امروز : دوشنبه, ۱۱ تیر , ۱۴۰۳
پایداری | متن کامل رایگان | ایجاد مقاومت فشاری مشخصه موازی با الیاف چهار گونه محلی بامبو فیلیپین
۱٫ معرفی بامبو گیاهی سبک وزن، طبیعی تجدیدپذیر و درخت مانند است که متعلق به خانواده چمن است. Poaceaeو حدود ۱۴۸۲ گونه شناخته شده دارد که در سه قبیله بامبو زیر طبقه بندی می شوند: Arundinarieae (546 گونه)، Bambuseae (812 گونه) و Olyreae (124 گونه) [۱]. این گیاه به عنوان یکی از سریعترین گیاهان چند […]
۱٫ معرفی
خواص مکانیکی بامبو مانند مقاومت خمشی، استحکام برشی، مقاومت فشاری و استحکام کششی در ارزیابی ظرفیت آن برای تحمل بارها و همچنین برای اهداف درجه بندی بامبو قابل توجه است. این ویژگیها به منظور ایجاد استانداردهای ساختاری مناسب برای بامبو در فیلیپین ارزیابی میشوند تا به طور موثر به عنوان یک مصالح ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد.
در میان این ویژگیهای مکانیکی، مقاومت فشاری گونههای بامبو که به آسانی در فیلیپین در دسترس هستند، نیاز به تحقیقات بیشتری دارد. داده های موجود در مورد گونه های بامبو از نظر اقتصادی مهم در فیلیپین عمدتاً به مقادیر متوسط مقاومت آنها محدود می شود. برای اهداف درجه بندی و طراحی، مقادیر مقاومت مشخصه بامبو باید تعیین شود، زیرا درجه بندی مقدار مقاومت را در صدک ۵ در نظر می گیرد، به این معنی که ۹۵٪ نمونه ها دارای مقادیر مقاومتی بالاتر از مقدار مقاومت مشخصه هستند. این نشان می دهد که نمایش بهتری از خاصیت استحکام بامبو نسبت به مقدار مقاومت متوسط است. علاوه بر این، کاربران محلی بامبو مانند بنیاد بیس باهای، از تنش مجاز از مقادیر مقاومت مشخصه پشتیبانی شده توسط عوامل ایمنی برای ارزش طراحی مورد استفاده در ساخت و ساز استفاده می کنند.
این مطالعه در توسعه استانداردهای بامبو به عنوان یک ماده ساختمانی در فیلیپین بسیار مهم خواهد بود. جدای از مزایای زیست محیطی ذکر شده که بامبو ارائه می دهد، این تحقیق می تواند به عنوان راهنمای مهندسین، شرکت های ساختمانی و سایر محققان برای حمایت از استفاده از مصالح ساختمانی سبز و استفاده از بامبو به عنوان یک ماده سازه استفاده شود.
۳٫ نتایج و بحث
۳٫۱٫ خواص هندسی، فیزیکی و فشاری
۳٫۲٫ حالت های شکست
شکست تقسیم در بیشتر بود B. vulgaris تحت شرایط گره (BV-N) نسبت به شرایط بین گره (BV-WN). برای BV-N، شکافها در سطح بیرونی سره، با فرکانسهای متفاوت مشاهده شد و بیشتر آنها بهعنوان شکافهای کوتاه مشخص شدند. برای BV-WN، چند شکاف طولانی در خارج از سطح اوج مشاهده شد، با برخی از نفوذ به ضخامت. شکست خرد کردن فقط در BV-WN رخ داد، جایی که عمدتاً له کردن طولانی و عمود بر خارج از سطح اوج مشاهده شد. شکست ترکیبی و خرد کردن در هر دو BV-N و BV-WN رخ داد، که در آن شکافهای کوتاه متعدد در نزدیکی خرد کردن برای BV-N مشاهده شد، در حالی که شکافهای بزرگتر در حال اجرا در امتداد ارتفاع کلمها برای BV-WN مشاهده شد. همچنین باید توجه داشت که خرد کردن نمونههای BV-WN که شکست ترکیبی را تجربه کردهاند، بیشتر در داخل، یا در بالا یا پایین نمونه، یا عبور از شکافها قرار داشت. چندگانه D. asper نمونهها در هر دو شرایط گره (DA-N) و بینگره (DA-WN) شکست تقسیم را تجربه کردند. نمونههای DA-WN عمدتاً دارای شکافهای منفرد و کوتاهی بودند که در خارج یا داخل سطح سرج قرار داشتند، اما هرگز از ضخامت پایه نفوذ نمیکردند. شکست شکاف در DA-N کاملاً مشابه رفتار کرد، زیرا عمدتاً شکافهای منفرد در خارج با طولهای مختلف بین نمونهها رخ میدادند. چند شکست خرد کردن کوچک نیز در هر دو نوع نمونه مشاهده شد. برای شکست ترکیبی شکاف و خرد کردن مشاهده شده، شکاف ها در نزدیکی شکست خرد کردن یافت نشد. شکست های مشاهده شده در B. blumeana نمونه ها عمدتاً به صورت ترکیبی تقسیم و خرد کردن بودند. برای B. blumeana نمونههای بدون گره (BB-WN)، شکستهای خرد کردن مشاهدهشده با له کردن عمودی مشخص میشوند که در امتداد محیط داخلی قرار دارد، که در قسمت بالایی یا پایینی کلم قرار دارد. مشاهده شد که شکاف ها در نزدیکی سنگ شکن قرار دارند و از نظر طول و فرکانس متفاوت هستند. شکافهای کوتاهتر در خارج از قله قرار داشتند در حالی که شکافهای طولانیتر تمایل داشتند از طریق ضخامت آن نفوذ کنند. برای B. blumeana نمونههای دارای گره (BB-N)، شکستهای شکاف و خرد شدن از نظر فرکانس، طول و مکان متفاوتتر بودند. این G. angustifolia نمونههای کونت با یک گره (GN) حالتهای خرابی داشتند که عمدتاً شکافتن یا ترکیبی از تقسیم و خرد کردن بودند، در حالی که G. angustifolia نمونههای کونت بدون گره (G-WN) تنها دارای خرد کردن و شکافتن و خرد کردن ترکیبی بودند. بر روی نمونههای GN شکافهای کوتاه متعددی مشاهده شد و آنها در هر دو سطح داخلی و خارجی کلم قرار داشتند. شکست های خرد کردن به صورت عمودی جهت گیری شده بودند و از نظر طول و مکان متفاوت بودند. مشابه با GN، شکستهای خرد کردن در G-WN نیز از نظر طول و مکان متفاوت بود، با تنها یک نمونه بهعنوان جهت مورب ثبت شد، در حالی که بقیه دارای شکافهایی بودند که عمود بر هم قرار داشتند. در هر نمونه شکافهای متعددی مشاهده شد و آنها بهعنوان شکافهای طولانی که بیشتر در سطح بیرونی کلم قرار دارند مشخص شدند.
۳٫۳٫ قدرت مشخصه
۳٫۴٫ تأثیر گره ها بر مقاومت فشاری
۳٫۵٫ مدل های همبستگی
۳٫۶٫ تحلیل مقایسه ای
۳٫۷٫ مقایسه با سایر مطالعات و بخش ۶ NSCP – Wood
جدول ۱۲٫
مقایسه میانگین مقاومت فشاری موازی با الیاف در مقایسه با سایر مطالعات.
جدول ۱۲٫
مقایسه میانگین مقاومت فشاری موازی با الیاف در مقایسه با سایر مطالعات.
میانگین مقاومت فشاری موازی با فیبر (MPa) | |||||
---|---|---|---|---|---|
گونه ها | این مطالعه | مطالعات دیگر | |||
B. vulgaris | ویجاجا و ریسیاد (۱۹۸۷) [۲۱] | اونچه و همکاران (۲۰۲۰) [۲۳] | Acma (2017) [22] |
||
گره | ۵۵٫۵۹ | – | – | – | |
میانگره | ۶۶٫۷۳ | – | – | ۴۴٫۷۴ * | |
هر دو | ۶۱٫۱۶ | ۴۴٫۶۲ | ۵ ± ۹۸ | – | |
D. asper | از عیسی و همکاران (۲۰۲۱) [۲۴] | سامپو و همکاران (۲۰۱۳) [۲۵] | Acma (2017) [22] |
||
گره | ۵۸٫۶۴ | ۵۵٫۵۵ | – | – | |
میانگره | ۶۰٫۳۴ | ۶۳٫۴۲ | – | ۱۳۰٫۴۰ * | |
هر دو | ۵۹٫۴۹ | – | ۶۸٫۶۷ | – | |
B. blumeana | سامپو و همکاران (۲۰۱۳) [۲۵] | یانسن (۱۹۸۱) [۲۶] |
کاندلاریا و هرناندز جونیور (۲۰۱۹) [۲۷] | ||
گره | ۶۶٫۲۴ | – | – | – | |
میانگره | ۷۵٫۰۰ | – | – | – | |
هر دو | ۷۰٫۶۷ | ۶۶٫۵۰ | ۶۰-۱۷۶ | ۶۲٫۴۹-۷۶٫۸۴ | |
اسپیلو (۱۹۸۷) [۲۸] |
سالزر و همکاران (۲۰۱۸) [۸] | Acma (2017) [22] |
|||
۳۶٫۴۰ * | – | – | |||
۳۸٫۳۰ * | – | ۶۱٫۷۵ * | |||
– | ۳۶٫۴۰ * | – | |||
G. angustifolia کونتا | اومالیکو و راه (۲۰۲۱) [۲۹] |
تروخیلو و لوپز (۲۰۱۰) [۱۵] |
تروخیلو و لوپز (۲۰۱۰) [۱۵] | ||
گره | ۵۶٫۲۹ | ۶۸-۸۱ | – | – | |
میانگره | ۵۸٫۷۶ | ۶۰-۶۸ | – | – | |
هر دو | ۵۷٫۵۳ | – | ۵۴٫۸-۵۶٫۲ | ۳۲٫۰۰ * | |
باتیار، تروخیلو و نوگروهو (۲۰۲۰) [۱۸] | |||||
– | |||||
– | |||||
۷۸٫۳ |
با توجه به درصد زیاد تفاوت بین مقاومت فشاری مشخصه گونه بامبو و مقاومت فشاری چوب، مانند مورد B. blumeana با نشان دادن افزایش ۲۱۶ درصدی نسبت به Sasalit، که بالاترین استحکام را در میان گروه چوب نشان داد، این نشان میدهد که گونههای بامبو آزمایششده در این مطالعه پتانسیل زیادی برای استفاده به عنوان جایگزینی برای چوب، بهویژه برای مقاومت فشاری موازی با الیاف دارند.
۴٫ نتیجه گیری
میانگین مقاومت فشاری موازی با الیاف چهار گونه مورد بررسی از ۵۵٫۵۹ مگاپاسکال تا ۷۵٫۰۰ مگاپاسکال، از نمونههای B. vulgaris با گره به B. blumeana به ترتیب بدون گره سه حالت شکست ذکر شد که عبارتند از شکافتن، خرد کردن و شکافتن و خرد کردن ترکیبی. خرابی های مشاهده شده در هر گونه از نظر طول، فرکانس و مکان متفاوت بود. یکی از مشاهدات قابل توجه این بود که برای نمونهای که شکست ترکیبی شکافتن و خرد کردن را تجربه کرده بود، تقریباً همیشه شکافها بدون توجه به طول شکاف از له شدن کلم عبور میکردند. مقاومت فشاری مشخصه از ۱۹۶ آزمایش محاسبه شد و منجر به مقاومت مشخصه ۴۰٫۳۵ مگاپاسکال شد. بامبوزا ولگاریس۴۰٫۲۱ مگاپاسکال برای دندروکالاموس آسپر۴۶٫۶۳ مگاپاسکال برای بامبوسا بلومئاناو ۳۶٫۹۹ مگاپاسکال برای Guadua angustifolia کونت.
از طریق استفاده از Welch's تی-آزمون، مقادير مقاومت فشاري به دست آمده از نمونه هاي گرهي و بين گرهي مورد ارزيابي قرار گرفت. از نظر آماری تفاوت معنی داری بین روابط گره – بین گره وجود داشت B. vulgaris و B. blumeana، در حالی که برای D. Asper و G. angustifolia کانت، مقادیر مقاومت فشاری قابل مقایسه بود.
برای تعیین همبستگی خواص هندسی و فیزیکی با مقاومت فشاری بامبو از رگرسیون خطی ساده استفاده شد. دو تجزیه و تحلیل به شرح زیر انجام شد: (۱) همبستگی بین متغیرها با در نظر گرفتن شرایط گره و (۲) همبستگی بین متغیرهای مستقل از شرایط گره. برای اولین تحلیل، بیشترین همبستگی برای خواص هندسی بین ۰٫۳ تا ۰٫۵ بود که نشان دهنده همبستگی ضعیف است و این برای مشاهده شد. B. vulgaris. از سوی دیگر، خواص فیزیکی، قدرت همبستگی متفاوتی را با چگالی پایه برای نشان داد D. asper هر دو با و بدون یک گره نشان می دهد آر۲ مقدار بیشتر از ۰٫۷، نشان دهنده همبستگی قوی است. برای تحلیل دوم که مستقل از شرایط گره است، ویژگیهای هندسی همبستگیهای بسیار ضعیف تا ضعیف را نشان دادند، در حالی که خواص فیزیکی همبستگیهای قدرت بسیار ضعیف تا متوسط را نشان دادند. بنابراین نتیجه گیری می شود که مقاومت فشاری بامبو مستقل از خواص هندسی آن است، در حالی که خواص فیزیکی آن ممکن است تنها به میزان کمی بر مقاومت فشاری تأثیر بگذارد. برای D. asperبدیهی است که چگالی پایه آن تأثیر بسزایی بر مقاومت فشاری آن دارد.
در مرحله بعد، تجزیه و تحلیل مقایسه ای در تمام گونه های بامبو با استفاده از ANOVA تک عاملی به این نتیجه رسید که حداقل یک نابرابری در بین گونه ها وجود دارد. نمی توان نتیجه گرفت که نقاط قوت در همه گونه ها به اندازه یکسان یا حداقل قابل مقایسه با یکدیگر هستند. از این رو، ولش تی-آزمون برای مقایسه جفت گونه ها انجام شد. مقادیر مقاومت قابل مقایسه بین آنها مشاهده شد B. vulgaris و D. asper، B. vulgaris و G. angustifolia کونت، و بین D. asper و G. angustifolia کونت. در مقابل، آن جفت ها با تفاوت های آماری معنی دار بودند B. vulgaris و B. blumeana، D. asper و B. blumeana، و B. blumeana و G. angustifolia کونت.
اکثر مطالعات مرتبط با نتایج این مطالعه پشتیبانی شدند، که در آن مقادیر در محدوده مقادیر بهدستآمده توسط سایر نویسندگان قرار داشتند. بدیهی است که مقاومت فشاری مشخصه گونههای بامبو فیلیپین مورد مطالعه در این مقاله بیشتر از مقاومت فشاری چوبهای سازهای بدون فصل متعلق به گروهی با مقاومت بالا با درجه تنش ۸۰ درصد است. بنابراین، میتوان نتیجه گرفت که این گونههای بامبو میتوانند جایگزینهای قابلتوجهی برای الوار ارائه کنند، و مقاومت فشاری متوسط و مشخصه ارائهشده توسط این مطالعه میتواند برای توصیف خواص مکانیکی بامبو استفاده شود و میتواند توسط قانون ساختاری ملی فیلیپین اتخاذ شود. .
این مطالعه به بررسی تنها مقاومت فشاری مشخصه موازی با الیاف چهار گونه محلی بامبو فیلیپین محدود میشود. با این حال، توصیه میشود که محققان آزمایشهای بیشتری را برای تعیین مدول الاستیسیته و نسبت پواسون برای این گونههای بامبو انجام دهند. همچنین، سایر خواص مکانیکی مانند خمش، برش و استحکام کششی باید بیشتر مورد بررسی قرار گیرند تا روابط بین خواص مکانیکی مختلف ایجاد شود و امکان تمایز یک ویژگی از ویژگی دیگر بدون نیاز به آزمایش اضافی وجود داشته باشد. علاوه بر این تحقیق، کمیسازی اثرات عفونت قارچی میتواند به تعیین کاهشهای احتمالی و کمک به تغییر کاربری بامبوهای آسیبدیده کمک کند. تجزیه و تحلیل SEM نمونه آزمایش برای تعیین میزان رطوبت نیز می تواند برای درک بهتر مکانیسم شکست نمونه ها مورد بررسی قرار گیرد. کاوش سایر گونه های بامبو بومی مانند بامبوزا فیلیپینسیس، Gigantochloa apus، و بامبوزا مریلیانا باید برای تعیین بیشتر خصوصیات کلی بامبوها که از نظر اقتصادی مهم هستند مطالعه شود.
منبع:
۱- shahrsaz.ir , پایداری | متن کامل رایگان | ایجاد مقاومت فشاری مشخصه موازی با الیاف چهار گونه محلی بامبو فیلیپین
,۲۰۲۴-۰۵-۰۳ ۰۳:۳۰:۰۰
۲- https://www.mdpi.com/2071-1050/16/9/3845
الیاف , ایجاد , با , بامبو , پایداری , چهار.. , رایگان , فشاری , فیلیپین , کامل , گونه , متن , محلی , مشخصه , مقاومت , موازی
- دیدگاه های ارسال شده توسط شما، پس از تایید توسط تیم مدیریت در وب منتشر خواهد شد.
- پیام هایی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
- پیام هایی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط باشد منتشر نخواهد شد.