شماره مدرك
21163
شماره راهنما
18141
پديد آورنده
فياض دستجردي، مريم سادات
عنوان
مطالعهي آزمايشگاهي خصوصيات مكانيكي و عملكرد حرارتي فوم بتن اتوكلاوي حاوي مواد تغييرفازدهنده با شكل پايدار توسط ميكروسيليس و خاكستربادي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
سازه
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1405
صفحه شمار
هفده،121ص. :مصور،جدول
توصيفگر ها
فومبتن اتوكلاوي , ماده تغيير فازدهنده , عملكرد حرارتي , پلياتيلنگليكول , ميكروسيليس , خاكستر بادي , دوام
تاريخ ورود اطلاعات
1405/04/20
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي عمران
دانشكده
مهندسي عمران
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/04/22
كد ايرانداك
23233525
چكيده فارسي
بخش ساختمان سهم قابل توجهي در مصرف جهاني انرژي دارد و توسعه مصالح ساختماني با عملكرد حرارتي بهينه، يكي از راهبردهاي مؤثر در بهبود بهرهوري انرژي ساختمانها محسوب ميشود. هدف اين پژوهش بررسي تأثير بهكارگيري پلياتيلنگليكول 600 پايدارسازيشده بر خواص مكانيكي، فيزيكي، ريزساختاري و عملكرد حرارتي فومبتن اتوكلاوي است. در اين پژوهش پانلهاي فومبتني با ضخامت 10 سانتيمتر و حاوي 10 و 20 درصد وزني پلياتيلنگليكول 600 توليد شدند. بهمنظور پايدارسازي و كاهش احتمال نشت ماده تغيير فازدهنده از افزودنيهاي پوزولاني ميكروسيليس و خاكستر بادي استفاده شد. عملكرد حرارتي نمونهها با استفاده از دستگاه شبيهساز دماي شبانهروز و تحت پروفيل دمايي يك روز تابستاني و يك روز پاييزي شهرهاي اصفهان و تبريز ارزيابي شد. شاخصهاي كاهش پيك دماي داخلي، دماي نهايي بيشينه، انحراف معيار دماي شبانهروز و تأخير زماني پاسخ حرارتي استخراج و تحليل شد. همچنين آزمايشهاي وزن مخصوص، جريان اسلامپ ، مقاومت فشاري، مقاومت كششي، جذب آب و دوام در برابر 100 چرخه يخزدگي و ذوب انجام شد. ريزساختار و تركيب عنصري نمونهها با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي و آناليز طيفسنجي پراكندگي انرژي بررسي شد. نتايج نشان داد افزودن 10 و 20 درصد وزني پلياتيلنگليكول 600 در طرحهاي حاوي خاكستر بادي بهترتيب موجب كاهش حدود 30 و 69 درصدي مقاومت فشاري 28روزه نسبت به نمونه شاهد شد. در حاليكه در طرح حاوي ميكروسيليس، افت مقاومت به حدود 5٫5 درصد محدود گرديد كه بيانگر نقش جبراني ميكروسيليس در حفظ پيوستگي ماتريس و كنترل اثر منفي ماده تغيير فازدهنده است. بهطور كلي استفاده همزمان از ميكروسيليس توانست بخش قابل توجهي از افت مقاومت را تا حدود 92 درصد جبران نمايد. در خصوص مقاومت كششي نيز نتايج نشان داد افزودن 10 و 20 درصد وزني پلياتيلنگليكول 600 موجب كاهش حدود 71 و 70 درصدي مقاومت كششي در طرحهاي حاوي خاكستر بادي گرديد، در حاليكه در طرح حاوي ميكروسيليس ميزان كاهش حدود 66 درصد بود كه بيانگر اثر جبراني نسبي ميكروسيليس در بهبود رفتار كششي ميباشد. همچنين خاكستر بادي در بهبود كارايي مخلوط تازه و يكنواختي ساختار متخلخل نقش مؤثري ايفا كرد و مشاهدات ريزساختاري بيانگر توزيع يكنواختتر تخلخل و بهبود انسجام ساختار داخلي نمونههاي اصلاحشده بود. از منظر حرارتي وجود ماده تغيير فازدهنده موجب افزايش اينرسي حرارتي، كاهش دامنه نوسانات دماي داخلي و ايجاد تأخير زماني در رسيدن به دماي بيشينه شد. در شرايط هواي گرم، كاهش پيك دماي داخلي تا حدود 4٫2 درجه سانتيگراد و در شرايط هواي سرد، محدود شدن افت دماي شبانه تا حدود 2٫9 درجه سانتيگراد مشاهده شد. در مجموع نتايج اين پژوهش نشان ميدهد كه استفاده هدفمند از ماده تغيير فازدهنده پايدار در فومبتن اتوكلاوي، در كنار افزودنيهاي پوزولاني، ميتواند تعادلي ميان بهبود عملكرد حرارتي و حفظ خواص مكانيكي برقرار كند و ظرفيت بالقوهاي براي كاربرد در ساختمانهاي كممصرف انرژي فراهم آورد.
چكيده انگليسي
The building sector accounts for a substantial share of global energy consumption, and the development of building materials with improved thermal performance is regarded as an effective strategy for enhancing energy efficiency in buildings. This study investigates the effect of incorporating shape-stabilized polyethylene glycol 600 (PEG 600) on the mechanical, physical, microstructural, and thermal performance of autoclaved foamed concrete. In this research, autoclaved foamed concrete panels with a thickness of 10 cm and containing 10 and 20 wt.% PEG 600 were produced. Silica fume and fly ash, as pozzolanic additives, were used to stabilize the phase-change material (PCM) and reduce the likelihood of leakage.
The thermal performance of the specimens was evaluated using a diurnal temperature simulation apparatus under representative summer and autumn daily temperature profiles for the cities of Isfahan and Tabriz, Iran. The investigated thermal performance indices included the reduction in indoor peak temperature, maximum indoor temperature, standard deviation of the diurnal temperature profile, and thermal response time lag. In addition, density, slump flow, compressive strength, splitting tensile strength, water absorption, and durability under 100 freeze–thaw cycles were experimentally evaluated. The microstructure and elemental composition of the specimens were examined using scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS).
The results showed that the incorporation of 10 and 20 wt.% PEG 600 in the fly-ash-containing mixtures reduced the 28-day compressive strength by approximately 30% and 69%, respectively, compared with the control mixture. In contrast, in the silica-fume-containing mixture, the reduction in compressive strength was limited to approximately 5.5%, indicating the compensating role of silica fume in maintaining matrix continuity and mitigating the adverse effect of the phase-change material. Overall, the simultaneous use of silica fume compensated for a considerable portion of the compressive strength loss, reaching approximately 92%. Regarding splitting tensile strength, the addition of 10 and 20 wt.% PEG 600 led to reductions of approximately 71% and 70%, respectively, in the fly-ash-containing mixtures, whereas the reduction in the silica-fume-containing mixture was approximately 66%, indicating the partial compensating effect of silica fume on tensile behavior.
Furthermore, fly ash played an effective role in improving the workability of the fresh mixture and promoting the uniformity of the porous structure. Microstructural observations indicated a more homogeneous pore distribution and improved internal cohesion in the modified specimens. From a thermal perspective, the presence of the phase-change material increased the thermal inertia of the panels, reduced the amplitude of indoor temperature fluctuations, and delayed the occurrence of peak temperature. Under hot-weather conditions, the indoor peak temperature was reduced by up to approximately 4.2 °C, while under cold-weather conditions, the nighttime temperature drop was attenuated by up to approximately 2.9 °C.
Overall, the findings of this study demonstrate that the targeted incorporation of a shape-stabilized phase-change material into autoclaved foamed concrete, in combination with pozzolanic additives, can establish a balance between improved thermal performance and the preservation of mechanical properties. Therefore, the developed material shows promising potential for application in energy-efficient buildings.
استاد راهنما
مرتضي مدح خوان
استاد داور
كياچهر بهفرنيا , مريم داعي