کاربرد پلیمرها در صنعت راهسازی

1- مقدمه
امروزه صنعت راهسازی یکی از مهمترین شاخه های مهندسی می‌باشد که به سرعت در حال رشد است. گسترش سریع شبکه راهها، افزایش ترافیک و بار محوری ناشی از آن، همچنین افزایش تقاضا برای بهبود کیفیت خدمات، سبب تلاش بیشتر مهندسان به منظور بالا بردن کیفیت راهها و نگهداری آنها گشته است.
تا اوایل قرن بیستم جاده ها عمدتا خاکی بودند و راههای داخل شهری سنگفرش می‌شدند، امروزه، با پیشرفت تکنولوژی به روسازی راه بسیار اهمیت داده می‌شود.
در این میان مناسبترین ماده ای که برای روسازی راه به کار می‌رود، آسفالت است. زیرا از مواد دیگری ارزانتر است، در برابر تغییرات شرایط جوی پایدار می‌باشد، خاصیت ارتجاعی دارد، به فراوانی و در همه جا در دسترس است و می‌توان آن را (با اصلاحات لازم) در هر آب و هوایی به کار برد.
تا چندین دهه قبل آسفالت به صورت معمول خود (مخلوطی از قیر و سنگدانه) به کار می‌رفت. ولی امروزه مهندسان بنا به دلایل زیر سعی در بهبود خواص آسفالت دارند:
آسفالت با مشکلاتی نظیر ترک خوردن، شیار شیار شدند (Rutting) فرسوده شده بر اثر نمکها، جمع شدن بر اثر گرما یا شکننده شدن بر اثر سرما و … روبروست.
توجه به ایمنی و راحتی جاده ها از مهمترین اصول راهسازی مدرن است. مثلا سطح جاده باید طوری باشد که اصطکاک لازم را ایجاد کرده از لیز خوردن اتومیبلها جلوگیری نماید. همچنین صدای ناهنجار ایجاد ننماید. یعنی دارای سطحی هموار باشد نیز از جمع شدن آب روی جاده جلوگیری شود.
طراحان و مهندسان در پی یافتن روشها و مواد مناسبی برای اصلاح آسفالت هستند. از جمله مهمترین موادی که تا کنون برای این منظور به کار رفته اند و نتایج بسیار رضایت بخشی به همراه داشته اند. پلیمرها می‌باشند.
در این مقاله سعی شده است به دو کاربرد عمده پلیمر در بهبود خواص آسفالت اشاره شود:
1- استفاده از پلیمر برای اصلح خواص قیر.
2- استفاده از شبکه های (Mesh) پلیمری برای تسلیح آسفالت.
3- استفاده از پلیمر برای اصلاح قیر PMB2
قیر به عنوان چسبنده ای ایده آل برای ساخت آسفالت به کار می‌رود. این ماده در دمای بالا مایع شده می‌تواند با سنگدانه ها مخلوط شود آنها را به هم بچسباند و تشکیل آسفالت دهد. در دمای معمول، قیر به صورت یک ماده ویسکو الاستیک عمل می‌کند به علاوه چسبندگی خوبی داشته، در برابر نفوذ آب مقاوم می‌باشد. با این همه، برخی از مشکلات راهها نظیر خرد شدن آسفالت بر اثر خستگی، ایجاد شیار بر روی آسفالت بر اثر افزایش بار محوری، روان شدن آسفالت در اثر گرما، کنده شدن و خرد شدن سنگدانه ها و … مربوط به قیر مصرفی می‌باشند. بنابراین شیمیدانها سعی زیادی در بهبود خواص قیر دارند.
یکی از راههای اصلاح یک ماده اضافه کردن مواد دیگر به آن می‌باشد مثل ساخت آلیاژهای گوناگون.
پلیمرها از اولین مواد اصلاح کننده ای بودند که برای افزودن به قیر پیشنهاد شدند زیرا:
منشا پلیمرها وقیر هر دو ماده خام واحدی می‌باشد (نفت). بنابراین ساختار اصلی آنها قابل مقایسه است.
با استفاده از فرآیندهای شیمیایی می‌توان پلیمرهای جدید با خواص مطلوب تهیه کرد (تنوع).
پلیمرها موادی پایدار و قابل بازیافت هستند (توجیه اقتصادی).
اواسط دهه 70 میلادی یک شرکت نفتی توانسته با اضافه کردن EVA3 ، به قیری با انعطاف پذیری بهتر دست یابد کمی‌بعد با کشف 4SBS ها شیمیدانها توانستند خواص قیر را باز هم بهبود بخشند.
EVA ها پلاستیک5 و SBS ها الاستومر6 هستند، امروزه، برای اصلاح قیر از هر دو گروه EVA و SBS ها بهره گرفته می‌شود.
اولین آزمایش موفقیت آمیز PMB ها در اواخر دهه 70 میلادی در جاده های انگلستان انجام شد.

فهرست مطالب

1- مقدمه 1
2-1 بهبود خواص قیر با اضافه کردن پلیمر 3
2-2 مواردی از کاربرد آسفالت پلیمری 5
2-3 مشکلات استفاده از قیر پلیمری 7
3 - استفاده از پلیمرها در تسلیح آسفالت 8
3-1 چگونه مشهای انعطاف پذیر از ترک خوردن آسفالت جلوگیری می‌کنند؟ 9
3-2 مشخصات فیزیکی مشهای تسیلح 10
3-3- موارد استفاده 11
3-4 نحوه استفاده از مشهای تسلیح 12
4- نتیجه گیری 12مراجع 13
ژوتکستایل 14
1- مقدمه 14
2- کاربرد ژئوتکستایلها در جداسازی لایه های خاک (separation) 17
3- کاربرد ژئوتکستایلها در تسلیح خاک 18
3-1 تسلیح دیوارهای حائل به وسیله ژئوتکستایل 19
3-2 پایداری شیروانیهای خاکی توسط ژئوتکستایل 22
3-3- تسیلح جاده ها به وسیله ژئوتکستایل 24
3-4 افزایش شیب مجاز شیروانیها 25
3-5 پایداری شیروانیهای خاکی بوسیله ژئوتکستایل 26
4- کاربرد ژئوتکستایلها به عنوان فیلتر 27
5- کاربرد به عنوان قالب انعطاف پذیر 28
6- کاربرد ژئوتکستایلها به عنوان زهکشی 31

آشنایی با زبان s7

آشنایی با زبان S7
مدل‌های مختلف PCL های سری S7 دارای شباهت‌ها و تفاوتهائی هستند، مثلا تعداد یکتائی های BIT ورودی یا خروجی، تعداد یکتائی های مخصوص حافظه (special memory bits) یعنی همان یکتایی های پرچم، شماره و نوع وقایع قطع (interrupt events) و ... از یک مدل به مدل دیگر تفاوت هائی دارد. همچنین بعضی دستورها ممکناست برای مدلی معتبر و برای مدلی دیگر نامعتبر باشد. با این وجود کار کردن با یک مدل خاص توانائی های لازم برای کار کردن با مدل های دیگر را فراهم می‌آورد. در اینجا PLC های مدل S702xx ساخت زیمنس بعنوان نمونه مورد بررسی قرار می‌گیرد. این PLC ساده ترین مدل از این سری می‌باشد و آشنائی با آن زمینه خوبی را برای کار کردن با انواع پیشرفته تر ایجاد می‌کند.
اجزاء یک دستور
برنامه نویسی به زبان S7 بسیار شبیه به برنامه نویسی برای هر سیستم ریزپردازنده دیگری است .
در این شکل دستور A11.3 شامل عمل (operation) و منطقی (AND) است که با حورف A نشان داده می‌شود. این عمل بر روی عملوند (Operand) یعنی 11.3 انجام می‌گردد. جنس عملوند ورودی (input) است که با حرف I نشان داده می‌شود. نشانی این ورودی 1.3 می‌باشد.
منظور از نشانی 1.3 بیت 3( یکتایی 3) از بایت 1(هشتائی 1) از مجموعه ورودی ها به PLC می‌باشد. پاره ای از حروف اختصاری برای نشان دادن عملوند ها در زبان S7 در جدول آمده است.
با اضافه نمدن حروف B,W یا D به سمت راست هر یک از علامات اختصاری در جدول می‌توان اندازه آنها را به هشتائی ، دو هشتایی word یا چهار هشتائی (double word) افزایش داد. مثلا IB یعنی هشتایی ورودی و IB0 یعنی هشتایی ورودی 0. به همین ترتیب AIW یعنی دو هشتایی آنالوگ ورودی و VD یعنی چهار هشایی حافظه متغیر.

فهرست مطالب

آشنایی با زبان S7 1
اجزاء یک دستور 1
نشانه گذاری (آدرس گذاری) عملوندها: 3
روش‌های نشانی دهی (آدرس‌دهی): 4
مکان حافظه مخصوص (Special memory areas): 5
بیان اتصال (contacts) در S7: 6
دستورهای منطقی پشته‌ای: 7
اتصال لحظه‌ای (Immediate Contacts): 8
دستور منفی (NOT): 9
دستور تغییر مثبت، منفی (Transition-negative-Transition) 9
دستور تنظیم و خواندن وقت حقیقی (read, set real-time clock) 10
دستورهای خواندن و نوشتن در شبکه (Network reed, Write) 10
گرد کردن Truncate 11
دستور دکود decode 11
دستورانکود ENCODE 12
دستور های شمارش 12
شمارش به بالا (UP counter) 13
شمارش به پائین (DOWN-COUTER) 14

پروتکل TCP/IP

از زمان پیدایش آن در دهه 1970مجموعه پروتکلTCP/IPبه عنوان استاندارد صنعتی برای پروتکل های انتقال داده در لایه های شبکه و انتقال مدل OSI پذیرفته شده است.علاوه بر این،این مجموعه شامل تعداد زیادی پروتکل های دیگر است که از لایه پیوند داده تا لایه کاربردی کار میکنند.
سیستم های عامل به تسهیل شکل ظاهری پشته می پردازند تا آن را برای کاربران عادی قابل فهم تر کنند.مثلاً در یک ایستگاه کاری ویندوز،نصبTCP/IPبا انتخاب فقط یک واحد که پروتکل نامیده
می شود انجام می شود ،در حالی که در حقیقت طی این فرآیند ، پشتیبان یک خانواده کامل از پروتکل ها نصب می گردد ، که پروتکل کنترل ارسال (TCP) و پروتکل اینترنت (IP) فقط دو تا از آنها هستند.انتخابهای دیگر غیر از TCP/IPنیز تا حدود زیادی به همین صورت عمل می کنند. مجموعه پروتکل IPX شامل چند پروتکل است که عملکرد آنها شبیه TCP/IPمی باشد ، و NETBEUIهر چند خیلی ساده تر است اما برای انجام بسیاری از عملیات خود به پروتکل های دیگری وابسته می باشد ، مثل (SMB)
SERVER MESSAGE BLOCKS.
آگاهی از نحوه عملکرد پروتکل های مختلف TCP/IPو نحوه کار آنها با هم برای ارائه سرویسهای ارتباطی لازمه مدیریت شبکه های TCP/IPمی باشد .
خواص TCP/IP
اینکه چرا TCP/IPبه مجموعه پروتکل منتخب برای غالب شبکه های داده تبدیل شده است دلایل متعددی دارد ،و یکی از آنها این است که اینها پروتکلهایی هستند که در اینترنت مورد استفاده قرار می گیرند. TCP/IP مدتی پیش از عرضه PC برای پشتیبانی از اینترنت جوان طراحی شد (که بعدها آرپانت نام گرفت)، در واقع در زمانی که تعامل بین محصولات ساخت سازندگان مختلف تقریباً مسئله جدیدی بود ، اینترنت از انواع مختلف زیادی از کامپیوترها تشکیل شده بود و هست و بدین لحاظ به مجموعه پروتکلی نیاز بود که توسط همه آنها به طور مشترک مورد استفاده قرار گیرد .
مهمترین عنصری کهTCP/IPرا از سایر مجموعه پروتکل ها که سرویس های لایه های شبکه و انتقال را در اختیار می گذارند متمایز می کند مکانیزم آدرس دهی جامع آن است .به هر یک از وسیله های روی یک شبکه TCP/IP یک (یا گاهی بیش ازیک)آدرس IPاختصاص داده می شود که آن را به طور یکتا به سیستم های دیگر میشناساند.
بیشترPCهای شبکه های امروزی از آداپتورهای واسط شبکه اترنت یاTOKEN RING استفاده می کنند که شناسه های یکتایی(آدرس های MAC) به صورت سخت افزاری در آنها حک شده است و این شناسه ها باعث می شوند که آدرس هایIP مازاد مصرف شوند.اما به بسیاری از انواع دیگر کامپوترها شناسه هایی توسط مدیران شبکه اختصاص داده می شود،و هیچ مکانیزمی وجود نداردکه تضمین کند سیستم دیگری از یک شبکه تقابلی جهانی همچون اینترنت از همان شناسه استفاده نمی کند.
از آنجا که یک مجمع مرکزی وجود دارد که آدرسهای IPرا ثبت می کند،میتوان مطمئن بود که هیچ دو دستگاهی از اینترنت(اگر پیکربندی درستی داشته باشند) آدرسشان یکی نیست .به دلیل همین آدرس دهی است که پروتکل هایTCP/IPمی توانند تقریباً هر پلت فرم نرم افزاری یا سخت افزاری را که در حال حاضر به کار میرود پشتیبانی کنند.
پروتکل های IPX همیشه اساساً با ناول نت ور همراه خواهند بود، وازNETBEUI تقریباً فقط در شبکه های مایکرو سافت ویندوز استفاده می شود . اما TCP/IP واقعاً تعامل جهانی پلت فرمها را ممکن می سازد، به طوری که همه آن را پشتیبانی می کنند و هرگز مغلوب پروتکل دیگری نشده است .
جنبه منحصربه فرد دیگر پروتکلهای TCP/IP نحوه طراحی ،تخلیص و تصویب استانداردهای آنهاست . به جای وابستگی به یک مجمع تدوین استاندارد همچون IEEE، پروتکلهای TCP/IP با حفظ اصول دموکراسی و توسط یک گروه اتفاقی از داوطلبان که از طریق خود اینترنت ارتباط گسترده ای دارند تدوین میشوند ،و مقدم هر کس که علاقمند به شرکت در تدوین یک پروتکل باشد گرامی داشته می شود. علاوه بر این خود استانداردها توسط مجمعی تحت عنوان (IETF)
INTERNET ENGINEERING TASK FORCE منتشر می شوند و در اختیار عموم قرار می گیرند ، و برای همه کس قابل دسترسی و دریافت هستند . استانداردهایی همچون آنها که IEEE منتشر می کند نیز در دسترس هستند ، ولی تا همین چند وقت پیش برای خریدن یک کپی از یک استاندارد IEEE مثل 3/802 که اترنت بر اساس آن است باید صدها دلار می پرداختید . این در حالی است که می توان هر یک از استانداردهای TCP/IPرا که Request for commetns (RFCها) نامیده میشوند از سایت وب IETF درhttp://www.ietf.org/، یا از برخی سایتهای اینترنت دیگر به طور قانونی داون لود کرد .
پروتکلهای TCP/IP مقیاس پذیری فوق العاده ای دارند .شاهدی بر این مدعا آن است که این پروتکل ها زمانی طراحی شدند که آرپانت اساساً یک کلوب انحصاری برای دانشگاهیان و دانشمندان بود و هیچ کس تصور آن را هم نمی کرد که این پروتکل ها که تولید می شوند زمانی روی شبکه ای به اندازه اینترنت کنونی به کار گرفته شوند . عامل اصلی محدود کننده گسترش اینترنت در حال حاضر فضای آدرس خود IP است که 32بیتی می باشد ، و نسخه جدید پروتکل IP تحت عنوان IPV6 در صدد رفع این نقیصه به کمک یک فضای آدرس 128بیتی است .
معماری TCP/IP
TCP/IP برای آن طراحی شده است که شبکه های با تقریباً هر اندازه ای را پشتیبانی کند . در نتیجه TCP/IPباید بتواند سرویسهای مورد نیاز برنامه هایی که از آن استفاده می کنند را بدون مصرف زیاد پهنای باند و سایر منابع شبکه در اختیار آنها قرار دهد . مثلاً پروتکل NETBEUI با ارسال یک پیغام همگانی و انتظار دریافت پاسخ از سیستم مطلوب سیستمهای دیگر را شناسایی می کند .
به همین دلیل NETBEUI فقط روی شبکه های کوچک که از یک دامنه انتشار تشکیل شده اند به کار می رود. تصور کنید که در اینترنت هر کامپیوتر برای پیدا کردن یک دستگاه دیگر مجبور بود هر بار یک پیغام همگانی را برای میلیون ها دستگاه شبکه ارسال نماید ! برای رسیدگی به نیازهای برنامه های خاص و عملیات داخل آنها ، TCP/IPاز ترکیب چند پروتکل استفاده می کند تا کیفیت سرویس لازم برای این منظور را در اختیار بگذارد .
پشته پروتکل TCP/IP
قدمت TCP/IP از مدل مرجعOSI بیشتر است،ولی پروتکل های آن به چهار لایه تقسیم می شوندکه می توانند تقریباً معادل پشته هفت لایه ای OSI می باشند.
کاربردی کاربردی
نمایش -
جلسه -
انتقال انتقال
شبکه اینترنت
پیوند دادها پیوند
فیزیکی -

OSI TCP/IP
درLANها،عملکرد لایه پیوند را یک پرتکلTCP/IP تعریف نمی کند،بلکه پروتکل های استاندارد لایه پیوند داده ها همچون اترنت و TOKEN RING تعریف میکنند.برای برقراری مصالحه بین آدرس MAC که آداپتور واسط شبکه در اختیارمی گذارد و آدرس IP که در لایه شبکه به کار میرود،سیستم ها از یک پروتکل TCP/IP به نام پروتکل تصمیم گیری درباره آدرس (ARP) استفاده می کنند ،اما استانداردهایTCP/IP دو پروتکل را تعریف می کنند که معمولاً برای برقراری ارتباطات لایه پیوند با استفاده از مودم و سایر اتصالات مستقیم از آنها استفاده می شود.این دو عبارتند از:پروتکل نقطه به نقطه (PPP) و پروتکل اینترنت خط سری(SLIP).
در لایه اینترنت،پروتکل اینترنت (IP) قرار داردکه حامل اصلی همه پروتکل هایی است که در لایه های بالاتر کار می کنند،و پروتکل پیغام های کنترلی اینترنت (ICMP) ،که سیستم های TCP/IPاز آن برای عملیات تشخیصی و گزارش خطا استفاده می کنند.IP،به عنوان یک پروتکل حامل عمومی،بدون اتصال و غیر قابل اطمینان است ، زیرا سرویسهایی همچون تصحیح خطا و تحویل تضمین شده در صورت لزوم توسط لایه انتقال ارائه می شوند .
در لایه انتقال ، دو پروتکل کار می کنند : پروتکل کنترل ارسال (TCP) و پروتکل دیتاگرام کاربر (UDP) . TCPاتصال گرا و قابل اطمینان است ،در حالی که UDP بدون اتصال و غیر قابل اطمینان می باشد.هر برنامه بسته به نیازهای خود و سرویس هایی که لایه های دیگر در اختیارش می گذارند از یکی از این دو استفاده می کند .
می توان گفت که لایه انتقال به گونه ای شامل لایه های نشست و انتقال مدل OSI است ، ولی نه از هر لحاظ . مثلاً سیستم های ویندوز می توانند برای انتقال پیغام های نت بایوس که برای عملیات اشتراک فایل و چاپگر مورد استفاده شان قرار می گیرند از TCP/IP استفاده کنند ، و نت بایوس همچنان همان عملکرد لایه نشستی را در اختیار می گذارد که وقتی سیستم از NETBEUI یا IPX به جای TCP/IP استفاده می کند ارائه می دهد . این فقط یک مثال است از اینکه چگونه لایه های پشته پروتکل TCP/IP تقریباً معادل لایه های مدل OSI هستند ، ولی انطباق کاملی بین آنها وجود ندارد . هر دوی این مدلها بیشتر ابزارهای آموزشی و تشخیصی هستند .تا دستور العمل تدوین و سازمان دهی پروتکل ، و تطابق دقیقی بین عملکرد لایه های مختلف و پروتکلهای واقعی وجود ندارد .
تعریف لایه کاربردی از همه دشوارتر است ،زیرا پروتکل هایی که در این لایه کار می کنند می توانند خود برنامه های وزین و کاملی باشند مثل پروتکل انتقال فایل (FTP)، یا مکانیزم هایی که توسط سایر برنامه ها به کار می روند و سرویسی را ارائه می کنند ، مثل سیستم نام دامنه (DNS) و پروتکل ساده انتقال نامه (SMTP) .