نوروز 96

«کامپوزیت سیمانی منعطف ضد انفجار» چگونه در ایران ساخته شد

مسئول پروژه تولید «کامپوزیت سیمانی منعطف ضد زلزله و انفجار» با تشریح چگونگی ساخت این کامپوزیت گفت: این محصول کامپوزیتی می‌تواند در مقاوم‌سازی سازه‌ها در برابر زلزله نیز مورد استفاده قرار گیرد.



مسئول پروژه تولید «کامپوزیت سیمانی منعطف ضد زلزله و انفجار» با تشریح چگونگی ساخت این کامپوزیت گفت: این محصول کامپوزیتی می‌تواند در مقاوم‌سازی سازه‌ها در برابر زلزله نیز مورد استفاده قرار گیرد.

حمیدرضا پاکروان در گفت‌وگو با خبرنگار علمی باشگاه خبرنگاران تسنیم «پویا»؛ درباره پروژه تولید «کامپوزیت سیمانی منعطف ضد زلزله و انفجار» اظهار کرد: هدفم از این پروژه، ساخت و توسعه کامپوزیت سیمانی شکل‌پذیر تقویت‌شده با الیاف پلیمری و بهبود خصوصیات شکل‌پذیری آن بوده است.

وی افزود: اخیراً تحقیقات بسیار زیادی در زمینه تولید بتنهای توانمند و بررسی خصوصیات آنها در دنیا صورت گرفته است؛ در این پروژه همگام با محققین 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 افزود: این کامپوزیت سیمانی با نام کامپوزیت سیمانی مهندسی شده ECC در دنیا شناخته شده است؛ بیشترین نوع الیاف پلیمری که به صورت 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 می‌شود.

محقق دوره پسا دکتری دانشگاه صنعتی امیرکبیر تصریح کرد: بنده از سال 1389 که در مقطع دکتری مشغول به تحصیل شدم، تا سال 1393 بر روی این پروژه فعالیت داشتم البته پیش از این از سال 1386 در زمینه تقویت محصولات سیمانی مشغول به تحقیق و پژوهش بودم و آشنایی کاملی نسبت به این موضوع داشتم، با توجه به مطالعاتی که در سالهای گذشته داشتم، این موضوع را در دوره دکتری دنبال کردم.

پاکروان خاطرنشان کرد: در تحقیق انجام‌ گرفته در دوره دکتری، 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 گرفت؛ الیاف پلی‌وینیل الکل و الیاف پلی پروپیلن (PP) با ویژگیها و خصوصیات مناسب به صورت مخلوط و  به عنوان تقویت‌کننده در کامپوزیت سیمانی مورد استفاده قرار گرفتند که نتایج بدست آمده حاکی از بهبود شکل‌پذیری کامپوزیتهای سیمانی تولید‌شده نسبت به نمونه‌های مشابه خارجی حاوی یک جزء الیاف پلی وینیل الکل بوده است.

وی ادامه داد: این در حالی است که 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.

دانشجوی مقطع دکتری دانشگاه صنعتی امیرکبیر در پاسخ به این سؤال که آیا حمایت خاصی از سوی مراکز مختلف از این پروژه شده است یا خیر اذعان داشت: متأسفانه بنده از حمایت سازمان خاصی در انجام این پروژه برخوردار نبودم؛ دانشگاه امیرکبیر امکانات آزمایشگاهی را برای انجام این پروژه فراهم کرده بود البته این را هم باید بگویم که از امکانات آزمایشگاهی دانشگاه علم و صنعت نیز در این مسیر استفاده کردم؛ جا دارد از حمایتهای اساتید راهنمای پروژه، پروفسور مسعود لطیفی از دانشگاه امیرکبیر و دکتر مسعود جمشیدی از دانشگاه علم و صنعت که بسیار ارزشمند بودند، تشکر کنم.

وی در ادامه یادآور شد: در تقویت محصولات سیمانی که به صورت معمول مورد استفاده قرار می‌گیرد، تنها یک نوع از الیاف مصرف می‌شود؛ در این پروژه برای تقویت کامپوزیت سیمانی از دو نوع الیاف با ویژگیهای مختلف به صورت ترکیبی استفاده کردیم؛  الیاف نوع اول، دارای استحکام بالا و سختی بالا اما الیاف نوع دوم از استحکام پایین‌تر و نرمی بیشتری برخوردار بود.

پاکروان ادامه داد: استفاده از الیاف سخت و نرم موجب شد که ویژگی شکل‌پذیری و جذب انرژی بالایی در کامپوزیت سیمانی صورت گیرد؛ الیاف سخت‌تر در کامپوزیت سیمانی موجب افزایش استحکام و الیاف نرم‌تر، باعث بهبود شکل‌پذیری می‌شوند؛ در نتیجه عملکردی همزمان این دو نوع الیاف باعث تأثیر مثبت بر روی خصوصیات کامپوزیت سیمانی شد؛ کامپوزیت سیمانی که با این الیاف ترکیبی تولید کردیم تا 160 درصد نسبت به نمونه‌های شاهد، شکل‌پذیری بیشتری داشتند و لازم به ذکر است الیافی که ما در این پروژه استفاده کردیم در حدود 12 میلیمتر طول و 30 میکرون قطر داشتند.

وی با اشاره به اینکه این کامپوزیت سیمانی نسبت به بتنهای معمولی استحکام بالاتر و قابلیت تردشکنی کمتری دارد، متذکر شد: بتنهای معمولی بدلیل تُرد بودن با وارد شدن یک نیرو دچار شکست می‌شوند این در حالی است که این کامپوزیت سیمانی در برابر نیرو از خود انعطاف نشان داده و همانند فلزات خم می‌شود البته میزان انعطاف‌‌پذیری آن قابل مقایسه با فلزات نیست و تنها برای درک این موضوع بیان شده است.

مسئول پروژه تولید «کامپوزیت سیمانی منعطف ضد زلزله و انفجار» تصریح کرد: لازم به ذکر است که این تحقیقات در حال حاضر در دوره پسا دکتری اینجانب نیز ادامه داشته تا ویژگیها و قابلیتهای بیشتری از این نوع کامپوزیت سیمانی تولید‌شده، مورد بررسی قرار گیرد. 

وی خاطرنشان کرد: این محصول کامپوزیتی تولید‌ شده به دلیل وجود الیاف با ویژگیهای مناسب و همچنین مواد ترکیبی تشکیل دهنده، دارای مقاومت بسیار زیاد و قابلیت شکل‌پذیری مناسب در برابر بارهای خمشی و کششی است؛ خصوصیات مکانیکی و جذب انرژی بالای در برابر بارهای خارجی، آنها را مناسب کاربردهای ضربه‌ای، انفجاری و ارتعاشی می‌سازد؛ این محصول کامپوزیتی می‌تواند در مقاوم‌سازی سازه‌ها در برابر زلزله نیز مورد استفاده قرار گیرد؛ از دیگر مزیتهای این محصول کامپوزیتی، قابلیت استفاده از آنها به صورت لایه‌های نازک برای مقاومت‌سازی سازه‌ها است.

منبع :