روان سازهاي پلي كربوكسيلات تركيبات پليمري هستند كه به عنوان بهترين نوع روان ساز بتن در دنيا شناخته مي شوند. اگرچه، برخي از اين تركيبات رواني مناسب را فراهم نكرده و بنابراين باعث كاهش كارايي و دوام بتن مي شوند. همچنين، ساختار شيميايي نامناسب در برخي از تركيبات پلي كربوكسيلات مي تواند منجر به عدم حفظ رواني اوليه شود. با كنترل شرايط كلي واكنش (مانند نوع و درصد نسبي مواد اوليه، دما و زمان) مي توان كيفيت اين محصولات را به طور قابل ملاحظه اي افزايش داد. در اين اختراع، روان ساز سيمان بر پايه ماكرومونومرهاي چندگانه طراحي و ساخته شد. سنتز اين محصول با استفاده از يك روش صنعتي انجام گرفت. با تغيير شرايط واكنش و نسبت (و نوع) مواد اوليه، ويژگي هاي محصول (از نظر رواني اوليه و حفظ آن) بهينه شدند. ويژگي رواني اين محصول با سه نمونه داخلي و وارداتي مقايسه و بررسي شد. نتايج نشان دادند كه اين محصول مي تواند به عنوان يك روان ساز مناسب براي مصرف در صنعت سيمان معرفي شود. با توجه به روش سنتز به كار رفته در توليد اين محصول، مي توان اين روان ساز پلي كربوكسيلات را در مقياس انبوه براي مصرف در بازار داخل توليد كرد. در سنتز اين محصول از ساير افزودني ها استفاده نمي شود و كنترل خواص اين محصول تنها با تغيير ساختار شيميايي آن انجام مي گيرد.

اختراع حاضر با عنوان"نصب سطحي كامپوزيت بر روي شيار به جهت به كار گيري ظرفيت فشاري كامپوزيت CFRP طولي"، در زمينه ي بهره گيري از كامپوزيت هاي FRP در ترميم و تقويت ستون هاي بتن آرمه مطرح شده است. علي رغم اين كه روش معمول در مقاوم سازي ستون ها، محصور سازي آن ها با استفاده از دورپيچ هاي كامپوزيت FRP با الياف حلقوي است؛ با اين وجود، در اختراع حاضر، از كامپوزيت با الياف در راستاي طولي ستون استفاده شده است. در اين حالت، وقوع كمانش كلي در كامپوزيت FRP و در نتيجه جدا شدگي آن از سطح بتن، مهم ترين عامل در عدم كارايي مناسب كامپوزيت است. نتايج تحقيقات (اعم از تحقيقات موجود در ساير منابع علمي و تحقيقات انجام شده توسط مخترعين اختراع حاضر) نشان مي دهد كه نصب كامپوزيت به روش متعارف نصب سطحي (EBR )، عملكرد مناسبي را براي كامپوزيت فراهم نمي كند. اما در اختراع حاضر نشان داده شده است كه به كار گيري روش نوين نصب سطحي ورق بر روي شيار (EBROG) جهت اتصال كامپوزيت هاي FRP تحت فشار به ستون بتن آرمه، پديده ي كمانش كلي در كامپوزيت طولي را به تعويق مي اندازد؛ و لذا سبب مي شود ظرفيت فشاري مصالح FRP به طور قابل ملاحظه اي مورد استفاده قرار بگيرد.

روان¬سازهاي ليگنوسولفونات تركيبات شيميايي هستند كه به¬عنوان ارزان¬ترين و در دسترس¬ترين نوع روان¬ساز بتن شناخته مي¬شوند. برخلاف ساير روان¬سازهاي بتن، ليگنوسولفونات¬ها از منشا طبيعي (چوب) بدست مي¬آيند. پساب كارخانجات كاغذسازي منبع اصلي (ماده اوليه اصلي) جهت توليد اين تركيبات محسوب مي¬شود. سنتز روان¬ساز ليگنوسولفونات از پساب صنايع كاغذ همواره از اهميت بالايي برخوردار بوده است. در ايران، اين تركيبات ارزشمند عمدتا از طريق واردات تامين مي¬شوند. اگرچه، برخي از اين محصولات رواني مناسب را فراهم نكرده و بنابراين باعث كاهش كارايي و دوام بتن مي¬شوند. همچنين، وجود ناخالصي قند (پلي¬ساكاريدها) در برخي از محصولات وارداتي مي¬تواند منجر به افزايش مدت زمان گيرش و در نتيجه كاهش قابل توجه مقاومت فشاري بتن شود. با توليد داخلي اين محصول مي¬توان از خروج ارز از كشور جلوگيري كرد. همچنين، با كنترل شرايط كلي واكنش (مانند نوع و درصد نسبي مواد اوليه، دما و زمان) مي¬توان كيفيت اين محصولات را به¬طور قابل ملاحظه¬اي افزايش داد. در اين اختراع، روان¬ساز ليگنوسولفونات از پساب يكي از كارخانجات كاغذسازي داخلي سنتز شد. سنتز اين محصول با استفاده از يك روش جديد صنعتي و در يك مرحله انجام گرفت. با تغيير شرايط واكنش و نسبت (و نوع) مواد اوليه، ويژگي¬هاي محصول (از نظر رواني اوليه و حفظ آن) بهينه شدند. ويژگي رواني اين محصول با سه نمونه وارداتي مقايسه و بررسي شد. نتايج نشان دادند كه اين محصول جديد مي¬تواند به¬عنوان يك گزينه مناسب براي مصرف در صنعت سيمان معرفي شود. با توجه به روش سنتز صنعتي به¬كار گرفته شده در توليد اين محصول، مي¬توان اين روان¬ساز را در مقياس انبوه براي مصرف در بازار داخل توليد كرد. در سنتز اين محصول از ساير افزودني¬ها استفاده نمي¬شود و كنترل خواص اين محصول تنها با تغيير ساختار شيميايي آن انجام مي-گيرد.

اختراع حاضر با عنوان "روش نصب خارجي داخل و روي شيار (EBRIOG) براي تقويت اعضاي بتن آرمه با استفاده از كامپوزيت هاي FRP"، در زمينه تقويت سازه هاي بتن آرمه در صنعت ساختمان و مهندسي عمران انجام شده است. استفاده از كامپوزيت هاي FRP به عنوان روش مؤثري در تقويت سازه هاي بتن آرمه شناخته شده است. با وجود تصريح منابع معتبر بر مقاومت فشاري كامپوزيت هاي FRP، در عمل آيين نامه هاي مقاوم سازي با توجه به پديده كمانش كامپوزيت ها در فشار، از مقاومت فشاري آن ها صرف نظر مي كنند. همچنين نصب اين كامپوزيت ها به روش متداول EBR بر روي وجه كششي اعضاي سازه اي منجر به جدا شدن زودرس كامپوزيت ها از سطح اتصال قبل از رسيدن به ظرفيت كششي آن ها مي شود. بنابراين يكي از مسائل اساسي موجود در تقويت با كامپوزيت هاي FRP، كاربرد روشي است كه بتوان با استفاده از آن، از بيشترين ظرفيت فشاري و كششي كامپوزيت به صورت مؤثر بهره گرفت. در اختراع حاضر، تكنيك جديد EBRIOG جهت تقويت وجه فشاري و كششي اعضاي بتن آرمه توسعه يافت. اين تكنيك با افزايش سطح تماس بين كامپوزيت و بتن، كاهش تنش برشي ايجاد شده در سطح، و با انتقال اين تنش ها به لايه هاي مقاوم تر بتن، امكان استفاده از بيشترين ظرفيت فشاري و كششي كامپوزيت و تاخير در كمانش و جداشدگي كامپوزيت را فراهم مي سازد.

در اين اختراع حاضر از ماده‌ي تغيير فاز دهنده ، پوميس به عنوان بستري براي نفوذ PCM و ميكروسيليس براي تثبيت مواد تغيير فاز دهنده در بتن براي كاهش مصرف انرژي در ساختمان‌ها استفاده شده است. براي نفوذ حداكثري PCM درون حفرات پوميس وخارج كردن هواي محبوس درآن، از دستگاه اعمال شرايط خلا استفاده شده و هم‌چنين براي جلوگيري از نشت اين مواد و تثبيت آن در بتن در حالت مايع، از ميكروسيليس كه ماده‌اي تثبيت كننده است، استفاده شده است. استفاده از ميكرو سيليس علاوه بر تثبيت PCM ظرفيتي براي استفاده از ماده‌ي تغيير فاز دهنده‌ي بيش‌تري در بتن فراهم مي‌كند. مهم‌ترين نكته براي استفاده از مواد تغيير فاز دهنده در بتن، تطابق دماي تغيير فاز ماده با دماي محيط است كه استفاده از PCM با دماي بالاي تغيير فاز بالاتر از دماي ساخت بتن، تطابق بسيار خوبي با محيط‌هاي گرمسيري ايران دارد. مزيت ديگري كه در اين روش نوين به كار برده شده است، اختلاط بتن در حالت جامد است، اين بدين معني است كه ماده‌ي تغيير فاز دهنده در حالت جامد بوده و ديگر اخلالي در روند واكنش‌هاي هيدراسيون سيمان ايجاد نكرده و افزودن آب به مخلوط بتن نمي‌تواند PCM را شسته و از مخلوط بتن جدا كند. براي ارزيابي تاثير مواد PCM عملكرد گرمايي بتن نيز از آزمايشي نوين بهره گرفته شده است.

امروزه زوال ساختمان هاي بتني يكي از مشكلات اصلي در صنعت ساختمان به شمار مي رود. به علاوه تعداد زيادي از ساختمان ها در گوشه و كنار جهان با استفاده از آيين نامه هاي طراحي قديمي بنا شده اند كه مطابق آيين نامه هاي جديد غير ايمن مي باشند. هم چنين تغيير كاربري سازه ها و بارهاي بهره برداري وارد به آ ها خطاهاي محاسباتي اشتباه در ساخت و اجرا و خوردگي و زنگ زدگي آرماتورها باعث نا امن شده سازه ها مي گردد. از آن جا كه جاي گزيني چنين ساختمان هاي ناكارآمد موجب خسارت هاي سنگين به اموال عمومي و اتلاف وقت مي شود مقاوم سازي يكي از راه هاي پذيرفته شده در بهبود ظرفيت باربري و توسعه ي سرويس دهي ساختمان ها مي باشد. در بسياري از عناصر سازه اي ، تقويت و مقاوم سازي در مقابل نيروي برشي از مهم ترين مسائل محسوب مي شود. روش هاي زيادي براي مقاوم سازي ارائه شده است. در سال هاي اخير تحقيقات بسيار زيادي در مورد تقويت سازه هاي بتني توسط ورق هاي FRP(Fiber Reinforced Polymers در خمش يا برش صورت گرفته است و اين امر امكان طراحي هاي ايمن را براي مهندسين فراهم كرده است. علت رواج استفاده از ورق هاي frp را بايد در خواص اين ورق ها جستجو كرد. برخي از مزاياي ورق هاي FRP عبارتند از: دوام بالا، سبك بودن، مقاومت و مدول الاستيك بالاي برخي از نمونه هاي آن مقاومت در برابر شرايط محيطي و تركيبات شيميايي ، نفوذ ناپذيري مغناطيسي ، مقاومت در برابر ضربه، ضخامت كم، حمل و نقل آسان به دليل وزن كم، اجراي ساده ي ورق ها توجيه اقتصادي براي تقويت پروژه هاي سنگين و سطح تمام شده ي تميز. در كنار فوايد مطلوب ورق ها FRP جداشدگي زود درس صفحات FRP از سطح بتن قبل از رسيدن به بار طراحي از مسائل تاثيرگذار در استفاده از آن ها مي باشد. آماده نمودن سطح بتن جهت اتصال مناسب بين سطح و ورق مي تواند جداشدگي را تا حدي به تعويق بيندازد. ولي در اكثر تحقيقاتي كه تيرهاي بتن آرمه با ورق هاي FRP در برش تقويت شده اند. جداشدگي رويت شده است. اختراع حاضر روشي جديد را براي اتصال ورق هاي FRP به جداره ي كناري تيرهاي بتني به منظور تقويت برشي آن ها ارائه مي دهد به گونه اي كه علاوه بر كاشه حجم عمليات و هزينه هاي آماده سازي سطحي با به تعويق انداختن مكانيزم گسيختگي جداشدگي ، امكان استفاده از حداكثر ظرفيت كششي مصالح FRP فراهم مي شود . هم چنين ضعف برشي تيرها به طور كامل برطرف مي شود.

تقويت و مرمت سازه ها از ديرباز يكي از زمينه هاي پويا در كارهاي ساختماني محسوب مي شده است ضرورت انجام تقويت از دوجنبه اساسي مورد توجه قرار مي گيرد 1- افزايش ظرفيت باربري و يا بهبود شرايط بهره برداري بدون تغيير در آيين نامه هاي طراحي 2- تغييرات در آيين نامه ها و استانداردهاي ساختماني و الزام آنها براي مقاومت بيشتر سازه ها يكي از مصالحي كه در سال هاي اخير جهت بهسازي و تقويت سازه هاي مختلف مورد استفاده فراوان قرار گرفته است كامپوزيت هاي FRP يا همان پلاستيك هاي مسلح به الياف مي باشند مزاياي گوناگون اين نوع كامپوزيت نظير مقاومت بالا وزن كم سهولت نصب مقاومت در برابر خوردگي و ايجاد تغييرات جزئي در هندسه و شكل سازه هاي تقويت شده باعث شده كه اين نوع الياف در تقويت و مرمت انواع سازه ها به خصوص سازه هاي بتن آرمه به كار گرفته شوند از جمله مسائلي كه در نصب كامپوزيت ها مورد توجه قرار مي گيرد فراهم نمودن سطح بستري مناسب جهت اتصال كامپوزيت و سطح مورد نظر مي باشد آماده سازي سطح بتن كه خود شامل مراحل مختلفي است باعث پيوستگي بيشتر در اتصال شده و گسيختگي ترد را به تعويق مي اندازد

استفاده از كامپوزيت هاي FRP به عنوان تكنيك مؤثري در تعمير و مقاوم سازي سازه هاي بتن آرمه شناخته شده است. يكي از موارد استفاده از اين كامپوزيت ها، افزايش ظرفيت باربري و شكل پذيري ستون هاي بتن آرمه در محصور سازي با استفاده از پوشش خارجي چسبيده به بتن مي باشد. تحقيقات انجام شده در اين زمينه نشان مي دهد كه عوامل مختلفي مي تواند كارايي كامپوزيت محصور كننده را تحت تأثير قرار دهد. بنابراين يكي از مسائل اساسي موجود در محصور سازي با استفاده از اين كامپوزيت ها، كاربرد روش هايي است كه بتوان با استفاده از آن، از بيش ترين ظرفيت و كارايي كامپوزيت به صورت مؤثر بهره گرفت. در اختراع حاضر، تكنيك جديدي تحت عنوان استفاده از نوار گوشه-بست براي نخستن بار جهت محصور سازي ستون هاي بتن آرمه ي چهارگوش با استفاده از FRP توسعه يافته است. اين تكنيك با نزديك تر نمودن رفتار كامپوزيت محصور كننده به رفتار نمونه هاي كامپوزيتي تخت و همچنين جلوگيري از پارگي زود هنگام FRP در گوشه هاي مقطع چهارگوش، امكان استفاده از بيشترين ظرفيت كششي كامپوزيت را در محصور سازي ستون فراهم مي سازد.