عنوان
بررسي اثر مواد تغيير فاز دهنده ي با دماي انتقال فاز پايين در روسازي هاي بتني حاوي سرباره بر خصوصيات مكانيكي و حرارتي
نويسنده اصلي
ضيائي قهنويه، علي
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
عمران
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
قابليتهاي بتن )دوام و مقاومت بالا( باعث به كار گيري وسيع اين محصول در مهندسي عمران شده است. در سالهاي اخير استفاده از بتن
در روسازي راهها رشد چشمگيري داشته است. علاوه بر ويژگيهاي خوب روسازيهاي بتني، يكي از معايب اين نوع روسازيها، تاثير
انجماد آبها روي سطح روسازي است. اين مسئله باعث ايجاد خرابيهايي مانند ايجاد ترك در بتن و پوسته پوسته شدن سطح روسازي
ميشود. مواد تغيير فاز دهنده موادي با گرماي نهان بالايي هستند كه قادر به ذخيره و آزاد سازي مقدار زيادي انرژي حرارتي هنگام عمل
ذوب و انجماد هستند. ذخيرهي انرژي حرارتي در اين مواد، در طي فرآيند تغيير فاز اتفاق ميافتد. درصورت انتخاب مناسب مادهي تغيير فاز
دهنده با توجه به كاربردهاي مورد نياز، اين مواد ميتوانند گرما را در خود ذخيره كنند و در زمان انجماد آبهاي روي سطح روسازي، مانع
از انجماد آبها شود. از طرفي سربارهها كه محصول جانبي توليد كارخانههاي فولاد هستند و اغلب به صورت دپوهاي عظيمي انباشته
ميشوند، يكي از چالشهاي پيش روي محيط زيست بوده وسالانه هزاران تن از آنها غير قابل استفاده رها ميشود. يكي از زمينههايي كه
ميتوان از اين مصالح در حجم بالايي مورد استفاده قرار داد، استفاده به عنوان مصالح سنگي در روسازيهاي بتني است. در اين پژوهش از
سربارهي فولادي با ابعاد 5 - 19 ميلي متر و درصدهاي جايگزيني 50 و 100 با درشت دانه، PEG 400 به عنوان مادهي تغيير فاز دهنده و
سيمان سربارهاي با درصدهاي 15 و 30 جايگزين سيمان استفاده شد. در اين تحقيق ساخت نمونههاي بتني به سه دستهي كلي تقسيم بندي
شده است. دستهي اول نمونههاي شاهد، دستهي دوم نمونههاي حاوي مادهي تغيير فاز دهنده به روش تثبيت با ميكرو سيليس و دستهي سوم
نمونههاي حاوي مادهي تغيير فاز دهنده به روش ميكرو كپسول ميباشند. آزمايشهاي مقاومت خمشي، مقاومت كششي، مقاومت فشاري،
جذب آب، ضريب هدايت حرارتي، شبيه سازي دماي شبانه روز و آزمايش عملكرد گرمايي مورد بررسي قرار گرفتند. بر اساس آزمايشات
انجام شده روي نمونههاي فشاري نمونهي 20 درصد مادهي تغيير فاز دهنده به روش تثبيت و سنگ دانهي طبيعي نسبت به نمونهي شاهد
حدود 30 درصد كاهش و در روش ميكروكپسول حدود 37 درصد كاهش مقاومت داشت. در نمونههاي كششي، نمونهي 20 درصد مادهي
تغيير فاز دهنده به روش تثبيت و سنگ دانهي طبيعي نسبت به نمونهي شاهد حدود 35 درصد كاهش و در روش ميكروكپسول حدود 52
درصد كاهش مقاومت داشت. در نمونههاي خمشي، نمونهي 20 درصد مادهي تغيير فاز دهنده به روش تثبيت و ميكرو كپسول به ترتيب
باعث كاهش 34 و 44 درصدي در مقاومتهاي خمشي شده است. در نمونههاي جذب آب، نمونهي 100 درصد سرباره به روش تثبيت
باعث كاهش حدود 33 درصدي جذب آب نسبت به نمونهي شاهد شد. در صورتي كه در نمونهي مشابه به روش ميكرو كپسول باعث
كاهش 28 درصدي جذب آب شد. پس از آزمايشات مقاومتي نمونهها، در فاز دوم به بررسي خصوصيات حرارتي و انتقال گرماي نمونهها
پرداخته شد. در آزمايش ضريب هدايت حرارتي، نرخ افزايش ضريب هدايت حرارتي در نمونههاي حاوي 100 درصد سرباره و 20 درصد
مادهي تغيير فاز دهنده، نسبت به نمونههاي شاهد بيشتر است و اين مسئله به علت وجود مواد تغيير فاز دهنده در اين نمونهها ميباشد كه
فرايند انتقال دما را نسبت به نمونههاي شاهد تسريع كردند. اين مسئله در نمونههاي حاوي ميكرو كپسول بهتر خود را نشان داده است كه
ميتوان به علت پراكندگي يكنواختتر ميكرو كپسولها و رسانايي بالاتر پوستهي ميكرو كپسول نسبت به ميكرو سيليس ميباشد. در
آزمايشات شبيه سازي دماي شبانه روز و عملكرد گرمايي دقيقا نتايج آزمايش ضريب هدايت حرارتي را تاييد ميكند.
شماره ركورد
211040
گرايش رشته تحصيلي
راه و ترابري
دانشكده
مهندسي عمران
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان
استاد مشاور
عليرضا علافچيان
استاد داور
عليرضا سلجوقيان، محسن ابوطالبي اصفهاني
استاد راهنما
مهدي ابطحي، داود مستوفي نژاد