Удельный вес 8 арматуры: Удельный вес арматуры всех диаметров. Вес погонного метра арматуры. Онлайн калькулятор расчёта веса арматуры Сколько метров арматуры 8 мм в тонне

alexxlab | 03.01.1990 | 0 | Разное

Содержание

Таблица веса арматуры строительной

Таблица веса арматуры

Гост 5781-82 устаревший

Диаметр, мм	Вес метра, кг	Метров в тонне
6	0.222	4504.5
8	0.395	2531.65
10	0.617	1620.75
12	0.888	1126.13
14	1.21	826.45
16	1.58	632.91
18	2	500
20	2.47	404.86
22	2.98	335.57
25	3.85	259.74
28	4.83	207.04
32	6.31	158.48
36	7.99	125.16
40	9.87	101.32
45	12.48	80.13
50	15.41	64.89
55	18.65	53.62
60	22.19	45.07
70	30.21	33.1
80	39.46	25.34

Гост 34028-2016 актуальный

Диаметр, мм	Вес метра, кг	Метров в тонне
4	0.099	10101.01
4.5	0.125	8000
5	0.154	6493.51
5.5	0.187	5347.59
6	0.222	4504.5
6.5	0.261	3831.42
7	0.302	3311.26
7.5	0.347	2881.84
8	0.395	2531.65
8.5	0.445	2247.19
9	0.499	2004.01
9.5	0.556	1798.56
10	0.617	1620.75
11	0.746	1340.48
12	0.888	1126.13
13	1.042	959.69
14	1.208	827.81
15	1.387	720.98
16	1.578	633.71
17	1.782	561.17
18	1.998	500.5
19	2.226	449.24
20	2.466	405.52
22	2.984	335.12
25	3.853	259.54
28	4.834	206.87
32	6.313	158.4
36	7.99	125.16
40	9.865	101.37

Арматура представляет собой соединенные друг с другом элементы, используемые в железобетонных изделиях для поддержания растягивающего напряжения или в качестве усиления бетона в месте сжатия.

Арматуру и арматурные сетки применяют при строительных работах, во время возведения фундамента и стеновых конструкций, с использованием монолитного бетона. Чтобы выполнить бетонные работы, необходимо потратить много времени на возведение арматурного каркаса. Для этого делается армирование конструкции с использованием арматурных сеток.

Чтобы рассчитать объем заказа, необходимо определить вес арматуры, и выявить число погонных метров. Отметим, что он указывается в таблице ГОСТов, приведенной ниже на странице. Здесь вы найдете все необходимые значения. Также стоит учесть, что вес арматуры устанавливается исходя из расчета диаметра и области эксплуатации периодического профиля.

Источник

Удельный вес арматуры всех диаметров. Вес погонного метра арматуры.

Очень часто как заказчику, так и прорабу, нужно узнать точный вес арматуры, которую используют для проведения каких-либо работ. Формула расчета веса арматуры очень простая – длина арматуры, умноженная на вес погонного метра арматуры. Тут все довольно просто. Для наглядности, ниже представлена краткая таблица удельного веса арматуры с различным диаметром, которая поможет Вам определиться с таким парметром, как вес погонного метра арматуры.
Вес арматуры в зависимости от диаметра и сколько метров в 1 тонне

Диаметр арматуры (мм)	Вес кг/метр	Метров в 1 тонне
5.5	0.187	5347
6	0.222	4504
8	0.395	2531
10	0.617	1620
12	0.888	1126
14	1.210	826
16	1.580	633
18	2.000	500
20	2.470	405
22	2.980	335
25	3.850	260
28	4.830	207
32	6.310	158
36	7.990	125
40	9.870	101
45	12.480	80
50	15.410	65

Вес арматуры 6 и 8 мм

Арматура небольшого диаметра, к которой относятся прутья 6 и 8 мм в сечении имеет довольно широкую сферу применения. Такая арматура может быть представлена на рынке в двух основных видах – с гладким стержнем или с рифленой поверхностью. Как правило, основные характеристики конкретной арматуры зависят от марки стали, которая была использована при производстве. Вес арматуры 6 мм (0,222 кг) и 8 мм (0,395 кг) также может несущественно меняться в зависимости от марки использованной стали, однако в большей степени он зависит именно от диаметра сечения стального стержня.

Вес арматуры 8 мм и 6 мм необходимо знать специалистам при расчете точной стоимости проекта. Несмотря на небольшой диаметр, прокат отличается достаточно высокой прочностью и надежностью при сравнительно небольшом весе. Стальные прутья небольшого диаметра применяются сегодня довольно широко в самых разных сегментах строительства. В первую очередь их использование обусловлено в промышленном и гражданском строительстве. Также тонкая арматура применяется в сварных сетках и конструкция, при изготовлении металлических каркасов, в процессе армирования железобетонных изделий и бетонных конструкций. Более подробно о сферах применения данной арматуры вы можете узнать у специалистов по телефонам, указанным на нашем сайте.

Для чего необходимо знать вес арматуры?

При проектировании различных объектах, а также непосредственно при строительстве домов из бетонных и железобетонных конструкций специалистам необходимо знать, сколько весит арматура 8 мм и 6 мм. Проектировщикам и сметчикам данная информация необходима для расчета бюджета, а также для определения необходимого количества используемого проката.

Вес арматуры можно рассчитать тремя способами:

вручную, используя специальные таблицы и формулы;
с помощью калькулятора и аналогичных программ;
с помощью специалистов .

При расчете веса арматуры с помощью таблиц необходимо учитывать суммарную длину стержней. При этом длина умножается па вес погонного метра, который берется из специализированной таблицы.

Вес арматуры необходимо учитывать на всех этапах строительства конструкции. Благодаря точной информации о весе арматуры, проектировщики могут оценить процент армирования конструкции.

Самостоятельно рассчитывать вес арматуры придется только в случаях, когда у вас отсутствует проект будущего строения, а также в тех случаях, когда в проект вносятся изменения, касающиеся диаметра арматуры, например, более тонкие стержни заменяются стержнями большего диаметра и пр.

За подробной информацией по весу изделий и их стоимости обращайтесь к менеджерам . В нашем каталоге представлена не только арматура 6 мм и 8 мм, но и другие диаметры от 10 до 40 мм.

Пример расчета веса погонного мета арматуры

Формула вычисления количества метров арматуры в 1 тонне тоже очень простая. Достаточно поделить 1т (1000 кг) на вес 1 метра арматуры. Ниже приведем несколько примеров вычисления количества метров в 1 тонне арматуры.

1000 кг / 0,222 кг/м = 4504 м в одной тонне арматуры диаметром 6 мм. Точно так же вы можете выяснить количество метров в тонне арматуры для любого другого диаметра.

В статье вес метра арматуры указан приблизительно для каждого производителя. Для более точных расчетов веса арматуры запрашивайте у продавца документы и спецификацию на продукцию.

Зная примерные цифры, вы уже можете спокойно определить пытается ли продавец вас обмануть на весе или длине арматуры.

Можно скачать прямо по этой ссылке гост вес арматуры 5781 82

Источник

Классификация

Согласно ГОСТу, из горячекатаной стали выпускают следующий сортамент строительной арматуры:

Продукция представлена широким ассортиментом: изделиями из разных марок стали, различных размеров и диаметров.

Весь сортамент строительной арматуры подразделяют на несколько классов, представленных в таблице ниже: А1 (А240), А2 (А300), А3 (А400), А4 (А600), А5 (А800), А6 (А1000). Цифра, следующая за буквой «А» в маркировке, указывает на предел текучести изделия. Сортамент гладкой арматуры имеет класс А1, рифленой – от А2 до А6.

Класс	Диаметр арматуры	Марка стали
А1 (А240)	от 6 мм до 40 мм	3СП, Д16, Ст3 (СтЗкп; СтЗпс; СтЗсп)
А2 (А300)	от 10 мм до 80 мм	Ст5сп и Ст5пс – диаметр от 10 мм до 40 мм; 18Г2С – диаметр от 40 мм до 80 мм
А3 (А400)	от 6 мм до 40 мм	Ст3, 25Г2С, 35ГС
А4 (А600)	от 10 мм до 32 мм	80С – диаметр от 10 мм до 18 мм; 20ХГ2Ц – диаметр от 10 мм до 32 мм
А5 (А800)	от 6 мм до 36 мм	23Х2Г2Т (АТ800)
А6 (А1000)	от 6 мм до 32 мм	22Х2Г2АЮ, 22Х2Г2Р, 20Х2Г2СР

Для улучшения сцепления с бетоном на арматуру при прокатке наносят ребра. В маркировке продукции, кроме индекса, могут присутствовать буквы, характеризующие качество стали:

Классы арматуры и область ее применения

Ниже представлена таблица сортамента арматуры, с указанием марки стали, использованной при ее изготовлении и других значимых характеристик.

Таблица классов арматуры и марок стали

Тип профиля	Класс	Диаметр, мм	Марка стали
Гладкий профиль	А1 (А240)	6-40	Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп
Периодический профиль	А2 (А300)	10-40, 40-80	Ст5сп, Ст5пс, 18Г2С
Периодический профиль	А3 (А400)	6-40, 6-22	35ГС, 25Г2С, 32Г2Рпс
Периодический профиль	А4 (А600)	10-18 (6-8), 10-32 (36-40)	80С, 20ХГ2Ц
Периодический профиль	А5 (А800)	10-32 (6-8), (36-40)	23Х2Г2Т
Периодический профиль	А6 (А1000)	10-22	22Х2Г2АЮ, 22Х2Г2Р

В следующей таблице пропишем соотношение классификации и области применения продукта:

Класс	Область использования
А1 (А240)	Монтажная гладкая арматура. Применятся в создании ЖБИ, распределяет нагрузки, обеспечивает состыковку разных частей каркаса.
А2 (А300)	Относится к категории рабочих. По всему профилю идет рифление. Подходит для укрепления конструкций в малоэтажном строительстве, при создании монолитных конструкций с низким уровнем нагрузки.
А3 (А400, А500)	По строению – это прут, созданный горячекатаным методом. Он подойдет в создании не только жилых, но и промышленных строениях, дорог, тротуаров.
А4 (А600)	Еще одна рабочая разновидность. Прочность позволяет применять ее даже для сооружений с высокой степенью нагрузки, там, где каркас принимает сильное напряжение. Максимальный диаметр – до 32 мм.
А5 (А800)	Дорогостоящий товар, относится к категории повышенной прочности. Используется в возведении причалов, подъемных строений, тоннелей метрополитена, гидроэлектростанций.
А6 (А1000)	Сталь для этого изделия проходит процедуру термического упрочнения. Подойдет для возведения высотных зданий. Не деформируется, хорошо гасит вибрацию и сильные нагрузки.

Сортамент арматуры A3

Продукция выпускается в диапазоне диаметров 6-40 мм. В номере профиля стержней периодического профиля указан номинальный диаметр, который равен диаметру гладких прутов, равновеликих по площади сечения. Прокат с диаметром поперечного сечения до 10 мм может выпускаться в мотках или прутами, более – только прутами. Бухты формируют таким образом, чтобы не возникало перегибов. Длина отрезков – 6-12 мм. Стержни не должны быть искривлены более чем на 0,6% от общей длины.

Виды арматуры

Арматурные стержни могут изготовляться из:

Разновидности и их габариты:

В ГОСТ, исходя из упругости, делит их на классы:

Есть еще два интервальных упрочненных разновидности:

В соответствии с назначением:

По настроенности:

По использованию:

Пять методик употребления арматуры.

Из-за технологичности сборки и малой стоимости, арматуру повсеместно используют в разнообразных частях строительного производства.

Арматура А1 и А3 в Краснодаре

Приобрести арматуру по низким ценам можно на нашем сайте. В каталогах предприятия «ДорСтройМеталл» всегда найдете весь спектр существующего металлопроката и его наиболее подробное описание. Для нашей фирмы покупатель – особенно важный посетитель!

Источник

Для чего требуется рассчитать массу проката?

Узнать вес металлопроката требуется в разных случаях. Это, например, делается при оценивании цены стройработ на различных этапах строительства. Часто нужно определить, какой имеет вес арматура 12 мм за один метр. Именно такой вид проката является одним из наиболее распространенных среди частных застройщиков. У него лучший баланс стоимости и прочности. Сейчас купить арматуру 12 мм с доставкой в Москве можно особенно выгодно на нашем сайте. Использовать продукцию можно для возведения частных особняков, дачных домов и других построек.
Ввиду распространенности прутов диаметром двенадцать миллиметров, в этой статье расскажем именно об этих арматурных стержнях. А именно о том, как узнать их массу (вес арматуры 12 мм за метр) и для чего нужен такой показатель.

Коротко об арматурных прутах

У стальных стержней двенадцать миллиметров основное назначение – увеличивать прочность железобетонных стройконструкций. Используя материал, обвязывают сваи, укрепляют основания зданий и пр. Изделие производится из низколегированного металла (сталь). Такой материал имеет хорошую устойчивость к износу, у него высокие показатели прочности и есть масса других позитивных свойств. Металлические прутки выпускаются разных классов. Изделие может быть рифленым (класс А3) или нерифленным, т.е. гладким (класс А1).

Рекомендуем: Керамогранит в доме — красиво и благородно

Вес 1 м стальной арматуры А3

Редакция E-metall Опубликовано 2021-03-12

На странице указаны значения теоретического веса 1 метра стрежневой рифленой арматуры А3.

Для более точного расчета веса арматуры класса А3 можно воспользоваться нашим калькулятором.

Таблица теоретического веса рифленой арматуры А3 по ГОСТ 5781-82

Диаметр арматуры, мм	Вес 1 метра погонного арматуры, кг	Количество метров арматуры в 1 тонне	Площадь поперечного сечения арматуры, см2
6	0,222	4504,5	0,283
8	0,395	2531,65	0,503
10	0,617	1620,75	0,785
12	0,888	1126,13	1,131
14	1,21	826,45	1,54
16	1,58	632,91	2,01
18	2	500	2,54
20	2,47	404,86	3,14
22	2,98	335,57	3,8
25	3,85	259,74	4,91
28	4,83	207,04	6,16
32	6,31	158,48	8,04
36	7,99	125,16	10,18
40	9,87	101,32	12,57
45	12,48	80,13	15
50	15,41	64,89	19,63
55	18,65	53,62	23,76
60	22,19	45,07	28,27
70	30,21	33,1	38,48
80	39,46	25,34	50,27

Как узнать вес

Вес арматуры 8 мм определяется при помощи специальных таблиц, которые представлены в ГОСТе на данные изделия:

Диаметр арматурных стержней	Вес 1 м, кг	Вес 1 отрезка, длиной 11,75 м, кг	Количество метров в тонне
8	0,395	4,64	2531
12	0,888	10,43	1126
16	1,58	18,56	633

Чтобы рассчитать общий вес арматуры 8 мм, который необходим для изготовления определенной конструкции или для строительства конкретного объекта, следует умножить ее длину в метрах на массу 1 м. Но не следует забывать, что табличные данные могут отличаться от фактических значений на 2–10%, что считается нормой.

При выполнении расчетов нужно обязательно учитывать небольшой перерасход стальных стержней. При создании массивных каркасов арматура 8 мм стыкуется между собой с небольшими заходами. Поэтому для эффективной организации рабочего процесса данный материал берут с небольшим запасом.

Расчет веса арматуры

Удельный вес арматуры всех диаметров. Вес погонного метра арматуры. Онлайн калькулятор расчёта веса арматуры В одной тонне арматуры сколько метров

Каждый человек, строящий свой дом или только планирующий строительные работы, часто задается вопросом: «Сколько в тонне арматуры в метрах?». Этот вопрос закономерен, так как все расчеты данного изделия на строительной площадке выполняются в метрах, а при покупке – в тоннах.

Виды арматуры

Прежде чем искать ответ на вопрос: «Сколько в тонне арматуры в метрах?», необходимо четко представлять, что это за материал и в чем нюансы его применения.

Наряду с классической стальной арматурой в настоящее время широкое применение получила и стеклопластиковая. Это довольно новый материал на российском рынке строительных материалов. Поэтому многие отдают предпочтение стальной, так как она уже проверена не одним десятком лет.

Для различных видов работ, в зависимости от необходимости, может применяться арматура различных диаметров (от 0,6 до 4 см). Еще одно отличие – это наличие специальных ребер на внешней части прута. Они необходимы для надежной фиксации ее в бетоне.

Применение арматуры

Без арматуры не обходится практически ни одно современное строительство. Главное назначение этого строительного материала – армирование бетонных конструкций:

Фундаменты и сваи.
Полы.
Перекрытия.
Оконные и дверные перемычки.
Фундаментные блоки и другое.

Для армирования перекрытий, фундаментов, свай других бетонных конструкций, несущих на себе значительный вес, используют пруты диаметром от 1,2 до 4 см. В частном домостроении для фундаментных работ достаточно толщины в 1,2-1,4 см. Для армирования пола в частном доме чаще всего применяют более тонкую арматуру (6-8 мм). Теперь можно перейти к расчетам того, сколько в тонне арматуры в метрах.

Расчет веса

Так сколько метров арматуры в 1 тонне? Ответ на этот вопрос зависит, прежде всего, от материала, из которого она изготовлена (стеклопластик, сталь) и диаметра изделия. Для расчетов возьмем наиболее используемые в частном строительстве размеры.

Итак, соотношение диаметра и веса одного погонного метра стального изделия:

Диаметр, см	Вес п. метра, кг

А сколько в тонне арматуры в метрах из стеклопластика? Одно из основных преимуществ данного вида материала – это его относительно легкий вес. Другим преимуществом стеклопластиковой арматуры является простота ее транспортировки. Ее можно перевезти на легковом автомобиле, так как она легче и гибче (сворачивается на производстве в буксы).

Диаметр, см	Вес п. метра, кг	Количество п. метров в 1 тонне

Железобетон сегодня является самым распространенным материалом, используемым при строительстве многоэтажных зданий, дорог, тоннелей, мостов и любых других объектов. Арматура является важной составляющей таких конструкций – не армированный бетон, хотя и выдерживает значительные нагрузки на сжатие, практически не работает на изгиб и растяжение, разрушаясь при сравнительно небольших нагрузках. Но использование металлических прутов – обычных или предварительно напряженных – позволяет устранить этот недостаток. Нередко строители оказываются в ситуациях, когда им нужно узнать вес арматуры, для произведения расчетов необходимого количества материала для строительства. В этом им поможет таблица весов арматуры. Её вы найдете ниже в статье, в арматурной таблице, представлены значение массы металлических прутов всех диаметров.

Разумеется, в первую очередь масса прута зависит от толщины. Чем больше диаметр, тем больше будет и вес. Сегодня при строительстве чаще всего применяются металлические пруты диаметром от 6 до 80 миллиметров. Масса 1 м арматуры, самой тонкой, весит всего 222 грамма, в то время как для самой толстой этот показатель составляет 39,46 килограмма. Как видите – разница огромна. Поэтому знание веса арматуры также не будет лишним при расчете давления конструкции на основание – несколько неучтенных тонн нагрузки может губительно сказаться на надежности и долговечности любой постройки.

Сколько весит арматура

Для того чтобы узнать арматурный вес, проще и удобнее всего воспользоваться специальной таблицей, представленной ниже.

Таблица веса арматуры

Диаметр, мм	Вес 1 метра арматуры, кг	Погонных метров в тонне
6	0,222	4504,5
8	0,395	2531,65
10	0,617	1620,75
12	0,888	1126,13
14	1,21	826,45
16	1,58	632,91
18	2	500
20	2,47	404,86
22	2,98	335,57
25	3,85	259,74
28	4,83	207,04
32	6,31	158,48
36	7,99	125,16
40	9,87	101,32
45	12,48	80,13
50	15,41	64,89
55	18,65	53,62
60	22,19	45,07
70	30,21	33,1
80	39,46	25,34

Все данные, указанные в этой таблице, в полной мере соответствуют действующему ГОСТу. Погрешность может составлять максимум несколько процентов – подобные ошибки не доставят значительных хлопот и точно не станут причиной повреждения конструкции.

Имея таблицу под рукой, можно быстро рассчитать вес арматуры, например, диаметром 32 мм. Найдите соответствующий диаметр в первом столбце и тут же узнаете, что её масса составляет 6,32 кг на 1м, а тонна включает в себя 158,48 метра.

Зачем нужно знать вес?

Часто у профессиональных строителей возникает вопрос – каков вес погонного метра арматуры. Зачем им это нужно? Дело в том, что при закупке прутов для возведения крупных сооружений, она покупается не поштучно, как при индивидуальном строительстве, а тоннами. Но сложно рассчитать, на сколько хватит определенной массы материала, если не знать, сколько весит метр арматуры. Знание же общей массы и удельного веса арматуры, 1 метра, можно за считанные секунды произвести простейшие расчеты, получив общую протяженность металлических стержней. Для этого, берём всю массу необходимых прутов, и делим на вес 1 погонного метра.

Пример расчета

Для армирования балок необходимо 2,5 тонны прутов 25 диаметра. Берем из таблицы величину массы 1 метра, равно 3,85 кг. Далее переводим тонны в килограммы, умножаем на 1000, будет 2500 кг, и делим на 3,85, получаем 649 метров материала. Стандартная длинна металлического прута 11,7 м, чтобы узнать необходимое количество стержней, делим 649 на 11,7, получаем 55,5 шт. Таким образом можно посчитать количество стержней с любым сечением. Это поможет, особенно в частном строительстве, для проверки, правильное ли количество материала вам доставили.

Также может иметь место обратная ситуация. Специалист знает, какое количество материала ему нужно, а также знает оптимальный диаметр. Узнав теоретический вес метра арматуры, ему достаточно умножить это число на общую длину необходимых металлических прутов, чтобы определить, какое количество материала нужно для строительства.

Сферой применения арматуры является строительная индустрия. Данный вид металлоизделий производится в форме прутьев, используемых в качестве основной детали, служащей усилению железобетонных конструкций. Металл принимает на себя основную нагрузку на растяжение и изгиб, позволяя придавать сооружению из железобетона прочность, надёжность и долговечность.

Характеристики металлических стержней А12

Наибольшей востребованностью обладает арматура сечением 12 мм, благодаря удобству и лёгкости. А при вязке каркасов проявляется необходимая жесткость изделия. При строительстве загородных кирпичных домов применяется ленточный фундамент, технология возведения которого требует использования арматуры с малым диаметром. В подобных случаях наиболее пригодны двенадцатимиллиметровые стержни.

В процессе производства арматурных стержней с маркировкой «А12» выполняется ГОСТ 5781-82. Характеристики арматуры А12 по назначению подразделяются на напрягаемые и не подлежащие напряжению. В зависимости от специфики технологического процесса, изделия классифицируются на следующие виды:

Виды арматуры в зависимости от технологии изготовления

холоднотянутый – арматурная проволока, предназначенная для изготовления армированной сетки;
горячекатанный – стальные стержни с округлым сечением, применяемые для армирования конструкций.

Такая продукция изготавливается из разных видов стали, выбор которых зависит от требований и области применения будущего изделия. Арматура с диаметром 12 мм встречается с гладким профилем, что соответствует классу А1 и с рифлёной поверхностью, соответствующей маркировке А3. Металлопрокат поставляется производителями в прутах или бухтах.

Сфера применения арматурных стержней

Двенадцатимиллиметровая арматура широко используется в следующих областях:

Применение арматуры 12 мм в строительстве

каркасно-монолитное строительство;
монтаж опорных каркасов;
армирование бетонных конструкций;

устройство навесов и лестниц.

Также металлические прутья могут использоваться в качестве анкера при заливке фундамента столбчатого типа. Металлопрокат 12 мм применяют с целью преодоления деформации, формирования основы каркаса, связки отдельных элементов, в том числе и с поперечным расположением.

Вес погонного метра

На вес арматурных изделий влияют различные факторы, среди которых наиболее существенными являются следующие:

диаметр металлического стержня;
разновидность поверхности – гладкая либо с поперечным рифлением;
класс металла.

Российские специалисты для расчёта веса металлических изделий применяют специально разработанные таблицы, основа которых – ГОСТ Р-52544. В соответствии с данным Госстандартом, вес погонного метра арматуры 12 составляет 0,888 кг.

Без применения специальных таблиц рассчитать вес арматуры не составит большого труда. Вес равен объёму тела, умноженному на средний удельный вес. Объём рассчитывается по формуле: площадь сечения, умноженная на длину. Согласно стандартам, за единицу измерения принимается метр.

Таким образом, площадь сечения = Пи * радиус в квадрате (радиус равен половине диаметра). S = 3.14х0,006 2 = 0,00011304. Соответственно вес = 0,00011304х7850 = 0,8874 , где 7850 – стандартный показатель среднего удельного веса двенадцатимиллиметровой арматуры.

Если под рукой имеется доступ к интернету, то рассчитать массу 1 метра 12 мм арматуры ещё проще, с помощью специальных калькуляторов, позволяющих произвести вычисления армирующих изделий любой марки и толщины.

Сколько метров двенадцатимиллиметровой арматуры в одной тонне

В таблицах, разработанных с учётом ГОСТа для арматуры, приведены следующие данные количества метров, содержащихся в тонне металлопроката:

диаметр 5 миллиметров – 5347 метров;
6 мм – 4504 м;
8 – 2531;
10 – 1620;
12 – 1126;
14 – 826;
16 – 633.

Из выдержки табличных значений видно, что в одной тонне содержится 1126 метров арматуры с сечением 12 мм. Стандартизированные показатели направлены на облегчение процесса расчёта количества арматурных прутьев, необходимых для создания различных видов фундамента или иных конструкций.

Достоинства арматуры 12 мм

Двенадцатимиллиметровые металлические изделия обладают рядом достоинств, проявляющихся в следующих областях:

высокий уровень прочности каркасов, выполненных с применением арматурных прутьев;
достаточная пластичность материала;
минимальный риск формирования коррозийных повреждений;
высокая степень устойчивости к таким воздействиям, как химические, термические, механические;
широкие возможности выполнения различных конфигураций каркасов;
использование в напряженных железобетонных сооружениях.

Результаты расчётов, осуществляемых с помощью таблиц, формул и калькуляторов, являются усредненными значениями, так как в действительности арматурные прутья обладают не идеально круглым сечением. Для определения необходимого количества металлопроката полученных данных будет достаточно.

Важным моментом при расчётах является тот факт, что расчётный и фактический вес арматуры 12 мм могут отличаться друг от друга. Несмотря на тщательный контроль ГОСТ, металлические прутья изготавливаются из различных типов стали и с разными поверхностями, в связи с чем отклонение значений варьируется в диапазоне 0,2–3%.

Сегодня зайдет речь о том сколько весит арматура, и об максимальной длине металлического прута. По большей части об том сколько метров в тонне арматуры, но и о другие диаметры тоже будут рассмотрены.

Вес арматуры, сколько метров в 1 тонне?

При строительстве необходимо иметь точное представление о том, какой вес имеет вся армированная конструкция в целом. На это есть ряд причин:

Это позволяет выдерживать технологию армирования.
Гарантирует необходимую надежность конструкции.
Удобнее высчитать общую стоимость сооружения.

Наибольшее внимание уделено стержню с диаметром в 12 мм, потому что это минимальное значение диаметра, который допускается к использованию при создании конструкций для ленточного фундамента. Ну и конечно же, не стоит забывать о том значимом факторе, что при постройке, очень важно в точности знать, сколько метров арматуры потребуется для одной тонны планируемой продукции.

Сколько весит арматура а также количество арматуры в тонне, таблица:

Вес метра арматуры представлен в таблице соотношения диаметра и массы 1 м. Зная вес арматурной стали по ГОСТ 5781-82 можно оценить коэффициент армирования конструкции (отношение массы арматуры к объему бетона) и определить сколько материала нужно на фундамент (на куб бетона)

Погонный метр арматуры — отдельные арматурные стержни гладкого и периодического профиля длиной 1 метр, вес которых зависит от диаметра арматурной стали ГОСТ 5781-82 (из ряда размеров диаметра периодической стали — 6, 8,10, 12, 14, 16, 18,20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 55, 60, 70, 80 мм).

Размер арматуры (номинальный диаметр стержня)	Вес 1 м арматуры, теоретическая, кг	Кол-во метров арматуры в 1 тонне, м.
4	0,099	10101,010
5	0,154	6493,506
6	0,222	4504,504
8	0,395	2531,645
10	0,617	1620,745
12	0,888	1126,126
14	1,210	826,446
16	1,580	632,911
18	2,000	500,000
20	2,470	404,858
22	2,980	335,570
25	3,850	259,740
28	4,830	207,037
32	6,310	158,478
36	7,990	125,156
40	9,870	101,317
45	12,480	80,128
50	15,410	64,892
55	18,650	53,619
60	22,190	45,065
70	30,210	33,101
80	39,460	25,342

Судя по этой таблице, 1126 метров арматуры с диаметром 12 мм составляют одну тонну изделия.
По данной таблице также можно узнать, длину арматуры в одном килограмме и ее массу в одном метре всех размеров.

Эти значения пригодятся вам при непосредственном использовании металлического стержня, если вам, к примеру, необходимо узнать, какова масса всей арматуры, используемой при постройке здания. Для этого вам нужно лишь сложить все длины арматурных стержней и затем сумму умножить на вес 1 п/м.

Следует отметить, что арматура 10 мм все же существует и применяется при заливке фундаментов. Но это встречается только в поперечном, то есть во вспомогательном армировании. Помимо этих факторов не стоит забывать и то, что сварке подлежат лишь те стержни, которые имеют в своей маркировке символ «С».
Весь этот длинный процесс необходим, так как при строительстве необходимо знать длину арматуры, а при ее закупке важна масса (вес).

Диаметры арматуры по ГОСТ 5781-82

Не стоит забывать и о том, что число стержней в тонне может варьироваться, потому как это напрямую зависит от их длины. К примеру, стержней длиной 10 метров понадобится гораздо меньше, чем стержней с таким же диаметром, но длинной в 2 м.

Ответ на вопрос, сколько метров арматуры в 1 тонне, интересует как проектировщиков, так и строителей. Данная информация нужна для определения массы и стоимости сооружения, а также для правильной организации работ при закупке и доставке на строительную площадку. Эта задача возникает из-за того, что результаты прочностных расчётов прутков представлены в метрах, а чтобы купить их, необходимы данные в тоннах.

Разновидности

Для фундаментов, железобетонных конструкций, газоблочных домов применяют сталь круглого и периодического профиля. Последняя имеет вид цилиндрических стержней с поперечными выступами, образованными по винтовой линии и двумя продольными рёбрами. Имеется вариант, в которых выполнены правый и левый заходы на противоположных сторонах прутьев для улучшения сцепления с бетоном (используется для сталей высокой прочности).

Основной величиной, по которой определяется количество арматуры, это её номинальный диаметр (d), независимо от того, какая поверхность: гладкая или с различного вида рифлением. В соответствии со стандартами площади поперечного сечения периодического профиля (некруглые) и имеющие форму круга того же диаметра, идентичны. Следовательно, равны и их массы, приходящиеся на 1 метр.

Согласно ГОСТ 5781-82 выпускается горячекатаная – А1000 (буква А обозначает метод производства, а число – предел текучести в МПа):

По стандарту 10884-94 изготавливают термомеханически упрочнённые стержни:

Технология расчета

Известно несколько способов определения количества погонных метров прутьев в тонне (L):

Используя формулу вычисления массы тела по известному объёму и плотности (ρ): L = (4∙1000)/(ρ∙π∙d 2) (1), где: ρ = 7850 кг/м 3 – плотность стального проката для теоретических расчётов, d – берётся в метрах, 1 тонна = 1000 кг.

Используя данные по из соответствующих стандартов на изготовление.

Число погонных метров в одной тонне узнать достаточно просто: L = 1000/q, где q – масса 1 метра (кг/м).

Ниже приведено количество метров арматуры в тонне по этой методике и выражению (1).

D, мм	L, м
D, мм	ГОСТ 5781-82; 10884-94	Р 52544-2006	По (1)
4	—	10101,010	10137,250
5	—	6493,507	6487,840
6	4504,505	4504,505	4505,444
8	2531,646	2531,646	2534,312
10	1620,746	1623,377	1621,960
12	1126,126	1126,126	1126,361
14	826,446	827,815	827,530
16	632,911	633,714	633,578
18	500,000	500,500	500,604
20	404,858	405,515	405,490
22	335,571	335,120	335,115
25	259,740	259,538	259,513
28	207,039	206,868	206,882
32	158,479	158,403	158,394
36	125,156	125,156	125,151
40	101,317	101,368	101,372
45	80,128	—	80,096
50	64,893	—	64,878
55	53,619	—	53,618
60	45,065	—	45,054
70	33,102	—	33,101
80	25,342	—	25,343

По стандарту Р52544-2006 возможно производство номеров профилей арматурных прутьев, удельный вес которых не указан в нормативном документе (4,5; 5,5; 6,5; 7; 7,5; 8,5; 9; 9,5; 45; 50 мм). Как видно из сравнения расчётов по формуле (1) и данных, полученных на основании удельного веса, результаты несколько различаются (расхождения составляют 0,36-1,0 %). Чтобы купить необходимое количество стержней, применительно к размерам, не вошедшим в стандарт, оценка по формуле (1) вполне приемлема, особенно с учётом допусков на изготовление тонны проката.

Помимо теоретических имеет место эмпирический метод определения числа метров армирующих изделий в тонне путём их непосредственного взвешивания. Данный способ является наиболее достоверным, а точность его зависит от погрешности используемых весов, например, подвесных крановых.

вес и длина, соотношение и расчеты в строительных работах – Советы по ремонту

В капитальном строительстве загородных домов из монолита не обойтись без армированных конструкций. При этом большинство затрат в процессе приобретения материалов в основном приходится именно на арматуру. Вес материала, рассчитанный точно и правильно, поможет реально оценить не только расходы на организацию строительных работ, но и важную часть стоимости всего объекта.

Во время проведения строительных работ необходим точный расчет массы армированных конструкций

Необходимость расчетов веса арматуры: таблицы соответствия веса и длин

Арматура – стройматериал, представляющий совокупность определенных металлических элементов, предназначенный для сооружения монолитной конструкции с цементным раствором. Служит в качестве опоры для удержания растягивающего напряжения и с целью усиления бетоноконструкции в зоне сжатия.

Расчет массы арматуры поможет при оценке стоимости строительства, а также цены уже готового объекта

Арматурные составляющие в основном применяются в сооружении фундамента и возведении стен зданий бетономонолита. Значительная часть времени, сил и материальных расходов при строительстве здания из бетона приходится именно на создание армокаркаса, который изготавливают из армированных прутьев и сеток. Во избежание лишних затрат следует максимально точно рассчитать необходимое количество материала. Здесь не обойтись без знаний веса арматуры в метре. Таблица соотношений веса и длины разных видов конструкций помогут сделать правильные вычисления.

Чтобы рассчитать вес арматуры, необходимо сложить общую протяженность всех стержней и умножить ее на массу одного метра. Все нужные данные, с учетом класса стали и диаметра прутьев, приводят в расчетных таблицах. Во внимание также берется марка материала, из которого производят арматуру.

Таблица массы арматуры: ГОСТ, регламентирующий качество товара

Показатель стандарта массы арматуры соответствующего диаметра регламентируют разработанные нормативы – ГОСТ 5781-82 и ГОСТ Р 52544-2006.

Таблица веса погонного метра арматуры, длины и диаметра прута поможет выполнить правильные вычисления:

Сечение арматуры, мм	Масса погонного метра, г	Общая длина арматуры в тонне материала, м
6	222	4505
8	395	2532
10	617	1620
12	888	1126
14	1210	826
16	1580	633
18	2000	500
20	2470	405
22	2980	336
25	3850	260
28	4830	207
32	6310	158
36	7990	125
40	9870	101
45	12480	80
50	15410	65
55	18650	54
60	22190	45
70	30210	33
80	39460	25

Пользоваться этой таблицей довольно просто. В первой колонке указаны данные о диаметре стрежня, во второй – масса погонного метра арматурного стержня конкретного типа. В третьей колонке отображена общая длина арматурных элементов в одной тонне.

Формула расчета веса арматуры очень простая – длина арматуры, умноженная на вес погонного метра арматуры

Изучив таблицу, можно заметить одну закономерность. Чем выше показатель диаметра арматуры, тем больше вес метра материала. Общая длина в одной тонне, наоборот, обратно пропорциональна толщине прутьев.

Полезный совет! Размер диаметра нужно узнавать у производителя. Если измерить его самостоятельно, то это повлечет за собой погрешности в расчетах, так как поверхность арматурных стержней имеет ребристую структуру.

Таким образом, зная вес арматуры по ГОСТ 5781-82, легко вычислить коэффициент общей армированной конструкции, можно определить массу арматуры по отношению к необходимым объемам бетона. Имея в наличии эти данные, несложно рассчитать общее количество материалов, которое потребуется для сооружения конкретной конструкции – будь то фундамент или монолитное здание. Количество расхода материалов производится из расчетов на кубометр бетона.

Удельный вес арматуры: таблицы соответствий с учетом погонного метража

Погонный метр стержня профиля – это отрезок материала протяженностью в один метр. Он может иметь как гладкую, так и рельефную поверхность. Масса прутьев, соответственно, регламентирует их диаметр. ГОСТом установлены показатели от 6 до 80 миллиметров. За основу материала взята периодическая сталь.

Чем выше показатель диаметра арматуры, тем больше вес метра материала

Масса сетки из арматурной проволоки для штукатурки, армокаркаса для фундамента из железобетона, армосетки под кладку из кирпича зависит от габаритов полотна, площади ячеек и диаметра прутьев в миллиметрах. Арматурная сталь, выпускаемая на отечественном рынке, широко используется в строительстве, отличается высококачественными характеристиками, соответствует всем требованиям ГОСТа на металлопрокат.

Вычисления выполняют с использованием приведенной таблицы арматуры. Вес 1 погонного метра зависит от внешнего строения профиля, который бывает рифленым или гладким. Наличие ребер и рифлений снаружи обеспечивает более надежное сцепление прутьев с бетонным раствором. Таким образом, сама бетоноконструкция в таком случае обладает более высокими качественными характеристиками.

Особенности технологического процесса изготовления арматурной стали определяют весь сортамент арматуры. По таким показателям сталь бывает горячекатаной стержневой или холоднотянутой проволочной.

Арматура широко используется в строительстве, отличается высококачественными характеристиками, соответствует всем требованиям ГОСТа

Арматура, произведенная согласно ГОСТ 5781-82, – это прутья с гладкой поверхностью класса А, а также профили из периодической стали классов от А-ІІ до А-VI. ГОСТ Р 52544-2006 – это профили классов А500С и В500С из периодической стали, предназначенные для сварки. Буквой А маркируют горячекатаную и термоупрочненную арматуру, буквой В – холоднодеформированный материал, буквой С – свариваемый прокат.

Маркировка материала, вес 1 метра: таблица сортамента

Если брать за основу механические характеристики арматурной стали, такие как прочность и масса, то материал подразделяют на отдельные классы сортамента с соответствующими специальными обозначениями от A-I до A-VI. При этом вес метра арматуры горячекатаной стали от них не зависит.

Соответствие класса, диаметра и марки наглядно продемонстрировано в таблице:

Класс стали по ГОСТ 5781-82	Диаметр стержня, мм	Класс стали по ГОСТ Р 52544-2006	Диаметр стержня, мм	Марка арматуры
A-I	6-40	А240	6-40	Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп
A-II	10-40	А300	40-80	Ст5сп, Ст5пс 18Г2С
Ас-II	10-32	Ас300	36-40	10ГТ
A-III	6-40	A400	6-22	35ГС, 25Г2С 32Г2Рпс
A-IV	10-32	A600	6-8 36-40	80С 20*2ГЦ
A-V	6-8 и 10-32	А800	36-40	23*2Г2Т
А-VI	10-22	А1000	10-22	222Г2АЮ, 222Г2Р, 20*2Г2СР

Если взять, к примеру, арматуру класса A-ІІІ, то ее используют для укрепления основы зданий из бетона, возводимых в короткие сроки. Масса арматуры в данном случае равна весу всего каркаса из стали, включая фундамент, стены и бетонные перекрытия, а также массу сваренных сеток, заливаемых бетоном.

Диаметр арматурного стержня в диапазоне от 8 до 25 мм считается самым популярным размером профилей на строительном рынке. Вся отечественная арматура до попадания на металлобазы проходит этапы контроля качества, что гарантирует ее соответствие ГОСТу.

Арматурный материал подразделяется на классы ассортимента со специальными обозначениями от A-I до A-VI

Справка! Объем стального прута рассчитывается путем умножения метража на геометрическую площадь круга – 3,14*D*D/4. D – это диаметр. Удельный вес арматуры – 7850 кг/м³. Если умножить его на объем, то получится общий показатель удельной массы одного метра арматуры.

Арматура: вес и различные варианты его вычисления

Вес арматуры рассчитывается разными способами:

по данным о нормативном весе;
взяв за основу удельную массу;
с использованием онлайн-калькулятора.

Необходимое количество прутьев по нормативному весу определяют с использованием приведенной выше таблицы веса в соотношении с погонным метром. Это наиболее простой вариант расчета. Для примера вычислим вес арматуры 14.

Сколько весит метр арматуры, необходимо знать и проектировщикам, и строителям зданий и сооружений из армируемого бетона

Главное условие проведения таких подсчетов – наличие соответствующей таблицы. Сам процесс вычисления (при составлении плана строительства, учитывая возведение арматурной сетки) включает такие этапы:

выбрать соответствующий диаметр прутьев;
вычислить метраж требующейся арматуры;
умножить вес одного метра арматуры соответствующего диаметра на количество необходимых стержней.

Например, для стройки предполагается использовать 2300 метров арматуры 14. Вес 1 метра прутьев составляет 1,21 кг. Проводим вычисление: 2300*1,21=2783 килограмм. Таким образом, для выполнения данного объема работ потребуется 2 тонны 783 килограмма стальных прутьев. Аналогично рассчитывается количество стержней соответствующего диаметра в одной тонне. Данные берутся из таблицы.

Вычисления по удельной массе на примере расчета веса метра арматуры 12

Способ расчётов по удельной массе требует специальных умений и знаний. В его основе заложена формула определения массы с использованием таких величин, как объем предмета и его удельный вес. Это самый сложный и трудоемкий вариант вычисления веса. Он применим исключительно в тех случаях, когда в распоряжении нет таблицы с нормами и исключена возможность использовать онлайн-калькулятор.

При самостоятельном расчете объёма арматуры нужно учитывать то, что стержень имеет цилиндрическую форму

Наглядно рассмотреть данные расчеты можно на примере определения веса 1 метра арматуры 12 мм. Для начала необходимо вспомнить формулу вычисления веса из курса физики, согласно которой масса равна объёму предмета, умноженному на его плотность, то есть удельный вес. У стали этот показатель соответствует 7850 кг/м³.

Объём определяется самостоятельно, с учетом того, что стержень арматуры имеет цилиндрическую форму. В данном случае пригодятся знания по геометрии. Формула гласит: объем цилиндра вычисляется путем умножения сечения площади на высоту фигуры. В цилиндре сечение – это круг. Его площадь вычисляют по другой формуле, где постоянное число Пи со значением 3,14 умножают на радиус в квадрате. Радиус – это, как известно, половина диаметра.

Порядок расчетов веса арматуры 12 мм за метр, длины всего стержня

Диаметр арматурных стержней берется из планов и расчётов стройки. Самостоятельно его лучше не измерять во избежание погрешностей. Определяем, сколько весит один метр арматуры 12 мм. Таким образом, получаем, что радиус равен 6 мм или 0,006 м.

Если необходимо рассчитать массу конкретного прута арматуры, то площадь круга умножают на его длину

Полезный совет! Наиболее простой способ расчетов – использование специальных программ (или онлайн-калькулятора). Для этого в определенные ячейки вводят данные массы арматуры в тоннах, номер соответствующего профиля и длину прута в миллиметрах. Стандартная длина стержней – 6000 или 12000 мм.

Последовательность самостоятельных расчетов с использованием формулы следующая:

Определение площади круга: 3,14*0,006²=0,00011304 м².
Вычисление объема метра стержней: 0,00011304*1=0,00011304 м³.
Расчет веса арматуры 12 в 1 метре: 0,00011304 м³*7850 кг/м³=0,887 кг.

Если полученный результат сверить с таблицей, то обнаружим соответствие данных государственным стандартам. Если необходимо рассчитать массу конкретного прута, то площадь круга умножают на его длину. В целом алгоритм расчетов аналогичный.

Полный порядок проведения вычислений веса 1 метра арматуры 12, представленный математическим выражением, будет выглядеть таким образом:

1м*(3,14*0,012м*0,012м/4)*7850кг/м³=0,887 кг.

Чтобы самостоятельно обчислить вес арматуры 12 мм за метр, нужно использовать определенную формулу

Результат идентичен предыдущему. В зависимости от длины арматуры соответствующее значение подставляют в формулу и по ней рассчитывают вес. Вычислить вес всей сетки можно путем умножения значения, полученного для 1 м², на нужное количество квадратных метров в армокаркасе.

Расчет веса арматурной проволоки в квадратном метре

Арматурная проволока соответствует требованиям ГОСТ 6727-80. Для ее производства используют низкоуглеродистую сталь. Диаметральные значения обычной проволоки – 3, 4 и 5 мм. Сортамент имеет два класса: B-I – с гладкой поверхностью и Вр-1 – материал из периодического профиля.

Вес проволоки рассчитывают в соответствии со специальными стандартами и данными, приведенными в таблице:

Диаметр проволоки, мм	Масса одного метра, г
3	52
4	92
5	144

Вычислить вес для конкретного случая можно по следующему алгоритму. Для того чтобы определить массу ста метров арматурной проволоки диаметром 4 мм, необходимо удельный вес умножить на метраж. Расчет будет выглядеть следующим образом:

92*100 = 9200 г (или 9 кг 200 г).

Можно провести и обратное вычисление. Например, моток проволоки диаметром 4 мм весит 10 кг. Чтобы определить метраж, нужно разделить общую массу на удельный вес. Расчет имеет такой вид: 10/0,092 = 108,69 метра.

Для производства арматурной проволоки используется низкоуглеродистая сталь

Для подсчета веса арматурной сетки используются следующие способы. Например, размеры сетки – 50х50х4. Площадь квадратного метра включает 18 стержней по 1 м. Таким образом, получается всего 18 м арматуры 6, вес которой составляет 0,222 кг/м. Погонный метр проволоки в конструкции рассчитывается таким образом: 18*0,222=3,996 кг/м². Необходимо добавить приблизительно 1%, учитывая погрешность при сварке. Получим полные 4 килограмма.

Характеристики, размеры и расчет веса арматуры 8 мм за метр

Арматурные прутья диаметром 8 мм считаются тонкими. На первый взгляд, они напоминают простую проволоку. Технологический процесс их изготовления регламентирует ГОСТ 5781. Поверхность арматуры 8 бывает рифленой или гладкой.

Полезный совет! При любых расчетах и вычислениях массы арматуры не следует забывать о допустимых показаниях погрешностей. Они колеблются в диапазоне от 1 до 6%. Особенно это важно учитывать при предполагаемых больших объемах сварочных работ.

Основные технические характеристики материала следующие:

для изготовления используют сталь с маркировкой 25Г2С и 35ГС;

Арматурные прутья диаметром 8 мм считаются самыми тонкими и напоминают обычную проволоку

ребристый шаг – А400 и А500;
класс арматуры А3.

Вес прутьев 8 мм за метр наиболее уместен в местах, где недопустима излишняя масса, но необходима дополнительная прочность. Вес 1 метра арматуры 8 равен 394,6 граммам. В тонне количество материала составит 2 534,2 м.

Рассчитывается вес 1 метра арматуры 8 мм по вышеприведенной формуле с применением значения удельного веса соответствующей стали:

1м*(3,14*0,008м*0,008м/4)*7850кг/м3=0,394 кг. Именно такое значение веса арматуры 8 приведено в таблице соответствия веса и длины арматуры.

Сфера применения и вычисление веса арматуры 10 мм за метр

Одним из наиболее популярных в строительстве считается стержень диаметром 10 миллиметров. Такая арматура, как и прутья другой толщины, производится горячекатаным или холоднокатаным способом. Это металлические стержни средней толщины с высокой степенью прочности.

Арматура 10 мм применяется при создании легких построек: частных домов, гаражей, где используется ленточная заливка фундамента

Вычислить общий вес арматуры 10 довольно просто: достаточно суммировать общую протяженность и умножить ее на массу погонного метра материала. Необходимые данные можно найти в общей таблице.

Общие характеристики арматуры 10 следующие:

диаметр стержня – 10 мм;
в одной тонне насчитывается 1622 м проката;
вес 1 метра арматуры 10 мм – 616,5 г;
допустимая погрешность при расчете веса составляет +6%;
классы стали, используемые в производстве данного вида металопроката: Ат-400, Ат-500С, Ат-600, Ат-600К, Ат-800К, Ат-1000, Ат-1000К, Ат-1200.

Располагая приведенными параметрами, можно легко узнать необходимое количество и вес строительного материала. Самостоятельный расчет достаточно несложно произвести по уже накатанной формуле, он будет выглядеть следующим образом:

1м*(3,14*0,01м*0,01м/4)*7850 кг/м³=0,617 кг. Аналогичный показатель веса 1 метра арматуры 10 содержит таблица соотношения диаметра и массы одного метра.

Арматуру 10 мм относят к легкообрабатываемым материалам, поскольку стержень легко сгибается или подвергается любой другой необходимой деформации

Универсальные особенности и идеальный вес арматуры 12

Арматура диаметром 12 мм по праву считается самой популярной в сфере металлопроката и самой востребованной. Ее габариты являются наиболее оптимальными в разных видах строительных работ. В данной арматуре удивительным образом сочетаются такие качества, как прочность, гибкость и довольно низкий вес. В то же время она обладает высокой степенью сцепления с бетоном. Армакаркасы и конструкции с ее применением служат очень долгое время. Они практически не поддаются разрушению. Именно арматура 12 рекомендуется стандартами строительства для сооружения ленточного фундамента для коттеджей и частных домов.

Характеристики арматуры 12:

диаметр стержня – 12 мм;
в одной тонне насчитывается 1126 м проката;
овальность прута – не более 1,2 мм;
шаг поперечных выступов – от 0,55 до 0,75* dH;
вес 1 метра составляет 887,8 г;
длина проката – от 6 до 12м.

Допуск возможен только в большую сторону и не более 10 см, а кривизна не должна превышать показатель 0,6%.

Арматура диаметром 12 мм считается самой популярной и востребованной в строительной сфере

Важно! Каждый вид арматуры имеет свои особенности, и необязательно большой диаметр гарантирует хорошую прочность. Это же касается и веса. Арматура 20, к примеру, более уязвима к воздействию коррозии, но она идеально подходит для сварки. Поэтому выбор материала индивидуален.

Именно на арматуре 12 был рассмотрен пример вычисления веса погонного метра изделия. Проведенные расчеты совпали с данными таблицы веса арматуры за метр 12 мм. Данный показатель во всех случаях составил 887,8 г.

Вес арматуры 16 мм за метр: особенности и технические характеристики

К разряду сортового металлопроката относится арматура 16. Вес и качество материала обеспечивают его надежность, поэтому строители характеризуют его как прочный, надежный, износостойкий и экологичный. Кроме того, он доступен по цене и удобен в монтаже, а также применяется в других сферах производства.

Арматура 16 способна воспринимать существенные нагрузки на растяжение и изгиб, перераспределяя их равномерно по всей поверхности

Чаще всего арматура 16 используется для качественного армирования бетоноконструкций. Она выдерживает высокие нагрузки на гибкость и растяжку, распределяя ее равномерно по всей поверхности. Широко употребляются 16-миллиметровые прутья в обустройстве сваренных металлоконструкций, армировании бетонных сооружений, строительстве дорог, мостов, пролетов. В производстве используют сталь высокого качества в соответствии с ГОСТ 5781-82.

Основные характеристики следующие:

гладкий и рифлёный тип профиля;
в производстве применяется сталь марок: 35ГС, 25Г2С, 32Г2Рпс, А400;
вес 1 метра арматуры 16 мм – 1580 г;
площадь диаметра – 2,010 см²;
длина прутьев – от 2 до 12 м.

Согласно проведенным расчетам, по аналогии с предыдущими марками арматуры и в соответствии с таблицей соотношения диаметра и массы одного метра вес арматуры 16 в 1 метре равен 1,580 кг.

Среди главных достоинств присущих арматуре 16 можно выделить: прочность, надёжность и устойчивость к коррозии

Вес арматуры необходимо знать еще на этапе проектирования строительного объекта. Правильные вычисления помогут в составлении сметы и позволят избежать лишних затрат на материалы. Таким образом, безошибочно рассчитав массу и метраж арматурных стержней, можно значительно сэкономить в процессе стройки и, наоборот, избежать недостатка прутьев уже на этапе сооружения армированной конструкции.

Вычисляем вес арматуры по таблице

07.07.2020

Прочность постройки бетонных и кирпичных конструкций обеспечивается строительной арматурой. Для вычисления количества материала, которое понадобится для конкретного проекта, нужно знать вес погонного метра арматуры и количество метров.

Ниже представлена таблица веса арматуры, с помощью которой вы точно определите нужный объем заказа для строительства любой сложности и объема.

Диаметр арматуры, мм	Вес 1 погон. м., кг	Погонных метров в тонне
d 6	0,222	4504,5
d 8	0,395	2531,65
d 10	0,617	1620,75
d 12	0,888	1126,13
d 14	1,21	826,45
d 16	1,58	632,91
d 18	2	500
d 20	2,47	404,86
d 22	2,98	335,57
d 25	3,85	259,74
d 28	4,83	207,04
d 32	6,31	158,48
d 36	7,99	125,16
d 40	9,87	101,32
d 45	12,48	80,13
d 50	15,41	64,89
d 55	18,65	53,62
d 60	22,19	45,07
d 70	30,21	33,1
d 80	39,46	25,34

Для расчета массы металлопроката нужно умножить общую длину прутьев на вес 1 м. Для перевода данных в тонны, умножьте удельный вес арматуры на общее количество имеющихся погонных метров.

Как рассчитать вес арматуры?

Вес арматуры определяется толщиной используемых прутьев и материалом изготовления конструкции. От этого показателя напрямую зависит направление подготовительных работ при возведении здания. Чем больше масса строительного материала, тем более мощный фундамент необходимо соорудить, чтобы он был способен в течение многих десятилетий выдерживать высокую нагрузку и не проседал под давлением свыше допустимой нормы.

Ошибки исключены

Ключевым показателем выступает вес погонного метра арматуры. От него уже ведутся все остальные расчеты. Это значение четко регламентировано ГОСТом для каждой марки конструкций. Диапазон возможных расхождений довольно строгий, так что производителям на этапе изготовления стержней необходимо внимательно придерживаться нормы. Учитывая использование современного высокоточного оборудования, это будет сделать совсем несложно. Главное – задать правильные настройки, а обо всем остальном позаботиться компьютерная программа.

Таблицу с расчетами веса в зависимости от марки арматуры можно найти в интернете. Там указано конкретное значение, которое соответствует определенному диаметру прутьев. Стоит учитывать, что большинство таблиц приведено для стальных конструкций. По композитным материалам эти значения будут отличаться.

Современные вещества не содержат в своем составе металла, так что их вес по определению будет легче. Найти соответствующие значения для базальта, стеклопластика и других композитов также не составит труда. Главное – при ознакомлении с информацией обращать внимание, для какого конкретно материала она актуальна, чтобы самостоятельно не ввести себя в заблуждение.

Если вдруг возникнут какие-либо трудности с использованием полученных знаний, всегда можно обратиться за помощью к профессионалам. Они разъяснят все непонятные моменты и научат быстро определять соответствие арматуры требуемым параметрам. Эти навыки будут очень полезны для профессиональных строителей, так как без полного знания материальной части невозможно хорошо выполнять свою работу.

Вес арматуры разного диаметра

Вес конструкций диаметром 8 миллиметров уже может доходить до 395 грамм. Этот материал немного прочнее предыдущей модели, но все равно не способен решать глобальных задач. 8-миллиметровая арматура используется в качестве вспомогательного элемента, когда необходимо где-то подложить небольшой блок для выравнивания поверхности или для других целей.

Вес 10-миллиметровой арматуры может составлять не более 617 грамм. Такие блоки уже более широко распространены при строительстве и имеют довольно обширную сферу применения. Они обладают хорошим сочетанием масса/прочность, поэтому являются бессменными спутниками любой стройки.

Арматура диаметром 12 миллиметров весит 888 грамм на один метр. Это значение не выглядит особо впечатляющим, особенно на фоне отличных качеств по прочности железобетона, изготавливаемого с применением таких прутьев. Конструкторам удалось подобрать отличный баланс, соблюдение которого позволяет проводить строительные работы без лишних трудностей.

Вес 14 миллиметровой арматуры не должен превышать 1,21 килограмм. Это первая марка, значение массы погонного метра которой переваливает за отметку в один килограмм. Именно с данного диаметра в игру вступают «тяжеловесы». Далее через несколько значений диаметр будет увеличиваться уже более чем на 2 миллиметра, и вес соответственно будет расти в геометрической прогрессии. Железобетонные блоки с такими стержнями могут выдерживать серьезную нагрузку, но не рассчитаны на применение при строительстве высотных зданий.

Вес изделий диаметром 16 миллиметров не может превышать отметки 1,58 килограмм. В принципе такая арматура по свойствам схожа с предыдущей маркой, только немного прочнее и тяжелее. Все приведенные значения справедливы для металлических конструкций, а точнее для арматуры А1 и А3. По композитным разновидностям необходимо поискать отдельные данные. Они будут немного отличаться в меньшую сторону.

Удельный вес арматуры – это не случайное значение. Оно является результатом многочисленных расчетов и лабораторных испытаний, направленных на выявление оптимального баланса между массой и прочностью. Именно поэтому государственные стандарты четко регламентируют предельные границы и внимательно следят за их соблюдением.

От этих элементов напрямую зависит долговечность и прочность зданий, а значит и жизни людей, которые будут в них жить или работать. В деле обеспечения безопасности не может быть компромиссов, поэтому контроль находится на самом высоком уровне. И даже мелкое отклонение от нормы должно быть устранено в кратчайшие сроки.

Вес погонного метра арматуры. Удельный вес арматуры всех диаметров

При вязке каркасов, сеток, а также при возведении фундамента основным элементом является арматура. Что касается частного строительства, то здесь одним из самых востребованных является металлопрокат с диаметром 12 миллиметров. Выгодное соотношение прочности и доступной цены позволяет использовать арматуру 12 мм при строительстве частного дома.

Для чего нужно знать вес металлопроката? Понадобиться это величина для оценки стоимости строительных работ на разных этапах. Обычно вес уже рассчитан в проекте для каждой конструкции, где используется металлопрокат А12, А3 или любая другая марка. Если же в планах сделать расчет постройки самостоятельно или же просто хочется подробно разобраться в этом моменте, то этот материал ответит на все вопросы. Изучив статью, читатель сможет самостоятельно провести расчет и узнать вес арматуры 12 мм, А3 или другой марки.

Расчет выполняется в погонных метрах – специальных величинах, используемых обычно в строительных работах. В таблице также указанна масса одного погонного метра. При этом продается арматура по массе, а не по длине. Задача у строителя довольно простая: узнать, сколько метров потребуется для всех конструкций, а затем перевести их в единицы массы. Ниже указана подробная и простая таблица, которая поможет узнать вес одного погонного метра.

В этой таблице необходимо найти нужный диаметр (D), в данном случае это 12 мм. Во второй графе указан D – эти данные не особо нужны, да и перевести 12 мм довольно просто (необходимо поделить 12 мм на 100, в итоге получится 0,12 м). Третья графа таблицы является наиболее важной – здесь указана масса м на кг. Метр металлопроката 12 миллиметров вести 0,888 килограмм. Также для примера можно взять прутья 10 мм, вес которых составляет 0,617 кг. Последняя графа показывает, сколько в одной тонне метров.

Калькулятор

Самостоятельный расчет

Теперь читатель знает, сколько весит один метр. Но чтобы лучше разобраться в работе, нужно понимать, по какой схеме проводится расчет. Поняв суть, строитель сможет вычислять вес одного погонного метра прутьев с диаметром 12 или 10 мм. Чтобы выполнить расчет, необходимо действовать по следующей схеме:

Объем одного погонного метра можно получить по следующей формуле: 1м х (0,785 х D х D). Здесь буква « D» обозначает диаметр круга. Общая масса перемножается с удельным весом прутьев, он во всех случаях будет 7850 кг/м3. Чтобы узнать, сколько весит метр, нужно знать объем.

Для примера можно самостоятельно высчитать массу одного метра арматуры 10 мм. Первым делом необходимо получить объем – 1м х (0,785 х 0,010 х 0,010) = 0, 00010124 м3. Масса прутьев 10 мм – 00010124 м3 х 7850 = 0,616 кг. Если посмотреть таблицу, то один метр арматуры 10 весит 0, 617 кг. Сколько весит метр прутьев 14 или 16 можно узнать по такой же схеме.

Количество метров в одной тонне

Выше показан расчет для 10 мм. Количество метров в тонне также можно высчитать без использования специализированных таблиц. Здесь стоит обратиться к строительным нормативам, в которых сказано, что в ленточном основании должно быть не менее 0,1% прутьев по отношению к железобетонной конструкции. Выглядит такая формулировка довольно сложно. Чтобы понять, как это работает, стоит разобрать пример:

Берется ленточное основание, площадь которого составляет 2400 квадратных см.
Далее понадобится коэффициент, для этой формулы это 0, 001.
Полученный объем перемножается с коэффициентом – 2400 х 0,001 = 2,4 см2.
На следующих этапах без справочной информации уже обойтись не получится. Здесь понадобится пособие, в котором указано необходимое количество стержней. Для арматуры с диаметром 10 и 12 мм достаточно два стержня.

Что нужно знать об A12 арматуре

Изготавливаются прутья из стали, марка которой зависит от требований к прочности, износу и другим параметрам. Обычно строители выбирают прутья из низколегированного металла. Нельзя сказать, что это самая надежная и долговечная сталь, но при этом она обладает важным преимуществом – низколегированный металл можно обрабатывать с помощью дуговой сварки.

Марка A12, как и арматура с диаметром 10 мм, обычно используется для придания прочности конструкции, сделанной из железобетона. Также эти прутья являются основным элементом в строительстве каркасных конструкций. Помимо этого параметра также нужно обращать внимание на прокат, он различается по классам:

Периодический профиль – А3. Арматура класса А3 имеет поперечное рифление.
Гладкий профиль – А1. В отличии от А3, арматура класса А1 идет без рифления.

Приобрести арматуру, независимо от диаметра или класса А3, можно в бухтах или прутах.

Количество метров и штук арматуры в 1 тонне зависит от диаметра используемого прута. Знать это необходимо при закупке материала, чтобы самостоятельно можно было проверить количество поставленного товара, а так же рассчитать объём арматуры для армирования монолитных конструкций.

Метраж арматуры в тонне: пример расчета, таблица

Разберем на примере, как производится подсчет, узнаем, сколько метров арматуры диаметром 12 мм в 1 тонне.

Для расчета нам необходимо знать массу 1 метра, смотрим , он равен 0,888 кг. Теперь 1000 кг делим на 0,888 кг, получаем 1126,13 м. Для удобства, ниже представлена таблица, в которой сразу указан метраж самых популярных в строительстве стальных стержней.

Диаметр прутка, мм.	Количество метров в 1 тонне
6	4504,5
8	2531,65
10	1620,75
12	1126,13
14	826,45
16	632,91
18	500
20	404,86
22	335,57
25	259,74
28	207,04
32	158,48
36	125,16
40	101,32
45	80,13

Зная сколько метров в 1 т., можно без труда перевести арматуру из метров в тонны. Например: выполним перевод 8956 м., прутов диаметром 12 мм., в тонны. Для этого 8956/1126,13=7,953 (т). Таким способом можно перевести хлысты любого размера, просто деля общую длину на длину в 1000 кг.

Количество штук арматуры в тонне: пример расчета, таблица

Зная метраж стержней в 1000 кг., можно произвести расчет по штучно. Как это делать, тоже разберем на примере, подсчитаем, сколько штук арматуры 12 мм в 1 тонне, длиной 12 м и 11,7 м (самые распространённые длинномеры выпускаемые заводами).
Для подсчета количества штук, берем общий метраж в одной тонне, для прутов 12 мм., он равен 1126,13 м, и делим на длину прута 12 м, получаем 93,84 штуки, для прута длиной 11.7 м, результат 96,25 шт. В таблице ниже представлено количество хлыстов самых распространённых размеров (расчетные значения округлены до десятых).

Диаметр арматуры, мм.	Кол-во штук в тонне стержней длиной 11,7 м.	Кол-во при длине стержня 12 м.
6	385	375,4
8	216,4	211
10	138,5	135
12	96,2	93,8
14	70,6	68,9
16	54,1	52,7
18	42,7	41,7
20	34,6	33,7
22	28,7	28
25	22,2	21,6
28	17,7	17,2
32	13,5	13,2
36	10,7	10,4
40	8,6	8,4
45	6,8	6,7

Пример расчета с помощью таблицы: допустим для и армопояса надо 600 кг арматуры 10 мм. Для того чтобы её было удобно транспортировать, 12 метровые пруты порезали по 6 м. Чтобы узнать их количество берем табличное значение 135 (штук в тонне) и умножаем на 0,6, равно 81 шт. Так как их поделили пополам, 81 умножаем на 2, получаем 162 прута по 6 метров.

Не забывайте, что при резки арматуры на короткие пруты, её расход для армирования конструкции увеличивается, так как придется делать большее количество нахлестов. Стоит это учесть при подсчете и покупке материала для строительства.

По данным таблицам, вы сможете рассчитать необходимый тоннаж прутков для , монолитного пояса и других армирующих конструкций, исходя из метража строения. А так же, сможете сами подсчитать, правильно ли вам привезли материал, пересчитав его количество.

Разновидности

По стандарту 10884-94 изготавливают термомеханически упрочнённые стержни:

Технология расчета

Известно несколько способов определения количества погонных метров прутьев в тонне (L):

Используя формулу вычисления массы тела по известному объёму и плотности (ρ): L = (4∙1000)/(ρ∙π∙d 2) (1), где: ρ = 7850 кг/м 3 – плотность стального проката для теоретических расчётов, d – берётся в метрах, 1 тонна = 1000 кг.

Используя данные по из соответствующих стандартов на изготовление.

Число погонных метров в одной тонне узнать достаточно просто: L = 1000/q, где q – масса 1 метра (кг/м).

Ниже приведено количество метров арматуры в тонне по этой методике и выражению (1).

D, мм	L, м
D, мм	ГОСТ 5781-82; 10884-94	Р 52544-2006	По (1)
4	—	10101,010	10137,250
5	—	6493,507	6487,840
6	4504,505	4504,505	4505,444
8	2531,646	2531,646	2534,312
10	1620,746	1623,377	1621,960
12	1126,126	1126,126	1126,361
14	826,446	827,815	827,530
16	632,911	633,714	633,578
18	500,000	500,500	500,604
20	404,858	405,515	405,490
22	335,571	335,120	335,115
25	259,740	259,538	259,513
28	207,039	206,868	206,882
32	158,479	158,403	158,394
36	125,156	125,156	125,151
40	101,317	101,368	101,372
45	80,128	—	80,096
50	64,893	—	64,878
55	53,619	—	53,618
60	45,065	—	45,054
70	33,102	—	33,101
80	25,342	—	25,343

Помимо теоретических имеет место эмпирический метод определения числа метров армирующих изделий в тонне путём их непосредственного взвешивания. Данный способ является наиболее достоверным, а точность его зависит от погрешности используемых весов, например, подвесных крановых.

Все сведения о том сколько весит арматурный прокат содержит таблица весов арматуры. Вес арматуры определяют, исходя из веса 1 метра. Вес арматуры, таблица определяет не только вес одного погонного метра, но и указывает на количество метров в тонне данного металлопроката. Масса арматуры зависит от диаметра проката, имеющего рифления или без рифлений.

Классы арматуры

Арматурный прокат подразделяют на:

Свариваемый, обозначающеюся индексом С;

Стойкий против коррозионного растрескивания под напряжением, обозначающуюся индексом К;

Не свариваемый, не имеющую индекса С;

Нестойкий против коррозионного растрескивания, не имеющую индекса К.

Вес арматурного проката зависит от диаметра, классификация не влияет на вес погонного метра арматуры.

В настоящее время промышленность выпускает арматурный прокат без индекса «С». Такой прокат сваривается плохо, в месте сварки он становится хрупким, что может снижать прочность каркаса. Обычно его соединяют при помощи проволоки. Для частного строительства чаще всего используют следующие классы: поперечную с гладкой поверхностью с обозначением А240 (Аl) ; продольную и поперечную – А400С (Аlll), А500С (Аlll).

Поставку арматурной стали, диаметра до 12 мм могут осуществляют в мотках. Вес арматуры, таблица дает сведения как для прутков, так и для мотков. Все диаметры арматуры: маленькие и большие изготавливают прутками, имеющими длину от 6 до 12 м мерной длины или немерной. Также часто применяют сварные сетки, предназначенные для армирования плит перекрытия, фундаментов, стен и др.

Подразделяют в зависимости от условий применения на:

Горячекатаную, которую после производства не подвергают дальнейшему упрочнению, механические свойства обеспечиваются химическим составом стали;

Термически упрочненную, которую подвергают термической обработке для увеличения прочностных качеств (повышение прочностных характеристик арматурной стали достигают путем закалки).

Вес упрочненной, а также неупрочненной арматуры зависит от диаметра.

Свойства связаны с:

Величиной напряжения;

Пластическими свойствами материала;

Стабильностью структуры.

Арматурный прокат обладает:

Прочностью и надежностью;

Способностью выдерживать различные температуры;

Устойчивостью к коррозии.

Ее изготавливают из стали 3, Ст5, Ст10ГТ, Ст25Г2С, Ст35ГС, Ст30ХГ2С, Ст60ГС, Ст80С, Ст20ХГ2Ц, Ст23Х2Г2Ц, Ст20ХГСТ, Ст23Х2Г2Т и др. с диаметрами от 6 до 40 мм. 1 метр арматуры диаметра 6 мм весит 0,222, и в тонне металлопроката помещается 4504, 5 метра. Арматура 12, вес погонного метра составляет 0,888 кг, а тонна 12мм проката содержит 1126,13 метров. 1 метр арматуры 40-го размера весит 9,87 кг, а 1 тонна арматуры содержит чуть больше 101-го метра сорокового арматурного проката.

Самым главным предназначением данного типа металлопроката является использование ее для армирования перекрытий, стен, плит, блоков, затяжек, электрических столбов. Самой «ходовой» является прокат с диаметрами 8-12 мм. Применение его более эффективно, так как тонна арматуры меньшего диаметра имеет большую длину. Широко применяют в быту и сельском хозяйстве. Из нее делают столбики для ограждений, каркасы, накрытия, арки для теплиц. Кроме того, такой прокат применяют в качестве запасных частей и комплектующих в машиностроении и станкостроении, горнодобывающей промышленности.

Сколько весит арматура

Таблица веса арматуры

Диаметр, мм	Вес 1 метра арматуры, кг	Погонных метров в тонне
6	0,222	4504,5
8	0,395	2531,65
10	0,617	1620,75
12	0,888	1126,13
14	1,21	826,45
16	1,58	632,91
18	2	500
20	2,47	404,86
22	2,98	335,57
25	3,85	259,74
28	4,83	207,04
32	6,31	158,48
36	7,99	125,16
40	9,87	101,32
45	12,48	80,13
50	15,41	64,89
55	18,65	53,62
60	22,19	45,07
70	30,21	33,1
80	39,46	25,34

Зачем нужно знать вес?

Пример расчета

Улучшение характеристик асфальтобетонов с использованием фиброармирования

5.1. Результаты лабораторных испытаний производительности

Результаты показали, что OAC составляет 5,0% от общей массы смеси. Результаты стабильности по Маршаллу всех смесей, приготовленных в лаборатории и на заводе, представлены в . Все значения устойчивости по Маршаллу в этом исследовании превышали минимальное требование устойчивости (>8,2 кН), установленное Министерством здравоохранения Таиланда. Значения стабильности лабораторных и растительных смешанных образцов ПМА составили 15.5 кН и 15,1 кН соответственно, что значительно выше, чем у лабораторных и заводских смесей AC60/70 (11,5 кН и 11,8 кН). Как для лабораторных, так и для растительных смешанных образцов образцы AC60/70 + волокно и образцы PMA + волокно имели более высокие значения стабильности, чем образцы AC60/70 и образцы PMA, соответственно. Это подразумевало роль армирования волокном в повышении устойчивости по Маршаллу. Хотя аналогичная тенденция наблюдалась между образцами, смешанными в лаборатории и на заводе, образец на заводе смешал AC60/70 + Fiber (стабильность = 13.9 кН) имел более высокое значение стабильности, чем лабораторный смешанный образец (стабильность = 12,0 кН). В то время как лабораторный образец из смеси ПМА + волокно (прочность = 15,5 кН) имел такое же значение стабильности, как и заводской образец из смеси ПМА + волокно (прочность = 15,0 кН).

Результаты теста стабильности по Маршаллу.

представляет результаты ИТС лабораторных и растительных смешанных образцов. ITS лабораторных смешанных образцов был более или менее таким же, как у смешанных растительных образцов, за исключением образцов AC60/70 + Fiber, в которых смешанные растительные образцы показали относительно более высокое значение ITS (ITS = 489.3 кПа), чем лабораторные смешанные образцы (ITS = 435,3 кПа). Для определенного битумного вяжущего образцы с армированием волокном показали более высокие значения ITS, чем образцы без армирования волокнами (т.е. ITS образца лабораторной смеси AC60/70 + волокно и образца AC6070 составляли 435,3 кПа и 409,3 кПа соответственно, а ITS – 409,3 кПа соответственно). лабораторного смешанного образца ПМА + волокно и образца ПМА составило 485,9 кПа и 471,2 кПа соответственно). Эти данные доказали, что армирование волокном действительно улучшило показатель ITS обычного асфальтобетона.Предыдущее исследование также показало, что механическая связь между волокном и асфальтовым вяжущим играет жизненно важную роль в повышении значения ITS горячих асфальтовых смесей (Bonica et al., 2016). Кроме того, более высокая прочность на растяжение смесей FR-AC объясняется высокой устойчивостью смеси AC к распространению трещин.

Результаты испытаний на непрямое растяжение.

представлены результаты испытаний M _R как лабораторных, так и растительных смешанных образцов. Это показало, что образцы растительной смеси ПМА + волокно имели относительно более высокое значение M _R (M _R = 3245.6 МПа), чем лабораторные смешанные образцы (M _R = 3005,0 МПа), в то время как значения M _R других лабораторных и растительных смешанных образцов были схожими. Следует отметить, что значение M _R образцов AC60/70 + Fiber (2352,0 МПа и 2305,5 МПа) было сравнимо со значением образцов из ПМА (2352,0 МПа и 2361,0 МПа) и было заметно выше, чем у контрольного образца AC60/ 70 образцов (1542,2 МПа и 1675,2 МПа), смешанных из лаборатории и завода соответственно. Кроме того, армирование волокном может значительно улучшить M _R смеси ПМА.Можно видеть, что значение M _R растительных и лабораторных образцов смеси ПМА + волокно составляло соответственно 3245,6 МПа и 3005,0 МПа, что было заметно выше, чем у образцов ПМА (без волокна) (2361,0 МПа и 2352,0 МПа).

Результаты испытаний модуля упругости.

Результаты ITSM лабораторных и растительных смешанных образцов представлены в . Для обоих вяжущих с армированием волокнами и без него значения ITSM для смешанных растительных образцов были немного выше, чем для лабораторных смешанных образцов.Образцы PMA + Fiber показали самые высокие значения ITSM (т.е. 3125,2 МПа и 2935,0 МПа для смешанных растительных и лабораторных образцов) и значительно выше, чем контрольные образцы AC60/70 (т.е. 1421,1 МПа и 1435,5 МПа для смешанных растительных и лабораторных образцов). . Значение ITSM растительного смешанного образца AC60/70 + Fiber составило 1910,4 МПа и немного выше, чем у лабораторного смешанного образца (1790,5 МПа). В то время как значения ITSM заводских и лабораторных смешанных образцов PMA составляли 2113,1 МПа и 2010.0 МПа соответственно, что примерно на 10,6% и 12,3% выше, чем у растительных и лабораторных смешанных образцов AC60/70 + Fiber соответственно.

Результаты испытаний модуля жесткости при непрямом растяжении.

Результаты ITFT лабораторных и растительных смешанных образцов показаны на . Усталостная долговечность асфальтобетонных смесей представлена как количество пуль при разрушении; большее количество импульсов указывает на более длительный срок службы переменного тока. указывает на то, что образцы из растительной смеси показали более высокую усталостную долговечность, чем образцы из лабораторной смеси.Например, значения усталостной долговечности образцов заводской смеси АС60/70, АС60/70 + волокно и ПМА + волокно составили 107, 161 и 249 соответственно, в то время как значения усталостной долговечности образцов лабораторной смеси АС60/70, АС60/70 + Волокно и ПМА + Волокно составляли образцы 101, 137 и 220 соответственно. Однако значения усталостной долговечности заводских и лабораторных смешанных образцов PMA были более или менее одинаковыми. Как и в случае ITS, усталостная долговечность смесей AC60/70 + Fiber была аналогична долговечности смесей PMA, в то время как максимальное значение было получено для образцов PMA + Fiber.

Результаты косвенных испытаний на усталость при растяжении.

Остаточная деформация в результате динамического испытания на ползучесть, представленная осевой деформацией всех смесей, показана на рис. Образцы AC60/70 + Fiber, PMA и PMA + Fiber имели соответственно меньшую осевую деформацию, чем контрольный образец AC60/70. Остаточная деформация образцов растительных и лабораторных смесей была более или менее одинаковой для всех смесей. Накопительные остаточные деформации для FR-AC были низкими, что, по-видимому, свидетельствовало об усилении его остаточных деформаций при большом числе циклов.Другими словами, FR-AC имел более высокую восстанавливаемую деформацию, чем неармированный AC.

Результаты испытаний на динамическую ползучесть (осевая деформация).

показывает глубину колеи лабораторных и растительных смешанных образцов после 10000 циклов. Глубина колеи растительных смешанных образцов была несколько меньше, чем у лабораторных смешанных образцов. Для смешанных растительных образцов колейность образцов AC60/70, AC60/70 + Fiber, PMA и PMA + Fiber составила 6,53, 3,92, 3,91 и 2,51% соответственно. Было очевидно, что дополнительные волокна могут увеличить сопротивление колееобразованию образцов AC60/70 и PMA примерно на 40% и 36% соответственно.Глубина колеи образцов AC60/70 + Fiber была сравнима с образцами PMA. Это подразумевало потенциальное использование волокон для уменьшения остаточной деформации и колейности при высокой транспортной нагрузке.

Результаты испытаний на колейность дорожного покрытия.

В целом характеристики лабораторных и заводских смешанных образцов по критериям усталостного растрескивания и колейности практически одинаковы. Это означало, что качество смешивания как на заводе, так и в лаборатории практически одинаково, и результаты лабораторных испытаний разработанного HMA можно использовать непосредственно для интерпретации эксплуатационных характеристик покрытия HMA.

Браун и др. (1991) и Fitzgerald (2000) сообщили, что волокно придает асфальтовой смеси физические изменения и улучшает ее когезионную прочность и прочность на растяжение. Кроме того, волокна создают трехмерную армирующую связь в связующем AC и приводят к плотной матрице смеси (Путман и Амирханян (2004) и Там и Бхатнагар, 2016). Таким образом, FR-AC был способен накапливать больше энергии, чем традиционный кондиционер, и, следовательно, улучшал M _R, усталостную долговечность, ITSM и колейность. Было замечено, что характеристики смеси АС60/70 сравнимы со смесью ПМА, но имеют более высокую стоимость.

5.2. Результаты полевых испытаний

Испытание 1 (AC60/70 и AC60/70 + волокно) и испытание 2 (PMA и PMA + волокно) были построены в апреле 2013 г. и марте 2015 г. соответственно. Измерения в полевых испытаниях включали Международный индекс шероховатости (IRI), глубину текстуры и колейность. Полевые измерения в Испытании 1 проводились через 12 месяцев (в апреле 2014 г.), 15 месяцев (в июле 2014 г.) и 18 месяцев (в октябре 2014 г.) после открытия движения. В то время как полевые измерения в Испытании 2 проводились через три месяца (в июне 2015 г.), через год (в марте 2016 г.) и через два года (в феврале 2017 г.) после того, как он был открыт для движения.

демонстрирует результаты IRI, глубины текстуры и колейности в испытании 1 на участках AC60/70 и AC60/70 + Fiber. Значения IRI обеих секций продемонстрировали хорошие показатели ниже 2,5, что указано Департаментом автомобильных дорог Таиланда. Было видно, что секция AC60/70 + Fiber имеет более низкий IRI, чем секция AC60/70. Колейность, измеренная в полевых условиях, соответствовала измеренной в лаборатории; колейность участка AC60/70 + Fiber была ниже, чем у участка AC60/70. Эти результаты ясно продемонстрировали, что армирование волокном может повысить сопротивление остаточной деформации дорожного покрытия AC60/70 из-за реальной повторяющейся транспортной нагрузки (3 миллиона автомобилей в год).

Таблица 6

Результаты IRI, глубины текстуры и колейности смесей AC60/70 и смесей AC60/70 + Fiber.

Тестовая дата	Станция	Наверху	Тип поверхности	IRI (м / км)	Глубина текстуры (мм)	Рутирование (мм)
27 апреля 2014 г.	40 + 325 -40 + 475	AC60 / 70	/70	2.21	0.59	0,59	1.16
27 апреля 2014 г.	40 + 525-40 + 675	AC60 / 70 + Fiber	1.95	0,60	1.02	1.02
31 июля 2014	40 + 325-40 + 475	AC60 / 70	1.78	0,62	1.90
31 июля 2014
40 + 525-40 + 675	AC60 / 70 + волокна	1.79	0.58	0.58	1.21

	40 + 325-40 + 475	AC60 / 70	1.82	0.55	1.92
40 + 525–40 + 675	AC60/70 + Волокно	1.78	0,57	1,43

Точно так же результаты IRI испытания 2 на срезах PMA и PMA + Fiber представлены на рис. Значения IRI для секции PMA + Fiber были ниже, чем для секции PMA при том же высоком объеме трафика. Кроме того, колейность секции PMA + Fiber была ниже, чем секция PMA (без волокна). Колейность в испытании 2 (смеси PMA) была ниже, чем в испытании 1 (смеси AC60/70), хотя интенсивность движения (106 миллионов автомобилей в год) в испытании 2 была значительно выше, чем в испытании 1 (3 миллиона автомобилей). автомобилей в год), а срок службы Испытания 2 был больше, чем у Испытания 1.Например, колейность секции AC60/70 и секции AC60/70 + Fiber составила 1,92 мм и 1,43 мм соответственно после 18 месяцев открытия для движения, а колейность секции PMA и секции PMA + Fiber составила 1,42 мм и 1,32 мм после 24 месяца открыт для движения. Это указывало на то, что смеси ПМА показали большую стойкость к остаточной деформации, чем смесь АС60/70, хотя стоимость смеси ПМА была выше.

Таблица 7

Результаты IRI, глубины текстуры и колейности смесей ПМА и смесей ПМА + волокно.

0 ₉

Дата	Станция	Тип поверхности	IRI Тип	IRI (м / км)	Глубина текстуры (мм)	Рутирование (мм)
27 июня 2015 г.	14 + 625- 14 + 815	PMA	1.56	1.70	0,70
27 июня 2015 г.

14 + 815-15 + 015	PMA + Fiber	1.37	0.73	0.56
3 марта 2016 г.	14 + 625–14 + 815	ПМА	1.82	0.66	0,66	1.19
3 марта 2016 г.	14 + 815-15 + 015	PMA + Fibre	1.39	0.67	1.15
21 февраля 2017	14 + 625-14 + 815	PMA	1.89	1.89	0.33	1.42
21 февраля 2017
14 + 815-15 + 015	PMA + Fibre	1,85	0.33	1.32

С другой стороны, глубины текстуры как секция AC60/70, так и AC60.Сечение 70+ волокон в испытании 1 было более или менее одинаковым при каждом полевом измерении. Аналогичная глубина текстуры была также зарегистрирована для секции ПМА и секции ПМА + волокно в испытании 2. Глубина текстуры напрямую связана с сопротивлением скольжению дорожного покрытия переменного тока, что представляет собой состояние безопасности дорожного движения (Siriphun et al., 2016, 2019). Это означало, что армирование волокном незначительно улучшило сопротивление скольжению покрытия переменного тока.

Улучшение характеристик (критерии усталостного растрескивания и колейности) образцов AC60/70 + Fiber, PMA и PMA + Fiber по сравнению с контрольным образцом AC60/70 показано на рис.Общее уменьшение усталостного растрескивания указывалось как среднее значение процентного улучшения M _R , ITSM и ITFT, в то время как общее улучшение колейности указывалось как среднее значение процентного улучшения динамической ползучести (рабочей деформации) и колейности. Это ясно подтвердило, что общее улучшение усталостного растрескивания образцов ПМА + волокно было самым высоким (около 106%–116% для лабораторных и растительных смешанных образцов), в то время как общее улучшение колейности составляло около 50% и 55% для лабораторных и растительных смешанных образцов. соответственно ( см. а и б).Другими словами, для ПМА армирование волокном имело более высокий потенциал в улучшении сопротивления усталостному растрескиванию, чем сопротивление колееобразованию. Этого нельзя сказать о смесях AC60/70, уменьшение усталостного растрескивания и колееобразования для образцов AC60/70 + Fiber было одинаковым, т.е. 30% для усталостного растрескивания и 21% для колейности, 41% для усталостного растрескивания и 32% для образцов с волокном. колеи для лабораторных и растительных смешанных образцов соответственно. Другими словами, армирование волокном почти в равной степени способствовало уменьшению усталостного растрескивания и колееобразования для смесей AC60/70.

Общее улучшение критериев усталостного растрескивания и колееобразования для различных типов асфальтобетонных смесей по сравнению с контрольными смесями AC60/70: (a) лабораторными смесями и (b) заводскими смесями.

Анализ экономической выгоды был проведен путем сравнения как общего усталостного растрескивания, так и улучшения колейности асфальтобетонного покрытия с процентным увеличением стоимости строительства (² долл. США/м ) (см. ). По данным Управления генерального контролера, Таиланд, стоимость строительства (² долларов США/м) смеси AC60/70 для толщины 50 мм (типично для Таиланда) в 2020 году, смеси AC60/70 + волокно, смеси ПМА и смеси ПМА + волокно смеси было 7.56, 8,29, 11,55 и 12,70 соответственно. Для определенного типа асфальта стоимость изготовления смесей с волокном увеличивается на 10% на единицу по сравнению с неармированными образцами (т. е. стоимость изготовления смесей AC60/70 + Fiber и PMA + Fiber была на 10% больше, чем AC60/70). смеси и смесь ПМА). Однако процентное увеличение стоимости строительства смеси AC60/70 + волокно, смеси ПМА и покрытия из ПМА + волокно составило соответственно 9,65%, 52,67% и 67,94% по сравнению со стоимостью строительства контрольного покрытия AC60/70.Очевидно, что, хотя общее улучшение характеристик смеси ПМА и смеси ПМА + волокно было высоким, процентное увеличение стоимости строительства также было высоким. Увеличение стоимости строительства покрытия из ПМА на 53% может привести к уменьшению общего усталостного растрескивания и колейности на 38% и 35% (данные заводского смешивания). В то время как увеличение стоимости строительства покрытия AC60/70 + Fiber всего на 10 % может привести к общему уменьшению растрескивания и колейности на 35 % и 32 % (данные заводского смешивания).Это свидетельствует об экономической выгоде использования покрытия AC60/70 + Fiber по сравнению с покрытием PMA. Чтобы проиллюстрировать преимущества дорожного покрытия AC60/70 + Fiber, соотношение общей характеристики усталостного растрескивания и колейности на 1% увеличения стоимости всех изученных асфальтовых смесей сравнивали с контрольными смесями AC60/70. Другими словами, исходя из эксплуатационных характеристик и стоимости изготовления смесей AC60/70, отношение общего снижения усталостного растрескивания к увеличению стоимости строительства на 1% для смеси AC60/70 + волокно, смеси ПМА и смеси ПМА + волокно составляло 2.50 % и 3,67 %, 0,76 % и 0,72 % и 1,23 % и 1,36 % соответственно для лабораторных и растительных смешанных образцов. Точно так же отношение общего улучшения колейности к увеличению стоимости строительства на 1% для смеси AC60/70 + волокно, смеси ПМА и смеси ПМА + волокно составляло 2,24 % и 3,27 %, 0,62 % и 0,67 % и 0,73 % и 0,80 %. , для лабораторных и растительных смешанных образцов соответственно.

Таблица 8

Сравнение характеристик различных типов асфальтобетонных смесей с контрольными смесями AC60/70 с точки зрения общих критериев усталостного растрескивания и колейности в зависимости от стоимости за единицу (долл. США/м ² ).

Тип асфальтовой смеси	Стоимость за единицу (USD / м ²)	Стоимость Увеличение на единицу (%)	Общая усталостное растрескивание Улучшение				Общий колееобразования Критерии Улучшение
			Mixed Из лаборатории								, смешанные от лаборатории	, смешанные от растения

Все (%)	на 1% увеличения затрат	Все (%)	на 1% стоимости увеличение	Все (%)	На 1% увеличения стоимости	Все (%)	На 1% увеличения стоимости
AC60/70 (контрольная смесь)	7,008556	–	–	–	–	–	–	–	–	–
AC60 / 70 + волокно	8,29	9,65	30,07	3,12%		40,84 4,23%		21,63 2,24%		31,52 3,27%
	РМА 11.55		52,67 48,67	0,92%		46,08 0.87%	32,89	0,62%	35,45	0,67%
PMA + волокне	12,70	67,94	105,71	1,56%	115,46	1,67%	49,55	0,73%	54,63	0,80%

Какова удельная масса арматуры/ арматурного стержня

Какова удельная масса арматуры / арматурного стержня

Размеры стали / арматурного стержня на основе США и их удельный вес, поскольку мы знаем, что в разных странах мира есть своя градация, спецификация стали и запись об измерениях для арматурного стержня. Во-первых, помните, что арматура измеряется по-разному в США и Европе. в то время как Соединенные Штаты используют имперскую систему измерения. В Европе и большей части остального мира используется метрическая система.

◆Вы можете подписаться на меня в Facebook и подписаться на наш канал Youtube

Вам также следует посетить:-

1) что такое бетон, его виды и свойства

2) Расчет количества бетона для лестницы и его формула

В этой статье мы кратко объясняем удельный вес арматуры/арматурного стержня в различных единицах измерения, таких как кг/м3, кг/фут, фунт/фут3, кг/фут и фунт/фут на основе британской системы измерения.Это поможет зрителям лучше понять и легко выбрать наиболее подходящую арматуру в соответствии с требованиями.

Арматура представляет собой короткую форму арматурного стержня, это стальной стержень или стальная проволока, используемая в качестве натяжного стержня, используемая в железобетонных конструкциях, таких как колонны, балки и плиты домостроения, а также используемые в армированной кладочной конструкции. Применяется для повышения прочности бетонной конструкции.

Поверхность арматурного стержня/арматурного стержня часто деформируется ребрами, чтобы способствовать лучшему сцеплению с бетонным материалом и снизить риск проскальзывания.Наиболее распространенный арматурный стержень / арматурный стержень представляет собой углеродистую сталь из горячекатаного круглого стержня с узорами деформации. Стальная арматура также может быть покрыта эпоксидной смолой, чтобы противостоять воздействию коррозии в основном в морской среде.

Масса арматуры/ арматурного стержня

Удельный вес, также известный как удельный вес, представляет собой физическую величину, аналогичную плотности, определяемой как вес на единицу объема или длины. Как правило, удельный вес арматуры составляет около 7850 кг/м3, если измерять его в фунтах на кубический фут, то он составит 490 фунтов/фут3.

Масса арматуры в кг/футах

Удельный вес арматурного стержня определяется как масса на единицу длины, если вес арматурного стержня/арматурного стержня измеряется в килограммах на фут, известный как Удельный вес арматурного стержня в кг/фут.

Удельный вес арматурного стержня 8 мм составляет 0,12 кг/фут, для арматурного стержня 10 мм или номер 3 (#3) он может составлять 0,1876 кг/фут, для арматурного стержня 12 мм или номер (#4) он может составлять 0,27 кг/фут, для Для арматуры 16 мм или № 5 (# 5) она может быть 0,48 кг/фут, для арматуры 20 мм или № 6 (# 6) она может быть равна 0.75 кг/фут, для арматуры 22 мм или № 7 (№ 7) может быть 0,90 кг/фут, для арматуры 25 мм или № 8 (№ 8) может быть 1,173 кг/фут, для арматуры 28 мм или № 9 (№ 9). ) арматурный стержень может составлять 1,47 кг/фут, для арматуры 32 мм или номер 10 (#10) он может составлять 1,92 кг/фут, а удельный вес арматурного стержня 36 мм или номер 11 (#11) может составлять 2,43 кг/фут .

Масса арматуры в фунтах/футах

Удельный вес арматурного стержня определяется как масса на единицу длины, если вес арматурного стержня/арматурного стержня измеряется в фунтах на фут, известный как Удельный вес арматурного стержня в фунтах/футах.

Удельный вес арматурного стержня 8 мм составляет 0,265 фунта/фут, для арматурного стержня 10 мм он может составлять 0,376 фунта/фут, для арматурного стержня 12 мм он может составлять 0,668 фунта/фут, для арматурного стержня 16 мм он может составлять 1,043 фунта/фут, для 20 мм арматуры, это может быть 1,502 фунта/фут, для арматуры 22 мм, это может быть 2,044 фунта/фут, для арматуры 25 мм, это может быть 2,67 фунта/фут, для арматуры 28 мм, это может быть 3,40 фунт/фут, для арматуры 32 мм, она может составлять 4,303 фунта/фут, а удельный вес арматуры диаметром 36 мм может составлять 5,313 фунта/фут.

◆Вы можете подписаться на меня на Facebook и

Подпишитесь на наш канал Youtube

Удельный вес арматуры в кг/м

Удельный вес арматурного стержня определяется как масса на единицу длины, если вес арматурного стержня/арматурного стержня измеряется в килограммах на метр, известный как Удельный вес арматурного стержня в кг/м.

Удельный вес арматуры 8 мм составляет 0,39 кг/м, арматуры 10 мм может быть 0,61 кг/м, арматуры 12 мм может быть 0,88 кг/м, арматуры 16 мм может быть 1,58 кг/м, арматуры 20 мм арматуры, может быть 2,46 кг/м, для арматуры 22 мм, это может быть 2,97 кг/м, для арматуры 25 мм, это может быть 3,85 кг/м, для арматуры 28 мм, это может быть 4,824 кг/м, для арматуры 32 мм, она может составлять 6,30 кг/м, а удельный вес арматуры диаметром 36 мм может составлять 7,97 кг/м.

границ | Механические свойства бамбука посредством измерения физических свойств штамба для композитного изготовления конструкционной арматуры бетона

Введение

Спрос на строительные материалы во всем мире растет по мере роста населения и его устремлений.Развивающиеся страны Африки и Азии изо всех сил пытаются удовлетворить этот спрос из-за отсутствия инфраструктуры и промышленности. Чтобы удовлетворить спрос на жилье и инфраструктуру для растущего населения в новых городах, такие страны, как Индонезия, Таиланд, Вьетнам и Мьянма, должны полагаться в основном на импортные строительные материалы, например песок, цемент, сталь, а также древесину для строительства. Однако в долгосрочной перспективе это может быть проблематично, поскольку эти строительные материалы либо ограничены в местных запасах (песок или древесина), либо доступны только за счет импорта (медь, железная руда, сталь или другие металлы).Без альтернатив многие страны больше не смогут удовлетворять растущий спрос на строительные материалы. К счастью, появляются предложения заменить древесину и сталь возобновляемыми, недорогими и устойчивыми формами строительных материалов, которые можно найти в развивающихся регионах.

Композитные материалы, армированные волокном, сделали возможными многие промышленные инновации. В настоящее время композиты, армированные стеклянными и углеродными волокнами, широко используются для многих конструкционных применений.Однако существуют экономические и экологические проблемы. Большинство синтетических волокон трудно перерабатывать, и они производятся из химикатов, получаемых из очищенной нефти. Кроме того, процессы их изготовления являются энергоемкими. Таким образом, композитные материалы на основе синтетических неорганических волокон являются дорогими и экологически непригодными. Перспективной альтернативой является использование натуральных волокон вместо синтетических неорганических волокон. Преимуществами, по сравнению с синтетическими волокнами, являются их распространенность, возобновляемость, биоразлагаемость и меньшая стоимость.Среди различных натуральных волокон бамбук оказался устойчивой, но доступной альтернативой.

Бамбук является одним из местных природных материалов, который в последние годы привлек внимание для изготовления новой категории устойчивых композитных материалов, армированных бамбуковым волокном. Бамбук является быстрорастущим, недорогим и доступным природным ресурсом в большинстве развивающихся стран и обладает выдающимися качествами материала. Выращивание и промышленная переработка бамбука открывает огромный потенциал для нового поколения строительных материалов, изготовленных путем встраивания натуральных бамбуковых волокон в смоляную матрицу для применения в архитектуре и строительстве (Faruk et al., 2014; Хебель и др., 2014; Ю и др., 2014; Джавадиан и др., 2016; Джавадян, 2017 г.; Рахман и др., 2017; Арчила и др., 2018).

Бамбук представляет собой натуральный иерархический ячеистый материал, обладающий хорошими механическими свойствами, в том числе прочностью на растяжение и изгиб вдоль направления волокон. Поскольку бамбук является функционально классифицированным природным композитом, границы раздела между его различными ингредиентами, включая волокна, клетки паренхимы и лигниновую матрицу, могут оказывать значительное влияние на его механические свойства (Wegst and Ashby, 2004).Иерархическая микроструктура бамбука возникает из-за того, что сосудистые пучки в матрице паренхимы окружены поддерживающими волокнами целлюлозы. Эти волокна обеспечивают основные механические свойства бамбука. Кроме того, целлюлозные волокна действуют как армирующие элементы для усиления лигниновой матрицы, подобно композитам с полимерной матрицей, армированной волокнами. Эта структура создает кристаллические и аморфные области в микроструктуре бамбука, где линейные цепи глюкозы с водородными связями образуют кристаллические области, а нерегулярные водородные связи создают аморфные области (Gibson, 2012; Youssefian and Rahbar, 2015).

Бамбук имеет более высокие механические свойства вдоль направления волокон, чем поперек. Уникальные микроструктурные свойства натурального бамбука по отношению к его механическим свойствам делают его подходящим возобновляемым материалом для композитов в высокопроизводительных приложениях.

Обычно плотность бамбука выше на внешней поверхности и уменьшается по направлению к внутренним слоям поперечного сечения стены (Lakkad and Patel, 1981; Murphy and Alvin, 1992; Ray et al., 2004; Zou et al., 2009). ; Вахаб и др., 2010; Каур и др., 2016). Поэтому предполагается, что внешние слои бамбуковых стеблей обладают лучшими механическими свойствами (Liese, 1985; Lo et al., 2008; Yu et al., 2008). Однако на сегодняшний день не было обнаружено всесторонних и систематических исследований свойств бамбука с точки зрения плотности и геометрии стебля, включая толщину стенки, диаметр стебля и высоту стебля. Идентификация участков с более высокой плотностью волокна и, следовательно, с возможным превосходным качеством с точки зрения физических и механических свойств может оказать значительное влияние на характеристики изготовленных композитных материалов.

Предыдущие исследования бамбука Guadua angustifolia из Колумбии показали, что верхняя часть стебля имеет самую высокую прочность и модуль упругости по сравнению с нижними частями, поскольку верхняя часть стебля имеет более высокую плотность (Correal et al., 2010). . Однако это исследование не включало верхние срезы стебля, и поэтому корреляции положения стебля с механическими и физическими свойствами не изучались.

В Бангладеш были проведены аналогичные исследования механических свойств, содержания влаги и плотности четырех местных видов бамбука в зависимости от высоты стебля (Kamruzzaman et al., 2008). В этом исследовании Bambusa balcooa, Bambusa tulda, Bambusa salarkhanii и Melocanna baccifera были протестированы для определения модуля упругости и модуля разрыва. Однако корреляции между высотой стебля и механическими свойствами обнаружено не было.

Bamboo Gigantochloa levis (buluh beting) из Малайзии изучали изменение плотности, модуля разрыва и модуля упругости в зависимости от высоты и возраста стебля (Nordahlia et al., 2012). Исследование показало, что, хотя модуль разрыва существенно не менялся с высотой стебля, модуль упругости увеличивался с увеличением высоты стебля. Однако не было предоставлено никакой информации о значениях прочности на растяжение и модуля упругости при изгибе, а также об их влиянии на толщину стенки или высоту стебля.

Wakchaure и Kute изучили содержание влаги, удельный вес, водопоглощение, изменение размеров, прочность на растяжение и сжатие бамбука Dendrocalamus strictus из Индии на нескольких высотах (Wakchaure and Kute, 2012).Они не обнаружили существенной разницы между нижней и средней частями по прочности на растяжение, сжатию и модулю упругости. Содержание влаги уменьшалось от нижней части к верхней, а удельная плотность увеличивалась. К сожалению, влияние толщины стенки и диаметра соломы на физико-механические свойства не изучено.

Содержание влаги (MC) является важным свойством необработанного бамбука, особенно в строительстве и при производстве композитов.MC может неблагоприятно влиять на прочность сцепления бамбуковых волокон в композитных продуктах и бамбуковых ламинатах, как было показано в исследованиях, проведенных Okubo et al. (2004), Чен и соавт. (2009), Кушваха и Кумар (2009). Поэтому ожидается, что MC окажет большое влияние на характеристики и срок службы новых бамбуковых композитных материалов.

В дополнение к влиянию MC на механические свойства необработанного бамбука, такие как прочность на растяжение и прочность на изгиб, он также влияет на геометрические свойства необработанного бамбука, такие как стабильность размеров.Хотя несколько исследований включали влияние водопоглощения на размерную стабильность необработанного бамбука и образцов бамбукового композита, они не изучали корреляцию между водопоглощением зеленого бамбука и его механическими свойствами (Rowel and Norimoto, 1988; Nugroho and Ando, 2000, 2001). Быстрые изменения влажности могут привести к сильной усадке или расширению слоев бамбука, что может, особенно в случае ламинатов или композитов, привести к нарушению связи между слоями (Lee et al., 1996; Zaidon et al., 2004; Маланит и др., 2011). Поэтому важно определить MC различных частей необработанного бамбука и классифицировать MC в соответствии с расположением в пределах длины стебля перед переработкой необработанных бамбуковых волокон в композиты или ламинаты.

Удельная плотность (SD) представляет собой сухую массу заданного объема необработанного бамбука, деленную на массу равного объема воды. Значения SD тесно связаны со значениями MC. Стандартный метод измерения SD и MC необходим для обеспечения сопоставимости результатов с результатами других исследований.SD необработанного бамбука является потенциальным индикатором свойств продуктов на основе бамбука, таких как ламинаты и бамбуковые композитные материалы, и поэтому важно измерять значения SD и MC и связывать их с механическими свойствами необработанного бамбука.

Поскольку плотность волокна изменяется по толщине стенки, значения SD будут различаться от внешнего к внутреннему сечению поперечного сечения стенки. Поэтому для любого применения необработанного бамбука важно знать, какая часть поперечного сечения стены обрабатывается и каковы соответствующие MC и SD этой части.Измерение значений MC и SD для их сопоставления со значениями толщины стенок и механических свойств обеспечивает доступный и ценный метод выбора лучших секций бамбука для производства изделий на основе бамбука с заданными качествами.

Исследование механических свойств иерархических структур необработанного бамбука должно привести к лучшему контролю изготовления и качества новых композитов на основе бамбука. Поскольку бамбук представляет собой траву, которая достигает своей полной высоты 20–30 м за чрезвычайно короткий период, всего несколько месяцев, механические свойства по длине стебля могут существенно различаться (Liese, 1998).

Подобные изменения свойств могут встречаться во всех трех основных направлениях, например, в продольном, радиальном и тангенциальном (Liese, 1987). Были проведены исследования различных видов бамбука для изучения различий в механических свойствах (Limaye, 1952; Liese and Jackson, 1985; Rao et al., 1988; Hidalgo-Lopez, 2003; Janssen, 2012). Однако ни влияние толщины стенки, ни геометрии стебля на механические свойства не исследовалось и не соотносилось с естественной иерархической структурой бамбука.

В некоторых исследованиях изучались механические свойства ламинатов и композитов, изготовленных из Dendrocalamus asper (Malanit et al., 2009, 2011; Febrianto et al., 2012). Результаты показывают, что композиты и плиты из Dendrocalamus asper обладают высокими механическими свойствами по сравнению с товарными изделиями из древесины. Однако в этих исследованиях также не учитывались вариации механических свойств различных секций Dendrocalamus asper и различных диаметров стеблей.

В этой статье проведено всестороннее и систематическое исследование содержания влаги (MC), удельной плотности (SD), прочности на разрыв (TS) вдоль направления волокна, модуля упругости при растяжении (E _t), прочности на изгиб или модуля упругости. Представлен разрыв (MOR) и модуль упругости при изгибе (E _f). Затем эти свойства сопоставляются с соответствующей геометрией стебля бамбука, чтобы лучше понять его иерархическую структуру, которую затем можно использовать для синтеза новых композитных материалов, армированных бамбуковым волокном, изготовленных из бамбука Dendrocalamus asper .Наконец, использование этих взаимосвязей рассматривается на примере разработки бамбукового композита для использования в железобетоне. Затем результаты механических испытаний используются для проверки этого нового подхода.

Материалы и методы

Виды бамбука

Dendrocalamus asper или бамбук Petung Putih был выбран из бамбукового леса на острове Ява в Индонезии. Этот бамбук широко распространен на Яве и в основном используется для строительства небольших домов в местных деревнях.Dendrocalamus asper с острова Ява имел среднюю длину стебля 15 м. Внешний диаметр выбранных стеблей составлял от 80 до 150 мм. Выбранные столбики имели толщину стенок от 6 до 20 мм. Исходная МС стеблей колебалась от 12 до 15%. Стебли разрезали на три части и маркировали как верхнюю, среднюю и нижнюю. Каждая секция имела длину 5 м. Образцы для этого исследования были получены только из средней и нижней частей, так как верхняя часть стеблей не была доступна для этого исследования.

Подготовка проб

Для этого исследования были выбраны пятнадцать стеблей длиной 15 м. Нижняя и средняя секции в итоге были разделены на пять подсекций длиной 1 м. Затем отрезок длиной 1 м разрезали по длине и случайным образом вырезали образцы различной толщины для физических и механических испытаний. Подсекции были разделены на семь групп в зависимости от диаметра стебля и толщины стенки, как показано в таблице 1.

Таблица 1 . Классификация образцов, использованных в данном исследовании, по диаметру стебля и толщине стенки.

Секции большего диаметра обычно имеют большую толщину стенки по сравнению с секциями меньшего диаметра. Для классов 6 и 7 образцы с большей толщиной стенки до 20 мм использовались для испытаний, чтобы оценить влияние сечения стенки толщиной более 15 мм на свойства штробы.

Содержание влаги

MC была измерена для проб, взятых из участков длиной 1 м. Из каждой подсекции готовили по 10 проб. Был использован стандартный метод испытаний ASTM D4442-07 для прямого определения содержания влаги в древесине и материалах на ее основе (ASTM International, 2015).Размер образца составлял (10) мм × (10) мм × (толщина среза). После того, как образцы были срезаны со стеблей, их взвешивали на весах Shimadzu BL320H с точностью до 0,001 г. Затем образцы сушили в конвекционной печи, способной поддерживать температуру 103°C в течение 24 часов. МС рассчитывали по уравнению (1):

МС,%=A-BB×100    (1)
, где А — первоначальный вес в граммах, а В — сухой вес в граммах.
Удельная плотность
Образцы для измерения SD были приготовлены в соответствии со стандартным методом испытаний ASTM D2395-14 для определения плотности и удельного веса древесины и материалов на ее основе (ASTM International, 2014a).Из каждой подсекции случайным образом отбирали по 10 проб. Для каждого образца определяли ширину, длину и толщину для расчета объема ( V ). Начальная масса ( м ) каждого образца измерялась на весах Shimadzu BL320H с точностью 0,001 г. Плотность (ρ) и SD рассчитывали по следующим формулам:
, где K = 1000 мм ³ /г, ( m ) в граммах и ( V ) в мм ³ .
Прочность на растяжение вдоль волокна
Прочность образцов на растяжение была измерена в соответствии со стандартным методом испытаний ASTM D143-09 для небольших чистых образцов древесины с использованием машины для испытаний на растяжение Shimadzu AG-IC 100 кН (ASTM International, 2014b). Образцы были вырезаны из отрезков бамбуковых стеблей длиной 1 м и выбраны из различных радиальных мест вдоль участков, а затем подготовлены в форме собачьей кости. Средняя ширина и длина захватов образцов составляли 25 и 50 мм соответственно.Средняя калибровочная длина составляла 130 мм.
Образцы, приготовленные из толстых стеблей, сначала были разделены на секции одинаковой толщины по длине. Затем каждую секцию оклеивали бумагой в соответствии со стандартом ASTM D143-09, придавая ей форму собачьей кости, и тестировали.
Средние значения испытаний на растяжение двух секций затем использовались для анализа и оценки. Из междоузлий 1-метровых секций было отобрано 5 проб. Скорость нагружения была установлена на уровне 1 мм/мин. Все испытания проводились при комнатной температуре и относительной влажности 65%.Прочность на растяжение (σ _t ) рассчитывали путем измерения предельной нагрузки при разрушении при испытании ( F _ult ) и затем деления ее на поперечное сечение образца по расчетной длине ( А ). Для определения прочности на растяжение использовалась следующая формула.
Модуль упругости при растяжении (E
_t )
Модуль упругости при растяжении измеряли на машине Shimadzu AG-IC 100 кН в соответствии со стандартным методом испытаний ASTM D143-09 для небольших чистых образцов древесины (ASTM International, 2014b).Для этого испытания использовали образцы прочности на растяжение в форме собачьей кости. Длина датчика была скорректирована для испытания на модуль упругости до 80 мм, а ширина и длина захвата остались неизменными. Осевой экстензометр Epsilon с измерительной длиной 80 мм использовали для измерения деформации образца во время испытания. Скорость нагружения была установлена на уровне 1 мм/мин. Для каждого испытания были получены кривые нагрузка-деформация для измерения модуля упругости при растяжении. Модуль упругости рассчитывали по наклону начального линейного участка кривой напряжения-деформации, полученной из кривых нагрузка-деформация.
Модуль упругости (MOR)
MOR
или прочность на изгиб измеряли в соответствии со стандартным методом испытаний ASTM D3043-00 (2011) для конструкционных панелей на изгиб (ASTM International, 2011). В этом исследовании было проведено двухточечное испытание на изгиб. Преимущество испытания на изгиб в двух точках по сравнению с испытанием на изгиб в центральной точке заключается в том, что пиковому напряжению подвергается большая площадь образца, в отличие от испытания на изгиб в центральной точке, где пиковое напряжение прикладывается к изолированному месту. Таким образом, вероятность наличия какой-либо трещины или дефекта между двумя нагружающими опорами будет выше, а результаты будут более надежными при испытании на двухточечный изгиб.Пять образцов без узлов были приготовлены из 1 м частей каждой соломы. Скорость нагружения рассчитывали в соответствии со стандартом ASTM D3043 в зависимости от толщины и ширины образца.
Модуль упругости при изгибе (E
_f)
Модуль упругости при изгибе измеряли путем получения кривой деформация-нагрузка в испытании на прочность при изгибе. Экстензометр Epsilon с манометром 25 мм использовали для измерения среднего прогиба образцов во время испытания на прочность на изгиб.Измерение и расчет модуля упругости проводились согласно ASTM D3043-00(2011) при комнатной температуре и относительной влажности 65%. В этом исследовании были проведены множественные сравнения между несколькими толщинами стенок и диаметрами стебля.
Статистический анализ
Статистический анализ данных, полученных в этом исследовании, был проведен с использованием SPSS версии 22 (SPSS Inc., Чикаго, Иллинойс). Коэффициенты корреляции Пирсона ( r ) были рассчитаны, чтобы найти взаимосвязь между геометрией стебля, SD, MC и механическими свойствами бамбука.Были определены три уровня корреляции (т. е. сильная, r > 0,5; умеренно сильная, 0,3 < r < 0,5 и слабая, r < 0,3). Для дальнейшего изучения взаимосвязи между геометрией стебля и механическими свойствами иерархической структуры натурального бамбука были выполнены пошаговые множественные линейные регрессии. Эффективность модели оценивалась с помощью скорректированного значения r ², которое представляет процент вариаций, описываемых независимыми переменными. r ² в целом является статистическим параметром для демонстрации того, что результаты исследования близки к модели, полученной с помощью множественного регрессионного анализа. Значения r ² обычно находятся в диапазоне от 0 до 1; однако, если значения r ² ближе к 1, это указывает на то, что полученная модель может представлять больше точек данных.
Результаты и обсуждение
Содержание влаги (MC)
Содержание влаги было измерено при двух условиях относительной влажности: при 20°C при относительной влажности 65% и при 45°C при относительной влажности 80%.Результаты для образцов различных категорий бамбука Dendrocalamus asper приведены в таблице 2.
Таблица 2 . Влажность бамбука Петунг при двух режимах относительной влажности для разных классов.
При относительной влажности 80 % МС увеличивается для всех классов одинаково. Это условие было достигнуто через 6 дней при толщине стенки более 13 мм и всего через 3 дня при толщине стенки < 13 мм. Прирост МС для всех классов находится в пределах 25–35%.Изменение МС для классов 4–7 незначительно при условии относительной влажности 80 %. На рис. 1 показано сравнение средних значений MC вместе с планками погрешностей для каждого класса.
Рисунок 1 . Среднее сравнение MC для всех классов бамбукового петунга при двух условиях относительной влажности с планками погрешностей при двух стандартных отклонениях.
Хотя средняя МС при обоих условиях относительной влажности для классов 4–7 существенно не меняется, для классов 1–3 МС увеличивается с увеличением диаметра стебля.Стебли диаметром 100 мм или менее и с более тонкими стенками имеют более низкий процент лигниновой матрицы и более высокое содержание волокон целлюлозы по сравнению со стеблями диаметром более 100 мм, как показано в других исследованиях (Элвин и Мерфи, 1988; Мерфи и Элвин). , 1992; Мохмод и др., 1993).
Поскольку бамбук имеет иерархическую структуру, его лигниновая матрица образует водородные связи с водой, поэтому крупные стебли более стабильны при воздействии колебаний относительной влажности по сравнению с небольшими стеблями с более тонкими стенками.Более тонкая стенка стебля меньшего диаметра имеет более высокую плотность волокон и, следовательно, более низкий процент лигниновой матрицы по сравнению с крупным стеблем (Zou et al., 2009). В результате изменение относительной влажности будет оказывать большее влияние на МС небольших стеблей с тонкими стенками по сравнению с крупными стеблями с толстыми стенками. Несмотря на тенденцию, наблюдаемую в изменении МС в зависимости от диаметра стебля и толщины стенки стебля, различия в значениях МС различных классов бамбука Petung для каждого условия относительной влажности несущественны.
Для обработки необработанных стеблей бамбука в секции, подходящие для изготовления композита на основе бамбука, было важно тщательно проанализировать иерархическую структуру натурального бамбука в отношении изменения МС при различных диаметрах стеблей и толщине стенок. Средняя МС необработанных бамбуковых стеблей, выбранных для обработки, должна быть ниже 10%, чтобы уменьшить эффект чрезмерного расслаивания или долгосрочного воздействия на окружающую среду из-за деградации конечного композитного продукта.Путем измерения содержания влаги в выбранных бамбуковых стеблях для производства композита стала возможной предварительная оценка времени, необходимого для достижения определенного процентного содержания МС, пригодного для обработки необработанного бамбука и изготовления композита.
Удельная плотность (SD)
Результаты измерения SD представлены в таблице 3 для различных классов стеблей бамбука.
Таблица 3 . Сухой в печи SD для различных диаметров стебля и толщины стенок бамбука Petung.
Однофакторный ANOVA (дисперсионный анализ) показывает, что нет существенной разницы между значениями SD толщины стенок в пределах класса 1–3. SD для классов 5–7 уменьшается с увеличением диаметра стебля. Общая категория толщины стенки между классами 5, 6 и 7 составляет 11–12 мм. Стандартное отклонение для этой категории толщины стенки и для классов 5, 6 и 7 составило 0,741, 0,738 и 0,735 соответственно. С увеличением диаметра стебля для стебля диаметром 120–150 мм СО уменьшается.
Снижение SD крупных стеблей связано с характеристиками плотности волокон.Стебли большего диаметра с более толстыми стенками обычно находятся в нижней части стеблей, где плотность волокон ниже. Как правило, стебли бамбука имеют более высокую плотность волокон в верхней части, где волокна плотно упакованы, как показали другие исследования микроструктуры стеблей бамбука разных видов (Alvin and Murphy, 1988; Ray et al., 2004). В результате SD будет ниже в нижних частях, где диаметр стебля и толщина стенки намного больше, чем в средней и верхней частях.
Прочность на растяжение вдоль волокна
Результаты испытаний образцов бамбука Petung на растяжение вдоль направления волокон представлены в таблице 4. Максимальный предел прочности на растяжение образцов класса 1 составляет 295 МПа при толщине стенки 7–8 мм. В одном классе категории толщины стенки 6–7 мм и 8–9 мм имеют одинаковую прочность на растяжение. Во 2-м классе образцы с толщиной стенки 7–8 мм имеют наибольшую прочность на растяжение 298 МПа. Другие категории толщины стенок имеют аналогичные свойства при растяжении, и между значениями нет существенной разницы.
Таблица 4 . Прочность на растяжение бамбука Petung для различных диаметров стебля и толщины стенок.
Как видно из рисунка 2, нет существенной разницы между средней прочностью на растяжение образцов классов 1–3. Однако средняя прочность на растяжение для классов 4–7 снижается с увеличением диаметра стебля. Взаимосвязь между диаметром стебля, удельной плотностью и пределом прочности выявляется при сравнении результатов измерения SD и предела прочности.Для классов 1–3 не происходит существенного изменения SD и прочности на разрыв при увеличении диаметра стебля. Для классов 4–7 при увеличении диаметра стебля снижается как предел прочности при растяжении, так и SD.
Рисунок 2 . Средняя прочность на растяжение бамбука Petung с планками погрешностей при двух стандартных отклонениях.
Для стеблей диаметром более 110 мм прочность на растяжение зависит от плотности волокон бамбука. Более крупные стебли, вероятно, имеют меньшее количество целлюлозных волокон и более высокое содержание лигнина.Следовательно, прочность на растяжение необработанного бамбука, которая в основном обусловлена способностью на растяжение волокон целлюлозы, в значительной степени снижается. Это соответствует тенденции, наблюдаемой для SD бамбука Petung. Как упоминалось ранее, на SD в основном влияет плотность волокна, поэтому снижение плотности волокна приводит к снижению SD, как показано также в предыдущем исследовании (Ray et al., 2004). Корреляция между SD, прочностью на растяжение и плотностью волокна важна при выборе бамбуковых стеблей для обработки композита.Возможность различать стебли с различной прочностью на растяжение, измеряя только их SD, является ценным методом выбора наиболее подходящих стеблей для бамбуковых композитных материалов.
Модуль упругости при растяжении (E
_t )
Модуль упругости бамбука Petung при растяжении был измерен для разных классов бамбука Petung с разным диаметром стебля и толщиной стенки в соответствии со стандартом ASTM D143-14. Результаты суммированы в таблице 5.
Таблица 5 .Модуль упругости бамбукового петунга при растяжении для различных диаметров стебля и толщины стенки.
Модуль упругости бамбука является мерой жесткости бамбуковой матрицы и ее сопротивления упругой деформации. Наибольший модуль упругости наблюдается у образцов 4 класса с толщиной стенки от 9 до 10 мм при 28 230 МПа, а самый низкий модуль упругости у образцов 7 класса с толщиной стенки от 19 до 20 мм при 18 140 МПа.
Односторонний тест ANOVA не показал существенной разницы между модулем упругости стенок различной толщины в образцах класса 1.Модуль упругости образцов 4-го класса показал увеличение по сравнению с образцами 1, 2 и 3-го классов. В 4-м классе модуль упругости увеличивается с увеличением толщины стенки.
Из семи классов бамбука Petung класс 4 демонстрирует самый высокий средний модуль упругости. В классах с 5 по 7 модуль упругости уменьшается с увеличением толщины стенки. Аналогичные тенденции наблюдаются для образцов 6 и 7 класса. Это согласуется с тенденцией, наблюдаемой для прочности на растяжение образцов от класса 5 до класса 7, где увеличение толщины стенки снижает предел прочности на растяжение.Сравнение таблицы 5 с таблицей 4 показывает, что для классов 5, 6 и 7 прочность на растяжение и модуль упругости уменьшаются с увеличением толщины стенки.
Как упоминалось ранее, высокая способность бамбука к растяжению во многом зависит от способности волокон целлюлозы к растяжению в пределах естественной иерархической структуры бамбука. Это относится и к модулю упругости бамбука. Модуль упругости можно оценить, взяв сумму модуля целлюлозных волокон и модуля лигниновой матрицы, взвешенных по их объемным долям.Стебли диаметром <110 мм имеют почти одинаковые объемные соотношения целлюлозных волокон и лигнина, поэтому они показали одинаковый модуль упругости для всех категорий толщин стенок.
При увеличении диаметра стебля увеличивается и толщина стенки. С увеличением толщины стенок более крупных стеблей объемное соотношение волокон целлюлозы и лигнина также уменьшается, как это наблюдалось в других исследованиях (Alvin and Murphy, 1988; Murphy and Alvin, 1992). В результате в секциях с более толстыми стенками ожидается более высокий процент лигнина по сравнению с целлюлозными волокнами.Это приводит к более низкому модулю упругости более крупных стеблей бамбука по сравнению с стеблями меньшего размера, в которых объемное соотношение волокон целлюлозы и лигнина выше.
Модуль упругости (MOR)
Таблица 6 обобщает результаты испытаний MOR для различной толщины стенок и диаметров стебля бамбука Petung. Образцы класса 1 имеют самый высокий MOR с 209 МПа, а образцы класса 7 имеют самый низкий MOR с 121 МПа. Для образцов класса 1 увеличение толщины стенки с 6 до 9 мм приводит к снижению МДС с 209 до 198 МПа.Для образцов классов 2 и 3 достоверной зависимости между толщиной стенки и МДС не обнаружено. В образцах класса 4 увеличение толщины стенки с 6 до 10 мм снижает МДС со 166 до 155 МПа, что соответствует уменьшению на 6,7 %. Для класса 5 МДД при толщине стенки 10–11 мм является самым низким и составляет 149 МПа. МОД класса 5 находится в том же диапазоне, что и для толщины стенки 9–12 мм, со стандартным отклонением 5 %. Для образцов класса 6 наблюдается аналогичная тенденция по сравнению с классами 1, 4 и 5 бамбука Petung.
Таблица 6 . MOR из бамбукового петунга для семи классов.
Стандартное отклонение этих образцов в классе 6 было < 4%. МОД для образцов класса 7 снижается с увеличением толщины стенки. Стены толщиной от 19 до 20 мм имели самый низкий MOR 121 МПа. На рис. 3 показан средний показатель MOR для семи сортов бамбука Petung.
Рисунок 3 . Средняя MOR бамбука Petung.
Стебли большего диаметра имеют более толстые стенки, особенно в нижней части.Более толстая толщина стенки приводит к более высокому процентному содержанию лигнина и более низкой доле целлюлозных волокон. Как отмечалось ранее в отношении предела прочности при растяжении и его связи с плотностью волокна, аналогичные выводы можно сделать и в отношении MOR. Волокна целлюлозы плотно упакованы в верхних частях иерархической структуры бамбуковых стеблей, где преобладает меньший диаметр. MOR увеличивается с уменьшением диаметра стебля. За исключением образцов класса 2, MOR уменьшается с увеличением толщины стенки внутри класса.Это подчеркивает важность плотности волокна для механических свойств необработанного бамбука. Целлюлозные волокна способствуют высоким механическим свойствам натурального бамбука. Плотность целлюлозных волокон выше во внешнем слое стеновых секций и в верхних частях стеблей. Следовательно, MOR увеличивается с увеличением содержания волокон и уменьшением содержания лигнина в окружении волокон.
Модуль упругости при изгибе (E
_f)
Модуль упругости при изгибе берется из кривой прогиба под нагрузкой, полученной с помощью экстензометра.Влияние толщины стенки и диаметра стебля на модуль упругости при изгибе изучено для всех семи классов бамбука Petung.
В таблице 7 представлены результаты этого теста для диапазона толщин стенок и диаметров стебля, которые были протестированы в соответствии с ASTM D3043-00 (2011).
Таблица 7 . Модуль упругости при изгибе бамбука Petung.
Наибольший модуль упругости 14 279 МПа наблюдался у образцов 2 класса с толщиной стенки в диапазоне 9–10 мм.Наименьший модуль упругости 9375 МПа наблюдался у образцов 7 класса с толщиной стенки от 19 до 20 мм. Этот вывод сравним с результатами испытаний MOR, где образцы класса 7 показывают самый низкий MOR из всех образцов. При сравнении результатов различных толщин стенок наблюдались случайные изменения модуля упругости с увеличением толщины стенки. Однако, как показано в Таблице 7, бамбук Petung показывает снижение среднего модуля упругости при изгибе с увеличением диаметра стебля с 80 до 150 мм.Образцы с диаметром соломины менее 120 мм демонстрируют менее значительные изменения модуля упругости при изменении диаметра соломы. Тем не менее, для образцов с диаметром стебля 120 мм и более модуль упругости падает с увеличением диаметра стебля.
Влияние диаметра стебля на модуль упругости при изгибе аналогично MOR. С увеличением диаметра стебля средний модуль упругости уменьшается. Это наблюдение можно отнести к иерархической микроструктуре соломы.С увеличением диаметра стебля, в основном в нижней и средней частях бамбука, плотность волокна уменьшается из-за более высокого содержания лигнина по сравнению с содержанием волокна.
Как описано ранее, верхние части соломы имеют более высокую плотность волокон по сравнению с нижними частями. Такая высокая плотность волокон обуславливает сильные механические свойства бамбуковой стебли, особенно модуль упругости, MOR и прочность на растяжение.
В пределах одного класса бамбука изменение модуля упругости при различной толщине стенки не является линейным для всех образцов.Это происходит из-за пространственно изменяющейся микроструктуры стенок бамбукового стебля. Образцы, протестированные в этом исследовании, были случайным образом собраны в разных поперечных сечениях и на разной высоте. Поэтому изменение модуля упругости в зависимости от толщины стенки ожидалось от соломины к соломе.
Сравнение механических свойств бамбука Petung с доступными местными породами древесины, которые обычно используются в строительстве в Индонезии, демонстрирует превосходные свойства бамбука Petung по сравнению с древесиной.В таблице 8 представлены диапазоны удельной плотности, предела прочности на растяжение вдоль волокна, модуля упругости при растяжении и MOR для пород древесины, обычно используемых в строительных конструкциях, а также в композитных изделиях (Green et al., 1999). В Индонезии обычно используются такие породы древесины, как балау, суматранская сосна и индонезийский палисандр.
Таблица 8 . Сравнение свойств обычных пород древесины в Индонезии и бамбука Petung (Green et al., 1999).
Средняя прочность на растяжение бамбука петунг выше, чем у балау, суматранской сосны и индонезийского палисандра.По модулю упругости бамбук Petung жестче всех пород древесины, указанных в Таблице 8, за исключением верхнего ряда Balau, модуль упругости которого близок к бамбуку Petung. Индонезийский палисандр имеет низкий модуль упругости по сравнению с бамбуком петунг и другими распространенными породами древесины в Индонезии. Балау имеет самый высокий диапазон MOR среди обычных пород древесины. Однако бамбук Petung имеет более высокие значения MOR по сравнению со всеми породами древесины. Секции бамбука Petung с самыми низкими механическими свойствами по-прежнему превосходят некоторые из наиболее распространенных пород древесины конструкционного класса, встречающихся в Индонезии, как показано в Таблице 8.
Корреляционные исследования и статистическое моделирование физико-механических свойств
Для измерения прочности любого возможного соотношения между механическими свойствами, диаметром соломы, толщиной стенки, удельной плотностью и содержанием влаги рассчитываются коэффициенты корреляции Пирсона ( r ). В таблице 9 суммированы коэффициенты корреляции только для статистически значимых корреляций со значением p <0,05 по двустороннему t -тесту между механическими и физическими свойствами, измеренными в этом исследовании.Как показано в Таблице 9, толщина стенки стеблей и удельная плотность (SD) имеют отрицательную и положительную корреляции от умеренной до сильной со всеми механическими свойствами соответственно. Диаметр стебля показывает сильную отрицательную корреляцию со всеми механическими свойствами, кроме модуля упругости при растяжении (E _t). Этот вывод согласуется с результатами испытаний модуля упругости, представленными в таблице 5. Содержание влаги (MC) имеет только умеренно отрицательную корреляцию с модулем разрыва (MOR) в этом исследовании.Следовательно, невозможно оценить механические свойства, включая предел прочности при растяжении и модуль упругости, путем измерения только МС секций бамбуковой стебли. Самый высокий коэффициент корреляции Пирсона наблюдается между пределом прочности при растяжении и толщиной стенки ( r = -0,742) бамбука Dendrocalamus asper . Следовательно, стебли большего диаметра будут демонстрировать меньшую прочность на растяжение.
Таблица 9 . Корреляция Пирсона между механическими и физическими свойствами.
Среди всех механических свойств, измеренных в этом исследовании, только модуль упругости (MOR) показал сильную корреляцию с изучаемыми физическими свойствами [геометрия стебля, влагосодержание (MC) и удельная плотность (SD)]. Коэффициенты корреляции Пирсона показывают, что при увеличении диаметра стебля, толщины стенки и MC MOR снижается, а увеличение удельной плотности (SD) оказывает положительное влияние на MOR. Как и ожидалось, удельная плотность (SD) имеет положительную корреляцию со всеми механическими свойствами.Это согласуется с предыдущими исследованиями, проведенными на других видах бамбука в отношении влияния плотности на механические свойства (Lakkad and Patel, 1981; Lo et al., 2004). SD представляет собой плотность волокон в поперечных сечениях соломины. Следовательно, чем выше плотность волокон бамбука в поперечных сечениях, тем больше SD, и в результате эти сечения демонстрируют лучшие механические свойства. Кроме того, были предложены математические модели и уравнения для оценки механических свойств бамбука Petung путем измерения только диаметра стебля и толщины стенки.В таблице 10 показаны значения параметров линейной модели, созданные с использованием данных, полученных в этом исследовании. В Таблице 14 все механические свойства выражены в МПа, тогда как D и t выражены в мм, а MC – в процентах. Эмпирические отношения между MOR, Ef, Et, CS, TS и физическими свойствами соломы разработаны и обобщены здесь. Эти уравнения следует рассматривать как предварительную оценку механических свойств бамбука Dendrocalamus asper. Для других видов бамбука и бамбука из других регионов мира коэффициенты и константы модели могут отличаться.
MOR= -0,78D+250    (5) Et=-362t+25300    (7а) Et=18550SD+6874    (7b) Et=33600SD+70.4D+13075    (7c) Et=27200SD+95.1D-364.6t-7180    (7д)
Таблица 10 . Множественные модели линейной регрессии для механических свойств бамбука Dendrocalamus asper (бамбук Petung).
Кроме того, стандартное отклонение бамбуковых стеблей также можно оценить путем измерения только диаметра стебля и толщины стенки по уравнению 9.
SD=-0,002D-0,009t+1,075    (9)
Применение бамбука для изготовления композитных материалов для железобетона
Бетон
в настоящее время широко используется во всем мире для крупных проектов в строительстве.Однако у бетона есть существенный недостаток; имеет низкую прочность на растяжение. Поэтому, когда он используется в приложениях, где он должен выдерживать растягивающие усилия, неизбежны большие трещины и преждевременный выход из строя.
Чтобы преодолеть это ограничение, в конструкционном бетоне используются арматурные стержни с высокой прочностью на растяжение. В настоящее время стальная арматура используется в широком спектре конструкционных бетонных зданий и объектов инфраструктуры. Однако проблемой, связанной с использованием стальной арматуры в бетоне, является коррозия и связанная с коррозией деградация железобетонных элементов.Коррозия стальной арматуры в бетоне инициируется либо карбонизацией бетона, либо воздействием на бетонный элемент ионов хлорида, как обсуждалось в различных работах (Slater, 1983; Macias and Andrade, 1987). Следовательно, в присутствии кислорода и влаги коррозия арматуры приводит к растворению железа в виде гидроксида железа [Fe(OH ₂)], который впоследствии образует слой ржавчины, окружающий арматурный стержень. В результате того, что ржавчина занимает объем, больший, чем арматурный стержень, в бетоне возникают большие растягивающие усилия в виде растягивающих напряжений.Силы растяжения инициируют растрескивание слоев бетона вокруг стальных стержней в виде расслоения бетона или отслоения арматурных стержней от бетона (Bertolini et al., 2013).
Альтернативные армирующие материалы, включая полимеры, армированные волокном (FRP), которые не подвержены коррозии, поскольку полимерная матрица защищает волокна. По механическим свойствам они сопоставимы со стальной арматурой. Большой интерес вызывает применение натуральных волокон в производстве композитов FRP для замены синтетических волокон, таких как стеклянные и углеродные волокна.Натуральные волокна широко распространены в природе и поэтому требуют относительно мало энергии для производства. Когда натуральные волокна используются в производстве композитов FRP, они могут привести к получению композитов с высокими эксплуатационными характеристиками, которые потенциально могут заменить все, если не многие, синтетические композитные материалы по более низким ценам для применения в строительном секторе, где снижение веса имеет значительное значение. влияние на снижение энергопотребления и общей стоимости здания или инфраструктуры.
Применение полимерных композитов, армированных натуральным волокном, в строительной отрасли в последние годы было успешным, но в основном в качестве неконструктивных элементов, применяемых в качестве изоляционного элемента для конструктивных элементов, для напольных и настенных покрытий, в дверных и оконных рамах, для элементов фурнитуры, таких как дверные и оконные ручки, а также для ограждения.Среди различных высокопрочных природных материалов бамбук считается одним из старейших природных строительных материалов, используемых в строительстве, в частности, в Южной Америке, Африке и, в частности, в Юго-Восточной Азии.
Различия в свойствах бамбуковых FRP-композитов, производимых различными группами по всему миру, в основном связаны с видами бамбука, длиной бамбукового волокна, используемого при изготовлении, ориентацией волокон, типом используемой эпоксидной смолы/смолы и типом обработки. на необработанных бамбуковых волокнах (Ichhaporia, 2008).До сих пор не проводилось исследований по использованию бамбука для изготовления композитов FRP для конструкционных и несущих элементов в строительстве и строительном секторе. Большая часть работ по композитам из бамбукового FRP посвящена ненесущим элементам, например, ограждению или настилу в зданиях, где структурные свойства и механические свойства намного ниже, чем у любого структурного элемента, такого как балки и колонны (Jindal, 1986). ; Нугрохо и Андо, 2000; Окубо и др., 2004). Это исследование направлено на то, чтобы заполнить этот пробел, предложив новый подход к улучшению свойств бамбуковых композитов FRP за счет новых технологий обработки и изготовления бамбуковых композитов FRP, а затем за счет использования нового материала в качестве армирующего материала для структурно-бетонных элементов.
Изготовление бамбукового композита с использованием взаимосвязей материалов
В этом исследовании бамбук Dendrocalamus asper или бамбук Petung использовался для изготовления высокоэффективного полимерного композита, армированного бамбуковым волокном. В подробном исследовании, проведенном недавно исследовательской группой, были разработаны запатентованные инструменты обработки для переработки бамбуковых стеблей в пучки бамбуковых волокон различной толщины, ширины и длины (Hebel et al., 2014; Hebel and Heisel, 2016; Javadian et al., 2016; Джавадиан, 2017).
Обработанные бамбуковые волокна сначала сушили в печи с циркуляцией воздуха при температуре 80°C до тех пор, пока содержание влаги не стало <10%. Содержание влаги измеряли в соответствии со стандартным методом испытаний ASTM D4442-07. Впоследствии обработанные бамбуковые волокна сортировали по толщине. Пучки необработанных бамбуковых волокон, использованные в исследовании, представляли собой средний набор волокон из верхней, средней и нижней частей бамбукового стебля в почти равных соотношениях.
Перед переработкой бамбуковых стеблей в пучки волокон свойства сырья при растяжении и изгибе оценивались только на основе корреляционных отношений, установленных в разделе «Корреляционные исследования и статистическое моделирование физико-механических свойств», при условии отсутствия испытательных устройств.Средний диаметр стебля и толщина стенки бамбука, использованного в этом исследовании, составляли 90 и 8 мм соответственно. Используя отношения свойств материала, соответствующие механические свойства бамбуковых стеблей можно найти, как показано ниже;
МДФ= -0,78D+250=-0,78(90)+250=179,8 МПа Ef=-33D+14300=-33(90)+14300=11330 МПа Et=-362t+25300=-362(8)+25300=22404 МПа TS=-8,5t+363=-8,5(8)+363=295 МПа
Эти значения были использованы в качестве основы для изготовления полимерного композита, армированного бамбуковым волокном, в данном исследовании.Дальнейшая оценка этих чисел была проведена путем измерения механических свойств конечных образцов бамбукового композита и сравнения результатов со свойствами необработанного бамбука, полученными на основе соотношения материалов.
В качестве матрицы использовалась двухкомпонентная эпоксидная система со смолой и отвердителем. После смешивания смолы и отвердителя эпоксидной системы каждый пучок бамбуковых волокон был пропитан эпоксидной матрицей и выровнен вдоль направления волокон. Пучки пропитанных волокон укладывались друг на друга, образуя слоистую структуру.Затем пропитанные пучки бамбуковых волокон подвергались воздействию различных давлений (от 15 до 25 МПа) и температур (от 80 до 140°C) при различном времени прессования/выдержки для получения плотно сжатых композитов. Наконец, плиты подверглись пост-отверждению в течение еще 48 часов при температуре 55°C, а затем были подготовлены в подходящие формы для измерения их механических свойств. Время постотверждения должно было гарантировать, что оптимальные сети поперечных связей были полностью сформированы при рекомендуемой температуре, обеспечивая необходимую энергию для придания молекулам эпоксидной смолы гибкости, необходимой для движения, и для полного формирования сетей в пределах микроструктурных поперечных сечений. эпоксидной матрицы.Средняя удельная плотность бамбукового композитного армирования составила 1,33. Эта процедура обеспечивает достаточную защиту волокон от окружающей среды, гарантируя тем самым, что их свойства не ухудшатся со временем (Javadian, 2017).
На рис. 4 показан арматурный стержень из бамбукового композита после его извлечения из машины для горячего прессования.
Рисунок 4 . Образец бамбукового композита.
Свойства при растяжении образца бамбукового композита, включая предел прочности при растяжении и модуль упругости при растяжении, были измерены в соответствии со стандартом ASTM D3039-08, «Стандартный метод испытаний свойств при растяжении композитных материалов с полимерной матрицей», в то время как свойства при изгибе, включая модуль разрыва ( MOR) и модуль упругости при изгибе измеряли в соответствии со стандартом ASTM D7264 «Стандартный метод испытаний свойств на изгиб композитных материалов с полимерной матрицей посредством испытания на четырехточечный изгиб».Все испытания проводились на машине Shimadzu AG-IC 100 кН. По крайней мере, пять образцов были протестированы на каждое механическое свойство, и результаты, превышающие 10-процентный диапазон стандартного отклонения, который был статистически установлен в качестве доверительного интервала, были отброшены. В таблице 11 показаны механические свойства образцов бамбукового композита, изготовленных в ходе этого исследования.
Таблица 11 . Механические свойства образцов бамбукового композита.
Как показано в Таблице 11, средние механические свойства образцов бамбукового композита выше, чем средние механические свойства пучков необработанных бамбуковых волокон.Результаты показывают, что новые методы переработки бамбука в пучки волокон вместе с новыми методами производства, использованными в этом исследовании, улучшили механические свойства конечного бамбукового композита. Это также наблюдали Hebel et al. (2014), Javadian (2017) и Rahman et al. (2017). Когда модуль упругости при изгибе бамбуковой композитной плиты сравнивают со свойствами необработанного бамбука, наблюдается улучшение модуля упругости при изгибе необработанного бамбука до двух раз.Точно так же MOR, предел прочности при растяжении и модуль упругости при растяжении бамбуковых композитных плит увеличиваются по сравнению с исходным материалом на 30, 2 и 39% соответственно.
Корреляционные зависимости помогли сэкономить время, необходимое для предварительного тестирования сырья перед изготовлением композита. Кроме того, в этом исследовании показано, что с помощью новых технологий, основанных только на механических процессах, природное сырье (например, бамбук) можно превратить в композитные материалы с высокими эксплуатационными характеристиками, которые можно применять в строительной промышленности для армирования конструкционного бетона.
Конструкция железобетона с использованием композитной арматуры из бамбука
При армировании железобетонных балок используется два вида арматуры: продольная и поперечная (на сдвиг). Продольная арматура размещается параллельно длинной оси балки для обеспечения требуемой прочности на растяжение, а арматура на сдвиг используется для обеспечения достаточной прочности на сдвиг перпендикулярно длинной оси бетонной балки.
Вся арматура из бамбукового композита, полученная в ходе этого исследования, имеет квадратное поперечное сечение 10 × 10 мм.Квадратное поперечное сечение является результатом процесса производства бамбуковых композитных материалов, как объяснялось ранее. Наиболее распространенная арматура, используемая в настоящее время для конструкционного бетона, имеет круглое поперечное сечение с ребрами на поверхности и без них, включая системы армирования из стали и полимера, армированного стекловолокном (GFRP). Однако в данном исследовании для простоты изучаются только квадратные сечения (Javadian, 2017). Согласно Американскому институту бетона (ACI) 318 «Требования строительных норм и правил к конструкционному бетону и комментарии» (Американский институт бетона, 2008 г.), чтобы обеспечить достаточное ограничение продольной арматуры балки, арматура на сдвиг имеет замкнутую форму, в которой он остается неповрежденным до того, как произойдет разрушение из-за продольной растянутой арматуры.Кроме того, при наличии формы замкнутого контура разрушение бетонной балки не начинается с разрушения поперечной арматуры. Вместо этого наблюдается разрушение продольной арматуры. На рисунке 5 показана бамбуковая композитная система армирования, разработанная в этом исследовании для армирования образцов бетонных балок.
Рисунок 5 . Бамбуковая композитная система армирования, используемая для армирования бетонной балки.
Изогнутая часть поперечной арматуры имеет более низкие механические свойства по сравнению с прямыми частями поперечной арматуры.Более раннее исследование различных типов арматуры на сдвиг из армированного волокном полимера (FRP), включая арматуру из армированного стекловолокном полимера (GFRP), показало снижение прочности на растяжение до 45% от прочности параллельно направлению волокон для изогнутых секций. , из-за локализованной концентрации напряжений в результате кривизны, которая создает радиальные напряжения в изогнутых частях (Javadian, 2017).
В более раннем исследовании, проведенном исследовательской группой, был подробно изучен механизм сцепления бамбуковой композитной армирующей системы с окружающей бетонной матрицей (Javadian et al., 2016). Достаточный механизм связи между бетонной и бамбуковой композитной арматурой способствовал более высокой предельной несущей способности железобетонных элементов. Было показано, что при создании межфазной микроструктуры (системы покрытия), которая обеспечивает плавную передачу растягивающих напряжений между бетоном и системой армирования, можно активировать максимальные механические способности бамбуковой композитной арматуры, что приводит к более высокой предельной несущей способности по сравнению с не-армированием. арматура с покрытием.
Была проведена серия тестов на отрыв, чтобы найти подходящую технику, которая улучшит сцепление между двумя материалами. Для улучшения механизма связи между бамбуковой композитной арматурой и бетонной матрицей в предыдущем исследовании рассматривались четыре типа покрытий и две длины склеивания: 200 мм (20 × толщина) и 100 мм (10 × толщина). Среди покрытий, используемых для исследования механизма сцепления, были водостойкая пароизоляционная мембранная система, система на основе эпоксидной смолы на биологической основе, двухкомпонентное общее покрытие на основе эпоксидной смолы и двухкомпонентная система покрытия на основе эпоксидной смолы с частицами песка и без них.Средняя прочность сцепления бамбуковой композитной арматуры, покрытой водонепроницаемой пароизоляционной мембранной системой и частицами песка при длине заделки 200 мм, была аналогична прочности сцепления простой арматуры из полимера, армированного стекловолокном (GFRP), в бетоне нормальной прочности. Таким образом, чтобы оценить арматуру из бамбукового композита в образцах бетонных балок, во-первых, они были покрыты покрытием, а во-вторых, длина заделки в 20 раз превышала толщину бамбукового композита как часть конструкции балки (Javadian et al., 2016).
Покрытие, нанесенное на поверхность бамбуково-композитной арматуры, обеспечивает длительную устойчивость к щелочным средам и проникновению воды из бетонной матрицы. Поэтому в бетонах, имеющих щелочную среду, нанесение покрытия на поверхность арматурных стержней обеспечивает дополнительную защиту арматуры (помимо эпоксидной матрицы) от долговременной деградации и обеспечивает необходимое сцепление с бетонной матрицей.
Руководство Американского института бетона (ACI) по проектированию и строительству конструкционного бетона, армированного стержнями из армированного волокном полимера (FRP) (ACI 440.1R-15) использовался в качестве основного руководства при проектировании и оценке бамбуковых композитных железобетонных балок в этом исследовании (Американский институт бетона, 2015). ACI 440.1R-15 предоставил необходимые руководства по проектированию для применения материалов FRP в качестве арматуры в бетоне, чтобы оправдать более низкую пластичность железобетонных элементов FRP (например, GFRP) по сравнению со стальными железобетонными элементами. Размер бамбуковой композитной арматуры и бетонной балки в этом исследовании был разработан таким образом, чтобы не превышалась грузоподъемность испытательной машины.Вся продольная арматура в этом исследовании имела аналогичные размеры поперечного сечения 10 × 10 мм, а толщина поперечной арматуры составляла 6 мм. На рис. 6 представлен схематический вид поперечного сечения бетонной балки, армированной бамбуковой композитной арматурой.
Рисунок 6 . Поперечное сечение бамбуковой композитной железобетонной балки.
В этом исследовании все балки из бамбукового композитного железобетона имели поперечное сечение 160 × 160 мм и общую длину 1300 мм, а их пролет нагрузки (L) сохранялся на уровне 1050 мм в соответствии с четырехточечной (или так называемой третьей точкой). нагрузка) установка для испытаний на изгиб.Четырехточечная установка нагрузки позволила создать нулевую зону сдвига вдоль средней части бамбуковой композитной железобетонной балки. Зона нулевого сдвига позволяет отказаться от поперечной арматуры в этом исследовании, таким образом, продольная арматура полностью нагружена на растяжение и изгиб, а расчет предельной несущей способности бетонных балок упростился. Продольная арматура имела сечения 10×10 мм. В общей сложности 15 бетонных балок с прочностью на сжатие 20 МПа были подготовлены и испытаны в этом исследовании.Расположение арматуры и расстояние нагрузки приведены в таблице 12.
Таблица 12 . Детали бамбуковых композитных железобетонных балок.
Всего в этом исследовании было рассмотрено три сценария проектирования путем изменения количества нижней арматуры или количества и расстояния между арматурой, работающей на сдвиг, как показано в Таблице 12. Для каждого сценария проектирования были подготовлены и испытаны пять образцов. Два арматурных стержня использовались в качестве верхней арматуры сжатия для всех балок, протестированных в этом исследовании.Бетонные балки были испытаны до разрушения, и для каждого испытания были получены предельная разрушающая нагрузка, предельная изгибная способность (MOR), нагрузка, соответствующая первой трещине, и изгибная способность во время первой трещины. Таблица 13 содержит результаты испытаний на изгиб.
Таблица 13 . Сводка результатов, полученных при четырехточечном изгибе образцов бетонных балок.
На рис. 7 показана одна из балок, испытанных в ходе этого исследования, после окончательного разрушения. Оценить полученные в этом разделе результаты по предельной разрушающей нагрузке в соответствии с рекомендациями и расчетами, указанными в ACI 440.1R-15 была проведена серия расчетов на основе ACI 440.1R-15 для оценки разрушающей нагрузки.
Рисунок 7 . Бамбуковая композитная железобетонная балка после разрушения.
В таблице 14 показано сравнение растрескивающей нагрузки, номинальной и расчетной предельной разрушающей нагрузки между значениями, измеренными во время испытаний, и расчетными значениями, полученными в соответствии со стандартными рекомендациями ACI 440.1R-15. Значения, представленные для экспериментальных результатов, были средними значениями, полученными для каждой серии пучков, показанных в таблице 13.
Таблица 14 . Сравнение проектных значений ACI 440.1R-15 с экспериментальными результатами, полученными в этом исследовании.
Бамбуковая композитная арматура показала лучшую начальную нагрузку на растрескивание и гораздо более высокую предельную несущую способность по сравнению с расчетными значениями, полученными в результате расчетов в соответствии с ACI 440.1R-15. Расчетные расчетные нагрузки при растрескивании на основе ACI 440.1R-15 были ниже, чем значения, полученные при испытании балок из бамбукового композитного железобетона.Растрескивающие нагрузки, измеренные во время испытания балок на четырехточечный изгиб, в среднем в 2–5 раз превышали расчетные значения стандарта ACI 440.1R-15, что подтверждает превосходные характеристики бамбуковой композитной арматуры по сравнению с оценками согласно по стандарту ACI. Образцы балок только с двумя бамбуковыми композитными арматурными стержнями на растянутой стороне поперечного сечения бетонной балки разрушились в основном из-за разрыва арматуры, в то время как образцы балок с 4 бамбуковыми композитными арматурными стержнями на растяжение имели тенденцию разрушаться из-за разрушения бетона на сторону сжатия балки.В обоих случаях бамбуково-композитная арматура показала себя хорошо, показав, что она является подходящей альтернативой арматуре из стали и стеклопластика для бетонных конструкций с точки зрения механической прочности и технической осуществимости.
Заключение
Бамбук Dendrocalamus asper , известный как бамбук Petung из Индонезии, был выбран для сопоставления его механических свойств с физическими свойствами стебля, включая геометрию стебля, удельную плотность и содержание влаги, для изготовления композита для использования в конструкционном бетоне.На основании результатов, полученных в первой части настоящего исследования, актуальны следующие выводы:
• Физические свойства бамбуковой стебли можно использовать для оценки механического потенциала бамбука для использования в производстве новых композитных материалов на основе бамбука в строительном секторе.
• Механические свойства бамбуковых секций часто ухудшаются с увеличением толщины стенки стебля. Это связано с уменьшением объемного отношения волокон целлюлозы к лигнину по мере увеличения диаметра стебля.
• Это исследование предлагает простой метод, который позволяет оценить механические свойства бамбука путем неразрушающего измерения только толщины и диаметра стенки. Эта возможность особенно полезна в условиях питомников и в лесах, где доступ к тестовым объектам ограничен.
Эти результаты затем используются в процессе отбора необработанного бамбука для производства конструкционных композитов, когда требуются определенные механические свойства. Тематическое исследование и независимые механические испытания новой композитной арматуры на основе бамбука в бетоне успешно подтверждают отношения, предложенные в этой статье.Дальнейшая работа включает исследование прочности на сжатие и сдвиг бамбука, такого как Dendrocalamus asper , и оценку зависимости от геометрии стебля, включая диаметр стебля, толщину стенки и высоту. Также будут проведены дальнейшие исследования микроструктурного анализа композитной арматуры на основе бамбука и корреляции с механическими свойствами бамбука.
Вклад авторов
AJ разработал и провел эксперименты. AJ и NS разработали модели и проанализировали данные.AJ и NS написали рукопись в консультации с IS и DH. ИС участвовал в планировании и руководил работой. DH внес свой вклад в реализацию исследования. Все авторы обсудили результаты и прокомментировали рукопись.
Финансирование
Исследование проводилось в Лаборатории городов будущего в Сингапурском центре ETH, созданной совместно ETH Zurich и Национальным исследовательским фондом Сингапура (FI 370074016) в рамках программы Campus for Research Excellence and Technology Enterprise.
Заявление о конфликте интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Благодарности
Авторы выражают благодарность за поддержку Фонду социального развития Савириса и Центру исследований и инновационных технологий Сингапура и Массачусетского технологического института в Сингапуре.
Каталожные номера
Элвин, К.и Мерфи, Р. (1988). Различия в толщине волокон и стенок паренхимы в стеблях бамбука Sinobambusa tootsik. IAWA J. 9, 353–361. дои: 10.1163/22941932-095
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Американский институт бетона (2008 г.). Строительные нормы и правила для конструкционного бетона (ACI 318–08) и комментарий . Фармингтон-Хиллз, Мичиган: Американский институт бетона.
Американский институт бетона (2015 г.). ACI 440.1R-15 Руководство по проектированию и строительству конструкционного бетона, армированного полимерными стержнями, армированными волокном .Фармингтон-Хиллз, Мичиган: Комитет ACI 440.
Арчила Х., Камински С., Трухильо Д., Зеа Эскамилла Э. и Харрис К. А. (2018). Бамбуковый железобетон: критический обзор. Мат. Структура 51:102. doi: 10.1617/s11527-018-1228-6
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
ASTM International (2011). Стандартные методы испытаний конструкционных панелей на изгиб. ASTM D3043-00(2011) . Западный Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International.
ASTM International (2014a). Стандартные методы испытаний плотности и удельного веса (относительной плотности) древесины и материалов на ее основе. ASTM D2395-14e1 . Западный Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International.
ASTM International (2014b). Стандартные методы испытаний небольших чистых образцов древесины. ASTM D143-14 . Западный Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International.
ASTM International (2015). Стандартные методы испытаний для прямого измерения содержания влаги в древесине и древесно-стружечных материалах.ASTM D4442-15 . Западный Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International.
Бертолини Л., Эльзенер Б., Педеферри П., Редаэлли Э. и Полдер Р. Б. (2013). Коррозия стали в бетоне: предупреждение, диагностика, ремонт . Вайнхайм: Джон Вили и сыновья.
Академия Google
Чен, Х., Мяо, М., и Дин, X. (2009). Влияние влагопоглощения на межфазную прочность композитов бамбук/виниловый эфир. Композ. Часть А. Заявл. С. 40, 2013–2019.doi: 10.1016/j.compositesa.2009.09.003
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Корреаль, Д., Франсиско, Дж., и Арбелаес, К. (2010). Влияние возраста и положения по высоте на механические свойства колумбийского бамбука Guadua angustifolia. Мадерас. Сиенсия Технол. 12, 105–113. дои: 10.4067/S0718-221X2010000200005
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Фарук О., Бледски А.К., Финк Х.П. и Сайн М. (2014). Отчет о прогрессе в области композитов, армированных натуральным волокном. Макромоль. Матер. англ. 299, 9–26. doi: 10.1002/mame.201300008
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Febrianto, F., Hidayat, W., Bakar, E.S., Kwon, G.-J., Kwon, J.-H., Hong, S.-I., et al. (2012). Свойства ориентированно-стружечной плиты из бамбука Betung (Dendrocalamus asper (Schultes. f) Backer ex Heyne). Wood Sci. Технол. 46, 53–62. doi: 10.1007/s00226-010-0385-8
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Грин, Д.В., Винанди, Дж. Э., и Кречманн, Д. Э. (1999). «Справочник по дереву: механические свойства древесины», в Общем техническом отчете FPL-GTR-113 , изд. FS Департамент сельского хозяйства, Лаборатория лесных товаров (Мэдисон, Висконсин: Министерство сельского хозяйства США), 4-1–4-44 .
Академия Google
Хебель, Д., и Хейзел, Ф. (2016). Бамбуковый композитный материал для конструкционных применений и способ его изготовления .
Хебель, Д. Э., Джавадян, А., Heisel, F., Schlesier, K., Griebel, D., and Wielopolski, M. (2014). Контролируемая процессом оптимизация прочности на растяжение композитов из бамбукового волокна для конструкционных применений. Композ. Часть Б англ. 67, 125–131. doi: 10.1016/j.compositesb.2014.06.032
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Идальго-Лопес, О. (2003). Бамбук Дар БОГОВ. Богота: D’VINNI LTDA.
Академия Google
Ичхапория, ПК (2008). Композиты из натуральных волокон. Роли, Северная Каролина: ProQuest.
Академия Google
Янссен, Дж. Дж. (2012). Механические свойства бамбука. Берлин: Springer Science & Business Media.
Академия Google
Джавадиан, А. (2017). Композитный бамбук и его применение в качестве армирования конструкционного бетона . Цюрих: ETH Цюрих.
Академия Google
Джавадян А., Велопольски М., Смит И. Ф. и Хебель Д. Э. (2016). Исследование поведения сцепления недавно разработанной арматуры из бамбукового композита в бетоне. Констр. Строить Матер. 122, 110–117. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2016.06.084
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Джиндал, У. (1986). Разработка и испытания пластиковых композитов, армированных бамбуковыми волокнами. Дж. Компос. Матер. 20, 19–29. дои: 10.1177/002199838602000102
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Камруззаман М., Саха С., Бозе А. и Ислам М. (2008). Влияние возраста и роста на физические и механические свойства бамбука. Дж. Троп. Для наук. 211–217.
Академия Google
Каур П.Дж., Кардам В., Пант К., Найк С. и Сатья С. (2016). Характеристика коммерчески важных азиатских видов бамбука. евро. Дж. Вуд Вуд Прод. 74, 137–139. doi: 10.1007/s00107-015-0977-y
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Кушваха, П.К., и Кумар, Р. (2009). Исследования водопоглощения бамбуково-полиэфирных композитов: эффект обработки силаном мерсеризованного бамбука. Полим. Пласт. Технол. англ. 49, 45–52. дои: 10.1080/036025503026
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Лаккад С. и Патель Дж. (1981). Механические свойства бамбука, природного композита. Науки о волокне. Технол. 14, 319–322. дои: 10.1016/0015-0568(81)_-3
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Ли, А. В., Бай, X., и Перальта, П. Н. (1996). Физико-механические свойства стружечной плиты из бамбука мосо. Лес Прод. Дж. 46:84.
Академия Google
Лизе, В. (1985). «Анатомия и свойства бамбука», в International Bamboo Workshop (Ханчжоу), 196–208.
Академия Google
Лизе, В. (1987). Исследование бамбука. Wood Sci. Технол. 21, 189–209.
Академия Google
Лизе, В. (1998). Анатомия бамбуковых стеблей. Бостон, Массачусетс: BRILL.
Академия Google
Лизе, В.и Джексон, А. (1985). Биология бамбука, лесные породы, свойства, использование . Эшборн: Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit (GTZ).
Академия Google
Лимайе, В. (1952). Сила бамбука (Dendrocalamus strictus). Дехрадун: менеджер по публикациям.
Академия Google
Ло, Т. Ю., Цуй, Х., и Леунг, Х. (2004). Влияние плотности волокна на прочность бамбука. Матер. лат. 58, 2595–2598.doi: 10.1016/j.matlet.2004.03.029
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Ло, Т. Ю., Цуй, Х., Тан, П., и Леунг, Х. (2008). Анализ прочности бамбука путем микроскопического исследования бамбукового волокна. Констр. Строить Матер. 22, 1532–1535. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2007.03.031
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Масиас, А., и Андраде, К. (1987). Коррозия арматуры из оцинкованной стали в щелочных растворах: Часть 1: электрохимические результаты. Бр. Корр. Дж. 22, 113–118. дои: 10.1179/000705987798271631
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Маланит, П., Барбу, М., и Фрювальд, А. (2009). Склеиваемость и качество склеивания азиатского бамбука («dendrocalamus asper») для производства композитных пиломатериалов. Дж. Троп. Для. науч. 21, 361–368.
Академия Google
Маланит, П., Барбу, М.К., и Фрювальд, А. (2011). Физико-механические свойства ориентированно-стружечных пиломатериалов из азиатского бамбука (Dendrocalamus asper Backer). евро. Дж. Вуд Вуд Прод. 69, 27–36. doi: 10.1007/s00107-009-0394-1
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Мохмод А.Л., Амин А.Х., Касим Дж. и Джусух М.З. (1993). Влияние анатомических характеристик на физико-механические свойства Bambusa blumeana. Дж. Троп. Для. науч. 6, 159–170.
Академия Google
Мерфи Р. и Элвин К. (1992). Изменение структуры волокнистой стенки бамбука. IAWA J. 13, 403–410.дои: 10.1163/22941932-296
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Нордалия, А., Анвар, У., Хамдан, Х., Зайдон, А., Парида, М., и Разак, О.А. (2012). Влияние возраста и роста на отдельные свойства малазийского бамбука (Gigantochloa levis). Дж. Троп. Для наук. 102–109.
Академия Google
Нугрохо, Н., и Андо, Н. (2000). Разработка конструкционных композитных изделий из бамбука I: основные свойства бамбуковой зефирной плиты. J. Wood Sci. 46, 68–74. дои: 10.1007/BF00779556
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Нугрохо, Н., и Андо, Н. (2001). Разработка конструкционных композитных изделий из бамбука II: основные свойства клееного бамбукового пиломатериала. J. Wood Sci. 47, 237–242. дои: 10.1007/BF01171228
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Окубо К., Фуджи Т. и Ямамото Ю. (2004). Разработка полимерных композитов на основе бамбука и их механических свойств. Композ. Часть А. Заявл. С. 35, 377–383. doi: 10.1016/j.compositesa.2003.09.017
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Рахман, Н., Шинг, Л.В., Саймон, Л., Филипп, М., Алиреза, Дж., Линг, К.С., и соавт. (2017). Улучшенный бамбуковый композит с защитным покрытием для применения в конструкционном бетоне. Energy Procedia 143, 167–172. doi: 10.1016/j.egypro.2017.12.666
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Рао, И. Р., Гнанахаран, Р.и Састри, CB (1988). «Бамбук. Текущее исследование. материалы международного семинара по бамбуку, Кочин, Индия, 14–18 ноября 1988 г.», в: Bamboos. Текущие исследования (Кочин: Научно-исследовательский институт леса Кералы), 217–290.
Академия Google
Рэй А.К., Дас С.К., Мондал С. и Рамачандрарао П. (2004). Микроструктурная характеристика бамбука. Дж. Матер. науч. 39, 1055–1060. doi: 10.1023/B:JMSC.0000012943.27090.8f
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Роуэл, Р.и Норимото, М. (1988). Размерная стабильность бамбуковых стружечных плит, изготовленных из ацетилированных частиц. Мокузай Гаккаиси 34, 627–629.
Академия Google
Слейтер, Дж. Э. (1983). Коррозия металлов в связи с бетоном: руководство, спонсируемое подкомитетом ASTM G01. 14 Совета по коррозии арматурной стали и свойствам металлов . Филадельфия, Пенсильвания: ASTM International.
Академия Google
Вахаб Р., Мустапа М., Сулейман О., Мохамед А., Хассан А. и Халид И. (2010). Анатомо-физические свойства культурных двух- и четырехлетних Bambusa vulgaris. Святые малайцы. 39, 571–579. Доступно в Интернете по адресу: http://www.ukm.my/jsm/
.
Академия Google
Вакчауре, М., и Куте, С. (2012). Влияние влажности на физико-механические свойства бамбука. Азиатский J. Civ. англ. (Построить дом). 13, 753–763.
Академия Google
Вегст, У., и Эшби, М.(2004). Механическая эффективность природных материалов. Филос. Магазин 84, 2167–2186. дои: 10.1080/14786430410001680935
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Ю, Х., Цзян, З., Се, К., и Шупе, Т. (2008). Отдельные физико-механические свойства бамбука мозо (Phyllostachys pubescens). Дж. Троп. Для. науч. 258–263.
Академия Google
Ю. Ю., Ван Х., Лу Ф., Тянь Г. и Лин Дж. (2014). Бамбуковые волокна для композитных приложений: механическое и морфологическое исследование. Дж. Матер. науч. 49, 2559–2566. doi: 10.1007/s10853-013-7951-z
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Зайдон, А., Парида, М., Сари, К., Разак, В., и Юзия, М. (2004). Склеивающие характеристики Gigantochloa scortechinii. Дж. Бамбуковый ротанг 3, 57–65. дои: 10.1163/156915
2875644
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Цзоу, Л., Джин, Х., Лу, В.-Ю., и Ли, X. (2009). Наноразмерная структурная и механическая характеристика клеточной стенки бамбуковых волокон. Матер. науч. англ. C Матер. биол. заявл. 29, 1375–1379. doi: 10.1016/j.msec.2008.11.007
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Оценка эффективности композитной системы армирования грунта с бортиками в разжижаемом грунте в условиях многократного динамического нагружения
Адам М., фон Эсторф О. (2005) Уменьшение вибрации здания, вызванной поездом, с помощью открытых и засыпанных траншей. Вычислительная структура 83 (1): 11–24. https://doi.org/10.1016/j.compstruc.2004.08.010
Артикул Google ученый
Ahmad S, Al-Hussaini TM (1991) Упрощенная конструкция для вибрационного скрининга с помощью открытых и заполненных траншей. J Geotech Eng 117(1):67–88
Статья Google ученый
Al-Hussaini TM, Ahmad S (1991) Проектирование волновых барьеров для снижения горизонтальной вибрации грунта. J Geotech Eng 117(4):616–636
Статья Google ученый
Alzawi A, El Naggar MH (2011) Полномасштабное экспериментальное исследование рассеяния вибрации с использованием открытых и заполненных (GeoFoam) волновых барьеров.Soil Dyn Earthq Eng 31(3):306–317
Статья Google ученый
Аззам В., Эйелдин М., Эль Сираги М. (2018) Повышение устойчивости конструкции во время землетрясений с использованием заполненной траншеи пенополистиролом – численное исследование. Arab J Geosci 11(14):1–11
Статья Google ученый
Baez JI, Martin GR (1993. Достижения в разработке вибрационных систем для повышения сопротивления разжижению.В: Симпозиум по улучшению грунта, стр. 1–16
Банерджи Р., Конай С., Сенгупта А., Деб К. (2017) Испытания на вибростенде и численное моделирование разжижения песка реки Касаи. Geotech Geol Eng 35(4):1327–1340
Статья Google ученый
Бхаттачарья С., Ломбарди Д., Дихору Л., Дитц М.С., Крю А.Дж., Тейлор К.А. (2012) Конструкция модели контейнера для исследований взаимодействия грунт-конструкция. Роль сейсмических испытательных установок в проектировании землетрясений, основанном на характеристиках, стр. 135–158
Бозе Т., Чоудхури Д., Шпренгель Дж., Циглер М. (2018) Эффективность открытых и засыпных траншей в смягчении земных вибраций.J Geotech Geoenviron Eng 144(8):04018048
Статья Google ученый
Bozorgnia Y, Campbell KW (2004) Спектральное отношение вертикального и горизонтального отклика и предварительные процедуры для разработки упрощенных спектров V/H и вертикального проектирования. J Earthquake Eng 8(02):175–207
Google ученый
Бюро Индийских Стандартов (1976) IS: 4968 (Часть III) Метод подповерхностного зондирования грунтов – статическое испытание на проникновение конуса.Нью-Дели, Индия: Бюро индийских стандартов.
Бюро Индийских Стандартов (1985) IS: 2720 (Часть IV) методы испытаний почв — гранулометрический анализ. Нью-Дели, Индия: Бюро индийских стандартов
Бюро индийских стандартов (2003 г.) IS: 15284 (Часть 1) Проектирование и строительство для улучшения грунта – Руководство, C-2. Нью-Дели, Индия: Бюро индийских стандартов.
Коннолли Д., Яннопулос А., Фан В., Вудворд П.К., Форде М.С. (2013) Оптимизация размеров волнового барьера из материала обратной засыпки с низким акустическим импедансом для защиты конструкций от наземных вибраций высокоскоростных рельсов.Constr Build Mater 44:557–564
Статья Google ученый
Дарби К.М., Буланже Р.В. и др. (2019) Прогрессивные изменения сопротивления разжижению и проникновению конуса при многократном встряхивании в ходе испытаний на центрифуге. J Geotech Geoenviron Eng 145(3):04018112
Статья Google ученый
Дасгупта Б. (1989) Виброизоляция конструкций в однородной упругой грунтовой среде.Диссертация, Миннесотский университет, Миннеаполис, при частичном выполнении требований для получения степени доктора философии
Фэн С.Дж., Ли Дж.П., Чжан С.Л., Чен З.Л., Ли Ю.К. (2020) Влияние уровня грунтовых вод на грунт- эффективность экранирования переносимой вибрации с помощью открытых траншей. Soil Dyn Earthq Eng 131:106031
Артикул Google ученый
Хоссейн М.З., Абедин М.З., Рахман М.Р., Хак М.Н., Джадид Р. (2021) Эффективность песчаных уплотняющих свай для улучшения рыхлого несвязного грунта.Транс Геотех 26:100451
Артикул Google ученый
Hughes JMO, Withers NJ, Greenwood DA (1975) Полевое испытание армирующего эффекта каменной колонны в почве. Геотехника 25(1):31–44
Статья Google ученый
Ямиолковски М., Ло Прести DCF, Манассеро М. (2003). Оценка относительной плотности и прочности на сдвиг песков из СРТ и ДМТ.В: Поведение почвы и строительство мягкого грунта, стр. 201–238. doi: https://doi.org/10.1061/40659(2003)7
Кобаяши Т., Сасса С., Ватанабэ К., Ямазаки Х. (2016) Испытания на встряхивающем столе на разжижение в слоистых песчано-глинистых грунтах и влияние методы уплотнения грунта. В: Материалы 7-й конференции по строительству в Азиатском регионе
Куннат С.К., Эрдуран Э., Чай Ю.Х., Яшинский М. (2008 г.) Влияние вертикальных движений грунта вблизи разлома на сейсмическую реакцию пересечений автомобильных дорог.J Bridg Eng 13 (3): 282–290. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1084-0702(2008)13:3(282)
Статья Google ученый
Lat DC, Ali N, Jais IBM, Yunus NZM, Razali R, Talip ARA (2020) Обзор полиуретана как метода улучшения грунта. Малазийский фонд J Fund Appl Sci 16(1):70–74
Статья Google ученый
Lee CJ, Wei YC, Kuo YC (2012) Граничные эффекты ламинарного контейнера в испытаниях центрифужного встряхивающего стола.Soil Dyn Earthq Eng 34(1):37–51
Статья Google ученый
Ломбарди Д., Бхаттачарья С., Скарпа Ф., Бьянки М. (2015) Динамический отклик геотехнического жесткого модельного контейнера с поглощающими границами. Soil Dyn Earthq Eng 69:46–56
Статья Google ученый
Ломбарди Д., Бхаттачарья С. (2012) Испытания встряхивающего стола на контейнере из твердого грунта с поглощающими границами.В: Материалы 15-й всемирной конференции по инженерии землетрясений, Лиссабон, Португалия.
Маджумдер М., Гош П. (2016) Траншея, заполненная прерывистой геопеной, для виброизоляции с учетом нелинейности грунта. KSCE J Civ Eng 20 (6): 2308–2318. https://doi.org/10.1007/s12205-015-0267-6
Статья Google ученый
Moncarz PD, Krawinkler H (1981) Теория и применение анализа экспериментальных моделей в сейсморазведке, том 50.Стэнфордский университет, Калифорния
Google ученый
Мулей П., Махешвари Б.К., Пол Д.К. (2015) Потенциал разжижения региона Рурки с использованием полевых и лабораторных испытаний. Int J Geosynth Ground Eng 1(4):1–13
Статья Google ученый
Мурали Кришна А., Мадхави Латха Г. (2007 г.) Сейсмическая реакция моделей подпорных стен из армированного грунта с покрытием с использованием тестов на вибростенде.Geosynth Int 14(6):355–364
Статья Google ученый
Национальная совместная программа исследований автомобильных дорог (NCHRP) Synthesis 368, Руководство по испытаниям на проникновение конуса
Padmanabhan G, Shanmugam GK (2020) Исследования по оценке повторного разжижения насыщенных песчаных отложений при повторном ускорении с использованием встряхивающего стола 1 g эксперименты. J Землетрясение англ. https://doi.org/10.1080/13632469.2020.1778588
Статья Google ученый
Папазоглу А.Дж., Эльнашай А.С. (1996) Аналитические и полевые данные разрушительного воздействия вертикального движения грунта при землетрясении.Землетрясение Eng Struct Dyn 25(10):1109–1137
Артикул Google ученый
Pu X, Shi Z, Xiang H (2018) Возможность экранирования вибрации окружающей среды периодическими траншеями, заполненными геопеной. Soil Dyn Earthq Eng 104:228–235
Статья Google ученый
Пунета П. (2016 г.) Исследование сейсмоизоляции зданий с использованием геосинтетических материалов. Диссертация M.Tech, AcSIR, CSIR–Центральный научно-исследовательский институт строительства, Рурки
Робертсон П.К., Кампанелла Р.Г. (1985) Потенциал разжижения песков с использованием CPT.J Geotech Eng 111(3):384–403
Статья Google ученый
Сид Х.Б., Ли К.Л. (1966) Разжижение насыщенных песков при циклической нагрузке. J Soil Mech Found Div 92(6):105–134
Статья Google ученый
Singh HP (2009) Исследования сжижения композитных материалов (докторская диссертация, докторская диссертация, кафедра сейсмостойкого строительства, Индийский технологический институт, Рурки, Индия)
Tsuchida H (1970) Оценка потенциал разжижения песчаных отложений и меры против повреждений, вызванных разжижением.В: Труды ежегодного семинара Исследовательского института портов и гаваней, стр. 3–1
Вайд Ю.П., Негусси Д. (1988) Подготовка восстановленных образцов песка. В: Усовершенствованные трехосные испытания грунта и горных пород. АСТМ Интернэшнл.
Varghese RM, Latha GM (2014) Испытания на вибростенде для исследования влияния различных факторов на сопротивление песка разжижению. Nat Hazards 73(3):1337–1351
Статья Google ученый
Виджай Кумар С.П., Ганеш Кумар С. (2022 г.) Замкнутая система армирующих барьеров для смягчения возникающих колебаний грунта в разжижаемых грунтах.В кн.: Мелиорация грунта и армированные грунтовые сооружения. Спрингер, Сингапур, стр. 433–444
Виджай Кумар С.П., Ганеш Кумар С., Анджу Мэри Э. (2021) Смягчение последствий колебаний грунта, вызванных землетрясением, с использованием системы материалов заполнения, заключенных в геотекстиль. В кн.: Сейсмическая опасность и риск. Спрингер, Сингапур, стр. 247–256
Ван З.Л., Ли Ю.К., Ван Дж.Г. (2006)Численный анализ эффекта затухания пенополистирола на волны напряжения в гражданской обороне. Geotext Geomembr 24(5):265–273
Статья Google ученый
Wang JG, Sun W, Anand S (2009) Численное исследование активной изоляции ударов грунта мягкими пористыми слоями.J Sound Vib 321(3–5):492–509
Артикул Google ученый
Wang S, Yang J, Onyejekwe S (2013) Влияние предыдущего циклического сдвига на сопротивление разжижению ила долины реки Миссисипи. J Mater Civ Eng 25 (10): 1415–1423. https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000698
Статья Google ученый
Whitman RV, Lambe PC (1986) Влияние граничных условий на эксперименты с центрифугами с использованием моделирования движения грунта.Geotech Test J 9 (2): 61–71. https://doi.org/10.1520/GTJ11031J
Статья Google ученый
Вудс Р.Д. (1968) Экранирование поверхностных волн в грунтах, Промышленная программа Мичиганского университета Инженерного колледжа. IP-804
Xenaki VC, Athanasopoulos GA (2003) Сопротивление разжижению смесей песка и ила: экспериментальное исследование влияния мелких частиц. Soil Dyn Earthq Eng 23(3):1–12
Статья Google ученый
Ян В., Юань Р., Ван Дж. (2018) Вибрация, вызванная поездами метро: анализ смягчения последствий открытыми траншеями во временной и частотной областях.Shock Vib
Yang YB, Hung HH (1997) Параметрическое исследование волновых барьеров для снижения вибраций, вызванных поездом. Int J Numer Meth Eng 40(20):3729–3747
Статья Google ученый
Ye B, Hu H, Bao X, Lu P (2018) Повторное сжижение песка и его мезоскопический механизм. Soil Dyn Earthq Eng 114: 12–21. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2018.06.024
Статья Google ученый
Youd TL (1984) Повторное разжижение на том же участке.В: Материалы 8-й Всемирной конференции по сейсмостойкому делу. Prentice-Hall Inc, том 3, стр. 231–238
Zeng X, Rose JG, Rice JS (2001) Жесткость и коэффициент демпфирования модифицированных резиной асфальтовых смесей: потенциальное ослабление вибрации для высокоскоростных железнодорожных путей. J Vib Control 7 (4): 527–538. https://doi.org/10.1177/107754630100700403
Статья Google ученый
Международный журнал научных и технологических исследований
ДОБРО ПОЖАЛОВАТЬ В IJSTR (ISSN 2277-8616) –
International Journal of Scientific & Technology Research — это международный журнал с открытым доступом, посвященный различным областям науки, техники и технологий, в котором особое внимание уделяется новым исследованиям, разработкам и их применению.
Приветствуются статьи, сообщающие об оригинальных исследованиях или расширенных версиях уже опубликованных статей для конференций/журналов. Статьи для публикации отбираются на основе рецензирования, чтобы гарантировать оригинальность, актуальность и удобочитаемость.
IJSTR обеспечивает широкую политику индексации, чтобы сделать опубликованные статьи заметными для научного сообщества.
IJSTR является частью экологически чистого сообщества и предпочитает режим электронной публикации как онлайновый «ЗЕЛЕНЫЙ журнал».

Приглашаем вас представить высококачественные статьи для рецензирования и возможной публикации во всех областях техники, науки и техники.Все авторы должны согласовать содержание рукописи и ее представление для публикации в этом журнале, прежде чем она будет передана нам. Рукописи должны быть представлены через онлайн-подачу

IJSTR приветствует ученых, которые заинтересованы в работе в качестве добровольных рецензентов. Рецензенты должны проявить интерес, отправив нам свои полные биографические данные. Рецензенты определяют качество материалов.Поскольку ожидается, что они будут экспертами в своих областях, они должны прокомментировать значимость рецензируемой рукописи и то, способствует ли исследование знаниям и продвижению как теории, так и практики в этой области. Заинтересованным рецензентам предлагается отправить свое резюме и краткое изложение конкретных знаний и интересов по адресу [email protected]
.

IJSTR публикует статьи, посвященные исследованиям, разработкам и применению в области техники, науки и технологий.Все рукописи предварительно рецензируются редакционной комиссией. Вклады должны быть оригинальными, ранее или одновременно не публиковавшимися в других местах, и подвергаться критическому анализу перед публикацией. Статьи, которые должны быть написаны на английском языке, должны иметь правильную грамматику и правильную терминологию.

IJSTR — международный рецензируемый электронный онлайн-журнал, публикуемый ежемесячно. Цель и сфера деятельности журнала – предоставить академическую среду и важную ссылку для продвижения и распространения результатов исследований, которые поддерживают обучение, преподавание и исследования на высоком уровне в области инженерии, науки и технологий.Приветствуются оригинальные теоретические работы и прикладные исследования, которые способствуют лучшему пониманию инженерных, научных и технологических задач.
Стандартные технические условия на сплошные круглые полимерные стержни, армированные стекловолокном, для армирования бетона
Лицензионное соглашение ASTM
ВАЖНО – ВНИМАТЕЛЬНО ПРОЧИТАЙТЕ ЭТИ УСЛОВИЯ ПЕРЕД ВХОДОМ В ЭТОТ ПРОДУКТ ASTM.
Приобретая подписку и нажимая на это соглашение, вы вступаете в контракт, и подтверждаете, что прочитали настоящее Лицензионное соглашение, что вы понимаете его и соглашаетесь соблюдать его условия. Если вы не согласны с условиями настоящего Лицензионного соглашения, немедленно покиньте эту страницу, не входя в продукт ASTM.
1.Право собственности:
Этот продукт защищен авторским правом, как компиляции и в виде отдельных стандартов, статей и/или документов («Документы») ASTM (“ASTM”), 100 Barr Harbour Drive, West Conshohocken, PA 19428-2959 USA, за исключением случаев, когда прямо указано в тексте отдельных документов. Все права защищены. Ты (Лицензиат) не имеет прав собственности или иных прав на Продукт ASTM или Документы.Это не продажа; все права, право собственности и интерес к продукту или документам ASTM (как в электронном, так и в печатном виде) принадлежат ASTM. Вы не можете удалять или скрывать уведомление об авторских правах или другое уведомление, содержащееся в Продукте или Документах ASTM.
2. Определения.
A. Типы лицензиатов:
(i) Индивидуальный пользователь:
один уникальный компьютер с индивидуальным IP-адресом;
(ii) Одноместный:
одно географическое местоположение или несколько объекты в пределах одного города, входящие в состав единой организационной единицы, управляемой централизованно; например, разные кампусы одного и того же университета в одном городе управляются централизованно.
(iii) Multi-Site:
организация или компания с независимое управление несколькими точками в одном городе; или организация или компания, расположенная более чем в одном городе, штате или стране, с центральным управлением для всех местоположений.
B. Авторизованные пользователи:
любое лицо, подписавшееся к этому Продукту; если Site License также включает зарегистрированных студентов, преподавателей или сотрудников, или сотрудник Лицензиата на Одном или Множественном Сайте.
3. Ограниченная лицензия.
ASTM предоставляет Лицензиату ограниченное, отзывная, неисключительная, непередаваемая лицензия на доступ посредством одного или нескольких авторизованные IP-адреса и в соответствии с условиями настоящего Соглашения использовать разрешенных и описанных ниже, каждого Продукта ASTM, на который Лицензиат подписался.
А.Специальные лицензии:
(i) Индивидуальный пользователь:
(a) право просматривать, искать, извлекать, отображать и просматривать Продукт;
(b) право скачивать, хранить или распечатывать отдельные копии отдельных Документов или частей таких Документов исключительно для собственного использования Лицензиатом. То есть Лицензиат может получить доступ к электронному файлу Документа (или его части) и загрузить его. Документа) для временного хранения на одном компьютере в целях просмотра и/или печать одной копии документа для личного пользования.Ни электронный файл, ни единственный печатный отпечаток может быть воспроизведен в любом случае. Кроме того, электронный файл не может распространяться где-либо еще по компьютерным сетям или иным образом. Это электронный файл нельзя отправить по электронной почте, загрузить на диск, скопировать на другой жесткий диск или в противном случае разделены. Одна печатная копия может быть распространена среди других только для их внутреннее использование в вашей организации; его нельзя копировать.Индивидуальный загруженный документ иным образом не может быть продана или перепродана, сдана в аренду, сдана в аренду, одолжена или сублицензирована.
(ii) Односайтовые и многосайтовые лицензии:
(a) право просматривать, искать, извлекать, отображать и просматривать Продукт;
(b) право скачивать, хранить или распечатывать отдельные копии отдельных Документов или частей таких Документов для личных целей Авторизованного пользователя. использовать и передавать такие копии другим Авторизованным пользователям Лицензиата в компьютерной сети Лицензиата;
(c) если образовательное учреждение, Лицензиату разрешается предоставлять печатная копия отдельных Документов отдельным учащимся (Авторизованные пользователи) в классе по месту нахождения Лицензиата;
(d) право отображать, загружать и распространять печатные копии Документов для обучения Авторизованных пользователей или групп Авторизованных пользователей.
(e) Лицензиат проведет всю необходимую аутентификацию и процессы проверки, чтобы гарантировать, что только авторизованные пользователи могут получить доступ к продукту ASTM.
(f) Лицензиат предоставит ASTM список авторизованных IP-адреса (числовые IP-адреса домена) и, если многосайтовый, список авторизованных сайтов.
Б.Запрещенное использование.
(i) Настоящая Лицензия описывает все разрешенные виды использования. Любой другой использование запрещено, является нарушением настоящего Соглашения и может привести к немедленному прекращению действия настоящей Лицензии.
(ii) Авторизованный пользователь не может производить этот Продукт, или Документы, доступные любому, кроме другого Авторизованного Пользователя, будь то по интернет-ссылке, или разрешив доступ через его или ее терминал или компьютер; или другими подобными или отличными средствами или договоренностями.
(iii) В частности, никто не имеет права передавать, копировать, или распространять любой Документ любым способом и с любой целью, за исключением случаев, описанных в Разделе 3 настоящей Лицензии без предварительного письменного разрешения ASTM. Особенно, за исключением случаев, описанных в Разделе 3, никто не может без предварительного письменного разрешения ASTM: (a) распространять или пересылать копию (электронную или иную) любой статьи, файла, или материал, полученный из любого продукта или документа ASTM; (b) воспроизводить или фотокопировать любые стандарт, статья, файл или материал из любого продукта ASTM; в) изменять, видоизменять, приспосабливать, или переводить любой стандарт, статью, файл или материал, полученный из любого продукта ASTM; (d) включать любой стандарт, статью, файл или материал, полученный из любого продукта ASTM или Документировать в других произведениях или иным образом создавать любые производные работы на основе любых материалов. получено из любого продукта или документа ASTM; (e) взимать плату за копию (электронную или иным образом) любого стандарта, статьи, файла или материала, полученного из любого продукта ASTM или Документ, за исключением обычных расходов на печать/копирование, если такое воспроизведение разрешено по разделу 3; или (f) систематически загружать, архивировать или централизованно хранить существенные части стандартов, статей, файлов или материалов, полученных из любого продукта ASTM или Документ.Включение печатных или электронных копий в пакеты курсов или электронные резервы, или для использования в дистанционном обучении, не разрешено настоящей Лицензией и запрещено без Предварительное письменное разрешение ASTM.
(iv) Лицензиат не может использовать Продукт или доступ к Продукт в коммерческих целях, включая, помимо прочего, продажу Документов, материалы, платное использование Продукта или массовое воспроизведение или распространение Документов в любой форме; а также Лицензиат не может взимать с Авторизованных пользователей специальные сборы за использование Продукт сверх разумных расходов на печать или административные расходы.
C. Уведомление об авторских правах . Все копии материала из ASTM Продукт должен иметь надлежащее уведомление об авторских правах от имени ASTM, как показано на начальной странице. каждого стандарта, статьи, файла или материала. Сокрытие, удаление или изменение уведомление об авторских правах не допускается.
4. Обнаружение запрещенного использования.
A. Лицензиат несет ответственность за принятие разумных мер для предотвращения запрещенного использования и незамедлительного уведомления ASTM о любых нарушениях авторских прав или запрещенное использование, о котором Лицензиату стало известно. Лицензиат будет сотрудничать с ASTM при расследовании любого такого запрещенного использования и предпримет разумные шаги для обеспечения прекращение такой деятельности и предотвращение ее повторения.
B. Лицензиат должен прилагать все разумные усилия для защиты Продукт от любого использования, не разрешенного настоящим Соглашением, и уведомляет ASTM о любом использовании, о котором стало известно или о котором было сообщено.
5. Постоянный доступ к продукту.
ASTM резервирует право прекратить действие настоящей Лицензии после письменного уведомления, если Лицензиат существенно нарушит условия настоящего Соглашения.Если Лицензиат не оплачивает ASTM какую-либо лицензию или абонентской платы в установленный срок, ASTM предоставит Лицензиату 30-дневный период в течение что бы вылечить такое нарушение. Для существенных нарушений период устранения не предоставляется связанные с нарушениями Раздела 3 или любыми другими нарушениями, которые могут привести к непоправимым последствиям ASTM. вред. Если подписка Лицензиата на Продукт ASTM прекращается, дальнейший доступ к онлайн-база данных будет отклонена.Если Лицензиат или Авторизованные пользователи существенно нарушают настоящую Лицензию или запрещать использование материалов в любом продукте ASTM, ASTM оставляет за собой право право отказать Лицензиату в любом доступе к Продукту ASTM по собственному усмотрению ASTM.
6. Форматы доставки и услуги.
A. Некоторые продукты ASTM используют стандартный интернет-формат HTML. ASTM оставляет за собой право изменить такой формат с уведомлением Лицензиата за три [3] месяца, хотя ASTM приложит разумные усилия для использования общедоступных форматов. Лицензиат и Авторизованные пользователи несут ответственность за получение за свой счет подходящие подключения к Интернету, веб-браузеры и лицензии на любое необходимое программное обеспечение для просмотра продуктов ASTM.
B. Продукты ASTM также доступны в Adobe Acrobat (PDF) Лицензиату и его Авторизованным пользователям, которые несут единоличную ответственность за установку и настройка соответствующего программного обеспечения Adobe Acrobat Reader.
C. ASTM приложит разумные усилия для обеспечения онлайн-доступа доступны на постоянной основе. Доступность будет зависеть от периодического перерывы и простои для обслуживания сервера, установки или тестирования программного обеспечения, загрузка новых файлов и причины, не зависящие от ASTM. ASTM не гарантирует доступ, и не несет ответственности за ущерб или возврат средств, если Продукт временно недоступен, или если доступ становится медленным или неполным из-за процедур резервного копирования системы, объем трафика, апгрейды, перегрузка запросов к серверам, общие сбои сети или задержки, или любая другая причина, которая может время от времени делать продукт недоступным для Лицензиата или Авторизованных пользователей Лицензиата.
7. Условия и стоимость.
A. Срок действия настоящего Соглашения _____________ (“Период подписки”). Доступ к Продукту предоставляется только на Период Подписки. Настоящее Соглашение останется в силе после этого для последовательных Периодов подписки при условии, что ежегодная абонентская плата, как таковая, может меняются время от времени, оплачиваются.Лицензиат и/или ASTM имеют право расторгнуть настоящее Соглашение. в конце Периода подписки путем письменного уведомления, направленного не менее чем за 30 дней.
B. Сборы:
8. Проверка.
ASTM имеет право проверять соответствие с настоящим Соглашением, за свой счет и в любое время в ходе обычной деятельности часы.Для этого ASTM привлечет независимого консультанта при соблюдении конфиденциальности. соглашение, для проверки использования Лицензиатом Продукта и/или Документов ASTM. Лицензиат соглашается разрешить доступ к своей информации и компьютерным системам для этой цели. Проверка состоится после уведомления не менее чем за 15 дней, в обычные рабочие часы и в таким образом, чтобы не создавать необоснованного вмешательства в деятельность Лицензиата.Если проверка выявляет нелицензионное или запрещенное использование продуктов или документов ASTM, Лицензиат соглашается возместить ASTM расходы, понесенные при проверке и возмещении ASTM для любого нелицензированного/запрещенного использования. Применяя эту процедуру, ASTM не отказывается от любое из своих прав на обеспечение соблюдения настоящего Соглашения или на защиту своей интеллектуальной собственности путем любым другим способом, разрешенным законом.Лицензиат признает и соглашается с тем, что ASTM может внедрять определенная идентифицирующая или отслеживающая информация в продуктах ASTM, доступных на Портале.
9. Пароли:
Лицензиат должен немедленно уведомить ASTM о любом известном или предполагаемом несанкционированном использовании(ях) своего пароля(ей) или о любом известном или предполагаемом нарушение безопасности, включая утерю, кражу, несанкционированное раскрытие такого пароля или любой несанкционированный доступ или использование Продукта ASTM.Лицензиат несет исключительную ответственность для сохранения конфиденциальности своего пароля (паролей) и для обеспечения авторизованного доступ и использование Продукта ASTM. Личные учетные записи/пароли не могут быть переданы.
10. Отказ от гарантии:
Если не указано иное в настоящем Соглашении, все явные или подразумеваемые условия, заверения и гарантии, включая любые подразумеваемые гарантия товарного состояния, пригодности для определенной цели или ненарушения прав отказываются от ответственности, за исключением случаев, когда такие отказы признаются юридически недействительными.
11. Ограничение ответственности:
В пределах, не запрещенных законом, ни при каких обстоятельствах ASTM не несет ответственности за любые потери, повреждения, потерю данных или за особые, косвенные, косвенные или штрафные убытки, независимо от теории ответственности, возникающие в результате или в связи с использованием продукта ASTM или загрузкой документов ASTM. Ни при каких обстоятельствах ответственность ASTM не будет превышать сумму, уплаченную Лицензиатом по настоящему Лицензионному соглашению.
12. Общие.
A. Прекращение действия:
Настоящее Соглашение действует до прекращено. Лицензиат может расторгнуть настоящее Соглашение в любое время, уничтожив все копии (на бумажном, цифровом или любом носителе) Документов ASTM и прекращении любого доступа к Продукту ASTM.
B. Применимое право, место проведения и юрисдикция:
Это Соглашение должно толковаться и толковаться в соответствии с законодательством Содружество Пенсильвании.Лицензиат соглашается подчиняться юрисдикции и месту проведения в суды штата и федеральные суды Пенсильвании по любому спору, который может возникнуть в соответствии с настоящим Соглашение. Лицензиат также соглашается отказаться от любых претензий на неприкосновенность, которыми он может обладать.
C. Интеграция:
Настоящее Соглашение представляет собой полное соглашение между Лицензиатом и ASTM в отношении его предмета. Он заменяет все предыдущие или одновременные устные или письменные сообщения, предложения, заверения и гарантии и имеет преимущественную силу над любыми противоречащими или дополнительными условиями любой цитаты, заказа, подтверждения, или другое сообщение между сторонами, относящееся к его предмету в течение срока действия настоящего Соглашения.Никакие изменения настоящего Соглашения не будут иметь обязательной силы, если они не будут в письменной форме и подписан уполномоченным представителем каждой стороны.
D. Назначение:
Лицензиат не может назначать или передавать свои права по настоящему Соглашению без предварительного письменного разрешения ASTM.
E. Налоги.
Лицензиат должен платить любые применимые налоги, за исключением налогов на чистый доход ASTM, возникающий в результате использования Лицензиатом Продукта ASTM. и/или права, предоставленные по настоящему Соглашению.
АРМИРОВАНИЕ РЕЗИНЫ ТЕХНИКОМ И ПОКРЫТЫМИ НАНОЦЕЛЛЮЛОЗНЫМИ ФИБРИЛЛАМИ, ПОКРЫТЫМИ ЛИГНИНОМ
Растет интерес к использованию растущих объемов устойчивого, возобновляемого и переработанного сырья в смесях для шин и резинотехнических изделий. ^1–4 Таким образом, возникает острая необходимость в изучении и оценке различных новых форм возобновляемых наполнителей, масел и полимерных прекурсоров биологического происхождения для потенциального промышленного использования.Наноцеллюлоза (НК) является одним из таких материалов, который вызвал значительный интерес в области армирования резины.
Наноцеллюлоза — это относительно новый класс наноматериалов, полученных из ресурсов биомассы, уникальные свойства которых, как было продемонстрировано, улучшают широкий спектр инженерных материалов, включая буровые растворы, ⁵ пластиковые композиты, ⁶ цемент, ⁷ бумага, ⁸ картон, ⁹ электронные чернила, ¹⁰ повязки для ухода за ранами, ¹¹ и биомедицинские ткани.¹² Наноцеллюлоза — это высокопрочный, легкий, возобновляемый, биоразлагаемый материал, извлекаемый из растений и деревьев, включая сельскохозяйственные и древесные отходы. Наноцеллюлоза, состоящая из областей кристаллической целлюлозы, является жесткой (модуль Юнга 130–150 ГПа) и прочной (предел прочности при растяжении ~ 1–3 ГПа). ¹³
Наноцеллюлоза делится на две основные категории по размеру и морфологии, которые являются результатом используемых условий производства:
Традиционно наноцеллюлозу производят из товарной целлюлозы на основе древесины с обработкой серной кислотой для производства CNC ¹⁵ или механической обработкой (например,г., рафинирование целлюлозы) для производства УНВ. ¹⁶ Недостатки этих традиционных методов включают высокую стоимость исходного древесного сырья, высокие затраты на химическую обработку и обработку отходов для CNC, а также высокие затраты на энергию для CNF. Обычная наноцеллюлоза обладает высокой гидрофильностью из-за высокой концентрации групп –ОН на поверхности. Несовместимость между гидрофильной поверхностью наноцеллюлозы и гидрофобными полимерами исторически ограничивала эффективность наноцеллюлозы в широком спектре полимерных применений.
Использование различных форм наноцеллюлозы в качестве устойчивого армирующего наполнителя для каучука широко исследовалось. Усилия академических кругов были обобщены в нескольких недавних обзорных статьях. ^17–20 Усилия производителей шин можно найти в соответствующей патентной литературе. ^21–25 Несмотря на то, что сообщалось о преимуществах в улучшении статического модуля, уменьшении веса смеси, динамических свойствах и стойкости к истиранию, трудности с достижением разумных макро- и микромасштабных дисперсий могут быть проблематичными.Смешивание НК с латексом и растворителем широко используется для облегчения включения водных гелей необработанных НК в резиновые смеси. ^{19,21,22,24–29} Также были исследованы различные химические стратегии для лучшей совместимости или соединения поверхности NC с обычными каучуками. ^21,30–32
Экономичный запатентованный продукт BioPlus ^® компании GranBio Technologies с AVAP ^® устраняет многие недостатки, связанные с традиционным производством наноцеллюлозы.^33–39 Этот гибкий процесс позволяет производить либо нанокристаллы целлюлозы, либо нанофибриллы целлюлозы, а также новые, гидрофобные, покрытые лигнином версии каждого из них. Лигнин является вторым наиболее распространенным полимером в природе после целлюлозы и является относительно гидрофобным со многими ароматическими компонентами. Это недостаточно используемый побочный продукт биоперерабатывающих заводов биомассы, который представляет собой возможное решение для гидрофобной модификации поверхности наноцеллюлозы. ³⁶ BioPlus с AVAP использует сырую биомассу (например,например, сельскохозяйственные отходы, энергетические культуры, древесина и древесные отходы), а также низкое потребление механической энергии, минимальные этапы обработки и повторное использование химикатов для предварительной обработки.
В этом исследовании мы изучаем диспергируемость и общие характеристики армирования покрытых лигнином наноцеллюлозных фибрилл (LCNF) в каучуке в качестве сонаполнителя наряду с обычной сажей в качестве способа увеличения содержания возобновляемых армирующих мелких частиц в резиновых смесях. .
.