ترک خوردگی حرارتی و حساسیت رطوبتی دو مورد از مهمترین خرابی هایی هستند که در دوره بهره برداری، روسازی آسفالتی را با تهدیدات جدی مواجه می کنند. در این پژوهش به ارزیابی آزمایشگاهی تاثیر افزودنی های نانو اکسید کلسیم و نانو کربنات کلسیم به مخلوط های آسفالتی HMA به منظور بهبود عملکرد آنها در برابر ترک خوردگی و حساسیت رطوبتی پرداخته شده است. جهت دستیابی به اهداف این تحقیق ابتدا قیر با 9/0 درصد از نانو کربنات کلسیم و 5/1 درصد نانو اکسید کلسیم ترکیب شده است و برای ارزیابی خصوصیات عملکردی نمونه های آسفالتی HMA حاوی افزودنی نانویی، آزمایشات خمش نیم دایره (SCB) در سه دمای 5- ، 10- و 15- درجه سانتی گراد، و کشش غیرمستقیم (لاتمن اصلاح شده) در دو دمای 10 و 20 درجه سانتی گراد انجام پذیرفت. بر اساس نتایج آزمایش خمش نیم دایره و کشش غیر مستقیم بهترین عملکرد و بیشترین مقاومت مربوط به نمونه حاوی Nano CaO5/1% می باشد که مقدار مقاومت آن در برابر ترک های حرارتی حدود 22 درصد بیشتر و حساسیت رطوبتی آن حدود 6 درصد کمتر از نمونه کنترل می باشد. براساس نتایج آزمایش SCB می توان دریافت که با افزایش Me از صفر تا حدود 4/0 – 6/0 که بارگذاری بصورت ترکیب کششی – برشی می باشد مقدار چقرمگی شکست کاهش و پس از آن که بارگذاری به سمت کشش خالص می رود افزایشی خواهد بود. بگونه ای که بیشترین مقاومت در برابر ترک خوردگی در حالت کشش خالص اتفاق می افتد.

در این پژوهش تاثیر کاشت یونهای نیتروژن بر روی ساختار سطح و مقاومت در برابر خوردگی فلز تیتانیوم مورد بررسی قرار گرفت. در این آزمایشات از یونهای نیتروژن با انرژی 30keV در دزهای بین 5×1017ion/cm2 تا 5×1018ion/cm2 استفاده گردید. از دستگاه XRD برای آنالیز فازی و بررسی ایجاد ساختارهای جدید بر اثر کاشت یون نیتروژن و از دستگاه AFM نیز برای مشاهده تغییرات زبری در سطح قبل و بعد از کاشت استفاده گردیده است. همچنین از دستگاه آنالیز خوردگی برای مقایسه مقاومت در برابر خوردگی فلز تیتانیوم قبل و بعد از کاشت یون استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که کاشت یون نیتروژن تاثیر قابل توجهی در بهبود مقاومت در برابر خوردگی تیتانیوم دارد.

سازه های بتن مسلح در مناطق خورنده، معمولا از خرابی به علت خوردگی آرماتور ها، که می تواند ناشی از کربنات و یا نفوذ یون های کلر باشد، رنج می برند. افزایش حجم محصولات خوردگی نسبت به فولاد اولیه باعث ایجاد ترک در سازه شده، که می تواند منجر به تسریع کاهش عمر مفید آن شود. فلذا زمان شکل گیری ترکها یک پارامتر اصلی در عملکرد سازه بوده و مهم است که بتوان آن را با دقت کافی پیش بینی کرد. به منظور بررسی دقت مدل های تحلیلی مبتنی بر مدلسازی رفتار غیر خطی بتن و تعیین محل خوردگی آرماتور، در این تحقیق از مدل اجزاء محدود استفاده شده است. در ابتدا نمونه های آزمایشگاهی مختلفی ساخته شده و پس از نگهداری اولیه، تحت شرایط خوردگی تسریع شده قرار گرفته اند. محل و الگوی ترک مدلها در حین آزمایش و تا مرحله شکست کامل نمونه ها بطور دقیق ثبت شده اند. در مرحله بعد مدل عددی نمونه های فوق با استفاده از اجزای محدود ساخته شده و نتایج حاصل از روش های آزمایشگاهی و عددی با یکدیگر مقایسه شده اند. پس از اطمینان از صحت مدلهای عددی ساخته شده، اثر پارامترهای مختلف بر ترک خوردگی بتن مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن است که پوشش آرماتور و مقاومت فشاری بتن از عوامل موثر در شروع ترک خوردگی می باشند و با افزایش این 2 پارامتر فشار داخلی ناشی از محصولات جهت شروع ترک خوردگی بیشتر خواهد شد.

ترک خوردگی روسازی آسفالتی یکی از رایج ترین خرابی های روسازی است که می تواند ناشی از خستگی و پیر شدگی مخلوط های آسفالتی تحت شرایط محیطی و بار ترافیکی بوده و باعث ایجاد خرابی های دیگر در روسازی های آسفالتی گردد. به همین علت بررسی رفتار شکست و ارزیابی دقیق پارامترهای مکانیک شکست مخلوط های آسفالتی و پارامترهای موثر بر آن، می تواند مهندسان روسازی را در امر طراحی و احداث روسازی با کیفیت کمک نماید. در این تحقیق از نمونه های خمش نیم دایره ای1 (SCB) به منظور ارزیابی تاثیر نرخ بارگذاری آزمایش بر پارامترهای مختلف مکانیک شکست مخلوط های آسفالتی در دمای متوسط (°C25) استفاده شده است. هدف اصلی از این تحقیق، تعیین مناسب ترین نرخ بارگذاری برای آزمایش SCB در دمای متوسط، با در نظر گرفتن ضریب تغییرات آزمایش و با نمونه هایی به مشخصات هندسی قطر و ضخامت، 15و 3 سانتی متر و طول ترک برابر با 18میلی متر می باشد. بدین منظور نمونه های SCB تحت نرخ های بارگذاری 5/0، 1، 3، 5، 20 و 50 میلی متر بر دقیقه قرار گرفته و پارامترهای حداکثر بار2 برای ترک خوردگی نمونه های آسفالتی (PL)، انرژی شکست3 نمونه های آسفالتی (FE)، شاخص انعطاف پذیری4 (FI) و نشانه ی مقاومت در برابر ترک خوردگی 5(CRI) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش نرخ بارگذاری همواره مقدار PL و FE برای گسیختگی مخلوط آسفالتی افزایش می یابد ولی FI و CRI با افزایش نرخ بارگذاری روال مشخصی ندارند. بر اساس نتایج آزمایش ها و ارزیابی ضریب تغییرات6 COV)) پارامترهای ذکر شده، نرخ بارگذاری 3 و 5 میلی متر بر دقیقه برای استفاده در آزمایشSCB توصیه می شود.

هدف از این تحقیق، ارزیابی تأثیر کاربرد نسبت های کم جایگزینی نانوذرات سیلیس با سطح ویژه های مختلف بر مقاومت بتن توانمند در محافظت از میل گردهای فولادی مدفون در بتن در برابر خوردگی است. آزمایش های مقاومت فشاری، مقاومت الکتریکی و آزمون غیرمخرب برای بررسی تأثیرات نانوذرات سیلیس بر ویژگی های بتن های توانمند انجام شده است. نتایج نشان داد با کاهش نسبت w/b بتن های توانمند از 0٫ 35 تا 0٫ 25، نانوذرات سیلیس با سطح ویژه ی کمتر عملکرد بهتری نسبت به ذرات ریزتر داشتند. هرچند که تأثیر بر مقاومت های فشاری و همچنین مقاومت الکتریکی متغیر بود؛ زیرا تفاوت در عملکرد نانوذرات سیلیس ویژگی های مکانیکی و دوامی را تحت تأثیر قرار داد. همچنین با کاهش نسبت w/b، با افزایش مقاومت الکتریکی، مقاومت بتن در محافظت از میل گرد در برابر خوردگی افزایش یافت. علاوه بر این، نوع درشت تر نانوسیلیس عملکرد بهتری در بهبود ویژگی های مکانیکی نسبت به نوع ریزتر نشان داد. هرچند نوع ریزتر نانوسیلیس، مقاومت الکتریکی بالاتری نسبت به نانوسیلیس درشت تر داشت؛ بنابراین، مقاومت بتن در محافظت از میل گردها در برابر خوردگی در این حالت بیشتر بود.

زمانی که بتن رطوبت خود را از دست می دهد، دچار جمع شدگی و کاهش حجم شده و در نهایت باعث ایجاد ترک و افزایش تغییر شکل در بتن می شود. در صورتی که عضو بتن مسلح مقید باشد، کرنش های ناشی ازجمع شدگی بتن باعث ترک خوردگی عضو شده و باعث افزایش تغییر شکل های عضو با زمان می شود. این پدیده به دلیل تبخیر سریع آب در هنگام بتن ریزی، بر اثر وزش باد و افزایش دما اتفاق می افتد. ترک ها، یکی از دلایل اصلی در کاهش مقاومت و دوام بتن است. لذا در این تحقیق، با استفاده از یک نوع الیاف پلیمری، اثر استفاده از آنها با نسبت های حجمی مختلف بر کاهش ترک-خوردگی ناشی از آبرفتگی پلاستیک در دالهای بتنی مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایشات جمع شدگی پلاستیک در یک گرمخانه و با استفاده از قالب هایی که برای این منظور طراحی شده انجام شد. پارامترهای مورد مطالعه در این تحقیق، درصد حجم الیاف به حجم بتن و مقاومت بتن است. در نهایت، تاثیر مقدار الیاف پلیمری بر میزان ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی پلاستیک بتن مورد بررسی و بحث قرار گرفت.