بررسی اثر پوشش های پلیمری کربنی در تقویت و ترمیم تیرهای پیوند
15 صفحه
چکیده :
در این پژوهش، اثر پوشش های پلیمری CFRP در تقویت لرزه ای و ترمیم تیرهای پیوند بتنی بررسی می شود. برای این منظور سه تیر پیوند با آرماتور گذاری های مختلف و یا الگوهای تقویت متفاوت، آزمایش شده و نتایج ظرفیت، شکل پذیری، سختی و جذب انرژی آنها مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین، دو عدد از نمونه ها پس از شکست نیز مجدداً توسط CFRP ترمیم وسپس آزمایش شده اند.
نیوتن (1727-1642) اولین فردی بود که برای مدل کردن سیالات با آنها برخوردی کاملاً علمی نمود. وی در قانون دوم مقاومت خود، کل مقاومت یک سیال را در برابر تغییر شکل (حرکت) نتیجه دو عامل زیر دانست:
الف) مقاومت مربوط به اینرسی (ماند) سیال
ب) مقاومت مربوط به اصطکاک (لغزش ملکولها یا لایه‌های سیال بر هم‌دیگر)
و در نهایت قانون مقاومت خود را چنین بیان نمود: «در یک سیال گرانرو ، تنش مماسی (برشی) متناسب با مشتق سرعت در جهت عمود بر جهت جریان است.»
در اواخر قرن نوزدهم علم مکانیک سیالات شروع به توسعه در دو جهت کاملاً مجزا نمود.
از یک طرف علم تئوری هیدرودینامیک که با معادلات حرکت اولر در مورد سیال ایده‌آل فرضی شروع می شد، تا حد قابل توجهی جلو رفت. این سیال ایده‌آل، غیر قابل تراکم و فاقد گرانروی و کشسانی (الاستیسیته) در نظر گرفته شد. هنگام حرکت این سیال تنشهای برشی وجود نداشته و حرکت کاملاً بدون اصطکاک است. روابط ریاضی بسیار دقیقی برای این نوع سیال ایده‌آل در حالتهای فیزیکی مختلف بدست آمده است. باید خاطر نشان نمود که، نتایج حاصل از علم کلاسیک هیدرودینامیک در تعارض آشکار با نتایج تجربی است (بخصوص در زمینه‌های مهمی چون افت فشار در لوله‌ها و کانالها و یا مقاومت سیال در برابر جسمی که در آن حرکت می‌نماید). لذا این علم از اهمیت عملی زیادی برخوردار نگشت. به دلیل فوق مهندسین که به علت رشد سریع تکنولوژی نیازمند حل مسائل مهمی بودند، تشویق به توسعه علمی بسیار تجربی، بنام هیدرولیک شدند. علم هیدرولیک بر حجم انبوهی از اطلاعات تجربی متکی بود و از حیث روشها و هدفهایش، با علم هیدرودینامیک اختلاف قابل ملاحظه‌ای داشت.
در شروع قرن بیستم دانشمندی بنام پرانتل نشان داد که چگونه می‌توان این دو شاخه دینامیک سیالات را به یکدیگر مرتبط نمود و با این کار به شهرت رسید. پرانتل به روابط زیادی بین تجربه و تئوری دست یافت و با این کار توسعة بسیار موفقیت‌آمیز مکانیک سیالات را امکان‌پذیر نمود. البته قبل از پرانتل نیز بعضی از محققین بر این نکته اشاره کرده بودند که اختلاف بین نتایج
هیدرو دینامیک کلاسیک و تجربه در بسیاری از موارد به دلیل صرف نظر کردن از اصطکاک سیال است.
علاوه بر این، از شناخت معادلات حرکت سیالات با در نظر گرفتن اصطکاک )معادلات ناویر- استوکس ( مدت زمانی سپری می‌‌شد. اما به دلیل مشکلات حل ریاضی این معادلات در آن زمان (باستثنای موارد خاص)،در برخورد تئوریک با حرکت سیالات گرانرو عقیم مانده بود. در مورد دو سیال بسیار مهم یعنی آب و هوا، نیروی ناشی از لغزش لایه‌های سیال بر یکدیگر (گرانروی آب
N.S/m2 3-10×1 و گرانروی هوا N.S/m2 3-10×5/2) در مقایسه با سایر نیروها (نیروی ثقل و فشار، N/m2 105) قابل اغماض می‌باشد. بنابراین می‌توان پی برد که چرا درک تأثیر عامل مهمی همچون نیروی اصطکاک بر حرکت سیال در تئوری کلاسیک تا این حد مشکل بوده است. در مقاله‌ای تحت عنوان سیالات با اصطکاک بسیار کم که قبل از کنگره ریاضیات در هیدلبرگ در 1904 قرائت گردید، پرانتل نشان داد که می‌توان جریانات گرانرو را با شیوه‌ای که دارای اهمیت عملی زیادی است به دقت تجزیه و تحلیل نمود. با استفاده از اصول تئوریک و برخی آزمایشهای ساده پرانتل اثبات نمود که جریان سیال اطراف یک جسم جامد را می‌توان به دو ناحیه تفکیک نمود:
1- لایه بسیار نازک در مجاورت جسم (لایه مرزی) که در آن اصطکاک نقش مهمی را بازی میکند.
1-1 تاریخچه پیدایش رئولوژی
1-2 مواد از دیدگاه رئولوژی
3-1 مقدّمه
3-2 مفهوم و نتایج حاصل از خاصی
3-3 مدل‌های ماکسول
و کلوین
1-2-2 تنش تسلیم
در جامدات
2-1-1 مقدّمه
2-1-2تعاریف
3-4 طیف اُفت یا آسایش
3-5 برش نوسانی
3-6 روابط میان توابع ویسکوالاستیک خطی
3-7 روشهای اندازه‌گیری
3-7-1 روشهای استاستیک
4-1 مقدمه
4-2 مدل پالیریَن
4-3 نتایج تجربی و بحث
نتیجه گیری نهایی:
2-1-3 روشهای تهیه آمیزه‌های پلیمری
2-1-4 رفتار اجزاء آمیزه‌های پلیمری
2-1-5 امتزاج‌پذیری آمیزه‌های پلیمری
2-1-6 سازگای آمیزه‌های پلیمری
1- استفاده از کوپلیمرها
4- استفاده از حلال مشترک
2-1-8 روشهای تخمین سازگاری و امتزاج‌پذیری آمیزه‌ها و آلیاژهای پلیمری
2- روشهای میکروسکوپی
3- روشهای طیف سنجی
2-1-9 کریستالیزاسیون آمیزه‌های پلیمری
2-2-1 رئولوژی پلیمرها
1- سیالات نیوتنی مستقل از زمان
2- سیالات غیر نیوتنی تابع زمان
3- سیالات ویسکوالاستیک
2-2-2-1 مقدمه
2-2-2-2 ویسکوزیته آمیزه‌ها و آلیاژهای پلیمری
2-2-2-4 جریان برشی پایدار آمیزه‌های پلیمری
شامل 110 صفحه فایل word
فرمت:word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:134
فهرست مطالب:
چکیده
مقدمه
فصل اول :
مقدمه ۲
۱-۱ تولید ۶
۱-۱-۱ فرایندهای جذب در مایع و اکسیداسیون ۶
۱-۱-۲ فرایندهای اکسیداسیون مستقیم ۱۴
۱-۱-۳ تولید گوگرد در جهان ۲۰
۱-۱-۴ تولید گوگرد در ایران ۲۱
۱-۲ صادرات گوگرد در جهان ۲۳
۱-۲-۱ وضعیت صادرات گوگرد ایران ۲۴
۱-۳ وضعیت مصرف گوگرد در جهان ۲۶
۱-۳-۱ مصرف گوگرد در صنایع داخلی ۲۸
۱-۴ مصارف گوگرد ۳۱
۱-۴-۱ اسید سولفوریک ۳۲
۱-۴-۲ کشاورزی ۳۳
۱-۴-۳ باتریهای قابل شارژ ۳۴
۱-۴-۴ گوگرد در بتن ۳۴
۱-۴-۵ لامپ گوگردی ۳۵
۱-۴-۶ حذف جیوه در آب ۳۵
عنوان صفحه
۱-۴-۷ تولید کف ۳۶
۱-۴-۸ گوگرد در آسفالت ۳۶
۱-۴-۹ گوگرد در صنایع لاستیک سازی ۳۷
فصل دوم : (لاستیک)
تاریخچه صنعت لاستیک ۳۹
۲-۱ معرفی چند اصطلاح ۳۹
۲-۲ مواد در آمیزه کاری لاستیک ۴۱
۲-۳ کائوچو ۴۲
۲-۳-۱ کائوچوها از دیدگاه بازرگانی ۴۳
۲-۳-۲ کائوچوها از دیدگاه مقاومتی ۴۳
۲-۳-۳ کائوچوها از دیدگاه فرآوری و تهیه ۴۴
۲-۳-۳-۱ کائوچوهای طبیعی ۴۴
۲-۳-۳-۲ کائوچوی مصنوعی ۴۷
۲-۴ فرآیند پخت کائوچو ۵۰
۲-۵ ترکیبات مؤثر در آمیزه کاری کائوچو ۵۱
۲-۵-۱ گوگرد ۵۱
۲-۵-۲ شتابدهنده ها ۵۱
۲-۵-۳ فعال کننده ها ۴۲
۲-۵-۴ تاخیر دهنده ها ۵۳
۲-۵-۵ پر کننده ها ۵۴
۲-۵-۶ نرم کننده ها ۵۴
عنوان صفحه
۲-۵-۷ پپتایزرها ۵۵
۲-۶ آزمونهای معمولی در تضمین مصنوعات پلیمری ۵۵
۲-۶-۱ آزمونهای روی آمیزه پخت شده ۵۵
۲-۶-۲ آزمونها آمیزه خام ۵۶
۲-۶-۲-۱گرانروی ۵۶
۲-۶-۲-۲ رئومتر ۵۷
۲-۶-۲-۳ جرم مخصوص ۶۰
۲-۶-۲-۴ چسبندگی ۶۰
۲-۶-۲-۵ پراکنش دوده ۶۰
۲-۶-۱ آزمونهای آمیزه پخت شده ۶۱
۲-۶-۱-۱ کشش ۶۱
۲-۶-۱-۲ مانائی فشاری ۶۲
۲-۶-۱-۳ سختی ۶۲
۲-۶-۱-۴ سایش ۶۲
۲-۶-۱-۵ مقاومت در مقابل پارگی ۶۲
۲-۶-۱-۶ مقاومت خمشی ۶۳
فصل سوم : گوگرد در لاستیک
مقدمه ۶۵
۳-۱ ولکانیزاسیون ۶۶
۳-۱-۱ درجه ولکانیزاسیون ۶۶
۳-۱-۲ مراحل ولکانیزاسیون ۶۷
عنوان صفحه
۳-۱-۳ تغییر خواص نسبت به درجه ۶۹
تاثیر افزایش دانسیته اتصالات عرضی ۷۴
۳-۲ اثر ساختمان اتصال عرضی ۷۷
۳-۲-۱ نوع ساختمان اتصال عرضی ۷۷
۳-۲-۳ خواص مکانیکی ۷۸
۳-۲-۴ رفتار فرسودگی حرارتی ۷۹
۳-۲-۵ خواص دینامیکی ۸۰
خواص بهینه در آمیزه های ولکانیزه شده ۸۲
۳-۳ سیستم های پخت ۸۲
۳-۴ پخت گوگردی ۸۳
دلایل ترجیح سیستم پخت گوگردی ۸۳
۳-۴-۱ گوگرد ۸۵
۳-۴-۱-۱ گوگرد ولکانیزاسیون ۸۵
۳-۴-۱-۲ درصد خلوص گوگرد ۸۷
۳-۴-۲ مواد گوگرد دهنده ۸۷
۳-۵ پخت پراکسیدی ۹۰
۳-۵-۱ فواید پخت پراکسیدی ۹۱
۳-۵-۲ معایب پخت پراکسیدی ۹۲
۳-۶ روشهای پخت ۹۲
۳-۶-۱ پخت غیرمداوم ۹۳
۳-۶-۱-۱ قالبگیری ۹۳
عنوان صفحه
۳-۶-۱-۲ پخت گاز ۹۳
۳-۶-۱-۳ پخت با غلاف سری ۹۴
۳-۶-۲ پخت مداوم ۹۴
۳-۶-۲-۱ پخت با روتوکیور ۹۴
۳-۶-۲-۲ پخت در مایعات داغ ۹۵
۳-۶-۲-۳ پخت در بستره ذرات داغ شناور ۹۵
۳-۷ آلوتروپ های گوگرد مورد استفاده در صنایع لاستیک ۹۵
فصل چهارم : بخش تجربی
۴-۱ دستگاهها و وسایل مورد استفاده ۹۹
۴-۲ نقطه ذوب گوگرد محلول ۱۰۰
۴-۳ نقطه ذوب گوگرد نامحلول ۱۰۰
۴-۴ تعیین مقدار گوگرد محلول در تولوئن ۱۰۱
۴-۵ تهیه گوگرد نامحلول از روش ذوب ۱۰۲
۴-۶ روش تعیین درصد گوگرد نامحلول ۱۰۳
۴-۷ بهینه کردن درصد گوگرد ۱۰۴
۴-۷-۱ اپتیمم کردن دما ۱۰۴
۴-۷-۲ اپتیمم کردن دور همزن ۱۰۵
۴-۷-۳ اپتیمم کردن درصد کاهنده کشش سطحی ۱۰۵
۴-۷-۴ اپتیمم کردن درصد پایدار کننده ۱۰۶
۴-۸ استخراج گوگرد نامحلول بدست آمده ۱۰۷
۴-۹ روغن پوشی گوگرد نامحلول بدست آمده ۱۰۸
عنوان صفحه
۴-۱۰ تعیین میزان روغن گوگرد روغنی ۱۰۹
۴-۱۱ تهیه گرانول گوگرد نامحلول ۱۱۰
۴-۱۲ تهیه گوگرد نامحلول در مقیاس bench ۱۱۱
۴-۱۳تهیه گوگرد نامحلول در مقیاس پایلوت ۱۱۳
۴-۱۴ تهیه گوگرد نامحلول بوسیله هیدرولیز ۱۱۵
۴-۱۵ بکارگیری گوگرد تهیه شده در ساخت آمیزه ۱۱۶
فصل پنجم : بحث و نتیجه گیری
۵-۱ گوگرد نامحلول ۱۱۹
۵-۲ تاثیر منفی شکفتگی بر خواص آمیزه ۱۲۳
۵-۳ گوگرد ، موهبت یا آفت ۱۲۵
۵-۴ روشهای تهیه گوگرد نامحلول ۱۲۷
الف-سرد کردن سریع گوگرد مذاب ۱۲۷
ب-اکسیداسیون نافص ۱۲۷
ج-هیدرولیز مستقیم ۱۲۸
روش بکارگرفته شده در این پژوهش در هیدرولیز ۱۲۸
۵-۵ روش ذوب ، روشی کاملاً کاربردی ۱۳۰
۵-۶ مقایسه آمیزه های تهیه شده ۱۳۲
پیشنهادات ۱۳۴
پیوست
منابع
چکیده
رایجترین سیستم پخت در آمیزه های لاستیکی پخت گوگردی است که علاوه بر اقتصادی بودن از تنوع زیادی برخوردار است و امکان دستیابی به محدوده گسترده ای از خواص را فراهم میکند. گوگرد با قرار گرفتن در بین زنجیر پلیمرها بین آنها اتصالات عرضی تشکیل میدهد و موجب تشکیل ساختار شبکه‌ای می شود . مشکل عدیده این سیستم پخت پدیده شکفتگی(blooming) گوگرد در آمیزه های لاستیکی است که این پدیده بااستفاده از گوگرد نامحلول بر طرف می شود. زیرا وابستگی حلالیت این نوع گوگرد در بستر پلیمری به دما بسیار نامحسوس است. قیمت بالای گوگرد نامحلول و وارداتی بودن آن مشکلاتی را برای صنایع لاستیک بوجود آورده است. روشهای مختلف ارائه شده برای تهیه گوگرد نامحلول در کشور، نیز به دلایل اقتصادی و یا مشکلات دستگاهی و یا مواد اولیه قابل اجرا نبوده‌اند. تهیه مستقیم گوگرد نامحلول از گوگرد معمولی روشی است که در این مقاله مطرح می شود، در این روش نوین ابتدا از گوگرد معمولی حدواسط ناپایدارS2Cl2 بدست آمده ، سپس با هیدرولیز حد واسط در کربنات سدیم، گوگرد نامحلول بدست می‌آید.
مقدمه
با استفاده از شیوه های مختلف فیزیکی و شیمیائی می‌توان در بین نقاط مختلف زنجیرهای یک پلیمر، پل‌هایی از نوع پیوند کووالانسی بر قرار ساخت. این پل‌ها بنام اتصالات عرضی خوانده می شوند و به این عمل شبکه ای کردن یا پخت گفته می شود. در این فرایند پلیمر از حالت ترمو پلاستیک به حالت ترموست تبدیل شده و خصوصیات فیزیکی و شیمیائی آن تغییر میکند. تغییرات فیزیکی و شیمیائی که در فرآیند پخت رخ میدهد به قرار زیر است:
– زنجیرهای خطی کائوچو بصورت شبکه‌ای در آمده و ساختار آن سه بعدی می‌شود.
– از حالت پلاستیک به حالت لاستیک تبدیل می شود.
– آمیزه در برابر تخریب و فساد ناشی از حرارت، نور و سایر عوامل مقاومتر می شود.
رایجترین سیستم پخت در صنعت لاستیک سیستم پخت گوگردی است. دلایل استفاده از گوگرد در سیستم های پخت عبارت است از:
– تنظیم راحت تر موازنهبین حالت شروع و خاتمه پخت
– انعطاف پذیری بیشتردر آمیزه کاری
– امکان پخت با هوای داغ
– خواص مکانیکی بهتر
– امکان کنترل طول اتصالهای عرضی
– دلایل اقتصادی
توضیحات :
کاربرد مواد پلیمری در قرن حاضر به سرعت در رشته‌های مختلف صنایع و از جمله صنایع ساختمانی در حال گسترش می‌باشد، یک کاربرد جدید و موفق از این مواد، ساخت بتن‌های پلیمری است. بتن‌های پلیمری، مخلوطی از حدود 80 تا 95 درصد پرکننده‌های معدنی (و گاهی آلی) در 5 تا 20 درصد بایندرهای پلیمری مییباشند. این بتن‌ها نسبت به بتن‌های رایج سیمانی مزایا و خواص برتری داشته (و در برخی موارد دارای خواصی منحصر به فرد می‌باشند) و همین مزایا و خواص برتر است که علیرغم قیمت بالاتر آنها، نسبت به بتن‌های سیمانی، آنها را مورد استقبال روزافزون صنعتی قرار میدهد.
فهرست مطالب :
♦ این مقاله با فرمت Word و در 16 صفحه ارائه شده است.