ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΕΓΚΛΕΙΣΜΑΤΩΝ ΑΕΡΟΓΕΛΗΣ ΣΤΙΣ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΣΙΜΕΝΤΟΚΟΝΙΑΜΑΤΟΣ

Abstract

Η παρούσα Πτυχιακή Εργασία αναφέρεται στη μελέτη των Μηχανικών Ιδιοτήτων Προηγμένης Θερμομονωτικής Τσιμεντοκονίας, η οποία χαρακτηρίζεται από το χαμηλό της κόστος και την αυξημένη θερμομόνωση. Η εκτίμηση της μηχανικής συμπεριφοράς θα επιτευχθεί με ανάπτυξη προηγμένων προσομοιωμάτων αντιπροσωπευτικών στοιχείων όγκων με τη μεθόδο των πεπερασμένων στοιχείων. Η ανάπτυξη του θέματος γίνεται σε πέντε Κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο αναπτύσσονται ο σκοπός της εργασίας, οι βασικές έννοιες ομογενοποίησης υλικών, οι μέθοδοι ομογενοποίησης, το αντιπροσωπευτικό στοιχείο όγκου, καθώς και ο ορισμός της θερμομονωτικής τσιμεντοκονίας και καταγράφονται γενικές πληροφορίες σχετικά με αυτή. Ορίζεται και εξηγείται αναλυτικά ο όρος Aerogel Silica, από τον οποίον αποτελούνται τα εγκλείσματα της τσιμεντοκονίας. Στο δεύτερο Κεφάλαιο εξηγείται το εμπορικό πρόγραμμα προσομοίωσης μοντέλων για την εύρεση των μηχανικών ιδιοτήτων του τσιμεντοκονιάματος με τη χρήση πεπερασμένων στοιχείων. Πιο συγκεκριμένα, περιγράφονται αναλυτικά τα βασικά χαρακτηριστικά του προγράμματος Digimat, ο τρόπος ανάλυσης καθώς και οι επιλογές που προσφέρονται από αυτό. Στο τρίτο Κεφάλαιο γίνεται αναφορά σχετικά με το πως πραγματοποιούνται οι αναλύσεις τσιμέντου με εγκλείσματα Aerogel Silica με τη χρήση πεπερασμένων στοιχείων μέσω του εμπορικού προγράμματος προσομοίωσης Digimat. Στο τέταρτο Κεφάλαιο υπολογίζεται ο συντελεστής συγκέντρωσης τάσεων για διάφορες περιπτώσεις κατανομής των εγκλεισμάτων στο χώρο της μικροδομής του RVE. Όλοι οι υπολογισμοί γίνονται με τη χρήση του προγράμματος Digimat καθώς επίσης και με μαθηματικούς υπολογισμούς. Οι διαφορετικές περιπτώσεις για τις οποίες υπολογίστηκε ο συντελεστής συγκέντρωσης τάσεων είναι η ύπαρξη μοναδικού εγκλείσματος, η μέγιστη κατ’όγκο περιεκτικότητα εγκλεισμάτων που επιτεύχθηκε και η τυχαία διασπορά εγκλεισμάτων δίχως τη δυνατότητα εισχώρησης ενός εγκλείσματος μέσα στο άλλο. Το πέμπτο Κεφάλαιο αναφέρεται στα συμπεράσματα που λήφθηκαν κατά τους υπολογισμούς του τέταρτου Κεφαλαίου καθώς και οι παρατηρήσεις που έγιναν μεταξύ των περιπτώσεων και με άλλη ερευνετική εργασία. Στο Παράρτημα 1 καταγράφονται σε αναλυτικούς πίνακες τα αποτελέσματα των υπολογισμών που πραγματοποιήθηκαν για το προσομοιωμένο μοντέλο αντιπροσωπευτικού στοιχείου όγκου με μοναδικό έγκλεισμα. Στο Παράρτημα 2 καταγράφονται σε αναλυτικούς πίνακες τα αποτελέσματα των υπολογισμών που πραγματοποιήθηκαν για τη μέγιστη κατ’όγκο περιεκτικότητα εγκλεισμάτων καθώς και ο πίνακας με τις υπολογισμένες συντεταγμένες για την επίτευξή της. Στο Παράρτημα 3 καταγράφονται σε αναλυτικούς πίνακες τα αποτελέσματα των υπολογισμών που πραγματοποιήθηκαν για την τυχαία κατανομή-διασπορά εγκλεισμάτων στο προσομοιωμένο μοντέλο αντιπροσωπευτικού στοιχείου όγκου.