***4
مقدمه:
با پیشرفت علم و تکنولوژی مصالح ساختمانی نیز تحول چشمگیری پیدا کرده اند بطوریکه در جهان توسعه یافته امروز کمتر از مصالح سنتی استفاده میشود
. یکی از علومی که به این پیشرفت کمک شایانی کرده است علم متالوژی است که با پیشرفت سریع خود هر روزه مصالح جدیدرابا کیفیت و رفتار بسیار بهتر ومفیدتر ارائه میکند .
امروزه مواد کامپوزیت درساختمان سازهای گوناگون وهمچنین تقویت ومرمت سازها مورد استفاده فراوان قرارگرفته است.از زمانی که بشرنخستین دیواره کاهگلی را به عنوان اولین سازه کامپوزیتی ساخت و یا از زمانی که پرستوها لانه های خود را به صورت ترکیبی از کاه وگل به عنوان یک سازه کامپوزیتی بنا کردند،تا امروز که مواد کامپوزیت پایه پلیمری در ساخت بناها،ستونها،درها و پنجره ها وجز ان به کار میروند،مسیری طولانی پیموده شده است.
مقاوم سازی سازه های بتنی در برابر زلزله نیز از موضوعاتی است که امروزه در جهان به صورت عام مورد استفاده قرار گرفته و به سرعت رو به گسترش است.با توجه به زلزله خیز بودن کشورمان،بهره برداری از این فن اوری می توان معضلات فراوانی راحل کرد.
در این تحقیق پس از بیان تعریفی کلی ازکامپوزیت ومهمترین خصوصیات وکاربردهای آن در فصل اول ،در مورد پالتروژن بعنوان یکی از مهمترین تکنولوژی های تولید کامپوزیت ونیز برخی از انواع الیاف هاوکامپوزیت ها در فصل دوم بحث شده است. در فصل سوم نیز به گوشه ای از کاربردهای وسیع این نوع مواد در صنایع حمل و نقل ریلی و صنایع ساختمانی اشاره گردیده است.
***5
فصل 1: تعریف کامپوزیت و مختصری در مورد آن
کامپوزیت ها (مواد چند سازه ای یا کاهگل های عصر جدید )رده ای از مواد پیشرفته هستند که در آنها از ترکیب موادساده به منظور ایجاد موادی جدید با خواص مکانیکی و فیزیکی برتر استفاده شده است.اجزای تشکیل دهنده ویژگی خود را حفظ کرده در یکدیگر حل نشده و با هم ممزوج نمی شوند.استفاده از این مواد در طول تاریخ نیز مرسوم بوده است .از اولین کامپوزیتها یا همان چندسازه‌های ساخت بشر می‌توان به کاه گل وآجرهای گلی که در ساخت آنها از تقویت کننده کاه استفاده می شده است اشاره کرد..هنگامی که این دو باهم مخلوط بشوند در نهایت آجرپخته بدست می آید که بسیار ماندگار تر و مقاوم تر از هر دو ماده اولیه یعنی گل و کاه است.قایق‌هایی که سرخ‌پوست‌ها با قیر و بامبو می‌ساختند و تنورهایی که از گل ، پودر شیشه و پشم بز ساخته می‌شدند و در نواحی مختلف کشورمان یافت شده است،نیز از کامپوزیت‌های نخستین هستند. بسیاری از نیازهای صنعتی صنایعی مانند صنایع فضایی ، راکتورسازی ، الکترونیکی و غیره نمی‌تواند با استفاده از مواد معمولی شناخته شده ، برآورده شود. اما قسمتی از آن نیازها ، می‌تواند با استفاده از چندسازه‌ها یا کامپوزیتها برآورده گردد.
1- 1-تعریف کامپوزیت
معمولا یک ماده کامپوزیت را به صورت یک مخلوط فیزیکی در مقیاس ماکروسکوپیک ازدو یا چند ماده مختلف تعریف میکنند که این مواد خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خودرا حفظ کرده و مرز مشخصی را با یکدیگر تشکیل میدهند.این مخلوط در مجموع و با توجه به برخی معیارها خواص بهتری از هریک از اجزای تشکیل دهنده خودرا دارا میباشد.در کامپوزیت عموما دو ناحیه متمایز وجود دارد.
1- فاز پیوسته (ماتریس)
2-فاز ناپیوسته(تقویت کننده)
در یک کامپوزیت به طور کلی الیاف،عضو بار پذیر اصلی سازه هستند در حالیکه ماتریس آنها رادر محل وآرایش مطلوب نگاهداشته وبعنوان یک محیط منتقل کننده بار بین الیاف عمل میکند،به علاوه آنهارااز صدمات محیطی دراثربالارفتن دما ورطوبت حفظ میکند.
***6
•2-1-مواد اولیه کامپوزیت ها
•مواد اولیه کامپوزیت ها عبارتند از:رزین،الیاف،پوشش ژلی،پرکننده های معدنی و الی،مواد افزودنی و نهایتا مواد مغزی یا درونی که در ادامه توضیح داده می شود.
•1-رزین ها:از رزین های معمول در این صنعت می توان رزین های اپوکسی،پلی استر،وینیل استر،فنیلیک،کربن،پلی امید و رزین های گرمانرم را نام برد.
•2-پوشش های ژلی:از مواد اولیه رزین،افزودنی هاو رنگ دانه ها ساخته می شوند.ویژگی های مورد انتظاراز پوشش ژلی،مقاومت در برابرسایش،خراش،نور خورشید،رطوبت،مواد شیمیایی وشوینده ها و حفظ براقیت،عدم رنگ پریدگی،گچی نشدن،زرد نشدن،سوزنی شدن،چروک نشدن و غیره است.پوشش های ژلی در دو نوع پاششی و قلم خور با چسب های مختلف تولید می شوند د رفرایند ساخت پوشش ژلی،سرما،محیط خنثی،اختلاط خاص،خلا و دستگاه های کنترل کیفیت مورد نیاز است.
•3-تقویت کننده ها:موادی هستند که بسته به نوع،شکل و روش کاربد،باعث افزایش مقاومت مکانیکی محصولات کامپوزیت می شوند.تقویت های کننده های کامپوزیت عبارتند از الیاف شیشه،الیاف کربن،الیاف الی (کولار وپلی اتیلن)،الیاف بورو کاربید سیلیسیم.
•4-پرکننده ها:که به دو دسته الی ومعدنی تقسیمشده و سبب کاهش قیمیت و افزایش مقاومت های مکانیکی و شیمیایی می شوند.پرکننده هایی مانند کربنات کلسیم،تالک،پودرهای فلزی،هیدروکسید آلومینیم و غیره برای سبک کردن محصول استفاده می شود.چیپس های پلی استر،سیلیس،پودر سنگ و غیره نمونه های دیگراز پر کننده ها هستند.
•5-مواد افزودنی و جنبی:مواد افزودنی در ساخت مواد کامپوزیتی از جایگاه خاصی بر خوردارند ودر اثرعدم حضور آنان به مشخصات مورد نظرنخواهیم رسید.از جمله تسریع کننده کبالت و کاتالیستMEKP که از عمده مواد افزودنی هستند و سبب تغیر در زمان خشکایی وپخت رزین میشود.موادی مانند تسریع کننده های آمینی از جملهDMA(دی متیل اتیلن)وپر اکسیدهای دیگر مانندTBPB،BPO،CHP،AAPکه در دمای محیط یا
***7
در دماهای بالای تعیین شده شروع به فعالیت می کنند و یا ضد حباب ها،ضد شره ها،ضدUV،مرطوب کننده ها
،غلظت دهنده ها،انواع واکس،مواد پولیش کننده وغیره از مواد افزودنی و جنبی هستند.
6-مواد مغزی یا درونی:موادی هستندکه در بین قطعات کامپوزیتی استفاده می شوند مانند فوم ها درصفحات
ساندویچی.انواع ان عبارتند از:فوم های پلی یورتانی،فومPVC،فوم استیرن؟،اکریلونیتریل،مواد لانه زنبوری،
فوم پلی اترایمید(مقاوم در برابر حرارت تا 180 درجه سانتی گراد).