بتن پلی استایرن منبسط شده EPS

دسته: مقالات منتشر شده در 29 ارديبهشت 1403
نوشته شده توسط Admin بازدید: 52

بتن سبک حاوی پلی استایرن منبسط شده

این مطالعه به بررسی یک عایق پایدار حاوی گرانول های پلی استایرن منبسط اصلاح شده (MEPS) در ساخت بتن سبک باهدف بهبود خواص حرارتی بتن سبک مورد استفاده در دیوار می پردازد. این روش به کار گرفته شده در این مطالعه بر یک تکنیک عایق جدید متکی است که نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در اصلاح گرانول های پلی استایرن منبسط شده (EPS) در بتن سبک تقویت شده است. این مطالعه همچنین به طور تجربی به ارزیابی قابلیت های صرفه جویی در انرژی بتن MEPS درمقایسه با گروه کنترل بدون عایق EPS و بتن معمولی با تحلیل دمای اولیه، رسانش حرارتی، ظرفیت حرارتی، شار حرارتی و انتشار حرارتی می پردازد. رسانش حرارتی بتن MEPS حدود 40 درصد کمتر از بتن معمولی است که بیانگر عملکرد مفید آن در بهبود عایق است. شار حرارتی محاسبه شده برای بتن MEPS به طور قابل توجهی (تقریبا 35 درصد) کاهش یافته و ظرفیت حرارتی آن 20 درصد کمتر از بتن معمولی است که کاهش انتقال انرژی ازطریق مواد و درنتیجه، کاهش بازده انرژی را نشان می دهد. علاوه براین، این مطالعه نشان داد که تمام اجسام آزمایشی دارای نفوذ حرارتی بسیار پایینی (کمتر از 0.5×6-10 میلیمتر بر ثانیه) هستند که نشان دهنده انتقال حرارتی کند ازطریق مواد است. از آنجا که در این روش پایدار از بازدهی حرارتی افزایش یافته با خاکستر بادی و مواد بازیافتی استفاده شده است، اثرات زیست محیطی منفی را به حداقل می رساند. بتن MEPS یک گزینه عملی مناسب در ساخت ساختمان های پایدار با بهبود ساختار دیوار با انرژی کارآمد به شمار می رود. بتن حاوی عایق EPS می تواند گزینه مناسبی برای ساخت دیوارهایی باشد که به تعادل یکپارچگی سازه و عایق کافی نیاز دارند.

 

خواص حرارتی بتن ازجمله رسانش حرارتی، گرمای ویژه و انتشار حرارتی تعیین کننده چگونگی واکنش مواد به تغییرات دمای بیرون هستند. این نکته در احداث ساختمان هایی با انرژی کارآمد و بهبود عملکرد حرارتی بسیار مهم است. با این حال، خواص حرارتی در بتن به چند علت مهم است. اول، رسانش حرارتی یک عامل کلیدی کنترل کننده انتقال حرارت در بتن است؛ که توانایی مواد در رسانش حرارتی را با مقادیر کمتر نشان می دهد که خبر از عملکرد بهتر عایق می دهد. مزایای عایق حرارتی، مصرف انرژی کاهش یافته و هزینه های ساختمان، بهبود بهره وری ساختمان و ساخت و ساز راحت تر همگی در بتن سنگدانه ای سبک (LWAC) قابل مشاهده هستند. بتن با رسانش حرارتی کم و ظرفیت حرارتی بالا گزینه مناسبی به منظور صرفه جویی انرژی در ساختمان است. دوم، خواص حرارتی بتن نقش مهمی در انتقال حرارت به مواد در هنگام مواجهه با آتش دارد. درک این ویژگی ها می تواند به ارزیابی ایمنی سازه های بتنی در هنگام آتش سوزی کمک کند. ازطرفی، خواص حرارتی بتن بر آسایش ساکنان ساختمان تاثیر می گذارد. در مناطقی که دارای آب و هوای گرمسیری هستند، اجرای این روش می تواند به خنک سازی فضاهای داخلی کمک کند. همچنین در مناطقی که زمستان های سرد را تجربه می کنند، این روش می تواند اتلاف گرمای ساختمان را به حداقل رسانده و به طور بالقوه بار اقتصادی مرتبط با هزینه های گرمایش خانه را کاهش دهد. به طور کلی، این روش بهره وری انرژی را ارتقا داده و مصرف انرژی مسکونی را با بهینه سازی خواص حرارتی بتن کاهش می دهد. خواص حرارتی بتن به دلیل تاثیر آنها بر بهره وری انرژی، ایمنی و آسایش ساکنان ساختمان فاکتورهای مهمی در این زمینه هستند.

 

پلی استایرن منبسط شده (EPS) قابلیت های چشمگیری به عنوان عایق حرارتی دارد؛ با این حال، همواره علت مناسب بودن استفاده از آن در ساخت بتن به دلیل خواص مکانیکی نامناسبی که دارد مورد تردید است. مطالعه ای که در سریلانکا انجام شد نشان داد که استفاده از پانل های EPS در ساختمان های مسطح می تواند به کاهش قابل توجه 40 تا 50 درصدی اثرات زیست محیطی منجر شود. اگرچه استفاده از پانل های ساندویچ EPS به دلیل قابلیت های ایمنی و دوام جایگزین عالی در ساخت و ساز پایدار ساختمان در راستای مسکن ارزان کارآمد است، اما استفاده از آن در ساخت بتن همچنان نگران کننده است. باتوجه به ساخت و ساز پایدار، توجه به این امر بسیار مهم است که از دیگر ضایعات صنعتی مانند خاکستر بادی نیز در ساخت بتن استفاده شود. اگر از این محصول به درستی استفاده نشود، به نگرانی های ناشی از اثرات منفی زیست محیطی دامن می زند. اگرچه از خاکستر بادی در بتن استفاده می شود اما عملکرد آن به علت وجود مواد سیمانی محدود شده است. افزودن پودر خاکستر بادی به مواد کامپوزیت جدید خواص مکانیکی را به طور مستقیم و مفیدی بهبود می بخشد. با این حال، فرصتی برای کشف و توسعه سایر کاربردهای نوآورانه این مواد وجود دارد.

 

این مطالعه به بررسی ادغام بالقوه گرانول های EPS و خاکستر بادی در بتن، که درنهایت به یک محصول سفارشی سازی شده ختم می شود، می پردازد. هدف از این پروژه تحقیقاتی توسعه یک ماده بتنی سبک با خواص عایق حرارتی و استحکام مکانیکی قابل ملاحظه است. روش به کار گرفته شده در این مطالعه بر یک تکنیک عایق جدید متکی است که محدود به اصلاح گرانول های پلی استایرن منبسط شده (EPS) در بتن سبک تقویت شده، که از تحقیقات قبلی متمایز است، است. این تکنیک جدید شامل اعمال یک عایق خاص روی سطح گرانول های EPS می شود که چسبندگی آنها به ماتریس سیمانی را بهبود می بخشد.

 

نتیجه گیری

این مطالعه به طور جامع خواص حرارتی مطالعه شده در اینجا ازجمله رسانش حرارتی، جریان حرارتی، ظرفیت حرارتی ویژه و نفوذ حرارتی را بررسی می کند. یافته های حاصل از این مطالعه بینش های ارزشمندی از واکنش مواد به فرایندهای انتقال حرارت ارائه می دهد که در زمینه تحقیقات دانشگاهی و کاربردهای عملی حائز اهمیت هستند. این یافته ها همچنین به درک عمیق تر رفتار حرارتی مواد برای تحقیقات بیشتر و کاربردهای بالقوه در زمینه های مختلف کمک می کنند. در اینجا به یافته های کلیدی اشاره شده است:

 

- عملیات پوشش دهی پلی استایرن منبسط شده (EPS) درمقایسه با بتن سنگدانه ای بدون عایق EPS هیچ مزیتی ازنظر خواص حرارتی نداشت. با این حال، بتن MEPS درمقایسه با بتن معمولی خواص حرارتی بالاتری از خود نشان داد.

- کاهش قابل توجه 40 درصدی رسانش حرارتی در بتن MEPS نسبت به بتن معمولی مشاهده شد. این امر نشان دهنده اثربخشی EPS به عنوان یک سنگدانه در کاهش انتقال حرارت که یک عامل مهم در عایق حرارتی است، است.

- در تحلیل شار حرارتی، کاهش 35 درصدی در بتن MEPS نسبت به بتن معمولی ثبت شد که نشان دهنده نرخ بسیار پایین انتقال انرژی ازطریق مواد است و ازطرفی، پتانسیل عایق آن را نیز افزایش می دهد.

- اگرچه ظرفیت گرمایی ویژه بتن MEPS حدود 20 درصد کمتر از بتن معمولی است، اما تفاوت آنها در رسانش حرارتی و شار گرما زیاد نیست. بنابراین، داشتن ظرفیت گرمایی ویژه کمتر برای مواد عایق بهتر است.

- تمام اجسام آزمایشی مقادیر انتشار حرارتی نسبتا پایینی داشتند که به معنای انتقال حرارت کُند ازطریق مواد است. این ویژگی یک ویژگی مطلوب برای مواد عایق ساختمان محسوب می شود.

- استفاده از EPS پوشش داده شده به عنوان سنگدانه تاثیر قابل توجهی بر انتشار حرارت، فراتر از آنچه بتن معمولی درحال حاضر ارائه می دهد، نداشت. علت این امر به احتمال زیاد پتانسیل خودِ بتن در انتشار کم است.

 

به طور کلی، این مطالعه به بررسی پتانسیل بتن MEPS به‌عنوان یک عایق حرارتی موثر به دلیل رسانش حرارتی برتر، شار حرارتی و ظرفیت گرمایی ویژه درمقایسه با بتن معمولی می پردازد. اگرچه پوشش دهی مواد هیچ مزیت اضافی به همراه ندارد اما استفاده از MEPS یک گزینه مناسب در دستیابی به ساخت و ساز پایدار و مصرف بهینه انرژی در مصالح ساختمانی است.