|
|
مهندسی عمران مدرس، جلد ۱۷، شماره ۲، صفحات ۱-۹
|
|
|
| عنوان فارسی |
ساخت و تحلیل حسگر بتنی سنجش خرابی سازگار با خصوصیات مکانیکی رویه بتنی راه |
|
| چکیده فارسی مقاله |
تکنولوژی نظارت و کنترل سلامت ساخته‌های مهندسی (SHM ) با تأمین راهی جهت ارزیابی ایمنی و دوام رویه بتنی در طول عمر آن، این امکان را به وجود می‌آورد تا بتوان از میزان سلامت، رویه بتنی درهرحال باخبر بود. به‌منظور عملیاتی نمودن سیستم SHM لازم است که زیرساخت آن از قبیل ایجاد حسگر در نقاط مختلف رویه بتنی به‌منظور برداشت لحظه‌به‌لحظه اطلاعات مربوطه عملیاتی گردد. یکی از مهم‌ترین و اقتصادی‌ترین حسگرها، حسگرهایی از جنس خود رویه بتنی راه می‌باشند که از اختلاط نانولوله‌کربن با بتن تولید می‌شوند. هدف از این تحقیق، تشریح چگونگی ساخت حسگرهای بتنی از جنس رویه بتنی راه به‌گونه‌ای که خواص مکانیکی (مقاومت فشاری و خمشی) حسگر تولیدشده نزدیک به رویه بتنی راه باشد. در این راستا تعیین مقدار بهینه و کیفیت پخش نانولوله‌های‌کربنی با توجه به تأثیر مواد فعال‌کننده‌سطحی مختلف به‌عنوان اصلی‌ترین پارامتر تأثیرگذار در خواص حسگر موردبررسی قرار گرفت. برای این منظور از دو نوع ماده فعال‌کننده‌سطحی و مقادیر متفاوت نانولوله‌کربن برای ساخت حسگرهای مختلف بتنی استفاده شد. برای سنجش خصوصیات مکانیکی حسگر بتنی، دو آزمایش مقاومت فشاری و خمشی مورداستفاده قرار گرفت و همچنین به‌منظور ارزیابی الکتریکی پاسخ حسگر نیز دو معیار حساسیت حسگر و انحراف معیار از خطای پیش‌بینی مورداستفاده قرار گرفت. نتایج نشان دادند که حسگر ساخته‌شده با نانولوله‌کربن به مقدار 0.15% وزنی سیمان، به همراه فعال‌کننده‌سطحی ترکیبی فوق‌روان‌کننده و SDS دارای خواص مکانیکی سازگار با رویه بتنی راه و پاسخ الکتریکی مناسبی است. |
|
| کلیدواژه‌های فارسی مقاله |
حسگر بتنی، نانولوله کربن، خواص مکانیکی، خواص الکتریکی، بتن، |
|
| عنوان انگلیسی |
Construction and evaluation of damage detection concrete sensor consistent with concrete pavement |
|
| چکیده انگلیسی مقاله |
Annually, various concrete infrastructures are damaged and may collapse due to the presence of destructive factors. In this regard, the Structural Health Monitoring (SHM) provides a way to evaluate the safety and durability of a structure during its service life in order to ensure the serviceability and sustainability of it. Therefore, the sensor technology is a critical part to operate SHM system for recording of relevant data through its lifespan. Sensor is a device which is capable of identifying the probability or the value of parametric changes and showing them as a relevant output (typically electrical or optical signal. Making materials electrically conductive may be useful in many different ways such as creating piezoresistive sensors with the ability to acquire stress-strain or load-displacement data or creating sensors with the ability to acquire data on the extent of damage to the concrete. The piezoresistive sensor is capable of detecting the applied forces to the structure based on the changes in the electrical resistance. But the damage detection sensor operates based on the contacting conduction of CNTs. This means that by increasing the amount of CNTs in concrete, the three-dimensional contacting network of CNTs is built. When the amount of CNTs exceeds the percolation threshold, the contacting conduction will affect the electrical conduction of nanocomposites. One of the most significant and economical types of the sensor is the damage detection sensor which is provided by mixing conductive fibers (such as carbon nanotubes (CNT)) with concrete. For preparing damage detection sensor, CNTs and surfactants were mixed in the water for 10 minutes using a magnetism stirrer at 5000 rpm. Then, the mix was prepared at one ultrasonic dispersion energy. Then the cement and CNTs were added to high-speed mixer to be uniformly mixed. After adding the aggregate to the mixer, the concrete was placed in pre-oiled molds and by applying appropriate vibration, any air that may have been trapped was released. The specimens were curing for 28 dayes and they were tested under the static loading by Instron-Tech. test equipment. In order to remove the effect of polarization which is due to the movement of free ions in the concrete sensor during the measurement, an alternating current generator with the magnitude was used to nullify this phenomenon. After preparing the sensors, two main factors affecting the performance of concrete sensors are the amount of CNTs and their dispersion quality in the mixture. The goal of this study is to determine the optimum amount of CNTs with regard to the combined effects of the surfactant and the CNTs dispersion quality on the performance of the sensor using various criteria such as sensitivity of the sensor (Se), the standard deviation of the prediction error as electrical criteria and comparison and flexural strength as mechanical critera. The results have demonstrated that the sensor provided by 0.15 wt% CNTs, superplasticizer and SDS as a surfactant has the best performance. Also, The static criteria indicated that the quality of the dispersion (using proper surfactant material) and the amount of CNTs are effective on the sensitivity and the standard deviation of the prediction error, respectively. |
|
| کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله |
|
|
| نویسندگان مقاله |
مصطفی آدرسی |
تربیت مدرس
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه تربیت مدرس (Tarbiat modares university)
ابوالفضل حسنی |
هیات علمی
محمدرضا سلیمانی کرمانی | mohammad reza soleimani kermani
استاد مشاور
علی یزدیان ورجانی | yazdian varjani
استاد مشاور
|
|
| نشانی اینترنتی |
http://mcej.modares.ac.ir/article_17139_bdd19b1b771263edb552a086ea4bc113.pdf |
| فایل مقاله |
اشکال در دسترسی به فایل - ./files/site1/rds_journals/1242/article-1242-417925.pdf |
| کد مقاله (doi) |
|
| زبان مقاله منتشر شده |
fa |
| موضوعات مقاله منتشر شده |
|
| نوع مقاله منتشر شده |
|
|
|
|
برگشت به:
صفحه اول پایگاه |
نسخه مرتبط |
نشریه مرتبط |
فهرست نشریات
|