آشنایی با مکانیک مواد مرکب (کامپوزیت)

[EN-EZEL 13,039]

در كاربردهاي مهندسي، اغلب به تلفيق خواص مواد نياز است. به عنوان مثال در صنايع هوافضا، كاربردهاي زير آبي، حمل و نقل و امثال آنها، امكان استفاده از يك نوع ماده كه همه خواص مورد نظر را فراهم نمايد، وجود ندارد. به عنوان مثال در صنايع هوافضا به موادي نياز است كه ضمن داشتن استحكام بالا، سبك باشند، مقاومت سايشي و

uv

خوبي داشته باشند و .... از آنجا كه نمي توان ماده‌اي يافت كه همه خواص مورد نظر را دارا باشد، بايد به دنبال چاره‌اي ديگر بود. كليد اين مشكل، استفاده از كامپوزيتهاست. كامپوزيتها موادي چند جزئي هستند كه خواص آنها در مجموع از هركدام از اجزاء بهتر است.ضمن آنكه اجزاي مختلف، كارايي يكديگر را بهبود مي‌بخشند. اگرچه كامپوزيتهاي طبيعي، فلزي و سراميكي نيز در اين بحث مي‌گنجند، ولي در اينجا ما تنها به كامپوزيتهاي پليمري مي‌پردازيم

در كامپوزيتهاي پليمري حداقل دو جزء مشاهده مي‌شود:

1. فاز تقويت كننده كه درون ماتريس پخش شده است.

2. فاز ماتريس كه فاز ديگر را در بر مي‌گيرد و يك پليمر گرماسخت يا گرمانرم مي‌باشد كه گاهي قبل از سخت شدن آنرا رزين مي‌نامند.

خواص كامپوزيتها به عوامل مختلفي از قبيل نوع مواد تشكيل دهنده و تركيب درصد آنها، شكل و آرايش تقويت كننده و اتصال دو جزء به يكديگر بستگي دارد.از نظر فني، كامپوزيتهاي ليفي، مهمترين نوع كامپوزيتها مي باشند كه خود به دو دستة الياف كوتاه و بلند تقسيم مي‌شوند. الياف مي‌بايست استحكام كششي بسيار بالايي داشته، خواص ليف آن (در قطر كم) از خواص توده ماده بالاتر باشد. در واقع قسمت اعظم نيرو توسط الياف تحمل مي‌شود و ماتريس پليمري در واقع ضمن حفاظت الياف از صدمات فيزيكي و شيميايي، كار انتقال نيرو به الياف را انجام مي‌دهد. ضمناَ ماتريس الياف را به مانند يك چسب كنار هم نگه مي‌دارد و البته گسترش ترك را محدود مي‌كند. مدول ماتريس پليمري بايد از الياف پايينتر باشد و اتصال قوي بين الياف و ماتريس بوجود بياورد. خواص كامپوزيت بستگي زيادي به خواص الياف و پليمر و نيز جهت و طول الياف و كيفيت اتصال رزين و الياف دارد. اگر الياف از يك حدي كه طول بحراني ناميده مي‌شود، كوتاهتر باشند، نمي‌توانند حداكثر نقش تقويت كنندگي خود را ايفا نمايند. اليافي كه در صنعت كامپوزيت استفاده مي‌شوند به دو دسته تقسيم مي‌شوند:

الف)الياف مصنوعي ب)الياف طبيعي.

كارايي كامپوزيتهاي پليمري مهندسي توسط خواص اجزاء آنها تعيين ميشود. اغلب آنها داراي الياف با مدول بالا هستند كه در ماتريسهاي پليمري قرار داده شدهاند و فصل مشترك خوبي نيز بين اين دو جزء وجود دارد.ماتريس پليمري دومين جزء عمده كامپوزيتهاي پليمري است. اين بخش عملكردهاي بسيار مهمي در كامپوزيت دارد. اول اينكه به عنوان يك بايندر يا چسب الياف تقويت كننده را نگه ميدارد. دوم، ماتريس تحت بار اعمالي تغيير شكل ميدهد و تنش را به الياف محكم و سفت منتقل ميكند.

سوم، رفتار پلاستيك ماتريس پليمري، انرژي را جذب كرده، موجب كاهش تمركز تنش ميشود كه در نتيجه، رفتار چقرمگي در شكست را بهبود ميبخشد.تقويت كنندهها معمولا شكننده هستند و رفتار پلاستيك ماتريس ميتواند موجب تغيير مسير تركهاي موازي با الياف شود و موجب جلوگيري از شكست الياف واقع در يك صفحه شود.بحث در مورد مصاديق ماتريسهاي پليمري مورد استفاده دركامپوزيتها به معناي بحث در مورد تمام پلاستيكهاي تجاري موجود ميباشد. در تئوري تمام گرماسختها و گرمانرمها ميتوانند به عنوان ماتريس پليمري استفاده شوند. در عمل، گروههاي مشخصي از پليمرها به لحاظ فني و اقتصادي داراي اهميت هستند.در ميان پليمرهاي گرماسخت پلياستر غير اشباع، وينيل استر، فنل فرمآلدهيد(فنوليك) اپوكسي و رزينهاي پلي ايميد بيشترين كاربرد را دارند. در مورد گرمانرمها، اگرچه گرمانرمهاي متعددي استفاده ميشوند،

peek

، پلي پروپيلن و نايلون بيشترين زمينه و اهميت را دارا هستند. همچنين به دليل اهميت زيست محيطي، دراين بخش به رزينهاي داراي منشا طبيعي و تجديدپذير نيز، پرداخته شده است. از الياف متداول در كامپوزيتها مي‌توان به شيشه، كربن و آراميد اشاره نمود. در ميان رزينها نيز، پلي استر، وينيل استر، اپوكسي و فنوليك از اهميت بيشتري برخوردار هستند.

[EN-EZEL 13,039]

در مورد ورق کامپوزیت پانل

 

سبکی وزین

شکل پذیری متنوع

مقاوم بودن

مقاومت در برابر باران های اسیدی

مصالح زیر سازی سبک

عدم نیاز به شست و شو

ابعاد متنوع

تنوع رنگ

سرعت اجرایی بالا

صرفه اقتصادی

قابلیت تعویض پانل

عایق صوتی . حرارتی و رطوبتی

مقاومت در برابر حریق

قابلیت بازیافت موتد مستعمل

صرفه جویی در مصرف انرژی

کاهش میزان خسارت ناشی از حوادث . بلایای طبیعی

مقاومت بالای رنگ در برابر اشعه ماورا بنفش

مقاومت بالا در برابر تغییر دما

[EN-EZEL 13,039]

مشخصات فنی کف کاذب فولادی توپربا روکش p.v.c

 

1-پنل ها

جنس :st37با رنگ اپوکسی و رنگ کوره ای و با ابعاد دقیق 60*60 سانتیمتر

گونیا و بدون تلورانس

تحمل بار متمرکز : به میزان 2100 کیلوگرم

مواد تزریقی در پانل ها از سیمان . آلومنیا . فرمالدئید و پلی اتیلن میباشد که ترکیب این مواد به پانل ها استحکام مضاغف میدهد

2-نوار اطراف پانل :

جنس :از نوع pvc

خواص :عایق در مقابل گرما و سرما و ایجاد خط تراز و زیبایی در کف اجرا شده

3-پایه ها :

جنس :فولاد آکاری شده و دارای پداستال و دو مهره یکی جهت تنظیم و دیگری فیکس شدن میباشد

تحمل بار :تا 6 تن

حد اکثر ارتفاع :تا 120 سانتیمتر قابل تغییر میباشد

4-استرینگر ها :

جنس:بصورت قوطی آبکاری شده و در دو طرف دارای سوراخ جهت جهت فیکس شدن بر روی پایه ها توسط پیچ های فولادی میباشد

5-کف پوش :

جنس: از نوع pvc(جنس pvc فوق از نوع ترمو بوده به این معنی که کفپوش یکپارچه میباشد یا به عبارت دیگر دانه های کربن موجود در پی وی سی جزء لاینفک کف پوش میباشد

خواص :آنتی استاتیک . کاناکتیو . ضریب صداگیری مناسب

6- نخوه بسته بندی :پالت

[EN-EZEL 13,039]

مشخصات فنی کف کاذب فولادی توپر با روکش h.p.l

 

 

 

 

1.پنلها

جنس st37با رنگ اپوکسی و رنگ کوره ای و ضد خش با ابعاد دقیق 60*60سانتیمتر گونیا و بدون تلورانس

تحمل بار متمرکز :به میزان 2200کیلوگرم

2- نوار اطراف پانل :

جنس از نوع پانل :

جنس:ار نوع pvc

خواص : عایق در مقابل انتقال گرما و سرما ایجاد خط تراز و زیبایی در کف اجرا شده

3-پایه ها :

جنس:فولادی آبکاری شده و دارای پداستال و دو مهره یکی جهت تنظیم و دیگری فیکس شدن میباشد

تحمل بار :تا 6 تن

حد اکثر ارتفاع :تا 120 سانتیمتر قابل تغییر میباشد

4-استرینگر ها:

جنس:بصورت قوطی آبکاری شده و در دو طرف دارای سوراخ جهت فیکس شدن بر روی پایه ها توسط پیچ های فولادی میباشد

5-کف پوش : جنس:از نوع h.p.l

ضخامت :به میزان 1/2میلیمتر

خواص :آنتی استاتیک . کانداکیتو . ضد خش . ضد آتش . ضریب صدا گیری مناسب

6- نحوه بسته بندی

 

پالت

[EN-EZEL 13,039]

مشخصات فنی کف کاذب آلومینومی با روکش HPL

 

1-پنل ها :

جنس:آلومنیوم a413یاc5با ابعاد دقیق 60*60سانتیمتر گونیا و بدون تلورانس لازم به ذکر است قالب پنل این شرکت یک تکه بوده که این مسئله مهمترین چیز در ساختار پنل میباشد زیرا چنانچه قالب کف کاذب متشکل از دو یا سه یا چهار تکه باشد با وارد نمودن کوچکترین ضربه ای پنل از محلهای اتصال به هم میشکند

 

2-پایه ها :

 

جنس: کلگی از جنش آلومیوم یا فولاد آبکاری شده و لوله وسط و ته پایه از جنس فولاد آبکاری شده و دارای پداستال و دو مهره یکی جهت تنظیم . دیگری فیکس شدن میباشد حد اکثر ارتفاع تا 120سانتیمتر قابلا تغییر است

استرینگر ها

جنس:بصورت فولاد آبکاری شده و در دو طرف دارای سوراخ جهت فیکس شدن بر روی پایه ها توسط پیچ های فولادی میباشد

4-کفپوش :

جنس:از نوعHPL

ضخامت :به میزان 1/2میلیمتر

خواص:آنتی استایک . کانداکیتو . ضد خش . ضریب صداگیری مناسب

5-نحوه بسته بندی :

 

پالت

[EN-EZEL 13,039]

مشخصات فنی کف کاذب آلومینومی با رو کش pvc

 

1- پنل ها :

جنس:آلومنیوم a413یاc5با ابعاد دقیق 60*60سانتیمتر گونیا و بدون تلورانس لازم به ذکر است قالب پنل این شرکت یک تکه بوده که این مسئله مهمترین چیز در ساختار پنل میباشد زیرا چنانچه قالب کف کاذب متشکل از دو یا سه یا چهار تکه باشد با وارد نمودن کوچکترین ضربه ای پنل از محلهای اتصال به هم میشکند

2-پایه ها :

جنس: کلگی از جنش آلومیوم یا فولاد آبکاری شده و لوله وسط و ته پایه از جنس فولاد آبکاری شده و دارای پداستال و دو مهره یکی جهت تنظیم . دیگری فیکس شدن میباشد حد اکثر ارتفاع تا 120سانتیمتر قابلا تغییر است

3-استرینگر ها :

جنس:بصورت فولاد آبکاری شده و در دو طرف دارای سوراخ جهت فیکس شدن بر روی پایه ها توسط پیچ های فولادی میباشد

4-کف پوش :

جنس:از نوع pvc(جنس pvcفوق از نوع تر مو بوده به این معنی که کفپوش یکپارچه میباشد یا به عبارت دیگر دانه های کربن موجود در پی وی سی جزئ لاینفک کفپوش میباشد خواص:آنتی استاتیک . کانداکیتو . ضریب . صداگیری مناسب

5- نحوه بسته بندی :پالت

[EN-EZEL 13,039]

کامپوزیت

ورق کامپوزیت آلومینیومی از 3 لایه عمده تشکیل می شود که 2 لایه آلومینیوم در دو طرف ورق و یک لایه از جنس پلی اتیلن به نام pvdf در میان دو ورق آلومینیوم قرار دارد. این لایه نقش عمده ای در انعطاف پذیری وعایق سازی ورق کامپوزیت آلومینیومی در مقابل صدا وحرارت ایجاد می کند . این ورق ها را می توان به اشکال مختلف درنما وداخل ساختمان به کاربرد .

[فقط کاربران عضو شده قادر به مشاهده لینک ها می باشند. برای ثبت نام کلیک کنید]

 

مشخصات:

MM3*&MM4*3200*1250

Mm 1220 (عرض) mm 2440 (طول) mm3 (ضخامت)

Mm1220 (عرض) mm 2440 (طول) mm4 (ضخامت)

Mm1570 (عرض) mm 3200 (طول) mm3 (ضخامت)

دارای خواص مقاومت عالی در برابر ضربه ، چقرمه گی و خم شدن بوده و د رمقابل طوفانهای شن صدمه نخواهد دید.

استحكام عالی در برابر تغییر شكل و پیچش

با بكارگیری انواع تجهیزات پیشرفته و كنترل شدید صفحات ساخت شركت HUAYUAN دارای ویژگیها و پیچش و خمش ، تحت بار و فشار سنگین بوده و در شرایط نامساعد آب و هوایی مقاومت عالی دارد.

مقاومت عالی در برابر شرایط نامساعد جوی

صفحات ساخت شركت HUAYUAN كه با رزین فلور كربن PVDF پوشش داده شده اند دارای خواص سبك بودن ، محكم چسبیدن و مقاومت بوده و در مقابل نور ماوراء بنفش بصورت ذرات پودر در نمی آیند برای مدت 20 سال بدون رنگ و فرو رفتگی مورد استفاده قرار می گیرند.

پردازش و نصب آسان

بكارگیری و استفاده ا زصفحات HUAYUAN بدلیل وزن كم (3.5-5.5kg/sqm) كیلوگرم در متر مربع بسیار آسان می باشد. كلیه عملیات فرز كاری ، طراحی ، تا زدن و قوسدار كردن وسیله ابزار و ... كه در فعالیتهای معمولی چوب بری و فلز كاری مورد استفاده قرار می گیرند،امكان پذیر است.دكوراسیون داخلی و بیرونی را می توان همزمان انجام داد تا در نتیجه كارآیی را بالا و زمان انجام كار را كوهتاهتر نمود.

پوشش یكدست و یكنواخت و رنگهای متنوع

با بكارگیری سطح آلومینیومی و با استفاده از تكنولوژی henkel رنگ و صفحه با فشار بسیار زیاد و یك دست و یكنواخت در رنگهای مورد نظر و انتخابی شما تهیه شده است

كاربرد

1- پرده دیواری

2- ساختمانهای نو سازی شده

3- تابلوهای نصب آگهی های تجاری و نمایشگاهی

4- دیوارهای جدا كننده

5- نمای خارجی و داخلی ساختمان

 

 

 

[EN-EZEL 13,039]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

[EN-EZEL 13,039]

نانوکامپوزیت ها

 

دسته بندی، خواص و کاربرد

 

1. مقدمه

 

کامپوزیت ترکیبی است که از لحاظ ماکروسکوپی از چند ماده متمایز ساخته شده باشد، به طوری که این اجزاء به آسانی از یکدیگر قابل تشخیص باشند. به طور نمونه، یکی از کامپوزیت های آشنا بتن است که از دو جزء سیمان و ماسه ساخته شده است.

برای ایجاد تغییر و بهینه کردن خواص فیزیکی و شیمیایی مواد، آن ها را ترکیب یا کامپوزیت می کنیم. به طور مثال پلی اتیلن (PE) که در ساخت چمن های مصنوعی از آن استفاده می گردد، رنگ پذیر نیست و به همین سبب رنگ این چمن ها اغلب مات است. برای برطرف نمودن این نقص به آن وینیل استات می افزایند تا خواص پلاستیکی، نرمیت و رنگ پذیری آن اصلاح شود. در واقع، هدف از ایجاد کامپوزیت، به دست آوردن ماده ای ترکیبی با خواص مورد انتظار می باشد.

نانوکامپوزیت نیز همان کامپوزیت است که یک یا چند جزء از آن، ابعاد کمتر از 100 نانومتر دارد. نانوکامپوزیت ها از دو فاز تشکیل شده اند. فاز اول یک ساختار بلوری است که در واقع پایه یا ماتریس نانوکامپوزیت محسوب می شود و ممکن است از جنس پلیمر، فلز و یا سرامیک باشد. فاز دوم نیز ذراتی در مقیاس نانومتر می باشند که به عنوان تقویت کننده (مواد پرکننده Filler) به منظور اهداف خاص از قبیل استحکام، مقاومت، هدایت الکتریکی، خواص مغناطیسی و ... در درون فاز اول (ماده پایه) توزیع می شوند.

در بحث نانومواد، نانوکامپوزیت ها از جایگاه ویژه ای برخوردار هستند. حضور ذرات و الیاف در ساختار نانوکامپوزیت ها معمولاً باعث ایجاد استحکام در ماده ی پایه می شود. در واقع هنگامی که ذرات و یا الیاف درون یک ماده ی پایه توزیع شوند، نیروهای اعمال شده به کامپوزیت به طور یکنواختی به ذرات یا الیاف منتقل می شود. با توزیع مواد پرکننده درون ماده پایه خصوصیاتی نظیر استحکام، سختی، خواص تربیولوژیکی و تخلخل تغییر می کند. ماده ی پایه می تواند ذرات را به گونه ای از هم جدا نگه دارد که رشد ترک به تأخیر افتد. به علاوه اجزاء نانوکامپوزیت ها بر اثر برهمکنش سطحی بین ماده ی پایه و مواد پرکننده، از خواص بهتری برخوردار می شوند. نوع و میزان برهمکنش ها نقش مهمی در خواص مختلف نانوکامپوزیت ها همچون حلالیت، خواص نوری، خواص الکتریکی و مکانیکی آن ها دارد.

2. طبقه بندی نانوکامپوزیت ها

 

انواع نانوکامپوزیت را می توان بر اساس ماده پایه آن ها به شرح زیر طبقه بندی کرد:

1. نانوکامپوزیت های پایه پلیمری Polymer matrix nanocomposites (PMNCs)

2. نانوکامپوزیت های پایه سرامیکی Ceramic matrix nanocomposites (CMNCs)

3. نانوکامپوززیت های پایه فلزی Metal matrix nanocomposites (MMNCs)

در ادامه به بررسی خواص و کاربرد هر یک از این نانوکامپوزیت ها پرداخته می شود.

2.1. نانوکامپوزیت های پایه پلیمری

در بین نانوکامپوزیت ها بیشترین توجه به نانوکامپوزیت های پایه پلیمری معطوف است. یکی از دلایل گسترش نانوکامپوزیت های پلیمری، خواص بی نظیر مکانیکی، شیمیایی و فیزیکی آن است. نانوکامپوزیت های پلیمری عموماً دارای استحکام بالا، وزن کم، پایداری حرارتی بالا، رسانایی الکتریکی بالا و مقاومت شیمیایی بالایی هستند. تقویت پلیمرها با استفاده از مواد آلی و معدنی بسیار مرسوم می باشد. بر خلاف تقویت کننده های مرسوم که در مقیاس میکرون می باشند، در نانوکامپوزیت ها تقویت کننده ها ذراتی در ابعاد نانومتر می باشند. با افزودن درصد کمی از نانوذرات به یک پلیمر خالص، استحکام کششی، استحکام تسلیم و مدول یانگ افزایش چشمگیری می یابد. به عنوان مثال، با افزودن تنها 0.04 درصد حجمی میکا (یک نوع سیلیکات) با ابعاد 50 نانومتر به اپوکسی (Epoxy)، مدول یانگ این ماده 58 درصد افزایش خواهد یافت.

دلیل دوم توسعه نانوکامپوزیت های پایه پلیمری و افزایش تحقیقات در این زمینه، کشف نانولوله های کربنی در سال 1991 میلادی است. استحکام و خواص الکتریکی نانولوله های کربنی به طور قابل ملاحظه ای با نانولایه های گرافیت و دیگر مواد پرکننده تفاوت دارد. نانولوله های کربنی موجب رسانایی و استحکام فوق العاده ای در پلیمرها می شوند به طوری که کاربردهای حیرت انگیزی همچون آسانسور فضایی را برای آن می توان متصور شد. از نظر نظامی نیز فراهم کردن هدایت الکتریکی در پلیمرها فرصت های انقلابی را به وجود خواهد آورد. به عنوان مثال از پوسته های الکتریکی-مغناطیسی گرفته تا کامپوزیت های رسانای گرما و لباس های سربازان آینده!

این دسته از کامپوزیت ها به دلیل خواص منحصر به فردی که دارند به طور گسترده ای در صنایع خودرو، هوا-فضا و بسته بندی مواد غذایی گسترش یافته اند. از دیگر کاربردهای نانوکامپوزیت های پلیمری پوشش های مقاوم به سایش، پوشش های مقاوم به خوردگی، پلاستیک های رسانا، حسگرها، آسترهای مقاوم در دمای بالا و غشاهای جداسازی گازها و سیالات نفتی می باشند. به عنوان مثال می توان به نوعی غشاء نانوکامپوزیتی ساخته شده از یک نوع پلیمر و نانولایه های سیلیکا اشاره کرد که توسط محققان دانشگاه کارولینای شمالی ساخته شده است. این غشاء توانایی فوق العاده ای در جداسازی مولکول های آلی از گازها دارد.

2.2. نانوکامپوزیت های پایه سرامیکی

به مواد (معمولاً جامد) ی که بخش عمده ی تشکیل دهنده آن ها غیرفلزی و غیرآلی باشد، سرامیک گفته می شود. سرامیک ها خواص بسیار خوبی نظیر مقاومت حرارتی بالا، پایداری شیمیایی خوب و استحکام مکانیکی مناسبی دارند، اما به دلیل پیوندهای یونی و کووالانس موجود در سرامیک ها چقرمگی شکست آن ها پایین است و تغییر شکل پلاستیک این مواد محدود می باشد. به منظور رفع این مشکل با اضافه کردن و جداسازی الیاف و ذرات مناسب، می توان چقرمگی شکست را بالا برد. اگر این تقویت کننده ها ابعاد نانومتری داشته باشند بالاترین چقرمگی شکست به دست می آید.

به طور مثال در شکل1 نانوکامپوزیت نیترید سیلیسیم حاوی نانولوله های کربنی چند دیواره، نشان داده شده است. برای ساخت این نانوکامپوزیت از پرس ایزواستاتیک گرم استفاده می شود. از خواص مکانیکی قابل توجه این نانوکامپوزیت ها می توان به استحکام خمشی و مدول الاستیک قابل توجه آن ها اشاره کرد.

شکل1

3.2. نانوکامپوزیت های پایه فلزی

کامپوزیت های پایه فلزی، کم وزن و سبک بوده و به علت استحکام و سختی بالا کاربردهای وسیعی در صنایع خودرو و هوا-فضا پیدا کرده اند. اما این کاربردها به لحاظ کم بودن قابلیت کشش در این کامپوزیت ها محدود شده است. تبدیل کامپوزیت به نانوکامپوزیت سبب افزایش استحکام و رفع محدودیت های مذکور می شود.

نانوکامپوزیت های پایه فلزی اصولاً مشابه روش های متالوژی پودر تولید می شوند. این نانوکامپوزیت ها کاربردهای متفاوتی دارند خصوصاً نانوکامپوزیت های پایه منیزیم که در سال های اخیر به دلیل چگالی کم، استحکام بالا، مقاومت به خزش بالا و پایداری حرارتی مناسب، گسترش چشمگیری داشته اند. نانوکامپوزیت های پایه منیزیم کاربردهای گسترده ای در صنایع هوایی و خودروسازی دارند.

نانوکامپوزیت های پایه فلزی حاوی نانولوله های کربنی نیز از اهمیت ویژه ای برخوردارند. نانولوله ها می توانند سبب افزایش و یا بهبود خواصی نظیر رسانایی، استحکام، مقاومت و .. در فلزات شوند.

3. نانوکامپوزیت و فردا

 

مهمترین تأثیر نانوکامپوزیت ها در آینده از طریق کاهش وزن خواهد بود. اخیراً کامپوزیت های نانوذره سیلیکاتی به بازار خودروها وارد شده اند. در سال 2001 هم جنرال موتور و هم تویوتا شروع تولید محصول با این مواد را اعلام کردند. مزیت این مواد استحکام و کاهش وزن است که مورد آخر صرفه جویی در سوخت را نیز به همراه خواهد داشت.

علاوه بر این نانوکامپوزیت ها به صنعت بسته بندی مواد غذایی نیز راه یافته اند تا سدی بزرگتر در برابر نفوذ گازها و کاهش فساد باشند. محققان معتقدند که افزودن دو درصد نانوذره رس به بسته بندی، 75 درصد تبادل اکسیژن و دی اکسید کربن را کاهش می دهد که این امر به افزایش طول مدت نگهداری مواد غذایی کمک می کند. در مورد ضدباکتریهایی نظیر نانوذرات نقره، این نانوذرات از رشد عوامل زنده فاسده کننده مواد غذایی مانند باکتریها و قارچ ها جلوگیری می کنند.

خواص تعویق آتشگیری نانوکامپوزیت های حاوی نانوذرات سیلیکا، می تواند به خوبی مصارفی در سرویس خواب، پرده ها و محصولاتی از این دست پیدا کند.

 

مراجع:

1. H. Fischer,. “polymer nanocomposites fundamental research to specific applications”. Mater. Sci. Eng:C, 23 (2002) 763.

2. E. T. Thostenson, C. Li, T. W. Chou, “nanocomposites in context”, Composite Sci. Tech. 65 (2005) 491.

3. Bala’zsi, Z. Ko’nya, F. We’ber, L. P. Biro’ and P. Arato’, “preparation and characterization of carbon nanotube reinfarced silicon nitride composites”, Mater. Sci. Eng:C, 23 (2003) 1133.

4. فتح الله کریم زاده، احسان قاسمعلی، سامان سالمی زاده، "نانومواد؛ خواص، تولید و کاربرد"، جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان، 1384

 

نویسنده: مریم ملک دار

 

[EN-EZEL 13,039]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

 

1 - مشخصات این نوع سقف بر اساس نشریه شماره 94 سازمان برنامه و بودجه تعیین می‌شود.

2 - در تمامی سقفهای معرفی شده ، میلگرد افت و حرارت با قطر 6 میلیمتر کفایت می کند. چنانچه فاصله آکس تا آکس تیرچه‌ها تا 50 سانتیمتر باشد، در جهت تیرچه‌ها بین هر دو تیرچه یک عدد و چنانچه فاصله آکس تا آکس تیرچه‌ها بیش از 50 سانتیمتر باشد، در جهت تیرچه‌ها بین هر دو تیرچه دو عدد میلگرد حرارتی مورد نیاز است. میلگردهای حرارتی در خلاف جهت تیرچه‌ها هر 25 سانتیمتر یک عدد می‌بایستی اجرا گردد.

3 - میلگرد تقویت ممان منفی تیرچه‌ها حداقل می‌بایستی سطح مقطعی برابر 15% سطح مقطع میلگردهای کششی همان تیرچه را دارا باشد و طول آنها از هر طرف یک پنجم طول تیرچه باشد. باید توجه نمود که این میلگردها را با میلگردهای تقویت برشی (اتکای سر تیرچه) اشتباه نکنیم. این میلگردها درون جان تیرچه خم نمی‌خورد بلکه بصورت صاف به میلگرد فوقانی تیرچه‌ها بسته می‌شود.

4 - در سقفهایی که بار زنده کمتر از 350 کیلوگرم بر متر مربع باشد ، در دهانه‌های زیر 4 متر نیازی به کلاف میانی (Tie Beam) نمی‌باشد و در دهانه‌های بین 4 تا 5.30 متر یک کلاف میانی و در دهانه‌های بیش از 5.30 متر دو کلاف میانی مورد نیاز است. در تمام این حالات حداقل سطح مقطع کل میلگردهای طولی کلافهای میانی بایستی برابر نصف سطح مقطع میلگرد کششی تیرچه‌ها باشد.

5 - در سقفهایی که بار زنده بیشتر از 350 کیلوگرم بر متر مربع باشد ، در دهانه‌های زیر 4 متر یک کلاف میانی (Tie Beam) و در دهانه‌های بین 4 تا 7 متر دو کلاف میانی و در دهانه‌های بیش از 7 متر سه کلاف میانی مورد نیاز است. در تمام این حالات حداقل سطح مقطع کل میلگردهای طولی کلافهای میانی بایستی برابر کل سطح مقطع میلگرد کششی تیرچه‌ها باشد.

6 - میلگرد زیگزاگ تیرچه‌ها برای هر طول تیرچه بصورت جداگانه بایستی طراحی گردد.

7 - در سقفهایی که خیز مطرح نباشد می‌توان تا دهانه‌ای معادل 32 برابر ضخامت سقف ، از این سقفها استفاده نمود. اما اگر خیز مطرح بوده و تیرهای اسکلت دارای تکیه‌گاه گیردار باشند حداکثر دهانه مجاز 26 برابر ضخامت سقف و در صورتیکه تیرهای اسکلت دارای تکیه‌گاه ساده باشند حداکثر دهانه مجاز 20 برابر ضخامت سقف می‌باشد.

8 - در این سقفها چنانچه میلگرد زیگزاگ برای برش انتهایی محاسبه شود، نیازی به تقویت برشگیر (اتکای سر تیرچه) نمی‌باشد. ولی در صورتیکه میلگردهای زیگزاگ برش انتهایی را جوابگو نباشند باید از تقویت برشی (اتکا) طبق محاسبه استفاده نمود.

 

نکتة مهم : دانستن این نکته مهم است که محدودیت و تعدد انواع سقفهای تیرچه و بلوک قابل اجرا دقیقاً بستگی به وجود انواع بلوکه‌های سقفی موجود در بازار دارد و از آنجا که بدلیل حجم و وزن زیاد بلوکه‌های سقفی عملاً حمل و نقل آن از یک نقطه کشور به نقطه‌ای دیگر مقرون به صرفه نمی‌باشد، بنابراین ممکن است در بعضی نقاط کشور عملاً امکان اجرای برخی از سقفهای معرفی شده زیر بدلیل نبودن بلوکه متناسب با آن وجود نداشته باشد و یا احیاناً در بعضی مناطق علاوه بر سقفهای معرفی شده زیر بتوان سقفهای دیگری نیز اجرا نمود. درضمن لازم به ذکر است که با استفاده توأم انواع بلوکه‌های سقفی با مواد دیگر (مانند یونولیت) گاه بنا به ضرورت می‌توان سقفهایی با ارتفاع بیشتر نیز اجرا نمود.

کد سقف : R1

نوع سقف : تیرچه بتنی با بلوکه سفال

ارتفاع کل سقف : 25 سانتیمتر - مرکز تا مرکز تیرچه‌ها 50 سانتیمتر

محاسن :

1 - این سقف دارای وزنی متعادل در محدوده وزن سقفهای کرومیت می‌باشد

2 - قیمت تمام شده این سقف معمولا پایین است خصوصا در دهانه‌های کوچکتر این اختلاف قیمت کاملا تأثیر گذار است.

3 - بدلیل شمع بندی در حین اجرا این سقف لرزش کمتری نسبت به سقفهای کرومیت و کامپوزیت دارد و به لحاظ عایق صوت و حرارت از سقفهای کرومیت و کامپوزیت بهتر عمل می‌کند.

4 - سطح نسبتا صافی در زیر سقف می‌دهد و به کاذب کاری نیازی ندارد.

نقاط ضعف احتمالی :

نقطه ضعف مشهودی را نمی توان برای این سقف برشمرد

کد سقف : R2

نوع سقف : تیرچه بتنی با بلوکه سیمانی

ارتفاع کل سقف : 25 سانتیمتر - مرکز تا مرکز تیرچه‌ها 50 سانتیمتر

محاسن :

1 - قیمت تمام شده این سقف نیز نسبت به سایر سقفها معمولا پایین است.

2 - بدلیل شمع بندی در حین اجرا این سقف لرزش کمتری نسبت به سقفهای کرومیت و کامپوزیت دارد و به لحاظ عایق صوت و حرارت از سقفهای کرومیت و کامپوزیت بهتر عمل می‌کند.

3 - سطح نسبتا صافی در زیر سقف می‌دهد و به کاذب کاری نیازی ندارد.

نقاط ضعف احتمالی :

1 - این سقف در مقایسه با سقف R1 سنگین‌تر است و جزو سقفهای نسبتا سنگین محسوب می‌گردد. معمولا تنها زمانی از این سقف استفاده می‌شود که امکان اجرای سقف R1 نباشد (مثلا زمانی که بلوکه سفال سقف R1 موجود نباشد)

2- از آنجا که وزن این سقف با سقف R3 تقریباً برابر است در دهانه های بلند تر معمولاً اجرای این سقف در مقایسه با سقف R3 مقرون به صرفه نخواهد بود.

کد سقف : R3

نوع سقف : تیرچه بتنی با بلوکه سفال

ارتفاع کل سقف : 30 سانتیمتر - مرکز تا مرکز تیرچه‌ها 50 سانتیمتر

محاسن :

1 - این سقف لرزش کمتری نسبت به تمام سقفهای معرفی شده و سقفهای کامپوزیت دارد و به لحاظ عایق صوت و حرارت از سقفهای کرومیت و کامپوزیت بهتر عمل می‌کند.

2 - سطح نسبتا صافی در زیر سقف می‌دهد و به کاذب کاری نیازی ندارد.

3 - از آنجا که وزن این سقف با سقف R2 تقریبا برابر است در دهانه‌های بلندتر معمولا اجریی این سقف در مقایسه با سقف R2 مقرون به صرفه و اصولی‌تر خواهد بود.

نقاط ضعف احتمالی :

این سقف جزو سقفهای نسبتا سنگین‌ محسوب می‌گردد.

کد سقف : R4

نوع سقف : تیرچه بتنی با بلوکه سیمانی

ارتفاع کل سقف : 30 سانتیمتر - مرکز تا مرکز تیرچه‌ها 50 سانتیمتر

محاسن :

1 - این سقف نیز لرزش کمتری نسبت به تمام سقفهای معرفی شده و سقفهای کامپوزیت دارد و به لحاظ عایق صوت و حرارت از سقفهای کرومیت و کامپوزیت بهتر عمل می‌کند.

2 - سطح نسبتا صافی در زیر سقف مییدهد و به کاذب کاری نیازی ندارد.

نقاط ضعف احتمالی :

1 - این سقف جزو سقفهای سنگین‌ محسوب می‌گردد.

2 - معمولا اجرای این سقف با توجه به وزن آن توجیه اقتصادی ندارد.

کد سقف : R5

نوع سقف : تیرچه بتنی با بلوکه سفال

ارتفاع کل سقف : 31 سانتیمتر - مرکز تا مرکز تیرچه‌ها 70 سانتیمتر

محاسن :

1 - این سقف لرزش کمتری نسبت به سقفهای کرومیت و کامپوزیت دارد و به لحاظ عایق صوت و حرارت از آنها بهتر عمل میکند.

2 - سطح نسبتا صافی در زیر سقف می‌دهد و به کاذب کاری نیازی ندارد.

3 - در مقایسه با سقف R3 علاوه بر اینکه وزن کمتری دارد معمولا در دهانه‌های کوتاهتر به لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه‌تر است

نقاط ضعف احتمالی :

1 - این سقف جزو سقفهای نسبتا سنگین‌ محسوب می‌گردد.

 

کد سقف : R6

نوع سقف : تیرچه زیگزاگ با قالب

ارتفاع کل سقف : 31 سانتیمتر - مرکز تا مرکز تیرچه‌ها 70 سانتیمتر

 

محاسن :

1 - این سقف جزو سقفهای سبک می‌باشد.

2 - وزن این سقف از اکثر سقفهای کامپوزیت و نیز سقفهای کرومیت با بلوک سفال یا سیمانی سبکتر است.

3 - در مقایسه با سقفهای کامپوزیت هزینه کاذب کاری کمتری دارد زیرا فواصل تیرچه‌ها کم بوده و نیازی به استفاده از نبشی در سقف کاذب نیست.

4 - اجرای این سقف حتی با احتساب هزینه کاذب کاری با توجه به وزن آن در اکثر موارد کاملا مقرون به صرفه است.

نقاط ضعف احتمالی :

این سقف به کاذب کاری نیاز دارد.

نکته مهم : قالب مورد استفاده در این نوع سقف اولین بار در شرکت پارس پی ابداع و استفاده گردید و این شرکت موفق به ثبت اختراع این نوع خاص از قالب سقفی گردید.

کد سقف : R7

نوع سقف : تیرچه زیگزاگ با بلوکه سفال

ارتفاع کل سقف : 26 سانتیمتر - مرکز تا مرکز تیرچه‌ها 70 سانتیمتر

محاسن :

1 - این سقف دارای وزنی متعادل در محدوده وزن سقفهای کرومیت می‌باشد.

2 - بدلیل شمع بندی در حین اجرا این سقف لرزش کمتری نسبت به سقفهای کرومیت و کامپوزیت دارد و به لحاظ عایق صوت و حرارت از سقفهای کرومیت و کامپوزیت بهتر عمل می‌کند.

3 - سطح نسبتا صافی در زیر سقف مییدهد و به کاذب کاری نیازی ندارد.

نقاط ضعف احتمالی :

نقطه ضعف مشهودی را نمی‌توان برای این سقف برشمرد.

کد سقف : R8

نوع سقف : تیرچه زیگزاگ با بلوکه پلی استایرن

ارتفاع کل سقف : 31 سانتیمتر - مرکز تا مرکز تیرچه‌ها 70 سانتیمتر

محاسن :

1 - این سقف دارای وزنی نسبتاً سبک می‌باشد.

2 - بدلیل شمع بندی در حین اجرا این سقف لرزش کمتری نسبت به سقفهای کرومیت و کامپوزیت دارد و به لحاظ عایق صوت و حرارت از سقفهای کرومیت و کامپوزیت بهتر عمل می کند.

3 -سطح نسبتا صافی در زیر سقف می‌دهد و به کاذب کاری نیازی ندارد.

نقاط ضعف احتمالی :

1 - بدلیل قیمت بالای بلوکه پلی استایرن معمولاً اجرای این نوع سقف مقرون به صرفه نمی‌باشد.

2 - بدلیل اختلاف ضریب انبساط طولی بلوکه‌های پلی استایرن با تیرچه‌ها ، در سقفهایی که ا ز زیر با گچ پوشش شوند ترک ایجاد می‌شود.

3 - اکثر بلوکه‌های پلی استـایرن موجود در بازار بر اثر آتـش سوزی آتش می‌گیرند و یا دود زیاد منتشـر می نمایند بنابـراین به لحاظ ایمنی استفاده از این سقف چندان توصیه نمی شود.

 

 

نکته مهم : همانطور که ملاحظه می شود سقف‌های کامپوزیت از برخی سقفهای تیرچه و بلوک سبکتر و از برخی سنگین‌تر هستند بنابراین این تصور که کلیه سقفهای کامپوزیت سبکتر از کلیه سقفهای تیرچه و بلوک و کرومیت هستند غلط است.

[EN-EZEL 13,039]

پارچه های کامپوزیت ٬

ساختار های منحصر به فردی هستند که با استفاده از بافندگی حلقوی تاری و تکنیک های اتصال حلقه تولید می شوند. ایده ساخت و تولید این پارچه ها عبارتست از ترکیب چند جزء با ویژگیهای گاها متضاد که منجر به ایجاد ساختاری می گردد که بمراتب بسیار بهتر از اجزاء خود عمل می کند. در روشهای دیگر تولید کامپوزیت ها ٬ اجزاء به طور جداگانه تولید و سپس توسط مکانیزمهای مختلفی مانند چسب زدن ٬ دوخت و جوش دادن به هم متصل و یا با هم ترکیب می شوند. بکمک بافندگی حلقوی تاری و ماشین های اتصال حلقه ٬پارچه های کامپوزیت تنها در یک مرحله و بسیار ساده تولید می شوند.

عمده ترین پارچه های کامپوزیت ٬ لایه های نبافت تقویت شده دو محوری هستند . هر پارچه ای می تواند بر روی ماشین راشل و یا ماشین اتصال حلقه با کمک المان های یک٬ دو و یا چند محوری تقویت گردد.

در شکل زیر نوعی مکانیزم بکار رفته در ماشین های راشل شرکت کارل مایر جهت تولید پارچه های کامپوزیت مشاهده می شود.

المانهای بافت در این مکانیزم طوری طراحی شده اند که دو نخ تقویت کننده عمود بر هم بصورت تار و پود بر روی یک لایه نبافت قرار می گیرد. در این روش نوعی سوزن مرکب بکار رفته است که به واسطه شکل خاص قلاب سوزن توانایی نفوذ در لایه نبافت تغذیه شده به دستگاه را دارد. لایه نبافت توسط یک حصیر تغذیه به منطقه بافت وارد می شود .شانه راهنمای ۱ نخ تار تقویت کننده را به موازات لایه نبافت ۶به منطقه بافت هدایت می کند. سوزن مرکب ۳ از لایه نبافت عبور کرده و برای گرفتن نخ اتصال که توسط شانه راهنمای ۲ تغذیه می شود بالا می آید. پس از دریافت نخ اتصال قلاب سوزن توسط اسلایدر۴ بسته شده سوزن به سمت پایین حرکت می کند. جسم پود گذار ۵ پود جدید را در پارچه قرار می دهد. طی این مراحل لایه نبافت و نخهای تار و پود توسط نخ اتصال به هم متصل می شوند. شکل زیر نمای پارچه تولید شده را نشان می دهد.

 

لایه نبافت ۱- ۲- نخ اتصال اجزاء ۳- نخ تار تقویت کننده ۴- نخ پود تقویت کننده

مزایای استفاده از این نوع کامپوزیت ها عبارتند از :

قدرت پوشش سطحی بالا

افزایش خواص مکانیکی لایه نبافت به واسطه وجود تار و پود تقویت کننده

افزایش خاصیت ایزولاسیون حرارتی

بهبود خواص اشتعالی در صورت استفاده از لایه نبافت شیشه که آنرا مناسب برای استفاده ایزوگام پشت بام منازل می کند.

ازدیاد طول بسیار کم

 

این کامپوزیت ها بصورت گسترده ای بعنوان ژئو تکستایل بکار می روند.

[EN-EZEL 13,039]

 

 

 

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

فهرست مطالب

 

1- چکیده

2- مقدمه

3- بتن اسفنجی اتوکلاو ( ACC )

3-1- فرآیند اتوکلاو به محصول مقاومت و استحکام می‌دهد

3-2- بلوکهای ساختمانی AAC

3-3- ویژگی محصول

3-3-1- وزن سبک

3-3-2- فرآورده‌های حرارتی

3-3-2-1- عایق حرارتی

3-3-2-2- اینرسی حرارتی

3-3-3- مقاومت در برابر آتش

4- بلوکهای حرارتی AAC

4-1- آینده روشن

4-2- مواد کامپوزیت

4-3- ساختار مواد کامپوزیت

4-4- خواص مواد کامپوزیت

4-5- مواد کامپوزیت در ساختمان

5- نتایج

6- تصاویر

7- منابع

 

 

1- چکیده :

از محصولات بتنی هستند که دارای یک ترکیب خاص از خاصیت گرمایی مانند ضریب هدایت گرمایی پایین و اینرسی گرمایی بالا می‌باشد. بلوکهای ساختمانی AAC یک عایق حرارتی در میان دیوار ایجاد می‌کند و بلوکهای حرارتی AAC یک عایق حرارتی برای پشت‌بام می‌باشد بخاطر اینکه این مواد عایق حرارتی خوبی هستند میزان اتلاف گرما و سرما را بطور چشمگیری کاهش می‌دهند و زندگی راحتی را فراهم می‌کنند کاهش اتلاف انرژی بوسیله کاهش انرژی رد و بدل شده انجام می‌گیرد.

مواد کامپوزیتی از ساختار بنیانی ساخته می‌شوند(پلاستیک سختی‌ناپذیر یا پلیمر قابل ارتجاع) که با توجه به کارآیی بالای آنها و ترکیبات مسلح شده با مصنوعات کربن یا تارهای آرمید در مراکز مهم صنعتی مانند هوانوردی، دارویی، ساختمانی، ورزشی، سرگرمی و.... استفاده می‌گردند مواد کامپوزیتی در بهبود عایقهای حرارتی و صوتی نقش مهمی را ایفا می‌کنند در ساختمانهای تجاری و در مناطق زلزله‌خیز با خاصیت جذب انرژی بالا کاربرد فراوانی دارند دوام، مقاومت در برابر خستگی، عایق حرارتی و صوتی و الکتریکی، از ویژگیهای عمده این مواد می باشد.

2- مقدمه :

امروزه با پیشرفت فن‌آوری و توسعة علم ودانش و شیوه‌های نوین در صنعت نیاز جوامع را برآن می‌سازد که با بکارگیری راهکارها و شیوه‌های جدید در صنعت که دارای نوآوری کارآیی بالا، قیمت ارزان و بازدهی مناسب می‌باشند از مصرف بیش از اندازه مواد وانرژی و سرمایه جلوگیری نماید.

از طرفی دیگر باید با پذیرفته‌شدن عضویت ایران در سازمان تجارت جهانی شیوه‌های جدید صنعتی داخل ایران شده و در مقایسه شیوه‌های نیمه سنتی و قدیمی ایران گوی سبقت را می‌رباید.

یکی از مهترین مشکلات در جهان جلوگیری از اتلاف انرژی می‌باشد در صنعت ساختمان‌سازی عایقکاری حرارتی مناسب یکی از راههای جلوگیری از اتلاف انرژی می‌باشد.

مقدار زیاد انرژی در ساختمانها بدلیل نداشتن عایق حرارتی مناسب از بین می‌رود در این مقاله یک محصول جدید در عایقکاری حرارتی و استفاده از مواد کامپوزیت در صنعت ساختمان که یکی از موارد کاربرد آن در عایقکاری حرارتی می‌باشد مورد بحث قرار می‌گیرد.

تغییر در دمای محیط تأثیری بسزا در راحتی ساکنان ساختمان دارد در نتیجه برای بدست آوردن آرامش سیستمهای سرمایه و گرمایی برای ساختمان ضروری می‌باشد که این سیستمها انرژی زیادی را مصرف می‌کنند عناصر ساختمانی با عایقهای حرارتی، کاهش‌دهنده تأثیر دمایی محیط می‌باشند که منجر به کاهش مصرف انرژی می‌شوند مصالح ساختمانی که برای نگهداری انرژی بکار می‌روند باید دارای خاصیتهای زیر باشند:

1ـ عایق حرارتی بالا

2ـ اینرسی گرمایی بالا

3ـ وزن سبک

بقیه خواص مطلوب آن عبارتند از:

1ـ مقاومت در برابر آتش

2ـ عایق صوتی

3ـ مقاومت در برابر رطوبت

3- بتن اسفنجی اتوکلاو (AAC) :

AAC یک مصالح ساختمانی مهندسی با کیفیت که یک ترکیب ویژه از مقاومت، وزن سبک، عایق صوتی و حرارتی مقاوم در برابر آتش و مقاوم در برابر نفوذ آب و کارآیی خوب می‌باشد.

AAC ساخته شده از مصالحی مانند سیمان، خاکستر حاصل از سوختن گیاهان، آهک، هوازا(ماده‌ای که به بتن اضافه می‌شود تا توزیع حبابهای هوا را در بتن یکنواختن نماید)وآب .

سازه با بافت حفره‌ای وزن محصول را سبک، مقاوم در برابر آتش می‌کند و یک ماده با خاصیت عایق حرارتی و صوتی خوب می‌باشد.

 

3-1- فرآیند اتوکلاو به محصول مقاومت و استحکام می‌دهد :

محصولات AAC

ــ بلوکهای ساختمانی AAC.

ــ بلوکهای حرارتی AAC.

بلوکهای ساختمانی AAC یک عایق حرارتی در میان دیوارها فراهم می‌کنند و بلوکهای حرارتی AAC یک عایق حرارتی در بام فراهم می‌کنند.

 

3-2- بلوکهای ساختمانی AAC:

بلوکهای ساختمانیAACساخته شده مورد تأیید IS 2185 در حوزه چگالیkg/Cu M 600ـ551 با حداقل مقاومت فشاری N/sq3 می‌باشد.

بلوکهای ساختمانی AAC با ضخامتهای 75 تا 230 بااندازه سطح mm 200 600 قابل دسترس هستند.

بلوکهای ساختمانی AAC برای تمام دیوارهای داخلی و خارجی و با بار تحمیلی یا بدون بار تحمیلی در تمام انواع ساختمانها مانند ساختمان‌های مسکونی، تجاری، صنعتی مدارس و بیمارستانها بکار می‌رود.

 

3-3- ویژگی محصول :

3-3-1- وزن سبک :

ساختار تخلخلی منحصر به فرد که در طی فرآیند هوادهی شکل داده می‌شوند حصول را بی‌نهایت سبک می‌کنند. چگالی پایین آجر رسی و بتن معمولی.

بخاطر همین وزن سبک مقدار کل گرمایی که بوسیله AAC جذب می‌شود کم می‌باشد.

3-3-2- فرآورده‌های حرارتی :

3-3-2-1- عایق حرارتی :

ساختار متخلخل با هوای محبوس AAC را تبدیل به فرآورده با عایق حرارتی عالی کرده است بلوکهای ساختمانی AAC با ضریب هدایت حرارتی بالاK=0.16 w/(m deg.K) سبب پایین آوردن حداکثر گرما و سرما می‌شود در نتیجه زندگی راحتی را فراهم می‌کنند و باعث ذخیره هزینه با کاهش انرژی در سیستم تهویه می‌شود.

AAC ارزش عایق حرارتی بالایی دارد در مقایسه با مصالح ساختمانی سنتی مانند آجرهای رسی، بلوکهای بتنی مشبک ، توپر و بتن.

3-3-2-2- اینرسی حرارتی :

AAC‌ اینرسی حرارتی بالایی را دارا می‌باشند این خاصیت عایق حرارتی خوبی را ایجاد می‌کند بدین معنی کهAAC می تواند مقدار زیادی از دماهای داخلی را کاهش دهد در مقایسه با ساختمانهای با ساختار سبک(که گنجایش حرارتی پایین دارند) یا ساختار سنگین(که عایق حرارتی پایین را فراهم می‌کنند)

در طی فصلهای گرم، اینرسی گرمایی AAC بطوری کار می‌کند که افزایش دما در داخل ساختمان با بیش از 3ـ2 ساعت تأخیر همراه است نسبت به زمانی از روز که تابش خورشید در بیشترین حالت است بعد از این زمان تأثیر تابش بطور قابل ملاحظه‌‌ای کاهش پیدا می‌کند.

سپس AAC گرمای انباشته شده را در بخش دیگری از روز که هوا سرد است ساتع می‌کند.

در نتیجه ظرفیت مورد نیاز تأسیسات برای گرم کردن یا سرد کردن و انرژی مورد نیاز برای عملکردشان می‌تواند کاهش یابد.

3-3-3- مقاومت در برابر آتش :

AAC یک ماده معدنی و غیرقابل احتراق است که نه می‌سوزد و نه دود و بخارهای مسموم از آن ساتع می‌شود زمانی که در معرض دماهای بالا قرار گیرد. بلوکهای AAC مقاومت بالایی را در برابر دمای بالا دارند مرکز تحقیقات آموزشگاهی(CBRI) /ارورکی یک ارزیابی از مقاومت بلوکهای ساختمانی AAC در مقابل آتش انجام داد.

داده‌های این ارزیابی معلوم کردند که بلوکهای ساختمانی AAC در برابر آتش استاندارد به مدت 240 دقیقه مقاومت کردند با در نظر گرفتن استقامت، یکپارچگی و عایق حرارتی میانگین دما با سطح پوشیده شده با بلوک با ضخامت mm 200 ، بود در مقابل سقفهای غیرپوشیده شده بود.

بخاطر همین ضریب هدایت حرارتی پایین و سرعت پایین انتقال گرما امکان مقاومت در برابر آتش را دارا می‌باشد بخاطر همین عایق حرارتی عالی نفوذ گرما به داخل مواد خیلی آهسته می‌باشد.

 

4- بلوکهای حرارتی AAC :

میانگین دما در روز در تمام فصلها در بسیاری از کشورها مانند هندوستان بالا می‌باشد در این شرایط آب‌و‌هوایی سقفهای دال بتن بخاطر داشتن شبکه میگردد زودتر گرم می‌شوند و دمای بیشتری را جذب می‌کنند بخاطر همین پدیده دمای محیط داخلی افزایش می‌یابد با تفاوت کم بین محیط داخلی و خارجی.

اتاقهای با سقف دال بتنی گرم باقی می‌مانند حتی اگر دمای خارجی پایین بیاید و این مسأله منجر به کاهش آرامش برای ساکنین می‌شود برای برطرف کردن این مشکل بلوکهای حرارتی AAC می‌توانند استفاده شوند برای فراهم کردن عایق حرارتی در بام بلوکی حرارتی AAC روی سقف با دال بتن اجرا می‌شوند بدین ترتیب با نگهداری تقریبی دمای داخل ساختمان در میان روز باعث بالا رفتن آرامش زندگی ساکنین می‌شود بلوکهای حرارتی AAC امتیازات مشخصی را دارا می‌باشد و فواید بی‌نظیری علاوه بر مواد دیگر دارند این محصول می‌تواند در ساختمانهای مسکونی، تجاری، صنعتی برای کاهش تأثیر دمای محیط و کاهش انتقال گرما از بام استفاده شود.

 

4-1- آینده روشن :

ــ رسیدن به ضریب هدایت گرمایی پایین و اینرسی حرارتی بالا

ــ کارکرد حرارتی آن 5 بار بهتر از آجر رسی و 10 بار بهتر از سقف دال بتن است .

ــ کاهش مقدار جریان گرما.

ــ تأخیر در انتقال حرارت .

ــ ثابت نگهداشتن تقریبی دما.

ــ خنک نگهداشتن داخل در تابستان و گرم نگهداشتن داخل در زمستان.

ــ ذخیره سرمایه با کاهش هزینه‌های تکرارشونده در تهویه هوا و گرما.

 

4-2- مواد کامپوزیت :

مواد کامپوزیت معمولاً با پلاستیک ترکیب می‌شود و با فایر گلاس یا کربن تقویت می‌شوند.

اگر چه هزینه مواد کامپوزیت بالاتر از مواد استاندارد می باشد اما با امتیازات ویژه مواد کامپوزیت مانند وزن سبک و مقاومت که به استفاده‌کننده تقدیم می‌کند جبران می‌شود.

این خاصیت مواد کامپوزیت باعث استفاده هر چه بیشتر آن در وسایل اتوماتیکی، هوانوردی و ساختمانهای تجاری می‌شود.

 

4-3- ساختار مواد کامپوزیت :

کامپوزیتها معمولاً از ساختار بنیانی ساخته می‌شود(پلاستیک سختی‌ناپذیر یا پلیمر قابل ارتجاع) از همه رایجتر مواد استفاده شده در آن فایبرها هستند که معمولاً در انواع بلوری، کربن، آرمید می‌باشند فراوانی در دسترس بودن آن، هزینه پایین مواد کامپوزیت و کارآیی بالا از خصوصیات آن شمرده می‌شود اخیراً با مصنوعات کربن یا تارهای آرمید مسلح می‌شوند و منحصراً در مراکز مهم صنعتی استفاده می‌شوند مانند هوانوردی، دارویی، ورزشی، سرگرمی.

مهمترین رزینهای قابل ارتجاع برای کامپوزیتها پلی‌پروپلین، پلی‌آمیدها و پلی اترـ اترـ کتون می‌باشند.

 

4-4- خواص مواد کامپوزیت :

ماده‌های کامپوزیتی دارای امتیازات ویژه می‌باشند وزن سبک، مقاومت فیزیکی و شیمیایی، هزینه پایین نگهداری و طراحی آسان. خاصیت مکانیکی آنها(سختی و استحکام خستگی) بعلاوه خاصیت شیمیایشان(مقاومت خوردگی) به طولانی کردن چرخه حیات بعضی از تجهیزات کمک می‌کنند همچنین تقویت‌کننده مطمئن در مقابل شکهای بزرگ و مقاوم در برابر آتش می‌باشند.

 

4-5- مواد کامپوزیت در ساختمان :

ماده‌های کامپوزیت باعث بهبود کیفیت عایق‌های حرارتی و صوتی می‌شوند و تعدادی از آنها عایق الکتریکی مناسبی می‌باشند در طراحی آنها بسیار دست انسان باز است و بخاطر وزن سبک آنها و اشکال مختلفی که می شود با آنها درست کرد درصنعت ساختمان‌سازی کاربرد دارد هزینه ساخت کامپوزیت از مواد استاندارد همانند آهن، چوب، و آلومینیوم بالاتر است اما یک ارزش افزوده بر حسب امتیاز پیدا می‌کنند و آن دوام و اطمینان و بهبود ساخت می‌‌باشد.

در ساختمانهای تجارتی مواد کامپوزیتی با مواد استاندارد با یک رقابت سخت مواجه می‌شوند بدین صورت که هر چیزی که از بتن و فلز برای تیرآهن و .... می باشد مشتریان تراز اجرایی بدان واقف هستند به همین دلیل کامپوزیتها خیلی کمتر در صنعت و ساختمانهای مسکونی و تجاری مورد استفاده قرار می‌گیرند اگر چه اشکال قابل انعطاف، مقاوم در برابر آب‌و‌هوا، عایق صوتی و حراراتی و مقاوم در برابر آتش امتیازات محسوس می باشند مواد کامپوزیتی می‌تواند برای دامنه هدف استفاده شود پانلهای زینتی، نوسازی ساختمانها، کارهای هنری، اجزاء بام، شکلهای مجموعه بزرگ و .........

همچنین مقاومت لرزشی کامپوزیتهای با رشته کربن که جاذب انرژی بالا می‌باشند و تضمین زیادی از کاربرد آنها در مناطق زلزله‌خیز وجود دارد در فرانسه مهندسی صنایع و تجهیزات 8 درصد از مشاغل را اشغال کرده است کامپوزیتها سازه‌هایی سبک با امکان طراحی اشکال مختلط را فراهم می‌کنند.

5- نتایج :

نتایج زیر از مطالعه بر روی دو ساختمان یکجور حرارتیAAC و بدون بلوک حرارتیAAC که روی دال بتن قرار گرفته بود نشان داده شده است.

دمای قسمت داخلی بام برای بام پوشیده شده با بلوکهای حرارتی AAC تا نیمه شب در مقایسه با بام غیر پوشیده شده با بلوک حرارتی AAC کاملاً پایین بود.

دمای داخل بام تقریباً در طول روز در داخل اتاق با سقف پوشیده شده از بلوکهای حرارتی AAC ثابت می‌باشد.

موارد استفاده از کامپوزیت‌ها در جهان روز به روز در حال افزایش می‌باشد نوآوری بهترین راه برای شرکتی برای جذب مشتری و مقابله با محدودیتهای عرضه می‌باشد بازار جهانی برای کامپوزیتها در حجم %57 در سال بعد از 1994. در سال 2000 تولید آن به 7 میلیون تن رسید پیش‌بینی می‌شود تولید مواد کامپوزیت در سال 2006 به 10 میلیون تن برسد مواد کامپوزیت با داشتن امتیازات برجسته در صنعت ساختمان‌سازی کاربرد فراوانی پیدا خواهد کرد.

 

6- تصاویر :

 

 

 

 

 

7- منابع :

 

[Composite Materials Drive and Innovation]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

[Autoclaved Aerated Concrete (AAC) building & thermal blocks

for reducing air conditioning load in buildings]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

Insulation Primer

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

[Energy savings by insulation of dwelling house]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[EN-EZEL 13,039]

1) المانهای سازه ای کامپوزیتی:

اصطلاحcomposite به مصالح و موادی اطلاق می گردد که حداقل از ترکیب دو مصالح مختلف و یا دو ماده متفاوت با شرایطی ویژه ساخته شده باشند خواه این دو ماده مصنوعی، خواه طبیعی ؛ خواه بصورت الیاف و رزین و یا هر حالت دیگری که باشند. این واژه در لغت به معنای «یکان مختلط، مخلوط، مرکب‌، چیز مرکب‌، هم‌ گذاره‌» آمده است همچنین عبارت «composite column» به معنی «ستون مرکب ، ستون فولادى با غلاف بتن آرمه» و عبارت «composite lightweight concrete» به معنی « بتن سبک مخلوط » درج گردیده است. سایر عبارات مرتبط با بحث " کامپوزیت و ساختهمان " که در فرهنگ واژگان عمومی درج شده اند ار این قرارند : عبارت « composite material» به معنی: «مواد و مصالح مرکب»؛ عبارت « composite casting» به معنی: «ریخته گری ترکیبی»؛ عبارت « composite metal» به معنی: «فلز ترکیبی ، فلز مرکب»؛ عبارت « composite steel» به معنی: «فولاد مرکب»؛ عبارت « unidirectional composite» به مفهوم: « ساختارى که همه الیاف یا رشته هاى آن موازى بوده و معمولا در جهت نیروى وارده میباشند». با توجه به تعریف فوق و کاربردهای آن به نظر می رسد کلمه «چندسازه‌» ترجمه ای مناسب برای این گروه از مواد و مصالح است. در یک جمله می توان گفت چند سازه های کنونی موادی مدرن بوده و بعنوان پایه تولید زنجیره های وسیعی از مواد و مصالح و تجهیزات ساختمانی مورد بهرهبرداری واقع می شوند. از کامپوزیت های سنتی می توان موارد ذیل را نام برد: بتن مسلح ، ستون فولادی با پوشش بتنی، انواع مختلفی از سقف های تیرچه بلوک ، عایق قیروگونی ، کاهگل ، ساروج ، رابیتس و گچ ،مخلوط پوشش تورمرغی و ملات سیمان و... در تعریف دیگری چند سازه عبارت است از یک ترکیب کاملا فیزیکی از اجزاء مختلف که خواص و مشخصات مکانیکی آن ( در کاربرد مورد نظر سازنده ) ازهر یک از اجزاء تشکیل دهنده برتر است و هدف از اقدام به ساخت چنین ماده ای نیز درهمین نکته نهفته است. در منابع دیگر مفهوم اختلاط کاملا فیزیکی دچار تردید است و اختلاط شیمیایی نیز جزء آن محسوب شده است برای نمونه به تعریف ذیل اشاره می گردد: « کامپوزیت ماده ای است که دارای یک فاز متمایز فیزیکی و یا شیمیایی پخش شده در یک فاز پیوسته بوده و عمدتا خصوصیاتی مهمتر از هر کدام از آن دو جزء دارد. فاز پیوسته ، فاز زمینه نام دارد و فاز پخش شده معمولا فاز تقویت کننده نامیده می شود. فاز تقویت کننده قادر است به صورت ذره ، رشته و یا صفحه باشد.» شاید ذکر این نکته که کامپوزیت را اغلب با اصطلاح : "Materials for performance" به معنی مصالح با کارآیی و عملکرد غایی (بینهایت عالی) معرفی می کنند و نیز این موضوع که بیش از 3000 مرکز فعال در زمینه ساخت و تولید مواد کامپوزیتی در ایالات متحده امریکا فعالیت دارند ، اهمیت این بحث را در ارتقای کیفی تولیدات ساختمانی و ایجاد اشتغال مدرن در این زمینه ها آشکار کند.

 

اصطلاحcomposite به مصالح و موادی اطلاق می گردد که حداقل از ترکیب دو مصالح مختلف و یا دو ماده متفاوت با شرایطی ویژه ساخته شده باشند خواه این دو ماده مصنوعی، خواه طبیعی ؛ خواه بصورت الیاف و رزین و یا هر حالت دیگری که باشند. این واژه در لغت به معنای «یکان مختلط، مخلوط، مرکب‌، چیز مرکب‌، هم‌ گذاره‌» آمده است همچنین عبارت «composite column» به معنی «ستون مرکب ، ستون فولادى با غلاف بتن آرمه» و عبارت «composite lightweight concrete» به معنی « بتن سبک مخلوط » درج گردیده است.

 

 

1) المانهای سازه ای کامپوزیتی:

 

 

 

از جمله این المانها ، سقف های باربر ، میلگرد های کامپوزیتی و تیر ها و دکلهای برق هستند.

 

 

 

مزایا:

 

1. حداقل تعمیرات : این پروفیل ها به دلیل مقاومت در برابر شرایط جوی و خوردگی ، پوسیدگی ، اکسیداسیون ، تاثیرات مخرب حشرات و قدرت تحمل انواع مختلفی از بارها بخصوص ضربه های ناگهانی، به حداقل ترمیم و تعمیرات نیاز دارند.

 

2. سهولت حمل و نصب : برخلاف فولاد ، بتن و سایر سازه های هم ردیف، این قطعات را به راحتی می توان در محل کارگاه و با وسایل دستی مورد برش ، سوراخکاری و نصب قرار داد .

 

 

3. مقاومت و استحکام بالا : این محصولات در مقایسه با فولاد ، آلومینیم و امثال آن، استحکام بالایی نسبت به وزنشان دارند.

 

4. کاهش وزن : معمولی ترین پروفیل ها ی مورد مصرف سازه ای دارای وزن مخصوصی حدود بیست و پنج درصد فولاد و سی وسه درصد آلومینیم هستند.

 

تیرهای برق ساخته شده ازکامپوزیت FRP حدود یک سوم تیرهای چوبی با عملکرد مشابه و یک دوم تیر های فولادی و یک دهم تیرهای بتنی وزن دارند.

 

 

5. مقاوم در برابر خوردگی : نمک ها ، اسید ها ، بازها ، مواد سفید کننده ، دود و بخارات خورنده ، بخار آب ، گازهای متصاعد از استخرهای آبگرم معدنی ، گازهای متصاعد از آشپزخانه ها ، گریس ، روغن و چربی ، انواع حلال های شیمیایی و الکترولیت ها و.. از مواد خورنده ای هستند که به شدت به فولاد ، بتن ، آلومینیوم و سایر مصالح سنتی حمله کرده و آنها را نابود می سازند ولی پروفیل های «چند سازه» در محیط های یاد شده مقاومت بسیار عالی و مناسبی را از خود نشان می دهند.

 

 

 

 

6. نارسانایی الکتریکی و غیر مغناطیسی بودن محصول نهایی : این خاصیت بیشتر هنگام مصرف به عنوان تیرهای برق و موارد مشابه اهمیت می یابد و در نتیجه آن ، علاوه بر حفظ ایمنی خطر برق گرفتگی ، امکان حدوث اتصال کوتاه کاهش یافته و تداخل امواج رادیویی به حداقل می رسد ضمنا در اینگونه تیرها افت توان خط نیز در می نیمم ترین نقطه واقع می شود.

 

7. زیبایی: سطوح مقطع پایین با بیشترین ممان اینرسی از مشخصات پروفیل های کامپوزیت است که به زیبایی آن در سازه های نمایان و همچنین اختفای آسان در معماری داخلی منجر می شود

[EN-EZEL 13,039]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

در کاربردهای مهندسی، اغلب به تلفیق خواص مواد نیاز است. به عنوان مثال در صنایع هوافضا، کاربردهای زیر آبی، حمل و نقل و امثال آنها، امکان استفاده از یک نوع ماده که همه خواص مورد نظر را فراهم نماید، وجود ندارد. به عنوان مثال در صنایع هوافضا به موادی نیاز است که ضمن داشتن استحکام بالا، سبک بوده و مقاومت سایشی خوبی داشته باشند.

از آنجا که نمی توان ماده ای یافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، باید به دنبال چاره ای دیگر بود. کلید این مشکل، استفاده از کامپوزیت هاست.

کامپوزیت ها موادی چند جزئی هستند که خواص آنها در مجموع از هرکدام از اجزاء بهتر است. ضمن آنکه اجزای مختلف، کارایی یکدیگر را بهبود می بخشند. در کامپوزیت های پلیمری حداقل دو جزء مشاهده می شود:

1 - فاز تقویت کننده که درون ماتریس پخش شده است.

2 - فاز ماتریس که فاز دیگر را در بر می گیرد و یک پلیمر گرماسخت یا گرمانرم می باشد که گاهی قبل از سخت شدن آن را رزین می نامند.

خواص کامپوزیت ها به عوامل مختلفی از قبیل نوع مواد تشکیل دهنده و ترکیب درصد آنها، شکل و آرایش تقویت کننده و اتصال دو جزء به یکدیگر بستگی دارد.

از نظر فنی، کامپوزیت های لیفی، مهم ترین نوع کامپوزیت ها می باشند که خود به دو دسته الیاف کوتاه و بلند تقسیم می شوند. الیاف می بایست استحکام کششی بسیار بالایی داشته، خواص لیف آن (در قطر کم) از خواص توده ماده بالاتر باشد. در واقع قسمت اعظم نیرو توسط الیاف تحمل می شود و ماتریس پلیمری در واقع ضمن حفاظت الیاف از صدمات فیزیکی و شیمیایی، کار انتقال نیرو به الیاف را انجام می دهد. ضمناَ ماتریس الیاف را به مانند یک چسب کنار هم نگه می دارد و البته گسترش ترک را محدود می کند. مدول کششی ماتریس پلیمری باید از الیاف پایین تر باشد و اتصال قوی بین الیاف و ماتریس به وجود بیاورد. خواص کامپوزیت بستگی زیادی به خواص الیاف و پلیمر و نیز جهت و طول الیاف و کیفیت اتصال رزین و الیاف دارد. اگر الیاف از یک حدی (طول بحرانی) کوتاه تر باشند، نمی توانند حداکثر نقش تقویت کنندگی خود را ایفا نمایند.

● الیافی که در صنعت کامپوزیت استفاده می شوند به دو دسته تقسیم می شوند:

الف)الیاف مصنوعی

ب)الیاف طبیعی

کارایی کامپوزیت های پلیمری مهندسی توسط خواص اجزاء آنها تعیین می شود. اغلب آنها دارای الیاف با مدول بالا هستند که در ماتریس های پلیمری قرار داده شده اند و فصل مشترک خوبی نیز بین این دو جزء وجود دارد.

ماتریس پلیمری دومین جزء عمده کامپوزیت های پلیمری است. این بخش عملکردهای بسیار مهمی در کامپوزیت دارد. اول اینکه به عنوان چسب الیاف تقویت کننده را نگه می دارد. دوم، ماتریس تحت بار اعمالی تغییر شکل می دهد و تنش را به الیاف محکم و سفت منتقل می کند.

سوم، رفتار پلاستیک ماتریس پلیمری، انرژی را جذب کرده، موجب کاهش تمرکز تنش می شود که در نتیجه، رفتار چقرمگی در شکست را بهبود می بخشد.

تقویت کننده ها معمولا شکننده هستند و رفتار پلاستیک ماتریس می تواند موجب تغییر مسیر ترک های موازی با الیاف شود و موجب جلوگیری از شکست الیاف واقع در یک صفحه شود.

بحث در مورد مصادیق ماتریس های پلیمری مورد استفاده درکامپوزیت ها به معنای بحث در مورد تمام پلاستیک های تجاری موجود می باشد. در تئوری تمام گرماسخت ها و گرمانرم ها می توانند به عنوان ماتریس پلیمری استفاده شوند. در عمل، گروه های مشخصی از پلیمرها به لحاظ فنی و اقتصادی دارای اهمیت هستند.

در میان پلیمرهای گرماسخت پلی استر غیر اشباع، وینیل استر، فنل فرمآلدهید(فنولیک) اپوکسی و رزین های پلی ایمید بیشترین کاربرد را دارند. در مورد گرمانرم ها، اگرچه گرمانرم های متعددی استفاده می شوند، PEEK، پلی پروپیلن و نایلون بیشترین زمینه و اهمیت را دارا هستند. همچنین به دلیل اهمیت زیست محیطی، دراین بخش به رزین های دارای منشا طبیعی و تجدیدپذیر نیز، پرداخته شده است.

از الیاف متداول در کامپوزیت ها می توان به شیشه، کربن و آرامید اشاره نمود. در میان رزین ها نیز، پلی استر، وینیل استر، اپوکسی و فنولیک از اهمیت بیشتری برخوردار هستند.

نمای میکروسکوپی از خواص دوگانه (استحکام و کشش) در فایبرگلاس

کاربرد کامپوزیت ها در صنعت خودرو:

کامپوزیت های الیاف طبیعی مورد استفاده در خودروسازی را می توان به دو دسته تقسیم بندی نمود:

1) نخست آنهایی که صرفاً در ساخت قطعات تزئینی به کار می روند و نیاز به مقاومت چندان بالایی ندارند.

2) دسته دیگر آنهایی که کاربرد نیمه باربر دارند و لازم است تا مقاومت مکانیکی نسبتاً بالایی از خود نشان دهند.

دسته اول بیشتر در ساخت قطعات داخل اتاق خودرو همچون رودری، طاقچه عقب و داشبورد کاربرد دارند. دسته دوم در ساخت پوشش سقف و صندوق عقب مورد استفاده قرار می گیرند و لازم است تا در برابر ضربه و بار اعمالی استحکام لازم را داشته باشند.

کامپوزیت های الیاف طبیعی مصرفی در قطعات خودروها علاوه بر داشتن حداقل خواص مکانیکی، از رفتار شکست بسیار خوبی برخوردار هستند. این کامپوزیت ها به صورت غیر ناگهانی و تدریجی می شکنند و همچنین در حین تصادفات، کمتر لبه های تیز و برنده که سرنشین خودرو را زخمی کند تولید می کنند. این کامپوزیت ها به طور خلاصه نسبت به مواد متداول از خواصی مناسب زیر برخوردارند:

1) سطح نهایی بسیار صاف و نرمی دارند.

2) ظاهر آنها بسیار بهتر از پلاستیک های ارزان قیمت است.

3) ازنظر حرارتی در برابر شعله بسیار مقاوم تر از پلاستیک ها هستند.

4) جاذب اصوات بیرونی هستند.

5) به مرور زمان تغییر شکل نمی دهند.

6) نسبت به تغییرات جوی همچون رطوبت مقاوم هستند.

7) هزینه پایینی دارند.

کاربرد کامپوزیت ها در صنعت ساختمان:

صنعت ساختمان یکی از بزرگ ترین بازارهای کامپوزیت های الیاف طبیعی به شمار می آید. استفاده از کامپوزیت های الیاف طبیعی به عنوان جانشین های مناسب چوب و آهن در ساخت و ساز به شدت در حال گسترش است. در ساخت پارتیشن ها، سقف های کاذب، حصارها نرده ها، کف ها و نمای دیوارها به خوبی می توان از این نوع کامپوزیت ها استفاده کرد. در کشورهای آسیایی ساخت کیوسک ها، خانه های پیش ساخته، خوابگاه ها، سایبان ها و پناهگاه ها به کمک این کامپوزیت ها مورد استقبال فراوان واقع شده است.

این کامپوزیت ها در مقایسه با فایبرگلاس و آهن بسیار ارزان تر بوده و بسیار سبک تر است. کامپوزیت های الیاف طبیعی مصرف شده در ساختمان را با انواع فرایندهای شکل دهی می توان به سهولت تولید نمود. این الیاف به راحتی می توانند به صورت پروفیل های پالتروژنی که در ساخت قاب ها به کار می روند شکل داده شوند.

همچنین پانل های تولیدشده به روش تزریق رزین می توانند به عنوان جانشین های مناسبی برای فیبرهای چوبی و صفحات MDF مطرح شوند. به کمک فرایند پرس گرم نیز می توان تخته های بسیار نازک با ضخامت های گوناگون را تهیه نمود که در ساخت روکش های تزئینی کاربرد دارد. سطوح این کامپوزیت ها نیز مشابه چوب بوده و به کمک یک لایه جلادهنده براقی ویژه ای پیدا می کنند. امروزه استفاده از کامپوزیت های الیاف طبیعی به عنوان روکش های تزئینی شکیل در بسیاری از کشورها دنبال می شود.

منبع:

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

تهیه شده در:

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[EN-EZEL 13,039]

آشنايي با کامپوزيتها

در کاربردهاي مهندسي، اغلب به تلفيق خواص مواد نياز است. به عنوان مثال در صنايع هوافضا، کاربردهاي زير آبي، حمل و نقل و امثال آنها، امکان استفاده از يک نوع ماده که همه خواص مورد نظر را فراهم نمايد، وجود ندارد. به عنوان مثال در صنايع هوافضا به موادي نياز است که ضمن داشتن استحکام بالا، سبک باشند، مقاومت سايشي و UV خوبي داشته باشند و ....

از آنجا که نمي توان ماده‌اي يافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، بايد به دنبال چاره‌اي ديگر بود. کليد اين مشکل، استفاده از کامپوزيتهاست. کامپوزيتها موادي چند جزئي هستند که خواص آنها در مجموع از هرکدام از اجزاء بهتر است. ضمن آنکه اجزاي مختلف، کارايي يکديگر را بهبود مي‌بخشند. کامپوزيتهاي طبيعي، فلزي و سراميکي نيز وجود دارند و در اينجا به کامپوزيتهاي پليمري اشاره می کنیم. در کامپوزيتهاي پليمري حداقل دو جزء مشاهده مي‌شود:

1- فاز تقويت کننده که درون ماتريس پخش شده است.

2- فاز ماتريس که فاز ديگر را در بر مي‌گيرد و يک پليمر گرماسخت يا گرمانرم مي‌باشد که گاهي قبل از سخت شدن آنرا رزين مي‌نامند.

خواص کامپوزيتها به عوامل مختلفي از قبيل نوع مواد تشکيل دهنده و ترکيب درصد آنها، شکل و آرايش تقويت کننده و اتصال دو جزء به يکديگر بستگي دارد. از نظر فني، کامپوزيتهاي ليفي، مهمترين نوع کامپوزيتها مي باشند که خود به دو دستة الياف کوتاه و بلند تقسيم مي‌شوند. الياف باید استحکام کششي بسيار بالايي داشته، خواص ليف آن (در قطر کم) از خواص توده ماده بالاتر باشد. در واقع قسمت اعظم نيرو توسط الياف تحمل مي‌شود و ماتريس پليمري در واقع ضمن حفاظت الياف از صدمات فيزيکي و شيميايي، کار انتقال نيرو به الياف را انجام مي‌دهد. در ضمن ماتريس الياف را به مانند يک چسب کنار هم نگه مي‌دارد و البته گسترش ترک را محدود مي‌کند. مدول ماتريس پليمري بايد از الياف پايينتر باشد و اتصال قوي بين الياف و ماتريس بوجود بياورد. خواص کامپوزيت بستگي زيادي به خواص الياف و پليمر و نيز جهت و طول الياف و کيفيت اتصال رزين و الياف دارد. اگر الياف از يک حدي که طول بحراني ناميده مي‌شود، کوتاهتر باشند، نمي‌توانند حداکثر نقش تقويت کنندگي خود را ايفا نمايند. اليافي که در صنعت کامپوزيت استفاده مي‌شوند به دو دسته تقسيم مي‌شوند:

الف)الياف مصنوعي ب)الياف طبيعي

کارايي کامپوزيتهاي پليمري مهندسي توسط خواص اجزاء آنها تعيين ميشود. اغلب آنها داراي الياف با مدول بالا هستند که در ماتريسهاي پليمري قرار داده شده اند و فصل مشترک خوبي نيز بين اين دو جزء وجود دارد. ماتريس پليمري دومين جزء عمده کامپوزيتهاي پليمري است. اين بخش عملکردهاي بسيار مهمي در کامپوزيت دارد. اول اينکه به عنوان يک چسب الياف تقويت کننده را نگه مي دارد. دوم، ماتريس تحت بار اعمالي تغيير شکل مي دهد و تنش را به الياف محکم و سفت منتقل مي کند. سوم، رفتار پلاستيک ماتريس پليمري، انرژي را جذب کرده، موجب کاهش تمرکز تنش ميشود که در نتيجه، رفتار چقرمگي در شکست را بهبود مي بخشد.

تقويت کننده ها معمولا شکننده هستند و رفتار پلاستيک ماتريس ميتواند موجب تغيير مسير ترکهاي موازي با الياف شود و موجب جلوگيري از شکست الياف واقع در يک صفحه شود. بحث در مورد مصاديق ماتريسهاي پليمري مورد استفاده درکامپوزيتها به معناي بحث در مورد تمام پلاستيکهاي تجاري موجود ميباشد. در تئوري تمام گرماسختها و گرمانرمها ميتوانند به عنوان ماتريس پليمري استفاده شوند. در عمل، گروههاي مشخصي از پليمرها به لحاظ فني و اقتصادي داراي اهميت هستند.

 

در ميان پليمرهاي گرماسخت پلي استر غير اشباع، وينيل استر، فنل فرمآلدهيد(فنوليک) اپوکسي و رزينهاي پلي ايميد بيشترين کاربرد را دارند. در مورد گرمانرمها، اگرچه گرمانرمهاي متعددي استفاده ميشوند، PEEK ، پلي پروپيلن و نايلون بيشترين زمينه و اهميت را دارا هستند. همچنين به دليل اهميت زيست محيطي، دراين بخش به رزينهاي داراي منشا طبيعي و تجديدپذير نيز، پرداخته شده است.

از الياف متداول در کامپوزيتها مي‌توان به شيشه، کربن و آراميد اشاره نمود. در ميان رزينها نيز، پلي استر، وينيل استر، اپوکسي و فنوليک از اهميت بيشتري برخوردار هستند.

آلومينيوم کامپوزيت

خصوصيات منحصر به فرد ورق هاي مرکب: سبکي وزن - مقاومت بالاي رنگ در برابر اشعه ماوراء بنفش( UV ) - تنوع در شکل پذيري - ابعاد بزرگ ومتنوع - سرعت اجرايي بالا - مصالح زير سازي سبک

• بدون نياز به شستشو - عايق صوت - مقاومت بالا در برابر تغيير دما - عايق رطوبتي - دوست محيط زيست - ضد حريق

مقاومت در مقابل تغييرات دما: با توجه به خصوصيات منحصر به فرد خود ميتواند در مقابل تغييرات دما از 50- تا 80+ بدون هيچگونه تغييردر کيفيت مقاومت نمايد.

عايق رطوبتي: فضاي ايجاد شده بين ورق هاي مرکب وديواره ساختمان باعث ايجاد عايق حرارتي وصوتي ورطوبتي مي شود وامکان جريان هوا رادرپشت پانل هاي مرکب بوجود مي آورد که اين امر باعث ميشود حرارت محيط به ساختمان نفوذ نکند.

در شکل زیر به ساختمان و لایه های کامپوزیتها دقت کنید.

دوست محيط زيست: کليه مواد خام تشکيل دهند برگشت پذير مي باشد و هيچگونه مواد زائد و مضر درطول توليد به وجود نمي آيد. باتوجه به اهميت طراحي مقاوم سازه هادر برابر زلزله درايران و ديدگاه متخصصين و مسئولين امر ساخت وساز در جهت کاهش وزن سازه ها اهميت استفاده از مصالح با تکنولوژي بالا و سبک وزن در ساختمان به طور واضح تري قابل مشاهده ‏مي باشد .سبک سازي ساختمان در مرمت و بازسازي ساختمانهاي موجود نقش مهمتري را ايفا مي نمايد ، چرا که به علت سن بالا و ديدگاه هاي قديمي طراحي داراي سازه‏هاي ضعيف تري هستند . به کارگيري ورق هاي ترکيبي وسبک وزن در ساختمانها منجر به داشتن نما و ساختمان سبک تري خواهد شد . که به ميزان قابل توجهي در کاهش نيروهاي ناشي از زمين لرزه موثر مي باشد.

ابعاد بزرگ و متنوع: از ويژگيهاي ديگر ورقهاي مرکب قابليت اجرا در مدول بنديهاي بزرگ مي باشد . که درمصالح ديگر نما سازي به علت بالا بودن وزن و مشکلات اجرائي اين قابليت وجود ندارد.

سرعت اجراي بالا: با امکانات اجرائي ورقهاي مرکب مدول بندي در ابعاد بزرگ و اجراي سريع زيرسازي آلومينيومي و نصب ورق روي آن و همچنين سهولت کار با ابزار آلات زمان اجرائي نما را به حداقل کاهش ميدهد.

سبک ولي مقاوم : بسيار سخت و مقاوم و ماندگار است، با توجه به اينکه 60درصد از آلومينيوم خام با همين قطر ، سبکتر است و در مقابل فشار و ضربه از مقاومت بسيار بالايي برخوردار است. با توجه به سختي و مقاومت بالاي خود امکان استفاده درمدولهاي بزرگ را براي طراحان فراهم مي سازد. از نظر کيفيت درسطح قابل قبول مي باشند به طوري در مقابل تابش مستقيم آفتاب و بارانهاي اسيدي بسيار مقاوم هستند. آلومينيوم واستراکچر پلي اتيلن دراين نوع محصول باعث مي شود، محصول در مقابل رطوبت شديد مقاومت کند و هيچ خللي در کيفيت آن بوجود نيايد.

خصوصيات بارز: مقرون به صرفه ، Economical Efficiencies - کاملاً مسطح ، Excellent Flatness - نسوز ، Non – Combustibility - زيبا و سبک ، Beautiful Outlook $ Lightweight - عايق صوت وحرارت ، Insulation - به موازات فناوري هاي جديد، علائق معماران ودرخواست مشتريان، دائما مصالح ساخت و ساز در حال توسعه مي باشند.

اين پانلها در زمره مصالح ساختماني نوين و يکي از جديدترين محصولات اختصاصي ارائه شده توسط بخش تحقيق و توسعه کارخانجات مهندسي دانگ شين مي باشد. اين پانلها بواسطه سطوح براق و استينلس استيلي خود فضاهاي خاص، منحصر به فرد، متنوع و داراي فناوريهاي روز در فضاي ديجيتالي شهري امروزه ايجاد مي نمايد.

موارد کاربرد: ساختمانهاي اداري، تجاري، صنعتي، آموزشي، بهداشتي، فرودگاه ها، ترمينال ها ، ايستگاه هاي مترو ، پوشش گنبدها وابنيه هاي خاص - به موازات فناوري هاي جديد، علائق معماران ودرخواست مشتريان، دائما مصالح ساخت وساز در حال توسعه مي باشند. اين پانلها در زمره مصالح ساختماني نوين و يکي از جديدترين محصولات اختصاصي ارائه شده توسط بخش تحقيق وتوسعه کارخانجات مهندسي دانگ شين مي باشد . اين پانلها بواسطه سطوح براق و استينلس استيلي خود فضاهاي خاص ، منحصر به فرد ، متنوع وداراي فناوريهاي روز در فضاي ديجيتالي شهري امروزه ايجاد مي نمايد - پانل آلومينيوم کامپوزيت محصولي است با فناوري روز که براي نماي داخلي وخارجي قابل استفاده مي باشد . اين پانل سبک در مراحل ساخت وکنترل هاي فني وکيفي از فناوري پيشرفته کشورهاي آمريکا ، انگلستان ، استراليا و کره جنوبي استفاده نموده است .

خصوصيات Features : وزن کم وسختي بالا Lightweight and Rigid - يک ورق سبک ودرعين حال سخت ومحکم که چگالي آن 2/1 تا 5/1 است و40% از وزن نماي ساختمان را در مقايسه با ورق هاي آلومينيومي ، باهمين استحکام کم مي نمايد.

همواربودن Flatness : سطح بسيار ممتاز وهموار اين ورقها از انکسار واعوجاج جلوگيري مي نمايد .

مقاومت در برابر ضربه Impact Resistance - براي جلوگيري از شکستن وترک خوردن ورقها ، ساختاري مرکب از لايه هاي آلومينيوم و رزيني با قابليت بالا در لايه مياني استفاده شده است . بدين سبب اين ورقها مقاومت بالايي درمقابل ضربه از خود نشان مي دهند.

کارآئي Workability : برش ، خم کاري ، شيار زدن ، انحنا دادن را براحتي ميتوان بوسيله ماشين آلات نجاري وآهنگري انجام داد.

قابليت عدم فرسايش در مقابل هوا : پرداخت سطح ورقها باعث بالا رفتن مقاومت آنها در برابر خورندگي وشرايط جوي شده است.

پرداخت سطح نهائي فلوروکربن : رنگ رويه نهائي پولي استر نيز در دسترس مي باشد. ساخت پانل ها از ماشين آلات فلز کاري ونجاري ميتوان استفاده نمود.

برش Cutting : جهت برش ميتوان از دستگاه گيوتين ، اره روميزي و اره منبت کاري ، استفاده نمود.

مقاومت عالي رنگ ومقاومت در برابر بارانهاي اسيدي: رنگ مورد مصرف ورق هاي آلومينيوم کامپوزيت ماده اي به نام PVDF مي باشد که نوعي Fluorocarbon با ضخامت بين 25 الي 35 ميکرون مي باشد که جزو جديدترين انواع رنگ مورد مصرف درجهان مي باشد. PVDF نوعي رزين ميباشد لذا درهنگام خمکاري وفرم دهي هيچگونه شکست وترکي روي رنگ ايجاد نشده وکليه عمليات رنگ کاري درکارخانه سازنده ورق انجام مي گردد. ديگر اينکه اين نوع رنگ درمقابل بارانهاي اسيدي بسيار مقاوم بوده و نيز در مقابل اشعه UV آفتاب داراي مقاومت بسيار بالايينسبت به رنگهاي رايج ديگر ميباشد.

 

براي رنگ تستهاي مختلفي انجام گرفته که جداول آنها همگي موجود مي باشد. ديگر مصالح به هيچوجه داراي اينگونه خواص نمي باشند. بطور مثال سنگ گرانيت دراثر اشعه UV وبارانهاي اسيدي جلا وصيقلي بودن خود را حداکثر ظرف يک سال از دست مي دهد وسيمان به سرعت کثيف و چرک مي گردد وشيشه به سرعت کثيف شده وحتي به مرور زمان رسوب آب باران بر روي شيشه باقي مي ماند.

جدول مقايسه وزني

 

نوع مصالح

 

وزن (کيلوگرم بر متر مربع)

 

وزن مصالح زيرسازي (کيلوگرم بر متر مربع)

 

جمع (کيلوگرم بر متر مربع)

 

سنگ گرانيتcm 3

 

حدود 81

 

حدود 14(با ملات)

 

95

 

سيمان با ضخامتcm4

 

حدود 78

 

-

 

78

 

شيشهmm 6

 

حدود 26

 

حدود 12(با پروفيل آلومينيوم)

 

38

 

ورق آلومينيومي

 

حدود 15

 

حدود 10

 

35

کامپوزيت‌ها يا چندسازه‌هاي مصنوعي

 

از اولين کامپوزيت‌ها يا همان چندسازه‌هاي ساخت بشر مي‌توان به کاه گل اشاره کرد. قايق‌هايي که سرخ‌پوست‌ها با قير و بامبو مي‌ساختند و تنورهايي که از گل ، پودر شيشه و پشم بز ساخته مي‌شدند و در نواحي مختلف کشورمان يافت شده است، از کامپوزيت‌هاي نخستين هستند. بسياري از نيازهاي صنعتي صنايعي مانند صنايع فضايي ، راکتورسازي ، الکترونيکي و غيره نمي‌تواند با استفاده از مواد معمولي شناخته شده ، برآورده شود. اما قسمتي از آن نيازها ، مي‌تواند با استفاده از چندسازه‌ها يا کامپوزيت‌ها برآورده گردد. چندسازه‌ها به موادي گفته مي‌شود که از مخلوطي از دو يا چند عنصر ساخته شده باشند.

 

در حاليکه در چندسازه‌ها ، نه فقط خواص هر يک از اجزاء آن برجا باقي مي‌ماند، بلکه در نتيجه پيوستن آنها با يکديگر ، خواص جديدتر و بهتر هم بدست مي‌آيد. مواد مختلط هميشه ناهمگن مي‌باشد. بررسيها و تحقيقات براي دست يافتن به مواد جديدتر با خواص مکانيکي بهتر ، همواره انجام مي‌گرفته و هنوز هم همگام با پيشرفت صنايع دنبال مي‌گردد. در اين بررسيها ، اغلب اين هدف دنبال مي‌شود که به موادي با نسبت مناسب از استحکام کششي به چگالي ، استحکام حرارتي بالا و خواص ويژه سطح خارجي دست يابند.

 

انواع چندسازه‌ها

 

انواع چندسازه‌ها را مي‌توان به گروههاي زير طبقه‌بندي نمود.

کامپوزيت‌هاي پايه پليمري: اين مواد اهميت صنعتي فراواني دارد و هنوز هم تحقيقات در اين زمينه ادامه دارد. مواد مصنوعي تقويت شده با الياف شيشه (فايبرگلاس‌ها) يکي از اين مواد مي‌باشد که تاکنون کاربرد صنعتي وسيعي پيدا کرده است.

 

کامپوزيت‌هاي پايه فلزي.

 

کامپوزيت‌هاي پايه سراميکي: کامپوزيت‌هاي پايه پليمري بيش از 90% کاربرد کامپوزيت‌ها را به خود اختصاص داده‌اند و از بقيه مهمتر هستند.

 

ساختمان فايبر گلاس‌ها

 

ساختمان و اندازه‌ اين الياف شيشه‌ها بسيار متغير است. کوچکترين آنها بوسيله چشم غير مسلح ديده نمي‌شود و بسيار ريز هستند. اندازه‌هاي کمي بزرگتر از آن ذراتي هستند که در کارخانجات ساخت فرآورده‌هاي الياف شيشه‌ها به کمک هوا نقل و انتقال يافته و سبب شوزش پوست و بيني و گلو مي‌شود. الياف شيشه متداولترين الياف مصرفي کامپوزيت‌ها در دنيا و ايران است که متاسفانه در ايران ساخته نمي‌شود. انواع الياف شيشه عبارتند از انواع E ، C ، S و کوارتز. ترکيب الياف شيشه نوع E يا الکتريکي ، از جنس آلومينوبور و سيليکات کلسيم بوده و داراي مقاومت ويژه الکتريکي بالايي است.

 

الیاف شیشه نوع S ، تقريباْْ 40 درصد استحکام بيشتري نسبت به الياف شيشه نوع E دارند. الياف شيشه نوع C يا الياف شيشه شيميايي ، داراي ترکيب بور و سيليکات کربنات دو سود بوده و نسبت به دو مورد قبل پايداري شيميايي بيشتري بخصوص در محيط‌هاي اسيدي دارد. الياف شيشه کوارتز ، بيشتر در مواردي که خاصيت دي‌الکتريک پايين نياز باشد، مانند پوشش آنتن‌ها و يا رادارهاي هواپيما استفاده مي‌شوند.

سبکي ، سهولت شکل‌دهي ، مقاومت در برابر خوردگي و قابليت آب‌بندي ، از ويژگيهاي کامپوزيت‌هايي است که در صنعت ساختمان بکار مي‌رود. فايبرگلاس يا الياف شيشه که پرکاربردترين کامپوزيت‌ها هستند، فيبرها يا الياف ساخت بشر است که در آن ، ماده‌ تشکيل دهنده‌ فيبر ، شيشه است. الياف شيشه‌ها ، موارد استفاده‌هاي فراواني از جمله در ساخت بدنه‌ خودروها و قايقهاي تندرو و مسابقه‌اي ، کلاه ايمني موتورسواران ، عايقکاري ساختمانها و کوره‌ها و يخچالها و … دارند.

 

کاربردهاي کامپوزيت‌ها

 

سابقه استفاده از کامپوزيت‌هاي پيشرفته به دهه‌ 1940 باز مي‌گردد. در آن زمان ارتشهاي آمريکا و شوروي سابق در رقابتي تنگاتنگ با يکديگر ، موفق به ساخت کامپوزيت پايه پليمري الياف بور - رزين اپوکسي براي استفاده در صنعت هوا فضا شدند. 20 تا 30 سال پس از آن ، کامپوزيت‌هاي پايه پليمري بطور گسترده‌اي به سوي صنايع شهري از جمله ساختمان و حمل و نقل روي آوردند. بطور مثال امروزه خودروهايي ساخته مي‌شود که تماماْْ کامپوزيتي هستند. استفاده از کامپوزيت‌ها در اين کاربرد به علت ويژگيهايي چون وزن کمتر ، در نتيجه سوخت کمتر و عمر طولاني‌تر آنهاست.

با توجه به پايداري بسيار زياد کامپوزيت‌هاي پايه پليمري و مقاومت بسيار خوب آنها در محيط‌هاي خورنده، اين کامپوزيت‌ها، کاربردهاي وسيعي در صنايع دريايي پيدا کرده‌اند که از آن جمله مي‌توان به ساخت بدنه قايقها و کشتيها و تاسيسات فراساحلي اشاره داشت. استفاده از کامپوزيت‌ها در اين صنعت، حدود 60% صرفه‌جويي اقتصادي داشته است که علت اصلي آن مربوط به پايداري اين مواد است. صنعت ساختمان پرمصرف‌ترين صنعت براي مواد کامپوزيتي است. استخرهاي شنا ، وان حمام ، سينک ظرفشويي و دست‌شويي ، کف‌پوش ، نماپوش ، سقف‌پوش ، برج‌هاي خنک‌کننده و … همگي کامپوزيت‌هاي پايه پليمري هستند. خواص کامپوزيت هاي FRP به عنوان يک جايگزين خوب آرماتور هاي فولادي در بتن

 

بر طبق گزارش اداره فدرال بزرگراه هاي آمريکا هنگام بررسي پلها از نظر سازه اي به دليل پوشش کم بتن ، طراحي ضيعف ، عدم مهارت کافي هنگام اجرا و ساير عوامل همانند شرايط آب و هوايي سبب ايجاد ترک در بتن و خوردگي آرماتور هاي فولادي شده است.

 

پس از سالها مطالعه بر روي خوردگي ، FRP به عنوان يک جايگزين خوب آرماتور هاي فولادي در بتن پيشنهاد شده اند. سه نوع ميلگرد ( AFRP) , ( CFRP ) , ( GFRP ) از انواع تجاري آن هستند که در صنعت ساختمان کاربرد دارند.

 

از اين مواد به جاي آرماتور هاي فولادي يا کابلهاي پيش تنيده در سازه هاي بتني پيش تنيده و يا غير پيش تنيده استفاده مي شود. مواد FRP موادي غير فلزي و مقاوم در برابر خوردگي است که در کنار خواص مهم ديگري همانند مقاومت کششي زياد آنها را براي استفاده بعنوان آرماتور مناسب مي کند.

از آنجايي که FRP ها مصالحي ناهمسانگرد هستند نوع و مقدار فيبرورزين مورد استفاده ، سازگاري فيبر و کنترل کيفيت لازم هنگام ساخت آن نقش اصلي را در بهبود خواص مکانيکي آن دارد.

 

به طور کلي مزاياي آن به صورت زير دسته بندي مي شود: 1-مقاومت کششي بيشتر از فولاد 2- يک چهارم وزن آرماتور فولادي 3- عدم تاثير در ميدانهاي مغناطيسي و فرکانس هاي راديويي ، براي مثال تاثير روط دستگاه هاي بيمارستاني 4- عدم هدايت الکتريکي و حرارتي.

لذا به دليل مزاياي بالا به عنوان يک جايگزين مناسب براي آرماتورهاي فولادي در سازه هاي دريايي ، سازه پارکيمگ ها ، عرشه هاي پل ها، ساخت بزرگراه هايي که بطور زيادي تحت تاثير عوامل محيطي هستند و در نهايت سازه هايي که در برابر خوردگي و ميدانهاي مغناطيسي حساسيت زيادي دارند پيشنهاد مي کند.

 

دليل عمده استفادة از ميلگردهاي FRP در داخل بتن، جلوگيري از پديده خوردگي و افزايش ميرايي ارتعاشات ايجاد شده در سازه در برابر ارتعاش مي­باشد. هر چند که استفاده از ميل­گردهاي FRP به جاي نمونه­هاي فلزي سبب کاهش وزن بنا نيز خواهد شد، اما در استفاده از اين ميل­گردها، مساله کاهش وزن اهميت ناچيزي نسبت به دو مورد بيان­شده دارد. دليل بالا بودن ضريب ميرايي کامپوزيت­ها، خواص غيرکشسان آنهاست که انرژي جذب شده را ميرا مي­کنند. در حالي که مواد فلزي حالت کشسان داشته و انرژي جذب شده را ميرا نمي­نمايند. بنابراين مواد کامپوزيتي در برابر ارتعاشات زلزله عملکرد بهتري خواهند داشت و بهترين گزينه جهت مقاومت سازه در برابر لرزه­ها خواهند بود.

بکارگيري ميل­گردهاي FRP به جاي فلزي، به­طور قابل ملاحظه­اي از زيان­هاي ناشي از بروز خوردگي جلوگيري مي­کند. ظهور تخريب ناشي از پديدة خوردگي در بتن مسلح­شده با ميل­گرد فلزي بدين گونه است که نخست ميله­­هاي فلزي داخل بتن دچار زنگ­زدگي شده و اکسيد مي­شوند. سپس اين اکسيد­ها به سمت سطح بيروني بتن شروع به مهاجرت کرده و با انتشار در داخل بتن باعث از بين رفتن آن مي­شوند. بدين ترتيب با خورده­شدن دو جزء فلزي و بتني سازه، زمينة تخريب کامل سازة بتني فراهم مي­گردد. روش­هاي سنتي گذشته مانند چسباندن صفحات فلزي بر روي سازه يا اضافه کردن ضخامت بتن جهت مقابله با پديدة خوردگي ضمن آنکه مشکل خوردگي فلز را مرتفع نخواهد نمود، سبب افزايش وزن سازه و آسيب­پذيرترشدن آن در برابر زلزله نيز خواهد شد. جهت جلوگيري از اين امر مي­توان با تقويت سطح خارجي سازة بتني توسط مواد مرکب و استفاده از ميل­گردهاي FRP در داخل بتن، هم مشکل خوردگي فلز داخل سازه را حل نمود و هم جلوي مختل شدن کارايي سازه در صورت خورده شدن بتن را گرفت که اين بهترين روش مقابله با پديدة خوردگي در يک سازة بتني مي­باشد.

کشور ما نياز بسيار گسترده­اي به استفاده از کامپوزيت­ها در قالب آرماتورهاي کامپوزيتي دارد. هم­اکنون بسياري از سازه­هاي بنا شده در محيط­هاي خورندة مناطق مختلف کشور همچون پل­هاي درياچة اروميه و يا ساختمان­هاي جنوب کشور دچار معضل خوردگي هستند که استفاده از کامپوزيت­ها مي­تواند پاسخگوي مشکل اين قبيل سازه­ها باشد.

در کشور ما به دليل کمی شناخت اين تکنولوژي، تقريباً حرکت قابل توجهي به سمت بهره­گيري و انتقال آن صورت نپذيرفته است. در گوشه­ و کنار تلاش­هايي از سوي بعضي از کارخانجات و صنايع علاقه­مند جهت ساخت دستگاه پالتروژن انجام گرفته است، اما هنوز تا رسيدن به يک محصول قابل قبول از نظر خواص مناسب و ساختار مکانيکي همگن فاصلة زيادي وجود دارد. اين دستگاه ساختار بسيار پيچيده­اي ندارد و مي­توان در صورت نياز از طريق ارتباط با کشورهاي خارجي اقدام به انتقال تکنولوژي آن به کشور نمود. نوع غربي آن حدود 350 تا 400 هزار دلار قيمت دارد و نوع روسي و چيني آن با قيمت ارزان­تر، تقريباً با نصف اين هزينه قابل تهيه مي­باشند. عدم توجه به اين تکنولوژي مي­تواند موجب عقب­افتادگي صنايع کشور در بهره­گيري از عرصة گستردة کامپوزيت­ها گردد.

تکنيک مقاوم سازي ستون هاي مسلح بتني با استفاده از کامپوزيت هاي FRP به طور گسترده اي به جاي پوشش نمودن به وسيله فولاد مورد کاربرد قرار گرفته است.در مقايسه با استفاده از تنگ ها و مارپيچ فولادي. تکنيک محصور سازي با استفاده از FRP قابليت اين را دارد که محصور شدگي را به صورت پيوسته براي تمام مقطع عرضي ستون تامين کنند.همچنين اين موارد داراي خواص ذاتي مطلوبي (نسبت زياد مقاومت به وزن و مقاومت بالا در برابر خوردگي و خنثي بودن الکترو مغناطيسي)هستند.به گونه اي که مي توان در مقاوم سازي يا بازسازي اعضاي بتني به طور موفقيت اميزي از آنها بهره گرفت. رفتار FRP را نمي توان مانند پوشش فولاد (خاموت)در نظر گرفت. زيرا يک ماده الاستوپلاستيک است در حالي که الياف FRP کاملا الاستيک مي باشد.

FRP نوعي ماده کامپوزيت متشکل از دو بخش فيبر يا الياف تقويتي است که به وسيله يک ماتريس رزين از جنس پليمر احاطه شده است. که به دو شکل ورق هاي FRP و ميلگردهاي FRP وجود دارد.

نقش اصلي ماتريس عبارت است از : 1- انتقال برش از فيبر تقويتي به ماده مجاور 2- محافظت از فيبر در شرايط محيطي 3- جلوگيري از خسارات مکانيکي وارد بر الياف 4- کنترل کمانش موضعي الياف تحت فشار

به طور کليFRP ها بر اساس فيبر تشکيل دهنده ي آنها به چند دسته زير تقسيم مي شوند: 1- CFRP با اليافي از جنس کربن 2-GFRP با اليافي از جنس شيشه 3- AFRP با اليافي از جنس آراميد

مزاياي استفاده از FRP : 1- وزن کم (چگالي آن در حدود 20% فولاد است .) 2- مقاومت در برابر خورندگي 3- نفوذناپذيري مغناطيسي 4- امکان تقويت به صورت خارجي 5- حمل و نقل آسان وسرعت اجراي بالابه دليل وزن کم

 

مزاياي استفاده از پروفيل هاي کامپوزيتي FRP در صنعت ساختمان

با توجه به کاربرد روز افزون اشکال مختلف FRP در تقويت سازه هاي بتن آرمه , حتي کاربرد آنها در تقويت سازه هاي فولادي لزوم آشنايي با برخي از مفاهيم پايه در اين مقوله ضروري به نظر مي رسد.

با آشنايي با مفهوم FRP , لزوم آشنايي با برخي ازمفاهيم چون کامپوزيت ,پليمر , رزين يا ماتريس , طبقه بندي FRP براساس فيبر يا الياف تشکيل دهنده يا انواع رزينهاي پليمري تشکيل دهنده آن, مقايسه بين آنها , روشهاي توليد, عوامل مؤثر در خواص مکانيکي لزوم دارد.

اين کلمه اختصاري از کلمات Fiber Reinforced Polymer or Plastic مي با شد به عبارت ديگر به يک ماده مرکب و کامپوزيتي اطلاق مي شود که از فيبريا الياف تقويتي و ماتريس ( ماده در برگيرنده ) يا رزين از جنس پليمر مطابق شکل 1 تشکيل شده است. بزرگترين سهم بازار مصرف مواد مرکب (کامپوزيت) در دنيا در اختيار صنعت ساختمان است. در اين ميان پروفيلهاي کامپوزيتي به ميزان وسيعي در ساختمان سازي بويژه احداث بناهاي ساحلي و يا سازه‌هاي مستقر شده در شرايط اقليمي خورنده کاربرد يافته اند.

دليل عمده استفاده از پروفيل هاي FRP در داخل بتن، جلوگيري از پديده خوردگي و افزايش عمر سازه در برابر ارتعاش مي باشد. هرچند که استفاده از پروفيل هاي FRP به جاي نمونه هاي فلزي سبب کاهش وزن بنا نيز خواهد شد، اما در استفاده از اين پروفيلها، مساله کاهش وزن اهميت ناچيزي نسبت به دو مورد بيان شده دارد. دليل بالا بودن عمر کامپوزيت ها، خواص غير کشسان آنهاست. در حالي که مواد فلزي حالت کشسان داشته و انرژي جذب شده را ميرا مي نمايند. بنابراين مواد کامپوزيتي در برابر ارتعاشات زلزله عملکرد بهتري خواهند داشت و بهترين گزينه جهت مقاومت سازه در برابر لرزه خواهند بود.

بکارگيري پروفيل هاي FRP به جاي فلزي، بطور قابل ملاحظه اي از زيانهاي ناشي از بروز خوردگي جلوگيري مي کند. ظهور تخريب ناشي از پديده خوردگي در بتن مسلح شده با پروفيل فلزي بدين گونه است که نخست ميله هاي فلزي داخل بتن دچار زنگ زدگي شده و اکسيد مي شوند. سپس اين اکسيدها به سمت سطح بيروني بتن شروع به مهاجرت کرده و با انتشار در داخل بتن باعث از بين رفتن آن مي شوند. بدين ترتيب با خورده شدن دو جزء فلزي و بتن سازه، زمينه تخريب کامل سازه بتني فراهم مي گردد. روشهاي سنتي گذشته مانند چسباندن صفحات فلزي بر روي سازه يا اضافه کردن ضخامت بتن جهت مقابله با پديده خوردگي ضمن آنکه مشکل خوردگي فلز را مرتفع نخواهد نمود، سبب افزايش وزن سازه و آسيب پذيرتر شدن آن در برابر زلزله نيز خواهد شد. جهت جلوگيري از اين امر مي توان با تقويت سطح خارجي سازه بتني توسط مواد مرکب و استفاده از پروفيل هاي FRP در داخل بتن، هم مشکل خوردگي فلز داخل سازه را حل نمود و هم جلوي مختل شدن کارايي سازه در صورت خورده شدن بتن را گرفت که اين بهترين روش مقابله با پديده خوردگي در يک سازه بتني مي باشد.

کشور ما نياز بسيار گسترده اي به استفاده از کامپوزيت ها در قالب پروفيلهاي کامپوزيتي دارد. هم اکنون بسياري از سازه هاي بنا شده در محيط هاي خورنده مناطق مختلف کشور همچون پل هاي درياچه اروميه و يا ساختمان هاي جنوب کشور دچار معضل خوردگي هستند که استفاده از کامپوزيت ها مي تواند پاسخگوي مشکل اين قبيل سازه ها باشد.

[EN-EZEL 13,039]

الاستومرهاي پلي يورتاني، خانواده‌اي از كوپليمرهاي توده‌اي بخش شده است كه كاربردهاي مهمي در زمينه‌هاي گوناگون صنعتي و پزشكي پيدا كرده است. اولين پلي يورتان، از واكنش دي‌ايزوسيانات آليفاتيك با دي‌آمين به‌دست آمد. اتو باير و همكارانش اولين بار اين پلي‌يورتان را معرفي نمودندکه به شدت آبدوست بود و بنابراين به عنوان پلاستيك يا فيبر نمي‌توانست مورد استفاده قرار گيرد. واكنش بين دي‌ايزوسيانات‌هاي آليفاتيك و گليكول‌ها منجر به توليد پلي يورتاني با خصوصيات پلاستيكي و فيبري گرديد. به دنبال آن، با استفاده از دي‌ايزوسيانات آروماتيك و گليكول‌هاي با وزن مولكولي بسيار بالا، پلي‌ يورتاني به‌دست آمد كه خانواده مهمي از الاستومرهاي ترموپلاستيك به شمار مي‌رود.

خواص يورتانها از مواد ترموست بسيار سخت تا الاستومرهاي نرم تغيير مي‌كند. از پلي يورتانهاي ترموپلاستيك، در ساخت وسايل قابل كاشت بسيار مهمي استفاده مي‌شود، چرا كه داراي خواص مكانيكي خوب نظير استحكام كششي، چقرمگي، مقاومت به سايش و مقاومت به تخريب شدن، به علاوه زيست سازگاري خوب مي‌باشند كه آنها را در گروه مواد مناسب جهت كاربردهاي پزشكي قرار مي‌دهد.

كاربردهاي پلي يورتان‌ها

با استفاده از پلي اترها به عنوان پلي‌ال، در سنتز پلي يورتان مي‌توان كاشتني‌هاي طولاني مدت تهيه نمود، كه در قلب مصنوعي، کليه مصنوعي، ريه مصنوعي، هموپرفيوژن، لوزالمعده مصنوعي، *****هاي خوني، کاتترها، عروق مصنوعي، باي‌پس سرخرگ‌ها يا سياهرگ‌‌ها، کاشتني‌هاي دندان و لثه، بيماريهاي ادراري، ترميم زخم، رساندن يا خارج كردن مايعات، نمايش فشار عروق، آنژيوپلاستي، مسدود کردن عروق، جراحي عروق آئورت و كرونري، دريچه‌هاي قلب ‌سه‌لتي و دولتي كاربرد دارند.

در صورتي كه از پلي اترها به عنوان پلي‌ال، در سنتز پلي يورتان استفاده شود، پلي يورتان‌هاي زيست تخريب پذير مدت تهيه مي‌شود كه به طور مثال در کانال هدايت بازسازي عصب، ساختارهاي قلبي –عروقي، بازسازي غضروف مفصل ومنيسک زانو، براي تعويض وجايگزيني استخوان اسفنجي، در سيستم‌هاي رهايش کنترول شده دارو و براي ترميم پوست كاربرد دارد. شكل (1) برخي از وسايل و ايمپلنت‌هاي پلي‌يورتاني مورد استفاده در پزشكي را نشان مي‌دهد.

 

تاثير ساختار شيميايي و مورفولوژي سطح روي خون سازگاري پلي يورتان

در اواخر سال 1980 تعدادي از دانشمندان، شيمي، ساختار و مورفولوژي سطح پلي‌يورتان‌ها را مورد بررسي قرار دادند و به تدريج روش‌هاي جديد پوشش دهي سطح به‌همراه پيوندهاي مواد ديگر به سطح پلي‌يورتان‌ها، با هدف بهبود خونسازگاري ابداع شد. در سالهاي اخير، ترکيب شيميايي پلي‌يورتان‌ها جهت بهبود خونسازگاري با تغييرات بسيار زيادي همراه شده است. از جمله اين موارد سنتز پلي‌يورتان يا پلي‌يورتان ِيورا با قسمت‌هاي نرم آبدوست است.

«Cooper»، نيز در مورد ارتباط بين شيمي پلي‌ال‌ها و خون‌سازگاري پلي‌يورتانها، تحقيقاتي را برروي نمونه‌هاي مختلف پلي‌يورتانها با پلي‌ال‌هاي متفاوت نظير PEO، PTMO، PBD (پلي‌بوتادين) و PDMS انجام داد. اين پلي‌يورتان‌ها به روش پليمريزاسيون دو مرحله‌اي تهيه شدند و بر روي لوله‌‌هاي پلي‌اتيلني پوشش‌دهي شده و سپس درون بدن سگ قرار گرفتند تا پاسخ لخته‌زايي آنها مشخص گردد. پلي‌يورتان با پلي‌ال PDMS کمترين لخته‌زايي را نسبت به نمونه‌هاي ديگر نشان داد. طبيعت آبگريز PDMS باعث بهبود آبگريزي سطح پلي‌يورتان پايه PDMS و در نتيجه توجيهي براي بهبود خون‌سازگاري آن نسبت به ساير موارد مي‌شود و ميزان چسبندگي اوليه پلاکت‌ها با افزايش آبدوستي پلي‌ال‌ها افزايش مي‌يابد. بنابراين بايد گفت که خون‌سازگاري پلي‌يورتان‌ها بستگي زيادي به ترکيبات سازنده آن و عوامل مختلف نظير جداسازي ميکروفازها، ناهمگني سطح و آبدوستي سطح خواهد داشت.

استفاده از سولفونات يا پوشش‌هايي نظير هپارين در تغيير پاسخ خون به اين مواد نقش بسيار عمده‌اي را ايفا مي‌کنند. محققي به نام Santerre [55]، پلي‌يورتان‌هايي را بر پايه سولفونات سنتز نمود که داراي گروه‌هاي مختلف سولفور(3.1 % - 1.4%) بود. در نمونه‌هاي با گروه‌هاي سولفونات بيشتر زمان لخته‌زايي افزايش يافت.

 

روشهاي بهبود خواص سطحي پلي‌يورتانها

با توجه به اينکه خونسازگاري يک بيومتريال بستگي مستقيم به شيمي سطح آن دارد، تغيير در وضعيت سطحي کمک بسيار زيادي در حل مشکلات خون‌سازگاري خواهد نمود. از جمله موادي که در اين مورد نتايج و رضايت بخشي را در بهبود خونسازگاري نشان داده‌اند، ‌مي‌توان به سولفونات پلي‌اتر يورتان، پيوند سطح اکريل آميد و دي اکريل آميد با پلي‌اتر يورتان، اتصال فسفوريل کولين به سطح پلي‌اتر يورتان با استفاده از پرتو UV و پيوند پروپيل سولفات – پروپيلن اکسايد (PEO-SO3)، اشاره نمود.

در سالهاي اخير محققان زيادي براي افزايش بهبود خونسازگاري بيومتريال‌ها از پيوند هپارين به سطح آنها استفاده نموده‌اند كه نتايج رضايت‌بخشي نيز به همراه داشته است. يکي از مهمترين مشکلات در اين راه، پيوند يوني هپارين (surfaces bearing ionically bound heparin ) به سطح پلي‌يورتان است. هپارين مي‌تواند بصورت کووالاني با گروههاي آمين يا هيدروکسيل آزاد ايزوسيانات پيوند برقرار سازد. در بين تمام روشهايي که باعث تثبيت هپارين ‌مي‌شود، موثرترين روش استفاده از تابش اکسيژن پلاسماي يونيزه شده است که باعث پيوند با پليمر ‌مي‌شود.

نتايج خونسازگاري حاصل از هپارينيزه شدن پلي‌يورتان‌، نشانگر فعاليت کمتر پلاکتها و پروتئين‌هاي پلاسما است که منجر به کاهش تشکيل لخته خون مي‌شود. همچنين چسبندگي سلولهاي تک هسته‌اي و ترشح فاکتور نکروز تومور در تماس با پلي‌يورتان هپارينيزه شده کمتر گزارش شده است. از ديگر راههايي که ‌مي‌توان بدون استفاده از پوشش‌هاي هپاريني به يک پلي‌يورتان خون سازگار دست يافت، پوشش دهي يا تثبيت شيميايي داروهاي ضد لخته زا يا مولکولهايي نظير مشتقات Urookinase ، Prostacyclin، ADPase، Dipyridamol، Glucose و اتمهاي نقره گزارش شده است.

پلي‌يورتان‌هاي داراي گروه‌هاي سولفونات، لخته زايي بسيار کمي نسبت به پلي‌يورتان‌هاي معمولي داشت. پلي‌يورتان‌هاي سولفونات شده ترومبين (آنزيم مؤثر براي ايجاد لخته) را مصرف کرده و بر پليمريزه شدن فيبرينوژن تأثير مستقيم مي‌گذارد.

ايجاد پيوند کووانسي پپتيد Arg-Gly-Asp (RGD)، با ستون اصلي پليمر نيز يکي ديگر از روش‌هاي بهبود خواص خون‌سازگاري پلي‌يورتان‌ها است كه در نتيجه چسبندگي سلول‌هاي اندوتليال به سطح پليمر افزايش مي‌يابد.

 

تخريب پلي يورتان‌ها

همه پليمرها امكان تخريب دارد و پلي يورتان‌ها نيز از اين قاعده مستثني نيست جهت جلوگيري از تخريب پلي يورتان‌ها روش‌‌هاي مختلفي وجود دارد. كه شامل هيدروليز، فتوليز، سلوليز، توموليز، پيروليز (تجزيه در اثر حرارت) وتخريب بيولوژيك، ترك بر اثر استرس محيطي، اكسيد شدن و تخريب بوسيله ميكروب و قارچها مي‌شود.

در حالت بيولوژيك تنش محيطي باعث ايجاد ترك مي‌شود كه در نهايت شكست ممكن است به‌وجود آيد و باعث ايجاد تخريب سطحي ويژه در پليمر شود. آنزيم‌ها نيز مي‌توانند باعث تخريب پلي يورتان‌ها شود. تخريب ميكروبي، يك واكنش تجزيه شيميايي است كه به‌وسيله حمله ميكرو ارگانيسم‌ها صورت مي‌گيرد. آنزيم‌ها و قارچ‌ها نيز ممكن است پلي يورتان‌ها را تخريب كند.

پيوندهاي مستعد براي تخريب هيدروليتيك در پلي يورتان‌ها، پيوندهاي استري و يورتاني است. استرها به اسيد و الكل تجزيه مي‌شود و پيوندهاي يورتاني در نتيجه تخريب شدن به كرباميك اسيد و الكل هيدروليز مي‌شود.

تركيبات مسئول تخريب پليمرها در بدن شامل آب، نمك، پراكسيدها و آنزيمها است. به‌طور كلي مولكولهايي مانند ويتامين‌ها و راديكالهاي آزاد باعث تسريع كردن تخريب مي‌شود. اگر پلي يورتان هيدروفوب باشد تخريب معمولاً در سطح مواد انجام مي‌شود. اگر پلي يورتان‌ها هيدروفيل باشد، آب در توده پليمر وارد شده و تخريب در سرتاسر ماده اتفاق مي‌افتد. تخريب پليمر در مايع Media ( پلاسما و بافت ) به طوركلي شامل مراحل زير است.

1) جذب مديا در سطح پليمر،

2) جذب مديا به توده پليمر،

3) واكنشهاي شيمايي با پيوندهاي ناپايدار در پليمر و

4) نقل و انتقال توليدات تخريب از ماتريكس پليمر و جذب سطحي محصولات تخريب از سطح پليمر.

 

تاثير آبدوستي بر ميزان تخريب پلي يورتان‌هاي

يكي از مشكلات اصلي كاشت پلي يورتان‌ها در حالت vivo in تمايل آنها براي آهكي شدن و تخريب شدن است. اكثر ايمپلنت‌هاي پلي يورتاني در حالت in vivoاز طريق هيدروليز تخريب مي‌شود.

الاستومرهاي زيست تخريب پذيردر ايمپلنت‌هاي قلبي و عروقي، داربستها براي مهندسي بافت، ترميم غضروف مفصل، پوست مصنوعي و درتعويض و جانشيني پيوند استخوان اسفنجي استفاده مي‌شود.

مواد هيدروفيل مانند هيدروژل‌ها، به عنوان سدي براي چسبندگي بافت‌ها استفاده مي‌شود. موادي با هيدروفيلي كم، باعث چسبندگي تكثير سلول‌ها مي‌شود كه براي داربستهاي مهندسي بافت مناسب است.

 

واكنش پلي يورتان زيست تخريب پذير با استئوبلاست‌ها و كندروسيت‌ها و ماكروفاژها

كاربرد پليمرهاي زيست تخريب پذير به عنوان يكي از پيشرفت‌هاي عمده در تحقيقات مواد درپزشكي مطرح است. مواد زيست تخريب پذيركاربردهاي بي‌شماري در پزشكي و جراحي دارند واين مواد طوري طراحي شده است كه در حالت in vivo تخريب شود.

تصور كلي از زيست سازگاري بر اساس واكنش ميان يك ماده و محيط بيولوژيك است. واكنش بافت‌ها و سلول‌ها در خيلي از موارد بوسيله پاسخ التهابي مشخص مي‌شود.

در مهندسي بافت از ماتريس‌ها و داربستهاي زيست تخريب‌پذير پليمري به عنوان حامل سلول براي بازسازي بافت‌هاي معيوب استفاده مي‌شود. به‌طور كلي، ايمپلنت‌ها نبايد باعث پاسخ غيرعادي در بافت‌ها و باعث توليد مواد سمي يا تأثيرات سرطان زائي در بافت شوند. در تحقيقات جديد، پلي يورتان‌هاي زيست تخريب پذير زيست سازگاري مطلوبي از خود نشان مي‌دهد.

اين پلي يورتان‌ها هر چند كه باعث فعال شدن ماكروفاژها مي‌شود ولي تأثيرات سمي و سرطان زائي در بدن ندارد. در تحقيقات in vivo، فوم پلي يورتان زيست تخريب پذير،زيست سازگاري مطلوبي را از خود نشان داده است.

در يك تحقيق جديد، جهت ارزيابي زيست سازگاري از فوم پلي استر پلي يورتان زيست تخريب پذير با سايز سوراخها 100-400 m استفاده شده و واكنش كندروسيت‌هاي و سلول‌هاي استئوبلاست موش [line Mc3T3-E1] با فوم پلي يورتان زيست تخريب پذير( Degrapol -foam) مورد بررسي قرار گرفته شده است پاسخ سلولي که شامل: رشد، فعاليت سلول‌ها و پاسخ سلولي استئوبلاست‌ها و ماكروفاژها به محصولات تخريب در نظر گرفته شد. سلول‌هاي استئوبلاست‌ها و كندرويست‌ها از موش‌هاي صحرايي نر بالغ جدا شده بود.

جهت سنتز اين كوپليمر نيز مقدار برابر از PHB– دي‌ال و پلي کاپرولاکتون دي‌ال در 1 و2 دي كلرو اتيلن حل شده وبه صورت آزئوتروپيكالي به‌وسيله برگشت حلال تحت نيتروژن خشك، سنتز شد. اين پلي استريورتان، يك بخش آمورف و يك بخش كريستالي دارد و همچنين دي ال با PHB تشكيل حوزه‌هاي كريستالي مي‌دهد و دي ال با پلي كاپر.لاكتون تشكيل حوزه‌هاي آمورف مي‌دهد.

پس از كشت سلولي، اسكن به‌وسيله ميكروسكوپ الكتروني ( SEM) نشان مي‌دهد كه سلول‌ها در سطح و داخل حفره‌هاي فوم رشد مي‌كند و سلول‌هايي كه در سطح فوم ديده مي‌شود و به صورت يك نمايش سلولي مسطح و چند لايه سلول متلاقي، ديده مي‌شود.

نتايج به‌دست آمده نشانگر اين مطلب است كه استئوبلاست‌ها و ماكروفاژها توانايي بيگانه خواري و فاگوسيتوز محصولات تخريب را دارندو محصولات تخريب در غلظت كم، تأثيري در رشد و عملكرد استئوبلاست‌ها نمي گذارد. به‌طور كلي كندروسيت‌ها و استئوبلاست‌ها در فوم زيست تخريب پذير تكثير يافت و فنوتيب‌شان را نگاه داشت. اين مطلب نشان مي‌دهد كه اين داربستها براي مراحل ترميم استخوان مفيد است.

[EN-EZEL 13,039]

پلی سیلوکسانها

 

دوران باستان

 

در عصر حجر کوارتز و سنگ‌های بر پایهٔ سیلیکا برای کمک به بقای انسانها به شکل ابزار در آمدند. یونانی‌های قدیم شروع به تبدیل ماسه به شیشه کردند و از آن به بعد انقلاب تکنولوژیکی غیر قابل مهار بود.

 

قرن ۱۹ ام

 

در قرن ۱۹ ام شیمیدانهای پیشگام کشف کردند که چگونه میتوان از شن به سیلسیم رسید. سیلسیم پایهٔ سیلوکسان‌ها است. در سال ۱۸۲۳ جی. جی ون برزیلیوس توانست عنصر سیلسیم را بصورت خالص جدا کند. در سال ۱۸۵۴، H.E. Saint-Claire Deville توانست سیلسیم خالص را از طریق فرآیند ذوب الکترولیزی سنتز کند.

 

قرن ۲۰ ام

 

قرن ۲۰ ام استفادهٔ تجاری از سیلیکون ها(پلی‌ارگانوسیلوکسان‌ها) را دید. در دههٔ ۱۹۳۰، J.F. Hyde (از شرکت Coring) اولین پژوهش موفقیت‌آمیز در مورد تولید تجاری سیلیکون‌ها را انجام داد. در دههٔ ۱۹۴۰ F.S. Kipping بر پایهٔ کارهای Hyde، اولین کسی بود که به سنتز گستردهٔ ترکیبات سیلیکونی دست یافت و اسم سیلیکون را به وجود آورد. او به عنوان پدر علم سیلیکون شناخته می‌شود.

در همین دهه R. Mueller و E.G. Rochow مستقل از یکدیگر روشی مستقیم را برای سنتز سیلیکون‌ها در مقیاس صنعتی توسعه دادند.

در دههٔ ۱۹۶۰، S. Silver (از شرکت ۳M) چسبهای حساس به فشار(PSA) را اختراع کرد. این چسبها برای چسباندن سطح پوشانیده شده با اندکی فشار به مواد دیگر طراحی شدند. در دههٔ ۱۹۸۰ با شروع انقلاب الکترونیک، سیلیکونها نقش مهمی را در پیشرفت تکنولوژی کامپیوتر، ارتباطات راه‌دور و زمینه‌های مرتبط دیگر ایفا کردند. بدون وجود سیلیکون‌ها برای حفاظت وسایل از دمای بالا و آلودگی‌ها ما مطمئنا بسیاری از اختراعات فناورانه و الکترونیکی امروزه را نداشتیم.

 

قرن۲۱ام

 

 

• فتونیک (استفاده از سرعت نور):
  

کشفیات اخیر در علمی فتونیک –که در آن فوتونها (نور) برای انتقال فوق سریع اطلاعات از طریق اینترنت و کاربردهای دیجیتال دیگر بکار می‌روند- به استفاده از فیبرهای نوری برای انتقال اطلاعات سرعت بخشیده‌است. فیبرهای نوری پایه سیلیکونی به موفقیت این فناوری نوین کمک می‌کنند زیرا آنها را میتوان به تناسب نیازهای خاص نوری طراحی کرد.

 

• سیلیکون در علوم زیستی:
  

ارتباط شاخه‌های مجزای بیوتکنولوژی و علم سیلیکون فرصتهای زیادی را برای اختراع در شاخه‌های زیر به وجود می‌آورد.

 

• 
  
  • محصولات تمیز کننده
    
  • سویچ‌های نوری
    
  • بافتهای محافظ
    
  • سنسورهای پایه زیستی
    

   

  [*]پلاسما (پژوهش ستارگان)

پلاسما حالتی از ماده‌است که ستارگان از آن ساخته شده‌اند. پلاسماها ابرهای مولکول/ اتم‌های گازی یونیزه با انرژی بالا هستند که با سرعت زیادی حرکت می‌کنند. هنگامی که این اتمها یا مولکولها به هم برخورد میکنند، مخلوطی را تشکیل میدهند که توانایی شکستن و تشکیل پیوند شیمیایی را دارد و آن را می‌توان برای تغییر خصوصیات سطحی که با آن در تماس هستند، بکار برد. ادغام پلاسما با سیلیکون‌ها، تولید فیلمهای نازک پلیمری که ضخامتی کمتر از یک دهم تار موی انسان داشته باشند را امکان‌پذیر می‌سازد. این فیلم‌ها امکان تولید ریزپردازنده‌های سریعتر، ابزار نوری بهتر و مدارات مجتمع با قابلیتهای بالاتر را فراهم می‌کند.

[EN-EZEL 13,039]

تاریخچه

 

از نظر قدمت تاریخی برای صنایع لاستیک منشا دقیقی نیست. اما اعتقاد این است که بومیان آمریکای مرکزی از برخی از درختان شیرابه‌هایی استخراج می‌کردند که این شیرابه‌ها که بعدها نام " لاتکس" را بخود گرفت اولین مواد لاستیکی را تشکیل می‌دادند.

پدیده ولکانیزاسیون

 

در سال 1829، "گودیر" از آمریکا و "مکین تاش" از انگلستان، این دو متوجه شده‌اند که در اصل مخلوط کردن لاتکس طبیعی با سولفور و حرارت دادن آن، ماده‌ای قابل ذوب و قابل شکل دادن ایجاد می‌شود که می‌توان از آن، محصولات مختلفی از قبیل چرخ ارابه یا توپ تهیه کرد.

این پدیده همان پدیده ولکانیزاسیون است که در طی آن لاستیک اکسیده می‌شود و سولفور کاهیده و به سولفید تبدیل می‌شود. البته این عمل در دمای 110 درجه سانتیگراد تهیه می‌‌شود. نتیجه این کشف تولید مواد لاستیکی مثل لاستیکهای توپر، پوتین و ... است.

کائوچوی طبیعی و مصنوعی

 

کائوچوی طبیعی در شیره درختی به نام هوا، Hevea وجود دارد و از پلیمر شدن هیدروکربنی به نام 2- متیل- 1 و 3- بوتادین معروف به ایزوپرن بوجود می‌آید. با توجه باینکه در فرمول ساختمانی کائوچو یا لاتکس طبیعی هنوز یک پیوند دوگانه وجود دارد، به همین دلیل وقتی کائوچو را با گوگرد یا سولفور حرارت دهیم، این منومرها، پیوند پی را باز می‌کنند و با ظرفیت‌های آزاد شده، اتم گوگرد را می‌گیرند. در نتیجه کائوچو به لاستیک تبدیل می‌گردد.

حرارت دادن کائوچو با گوگرد و تولید لاستیک را اصطلاحا ولکانیزاسیون می‌نامند. به همین دلیل، لاستیک حاصل را نیز، "کائوچوی ولکانیزه" گویند. چند نوعی کائوچوی مصنوعی نیز ساخته شده‌اند که از مواردی مانند 1 و 3- بوتادی ان و جسمی به نام 2- کلرو- 1 و 3- بوتادین معروف به "کلروپرن" و جسم دیگری به فرمول 2 و 3- دی متیل- 1 و 3- بوتادین بتنهایی یا مخلوط درست شده‌اند. کلروپرن به راحتی بسپاریده (پلیمریزه) شده و به نوعی کائوچوی مصنوعی به نام "نئوپرن" تبدیل می‌شود.

تکامل در صنعت لاستیک

 

بعدها در سال 1888 خواص مکانیکی لاستیکهای تهیه شده توسط

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

و مکین تاش با استفاده از کربن سیاه به عنوان یک ماده پرکننده و افزودنی بسیار بهبود بخشیده شده و در نتیجه لاستیکهای بادی دانلوب، "تیوپ" تهیه شد. بعد از آن لاستیکهای سنتزی تهیه و به بازار عرضه شد مانند ایزوپرن، بوتادی ان و لاستیکهای تیوکل.

بعدها لاستیکهای سنتزی مثل کوپلیمرهای استیرن و بوتادی ان تهیه شد که در سال 1941 مصرف آن صفر بود. اما در سال 1945 مصرف آن 700000000 می‌رسید. به موازاتی که مصرف لاستیکهای سنتزی بالا می‌رود، مصرف لاستیکهای طبیعی پایین می‌آید. چون لاستیکهای سنتزی اقتصادی‌تر هستند.

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

نوشته شده در یکشنبه هفدهم دی 1385ساعت 9:50 AM توسط جمال | نظر بدهید

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

 

محققان لا ستیک خودرویی ساخته اند که پس از ساییدگی سطح جدیدی برای خود ایجاد می کند. این لا ستیک خودرو چند لایه است و لایه های آن با گذشت زمان و بر اثر سائیدگی جای خود را به لایه های بعدی می دهند و سطح جدیدی از لا ستیک ایجاد می شود. عمر این لا ستیک 25 تا 50 درصد بیشتر از دیگر لا ستیکها است.

[EN-EZEL 13,039]

حدود 20 سال است که کامپوزیتهای پلیمری تقویت شده با الیاف FRP در کاربردهای الکتریکی مصرف می شوند . این مواد در ساخت قطعات گوناگون صنعت برق به کار می روند ؛ از جمله لوله های عبور کابل ، سیستم های حمل کابل در تونل ها و پل ها ، تیرهای انتقال برق ، بازوهای عرضی ( کراس آرم ها ) ، مقره ها ، برج های ارتباطی و جز آن .

لوله کامپوزیتی عبور کابل

یکی از موارد کاربرد کامپوزیت در صنعت برق ، ساخت لوله های عبور کابل است . لوله های پلیمری تقویت شده با الیاف شیشه GRP را می توان در ترکیب با اتصالات و متعلقات ویژه ای به کاربرد و آن ها را به شکل یک سیستم عبور کابل چندلایه و چند ردیفی شکل داد . این لوله ها برای کابل های شبکه برق شهری و کابل های مخابراتی زیرزمینی مورد استفاده قرار می گیرند . علاوه بر این در موارد زیر نیز کاربرد دارند :

1) برای کابل هایی که از زیر ریل جرثقیل های سقفی و یا راه های اصلی شهری عبور می کنند .

2) برای کابل هایی که از روی پل ها و رودخانه ها عبور می کنند . به ویژه برای کابلهایی که از روی پل عبور می کنند ، به کارگیری لوله های GRP ، بار وارده بر پل را کاهش داده و ساخت و ساز پل را تسهیل خواهد کرد .

سیستم حمل کابل کامپوزیتی

سیستم های حمل کابل کامپوزیتی ، یک محصول سازه ای برای حل بسیاری از مشکلات مهندسی و طراحی در شبکه های برق رسانی و مخابراتی هستند که برای نگهداری کابل های گرانبها و اغلب حساس و استراتژیک در دراز مدت قابل اعتمادند . این سیستم ها ویژگی های منحصربه فردی دارند که آن ها را قادر به تحمل بسیاری از محیط های خورنده می کند ؛ به ویژه شرایطی که مواد سنتی در آن ها عمر کاری مفید و اقتصادی ندارند . این محصولات از رزین های گرما سخت تقویت شده با شیشه و به نحوی طراحی و ساخته می شوند که یکپارچگی سازه ای آنها با انواع فولادی و آلومینیمی رقابت می کند ؛ با این تفاوت که مشکلات خوردگی ، سنگینی وزن و هدایت الکتریکی آنها را ندارند .

این محصولات در برابر اسیدها ، نمک ها ، قلیاها و محدوده وسیعی از محیط ها و مواد شیمیایی خورنده که بر آلومینیم و فولاد گالوانیزه اثرات شدیدی دارند ، مقاومند . حتی محصولات آلومینیمی یا فولادی پوشش داده شده نیز ممکن است به علت خراش های کوچک ایجاد شده حین نصب یا پس از آن ، در معرض آسیب باشند .

این محصولات در مقایسه با فولاد یا آلومینیم ، دارای نسبت استحکام به وزن بسیار بالایی هستند درحالی که یکپارچگی سازه ای مشابهی با آنها دارند .

پروفیل های کامپوزیتی پالترود شده که در این سیستم ها به کارگرفته می شوند دارای وزن مخصوصی حدود یک چهارم فولاد و یک سوم آلومینیم هستند که این امر حمل و نقل و برپا کردن آن ها را تسهیل می کند . برخلاف فولاد زنگ نزن این قطعات را می توان در محل و با وسایل دستی برید و سوراخ کرد . از آنجاییکه سینی و نردبان های این سیستم نارسانا هستند ، از بابت انتقال برق به سیستم حمل کابل از کابل های آسیب دیده هیچ نگرانی وجود ندارد . علاوه بر آن احتیاجی به جلوگیری از خوردگی الکترولیتی در شرایط ویژه نیست . ویژگی های نارسانایی و مغناطیسی نبودن به معنی سیستم حمل کابل ایمن ترند .

در بزرگترین پروژه مهندسی انجام شده با سرمایه خصوصی – تونلی که بریتانیا را به اروپا متصل می کند – بیش از 63/3 هزارتن FRP پالترود شده ، 1260کیلومتر کابل الکتریکی و فیبر نوری را بر روی خود نگه داشته اند . این کابل ها ، روشنایی ، تهویه و ارتباطات درون تونل را کنترل می کنند . کابل های 25 کیلو ولتی تأمین کننده انرژی قطارها نیز با این کامپوزیت های پالترود شده حمل می شوند . این محصولات با شرایط زیر سازگارند :

· محدوده دمایی 5 تا 40 درجه سانتی گراد

· رطوبت 100 درجه

· سرعت باد km/h 359

· پاشش مداوم آب نمک و حتی غوطه وری در آن

· نصب آسان

· حداقل تعمیرات

· هزینه کلی کمینه

· مقاومت در برابر بارگذاری استاتیک کابل ها

بازوهای عرضی کامپوزیتی

هر تیر انتقال برق فشار متوسط ( 20 و 33 کیلوولت ) از سه قسمت اصلی یعنی تیر ، بازوهای عرضی و مقره ها تشکیل شده است . بازو های عرضی معمولا ً از جنس فولاد ساخته می شوند . با این وجود در بعضی از کشورها نظیر آمریکا ، استرالیا ، کانادا و بخشهایی از اروپا این محصولات از مواد کامپوزیتی ساخته می شوند . به کارگیری بازوهای عرضی کامپوزیتی به جای نمونه فلزی دارای برتری هایی است ؛ از جمله :

· کاهش وزن : سنگینی وزن بازوهای عرضی فلزی ( حدود 20 کیلوگرم ) یکی از مشکلات شرکتهای انتقال و توزیع برق است . در مناطقی که به دلایل گوناگون از جمله ناهمواری سطح زمین ، امکان استفاده از ماشین های بالابر در آن ها وجود ندارد ، حمل بازوهای عرضی فلزی تا بالای تیر بسیار سخت و خطرناک است ؛ درصورتی که کامپوزیت ها وزن نسبتا ً کمی دارند و حمل آنها آسان است .

· مقاومت در برابر خوردگی : بازوهای عرضی فلزی در آب و هوای مرطوب و خورنده ، عمر نسبتا ً کمی دارند . یکی از برتری های مواد کامپوزیت ، مقاومت بسیار مناسب آنها در برابر خوردگی است که این مواد را برای این مناطق مطلوب می سازد .

· نارسانایی الکتریکی : کامپوزیت ها را می توان به صورت موادی عایق طراحی کرده و ساخت . این ویژگی خطر برق گرفتگی و اتصال کوتاه را کاهش می دهد . شاید بتوان با به کارگیری بازوهای عرضی کامپوزیتی از کاربرد مقره های حامل کابل – که در واقع نقش عایق را بین کابل و پروفیل بازی می کنند – جلوگیری کرد .

· زیبایی : در ساخت بازوهای عرضی فلزی همیشه محدودیت هایی وجود دارد که طراح را مجبور به استفاده از قطعات استاندارد نبشی می کند . با به کارگیری کامپوزیت ها می توان به سراغ طرح هایی رفت که علاوه بر بهینه بودن ، زیبا نیز باشند .

· عمر بیشتر : عمر بازو های عرضی کامپوزیتی حدود سه برابر طول عمر نمونه فلزی است . به دلیل عمر بیشتر و عدم نیاز به تعویض و تعمیر در کامپوزیت ها ، هزینه های تعویض و نگهداری حذف خواهند شد .

· کاهش تداخلات امواج رادیویی : امواج رادیویی بدون هرگونه انحراف و شکست از کامپوزیت ها عبور می کنند .

· کاهش افت توان خط : به کارگیری بازوهای عرضی کامپوزیتی از نشت جریان الکتریکی از خط به سمت پایه ها تا حدودی جلوگیری می کند و به این ترتیب میزان افت توان خط کاهش خواهد یافت .

علاوه بر موارد فوق با به کارگیری بازوهای عرضی کامپوزیتی می توان از طرح هایی استفاده کرد که یکپارچه بوده و نیازی به سوار کردن قطعات برروی هم نباشد .

تیرهای کامپوزیتی

به کارگیری تیرهای کامپوزیت FRP ، موضوع جدیدی در خدمات برق رسانی نیست ، با این وجود تیرهای انتقال برق FRP پالترود شده 21 تا 24 متری داستان دیگری است . تیرهای FRP با یک سوم وزن تیرهای چوبی ، نضف وزن تیرهای فولادی و تنها یک دهم وزن تیرهای بتنی ، انتخاب بسیار جذابی برای اغلب شرکتهای خدماتی برق رسانی هستند .

شرکت آمریکایی بریستول تنسی الکتریک سیستم BTES به تازگی 144 تیر FRP را در دو خط انتقال نصب کرده است . شرکت استرانگ ول Strongwell Corp واقع در ایالت ویرجینیا این تیرهای FRP پالترود شده SE 28 را با بیشترین ظرفیت ممان اینرسی در مقطع پایینی طراحی و برای جایگزینی تیرهای چوبی ، فولادی و بتنی در خطوط انتقال برق تولید کرده است . شرکت های خدمات برق رسانی در حال کشف برتری های تیرهای SE 28 ، نسبت به تیرهای ساخته شده از مواد سنتی هستند . تیرهای SE 28 شرکت استرانگ ول ، سبک ، محکم و دارای ویژگی های هدایتی خیلی کمی هستند . این تیرها همچنین در برابر خوردگی ، پوسیدگی ، پرتوهای فرابنفش ، نفوذ آب ، حشرات و دارکوب ها مقاومت بسیار بالایی دارند .

به عقیده دکتر مایکل برودر ، مدیر عامل شرکت BTES ، تیرهای کامپوزیتی SE 28 ، در مقایسه با تیرهای چوبی ، با گذشت زمان استحکامشان را از دست نمی دهند و تقریبا ً به هیچ گونه ترمیم و تعمیری احتیاج ندارند . او هم چنین به ویژگی های الکتریکی تیرهای FRP و تحمل ضربه و بار ناشی از بادهای شدید توسط آن ها اشاره می کند .

منبع: فصلنامه كامپوزيت ( شماره 12 )

[EN-EZEL 13,039]

خوردگی از 8 روش می تواند به سطوح فلزی حمله کند . هشت دلیل موجه برای به کارگیری کامپوزیت ها در سازه های نظامی و غیرنظامی . این 8 روش عبارتند از :

حمله یکنواخت Uniform Attack

در این نوع خوردگی که متداول ترین نوع خوردگی محسوب می شود ، خوردگی به صورتی یکنواخت به سطح فلز حمله می کند و به این ترتیب نرخ آن از طریق آزمایش قابل پیش بینی است .

خوردگی گالوانیک Galvanic Corrosion

این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که دو فلز یا آلیاژ متفاوت ( یا دو ماده متفاوت دیگر همانند الیاف کربن و فلز ) در حضور یک ذره خورنده با یکدیگر تماس پیدا کنند . در منطقه تماس ، فرایندی الکترو شیمیایی به وقوع می پیوندد که در آن ماده ای به عنوان کاتد عمل کرده و ماده دیگر آند می شود . در این فرآیند کاتد در برابر اکسیداسیون محافظت شده و آند اکسید می شود .

خوردگی شکافی Crevice Corrosion

این ساز و کار وقتی رخ می دهد که یک ذره خورنده در فاصله ای باریک ، بین دو جزء گیر کند . با پیشرفت واکنش ، غلظت عامل خورنده افزایش می یابد . بنابراین واکنش با نرخ فزاینده ای پیشروی می کند.

آبشویی ترجیحی Selective Leaching

این نوع خوردگی انتخابی وقتی رخ می دهد که عنصری از یک آلیاژ جامد از طریق یک فرآیند خوردگی ترجیحی و عموما ً با قرار گرفتن آلیاژ در معرض اسیدهای آبی خورده می شود . متداول ترین مثال جدا شدن روی از آلیاژ برنج است . ولی آلومینیوم ، آهن ، کبالت و زیرکونیم نیز این قابلیت را دارند .

خوردگی درون دانه ای Intergranular Corrosion

این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که مرز دانه ها در یک فلز پلی کریستال به صورت ترجیحی مورد حمله قرار می گیرد . چندین عامل می توانند آلیاژی مثل فولاد زنگ نزن آستنیتی را مستعد این نوع خوردگی سازند . از جمله حضور ناخالصی ها و غنی بودن یا تهی بودن مرزدانه از یکی از عناصر آلیاژی .

خوردگی حفره ای Pitting Corrosion

این نوع خوردگی تقریبا ً همیشه به وسیله یون های کلر و کلرید ایجاد می شود و به ویژه برای فولاد ضد زنگ بسیار مخرب است ؛ چون در این خوردگی ، سازه با چند درصد کاهش وزن نسبت به وزن واقعی اش ، به راحتی دچار شکست می شود . معمولا ً عمق این حفرات برابر یا بیشتر از قطر آنهاست و با رشد حفرات ، ماده سوراخ می شود .

خوردگی فرسایشی Erosion Corrosion

این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که محیطی نسبت به یک محیط ثابت دیگر حرکت کند ( به عنوان نمونه مایع یا دوغابی که درون یک لوله جریان دارد ) یک پدیده مرتبط با این گونه خوردگی ، سایش Fretting است که هنگام تماس دو ماده با یکدیگر و حرکت نسبی آنها از جمله ارتعاش به وجود می آید . این عمل می تواند پوشش های ضد خوردگی را از بین برده و باعث آغاز خوردگی شود .

خوردگی تنشی Stress Corrosion

این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که ماده ای تحت تنش کششی در معرض یک محیط خورنده قرار گیرد . ترکیب این عوامل با هم ، ترک هایی را در جزء تحت تنش آغاز می کند .