پايين و نانو ذرات رس (nano-clay )، نتايج اميد وار كننده اي را نشان داده است.

تحقيقات كنوني نشان داده اند كه حسگر هاي مبتني بر فناوري نانو مي توانند كاربردهاي زيادي در سازه هاي بتني، به منظور كنترل كيفيت و پايش دوام بتن داشته باشند. به طوري كه اين حسگرها مي توانند براي هدف هاي مختلفي؛از جمله 1)اندازه گيري چگالي بتن؛

2) نظارت بر فرآيند عمل آوري بتن و اندازه گيري ميزان افت(انقباض) بتن؛

3) اندازه گيري پارامتر هاي كليدي معين و اثر گذار بر دوام بتن مانند دما،رطوبت،غلظت كلر،PH، دي اكسيد كربن،ميزان خستگي(تنش)، خوردگي ميلگردها وارتعاش( ويبراسيون)، طراحي شوند.

با توجه به مزیت های کاربرد نانو مواد دربتن می توان در صنایع مختلف معدنی استفاده نمود که عبارتند از :

لاینینگ دیواره های تونل ها به علت داشتن استحکام بالا و مقاومت فشاری وخمشی و تراکم و...

در تونل های راه به دلیل خاصیت باز تابندگی می توان از این نوع بتن ها در دیواره ها استفاده نمود که فضای روشنی را فراهم می سازدو باعث کاربرد لامپهای کمتر می شود.

بدلیل مقاومت در برابر نفوذ اب دیگر نیاز به نوارهای واتر استاب که از نفوذ اب به بتن جلوگیری می کنددر دیواره ها نیست.

به علاوه این بتن ها به دلیل دارا بودن ترکیبات مناسب چسبندگی مناسب با شبکه های فولادی(مش) ارجحیت استفاده نسبت به بتن های معمولی را دارند.

همچنین به دلیل تراکم و مقاومت در برابر سطوح تنش استفاده از این نوع بتن ها به عنوان دوغاب و خمیر پر کننده چال هایی که در ان راک بولت (میل مهار)نصب شده است توصیه می شود.
 

ZibaAhmadpoor

مدیر تالار مهندسی عمران
مدیر تالار
كاربرد تكنولوژي نانو در صنعت ساختمان

كاربرد تكنولوژي نانو در صنعت ساختمان


كاربرد تكنولوژي نانو در صنعت ساختمان




مشاهده پیوست 44-10.pdf
 

mossen1

عضو جدید
با سلام خدمت دوستان
کسی میدونه به عنوان پایدار کننده فوم (کف) بتن سبک چه موادی باید به فوم آن اضافه کرد؟
میخوام یه کف پایدار داشته باشم تا بتن حالت خودشو بگیره
 

Similar threads

بالا