تاریخ:
پرتاب یک خودرو به هوا در تصادف دو کامیون در لهستان 
درس هشتاد و یک
آیا پلاستیک موج دار میتواند جای میلگرد فولادی را بگیرد؟
در آزمایشهای PLA با PLA، صفحهها و طرحهای موجدار بهمراتب بهتر از میلگردهای مستقیم عمل کردند. اما وقتی نوبت به مقایسه با فولاد رسید، نتایج باز هم شگفتانگیز بود. ترکیب طرحهای مثلثی و موجدار بهترین عملکرد را داشت. بتن تقویتشده با این ساختارها از نظر انعطافپذیری مشابه بتن مسلح با فولاد بود و حتی تا ۸۰ درصد مقاومت خمشی تیرهای فولادی را به دست آورد.
عصر ایران - چه چیزی میتواند با «مرد پولادین» رقابت کند؟ شاید تصورش سخت باشد، اما محققان دانشگاه شارجه امارات به نتایج جالبی رسیدهاند؛ آنها دریافتهاند که پلاستیک، اگر به شکل مناسب طراحی شود، میتواند عملکردی مشابه میلگرد فولادی در بتن داشته باشد.
در این تحقیق، تمرکز تنها روی جنس ماده نبود، بلکه شکل آن نقش محوری داشت. محققان با چاپ سهبعدی، نمونههایی با طرحهای مختلف تولید کردند و نتیجه این شد که برخی شکلها تا حدود پنج برابر بهتر از حالت معمولی عمل کردند.
چرا این کشف اهمیت دارد؟
بتن، که از سیمان، آب و سنگدانهها تشکیل میشود، پرمصرفترین ماده ساختمانی جهان است. برای استحکام بیشتر، از میلگرد فولادی استفاده میشود. در صد سال گذشته، فولاد آنقدر کارآمد بوده که بیش از ۲۰ درصد از کل تولید فولاد جهان صرف تقویت بتن میشود.
اما فولاد با وجود توان بالا، مشکلات مهمی دارد. وزن آن زیاد است و هر مترمکعب بتن مسلح میتواند بین ۶۸ تا ۱۱۳ کیلوگرم فولاد در خود داشته باشد؛ در کاربردهای سنگین این مقدار به بیش از ۱۳۶ کیلوگرم میرسد. علاوه بر این، فولاد در برابر خوردگی آسیبپذیر است و در بلندمدت میتواند مقاومت سازه را کاهش دهد.
مشکل دیگر، اثرات زیستمحیطی تولید فولاد است. استخراج، فرآوری، شکلدهی و حملونقل فولاد انرژی بسیار زیادی مصرف میکند و همین موضوع آن را به یکی از پرکربنترین مصالح ساختمانی تبدیل کرده است.
یک جایگزین غیرمنتظره: پلاستیک PLA
محققان دانشگاه شارجه برای یافتن گزینهای بهتر سراغ مادهای بسیار در دسترستر رفتند: PLA، یک پلاستیک تجزیهپذیر. آنها علاوه بر نوع ماده، شکل ظاهری تقویتکنندهها را هم زیر ذرهبین بردند.
معمولاً میلگردها به شکل استوانهای ساخته میشوند؛ چه فولادی و چه انواع جایگزین. اما سؤال بزرگ این بود که آیا شکلهای دیگر عملکرد بهتری دارند؟
پژوهشگران با چاپ سهبعدی، طرحهای صفحهای، موجدار، دندانهدار و مثلثی تولید کردند تا اتصال بیشتر و انتقال بهتر تنش را در بتن بررسی کنند. سپس این نمونهها را با میلگردهای مستقیم PLA مقایسه کردند. نتیجهها حیرتانگیز بود: طرحهای غیرمعمول عملکرد بسیار بالاتری داشتند.
عملکرد فوقالعاده صفحهها و طرحهای موجدار
به گفته دکتر محمد جنید، سرپرست این پژوهش: «صفحهها عملکرد بسیار بهتری نسبت به میلگردهای ساده دارند. تیرهای بتنی تقویتشده با صفحههای PLA دو برابر ظرفیت تحمل بار و تا پنج برابر انرژی بیشتری نسبت به میلگردهای ساده جذب کردند». دلیل این موضوع، افزایش سطح تماس صفحهها با بتن و ایجاد چسبندگی قویتر بود.
نتایج مطالعه که در مجله Construction and Building Materials منتشر شده، همچنین نشان میدهد که طرحهای مثلثی و موجدار توان تیرها را برای تحمل تنش پس از ترکخوردگی افزایش میدهند. جنید توضیح میدهد: «این ساختارهای دندانهدار مثل دندان عمل میکنند و در بتن قفل میشوند و اجازه لغزش نمیدهند».
مقایسه PLA با فولاد
در آزمایشهای PLA با PLA، صفحهها و طرحهای موجدار بهمراتب بهتر از میلگردهای مستقیم عمل کردند. اما وقتی نوبت به مقایسه با فولاد رسید، نتایج باز هم شگفتانگیز بود. ترکیب طرحهای مثلثی و موجدار بهترین عملکرد را داشت. بتن تقویتشده با این ساختارها از نظر انعطافپذیری مشابه بتن مسلح با فولاد بود و حتی تا ۸۰ درصد مقاومت خمشی تیرهای فولادی را به دست آورد.
در نظر گرفتن این سطح از کارایی برای یک ماده بسیار سبکتر، مقاوم به خوردگی و زیستپذیر، واقعا قابل توجه است.
آینده میلگرد؛ فولاد یا پلاستیک؟
فولاد هنوز بخش جداییناپذیر صنعت ساختوساز است و به این زودی جای خود را از دست نمیدهد. اما این مطالعه نشان میدهد که PLA میتواند در بسیاری از کاربردها جایگزین بالقوه و قابل اعتمادی باشد. این پلاستیک سبک، مقاوم در برابر خوردگی و بسیار پایدارتر از فولاد است. از سوی دیگر، قابلیت تولید سریع و سفارشی با چاپ سهبعدی مزیت بزرگی محسوب میشود.
البته باید توجه داشت که این پژوهش هنوز در مقیاس آزمایشگاهی و نمونههای کوچک انجام شده است، اما مسیر جدیدی را برای آینده مصالح ساختمانی باز میکند.
منبع: newatlas
لینک کوتاه: کپی لینک
سیستمعامل زندگی چیست؟ راهنمای جامع مدیریت کارها، عادتها و بار ذهنی سیر را در یخچال نگذارید؛ قانون طلایی نگهداری سیر تنهایی با انزوای اجتماعی فرق دارد؛ کدام یک میتواند ما را بیمار کند؟ تفاوت اضطراب کودک با لجبازی و حساسیت/ کودک مضطرب را سرزنش نکنید نشانههای زودهنگام افسردگی فرزندان که والدین نادیده میگیرند ایرانیان قدیمها چطور عاشق میشدند؟ مردم ری در برابر لشکر اسکندر مقدونی/ نخستین نبرد شهری سازمانیافته مقابل قدرتمندترین لشکر جهان باستان سالانه چند هواپیمای مسافربری در جهان اسقاط میشود؟ + طول عمر و معیارهای بازنشستگی وقتی هیچچیز عادلانه نیست؛ سختیهای زندگی چگونه جهانبینی ما را بازسازی میکنند؟ سقوطِ معمارِ ساواک؛ چرا تیمور بختیار از نمادِ قدرت به مخالفِ دربار تبدیل شد؟ ۵ باور اشتباه درباره موفقیت که آرامش را از شما میدزدند نخستین چراغ راهنمایی جهان چگونه متولد شد؟ چه عینک آفتابی به فرم صورت شما میآید؟ ترفند ۵ ثانیهای برای انتخاب مدل مناسب میخواهید در تصمیمگیری بهتر شوید؟ از مورچه بپرسید!/ پنج نکته آموزشی از دنیای حشرهها هفت اثرِ (بهاصطلاح) نفرینشده در موزههای سراسر جهان (+عکس)