گروهی از محققان پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله برای نخستین بار در کشور موفق به ساخت ماده ای کامپوزیتی شده‌اند که می تواند در ساخت سازه های مختلف و به خصوص در مقاوم سازی سازه ها در برابر زلزله به طور موثری مورد استفاده قرار گیرد.

به گزارش خبرنگار علمی ایسنا، دکتر فریبرز ناطقی الهی، استاد مهندسی سازه و زلزله در پژوهشگاه زلزله و مجری طرح با بیان این مطلب افزود: هم اکنون قادر هستیم با روشی ساده و ایمن، بسیاری از سازه ها‌ی موجود را با هزینه ای کمتر در برابر زلزله مقاوم سازی کنیم و بدین ترتیب ایران به جمع معدود کشورهای سازنده کامپوزیت‌ سیمانی توانمند پیوسته است. این ماده از ترکیب هفت یا هشت ماده پودری و الیاف پلی وینیل الکل تشکیل شده که می بایست به صورت علمی و با درصدهای خاصی با یکدیگر ترکیب شوند تا خاصیتهای مکانیکی و دینامیکی مورد نظر را به وجود آورد. از این رو به این مصالح، «مواد مهندسی شده» گفته می شود.

وی خاطرنشان کرد: پیش از این نمونه‌هایی از «کامپوزیت سیمانی مهندسی»(Engineered cementitious composites) با هزینه بالا در آمریکا ساخته شده و به ثبت جهانی رسیده است. محققان کشورمان با همکاری پژوهشگران دانشگاه فنی دانمارک موفق شده اند برای اولین بار در جهان، نشان دهند که این ماده تولید داخل می تواند مانند لایه ای شبیه پلاستر سیمانی بر روی دیوارهای بنایی در ساختمان‌های بتنی قرار گیرد بدون آنکه از شبکه های فولادی که معمولا در اینگونه موارد کاربرد دارد، سبب افزایش قابل ملاحظه‌ای در مقاومت جانبی ساختمان در برابر زلزله شود.

ناطقی الهی تصریح کرد: آزمایشات اولیه برای رسیدن به این هدف از پنج سال پیش در کشور آغاز شد و در مقطعی از انجام این پژوهش، بخشی از آزمایشات در دانشگاه فنی دانمارک پیگیری شد. موفقیت به دست آمده در آزمایشات اولیه مصالح اثبات کرد که از این ماده می توان در مقاوم سازی بسیاری از سازه ها به خصوص سازههای بتنی و بنایی استفاده کرد. در گام دوم، آزمایش‌های پیشرفته ای بر روی نمونه‌ای از ساختمان بتنی با مقیاس یک دوم در پژوهشگاه زلزله شناسی انجام شد که موفقیت روش بسیار چشمگیر بوده است به طوری که پژوهشگران دانمارکی حاضر شده اند برای ادامه آزمایشات بخشی از دستگاه های فوق پیشرفته خود را از دانشگاه فنی دانمارک به پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی در ایران منتقل کنند.

وی تاکید کرد: براساس نتایج حاصل از آزمایش‌ها به ضرس ‌قاطع می‌توان گفت تردیدی در امکان کاربرد این ماده در مقاوم‌سازی ابنیه، مدارس، بیمارستانها و دیگر ساختمانهای قدیمی وجود ندارد.

دکتر ایوب دهقانی، همکار طرح افزود: در این تحقیق، روش طراحی و ساخت یک کامپوزیت سیمانی مسلح با الیاف پلی وینیل الکل (ECC) در ایران مورد بررسی قرار گرفته است. مکانیک شکست، خصوصیات کششی، فشاری و خمشی ECC تحت بارگذاری‌های استاتیکی و آزمایشات دقیق بررسی شده و با رفتار بتن معمولی مقایسه شده است. تفاوت عمده این ماده با بتن‌های سنتی و یا حتی بتن‌های الیافی معمولی در قابلیت ترک‌خوردگی‌های متعدد در این ماده است به طوری که این کامپوزیت سیمانی می تواند درصد افزایش طولی بیش از پانصد برابر بتن معمولی داشته باشد.

وی افزود: برای بازدید چگونگی تشکیل و توسعه ترک‌ها در لایه ECC از روش همبستگی تصاویر متوالی دیجیتالی (DIC) بهره گرفته شده که روشی نوین در بررسی خرابی سازه ها است. در ادامه چگونگی مقاوم سازی قاب های بتنی میان پر با میانقاب آجری با استفاده از لایه‌های ECC مورد ارزیابی قرار گرفته که در آن سه نمونه قاب بتنی میان پر با مقیاس 2.1 در حالت های بدون میانقاب، دارای میانقاب، دارای میان قاب تقویت شده با ECC تحت بارگذاری جانبی رفت و برگشتی قرار گرفته و منحنی های چرخه‌یی، نمودارهای نیرو تغییرمکان، تغییرات سختی و تغییرات استهلاک انرژی آنها با یکدیگر مقایسه شده اند.

دهقانی تصریح کرد: براساس نتایج که لایه های ECC وابسته به ضخامت خود می توانند ظرفیت باربری برشی را سه تا شش برابر و ظرفیت جذب انرژی را در اینگونه نمونه ها را 20 تا 50 برابر افزایش دهند. همچنین کاربرد ECC به عنوان ماده مقاوم سازی توانسته است مقاومت برشی پانل های بنایی را 5.1 تا 8.2 برابر و ظرفیت جذب انرژی را حداقل به میزان 35 برابر افزایش دهد. نتایج آزمایشات انجام شده در این تحقیق نشان می دهد که مقاوم‌سازی قاب‌های میان پر با ECC، سبب افزایش ظرفیت باربری به میزان 6.2 برابر، ظرفیت جذب انرژی به مقدار 7.2 برابر و جلوگیری از فروریزش میانقاب شده است.

به گفته وی، مقالات علمی حاصله در ژورنال معتبر Materials and Structures و مجله عمران شریف به چاپ رسیده اند.

انتهای پیام