رفتن به محتوای اصلی
x
بررسی عملكرد ژئوتكستایل بر كنترل و ترمیم ترك خوردگی روسازی جهت كاربرد بتن غلتكی
تاریخ دفاع
استاد

سيدمهدي حجازي

دانشکده
مهندسی نساجی

  

در سال­های اخیر به دلیل مسائل مطرح در روسازی آسفالتی وتهیه قیر، به اجرای روسازی­های بتنی رغبت زیادی ایجاد شده است. یکی از انواعروسازی­های بتنی، روسازی بتن غلتکی (بتنی با اسلامپ صفر) می­باشدکه مزیت­های مختلفی را شامل می­شود. ضرورت به­سازی مشخصات مکانیکی راه­هایآسیب­دیده منجر به گسترش استفاده از مواد جدید در راهسازی شده است. از دیگر سوی،خواص فیزیکی و مکانیکی ممتاز و بعضاً منحصر به­فرد ژئوسینتتیک­ها و به­ویژهژئوتکستایل­ها باعث به­کارگیری آنها در مهندسی راهسازی برای ایفای نقش­های مختلفِزه­کشی، تسلیح، فیلتراسیون، جداسازی، حفاظت و تثبیت گردیده است. با توجه به نیازبه احداث روسازی­های بتنی در ایران و اهمیت نحوه نگه­داری و ترمیم روسازی، در اینرساله، روش جدیدی جهت بهبود عملکرد ملات سیمانی ارائه گردیده است. از طرفی می­توانبیان کرد در این رساله دکتری یک وظیفه عملکردی جدید برای ژئوتکستایل­ها در مهندسیراهسازی معرفی شده است؛ کنترل و ترمیم ترک­خوردگی و کمک به عمل­آوری در روسازی بتنغلتکی. در اینرساله، یک لایه ژئوتکستایل حاوی پلی­اتیلن گلایکول و نانوسیلیس در ماتریس سیمانیپیشنهاد شد، تا علاوه بر عدم اثرگذاری بر میزان خلل و فرج ماتریس سیمانی، به رهایشآب ذخیره شده در ماده عمل­آوری کمک نماید و بدین­گونه ضمن حفظ استحکامبتن، آب موردنیاز برای عمل­آوری را فراهم نماید و همچنین باعث خود ترمیم­شوندگیترک نیز شود. بدین­منظور در دو فاز خودترمیمی و عمل­آوری،ارزیابی­ها صورت گرفته است. سپس در بخش مدلسازی، ابتدا رابطه ریاضی شعاع موئینگیبا در نظر گرفتن کلیه عوامل مؤثر بر آن به­دست آمد. در ادامه برای بررسی اثر عواملمختلف، شبکه عصبی پیاده­سازی شد. همچنین برای تعیین میزان تأثیر هر یک ازمتغیرهای ورودی بر شعاع موئینگی، از آنالیز حساسیت استفاده شد. برای آموزش شبکه ازالگوریتم انتشار برگشتی و برای کمینه­سازی خطا از تابع لونبرگ-ماراکودات استفادهگردید. عناصر ورودی به شبکه عبارتند از: قطر و چگالی الیاف سازنده ژئوتکستایل،ضخامت و وزن متر مربع ژئوتکستایل و زاویه تماس سیال-ژئوتکستایل. نتایج آزمون غیرمخرب آلتراسونیک نشان می­دهد که بازدهی خودترمیم­شوندگی برایکلیه نمونه­های دارای ژئوتکستایل نسبت به نمونه شاهد بیشتر است. با توجه به نتایجحاصل از تصاویر میکروسکوپی و تحلیل طیفسنجی پراش انرژی پرتو ایکس، تشکیل کلسیم کربنات تصدیق گردیده است که نشان­دهنده رهایش مواد نانوسیلیسو پلی­اتیلن گلایکول و در نتیجه ترمیم ترک با استفاده از روش پیشنهادی می­باشد. به­منظورارزیابی عمل­آوری داخلی، رطوبت در راستای ضخامت به وسیلهدستگاه سنسور رطوبتی، تغییرات دمایی با کمک دوربین حرارتی، سرعت عبور امواجآلتراسونیک و استحکام فشاری و خمشی اندازه­گیری شد. تغییرات رطوبت در راستای ضخامت،صعود سیال از ژئوتکستایل به نمونه‌های سیمانی را به خوبی تأیید کرد. گرادیان رطوبتیدر نمونه‌های دارای ژئوتکستایل نسبت به نمونه شاهد کمتر و نرخ نفوذ رطوبت بیشتر است،در نتیجه جمع‌شدگی کمتر و دوام بیشتر است. اندازه­گیری تغییرات دمایی نیز نشان می­دهدکه دما در نمونه­های دارای ژئوتکستایل، نسبت به نمونه شاهد کمتر است. در بین نمونه­هایدارای ژئوتکستایل، نرخ نفوذ رطوبت نمونه با اندازه منافذ­ کوچک­تر، بیشتر و کاهشدما بیشتر است. ژئوتکستایل از جنس پلی­استر نیز موجب کاهش دمای بیشتر و نرخ نفوذبیشتر در مقایسه با ژئوتکستایل از جنس پلی‌پروپیلن و الیاف پلی‌استر توخالی شدهاست. استحکام خمشی و فشاری نمونه‌های سیمانی دارای ژئوتکستایل بیشتر از نمونهشاهد، نمونه دارای پلی‌اتیلن گلایکول، نمونه دارای نانوسیلیس و نمونه دارای هر دوماده است. مدولبرشی، مدول دینامیکی و مدول حجمی با توجه به داده­های آلتراسونیک نیز محاسبه شد.با توجه به نتایج، مدول دینامیکی نمونه حاوی پلی­اتیلن گلایکول (به­طور میانگین 43/7گیگاپاسکال) نسبت به نمونه شاهد (به­طور 59/8 گیگاپاسکال) کمتر است. از طرفی براینمونه دارای ژئوتکستایل مدول دینامیکی، مدول برشی و مدول حجمی حدود 30% نسبت بهنمونه شاهد بیشتر است. نمونه­های دارایژئوتکستایل با افزایش میزان نگهداری رطوبت در نمونه ملات موجب افزایش هیدراسیون،کاهش جمع­شدگی در سنیناولیه و در نهایت موجب افزایش استحکام و دوام بتن گردیده است. در بخش مدلسازی، میزان ضریب همبستگی پیش­بینی­شدهتوسط شبکه عصبی برای داده­های آموزش، اعتبارسنجی و تست و کل داده­ها به ترتیببرابر 9989/0، 99773/0، 99398/0 و 99745/0 می­باشد که نشان­دهنده عملکرد مناسب اینشبکه می­باشد. بر اساس نتایج آنالیز حساسیت، قطر الیاف سازنده ژئوتکستایل مهم­ترینپارامتر تأثیرگذار بر شعاع موئینگی معرفی گردید.   

تحت نظارت وف ایرانی