آخرین دستاوردها
خانه - دستاوردها و اختراعات - تقویت سازه‌های فولادی با نانو چسب

تقویت سازه‌های فولادی با نانو چسب

محققان ایرانی با همکاری محققانی از دانشگاه موناش استرالیا، در طرحی که مورد حمایت تشویقی ستاد توسعه فناوری نانو معاونت علمی قرار گرفته است، با بهره‌گیری از فناوری نانو، نانو چسبی تولید کرده‌اند که می‌توان آن را در تقویت سازه‌های فولادی موجود در مناطق با آب و هوای گرم (نظیر اسکله‌ها، پل‌ها و سکوهای نفتی حاشیه خلیج فارس) به کار بست. این نانو چسب در مقیاس آزمایشگاهی سنتز شده است. اصغر حبیب نژاد کورایم، محقق این طرح، توضیح داد: امروزه استفاده از کامپوزیت‌های پلیمری تقویت شده با الیاف جهت مقاوم‌سازی و تقویت سازه‌های فلزی، یک روش نوین و کارا برای بهسازی سازه‌های فولادی محسوب می‌شود. وی بیان کرد: وزن پایین، استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی این نوع کامپوزیت‌ها، آنها را به یک گزینه ایده‌ال جهت استفاده در بازه‌ی وسیعی از سازه‌ها، نظیر سازه‌های فولادی، سازه‌های بتنی و سازه‌های چوبی تبدیل کرده است. با این حال، کاهش شدید استحکام چسب متصل کننده این کامپوزیت‌ها به سازه فلزی مادر در برخی شرایط خاص دمایی، استفاده از آنها را با محدودیت جدی مواجه کرده است. امروزه با ورود فناوری نانو به حوزه‌ی ساختمان و پلیمر، این مشکلات تا حدود زیادی در حال مرتفع شدن است.

حبیب نژاد کورایم، هدف از انجام طرح حاضر را بهبود عملکرد در دمای بالای چسب اپوکسی متصل کننده این کامپوزیت‌ها به سازه فلزی مادر به کمک نانو لوله‌های کربنی عنوان کرد. وی گفت: سازه‌های فلزی موجود در خلیج فارس، نظیر اسکله‌ها و سکوهای نفتی در تابستان دمای ۵۰ تا ۶۰ درجه‌ی سانتی‌گراد را تجربه می‌کنند. چسب‌های تقویت کننده‌ی رایج، در بازه‌ی دمایی مذکور ضعیف شده و کارایی خود را از دست می‌دهند. با استفاده از نانو چسب تولید شده در این طرح، می‌توان این سازه‌ها را محافظت نموده و موجب صرفه‌جویی در هزینه و افزایش عمر کاری سازه‌های فلزی مذکور شد. به گفته این محقق نانو لوله‌های کربنی به‌عنوان یک نانو ذره یک بعدی خواص مکانیکی و الکتریکی منحصر به فردی دارند.

خواص مکانیکی عالی و نیز نسبت طول به قطر بسیار بالای این نانو مواد امکان استفاده از آنها را به عنوان یک مسلح کننده در مقیاس نانو فراهم می‌کند. این مسلح کننده با خاصیت پل زنندگی خود بر روی دو طرف ترک می‌تواند از توسعه‌ی ترک جلوگیری کرده یا انرژی زیادی را مستهلک کند که این موضوع موجب بهبود خواص مکانیکی نانو کامپوزیت حاصل در مقایسه با ماده‌ی اولیه می‌شود. حبیب نژاد کورایم تصریح کرد: نانو لوله‌های کربنی به واسطه‌ی انرژی سطحی بالایشان به‌شدت تمایل به کلوخه شدن در ماده زمینه دارند. لذا توزیع یکنواخت آنها در ماده‌ی زمینه، پارامتر بسیار مهمی در اثرگذاری این نانو ذرات است. در غیر این صورت، این نانو ذرات نه تنها خواص مکانیکی و ترمومکانیکی ماده‌ی زمینه را بهبود نخواهد بخشید، بلکه به واسطه‌ی تمرکز تنش ناشی از وجود این نانو ذرات، خواص نانو کامپوزیت حاصل نسبت به ماده‌ی اولیه بدتر خواهد شد.

وی ادامه داد: از این‌رو، مرحله‌ی اول در انجام این پژوهش، انتخاب یک روش مناسب جهت اختلاط یکنواخت نانو لوله‌های کربنی با رزین اپوکسی بود. در مرحله‌ی بعد اتصال سازه‌ی فلزی مادر و نانو چسب تولید شده و در شرایط مختلف از جمله دماهای ۴۰ الی ۷۰ درجه سانتی‌گراد آزمایش گردید تا اثر استفاده از نانو لوله‌های کربنی بر رفتار چسب اتصال بررسی شود. این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر اصغر حبیب نژاد کورایم (عضو هیأت علمی دانشگاه علم و صنعت ایران) و پژوهشگرانی از دانشگاه موناش کشور استرالیا است که مورد حمایت تشویقی ستاد توسعه فناوری نانو قرار گرفت. نتایج این کار در مجله‌ی Composites Part B (جلد ۹۴، سال ۲۰۱۶، صفحات ۹۵ تا ۱۰۱) به چاپ رسیده است.

روابط عمومی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری

لینک کوتاه: http://iranetavana.ir/?p=9453

نظر خود را بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شد.خانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*

معادله امنیتی *