is Íslenska en English

Lokaverkefni (Meistara)

Háskólinn í Reykjavík > Tæknisvið / School of Technology > Med/MSc Tækni- og verkfræðideild (-2019) / School of Science and Engineering >

Vinsamlegast notið þetta auðkenni þegar þið vitnið til verksins eða tengið í það: http://hdl.handle.net/1946/13883

Titill: 
  • Titill er á ensku Continuous Basalt Fiber as Reinforcement Material in Polyester Resin
  • Basaltþræðir sem styrkingarefni í polyester plastefni
Námsstig: 
  • Meistara
Útdráttur: 
  • Útdráttur er á ensku

    The industry is always striving to find new and better materials to manufacture new or improved products. Within this context, energy conservation, corrosion, sustainability and other environmental issues are important factors in product development. Basalt fibers are a natural material, produced from igneous rock which can provide high strength relative to weight. Research has also shown that basalt fibers have many other advantageous qualities.
    This thesis describes an applied research project, investigating the material characteristics of a relatively new material, continuous basalt fibers in polyester resin. The objective was to examine whether a composite material made of polyester resin reinforced with basalt fibers, could be used for engineering structures. The project combines two phases. The first phase was a basic research of material properties where specimens made of basalt fibers in polyester resin were constructed and tested according to the ASTM standard. The second phase was the construction and testing of two 1200 mm long tubes made of basalt fiber in polyester resin.
    The material testing phase included a study of simple state of the art methods used to analyze layered composite materials layer (laminate) by layer. Various standard load tests were then applied to the samples. A uniaxial static tensile test, a uniaxial compression test, an in-plane shear test and a pin bearing test were carried out. The test results were compared with published test results for similar composite materials, such as glass fibers in epoxy and carbon fibers in epoxy.
    The results of the material testing indicated that basalt fibers can be used as reinforcement material in polyester resin, to create a composite structural material with acceptable engineering properties. The comparison with other similar results for other composite materials showed that basalt fibers in polyester resin were in fact 19.3% stronger in tension than glass fibers in epoxy resin.
    Structural testing of the 1200 mm long tube, built using a composite material of basalt fiber reinforced polyester resin revealed, that the tube was strong enough to meet the standard design criteria’s specified for a regular four-meter high lamppost.

  • Iðnaðurinn er stöðugt að leitast við að finna ný og betri efni til að framleiða nýjar og/eða endurbættar vörur. Orkusparnaður, tæringarhætta, sjálfbærni og aðrir umhverfisþættir hafa mikil áhrif á val á nýjum efnum og tilsvarandi vöruþróun.
    Í þessari ritgerð er kynnt hagnýtt rannsóknarverkefni þar sem nýtt efni, polyester plastefni styrkt með basaltþráðum var prófað til að athuga hæfni þess til notkunar í mannvirkjagerð. Basalt trefjar er náttúrulegt efni sem unnið er úr storkuberginu basalt sem getur gefið mikinn styrk í hlutfalli af eiginþyngd. Einnig hefur komið fram í rannsóknum að basalt trefjar hafa marga aðra hagnýta efniseiginleika.
    Verkefnið var tvíþætt. Meginmarkmið verkefnisins var að rannsaka hvort hægt væri að nota basaltþræði, sem styrkingarefni í polyester plastefni til að búa til samsett efni með eiginleika sem henta til mannvirkjagerðar. Þessi rannsókn flokkast undir grunnrannsókn í efnisfræði trefjaefna þar sem prófaðir voru efnisbútar, gerðir úr basaltþráðum í polyester fylliefni, í samræmi við viðurkenndan alþjóðlegan staðal (ASTM). Einnig voru búnir til tveir staurar, 1200 mm langir, úr basaltþráðum í polyester fylliefni. Annar staurinn var innspenntur í annan endann og burðarþolsprófaður með því að setja stakan kraft á hinn endann með stefnu þvert á langstefnu bitans. Hinn staurinn var steyptur niður í fjörunni í Keflavík til að langtíma prófunar á áhrifum veðrunar og annarra umhverfisþátta.
    Til að kanna brotstyrk samsetta trefjaefnisins voru gerð mismunandi einása, stöðufræðileg álagspróf. Um var að ræða togþolspróf, þrýstiþolspróf, skerþolspróf og prófun á boltaðri skúftengingu. Niðurstöðurnar voru bornar saman innbyrðis milli einstakra sýna sem og við birtar rannsóknarniðurstöður fyrir önnur sambærileg efni eins og glertrefja- og koltrefjastyrkt epoxy efni. Í tengslum við ofangreindar prófanir voru hefðbundnar reikniaðferðir til greiningar á brotþoli lagskiptra efna kannaðar. Niðurstöður rannsóknarinnar á burðargetu efnissýna, gáfu til kynna að hægt er að búa til samsett efni úr basaltþráðum og polyester fylliefni sem hefur nothæfa verkfræðilega eiginleika. Samanburður á niðurstöðum við aðrar rannsóknir leiddi einnig í ljós að samsett efni úr basalttrefjastyrktu polyester gaf 19.3% meiri styrk í togi heldur en samsett efni úr glertrefjastyrktu epoxy. Álagsprófun innspenntrar súlu úr basalttrefjastyrktu polyester leiddi í ljós að staurinn uppfyllir hefðbundnar hönnunarkröfur fyrir fjögurra metra háan ljósastaur.

Samþykkt: 
  • 29.1.2013
URI: 
  • http://hdl.handle.net/1946/13883


Skrár
Skráarnafn Stærð AðgangurLýsingSkráartegund 
2012_Jón-Ólafur_Continuous-Basalt-Fiber-as-Reinforcement-Material-in-Polyester-Resin.pdf5.08 MBOpinnHeildartextiPDFSkoða/Opna