توصيفگر ها :
بتن سبز , سراميك پرسلان , خاكستر تفاله نيشكر , مواد تغيير فازدهنده , الياف
چكيده فارسي :
به دليل افزايش مداوم جمعيت جهان، مصرف انرژي در سطح جهان در حال افزايش است. طبق گزارش بهره¬وري انرژي IEA2019 مصرف جهاني انرژي در دهه¬ي اخير حدود 94 درصد افزايش يافته است. صنعت ساختمان در سراسر جهان مسئول 30% از تقاضاي كل انرژي است و انتظار مي¬رود روند رو به افزايش خود را حفظ كند. علاوه بر صرفه جويي در مصرف انرژي، به دليل مسائل زيست محيطي، هر ساختمان بايد به گونه‌اي طراحي و ساخته شود كه نياز آن به سوخت فسيلي به حداقل ممكن برسد. در اين راستا اضافه كردن يك ماده¬ي تغيير فازدهنده (PCM)در ساختار خارجي ساختمان براي صرفه¬جويي در مصرف انرژي و حفظ محيط زيست بسيار تاثير گذار خواهد بود. مواد تغيير فاز دهنده با تغيير برگشت پذير فاز بين جامد و مايع، انرژي را به صورت گرماي نهان ذخيره مي¬كنند. امروزه با رشد روز افزون جمعيت، توليد زباله¬هاي سمي و مضر افزايش يافته است. افزايش زباله¬هاي سمي علاوه بر اثرات منفي كه بر سلامت انسان و محيط زيست دارند، به فضاهاي وسيعي نيز جهت نابودي نياز دارند. يك اقدام مناسب به منظور كاهش ورود ضايعات به طبيعت و حفظ محيط زيست و منابع طبيعي، استفاده از اين مواد زائد در ساخت بتن مي¬باشد. در اين تحقيق، 34 طرح اختلاط تهيه و ساخته شد، كه در مجموع براي انجام آزمايش¬هاي مقاومت كششي، مقاومت فشاري، تعيين درصد جذب آب بتن و ضريب هدايت حرارتي 374 نمونه¬ي استوانه¬اي و مكعبي قالب¬گيري گرديد. موادي كه در ساخت بتن مورد استفاده قرار گرفت، شامل ضايعات سراميك¬هاي پرسلان و خاكستر تفاله¬ي نيشكر است،كه جزء مواد دور ريز و قابل برگشت به طبيعت نبوده و باعث آسيب رساندن به محيط زيست و آلودگي مي¬شوند. استفاده از همين مصالح باعث كاهش ضريب هدايت حرارتي شده كه اين امر موجب كاهش مصرف انرژي در صنعت ساختمان مي¬گردد. به كار بردن اين مواد زايد در بتن، با افزايش مقاومت فشاري و كششي باعث بهبود خواص رئولوژيكي مي¬شود. در اين تحقيق از مواد تغيير فاز دهنده پلي اتيلن گلايكول رده¬ي 600 استفاده شده كه دماي تغيير فاز آن در حدود 21 درجه¬ي سانتي گراد است. براي جلوگيري از نشت ماده¬ي تغيير فازدهنده، آن را در ميكروسيليس به صورت پايدار تثبيت كرده ودر بتن استفاده شده است. براي بهبود ضريب هدايت حرارتي و افزايش مقاومت كششي از دو الياف فولادي و پلي پروپيلن استفاده مي¬شود. در آزمايش¬هايي كه از بتن حاوي سراميك پرسلان (جاي¬گزين شن در بتن) به عمل آمد نشان داد كه اين ماده¬ي دور ريز كه قابل برگشت به طبيعت هم نيست مقاومت فشاري بتن را افزايش مي¬دهد. به عنوان مثال در طرح اختلاط جاي¬گزيني سراميك پرسلان با 100 درصد شن، مقاومت فشاري در حدود 45 درصد افزايش پيدا كرده است. استفاده از خاكستر تفاله¬ي نيشكر جاي¬گزين سيمان مصرفي در بتن باعث افزايش مقاومت فشاري بتن مي¬شود كه بهينه¬درصد براي خاكستر تفاله¬ي نيشكر 15 درصد است.
چكيده انگليسي :
Due to the continuous increasing population of the world, energy consumption is increasing worldwide. According to the IEA2019 Energy Efficiency Report, global energy consumption has increased by about 94%. The construction industry worldwide owns 30% of total energy demand and is expected to maintain its growing trend. Beside the subject of saving energy, considering environmental issues, each building must be designed and constructed in such a way that the requirement of fossil fuels is minimized. In this regard, the integration of a phase change material (PCM) in the external structure of the building will be very effective to save energy and protect the environment. Phase change materials store energy as latent heat by reversibly changing the phase between solid and liquid. Today, with the growing population, the production of toxic and harmful waste has increased. In addition to their negative effects on human health and the environment, the increase in toxic waste also requires large spaces for destruction. An appropriate measure to reduce the entry of waste into nature and protect the environment and natural resources is the use of these wastes in the manufacture of concrete. In this research, 34 mixing designs were prepared and fabricated, which in total, 374 cylindrical and cubic specimens were molded to perform tensile strength, compressive strength, determination of concrete water absorption percentage and thermal conductivity. Materials used to make concrete include porcelain ceramics and sugarcane pulp, which are waste materials that will damage the environment and cause pollution. The utilization of these materials reduces the thermal conductivity, which reduces energy consumption in the construction industry. The use of waste materials in concrete improves rheological properties by increasing the compressive and tensile strength. In this research, phase change materials of grade 600 polyethylene glycol are implemented, which the phase change temperature is about 21 degrees Celsius. To prevent leakage of the material, it is permanently fixed in microsilica and used in concrete. Fibers of steel and polypropylene are used to reduce the thermal conductivity and increase the tensile strength. Experiments with concrete containing porcelain ceramics (a substitute for sand in concrete) have shown that this waste material, which is not reversible to nature, increases the compressive strength of concrete. For example, in the porcelain ceramic replacement mixing design with 100% sand, the compressive strength has increased by about 45%. The use of sugarcane pulp ash to replace cement used in concrete increases the compressive strength of concrete, which is the optimal percentage for sugarcane pulp ash is 15%.
