پایداری | متن کامل رایگان | ایجاد مقاومت فشاری مشخصه موازی با الیاف چهار گونه محلی بامبو فیلیپین - شهرساز | سایت تخصصی شهرسازی با هوش مصنوعی | شهرساز

بهترین آموزش های کاربردی در شهرسازی

بهترین آموزش های کاربردی در شهرسازی را از Urbanity.ir بخواهید

…

ادامه ...

خرید درب شیشه ای سکوریت با بهترین قیمت از تتراگلس

ادامه ...

Wednesday, 26 June , 2024
امروز : چهارشنبه, ۶ تیر , ۱۴۰۳

آخرین اخبار »

شناسه خبر : 10389

ارسال

پرینتخانه » مقالات تاریخ انتشار : 03 می 2024 - 3:30 | 23 بازدید | ارسال توسط : riazat

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

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 ساله در حال رشد شناخته می شود که در مناطق گرمسیری تا معتدل معتدل کشت می شود. [۲]. در مجموع ۶۲ گونه بامبو در فیلیپین یافت می شود که تنها ۸ گونه از آنها از نظر اقتصادی مهم هستند. بامبوسا بلومئانا (خار بامبو) Bambusa sp.1 (سابق دندروکالاموس مریلیاموس) (تعظیم)، Bambusa sp.2 (لاک)، بامبوزا ولگاریس (زونا بامبو)، دندروکالاموس آسپر (بامبوی غول پیکر)، Gigantochloa atter (کیالی)، Gigantochloa levis (بولو)، و شیزوستاکیوم رشد می کند (بوهو). علاوه بر این، چهار گونه دیگر شناسایی شدند که دارای پتانسیل قابل توجهی برای توسعه اقتصادی هستند و همچنان به تحقیقات بیشتر از جمله نیاز دارند بامبوسا اولدهامی (بامبو اولدام)، Dendrocalamus latiflorus (ماچیکو) Guadua angustifolia (بامبو آهن)، و Thyrsostachys siamensis (بامبو صومعه). این گونه ها در استان ها و مناطق روستایی در سراسر کشور مانند آبرا، بوکیدنون و داوائو دل نورته پراکنده هستند. [۳].

بامبو به دلیل توانایی رشد و برداشت در مدت زمان نسبتاً کوتاه، یک مصالح ساختمانی پایدار در نظر گرفته می شود و خواص مکانیکی آن با چوب قابل مقایسه است. [۴]. بسته به گونه، بامبو فقط ۳ تا ۵ سال طول می کشد تا به بلوغ کامل برسد، در مقایسه با درختان چوب سخت که می تواند حدود ۳۰ تا ۴۰ سال طول بکشد. علاوه بر این، فراوانی، کارایی و هزینه ارزان آن را به یک جایگزین مصالح ساختمانی محبوب برای چوب تبدیل کرده است. با توجه به در دسترس بودن گونه های متعدد بامبو فیلیپین، مطالعات بیشتری باید برای گسترش استفاده از منابع طبیعی و تغییر به گزینه های پایدارتر انجام شود. استفاده از بامبو در صنعت ساخت و ساز اثرات قابل توجهی بر جنبه های زیست محیطی ایجاد می کند. همچنین به کاهش نرخ جنگل زدایی کمک می کند که میزان مصرف چوب و الوار را نیز کاهش می دهد [۵]. علاوه بر این، مزارع بامبو قادر به جذب کربن تا ۱۲ تن دی اکسید کربن در هکتار هستند و بامبو ۳۵ درصد اکسیژن بیشتری نسبت به مناطق مشابه درختان تولید می کند. [۶].

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 کمبود داده های مهندسی برای خواص مکانیکی بامبو مانع از ایجاد کدهای ساختمانی مناسب می شود [۷]. به طور خاص، اگرچه مطالعاتی در مورد مشخصات مواد بامبو وجود دارد، اما داده ها هنوز کافی نیست زیرا گونه های بامبو متنوعی وجود دارد و خواص مقاومتی آنها ممکن است بسته به مورفولوژی آنها متفاوت باشد. در زمینه فیلیپین، مطالعاتی که این گونه را مشخص می کند بامبوسا بلومئانا، بامبوزا ولگاریس، و دندروکالاموس آسپر وجود دارند اما فقط بر تنش متمرکز هستند [۸]، برش [۹]و مقاومت خمشی [۱۰].

کد ملی سازه فیلیپین (NSCP) 2015 به عنوان کد راهنمایی برای طراحی اعضای سازه عمل می کند. این شامل استانداردهایی برای استفاده از مصالح ساختمانی معمولی مانند بتن، فولاد و چوب/چوب است. بامبو معمولاً به عنوان یک مصالح ساختمانی استفاده می شود و اگر بخشی از قانون سازه ملی فیلیپین شود می تواند توسط طراحان و مهندسان کاملاً مورد استفاده قرار گیرد. علاوه بر این، وزارت تجارت و صنعت (DTI) اخیراً استانداردهای سازمان بین‌المللی استانداردسازی (ISO) در سازه‌های بامبو را به عنوان استانداردهای ملی فیلیپین (PNS) در می ۲۰۲۰ تصویب کرد. [۱۱]. با این حال، استانداردهای اتخاذ شده فقط بر درجه بندی بامبو (PNS ISO 19624:2020) و روش های آزمایشی مورد استفاده برای تعیین خواص فیزیکی و مکانیکی آن (PNS ISO 22157:2020) متمرکز هستند، نه لزوماً بر روی کاربرد بامبو در ساختمان ها یا سازه ها. . بنابراین، نیاز به ایجاد خواص مکانیکی بامبو وجود دارد که یکی از آنها مقاومت فشاری مشخصه موازی با الیاف است.

هدف اصلی این مطالعه تعیین مقاومت فشاری موازی با الیاف چهار گونه بامبو فیلیپینی است: بامبوزا ولگاریس، دندروکالاموس آسپر، بامبوسا بلومئانا، و Guadua angustifolia کونت. فرض بر این بود که بین مقاومت فشاری نمونه‌ها در شرایط گره و در شرایط بینگره برای همه گونه‌های بامبوی آزمایش‌شده تفاوت‌های کم یا معنی‌داری وجود ندارد. همچنین انتظار می‌رفت که مقاومت فشاری در بین چهار گونه بامبو تفاوت‌های اندک یا بدون معنی‌داری داشته باشد. فرض بر این بود که نمونه ها شرایط درجه بندی مندرج در PNS ISO 19624 (2020) را برآورده می کنند. [۱۲].

این مطالعه فقط استفاده از بامبو را به عنوان یک ماده ساختمانی پوشش داد و جنبه های دیگر مانند ویژگی های دارویی یا کاربردهای صنعتی آن مورد بحث قرار نگرفت. نمونه‌های بامبو آزمایش‌شده نیز محدود به چهار گونه بامبو شناسایی‌شده در حال کشت در فیلیپین بود، به استثنای گونه‌های محلی یا خارجی دیگر. به طور خاص، این نمونه‌ها از بنیاد Base Bahay، Inc. برون سپاری شدند و آزمایش‌ها در بخش خدمات عمومی و بزرگراه‌ها – دفتر تحقیقات و استانداردها (DPWH-BRS) در شهر Quezon انجام شد. سایر خواص بامبو مانند سن آن در هنگام برداشت در این مطالعه در نظر گرفته نشد. با این حال، خواص فیزیکی آن مانند رطوبت، چگالی پایه و جرم در واحد طول، برای هر نمونه آزمایشی در نظر گرفته شد و تعیین شد. این مطالعه همچنین مقاومت فشاری مشخصه بامبو را مشخص کرد. مقاومت خمشی، کششی و برشی در نظر گرفته نشد. از آنجایی که دستورالعمل های ISO 22157-1 (2017) تنها روش آزمایش مقاومت فشاری موازی با الیاف را ارائه می دهد، مقاومت فشاری بامبو عمود بر الیاف آن بخشی از این مطالعه نیست. [۱۳]. آزمایش‌های فشرده‌سازی فقط بر روی ساقه‌های بامبو در قسمت گره و میانگره بامبو بدون در نظر گرفتن شاخه‌ها انجام شد. در نهایت، این مطالعه محدود به تعیین مقاومت فشاری بر اساس موقعیت آن در قله (بالا، میانی یا پایین) است.

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

ویژگی های هندسی هر گونه بامبو که بر اساس ظاهر گره ها طبقه بندی شده اند در جدول ۲. طول L، قطر خارجی دی، ضخامت د، و سطح مقطع آ، ویژگی هایی هستند که با استفاده از ISO 22157-1 (2017) اندازه گیری می شوند. [۱۳].

جدول ۳ خواص فیزیکی گونه های بامبو را با در نظر گرفتن جرم در واحد طول نشان می دهد q، میزان رطوبت اوهو چگالی پایه r. مقادیر جرم در واحد طول از اندازه‌گیری‌های هندسی نمونه‌ها قبل از آزمایش‌های فشرده‌سازی محاسبه شد، در حالی که محتوای رطوبت و چگالی پایه از نمونه‌های آزمایش پس از آزمایش‌های فشرده‌سازی به‌دست آمد. B. vulgaris و D. asper نمونه‌ها شامل هر دو نمونه گرهی و بینگرهی، کمترین و بالاترین میانگین جرم در واحد طول را در این مطالعه با مقادیر ۱٫۴۵ کیلوگرم بر متر تا ۲٫۷۱ کیلوگرم بر متر مربع داشتند. می توان مشاهده کرد که جرم در واحد طول برای نمونه های دارای گره بیشتر از نمونه های بدون گره بود که برای هر چهار گونه صدق می کند. از نظر میزان رطوبت، می توان مشاهده کرد که مقادیر میانگین رطوبت تمامی گونه ها در این مطالعه در محدوده ۳ ± ۱۲ درصد تعیین شده بود. محتوای رطوبت گونه برای هر دو نمونه گرهی و بین گرهی از ۱۰٫۶۷٪ تا ۱۱٫۶۷٪ متغیر بود. D. asper و G. angustifolia کونت به ترتیب کمترین و بیشترین میزان رطوبت را به دست آورد. مانند ویژگی قبلی، مقادیر رطوبت برای نمونه‌های دارای گره در مقایسه با نمونه‌های بدون گره برای همه گونه‌ها در این مطالعه بیشتر بود. میانگین تراکم پایه گونه برای هر دو نمونه گرهی و بین گرهی از ۷۰۰٫۰۶ کیلوگرم بر متر متغیر بود.^۳ تا ۸۰۶٫۸۵ کیلوگرم بر متر^۳، با D. asper و B. blumeana به ترتیب کمترین و بیشترین چگالی پایه را به دست آورد. قابل توجه است که چگالی پایه متناسب با جرم در واحد طول نمونه‌هایی که در آنها چگالی با افزایش جرم در واحد طول افزایش می‌یابد تغییر می‌کند، که این ادعای نورمدینا و همکاران را تأیید می‌کند. [۱۷] که جرم بیشتر در واحد طول منجر به چگالی اوج بالاتر می شود. همچنین چگالی پایه برای نمونه های دارای گره در مقایسه با نمونه های بدون گره برای همه گونه ها در این مطالعه بیشتر بود. با این حال، باید توجه داشت که جرم و حجم، چگالی بامبو را تعیین می کند. از آنجایی که دیافراگم نمونه های دارای گره در هنگام به دست آوردن جرم درج می شود و در محاسبه حجم نادیده گرفته می شود، نمونه های دارای گره در این مطالعه به احتمال زیاد تراکم بالاتری نسبت به نمونه های بدون گره نشان می دهند. [۱۸].

مقاومت فشاری موازی با الیاف هر گونه مختلف بامبو در نشان داده شده است جدول ۴، که در آن بارهای اعمال شده از ۰٫۱۳-۴٫۱۹ kN/s متغیر بود. می توان مشاهده کرد که نمونه های میانگره از B. blumeana بالاترین میانگین مقاومت فشاری را در بین گونه ها با ۷۵ مگاپاسکال به دست آورد، در حالی که B. vulgaris نمونه های گرفته شده در گره کمترین مقدار مقاومت متوسط ۵۵٫۵۹ مگاپاسکال را به دست آوردند. از مقایسه میانگین مقاومت‌های چهار گونه اصلی بین نمونه‌های گره و بینگره، معمول بود که نمونه‌های بینگرهی مقاومت فشاری بیشتری نسبت به نمونه‌های گره داشته باشند. بهتیار و همکاران [۱۸] اشاره کرد که مقادیر مقاومت فشاری بالاتر نشان داده شده توسط نمونه های بامبو بدون گره ممکن است به جهت الیاف نسبت داده شود. الیاف روی بامبو موازی جهت محوری هستند و برخی از آنها با عبور از گره ها تغییر جهت می دهند که ممکن است ظرفیت مقاومت بامبو را کاهش دهد. در مقایسه میانگین قدرت چهار گونه اصلی برای هر دو نمونه گره و بینگره، B. blumeana و G. angustifolia کونت به ترتیب با ۷۰٫۶۷ مگاپاسکال و ۵۷٫۵۳ مگاپاسکال بیشترین و کمترین مقاومت را به دست آورد. برای ضریب تغییرات مربوطه (COV) مقاومت فشاری گونه، D. asper نمونه های میانگره با بالاترین ضریب تغییرات ۰٫۲۱ ثبت شدند، در حالی که B. vulgaris و B. blumeana نمونه های گرفته شده در گره کمترین COV 0.18 را به دست آوردند. مشاهده شد که نمونه‌های بدون گره واریانس بیشتری نسبت به نمونه‌های دارای گره دارند.

۳٫۲٫ حالت های شکست

خرابی های مشاهده شده بر روی ساقه های بامبو پس از قرار گرفتن در معرض بارگذاری فشاری ثبت شد. حالت های شکست به سه نوع تقسیم می شوند: شکست شکاف، شکست خرد کردن، و تقسیم و خرد کردن ترکیبی. شکست شکاف با ترک های موازی با الیاف ساقه مشخص می شود (شکل ۵آ). با توجه به اینکه الیاف بامبو در یک جهت موازی به جز در گره ها حرکت می کنند، شکافتن یک رفتار شکست رایج است. [۱۹]. تغییرات در مکان، فرکانس، و طول شکاف مشاهده شده در culms نیز مورد توجه قرار گرفت. خرابی خرد کردن با اعوجاج عمود یا مورب در سر به دلیل نیروی فشاری اعمال شده مشخص می شود.شکل ۵ب). این را می توان در سطح بیرونی یا داخلی کول مشاهده کرد و گاهی اوقات حتی در تمام ضخامت نفوذ می کند. در مطالعه لی و همکاران. [۲۰]آنها مشاهده کردند که شکست خرد کردن معمولاً در نمونه‌های ستون کوتاه اتفاق می‌افتد، در حالی که نمونه‌های ستون بلند کمانش را تجربه می‌کردند. شکست خرد کردن در کولم ها نیز از نظر مکان، فرکانس و طول متفاوت بود. شکافتن و خرد کردن ترکیبی وقوع هر دو شکاف و خرد شدن در یک کول است (شکل ۵ج). جدول ۵ فرکانس هر حالت شکست مشاهده شده در هر گونه را با در نظر گرفتن وضعیت گرهی کولم ها نشان می دهد.

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.

روند کلی حالت های شکست برای هر گونه به شرح زیر بود: در B. vulgarisوجود گره ها تاثیری در ترویج وقوع خرد شدن داشت. شکست تقسیم به طور کلی بر حالت های شکست حاکم است D. asper; شکافتن و خرد کردن ترکیبی برجسته ترین در میان بودند B. blumeana نمونه ها؛ و برای G. angustifolia سنگ شکن کونت برجسته ترین بود. علاوه بر این، نتایج از D. asper و G. angustifolia کونت با مطالعه لی و همکاران سازگار بود. [۲۰]، جایی که آنها اشاره کردند که شکست خرد شدن معمولاً در نمونه های ستون کوتاه رخ می دهد، در حالی که نمونه های ستون بلند کمانش را تجربه کردند. D. asper نمونه ها به طور کلی طولانی تر بودند و طول متوسط آنها ۱۲۱٫۴۰ میلی متر بود، در حالی که G. angustifolia نمونه‌های کونت نسبتاً کوتاه و با طول متوسط ۵۷٫۵۳ میلی‌متر بودند. اگرچه کمانش برای طول نمونه ها امکان پذیر نبود، تقسیم حالت شکست بود که بیشترین ارتباط را با کمانش دارد. علاوه بر این، در رعایت مقاومت فشاری متوسط، B. vulgaris و G. angustifolia Kunth که میانگین پایینی دارند f_ج_۰ مقادیر، بیشتر مستعد خرد شدن هستند در حالی که D. asper و B. blumeana، که میانگین نسبتاً بالایی داشت f_ج_۰ ارزش‌ها، عمدتاً تقسیم‌بندی را تجربه کردند. از این رو، می‌توان چنین استنباط کرد که شکافتن معمولاً با بامبوهایی با مقاومت فشاری بالا اتفاق می‌افتد، در حالی که خرد کردن برای بامبوهایی با مقاومت فشاری نسبتاً پایین رایج‌تر است.

نمونه هایی که دارای نقص های قبلی بودند، قبل از بارگذاری فشاری، به ویژه سوراخ ها، ترک ها و عفونت قارچی مورد توجه قرار گرفتند.شکل ۶). مشاهده شد که کلم های دارای سوراخ، صرف نظر از نوع و وضعیت گره، بیشتر احتمال دارد شکست شکافتن را در امتداد یا نزدیک سوراخ ها تجربه کنند.شکل ۷آ). ترک‌های پیش‌آزمایی مشاهده‌شده بر روی همه نمونه‌ها موازی با الیاف کلم بود. پس از قرار گرفتن در معرض بارگذاری فشاری، ترک‌های پیش‌آزمایش بزرگ‌تر شدند و منجر به شکست شکافتن شدند.شکل ۷ب). در نهایت عفونت قارچی روی بامبو بیشتر مشاهده شد G. angustifolia نمونه های کونت هم در شرایط گره و هم در شرایط بین گره، که در آن شکست پس از بارگذاری فشاری مشاهده شد (شکل ۷ج). همچنین لازم به ذکر است که اکثر G. angustifolia نمونه‌های کونت با عفونت قارچی نیز دارای ترک‌های پیش‌آزمایی موازی با فیبر بودند.

۳٫۳٫ قدرت مشخصه

بر اساس ISO 12122-1 (2014) [16]مقاومت فشاری مشخصه محاسبه‌شده برای گونه‌ها در این مطالعه بر اساس مقدار صدک ۵ با اطمینان ۷۵ درصد است که در جدول ۶. می توان مشاهده کرد که بالاترین مقاومت مشخصه ۴۶٫۶۳ مگاپاسکال بود که توسط B. blumeanaدر حالی که کمترین مقاومت مشخصه ۳۶٫۹۹ مگاپاسکال بود که توسط G. angustifolia کونتا; B. vulgaris و D. asper قدرت مشخصه ۴۰٫۳۵ مگاپاسکال و ۴۰٫۲۱ مگاپاسکال را نشان داد.

۳٫۴٫ تأثیر گره ها بر مقاومت فشاری

وجود یا عدم وجود یک گره برای نمونه‌های تحت آزمایش مکانیکی، و اثرات آن بر مقاومت فشاری مورد ارزیابی قرار گرفت. f_ج با استفاده از ولش تعیین شدند تی-تست (دو نمونه تی-آزمون با واریانس های نابرابر). نشان داده شده در جدول ۷ خلاصه ای برای تجزیه و تحلیل آماری مقایسه گره و بینگره است. تعیین تفاوت آماری معنی دار وابسته به ارضای شرایط بود پ– ارزش < 0.05. اگر این شرط برآورده نمی شد، شواهد کافی برای نتیجه گیری از وجود تفاوت آماری معنی دار وجود نداشت. همانطور که در ارائه شده است جدول ۷، روابط بین گره-گره B. vulgaris و B. blumeana شامل تفاوت های آماری معنی دار بود. از این رو، می توان تعیین کرد که وجود یا عدم وجود گره ها روی ساقه های بامبو بر مقاومت فشاری به دست آمده تأثیر می گذارد. f_ج ارزش های.

۳٫۵٫ مدل های همبستگی

همبستگی بین خواص هندسی و فیزیکی و مقاومت فشاری بامبو با استفاده از روش رگرسیون خطی ساده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. طول L، قطر دی، ضخامت دیوار د، حوزه آجرم در واحد طول q، میزان رطوبت اوهو چگالی پایه r هر گونه بر اساس شرایط گرهی جدول بندی شدند. برای تعیین عملکرد هر متغیر از چهار سطح همبستگی استفاده می شود. ۰ < آر^۲ < 0.3 نشان دهنده عدم همبستگی یا همبستگی بسیار ضعیف است، 0.3 < آر^۲ < 0.5 نشان دهنده همبستگی ضعیف، 0.5 < آر^۲ < 0.7 نشان دهنده همبستگی متوسط است و آر^۲ > ۰٫۷ نشان دهنده همبستگی قوی است. جدول ۸ نشان می دهد آر^۲ مقادیر هر گونه بر اساس شرایط گرهی گروه بندی شده است. مشاهده شد که خواص هندسی هر گونه بامبو فقط تا حدودی با مقاومت فشاری آن مرتبط است. از سوی دیگر خواص فیزیکی بالاتر نشان داده شد آر^۲ ارزش های. برای چگالی پایه، D. asper هر دو با و بدون گره همبستگی قوی، به دنبال آن نشان داد B. blumeana با گره و B. vulgaris بدون گره، که هر دو همبستگی متوسطی را نشان دادند. بقیه گونه ها همبستگی ضعیفی را نشان دادند. با این حال، جرم در واحد طول و رطوبت تنها تا حدی با مقاومت فشاری همبستگی نشان داد. در بین خواص هندسی و فیزیکی ذکر شده، تنها چگالی پایه همبستگی ضعیف تا قوی را نشان داد.

همبستگی متغیرهای مستقل از شرایط گره نیز تعیین شد. همانطور که در جدول ۹، خصوصیات هندسی همبستگی بسیار ضعیفی را نشان دادند، به جز B. vulgaris. این نشان می دهد که مقاومت فشاری گونه بامبو مستقل از ویژگی هندسی آن است. برای خواص فیزیکی بامبو، میزان رطوبت یک همبستگی ضعیف ثابت نشان داد. فقط چگالی اساسی از D. asper همبستگی متوسط و سه گونه باقیمانده همبستگی بسیار ضعیفی را نشان دادند. این بدان معنی است که خواص فیزیکی بامبو ممکن است تا حد کمی بر مقاومت فشاری آن تأثیر بگذارد. همبستگی مشاهده شده بین چگالی و مقاومت فشاری، به ویژه برای D. asper، با نتایج مطالعات ذکر شده در Trujillo و López قابل مقایسه بودند [۱۵].

۳٫۶٫ تحلیل مقایسه ای

در مقایسه مقاومت فشاری f_ج_۰ مقادیر در تمام گونه های بامبو آزمایش شده، از آزمون تحلیل واریانس تک عاملی (ANOVA) استفاده شد، همانطور که در نشان داده شده است. جدول ۱۰. مقایسه ها بر اساس این فرض بود f_ج ارزش هایی که دارای ارزش های برابر در بین گونه ها هستند (اچ_o). رد این فرض چیز دیگری می گوید (اچ_آ). همانطور که در نتایج ANOVA نشان داده شده است، در آماره F = 12.56، در پ-value = 1.5712 × ۱۰^-۷، اچ_o با در نظر گرفتن F crit = 2.65 رد شد و پمقدار < 0.05، به ترتیب. از این رو، شواهد کافی برای رد وجود دارد f_ج مقادیر برابر هستند و نشان می دهد که حداقل یک نابرابری در بین گونه ها وجود دارد. علاوه بر این با توجه به پمقدار کمتر از ۰۰۰۱/۰، تفاوت آماری معنی داری بین گروه های نمونه وجود دارد.

از آنجایی که حداقل یک نابرابری در بین گونه ها وجود دارد، ولش های متعدد تیهمانطور که در نشان داده شده است، آزمایشاتی انجام شد و هر گونه با گونه دیگر مقایسه شد جدول ۱۱. اگر قدر مطلق از تی آمار بیشتر از تی کریت و پ < 0.05، سپس تفاوت آماری معنی داری بین گونه های نمونه گیری وجود دارد. در غیر این صورت، شواهد کافی برای رد فرضیه صفر وجود ندارد. از این نتایج، مقاومت فشاری f_ج نشان دادن مقادیر قابل مقایسه برای (۱) مشاهده شد B. vulgaris و D. asper، (۲) B. vulgaris و G. angustifolia کونت و (۳) D. asper و G. angustifolia کونت.

۳٫۷٫ مقایسه با سایر مطالعات و بخش ۶ NSCP – Wood

جدول ۱۲ مقایسه میانگین مقاومت فشاری موازی با الیاف گونه بامبو فیلیپینی بررسی شده در این مطالعه با نتایج مطالعات قبلی همان گونه بر اساس وجود یک گره را نشان می دهد. لازم به ذکر است که تعداد نمونه های مورد استفاده و منشاء گونه ها ممکن است بین مطالعات متفاوت باشد و برخی از تحقیقات قبلی طبقه بندی نمونه های آنها را از نظر گره مشخص نکرده اند. از این رو، فرض می شود که آنها ترکیبی از هر دو نمونه گره و بینگره را شامل می شوند.

برای بامبوزا ولگاریسمشاهده می شود که نتیجه این مطالعه بیشتر از نتایج بدست آمده توسط ویجاجا و ریسیاد بوده است. [۲۱] با استفاده از نمونه های اندونزی و Acma [22]، و کمتر از استحکام به دست آمده از مطالعه Onche et al. [23] که یک نوع خاص را آزمایش کرد، B. vulgaris-schrad، از نیجریه. این نشان می دهد که مقاومت فشاری موازی با الیاف فیلیپین است B. vulgaris بزرگتر از نوع اندونزیایی است اما کمتر از نوع نیجریه ای است. آکما [۲۲] همچنین بامبو را در شرایط سبز خود آزمایش کرد که مقدار مقاومت فشاری پایین تر را توضیح می دهد.

برای دندروکالاموس آسپرمی توان مشاهده کرد که مقادیر مقاومت فشاری حاصل از این مطالعه نزدیک به نتایج گردآوری شده توسط De Jesus و همکاران است. [۲۴]. نتایج این مطالعه برای نمونه های دارای گره استحکام بالاتری را به دست آورد، اما برای نمونه های بینگرهی مقاومت کمتری نسبت به مطالعه ذکر شده داشت. شباهت در نتایج را می توان به این واقعیت نیز نسبت داد که نمونه های مورد استفاده در هر دو مطالعه انواع فیلیپینی بودند که از یک مرکز تهیه شده بودند. سامپو و همکاران [۲۵] نتیجه کمی بالاتر از آنچه در این مطالعه مشاهده شد، تولید کرد. با این حال، نتایج از Acma [22] حدود دو برابر بیشتر از نتایج این مطالعه بود. همانطور که قبلا گفته شد، این به دلیل شرایط سبز رنگ بامبو در طول آزمایش است.

برای بامبوسا بلومئانامیانگین مقاومت فشاری این مطالعه در محدوده نتایج حاصل از مطالعات Sompoh و همکاران بود. [۲۵]، یانسن [۲۶]، آکما [۲۲]و کاندلاریا و هرناندز جونیور. [۲۷]، اما مقادیر مقاومت این مطالعه حدود دو برابر مقادیر مقاومت ثبت شده توسط اسپیلو بود [۲۸] و سالزر و همکاران [۸] در تحقیقات مربوطه خود، که هر دو از نمونه های بامبو سبز نیز استفاده کردند.

برای Guadua angustifolia کونت، میانگین مقادیر مقاومت فشاری در این مطالعه بالاتر از نتایج مطالعات Londoño و همکاران بود. استفاده كردن G. angustifolia نمونه هایی از کلمبیا که در شرایط سبز قرار داشتند و کمی بیشتر از نتایج بدست آمده از Trujillo و López بودند. [۱۵]. مقایسه مقادیر مقاومت بدست آمده توسط Omaliko و Uzodimma [29] و بهتیار و همکاران [۱۸]نتایج این مطالعه مقادیر مقاومت کمتری را ثبت کرد. تغییر در مقادیر مقاومت فشاری بین این مطالعه و مطالعه Trujillo و López [15] ممکن است به این واقعیت نسبت داده شود که استحکام اولی در شرایط خشک ثبت شد، در حالی که دومی در شرایط سبز آزمایش شد.

به طور کلی، این مطالعه موارد زیر را ارائه می دهد: میانگین مقاومت فشاری به روز شده برای بامبوهای آزمایش شده مانند آن برای B. vulgaris از مطالعه ویجاجه و ریسیاد [۲۱]; تأیید نتایج حاصل از مطالعات اخیر مانند De Jesus و همکاران. [۲۴]; و نتایج حاصل از آزمایش‌های انجام‌شده با استفاده از نمونه‌هایی با محدودیت رطوبت ۱۲ درصد مانند ISO 22157-1 (2017) در مقایسه با مطالعاتی مانند Acma [22] و اسپیلو [۲۸] که این را تحت شرایط سبز آزمایش کرد.

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

جدول ۱۳ مقایسه مقاومت فشاری مشخصه موازی با الیاف نمونه های بامبو را نشان می دهد. مقادیر مقاومت فشاری مشخصه از ۳۶٫۹۹ MPa تا ۴۶٫۶۳ MPa با G. angustifolia کونت و B. blumeana به ترتیب دارای کمترین و بالاترین نقاط قوت می باشند. به طور کلی، می توان مشاهده کرد که این مقادیر بیشتر از استحکام چوب های ساختاری بدون فصل چوب های فیلیپین متعلق به گروه مقاومت بالا با درجه تنش ۸۰٪ همانطور که در NSCP 2015 تعیین شده بود، با مقاومت های ۱۳٫۷۰ مگاپاسکال تا ۲۱٫۶۰ بود. MPa.

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 آر^۲ 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