طراحی و ارزیابی منهول بتن پلیمری سبک وزن

Design and Assessment of a Lightweight Polymer Concrete Utility Manhole

1. مقدمه
2. مواد و روشها
3. نتایج و بحث
4. خلاصه و نتیجه گیری ها
منابع

بتن پلیمری مخلوطی است که در آن به جای سیمان پرتلند (به عنوان چسباننده) از پلیمر استفاده می شود. این کار سبب بهبود مقاومت های کششی و ترک خوردگی، و مقاومت شیمیایی یک سازه بتنی می گردد. در این مقاله فرمولاسیون های مختلفی را ارزیابی کرده ایم تا یک دهانه بازدید زیرزمینی از جنس بتن پلیمری را با حداقل وزن ممکن بهینه سازیم. این فرمولاسیون ها بر مبنای یک سیستم اپوکسی-آمین مخلوط شده با مصالح دانه ای با وزن معمول، و مصالح دانه ای با وزن فوق العاده سبک است. هدف ما این است که یک سازه دهانه (دریچه) زیرزمینی را طراحی و ارزیابی کنیم که دارای مقاومت شیمیایی اپوکسی، استحکام، و وزن سبکی است؛ ما به این طریق بررسی می کنیم که آیا جایگزینی «مصالح دانه ای با وزن نرمال» با «مصالح دانه فوق العاده سبک» میتواند به بهبود استحکام و کاهش وزن سازه کمک کند. ما دو سیستم بتن پلیمری را از فرمولاسیون آن طراحی کردیم و عملکرد مکانیکی آنها را به صورت تجربی ارزیابی نمودیم. ما یک مدل عددی را برای یک دهانه بازدید زیرزمینی از جنس بتن پلیمری توسعه دادیم که از فرمولاسیون های مختلفی ساخته شده بود. ما آنرا به صورت جعبه ای که تحت بارهای معمول خاک قرار دارد، ساده کرده بودیم. این جعبه دارای یک اندازه استاندارد بود. حداقل ضخامت دیواره آن برای تحمل فشارهای حاصل از خدمات در حال استفاده، از شبیه سازی عددی تعیین شد. این مدل پیش بینی کرد که فرمولاسیون «اپوکسی/مصالحی با وزن نرمال» را با میتوان یک ضخامت دیواره نازک تر از فرمولاسیون با مصالح فوق العاده سبک، مورد استفاده قرار داد. همچنین وزن سازه دهانه بازدید زیرزمینی ساخته شده با این فرمولاسیون 6 برابر از وزن همان جعبه ساخته شده با یک بتن سنتی از سیمان پرتلند خواهد بود.

2. مواد و روشها
2.1 مواد
یک رزین اپوکسی با یک سختگر مبتنی بر آمین به عنوان چسباننده انتخاب شد. اپوکسی و آمین توسط نووارچم اس. اِی. (آرژانتین) به ترتیب با نام های تجاری DICAST 867 و DICURE 383 تهیه شدند. Dicast 867 یک رقیق کننده واکنش پذیر است که حاوی رزین اپوکسی یک وظیفه ای مبتنی بر A/F بیس فنل با ویسکوزیته پایین است. سخت کننده DICURE 383 یک پلی آمین سیکلولیفاتیک است.

مصالح دانه ای سنتی همچون ماسه درشت دانه (مدول ریزی و نرمی 2.96)، ماسه ریزدانه (مدول ریزی و نرمی 1.86) و پودر کوارتز ریزدانه مورد استفاده قرار گرفتند (شکل 1a). به علاوه به منظور تحقق پایین ترین چگالی نهایی دهانه بازدید، از مصالح غیرسنتی سبک همچون گلوله های ترموپلاستیک پلي اتيلن ترفنات (PET) (1.5 mm × 2.9 mm × 2 mm) و ریزکره های شیشه ای توخالی (d50 = 40 μm) نیز استفاده کردیم (شکل 1b). خصوصیات آنها را در جدول 2 و دانه بندی آنها (ASTM c 136 [20]) را در جدول 3 ارائه داده ایم.

بتن پلیمری را با 80 wt.% از جامدات و 20 wt.% از سیستم اپوکسی/سخت¬کننده انتخاب شده طراحی نمودیم. چون هیچ مصالح دانه ای روی الک شماره 4 (N°4) باقی نمانده بود بنابراین این مخلوط در حقیقت یک ملات پلیمری است اما چون در تکنولوژی بتن پلیمری این دو اصطلاح غالباً به جای هم (و به یک معنا) بکار می روند بنابراین ما آنرا بتن پلیمری می نامیم. همان طور که پیشنهاد شده بود [10,14] از حداکثر مقدار سیستم رزین استفاده کردیم تا در طی فراورش به یک مخلوط با ویسکوزیته پایین تر و یک وزن نهایی کمتر دست یابیم. همچنین هر چه نسبت جامدات به چسباننده بالاتر باشد، خصوصیات نهایی بهتری بدست می آید [14].

آنالیز پایداری و کمانش غیرخطی قوس های درجه بندی عملکردی کامپوزیت تحت فشار خارجی و بارگذاری دمایی

Nonlinear stability and buckling analysis of composite functionally graded arches subjected to external pressure and temperature loading

چکیده
1. مقدمه
2. فرضیات و شکل گیری معادلات تعادل
3. تعیین فشار کمانش بحرانی
4. تحلیل عددی
5. نتیجه گیری ها
منابع

چکیده
این مقاله به بررسی پایداری غیرخطی و رفتار کمانش قوس ها با مواد درجه بندی شده تابعی کامپوزیت (FGM) می پردازد که در عرض بارگذاری دما و فشار قرار دارند. با معرفی یک تابع جابجایی مجاز، انرژی پتانسیل کل به صراحت از نظریه پوسته دیواره نازک پیروی می کند. معادلات تعادل غیرخطی با تغییر تابع انرژی پتانسیل محاسبه شده اند، و فشار کمانش بحرانی به صورت تحلیلی پیش بینی شده است. تایید با استفاده از شبیه سازی عددی انجام شده است که مسیرهای تعادل پیش و پس کمانش را دنبال می کند، این امر نشان می دهد که نتایج عددی با پیش بینی های تحلیلی مطابقت خوبی دارند. مشاهده شده است که افزایش دما منجر به افزایش جابجایی به سمت بالا شده، که برای فشار کمانش مفید بوده و مدول یانگ را کاهش می دهد، که برای فشار کمانش مفید نیست. بنابراین، فشار کمانش نسبت به افزایش دما غیرخطی است. در نهایت، مجموعه ای معادلات پارامتری در درجه اول روی اثرات توان کسری حجم وافزایش دما روی توزیع کرنش حلقه، تنش، نیرو و لنگر خمشی تمرکز دارد.

2. فرضیات و شکل گیری معادلات تعادل
پارامترهای هندسی در شکل 4، با زاویه مرکزی آلفا و طول محیطی متناظر با آن برابر با L نمایش داده شده اند، که در آن ، مقطع عرضی ، و R شعاع است. یک سیستم مختصات منحجنی متعامد با محورهای y، x- و y- و z به ترتیب در جهت مماسی، محوری و شعاعی تعریف شده است. دو فرضیه به منظور تسهیل فرایند مشتق گیری اتخاذ شده اند، که (1) ابعاد مقطه عرضی بسیار کوچکتر از طول (2L) و شعاع (R) است. بنابراین، مقطه عرضی در طول تغییرشکل در صفحه باقی می ماند، و (2) خواص دو ماده تشکیل دهنده به دما بستگی داشته و تنها خواص پلاستیک در نظر گرفته شده اند. کمانش در بررسی حاضر پیش از شکست مواد رخ داده است. همانطور که در شکل 4 مشاهده می شود، جابجایی شعاعی به عنوان تعریف شده است و جابجایی مماسی برابر با است. در اینجا، که در آن زاویه ای است که از تاج شروع شده و بر خلاف جهت عقربه های ساعت حرکت کرده و برای نیمه سمت راست قوس، که برای راه حل تحلیلی در نظر گرفته شده است به این دلیل که بارگذاری و هندسه نسبت به محورعمودی که مطابق با شکل 4 از میانه دهانه عبور می کند، متقارن هستند. در ادامه نظریه پوسته دیواره نازک، مولفه های جابجایی به صورت زیر بیان شده اند:

2.4 مقایسه ها و بحث ها
نتایج تجربی با راه حل های تحلیل معادله 29 برای قوس های گیردار گیردار و معادله 33 برای قوس های سوزنی سوزنی نشان داده شده در جدول 2 مقایسه شده است. مشاهده می شود که فشار کمانش عددی توافق خوبی با راه حل های عددی داشته و حداثر تفاوت برای تمامی موارد بررسی شده با دو افزایش دما ، دو زاویه مرکزی متفاوت (آلفا) و 5 حجم بالاتر از توان کسری حجم بیشتر از 5 درصد نمی باشد، مگر برخی از موارد سوزنی سوزنی با n=5 و این امر بدان دلیل است که جابجایی حرارتی بالاتر (شکل 3(a)) منجر به توزیع غیرمتقارن تر خواص مواد در دهانه میانه قوس های سوزنی سوزنی با n=5 و می شود. چنین جابجایی منجر به فشار کمانش بحرانی بیشتر از اثرات کاهش مدول القا شده توسط افزایش دما می شود.

اندازه گیری چگالی ظاهری کاشی و سرامیک سبز با روش اولتراسونیک غیر تماسی

Measurement of the Apparent Density of Green Ceramic Tiles by a Non-contact Ultrasonic Method

چکیده
مقدمه
تئوری
روش اندازه‌گیری و تجهیزات اندازه‌گیری
تحلیل عدم قطعیت
کاربرد در خط تولید
نتیجه گیری
منابع

چکیده
این مقاله در مورد مسئله اندازه‌گیری وزن مخصوص ظاهری کاشی‌های سرامیکی سبز در طی تولید، بحث می کند. این موضوع به عنوان یک پارامتر بسیار مهم در کیفیت محصول نهایی محسوب می شود. در واقع، وزن مخصوص ظاهری تعیین کننده وجود انقباض ابعادی ساختار سرامیک در طی آتش سوزی کاشی ها بوده و متناسب با مقاومت مکانیکی نهایی است. در حال حاضر، سیستم های غیر مخرب برای اندازه‌گیری آنلاین این پارامتر در دسترس نیستند. این تحقیق یک روش خلاقانه را برای اندازه‌گیری غیر نفوذی وزن مخصوص ظاهری کاشی‌های سرامیکی سبز در حین مرحله تولید ارائه می کند. این روش از پروب های فراصوت غیر تماسی استفاده می کند. زمان حرکت امواج فراصوت در حین انتقال در کاشی اندازه‌گیری می شود. از زمان حرکت، با معلوم بودن فاصله میان پروب ها، سرعت انتشار که متناسب با وزن مخصوص ظاهری است، به دست می آید. ضریب تبدیل میان سرعت و وزن مخصوص ظاهری به وسیله یک فرآیند کالیبراسیون از طریق یک روش مرجع با عدم قطعیت معلوم بر اساس توزین هیدرواستاتیکی در یک حمام جیوه تعیین می شود. این فرآیند آزمایشگاهی به صورت گسترده در این تحقیق مورد صحت سنجی قرار گرفته و به وسیله یک مدل نظری پشتیبانی می شود. این مقاله به بیان نظریه با توجه به این روش اندازه‌گیری و تجهیزات پرداخته و به صورت دقیق در مورد تحلیل عدم قطعیت بحث می کند. در نهایت، این مقاله نتایج یک روش کاربردی آنلاین را ارائه می کند.

روش اندازه‌گیری و تجهیزات اندازه‌گیری
در روش اندازه‌گیری پیشنهادی، زمان پرواز امواج فراصوت به وسیله پروب های غیر تماسی در پیکره بندی انتقال از کاشی در خط تولید تعیین می شود. ساختار این روش اندازه‌گیری در شکل 3 نشان داده شده است.

در ابتدا، لازم است تا فاصله بین غشا های پروب D (100mm در این حالت) با استفاده از یک کولیس اندازه‌گیری شود. می توان دریافت که روش اندازه‌گیری فراصوت دارای دو مرحله است: (a) اندازه‌گیری زمان پرواز t_a موج فراصوت در هوا و شرایط محیطی مورد استفاده (b) اندازه‌گیری زمان پرواز موج فراصوت از بدنه کاشی t_c. با توجه به اندازه‌گیری زمان رسیدن پژواک دوم، امکان شناخت زمان انتشار t_m موج درون ماده وجود دارد. این مراحل هنگامی که یک کاشی از پروب ها در طی تولید عبور می کند، تکرار می شوند.

زمان پرواز با الگوریتم های همبستگی عرضی میان سیگنال تحریک پروب انتقال و سیگنال دریافتی، اندازه‌گیری می شوند. یک سیگنال با همبستگی عرضی اندازه‌گیری شده بر روی کاشی سبز در شکل 3(c) نشان داده شده است: t_c به وسیله مقدار اوج اولیه نشان داده می شود، در حالی که تفاوت در محور زمان میان مقدار اوج اول و دوم نشان دهنده است.

نانوکامپوزیت های رسانا بر پایه پلیمر با غلظت های بالای نانوپلاکت های گرافن

Conductive nanocomposites based on polymer with high concentrations of graphene nanoplatelets

چکیده

چکیده تصویری

مقدمه

تجربی

مواد

روش ها

تعیین مشخصات

نتایج و بحث

نتیجه گیری

منابع

چکیده

     در سال های اخیر چگالی توان ابزارهای الکترونیکی به تدریج افزایش پیدا کرده است، از این رو نیاز ضروری برای سیستم های رسانای الکتریکی کارامد بیشتر شده است. از یک منظر، یک استراتژی امیدوار کننده برای افزایش رسانایی الکتریکی کامپوزیت های پلیمری، ساخت و ایجاد شبکه¬ های بهم پیوسته سه بعدی از نانو صفحات گرافن است. به سبب تنوع تجاری نانوصفحات گرافن، برخی پژوهشگران نیاز به غلظت های بیشتر از این نانوصفحات را گزارش کرده اند. هدف از این پژوهش توسعه نانوکامپوزیت هایی با قابلیت رسانایی الکتریکی مبتنی بر غلظت های بالا نانوصفحات گرافن(به عنوان مثال 12.5 و 25 درصد وزنی) و پلیمرهای متداول(به عنوان مثال پلی استایرن(PS) و آکریلونیتریل بوتادین استایرن(ABS)) است. علاوه بر این، اثرات غلظت های بالا نانوصفحات گرافن بر روی خصوصیات مکانیکی، رئولوژیکی و مورفولوژیکی نانوکامپوزیت ها بررسی شده است. نتایج نشان دادند که نانوصفحات گرافن به طور مستقیم در ویسکوزیته مختلط و همچنین در خصوصیات مکانیکی-دینامیکی ماتریس های پلیمری اثرگذار هستند. با افزودن نانوصفحات گرافن، افزایش قابل توجهی در رسانایی الکتریکی حجمی هر دو ماتریس پلیمری ذکر شده مشاهده و اثبات شد. با وجود این که ماتریس های پلیمری به عنوان مواد عایق عمل می ¬کنند، نانوکامپوزیت هایی که شامل 25 درصد وزنی از نانوصفحات گرافن باشند برای هر دو ماتریس پلیمری(PS و ABS) به عنوان نیمه رسانا عمل می کنند. با این حال، خصوصیات مکانیکی مقاومت کششی و مقاومت ضربه، به دلیل افزایش سفتی نانوکامپوزیت ها به شدت کاهش پیدا می کند. این نتایج حاکی از قابلیت بالقوه استفاده از نانوکامپوزیت ها با میزان بالایی از نانوصفحات گرافن، احتمالا به عنوان جایگزینی برای مواد نیمه رسانای متداول در صنعت الکترونیک است، البته به شرط این که خصوصیات مکانیکی مورد نیاز عملکرد پایینی داشته باشند.

تجربی
مواد
     در این پژوهش، از پلیمرهای PS(polystyrene, grade N1921, Innova, Brazil ) و ABS(acrylonitrile butadiene styrene, grade GP-22, Ineos Styrolution, Germany) استفاده شد. نانو صفحات گرافن(NPG) با ضخامت 6 تا 8 نانومتر، عرض 5 میکرومتر، مساحت سطح 120 m2g-1 و تعداد لایه های بین 20 تا 40 از شرکت Strem Chemicals(آمریکا) تامین شد. میزان کربن، اکسیژن و اسید باقی مانده عرضه شده توسط سازنده به ترتیب 99.5%، 1% و 0.5% بود.

روش ها
     به منظور توسعه کامپوزیت ها، 40 گرم پلیمر(PS یا ABS) در دمای 180 درجه سانتی گراد و میزان گشتاور 100 دور بر دقیقه(rpm) تا ذوب کامل مواد به یک رئومتر گشتاوری اضافه شد. با ذوب شدن پلیمر، NPG با غلظتی مشخص و دمای 180 درجه سانتی گراد و میزان گشتاور 100rpm به مخلوط اضافه شد و این فرایند تا همگن شدن کامل مخلوط ادامه پیدا کرد( میانگین زمان اختلاط 30 دقیقه می باشد). کامپوزیت ها در یک آسیاب چاقویی(Knife mill)( Marconi Equipment, Algodoal, Brazil ) آسیاب شدند. کامپوزیت های آسیاب شده در قالب هایی فلزی(به ابعاد mm379 × 165 × 3) قرار گرفته و سپس در دستگاه ترموپرس(Schulz, Brazil) به مدت 2 دقیقه در دمای 180 درجه سانتی گراد و نیرویی 10 تنی شکل گرفتند.

     سپس قالب های فلزی به دستگاه cooling press() منتقل شده و به مدت 2 دقیقه تحت نیرویی 8 تنی قرار گرفتند. در ادامه صفحات ایجاد شده بر اساس ابعاد نمونه های مناسب برای آنالیز تقسیم شدند. نمونه های پلیمری خالص به منظور اهداف مقایسه ای، تحت فرایندی مشابه قرار گرفتند.

     نامگذاری مناسب برای تشخیص نمونه های ترکیب شده با پلیمرهای مورد استفاده و NPG اتخاذ شد. به عنوان مثال، ABS/NPG25 به کامپوزتی شامل ترکیب 75 درصد وزنی(m/m) از پلیمر ABS به همراه 25 درصد وزنی(m/m) از NPG اطلاق می شود.

مهندسی مجدد ترمودینامیک محاسباتی و هدایت سینتیک فولاد ابزار با کارایی بالا

Computational thermodynamics and kinetics-guided re-engineering of a high-performance tool steel

چکیده
اعلام تعرض منافع
منابع مالی
منابع

چکیده

با هدف به دست آوردن پراکندگی ریز رسوبات در مقیاس نانو برای افزایش مشخصه های مکانیکی فولاد ابزار با کارایی بالا، بازمهندسی ترکیب آلیاژ و عملیات حرارتی توسط ترمودینامیک محاسباتی و سینتیک انجام شد. نمونه ی اولیه ی آلیاژ با استفاده از شیمی و عملیات حرارتی طراحی شده تهیه شد. بعد از آن، مشخصه های ریزساختاری پیشرفته و آزمایش مکانیکی، طراحی موفقیت آمیز را برای رسیدن به تراکم تعداد بالای رسوبات (V, Mo)C با قطر متوسط حدود 5 نانومتر در شرایط پیک سخت شده، پس از برگشت دادن مارتنزیت در دمای 600 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت تأیید کردند.

ایجاد فولاد ابزارهایی با عملکرد بالا برای تحمل شرایط سخت سرویس قطعات ماشین آلات حائز اهمیت است. فولاد ابزارهای متداول با مقدار کربن متوسط و زیاد و عناصر تشکیل دهنده ی کاربید از جمله Cr، Mo و V جهت تحریک رسوب کاربیدها و تضمین استحکام و سختی بالا مشخص می شوند. با این حال، محدودیت هایی برای این نوع آلیاژ وجود دارد: i) مقدار کربن بالا به طور قابل توجهی چقرمگی و جوش پذیری فولاد ابزارها را مختل می کند. ii)  کاربیدهای درشت شامل M3C، M6C، M23C6 و غیره در طی عملیات حرارتی نهایی شکل می گیرند [1،2] و مشارکت محدودی در استحکام و سختی دارند و حتی چقرمگی فولاد ابزار را بیشتر می کنند. iii) کاربیدهای تشکیل شده دارای سرعت درشت شدن بالا، با مقاومت نرم شدن حرارتی پایین هستند که باعث کاهش استحکام مواد و طول عمر قطعات ماشین در دماهای سرویس بالا می شود. هدف این مقاله بازمهندسی فولاد ابزار با کارایی بالا با استفاده از راهنمایی ترمودینامیک محاسباتی و سینتیک جهت کاهش مشکلاتی است که عملکرد فولاد ابزار را محدود می کند. انتظار می رود که آلیاژ جدید ترکیبی از مشخصه های مهم از جمله چقرمگی، پایداری حرارتی و جوش پذیری را با استفاده از یک مفهوم متالورژی ناب بهبود و تعادل ببخشد، اما همچنان استحکام و سختی قابل ملاجظه ای را به عنوان فولاد ابزار متداول حفظ می کند [1و2]. دستیابی به مشخصه های متعادل تر به بهینه سازی موفقیت آمیز رسوبات با پراکندگی های ریز کاربیدهای نانومقیاس بستگی خواهد داشت (به عنوان مثال، MC و M2C با M که عمدتاً V و Mo را نشان می دهد)، در حالی که شکل گیری جمعیت کاربید درشت تر را محدود می کند [3]. انتظار می رود که پراکندگی ریز کاربیدهای MC یا / و  M2C در مقیاس نانو دارای ماهیت های زیر باشند: i) مشارکت بیشتر در استحکام، سختی و مقاومت در برابر سایش در دمای محیطی و دمای بالا [4]؛ ii) پایداری بالای مواد در طول سرویس در دمای بالا بنابر رشد کمتر و سرعت درشت شدن رسوبات [5،6]. iii) جایگاه های پتانسیل به دام انداختن هیدروژن، افزایش مقاومت تردی هیدروژنی مواد [7]. برخی از قواعد راهنما برای آلیاژ جدید این است که ذرات کاربید درشت نباید در ریزساختار محصول نهایی وجود داشته باشند. به این معنی که نباید از نظر ترمودینامیکی پایدار باشند، و علاوه بر این، نسبت C/(V+Mo) باید به صورت تقریبا یکپارچه حفظ شود که نه تنها باعث تسهیل رسوب در مقیاس نانو (تقویت آلیاژ) می شود، بلکه مقدار C در محلول جامد در ریزساختار محصول نهایی (افزایش چقرمگی) را نیز کاهش دهد. بنابراین، ابتدا ترمودینامیک و سینتیک محاسباتی برای تعیین پارامترهای آلیاژی و عملیات حرارتی بازمهندسی، با هدف قرار دادن انواع رسوب ریز مطلوب MC یا / و  M2C انجام شد. سپس، نمونه اولیه مواد بر اساس فلسفه طراحی مواد فوق الذکر تهیه شد و مشخصه سازی با استفاده از ابزارهای آزمایشی پیشرفته برای اعتبارسنجی با تمرکز بر رسوب صورت گرفت.

شکل 1. ترمودینامیک و سینتیک محاسباتی برای طراحی رسوب: a) نمودار فاز ایزوترمال در دمای 550 درجه سانتیگراد با تغییرات C و V در یک فولاد مرجع که سابقا مطالعه شده با ترکیب شیمیایی 0.32C–1.1Si–0.8Mn–1.4Cr–0.8Mo–0.14V–0.7Ni b) نمودار فاز همدما در دمای 650 درجه سانتیگراد با تغییرات C و V پس از کاهش مقدار Si از 1.1 درصد وزنی به 0.3 درصد وزنی فولاد مرجع. C) نمودار مشخصه های فولاد مرجع، d) نمودار مشخصه های فولاد جدید، e) مدل‌سازی سینتیک رسوب فولاد جدید در دمای 600 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت، f) مدلسازی سینتیک رسوب فولاد جدید در دمای 600 درجه سانتیگراد به مدت 1000 ساعت با مقیاس لگاریتمی محور y.

یک روش مبتنی بر بهینه سازی فراابتکاری برای تخمین پارامتر یک مدل کوره قوس الکتریکی

A meta-heuristic optimization-based method for parameter estimation of an electric arc furnace model

چکیده
1 مقدمه
2 سیستم منبع تغذیه ی قدرت الکتریکی و مدل قوس الکتریکی
3 تخمین پارامترهای مدل
4 بحث و نتیجه گیری
5 نتیجه گیری
اعتبار سنجی مشارکت نویسندگان
اعلامیه منافع رقیب
دسترسی داده ها
تشکر و قدردانی
ضمیمه A. پارامترهای نصب کوره قوس الکتریکی نشان داده شده در شکل 1
منابع

چکیده
یافتن بارهای غیرخطی متغیر با زمان در سراسر سیستم های توزیع معمول است، مانند کوره های قوس الکتریکی (EAFs) که به صورت گسترده در بخش صنعتی فولادسازی مورد استفاده واقع می شوند. بر اساس فرآیند ذوب و تصفیه فلزات، کوره های قوس الکتریکی (EAF) بلوک های بزرگی از توان را مصرف می کنند (توان اکتیو و راکتیو) که منجر به اختلالات چشمگیری در کیفیت توان از جمله نوسانات هارمونیک و ولتاژ در شبکه های توزیع می شوند. مدل های پارامتریک کوره های قوس الکتریکی (EAF) مختلف با هدف پیش بینی شکل موج ولتاژ و جریان و سپس ارزیابی عملکرد دستگاه های جبران سازی توان راکتیو مطرح شده اند. این مقاله یک روش شناسی جدید را جهت تخمین بهینه پارامترهای یک مدل کوره قوس الکتریکی مطرح می کند که می تواند زمان اجرا و میزان خطای کمتری را در مقایسه با برخی از روش های روز دنیا به دست آورد. روش شناسی با استفاده از داده های واقعی و شبیه سازی شده و از طریق سه الگوریتم بهینه سازی فراابتکاری از جمله الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO)، الگوریتم جستجوی گرداب (VSA) و الگوریتم جستجوی کلاغ (CSA) مورد ارزیابی قرار می گیرد. بر اساس نتایج، روش شناسی مطرح شده بر پایه ی رویکردهای بهینه سازی فراابتکاری به طور موثر عمل نموده و امکان تخمین پارامترهای مدل کوره قوس الکتریکی را از طریق یک مرحله بهینه‌سازی واحد، ثبت رفتار تصادفی غیر سینوسی، غیر خطی و متغیر با زمان را فراهم می کند که نمونه ‌های کوره قوس الکتریکی واقعی را نشان می‌دهد. خطاهای نسبی اعوجاج هارمونیک کل بین سیگنال های جریان و ولتاژ قوس تخمینی و برآورد شده به ترتیب حدود 1.23 درصد و 0.62 درصد به دست آمده اند.

نانوذرات آلیاژ Pd-Sn جهت اکسیداسیون متانول الکتروکاتالیستی: تکامل فاز از محلول جامد به ترکیبات بین فلزی

Pd-Sn alloy nanoparticles for electrocatalytic methanol oxidation: Phase evolution from solid solution to intermetallic compounds

چکیده

1 مقدمه

2 آزمایشگاهی

3 نتایج و بحث

4 نتیجه گیری

تقدیر و تشکر

منابع

چکیده

     توسعه سودمند کاتالیست‌ها با فعالیت بالا و پایداری از طریق روش آلیاژ سازی، مسئله ای ضروری برای تبدیل انرژی در واکنش های الکتروکاتالیستی است. در میان ساختار های آلیاژی متفاوت ترکیب های بین فلزی(IMCs) بیشتر توجهات اخیر را به واسطه هندسه خاص و تاثیرات الکترونیکی، فعالیت عالی و پایداری که بخاطر ساختار منظم آنهاست، به خود جلب کرده است. در اینجا یک سری از ساختارهای حفره های نانو کریستال های آلیاژ شامل محلول جامد مکعبی با وجوه مرکز دار(Sn)Pd ،ترکیبات بین فلزیPd2Sn و ترکیبات بین فلزی Pd3Sn2از طریق یک روش حلالیت به وسیله گرما با تغییر نسبی پالادیوم و Sn تولید می شوند. تفاوت ساختار نانو کریستال ها از طریق میکروسکوپی الکترون و طیف سنجی به کمک آنالیز جداسازی عنصری محلی و طیف سنجی ایکس ری مورد تحقیق قرار گرفته است.از نظر فعالیت توده‌ای و فعالیت اختصاصی، در میان همه Pd3Sn2 واکنش اکسیداسیون متانول(MOR) فوق‌العاده‌ای را از خود نشان داد. عملکرد این آلیاژ از طریق شبیه سازی محاسبات تئوری تابع دانسیته(DFT) بر روی ۳ مدل آلیاژ Pd-Sn مختلف به خوبی درک شده است.در مقایسه با (Sn)Pd و Pd2Sn سینتیک بالای Pd3Sn2 به وسیله جذب ضعیف ترCO و جذب مطلوب CO-OHمشخص میشود.

آزمایشگاهی
مواد و مواد شیمیایی
     همه واکنش گر ها دارای درجات تحلیلی بودند و بدون خلوص سازی بیشتر مورد استفاده قرار گرفتند. پالادیوم استیل ازAldrich chemistry و قلع کلرید آّب پوشیده (SnCl2·2H2O) از سینوفارم، پلی وینیل از Macklin ،N,N-dimethylformamide (DMF)از Tianjin Yuanli ،Vulcan XC-72R کربن توسط کمپانی cabot ، پتاسیم هیدروکسید(KOH 95%) ازMeryer ، متانول محلول از shanghai Aladdin ،Nafion با درصد وزنی 5% از Sigma-Aldrich و آرگون (99.999) از Tianjin Yekong خریداری شد.

سنتز کاتالیست های NP PdxSny
     نانوذرات آلیاژ PdxSny با ارجاع به سنتز آلیاژ پلاتین _قلع آماده شد. Pd3Sn2 با یک پیش‌ساز Sn/Pd با نسبت 1:1 سنتز شد. در یک راکتور سنتز هیدروترمال ۱۲ میلی لیتر ازDMF 0.02 میلی مول Pd(acac)2 ،0.02 از SnCl2.2H2O و 0.3 گرم PVP افزوده شد.پس از اختلاط و حل شدن مواد اتوکلاو به یک اجاق ۲۰۰ درجه منتقل می شود و به مدت ۶ ساعت واکنش می دهد. محلول به دست آمده سانتریفیوژ شده و با آب دیونیزه شستشو داده شده و در وکیوم خشک شد. Pd(Sn) و Sn2Pd وSn(Pd) با متد مشابه به نسبت 1:4(0.008mmol از SnCl2.2H2Oو0.032mmol از Pd(acac)2) و 2:3 (0.016mmol از SnCl2.2H2Oو0.024mmol ازPd(acac)2) و 4:1 (0.032mmol از SnCl2.2H2O و0.008mmol ازPd(acac)2) همگی با همان شرایط ثابت سنتز شدند. سنتز Pd خالص( یا Sn) به منظور حذف پیش‌ساز Sn (یاPd) تحت شرایط یکسان است.

ویژگی های مواد
     از میکروسکوپی الکترون عبوری(TEM,JEOL-1230) برای تعیین مورفولوژی محصولات استفاده شد. TEMبا رزولوشن بالا(HRTEM) اسکن سالانه با زمینه تیره و زاویه بالا(HAADF-STEM) و طیف سنجی با انرژی های بالای ایکس(EDS) بر روی یک میکروسکوپ الکترونی عبوری ۲۰۰F صورت گرفت. ساختار کریستالی نمونه با استفاده از پراش سنجی ایکس ری(XRD) در دمای اتاق آنالیز شد که برای این کار از دیفراکتومترD8(Bruker AXS) و با منبع تشعشع Cu ka (40Kv,40mA,λ=1.5418A)استفاده کردیم. XPS با استفاده از یک طیف سنج ESCALAB-250XI و ایکس ری Al Ka انجام شد. مقادیر سه نمونه Pd-Sn برای واکنش الکتروکاتالیست با استفاده از طیف سنجی نوری پلاسمای دوتایی مشخص شد.(ICP-OES, Aglient720)

ارزیابی اثرات محیطی و عملکرد مقاومت طولانی مدت شیار شدگی فناوری های ترکیب آسفالت گرم

Environmental impact evaluation and long-term rutting resistance performance of warm mix asphalt technologies

چکیده

1.مقدمه

2. اهداف

3.روش شناسی تحقیق

3.1 توصیف پروژه و گردآوری چسباننده

3.2 تاثیر فناوریهای ترکیب آسفالت گرم بر تولید دی اکسید کربن

3.3 توصیف چسباننده

4. نتایج و بحث

1-4. نتایج آزمایش PG چسباننده و مصالح دانه ای

2-4. نتایج آزمایش MSCR

3-4. رابطه بین Jnr3/2 و R3/2

4.4 نتایج آزمایش ترکیبات هسته های میدانی

5-4. همبستگی ویژگی های چسباننده و ویژگیهای مصالح دانه ای آسفالت

4.6 همبستگی میان ویژگیهای چسباننده

4.7 تحلیلی تاثیر محیطی

5. نتیجه گیری ها

چکیده

استفاده از فناوری های ترکیب آسفالت گرم (WMA) بدلیل وجود مزایای موثر محیطی به خوبی پذیرفته شده اند. به هر حال، عملکرد بلند مدت میدانی این چسباننده به خوبی درک نشده است. تاکید این مقاله متمرکز بر مقاومت بلند مدت شیار شدگی ترکیب آسفالت گرم (WMA) وترکیب آسفالت داغ (HMA) همراه با آن بر اساس 83 نمونه میدانی گردآوری شده از 28 پروژه میدانی در آمریکا در چهار ناحیه آب و هوایی و همچنین تاثیرات محیطی اندازه گیری شده برای فناوریهای مختلف آسفالت گرم مرکب (WMA) در مقایسه با آسفالت ترکیب داغ (HMA) می باشد. هسته های میدانی در حالت های دینامیک با استفاده از ارزیابی تطابق خزش و آزمایش های ابزار ردیابی چرخ هامبورگ ارزیابی شده اند. چسباننده آسفالت بدست آمده از هسته های میدانی با درجه بندی پیوسته عملکرد (PG)، بازیابی خزش تنش های متعدد (MSCR) و آزمایشات کشش مونوتونیک ارزیابی شده اند. نتایج نشان داد که چسباننده ترکیب آسفالت گرم (WMA) دارای مقاومت شیارشدگی مشابه با چسباننده ترکیب آسفالت داغ(HMA) بعد از فرسایش بلند مدت هستند. وجود پلیمر در چسباننده آسفالت ار طریق نمودار تطابق خزش قابل بازیابی و بازیابی درصدی نمایش داده می شود. چسباننده پلیمر اصلاح شده با قدمت بلند مدت در ترکیب آسفالت گرم (WMA) و ترکیب آسفالت داغ (HMA) قابل مقایسه هستند. همچنین نتایج نشان داد که کاهش دی اکسید کربن با استفاده از ترکیب آسفالت گرم(WMA) با توجه به نوع ماده ترکیب آسفالت گرم (WMA) در بازه 89.09 تا 42.79% قرار می گیرد. به طور میانگین، انتشار دی اکسید کربن با استفاده از فناوریهای ترکیب آسفالت گرم (WMA) با کاهش 66.98 درصدی همراه است. در نهایت، نتایج تحلیل تاثیر محیطی و عملکرد بلند مدت تائید کننده استفاده مطمئن از فناوریهای ترکیب آسفالت گرم (WMA) می باشد.

5- نتیجه گیری ها

این تحقیق به ارزیابی تاثیرات محیطی فناوری ترکیب آسفالت گرم(WMA) در مقایسه با ترکیب آسفالت داغ (HMA) برای 28 پروژه میدانی در آمریکا و همچنین مقاومت شیار شدگی در برابر تغییرات دائمی چسباننده ترکیب آسفالت گرم(WMA) و ترکیب آسفالت داغ (HMA) و مصالح دانه ای مختلف آسفالت بر اساس 83 نمونه میدانی پرداخته است. نتایج این تحقیق برای انتخاب آزمایش ها و ویژگی های مناسب جهت توصیف مقاومت در برابر تغییرات دائمی چسباننده مختلف آسفالت ها مفید می باشند. یافته های اصلی این تحقیق به صورت زیر خلاصه می شوند:

• با توجه به نوع چسباننده ترکیب آسفالت گرم(WMA)، کاهش CO2 در بازه 89.09 تا 42.79% قرار می گیرد. به طور میانگین، انتشار دی اکسید کربن می تواند با استفاده از فناوری چسباننده ترکیب آسفالت گرم(WMA) کاهش 66.89 درصدی داشته باشد.

Abstract

The adoption of warm mix asphalt (WMA) technologies is well accepted due to its promising environmental benefits, however, their long-term field performance is not well understood. This study focused on the long-term rutting resistance of WMA and their companion hot mix asphalt (HMA) based on 83 field samples collected from 28 field projects across the United States covering four climate zones, and quantified environmental impacts for various WMA technologies as compared to HMA. Field cores were evaluated by dynamic modulus, creep compliance, and Hamburg wheel-tracking device tests. Asphalt binders extracted from field cores were evaluated by continuous performance grading (PG), multiple stress creep recovery (MSCR), and monotonic shear tests. The results showed that WMA binders exhibited similar rutting resistance compared with the HMA binders after long-term field aging. Existence of polymer in the asphalt binder was displayed through the plot of non-recoverable creep compliance and percent recovery. The long-term field aged polymer modified asphalt binders for WMA and HMA were comparable. The results also showed that the CO2 reduction by using WMA ranged from 89.09% to 42.79% depending on WMA type. On average, the CO2 emission was reduced to 66.89% by using WMA technologies. Overall, environmental impact analysis and long-term field performance results validated the confident use of WMA technologies.

5- Conclusions

This study evaluated the environmental impacts of WMA technologies as compared to HMA for 28 field projects across U.S., as well as permanent deformation resistance for extracted HMA and WMA binders and asphalt mixtures based on 83 field samples. The outcome of this study would be helpful to select appropriate testing and properties to characterize long-term permanent deformation resistance for various asphalt materials. The major findings in this study are summarized as follows: 

Depending on the WMA type, the CO2 reduction ranged from 89.09% to 42.79%. On average, the CO2 emission could be reduced to 66.89% by using WMA technologies.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

ارزیابی اثرات محیطی و عملکرد مقاومت طولانی مدت شیار شدگی فناوری های ترکیب آسفالت گرم

Environmental impact evaluation and long-term rutting resistance performance of warm mix asphalt technologies

مطالعه تجربی مقاومت و ریز ساختار ملات در حضور میکرو و نانو سیلیس

Experimental study on strength and microstructure of mortar in presence of micro and nano-silica

چکیده

1. مقدمه

1.1 مواد

2. نتایج و بجث

2.1 روانی عادی

2.2 زمان گیرش

2.3 جریان یا کارایی

2.4 مقاومت فشاری

2.5 مقاومت کششی دو نیم شدگی

2.6 مطالعات همبستگی بین مقاومت فشاری و کششی دو نیم شدگی

2.7 تجزیه و تحلیل SEM-EDX

3. نتیجه گیری

منابع

چکیده

روش های ساخت و ساز پایدار نیازمند مواد سیمانی با مقاومت بالا است که به شدت به ماهیت مواد اتصال دهنده و ساختار حفره وابسته است. خواص فیزیکی – شیمیایی این مواد را می توان با جایگزینی ترجیحی سیمان با مواد حاوی ذرات نسبتاً کوچکی که منجر به بهبود ساختار حفره می گردند به نحو مناسبی ارتقاء داد. هدف مطالعه حاضر بررسی مقاومت و ریزساختار ملات سیمانی جایگزین شده ترجیحی با تلفیق میکروسیلیکا (MS)، نانوسیلیکا (NS) و استفاده ترکیبی از آن ها با ۳، ۷ و ۲۸ روز عمل‌آوری است. از MS (5.0 الی 20 درصد) و NS (۰.۵ الی ۱.۲۵ درصد) جایگزین با نسبت آب به اتصال دهنده 0.5 استفاده می شود. نمونه ها از نظر خواص تازگی (روانی، زمان گیرش، جریان) و مقاومت سخت (فشاری و شکاف) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند و همبستگی بین مقاومت فشاری و کششی دو نیم شدگی به دست آمد. در مقایسه با ملات حاوی MS، ملات حاوی NS مقاومت بهتری را ایجاد می نماید. استفاده بهینه از MS با تلفیق NS باعث افزایش معنی دار مقاومت ملات می گردد. از SEM-EDX برای تجزیه و تحلیل ریزساختار نمونه ها استفاده شد و از همبستگی بین محتوای Ca و Si برای تجزیه و تحلیل ماتریس سیمان استفاده گردید. یافته ها نشان دادند که استفاده بهینه از میکروسیلیکا و نانوسیلیکا اثرات مفیدی برای بهبود خواص تازگی و نیز مقاومت با توجه به ریزساختار متراکم به همراه دارد.

۱. مقدمه

مواد سیمانی مواد کامپوزیتی هستند که از سیمان پورتلند ساخته شده و به دلیل کاربرد گسترده اهمیت بسیاری در کلیه حوزه های ساخت و ساز دارند. افزایش روزافزون جمعیت جهان و پیشرفت های فناوری و صنعنی چشمگیری که به الزامات زیرساختی عظیمی منجر گشته، تقاضای سیمان را افزایش داده است [1]. تولید سیمان و سنگدانه های ریز نه تنها انرژی بسیار زیادی می برد بلکه به دلیل انتشار آلاینده های مضر از جمله ذرات و گازهای گلخانه ای تهدیدی برای محیط زیست محسوب می شوند [2]. 

۳. نتیجه گیری

مطالعه تاثیر جایگزینی ترجیحی سیمان با MS و یا NS بر ویژگی ها و ریزساختارهای تازگی و سخت شدگی ملات های سیمان در مقایسه با مخلوط شاهد انجام پذیرفت. در حضور MS و نیز NS، روانی، زمان گیرش اولیه و نهایی نمونه ها افزایش یافته در حالی که جریان کاهش می یابد اما این تاثیر در مخلوط های سه گانه مشهودتر می باشد. افزایش مقاومت فشاری و کششی دو نیم شدگی با افزایش محتوای MS و NS به ترتیب از ۵.۰ به ۱۵ درصد و از ۰.۵ به ۱ درصد همراه با کاهش جزئی مقاومت پس از آن حاصل می گردد. نتایج از طریق تجزیه و تحلیل SEM-EDX با کاهش چشمگیر نسبت کلسیم Ca/Si تایید شدند. این کاهش مقاومت بدلیل کاهش همگنی ماتریس سیمان در محتوای بالاتر MS بود در حالی که کاهش مقاومت در محتوای بالاتر NS به دلیل انباشتگی ذرات نانو در محتوای بالاتر ماتریس سیمان می باشد. تجزیه و تحلیل SEM-EDX نقصان فعالیت پوزولانی MS و NS را در محتوای بالاتر به دلیل انباشتگی و اصطکاک میان ذرات تایید می نماید.

Abstract

Sustainable construction practices require cementitious materials with high strength that is strongly dependent upon the nature of binding materials and pore structure. The physico-chemical properties of these materials can be tailored suitably by preferential substitution of cement by materials having comparatively small particle size resulting in improved pore structure. This study is aimed to investigate strength and microstructure of the preferentially substituted cement mortars with incorporation of microsilica (MS), nanosilica (NS) and their combined use at 3, 7 and 28 days of curing. The substituent MS (5.0–20%) and NS (0.5–1.25%) have been used at a water binder ratio of 0.5. The specimens were analyzed for the fresh (consistency, setting time, flow) and hardened (compressive and split tensile strength) properties and a correlation between compressive and split tensile strength was obtained. Mortar containing NS was found to develop better strength as compared to the mortar containing MS. The optimum usage of MS with incorporation of NS was further found to increase the strength of mortar significantly. SEM-EDX was used for the analysis of the microstructure of the specimens and the correlation between Ca and Si content was used to analyze the cement matrix. The findings show that the optimized usage of micro and nano silica can give beneficial effects to improve the fresh properties as well as strength with dense microstructure.

1. Introduction

Cementitious materials are the composite materials produced from Portland cement with paramount importance in all the construction fields due to their extensive applications. Day-by Day increasing world population and tremendous technological & industrial advancement leading to massive infrastructure requirement has further increased the demand of cement [1]. The production of cement and fine aggregates is not only highly energy intensive, but also pose a threat to the environment due to release of harmful pollutants including particulates and greenhouse gases [2].

3. Conclusion

The study of effect of preferential substitution of cement by MS and/or NS on fresh as well as hardened properties & microstructure of cement mortars in comparison to control mix has been carried out. The consistency, initial and final setting time of the specimens were found to increase while the flow was found to decrease in content of MS as well as that of NS but the effect was more pronounced in case of ternary blends. An increase in compressive and split tensile strength was obtained with increasing content of MS and NS from 5.0% to 15% and from 0.5% to 1.0% respectively along with a slight reduction in strength afterwards. The results were confirmed with SEM-EDX analysis with profound decrease in Ca/Si ratio accordingly. This decrease in strength was because of the reduction in homogeneity of the cement matrix at higher content of MS while the decrease in strength at higher content of NS was attributed to the agglomeration of nano particles at higher content in the cement matrix. SEM-EDX analysis confirmed the loss of pozzolanic activity of MS and NS at higher content due to agglomeration and friction among particles.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مطالعه تجربی مقاومت و ریز ساختار ملات در حضور میکرو و نانو سیلیس

Experimental study on strength and microstructure of mortar in presence of micro and nano-silica

تولید کامپوزیت های بتن سبز شامل الیاف زباله پلاستیکی فلزی شده و خاکستر سوخت روغن نخل

Green concrete composites production comprising metalized plastic waste fibers and palm oil fuel ash

چکیده
1.مقدمه
۲. مصالح و روش هایآزمایش
۳. نتایج و بحث
۳. ۱. کارایی
3.2 مقاومت فشاری
3.3 مقاومت کششی در برابر تقسیم(دو نیم) شدگی
3.4 مقاومت خمشی
3.5 سرعت پالس التراسونیک
4. نتیجه گیری
منابع

چکیده

در میان راه‌حل‌های موجود بالقوه برای یک محیط تمیزتر، یکی از انها به حداقل رساندن مصرف مصالح غیرقابل ‌تجزیه زیستی و کاهش پسماند است. تولید و دفع پلاستیک‌های پسماند اثرات شدیدی بر محیط‌زیست دارد. استفاده از مصالح پسماند جامد در ساخت‌وساز پایدار به دلیل هزینه کمتر مصالح پسماند همراه با صرفه‌جویی در مکان‌های دفن زباله، توجه زیادی را به خود جلب کرده‌است. در این مقاله، امکان‌ ارزیابی و استفاده از الیاف پسماند پلاستیکی فلزی شده (‏MPW)‏و خاکستر سوخت روغن نخل (‏POFA)‏در تولید کامپوزیت های بتنی با ارزیابی خواص مکانیکی و سرعت پالس اولتراسونیک مورد بررسی قرار گرفت. شش مخلوط بتنی حاوی الیاف پسماند پلاستیکی فلزی شده MPW به صورت متغیر از ۰ تا ۱.۲۵ % با طول ۲۰ میلی متر از سیمان پورتلند معمولی (‏OPC)‏ساخته شدند. شش مخلوط بتنی مختلف با میزان الیاف یکسان نیز ساخته شدند، که در آن ۲۰ % خاکستر سوخت روغن نخل POFA جایگزین سیمان پورتلند معمولی OPC شد. نتایج نشان می‌دهد که الیاف پسماند پلاستیکی فلزی شده MPW، به همراه خاکستر سوخت روغن نخل POFA کارایی بتن‌ها را کاهش داده‌اند. همچنین مشخص شده‌است که با اضافه کردن الیاف پسماند پلاستیکی فلزی شده MPW به مخلوط‌های بتنی، مقاومت فشاری برای مخلوط‌های سیمان پورتلند معمولی OPC و خاکستر سوخت روغن نخل POFA در سنین اولیه گیرش بتن کاهش می‌یابد. اگرچه در دوره عمل‌آوری ۹۱ روزه، این مخلوط‌ها حاوی خاکستر سوخت روغن نخل POFA بودند که مقاومت فشاری بالاتری از مخلوط‌های دارای سیمان پورتلند معمولی OPC داشتند. مخلوط های دارای الیاف پسماند پلاستیکی فلزی شده MPW و خاکستر سوخت روغن نخل POFA همچنین مقاومت کششی و خمشی را افزایش دادند و در نتیجه باعث افزایش انعطاف‌پذیری شدند.. این مطالعه نشان داد که الیاف پسماند پلاستیکی فلزی شده MPW پتانسیل استفاده در بتن پایدار با بهبود خواص مکانیکی را دارند.

4. نتیجه گیری

در مطالعه حاضر، خواص فیزیکی – مکانیکی کامپوزیت های بتن پایدار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج زیر براساس نتایج بررسی و تحقیق به دست آمد. با اضافه کردن الیاف پسماند پلاستیکی فلزی شده MPW به مخلوط‌های بتنی، بتن سخت‌تر شده و کارایی آن کاهش یافت. در سنین اولیه،مقاومت فشاری مکعبی با اضافه کردن الیاف های پسماند پلاستیکی فلزی شده MPW و خاکستر سوخت روغن نخل POFA اندکی کاهش یافت. بااینحال، برای مخلوط‌های دارای POFA، مقاومت فشاری بالاتر از مقاومت فشاری مخلوط‌های دارای سیمان پورتلند معمولی OPC در سن ۹۱ روزه بود. برخلاف کاهش در مقاومت فشاری، افزایش قابل‌توجهی در مقاومت کششی و خمشی تمام نمونه‌های بتنی مشاهده شد. تمامی نمونه‌های حاوی الیاف پسماند پلاستیکی فلزی شده MPW مقادیر مقاومت کششی و خمشی بالاتری را نسبت به مخلوط‌های بتن ساده به دست آوردند. گنجاندن الیاف پسماند پلاستیکی فلزی شده MPW در نمونه‌های بتنی، عملکرد شکل‌پذیری بهتری را به دلیل عمل اتصال الیاف نشان داد. بعلاوه، مقادیر سرعت پالس اولتراسونیک UPV بدست‌آمده از ۳۷۰۰ تا ۴۴۰۰ m / s برای مخلوط‌های حاوی الیاف های پسماند پلاستیکی فلزی شده MPW و خاکستر سوخت روغن نخل POFA در همه سنین به عنوان بتن با کیفیت خوب مشخص شدند. تولید بتن سازگار با محیط‌زیست با اضافه کردن الیاف های پسماند پلاستیکی فلزی شده MPW و خاکستر سوخت روغن نخل POFA پتانسیل بالایی برای صنعتی شدن با عملکرد رضایت‌بخش برای کاربردهای سازه ای و غیرسازه ای دارد.

Abstract

Amongst the potential solutions to a cleaner environment is to minimize the consumption of non-biodegradable materials and to reduce wastes. The generation and disposal of waste plastics cause severe impacts on the environment. The utilization of solid waste in the sustainable constructions has concerned much attention due to the lower cost of wastes along with saving a necessary place of landfills. In this paper, the feasibility of metalized plastic waste (MPW) fibers and palm oil fuel ash (POFA) in the production of concrete composites was investigated by assessing the mechanical properties and ultrasonic pulse velocity. Six concrete mixes containing MPW fibers varying from 0 to 1.25% with a length of 20 mm were made of ordinary Portland cement (OPC). A different six concrete mixtures with the same fiber content were made, where 20% POFA substituted OPC. The results show that MPW fibers, together with POFA reduced the workability of concretes. It has also been found that by adding MPW fibers to the concrete mixtures, the compressive strength decreased for both OPC and POFA mixes at the early ages. Though at the curing period of 91 days, the mixes contain POFA attained compressive strength higher than those of OPC mixes. The mixture of MPW fibers and POFA subsequently enhanced the tensile and flexural strengths, thereby increasing the ductility. The study revealed that the MPW fibers are potential to be used in sustainable concrete by improving the mechanical properties.

4. Conclusions

In the present study, the physico-mechanical properties of sustainable concrete composites were explored. The following results were concluded based on the examination and investigational results. By adding MPW fibers into concrete mixes, concrete was harsher, and the workability decreased. At the early ages, cube compressive strength diminished slightly with the adding of MPW fibers and POFA. However, for POFA mixes, the compressive strength was higher than that of OPC mixes at the age of 91 days. Unlike diminution in compressive strength, remarkable enhancements in both tensile and flexural strengths of all concrete specimens were noted. All specimens containing MPW fibers obtained higher tensile and flexural strength values than those of plain concrete mixes. The inclusion of MPW fibers in concrete specimens revealed better ductility performance due to the linking action of fibers. Furthermore, the obtained UPV values of 3700 to 4400 m/s for mixes containing MPW fibers and POFA at all ages were characterized as good quality concrete. The production of eco-friendly concrete by adding MPW fibers and POFA is highly potential to be industrialized with the satisfactory performance for both structural and non-structural applications.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تولید کامپوزیت های بتن سبز شامل الیاف زباله پلاستیکی فلزی شده و خاکستر سوخت روغن نخل

Green concrete composites production comprising metalized plastic waste fibers and palm oil fuel ash