ساخت بتن کامپوزیتی با پسماندهای صنایع فولاد برای مقاوم‌سازی سازه‌

محققان پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله با استفاده از پسماندهای صنایع فولاد بتن کامپوزیتی را عرضه کردند که به گفته آنها کاربرد آن در سازه‌های مختلف موجب افزایش مقاومتی در دیوارهای آجری شده است.

دکتر فریبرز ناطقی‌الهی، استاد مهندسی سازه و زلزله پژوهشگاه زلزله و مجری طرح در این باره گفت: در این طرح با استفاده از روشی ساده و ایمن، می‌توان بسیاری از سازه‌های موجود را با هزینه‌ای کمتر در برابر زلزله مقاوم‌سازی کرد و به این ترتیب ایران به جمع معدود کشورهای سازنده کامپوزیت‌ سیمانی توانمند پیوسته است.

وی کامپوزیت مهندسی‌شده را ترکیبی از چندین مواد پودری و الیاف پلی وینیل الکل دانست و ادامه داد: این مواد باید به صورت علمی و با درصدهای خاصی با یکدیگر ترکیب شوند تا خاصیت‌های مکانیکی و دینامیکی مورد نظر را به وجود آورد. از این رو به این مصالح، «مواد مهندسی‌شده» گفته می‌شود.

عضو هیات علمی پژوهشگاه زلزله شناسی و مهندسی زلزله با بیان اینکه پیش از این نمونه‌هایی از «کامپوزیت سیمانی مهندسی» (Engineered cementitious composites) با هزینه بالا در آمریکا ساخته شده و به ثبت جهانی رسید، یادآور شد: در این کامپوزیت از دوده کارخانه‌های سیمان‌سازی (Fly Ash) استفاده شده که به عنوان یک ماده سمی و سرطان‌زا مطرح است.

ناطق الهی اضافه کرد: بر این اساس در این طرح Fly Ash حذف و سرباره کوره آهن‌گدازی که از پسماندهای تولید آهن حاصل می‌شود و در طبیعت بلا استفاده باقی می‌ماند،‌ جایگزین شد. ما با آسیاب کردن این سرباره آن را به کامپوزیت مهندسی‌شده اضافه کردیم. به این ترتیب هم با محیط‌زیست سازگار است و هم ماده سرطان‌زا از آن حذف شده است.

این محقق، با بیان این که ماده تولیدشده موجب افزایش قابل ملاحظه‌ای در مقاومت جانبی ساختمان در برابر زلزله شده است، اظهار کرد: بخشی از آزمایشات این طرح در دانشگاه فنی دانمارک پیگیری شد و در نتایح به دست آمده اثبات شد که از این ماده می‌توان در مقاوم‌سازی بسیاری از سازه‌ها به‌ویژه سازه‌های بتنی و بنایی استفاده کرد.

وی با بیان اینکه بر اساس نتایج حاصل از آزمایش‌ها از این کامپوزیت می‌توان برای مقاوم‌سازی ابنیه، مدارس، بیمارستان‌ها و دیگر ساختمان‌های قدیمی بهره برد، ادامه داد: تفاوت عمده این ماده با بتن‌های سنتی و یا حتی بتن‌های الیافی معمولی در قابلیت ترک‌خوردگی‌های متعدد در این ماده است، به طوری که این کامپوزیت سیمانی می‌تواند درصد افزایش طولی بیش از ۵۰۰ برابر بتن معمولی داشته باشد.

عضو هیات علمی پژوهشگاه زلزله تصریح کرد: بر اساس نتایج به دست آمده لایه‌های ECC وابسته به ضخامت خود می‌توانند ظرفیت باربری برشی را ۳ تا ۶ برابر و ظرفیت جذب انرژی را در این گونه نمونه‌ها ۲۰ تا ۵۰ برابر افزایش دهند. همچنین کاربرد ECC به عنوان ماده مقاوم‌سازی توانسته است مقاومت برشی پانل‌های بنایی را ۵٫۱ تا ۸٫۲ برابر و ظرفیت جذب انرژی را حداقل به میزان ۳۵ برابر افزایش دهد.

نتایج آزمایشات انجام شده در این تحقیق نشان می‌دهد که مقاوم‌سازی قاب‌های میان پر با ECC، سبب افزایش ظرفیت باربری به میزان ۶٫۲ برابر، ظرفیت جذب انرژی به مقدار ۷٫۲ برابر و جلوگیری از فروریزش میانقاب شده است. به گفته وی با کاربردی کردن سرباره آهن گدازی تا ٣٥ برابر مقاومت دیوارهای آجری را افزایش داده است.

 

مطالعه بیشتر :   تولید تارهای عنکبوت مستحکم تر با استفاده از گرافن
فیسبوک توییتر گوگل + لینکداین تلگرام واتس اپ کلوب