بخشی از مقاله
چکیده
کاربرد گسترده کامپوزیت های زمینه پلیمری در ساخت، تعمیر و مقاوم سازی سازه ها، لزوم بررسی طول عمر این مواد در مجاورت برخی محیط ها را اجتناب ناپذیر می سازد. این تحقیق تلاشی برای بررسی میزان تخریب برخی عوامل محیطی و تاثیر آن ها بر خواص مکانیکی کامپوزیت پلی استر ایزوفتالیک با تقویت کننده الیاف شیشه از نوع E می باشد. بدین منظور محیط هیدروکلریک اسید 10 درصد وزنی با سه دمای مختلف اتاق، 50 C و 70 C بر روی نمونه ها اعمال گردید. اعمال این محیط بر نمونه ها در بازه ی زمانی یک تاچهار هفته ای صورت گرفت. سپس تست خمش و ریزسختی در بازه های زمانی مذکور بر روی نمونه ها انجام شد و جرم حجمی آن ها به منظور مقایسه با مقدار تئوری محاسبه گردید. نتایج نشان می دهد که بر اثر برهم کنش کامپوزیت با محیط شیمیایی، استحکام خمشی نمونه ها کاهش می یابد اما تغییرات اندکی در مقدار ریزسختی مشاهده می شود.
واژه های کلیدی: کامپوزیت پلی استر غیراشباع/الیاف شیشه E، تخریب محیطی، خوردگی، خواص مکانیکی، خواص فیزیکی
-1 مقدمه
به دنبال فرسوده شدن سازه های زیربنایی و نیاز به تقویت سازه ها، برای برآورده کردن شرایط سخت گیرانه طراحی، طی دو دهه اخیر تأکید فراوانی بر روی تعمیر و مقاوم سازی سازه ها در سراسر جهان، صورت گرفته است. از طرفی، بهسازی لرزهای سازهها بهخصوص در مناطق زلزلهخیز، اهمیت فراوانی یافته است. در این میان تکنیکهای استفاده از مواد مرکب FRP1 بهعنوان مسلح کننده خارجی به دلیل خصوصیات منحصربه فرد آن، ازجمله مقاومت بالا، سبکی، مقاومت شیمیایی، هزینههای کم و سهولت اجرا، در مقاومسازی و احیاء سازهها اهمیت ویژهای پیداکردهاند. مواد مرکب FRP در ابتدا بهعنوان مواد مقاوم کننده خمشی برای پلهای بتن آرمه و همچنین به عنوان محصورکننده در ستون های بتن آرمه مورداستفاده قرار میگرفتند؛ اما به دنبال تلاشهای تحقیقاتی اولیه، از اواسط دهه 1980 توسعه بسیار زیادی درزمینه استفاده از مواد FRP در مقاومسازی سازههای مختلف مشاهده میشود؛ بهطوریکه دامنه کاربردهای آن به سازه هایی با مصالح بنایی، چوبی و حتی فلزی نیز گسترش یافته است. اجزاء سازه ای مختلفی شامل تیرها، ستون ها، دیوارهای برشی، اتصالات، گنبدها و خرپاها تاکنون توسط مواد FRP مقاوم شدهاند .[1] مقاومت در برابر خوردگی، یکی از علل مهم استفاده از پلاستیکها در طراحی است؛ ولی درهرحال پلاستیکها هم در برابر محیط خورنده و مواد شیمیایی حساس و آسیبپذیرند. ترکیب و
تجزیه مولکولی پلاستیکها، به علت درهم ریختگی ساختمان شیمیایی آنها روی می دهد و در اثر حرارت، تنش و تشعشع، تشدید میشود 3] و .[2 استامنویچ2 و همکارانش اثر محلولهای اسیدی و بازی را بر خواص کششی لولههای کامپوزیتی پلیاستر با الیاف شیشه بررسی کردند .[4] بنا3 و همکارانش رزین پلی استر، بیسفنول، اپوکسی و وینیل استر در محیط اسیدی قراردادند و به بررسی خواص خمشی و سختی نمونه ها پرداختند. طبق نتایج آنها استحکام خمشی پلیاستر بعد از 4 هفته غوطهوری در اسید کاهش ولی مقدار ریزسختی نمونه های پلیاستری از 2 به 6 VHN افزایش یافت .[5] در تحقیق دیگری تأثیر دما و رطوبت بر استحکام خمشی کامپوزیتی اپوکسی/کولار تعیین شد .[6] مارشال4 مدلی را برای نفوذ اسید در رزین پلی استر به دست آورد .[7] با توجه به تحقیقات مذکور، مکانیسم های تخریب کامپوزیت های پلیمری؛ نرم شدگی، تاولزدگی، هیدرولیز و تخریب سطح مشترک الیاف/رزین میباشد. هدف از این پژوهش، بررسی تأثیر محیط اسیدی بر خواص خمشی و ریزسختی کامپوزیت پلیاستر غیراشباع/الیاف شیشه از نوع E میباشد.
-2 مواد و روش تحقیق
پروفیلهای کامپوزیتی تولیدشده به روش پالتروژن در یک شرکت تولیدکنندهی انواع پروفیلهای داخلی، بهعنوان مواد اولیهی این پژوهش مورداستفاده قرار گرفت که جزئیات مربوط به ترکیب آنها بنا به اظهارات شرکت سازنده در جدول - 1 - ذکرشده است.
جدول - 1 - جزئیات ترکیب نمونهی کامپوزیتی موردمطالعه در این پژوهش.
همچنین جرم حجمی رزین پلی استر و الیاف شیشه از نوع E با توجه به مرجع مذکور و درصد حجمی آن دو بنا بر اظهارات شرکت سازنده در جدول - 2 - ذکرشده است.
