1-7-4 فرآیند ساخت الیاف شیشه———- 22

1-7-5 پارچه های ساخته شده از الیاف شیشه– 24

1-7-6 مزایای چندسازه های بسپاری تقویت شده با الیاف شیشهبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—————24

1-7-7 معضلات چند سازه های الیاف شیشه— 25

1-7-8 روش های مختلف شكل دهی چندسازه ها————— 25

1-8 پالونیا-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——— 27

1-8-1 چوب پالونیا-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد– 27

سابق تحقیق-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——— 30

مواد و روش ها

3-1 عوامل مورد بررسی-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد 40

3-2 طرح آماری-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—– 41

3-1 تهیه مواد اولیه-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد— 41

3-1-1 پالونیا-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——- 42

3-1-2 الیاف شیشه-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد— 42

3-1-3 نوع و مقدار مصرف رزین———- 43

3-1-3-1 رزین اپوكسی—————- 43

3-1-3-2 سخت كننده جهت پلیمریزاسیون رزین اپوكسی——— 44

3-1-3-3 رزین پلی استر—————- 44

3-1-3-4 كاتالیزور جهت سرعت واكنش رزین پلی استر———- 44

3-1-3-5 شتاب دهنده جهت پلیمریزاسیون رزین پلی استر——– 45

3-2 ساخت فراورده مركب————— 45

3-2 بررسی خواص فیزیكی و مكانیكی پانل ها- 47

3-2-1 آزمون تعیین مقاومت به خمش——- 48

3-2-2 آزمون مقاومت به فشارلبه ای——– 50

3-2-3 آزمون مقاومت به فشار سطحی——- 50

3-2-4 آزمون تعیین مقاومت به كشش عمود بر سطح————- 51

3-2-5 آزمون تعیین وزن مخصوص فرآورده های مواد مركب——- 52

3-2-6 میزان جذب آب بعد از 2 و 24 ساعت- 52

تجزیه و تحلیل آماری

4-1 مقاومت خمشی-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد– 56

4-1-1 تاثیر مستقل ضخامت مركز بر مقاومت خمشی(MOR)—— 57

4-1-2 مقایسه مقاومت خمشی نمونه های شاهد و پانل———— 58

4-2 مدول الاستیسیته-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد– 58

4-2-1 تاثیر مستقل ضخامت بر مدول الاستیسیته (MOE)——— 59

4-2-2 تاثیر متقابل اثر نوع رزین و ضخامت بر مدول الاستیسیته (MOE) بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد———— 60

4-2-3 مقایسه مدول الاستیسیته نمونه های شاهد و پانل———– 60

4-3 تنش برشی لایه مغزی————— 61

4-3-1 تاثیر مستقل ضخامت بر تنش برشی مركز—————- 62

4-4 تنش خمشی رویه-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد- 62

4-5 مقاومت فشاری لبه ای پانل———— 64

4-5-1 تاثیر مستقل ضخامت بر مقاومت فشاری لبه ای پانل——– 65

4-5-2 تاثیر مستقل نوع رزین بر فشار لبه ای پانل————— 65

4-5-3 مقاومت به فشار نمونه های شاهد و پانل (در جهت عمود برالیاف)بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————– 66

4-6 مقاومت فشاری سطحی پانل———– 67

4-6-1 تاثیر مستقل ضخامت بر فشار سطحی پانل—————- 68

4-6-2 مقاومت به فشار موازی الیاف نمونه های پانل و شاهد——- 68

4-7 آزمایش كشش عمود بر سطح———- 68

4-7-1 تاثیر مستقل نوع رزین بر كشش عمود بر سطح پانل——— 69

4-8 آزمون دانسیته-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—- 71

4-8-1 تاثیر مستقل ضخامت بر دانسیته پانل—- 72

4-8-2 مقایسه دانسیته نمونه های پانل و شاهد– 73

4-9 آزمون جذب آب بعد از 2 ساعت——- 73

4-9-1 تاثیر مستقل نوع ضخامت بر جذب آب بعد از 2 ساعت پانل— 74

4-9-2 مقایسه جذب آب بعد از 2 ساعت نمونه های پانل و شاهد—- 75

4-10 آزمون جذب آب بعد از24 ساعت—— 76

4-10-1 تاثیر مستقل ضخامت بر جذب آب پانل بعد از 24 ساعت—- 77

4-10-2 مقایسه جذب آب بعد از24 ساعت نمونه های پانل و شاهد– 77

استنتاج-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد———— 78

پیشنهادات-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد———- 79

منابع-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————– 90

چکیده:

هدف این تحقیق، بررسی كردن تولید پانل ساندویچی با استفاده از چوب پالونیا و رویه فایبرگلاس (الیاف شیشه) و تعیین خواص فیزیكی و مكانیكی این نوع پانل ساندویچی بود.

جهت ساخت این پانل ساندویچی سه نوع فاکتور نوع فایبرگلاس (سوزنی و تلفیق سوزنی/حصیری) ، نوع رزین (اپوكسی و پلی استر) و ضخامت لایه مغزی چوب پالونیا (در دو سطح 9 و 19 میلی متر) به عنوان عوامل متغیر در نظر گرفته شدند كه به صورت آزمون فاكتوریل و در قالب طرح كاملا تصادفی اجرا شد.

از مجموع شرایط ساخت، جمعا 8 تیمار و از هر تیمار 5 تکرار ساخته شد. خواص فیزیکی و مکانیکی پانل ها شامل مقاومت به دانسیته، جذب آب، مقاومت خمشی شامل مدول گسیختگی، مدول الاستیسیته، تنش برشی مركز و تنش خمشی رویه، فشار سطحی، فشار لبه ای و مقاومت كشش عمود بر سطح بر اساس استانداردASTM مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج آزمایشات توسط نرم افزار آماریMinitab آنالیز گردید و اثر عوامل متغیر روی خواص فیزیکی و مکانیکی پانل ها با استفاده از روش آنالیز واریانس انجام گرفت.

با بررسی نتایج خواص فیزیكی و مكانیكی مشاهده گردید كه كاهش ضخامت لایه مغزی اثر مثبتی بر روی خواص فیزیكی و مكانیكی پانل از قبیل مقاومت خمشی، فشار لبه ای و مقاومت به جذب آب نشان داد، اما در مواردی كه مقاومت به فشار سطحی پارامتر مهمی باشد، پانل های با ضخامت لایه مغزی 19 میلی متر خواص مطلوب تری را نشان می دهند.

استفاده از رزین اپوكسی در ساخت پانل، در آزمایشات فشار لبه ای و كشش عمود بر سطح پانل ساندویچی مقاومت های بیشتری نسبت به رزین پلی استر نشان داد.

نوع فایبرگلاس تاثیر مستقل و متقابل معنی داری بر روی هیچ یك از آزمایشات مكانیكی و فیزیكی نداشت. نتایج دانسیته نیز نشان داد پانل های ساخته شده با ضخامت های لایه مغزی 19 میلی متر (gr/cm³5/0)، به دلیل حجم بیشتر چوب در مركز پانل، دانسیته كمتری نسبت به پانل های با ضخامت لایه مغزی 9 میلی متر ( gr/cm³7/0) داشتند.

فصل اول: مقدمه و کلیات

1-1- مقدمه

امروزه در بسیاری از كاربردهای مهندسی، به تلفیق خواص مواد نیاز است و امكان استفاده از یك نوع ماده كه همه خواص مورد نظر را برآورده سازد، وجود ندارد. بسیاری از نیازهای صنعتی صنایعی مانند صنایع فضایی، دریایی، رآكتورسازی، الكترونیكی وغیره نمی تواند با استفاده از مواد معمولی شناخته شده برآورد شود. به عنوان مثال در صنایع هوافضا به محصولاتی نیاز است كه ضمن داشتن استحكام زیاد سبك باشند، مقاومت به سایش و مقاومت در برابر نور ماوراء بنفش خوبی داشته باشند و در دماهای بالا استحكام خود را از دست ندهند و یا در صنایع دریایی، معمولا ترکیبی از خواص فیزیکی دانسیته كم و مقاومت به رطوبت بالا مورد نیاز است. بنابراین از آنجا كه نمی توان ماده ای یافت كه همه خواص فوق را دارا باشد، باید به دنبال روشی برای تركیب خواص مواد بود، این راه حل همان مواد چند سازه[1] است. قسمت بیشتری از نیاز، با استفاده از چند سازه ها می تواند برآورده شود. چند سازه ماده ای چند جزئی است كه خواص آن در مجموع از هر كدام از اجزاء تشكیل دهنده خود بیشتر است. اجزاء تشكیل دهنده ویژگی های خود را حفظ كرده، در یكدیگر حل نشده و با هم تركیب نمی شوند. این مواد در مقیاس ماكروسكوپی معمولا به صورت یك مخلوط فیزیكی متشكل از دو یا چند ماده مختلف تعریف می شوند كه خواص فیزیكی و شیمیایی خود را حفظ كرده و مرز مشخصی را با هم تشكیل می دهند]4[.

در چندسازه ها عموما 3 ناحیه متمایز وجود دارد:

1-فاز پیوسته (ماده زمینه)

2-فاز نا پیوسته (تقویت كننده) كه غالبا به سه دسته كلی ذرات پودری[2]، ذرات صفحه ای[3] و الیاف[4] تقسیم می شود و هر دسته خصوصیات ویژه ای را در چندسازه ایجاد می كند.

3-فصل مشترك[5] بین این دو فاز كه تعیین كننده خواص و مشخصه های ماده مركب خواهد بود]4[.

فاز غیر پیوسته معمولاً سخت تر و قوی تر از فاز پیوسته است، لذا به آن فاز تقویت كننده می گویند كه به صورت یك یا چند فاز غیر پیوسته در یك فاز پیوسته (ماده زمینه) است]6 .[از پرمصرف ترین انواع ماده زمینه در این فرآورده ها پلاستیك های گرماسخت هستند. افزایش خواص مكانیكی این مواد، همواره از اهداف تحقیقاتی گروه های مختلفی در جهان بوده است. میزان بهبود وتقویت خواص آنها، به خواص فاز تقویت كننده نیز بستگی دارد. از مهمترین راه های بهبود خواص آنها، تقویت این مواد با الیاف می باشد. استفاده از این مواد در پلاستیك های گرماسخت باعث می شود كه محصول نهایی به یكی از فرآورده های تقویت شده مهندسی تبدیل شود. الیاف در چندسازه ها عضو بارپذیر اصلی سازه ها هستند. ساخت چندسازه های مستحكم و قوی جهت اهداف مهندسی، اغلب با كاربرد الیاف با مقاومت بالا (مخصوصا مقاومت به شكست) نظیر الیاف شیشه[6]، گرافیت، بور، سیلیكات خالص صورت می گیرد. به منظور استفاده از این الیاف، ماده زمینه یا ماتریس[7] جهت قرار گرفتن الیاف در آن لازم می باشد، به این جهت كه ماده زمینه آنها را در محل و آرایش مطلوب نگه می دارد. ماده زمینه صرفنظر از این كه توسط الیاف تقویت می شوند، خود نقش چسباندن الیاف به یكدیگر، انتقال تنش های وارده به الیاف، محافظت الیاف در برابر عوامل مكانیكی، محافظت از شرایط جوی وهمچنین رطوبت را بر عهده دارند]4[.

چندسازه های حاوی الیاف شیشه امروزه بسیار مورد توجه پژوهشگران و صنعتگران قرار دارند و به دلیل مزیت های فراوانشان استفاده از آنها در حال رشد وگسترش است. از این تركیبات به طور عمده در ساخت پانل های ساندویچی استفاده می شود.

چند سازه های پانل ساندویچی[8] رده ای از محصولات پیشرفته هستند كه در آنها از تركیب مواد ساده به منظور ایجاد محصولاتی جدید با خواص فیزیكی و مكانیكی برتر استفاده شده است.

این چندسازه، طبقه خاصی از مصالح كامپوزیتی است كه شامل یک ساختار سبک و مرکب است که از دو طرف به دولایه محدود شده و در وسط آن، یک هسته مركزی قرار دارد. اصطلاحاً در مجموع، این ساختار به آن دسته ازساختارهای لایه ای اطلاق می شود که از یک هسته مرکزی ضخیم و سبك و لایه های خارجی نازك و مقاوم تشکیل شده است. یك ساختار ساندویچی، مقاومت بسیار بالاتری نسبت به تك تك اجزای خود دارد و از سبكی فوق العاده ای نیز برخوردار است. همچنین هزینة نسبتاً پایینی داشته و به سرعت و سهولت می تواند در ساخت و ساز مورد استفاده قرار گیرد. از جمله دلایل رشد و پیشرفت این چند سازه ها تولید محصولاتی است كه در برابر رطوبت، پوسیدگی و خوردگی مقاوم بوده و از پایداری ابعادی برخوردارند. از مزیت های مهم دیگر بكارگیری آنها، سهولت شكل دهی با انواع قالب ها و تبدیل ارزان آنهاست.

در این ساختارها عموماً از فوم، شانه عسلی ها و چوب بالزا به عنوان مصالح مركزی و از لایه های تقویت شده الیاف كربن و عمدتاً الیاف شیشه به عنوان مصالح رویه ای استفاده می شود.

این ساختار به ظاهر ساده که به علت شباهت ظاهریش با ساندویچ به همین نام خوانده می شود، مزیت ها و قابلیت های فوق العاده ای از خود نشان می دهد. خلاصه ای ازآنچه امروزه پانل های ساندویچی را به عنوان گزینه ای مناسب در جهان مطرح ساخته است به شرح زیر می باشد:

الف) دانسیته مناسب آنها كه به علت استفاده از مواد كم دانسیته درهسته این پانل ها ایجاد می شود. بنا به این ویژگی، این پانل ها جهت استفاده در صنایع هوافضا بسیار مقبولند. این خاصیت به ویژه در سبك سازی بناها در مقابله با زلزله بسیار مهم است. یك دیواره ساندویچی در مقایسه با نمونه مشابه سیمانی یا آجری، گاه تا 50 برابر سبك تر است.

ب) استحكام بالای این پانل ها نسبت به دانسیته آن ها، به طوری كه پانل نیروهای وارده را به خوبی جذب می کند و آن را از مقاومت بالایی در برابر بارهای فشاری و ضربه ای برخوردار می كند كه این مسئله در ساخت پل ها، ساخت دیوار ه ها و سقف های كاذب از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

ج) مقاومت در برابر خوردگی ، بطوریكه در شرایط خورنده محیطی دچار آسیب های ناشی از خورندگی نمی شود، بنابراین در ساخت پاركت های در تماس با مواد شیمیایی بسیار مطلوب اند. این ویژگی باعث حداقل شدن هزینه تعمیر و نگهداری نیز می گردد.

د) این پانل ها مقاوم در برابر رطوبت هستند، لذا در شرایط محیطی مرطوب دچار آسیب نمی شوند. این پانل ها به علت خاصیت ضد آبشان در بدنه كشتی ها مورد استفاده قرار می گیرند.

با توجه به اینکه در هر نوع کاربرد خواص استحکامی پانل مورد نیاز است، پانل های ساندویچی به دلیل امتیاز نسبت بالای مقاومت مکانیکی به وزن آنها کاربردهای وسیعی در صنایع گوناگون دارند، از کشتی تا ساختار هواپیمایی، از دیواره های واگن تا پانل های ساختمانی، در سازه های پل و مهندسی.

این محصول نسبتا جدید از جمله فرآورده های مركب مهندسی شده چوبی است كه به عنوان ماده ساختمانی و صنعتی تولید و مصرف آن در سطح جهان رو به افزایش است و در سال های اخیر به طورجدی مورد توجه قرار گرفته است. این محصول تا كنون تقریبا در ایران ناشناخته باقی مانده است.