بررسی تأثیر مقادیر مختلف نانولوله ‌کربن و کیفیت پخش آن‌ها بر عملکرد دینامیک حسگرهای هوشمند بتنی

Abstract

<strong><span style="font-family: Times New Roman;"> </span></strong><strong>امروزه، ساخت و توسعه رویه‌های بتنی ارزان‌قیمت هوشمند مورد توجه قرار گرفته است. هوشمند­سازی رویه بتنی به جسم روسازی این توانایی را می­بخشد که در عین باربری، توانایی تشخیص گسترش خرابی با گذشت زمان و یا نیروهای وارده به روسازی را پیدا می­کند. حسگرهای بتنی با استفاده از اختلاط مواد هادی، از قبیل نانولوله‌های ‌کربنی، با بتن روسازی ساخته می­شوند. با پایش تغییر مقاومت الکتریکی عبوری از حسگرهای جا داده ‌شده در جسم روسازی راه، میزان تغییرات بارگذاری یا رشد خرابی مشخص می­شود. نکته اصلی در استفاده از این حسگرها، بررسی تأثیر هر یک از پارامترهای مؤثر در فرایند ساخت، بر عملکرد این حسگرها است. در این تحقیق، تأثیر دو پارامتر کیفیت پخش نانولوله‌ها در حسگر و مقدار نانولوله ‌کربن که در فرایند ساخت این حسگرها نقش اصلی را دارند، بر عملکرد حسگرها، ارزیابی شد. در این پژوهش، حسگرهای مختلف حاوی مقادیر 1/0، 125/0، 15/0 و 2/0 درصد وزنی سیمان، نانولوله ­کربن چنددیواره که با سطوح انرژی (یک ساعت حمام اولتراسونیک، دو ساعت حمام اولتراسونیک و یک ساعت حمام اولتراسونیک به همراه 90 دقیقه اولتراسونیک میله‌ای) ساخته شدند و بر اساس معیارهای عملکردی مختلف از قبیل حساسیت، تکرارپذیری (درونی و بیرونی) و پسماند تأثیر هر یک از این عوامل تحت بارگذاری دینامیک ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که استفاده از انرژی بیشتر در فرایند پخش نانولوله ‌کربن در فاز آبی، باعث پخش همگن‌تر نانومواد در داخل حسگر شده و این پارامتر نسبت به پارامتر مقدار نانولوله ‌کربن تأثیر بیشتری بر معیارهای حسگر بتنی خواهد داشت. </strong><strong>همچنین، در یک سطح انرژی ثابت، با افزایش میزان نانولوله ‌کربن، معیارهای عملکردی حسگر بهبود می­یابند. </strong>