بخشی از مقاله
چکیده
نور خورشید به دلیل دارا بودن اشعه فرابنفش، باعث تخریب و کاهش دوام محصولات در معرض تابش میگردد. از جمله این محصولات، ژئوتکستایلها است که در برخی موارد در معرض مستقیم نور خورشید میباشد. بسته به شدت تابش، میزان استحکام ژئوتکستایلها در طی زمان کاهش مییابد. در تحقیق حاضر تأثیر تخریبی اشعه فرابنفش بر مقاومت در برابر سوراخ شدگی ژئوتکستایلها مورد مطالعه قرار گرفته است. چهار نوع ژئوتکستایل از نوع بی بافت و مرسوم در پروژههای عمرانی از جنس پلی پروپیلن و با گرماژ یکسان مورد آزمایش قرار گرفت. اشعه فرابنفش در دو سطح تابشی به نمونهها تابیده شده و استجکام پارگی همه نمونهها با استحکام نمونه خام مورد مقایسه قرارگرفت. نتایج نشان میدهد در همه نمونهها با افزایش شدت تابش، استحکام به صورت نمایی کاهش یافته است. سرعت این کاهش در تابشهای زیادتر، بیشتر بوده است. به طور میانگین %15 کاهش در استحکام لایهها در بدترین شرایط گزارش شده است.
-1 مقدمه
اولین کاربرد منسوجات در مهندسی عمران با به کارگیری منسوج بافته شده از الیاف طبیعی1 آغاز شد. پیشرفتهای کیفی در تولید و کارایی بیشتر این محصولات مانند مقاومت در برابر پوسیدگی، موانع رواج آن را از میان برداشت. رشد اصلی در کاربرد، زمانی آغاز گردید که این منسوجات به صورت صنعتی و البته ارزان تولید شدند. این امر با ارائه منسوجات نمدی نبافته2 در اوائل دهه1970 توسعه بیشتری یافت. ازجمله منسوجات مورد استفاده در مهندسی ژئوتکنیک، ژئوسنتتیکها میباشد . ژئوتکستایلها به عنوان مهمترین و پرکاربردترین خانواده ژئوسنتتیکها در دهههای اخیر کاربردهای بسیار گستردهای یافته است. اولین بار در سال 1926 میلادی در یک آزمایش نه چندان موفقیتآمیز از ژئوتکستایل در راهسازی استفاده شد، این نمونه یک پارچه مستقیم بافت تاری پودی بود که با آسفالت داغ پوشیده شده بود. ژئوتکستایل با پایه پلیمری، نخستین بار در اوایل دهه 1950 به کار گرفته شد. از این ژئوتکستایل در بلوکهای بتونی سنگ چین در ساختمان یک اسکله استفاده شد. ژئوتکستایل برای محافظت از ساحل دریا و محافظت از دیواره رودخانه در اوایل دهه 1960 مورد استفاده قرار گرفت. همچنین در دهه1960 کاربردهای دیگری نیز برای ژئوتکستایل ایجاد شد، به طور مثال در هلند دو لایه ژئوتکستایل که از داخل به هم وصل شده بودند را به عنوان قالبی انعطاف پذیر و کم حجم، برای قالب گیری بتون در محل استفاده، به کار گرفتند. در مواقعی که ژئوتکستایلها در معرض مستقیم نور خورشید قرار میگیرند، دوام این منسوجات کاهش مییابد. در ادامه به توضیح مختصری در مورد نور و به ویژه رفتار اشعه فرابنفش پرداخته میشود. مطالعه نور به عنوان یک علم از زمانهای دور مورد توجه بوده است. تحقیقات اولیه، بیشتر درباره ی رابطه نور با محیط و اجسام بوده است تا درباره ماهیت نور. به این ترتیب رشته مهمی از علم نورشناسی موسوم به نورشناسی هندسی به وجود آمد. نور نیز قسمتی از امواج الکترومغناطیس است. زیر شاخههای امواج الکترومغناطیس دارای ماهیت یکسانی هستند و فقط در فرکانس یا طول موج با هم تفاوت دارند - حسین پور فیضی، 1380 و . - Mehta, 2011 طیف طول موج الکترومغناطیس را در شکل 1 میتوان دید.
شکل -1 طیف طول موج الکترومغناطیس
فرابنفش یکی از تشعشعات غیر یونیزان - به جز بازه کوچکی - در طیف امواج الکترومغناطیسی بوده و در محدوده طول موج 100 تا 400 نانومتر و فرکانس 789 تراهرتز تا 30 پتاهرتز قرار میگیرد. انرژی فوتون این اشعه بین 4 تا 12/4 الکترون ولت، متغیر است. در حالت معمول این اشعه توسط چشم انسان قابل رؤیت نیست - Silney et al, 1976, 334-339 and . - Seidman, 1933, 1537-1539 خورشید منبع اصلی تولید اشعه فرابنفش محسوب میشود. شدت فرابنفشِ رسیده به جو زمین به طور محتمل برای اکثر موجودات، بدون اثر محافظتی جو زمین کشنده خواهد بود. قسمتهایی از اشعه فرابنفش خورشیدی در عبور از میان جوّ زمین، جذب و پراکنده میشود. مهمترین عامل در جذب این اشعه، لایه اوزون است - حسین پور فیضی، - 1380 - شکل. - 2
شکل -2 اثر محافظتی لایه اوزون
یکی از اثرات مضر اشعه فرابنفش، تخریب مواد نساجی یا منسوجاتی است که در معرض این اشعه قرار میگیرند. در واقع منسوجات و عوامل وابسته زیادی وجود دارد که بایستی در طی مدت کاردهی خود در معرض نور خورشید و در معرض اشعه فرابنفش باشند. اگر این تولیدات به گونهای باشند که مقاومت لازم را در برابر اشعه فرابنفش به عمل بیاورند؛ یعنی به نحوی در برابر UV مقاوم سازی شده باشند؛ میتوان گفت هزینه، زمان و انرژی مصرف شده برای تولید آن کالا سودمند بوده و هیچ یک تلف نشده است؛ اما اگر در غیر این صورت باشد، کالایی تولید شده که پاسخ گوی نیازها نیست و باعث هدر رفت وقت، انرژی و هزینه شده است. پائول سزار لودی1 و همکارانش - Paulo César Lodi, et al, 2009, 201-205 - در کشور برزیل بررسیهایی در مورد در معرض UV و هوای آزاد بودن ژئوممبرانهای پلیمری صورت دادند و دریافتند که وقتی مواد ژئوسینتتیکی در معرض هوای آزاد به خصوص اشعه UV قرار میگیرند. خواص فیزیکی و مکانیکی آنها دچار زوال میشود. همچنین این مواد از خود، شکنندگی و تغییر رنگ نشان داده و در سطحشان ترکهایی دیده خواهد شد. وابستگی به زمان تخریب، هدف اصلی تحقیق ایشان میباشد.
-2 روش تحقیق
-1-2 لایههای مورد آزمایش
درتحقیق حاضر از چهار ژئوتکستایل بی بافت مرسوم در صنایع عمرانی از جنس پلی پروپیلن و با وزن واحد سطح 450 گرم بر مترمربع استفاده گردید. ضخامت لایههای مورد استفاده طبق استاندارد ASTM D5199 با دستگاه ضخامت سنج دیجیتالی به دقت اندازهگیری شده و در جدول شماره 1 گزارش گردیده است.
جدول -1 ضخامت ژئوتکستایلها بر حسب میلیمتر
-2-2 دستگاه تابش اشعه فرابنفش
برای قرار دادن نمونهها در معرض اشعه فرابنفش از دستگاه UV chamber استفاده شده است که در آن از 8 لامپ UV بامشخصات - Philips Tuv T8 30W/G30; This lamp produced ultraviolet rays with max of 253.7 nm - wavelength استفاده شده است. دو نمای متفاوت از این دستگاه را در شکل 3 میتوان دید.
