توصيفگر ها :
كاهش انرژي , بتن سبك سازه اي , سبك دانه ي ليكا , ماده تغيير فاز دهنده
چكيده فارسي :
با توجه به تغييرات اقليمي گسترده در دو دهه¬ي اخير، بشر ميزان قابل توجهي انرژي را صرف تامين دماي آسايش مي¬كند. با بررسي نوع سازه-هاي موجود و اقليم حال حاضر ايران، سازه¬هاي بتني متداول¬ترين نوع سازه¬هاي ساخته شده هستند و اصلي¬ترين راه در كنترل انرژي در اين نوع سازه¬ها، تغييراتي در ساختار بتن است. متخصصين اين حوزه استفاده از بتن سبك سازه¬اي را پيشنهاد مي¬دهند كه با جاي¬گزيني صحيح سبك دانه¬ي مناسب در بتن، علاوه بر كاهش وزن آن كه به عنوان يكي از مهم¬ترين معايب سازه¬هاي بتن آرمه شناخته مي¬شود، ظرفيت گرمايي آن را تا حدودي اصلاح مي¬كند. نكته¬ي حائز اهميت در اين نوع بتن، حفظ خواص مكانيكي در عين افزايش ظرفيت گرمايي آن است. به منظور دست يابي به اهداف اين تحقيق، از 27 طرح اختلاط استفاده شد؛ 1 طرح به عنوان نمونه¬ي شاهد، 11 طرح از سبك دانه¬ي ليكا جهت ساخت بتن سبك سازه¬اي و در 15 طرح اختلاط از پلي اتيلن گليكول رده¬ي 600 و 1000 به عنوان ماده¬ي تغيير فاز دهنده استفاده شد. دماي تغيير فاز اين مواد به ترتيب 21 و 39 درجه¬ي سانتي گراد مي¬باشد. در مجموع 378 نمونه¬ي بتني شامل 54 نمونه¬ي استوانه¬اي استاندارد به ارتفاع 200 و قطر 100 ميلي متر جهت انجام آزمايش مقاومت فشاري، 27 نمونه¬ي مكعبي به ابعاد 100×100×100 ميلي متر جهت انجام آزمايش جذب آب، 54 نمونه¬ي استوانه¬اي به ارتفاع 150 ميلي متر و قطر 75 ميلي متر جهت انجام آزمايش تعيين ضريب هدايت حرارتي و آزمايش عملكرد حرارتي و 243 نمونه¬ي مكعب مستطيل به ابعاد 50×250×250 ميلي متر جهت انجام آزمايش شبيه سازي نور خورشيد و رطوبت ساخته شد.
استفاده از سبك دانه و ماده¬ي تغيير فاز دهنده باعث كاهش مقاومت و كاهش ضريب هدايت حرارتي بتن مي¬شود. به طوري كه با جاي-گزيني 75 درصد سبك دانه¬ي ليكا با مصالح طبيعي، مقاومت فشاري 28 درصد و ضريب هدايت حرارتي 56 درصد كاهش يافت. در اين پژوهش جهت ساخت بتن حاوي مواد تغيير فاز دهنده، از سه روش اختلاط تثبيت ماده¬ي تغيير فاز دهنده با ميكرو سيليس، نفوذ ماده¬ي تغيير فاز دهنده در سبك دانه و ساخت ميكرو كپسول استفاده شد. نتايج آزمايش¬هاي انجام شده نشان داد كه مقاومت فشاري و ضريب هدايت حرارتي كليه¬ي نمونه¬هاي حاوي ماده¬ي تغيير فاز دهنده نسبت به نمونه¬ي شاهد متناظر آن، كاهش يافت از طرف ديگر، درصد جذب آب نمونه¬هاي حاوي ماده¬ي تغيير فاز دهنده نسبت به نمونه¬ي شاهد متناظر افزايش مي¬يابد. دليل اين تغييرات مربوط به ساختار سبك دانه¬ي مصرفي، روش اختلاط ماده¬ي تغيير فاز دهنده و نوع آن مي¬باشد. به طور خلاصه مي¬توان بيان نمود كه نمونه¬هاي حاوي پلي اتيلن گليكول رده¬ي 1000 كه به روش تثبيت با ميكرو سيليس ساخته شدند، مقاومت فشاري بيش¬تر، جذب آب كم¬تر و ضريب هدايت حرارتي كم¬تري نسبت به نمونه¬هاي حاوي پلي اتيلن گليكول رده¬ي 600 داشتند.
چكيده انگليسي :
Due to the widespread climate change in the last two decades, humans are spending a significant amount of energy on providing comfortable temperatures. By examining the type of existing structures and the current climate of Iran, concrete structures are the most common type of structures built and the main way to control energy in this type of structure is changing in the structure of concrete. Experts in this field recommend the use of lightweight structural concrete; With the correct replacement of the appropriate lightweight aggregate in concrete, in addition to reducing its weight, which is known as one of the most important disadvantages of reinforced concrete structures, it improves its heat capacity to some extent. An important point in this type of concrete is to maintain its mechanical properties while increasing its heat capacity. To achieve the objectives of this research, 27 mixing schemes were used; 1 design as a control sample, 11 designs of lightweight aggregate Leca, were used to make structural lightweight concrete, and in 15 mixing designs, polyethylene glycols of grades 600 and 1000 were used as phase-changing material. The phase change temperatures of these materials are 21 and 39 degrees Celsius, respectively. A total of 378 concrete specimens including 54 specimens of standard cylinders with a height of 200 and a diameter of 100 mm for compressive strength testing, 27 cubic specimens with dimensions of 100 × 100 × 100 mm for water absorption testing, 54 cylindrical specimens with a height of 150 mm and a diameter of 75 mm for testing thermal conductivity and thermal performance testing and 243 rectangular cubic specimens with dimensions of 50 × 250 × 250 mm for similar testing. Made of sunlight and humidity. The use of lightweight aggregate Leca and phase change material reduces the strength and thermal conductivity of concrete. By replacing 75% of lightweight aggregate Leca with natural materials, the compressive strength decreased by 28% and the thermal conductivity by 56%. In this study, to make concrete containing phase change materials, three methods of mixing phase stabilization material with silica fume, penetration of phase change material in lightweight aggregate Leca, and making microencapsulation was used. The results of experiments showed that the compressive strength and thermal conductivity of all samples containing phase change material decreased compared to the corresponding control sample. On the other hand, the percentage of water absorption of samples containing phase the phase change material is increased compared to the corresponding control sample. The reason for these changes is related to the lightweight aggregate Leca structure used, the mixing method of the phase change material, and its type. In summary, samples containing grade 1000 polyethylene glycol made by silica fume fixation have higher compressive strength, lower water absorption, and lower thermal conductivity than Samples containing polyethylene glycol had grade 600
