بررسی اثر پوشش گلس بید و صدف بر روی ویژگی های فیزیکی و مکانیکی نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری تقویت شده با الیاف شیشه و آرد چوب راش

سابقه و هدف: در عصر حاضر پیشرفت فناوری به پیشرفت‌ها در زمینه مواد بستگی دارد. تولید کامپوزیت ها گام بزرگی است که در راه تکامل مواد مهندسی برداشته شده است. زیرا با ترکیب فیزیکی دو یا چند ماده نه تنها ماده سبک‌تر و محکم‌تری به دست می‌آید بلکه حتی جایگزین مواد سنتی نیز می‌شود. این تحقیق با هدف مقایسه مقاومت مکانیکی و فیزیکی کامپوزیت‌های روکش شده با گلس بید (مهره‌های شیشه‌ای کوچک) و صدف، جداگانه و یا تواما و نیز انتخاب بهترین نمونه با وزن مخصوص سبک‌تر، استحکام مناسب‌تر و نصب آسان‌تر در نمای ساختمان انجام شده است.مواد و روش‌ها: نمونه‌ها با استفاده از آرد چوب راش و الیاف شیشه گرید e و زمینه رزین پلی‌استر غیراشباع ارتو و نانو رس مونت مورینولیت k10 و mepk و کبالت 10% به عنوان عوامل ثابت و صدف غلتان دریای خزر ( cerastoderma glaucum) و گلس بید عامل متغیر به روش لایه‌گذاری دستی تهیه گردید. از درصدهای متغیر گلس بید و صدف یا ترکیبی از هر دو بر روی کامپوزیت به‌صورت ژل کوت استفاده شد. 15 بلوک کامپوزیت به ابعاد 20×30×0/7 سانتی‌مترمکعب تهیه گردید. سپس کناره‌های اضافی سمباده زده شد. نومونه ها به مدت 2 ساعت در آون در 120 درجه قرار گرفتند و پس از خنک شدن توزین و ابعاد آن اندازه‌گیری و به اندازه‌های مورد نیاز برش داده شدند. آزمون‌های برای سنجش خواص فیزیکی و مکانیکی شامل میزان جذب آب و واکشیدگی ضخامت، خمش، کشش، ضربه و سایش بر روی نمونه‌ها براساس درستورالعمل astm با سه تکرار انجام شد، درنهایت با وزن مخصوص سنگ نمای ساختمان براساس مقررات ملی ساختمان مقایسه گردید. همچنین برای تجزیه‌وتحلیل و آنالیز داده‌ها از روش sas9.6 استفاده گردید. روایی و پایایی آزمون نیز با توجه به داده‌های حاصل از آزمون و توسط نرم‌افزارsas  با دقت 99% محاسبه گردید و به‌صورت جدول تجزیه واریانس گزارش شد. نتایج: یافته‌های این تحقیق نشان داد که در اثر پوشش دادن کامپوزیت اولیه حاصل از ترکیب نانورس و آرد چوب راش و الیاف شیشه و رزین با 30% گلس بید، مقاومت کامپوزیت نسبت به ضربه افزایش یافت و هرچه میزان گلس بید در رویه افزایش یافت مقاومت کامپوزیت نسبت به ضربه نیز افزایش نشان داد. با پوشش 30% رویه کامپوزیت با صدف غلتان دریای خزر، مقاومت کامپوزیت نسبت به خمش و کشش در مقایسه با نمونه شاهد افزایش یافت. میزان سائیدگی در کامپوزیت‌های تهیه شده با 30% گلس بید و 30% صدف بعد از 200 دور سایش در مقایسه با دیگر نمونه‌ها کمتر بود. میزان واکشیدگی ضخامت در مدت 48 ساعت غوطه‌وری نمونه در آب نیز صفر بود. هرچند که میزان جذب آب در نمونه‌ها بسیار اندک بود، ولی براساس نتایج به‌دست‌آمده می‌توان گفت نمونه‌ها با میزان صدف بیشتر، در مقایسه با نمونه شاهد دارای جذب آب بالاتری می‌باشند. ابعاد نمونه‌ها 20×30×7/0 سانتی‌متر مکعب با وزن مخصوص نسبی  (specific weight)برابر 1211/9 کیلوگرم بر مترمکعب بود. بیشترین وزن مخصوص در تیمارها مربوط به نمونه تیمار شده با لایه گلس بید 30 درصد با کد g180sh0 (p=1240 kg/m3) و کمترین وزن مخصوص مربوط به تیمار نمونه شاهد بدون لایه با کد (p=1192 kg/m3) g0sh0 بود، این در حالی است که کمترین وزن مخصوص سنگ با کاربرد نمای ساختمان متعلق به کوآرتز (p=2000 kg/m3) است.نتیجه‌گیری: به‌طورکلی می‌توان گفت کامپوزیت تهیه شده با رویه 30 درصد گلس بید از نظر سایش، مقاومت در برابر ضربه، استحکام و نیز عدم جذب آب، نسبت به سایر نمونه‌ها کیفیت بهتری را داراست. از مقایسه نسبی وزن مخصوص نمونه‌ها نیز می‌توان دریافت که با افزایش مخصوص میزان مقاومت در برابر ضربه و خمش افزایش می‌یابد، مانند نمونه g180sh0  درنهایت هدف تحقیق که تهیه کامپوزیتی مقاوم و سبک با کاربری نمای ساختمان بود، محقق گردید.

the application of glass beads and shell powder coating on the physical and mechanical properties of polymer matrix reinforced with glass fibers and beech wood flour nanocomposites

background and objective: in the present era, technological advancement depends on the progress made in the field of materials and the production of composites has been a significant step towards the evolution of engineering materials. by physically combining two or more materials, not only lighter and stronger material are produced, but such new materials replace the traditional materials. this research aims to compare the mechanical and physical properties of composites coated with small glass beads and shells powder, individually and in mixture, and to select the best sample with lighter specific weight, better strength, and easier installation for building facades.materials and methods: the samples were prepared using beech wood flour, e-grade glass fibers, ortho unsaturated polyester resin matrix, montmorillonite k10 nanoclay, mepk, 10% cobalt as a constant factor, caspian sea rolling shell (cerastoderma glaucum) powder, and small glass beads as a variable factor. specimens were made using the hand lay-up method. variable percentages of glass beads and shells, or a combination of both, were used on the composite as a gel coat. fifteen composite blocks with dimensions of 20×30×0.7 cm3 were prepared. the edges of the block were then sanded. the blocks were placed in an oven at 120 degrees centigrade for 2 hours, and after cooling, they were weighed and their dimensions were measured, and then cut to the required sizes, and physical and mechanical properties such as water absorption, thickness swelling, bending, tension, impact, and abrasion were measured using astm procedures with three replication. finally, the specific weight was compared according to national building regulations. for data analysis, the sas9.6 method was used. the validity and reliability of the test were calculated with 99% accuracy based on the test data and reported as an analysis of variance table using sas software..results: the results of this research showed that the sample made from a combination of nanoclay, beech wood flour, glass fibers, and resin with 30% glass beads coating demonstrate increased impact resistance. the more glass beads were added to the coating, the higher the impact resistance of the composite. with a 30% coating using caspian sea rolling shell powder, the composite bending and tension strength increased compared to the control sample. the abrasion rate in composites prepared with 30% glass beads and 30% shell powder was lower after 200 cycles of abrasion compared to other samples. the thickness swelling rate after 48 hours of immersion in water was zero. although the water absorption rate in the samples was very low, it can be said that samples with a higher amount of shell powder had higher water absorption compared to the control sample. the specific weight of the samples with the dimensions of the 20×30×0.7 cm3 was measured as 1211.9 kg/m³. the highest specific weight in the treatments was related to the sample treated with a 30% glass bead layer coded g180sh0 (p=1240 kg/m³), and the lowest specific weight was related to the untreated control sample coded g0sh0 (p=1192 kg/m³). meanwhile, the lowest specific weight of stone used for building facades belongs to quartz (p=2000 kg/m³).conclusion: in general, it can be mentioned that the composite prepared with a 30% glass bead coating has better quality in terms of abrasion, impact resistance, strength, and no water absorption compared to other samples. from the relative comparison of the specific weight of the samples, it can also be acknowledged that with an increase in specific weight, the impact and bending strength increases, as seen in the g180sh0 sample. ultimately, the research objective of preparing a strong and lightweight composite for building facade applications was achieved.