Дар ҳоле ки истеҳсоли семент бо масрафи баланди энергия ва партоби карбон алоқаманд аст, саноати равғани хурмо низ миқдори зиёди хокистари биомасса тавлид мекунад. Ин таҳқиқот месанҷад, ки оё хокистари поёнии ҳосилшуда аз сӯзонидани биомассаи нахли равғанӣ метавонад дар бетони кафкдор ба ҷойи як қисми семент истифода шавад ё не.

Муҳаққиқон хокистари поёнии нахли равғаниро дар сатҳҳои 0, 10, 20, 30 ва 40 фоиз ба ҷойи семент истифода карда, намунаҳоро 7, 14 ва 28 рӯз дар об нигоҳ доштаанд. Коэффисиенти ҷабби садои бетони кафкдори омодашуда дар фосилаи 200–5000 Hz бо қубури импедансии думикрофонӣ чен карда шудааст; муқовимати фишорӣ ва модулҳои ибтидоӣ, тангенсӣ ва секантии чандирӣ бо дастгоҳи универсалии озмоишӣ муайян шудаанд. Сохтори кимиёвӣ ва минералогии хокистар бо XRF ва XRD, андозаи зарраҳо бо дифраксияи лазерӣ ва сохтори сӯрохиҳо бо микроскопи оптикӣ таҳлил шудааст.

Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки миқдори хокистар иҷрои акустикӣ ва механикиро ба як самт тағйир намедиҳад. Миқдори зиёди хокистар сӯрохиҳои калонтар ва ба ҳам пайвастаро ба вуҷуд оварда, парокандашавии бештарини энергияи садоро дар дохили мавод таъмин кардааст. Тибқи арзёбии умумии таҳқиқот, 40 фоиз хокистар ва 28 рӯзи нигоҳдорӣ бо коэффисиенти коҳиши садои тақрибан 0,38 таркиби аз ҷиҳати акустикӣ мувофиқтарин мебошад. Баръакс, минтақаи беҳтарини иҷрои механикӣ дар фосилаи 10–20 фоиз хокистар аст. Баландтарин муқовимати фишорӣ, тақрибан 2,44 MPa, дар шароити 20 фоиз хокистар ва 7 рӯзи нигоҳдорӣ чен шудааст.

Дар намунаҳои дорои 30 ва 40 фоиз хокистар муқовимати фишорӣ мутаносибан то тақрибан 0,64 ва 0,19 MPa коҳиш ёфтааст. Аз ин рӯ, омехтаҳои дорои миқдори зиёди хокистар на барои унсурҳои борбардор, балки барои панелҳои садоҷабби бебор тавсия шудаанд. Таҳқиқот, дар ҳоле ки нишон медиҳад партови кишоварзӣ метавонад ба маводи сохтмонӣ табдил дода шавад, ҳамзамон ошкор мекунад, ки байни иҷрои акустикӣ ва муқовимати механикӣ созиши тарроҳии равшан вуҷуд дорад.

Бетони кафкдор маводи сементиест, ки бо ворид кардани назоратшавандаи ҳубобчаҳои ҳаво истеҳсол мешавад ва зичии пасту сохтори ковок дорад. Он нисбат ба бетони анъанавӣ сабуктар буда, бартариҳое ба монанди гарминигоҳдорӣ, ҷойгиркунии осон ва ҷабби садо дорад. Бо вуҷуди ин, муқовимати пасти фишорӣ, шиканандагӣ ва тағйирёбанда будани иҷрои акустикӣ доираи истифодаи онро маҳдуд мекунад.

Масъалаи дуюме, ки таҳқиқот ба он тамаркуз мекунад, хокистари биомасса аз истеҳсоли равғани хурмо мебошад. Вақте ки пӯст, нах, тана ва дигар боқимондаҳои биомассаи нахли равғанӣ барои истеҳсоли энергия сӯзонда мешаванд, миқдори назарраси хокистари поёнӣ ба вуҷуд меояд. Дар таҳқиқот гуфта мешавад, ки танҳо бахши равғани хурмои Таиланд солона тақрибан 0,46 миллион тонна хокистари сӯзишвории равғани хурмо тавлид мекунад. Ин хокистар аксар вақт атрофи корхонаҳои истеҳсолӣ партофта мешавад ва ба маводи дорои арзиши иловагӣ табдил намеёбад.

Муҳаққиқон ин ду масъаларо дар як тарҳи мавод муттаҳид кардаанд: агар хокистари поёнии равғани хурмо дар бетони кафкдор ба ҷойи қисми семент истифода шавад, оё ҳам партов кам карда мешавад, ҳам масрафи семент поён меравад ва ҳам сохтори сӯрохии мавод аз ҷиҳати ҷабби садо беҳтар мегардад?

Таҳқиқот ба кадом холигии илмӣ посух медиҳад?

Таъсири механикии маҳсулоти иловагии саноатӣ ба монанди хокистари парвозӣ ва хокистари поёнии ангишт дар бетони анъанавӣ ва кафкдор қаблан омӯхта шудааст. Ба ҳамин монанд, хусусиятҳои ҷабби садои бетонҳои ковок низ таҳқиқ шудаанд. Аммо таъсири хокистари поёнии аз биомассаи нахли равғанӣ ҳосилшуда дар бетони кафкдор, махсусан аз ҷиҳати арзёбии якҷояи хусусиятҳои акустикӣ ва механикӣ дар як барномаи таҷрибавӣ, ба таври кофӣ омӯхта нашудааст.

Ҷанбаи аслии ин таҳқиқот дар он аст, ки он миқдори хокистарро на танҳо аз ҷиҳати муқовимати фишорӣ, балки ҳамзамон аз ҷиҳати геометрияи сӯрохиҳо, коэффисиенти ҷабби садо вобаста ба басомад, коэффисиенти коҳиши садо ва модулҳои гуногуни чандирӣ меомӯзад. Ҳамин тавр, равшан нишон дода мешавад, ки «омехтаи аз ҳама қавӣ» ва «омехтаи беҳтарини ҷаббандаи садо» як чиз нестанд.

Хокистари поёнии нахли равғанӣ чист?

Хокистари поёнии нахли равғание, ки дар таҳқиқот истифода шудааст, аз як корхонаи коркарди хурмо дар вилояти Сатуни Таиланд гирифта шудааст. Ин маводро метавон ҳамчун пасмондаи нисбатан дағал ва номунтазами сахте тавсиф кард, ки баъд аз сӯхтани биомасса дар поёни дег ё кӯра боқӣ мемонад.

Хокистар мустақиман хокаи минералии якхела ва майда нест. Таҳлили андозаи зарраҳо нишон додааст, ки ду гурӯҳи ҷудогонаи зарраҳо мавҷуданд:

• Гурӯҳи зарраҳои майда, ки тақрибан дар атрофи 10–15 µm мутамарказ аст
• Гурӯҳи зарраҳои калон ё агломератшуда, ки тақрибан дар атрофи 885 µm мутамарказ аст

Диаметрҳои хоси зарраҳо чунинанд:

• D₁₀ = 2,5 µm: 10 фоизи ҳаҷмии зарраҳо аз ин андоза хурдтаранд.
• D₅₀ = 15,4 µm: Андозаи медиании зарра аст; нисфи ҳаҷми зарраҳо аз ин арзиш хурдтар аст.
• D₉₀ = 999,4 µm: 90 фоизи ҳаҷми зарраҳо аз ин андоза хурдтар аст.

Ин фосилаи ғайриоддӣ васеи андоза боиси он мегардад, ки хокистар ду нақши гуногун иҷро кунад. Дар миқдори паст зарраҳои майда метавонанд холигиҳои хамири сементиро пур кунанд. Дар миқдори баланд бошад, зарраҳои калон ва номунтазам метавонанд деворҳои ҳуҷайраҳои кафкро вайрон карда, сӯрохиҳои калонтар, номунтазам ва ба ҳам пайвастаро ба вуҷуд оранд.

Таркиби кимиёвии хокистар

Тибқи таҳлили XRF, унсурҳои асосии хокистар чунинанд:

Аз ҷиҳати таркиби оксидҳо ҳиссаи диоксиди силисий 48,6 фоиз аст. Оксиди калсий 12,4 фоиз, оксиди калий 11,1 фоиз, пентоксиди фосфор 6,9 фоиз, оксиди магний 4,3 фоиз ва оксиди оҳан 2,3 фоиз гузориш шудааст.

Таҳлили XRD нишон медиҳад, ки қисми муҳими силика дар шакли кристаллии кварс ва кристобалит мавҷуд аст. Ин фарқият муҳим аст. Дар ҳоле ки силикаи аморфӣ метавонад бо гидрататсияи семент осонтар вокуниш карда, саҳми пуццоланӣ гузорад, кварс ва кристобалит дар шароити нигоҳдорӣ дар оби ҳарорати муҳит фазаҳои нисбатан устувор ва камреактив мебошанд. Аз ин рӯ, таҳқиқот арзёбӣ кардааст, ки саҳми хокистар ба муқовимат асосан на аз реаксияи кимиёвӣ, балки аз таъсири пуркунанда ва таҳкими физикии зарраҳо ба вуҷуд меояд.

Дар хокистар инчунин кальцит, яъне CaCO₃, ва фазаи Ca₉MgK(PO₄)₇, ки ҳамчун фосфати калсий-магний-калий ифода шудааст, муайян шудааст. Муҳокима шудааст, ки кальцит метавонад барои маҳсулоти гидрататсия сатҳи ядроофарӣ фароҳам карда, ба муқовимати барвақтӣ мусоидат кунад; фазаҳои фосфатӣ бошанд, метавонанд ба рӯи зарраҳои семент часпида, гидрататсияро суст кунанд.

Намунаҳо чӣ гуна омода шуданд?

Дар омехтаи назоратӣ таносуби массаи қум, сементи портландӣ ва хокистар 100:100:0 муайян шудааст. Қисми семент бо миқдорҳои афзояндаи хокистар иваз шудааст:

Таносуби об-байндер дар ҳамаи омехтаҳо дар 0,46 доимӣ нигоҳ дошта шудааст. Дар ин ҷо байндер маҷмӯи семент ва OPBA мебошад:

\[ w/b = \frac{m_{su}}{m_{çimento}+m_{OPBA}} = 0{,}46 \]

Дар ин ҷо:

• w/b — таносуби об-байндер мебошад.
• m_su — массаи об дар омехта мебошад.
• m_çimento — массаи сементи портландӣ мебошад.
• m_OPBA — массаи хокистари поёнии нахли равғанӣ мебошад.

Пас аз омехтани маводи хушк об илова шудааст, сипас кафке, ки бо агенти тиҷоратии кафк ҳосил шудааст, ба миқдоре ба омехта ворид карда шудааст, ки ба 50 фоизи ҳаҷми ҷузъҳои сахти пешакӣ омехташуда баробар аст. Омехта ба қолабҳои силиндрӣ рехта шуда, 48 соат дар шароити назоратшавандаи ҳуҷра нигоҳ дошта шудааст ва баъдан барои 7, 14 ё 28 рӯз пурра дар об ғӯтонда нигоҳ дошта шудааст.

Сохтори сӯрохиҳо чӣ гуна тағйир ёфт?

Тасвирҳои микроскопи оптикӣ танҳо барои омехтаҳои дорои хокистари BA-10, BA-20, BA-30 ва BA-40 пешниҳод шудаанд. Тасвири микроскопии омехтаи назоратӣ дар таҳқиқот нишон дода нашудааст.

Дар намунаи BA-10 сӯрохиҳо хурдтаранд ва пайвастҳои байнисӯрохӣ маҳдудтаранд. Бо баланд шудани миқдори хокистар ба 20, 30 ва 40 фоиз, холигиҳои калонтар ва каналҳои кушодае, ки сӯрохиҳоро ба ҳам мепайванданд, равшантар шудаанд. Дар тасвири BA-40 зарраҳои торики хокистари вокунишнакарда дар матритсаи сементӣ равшантар дида мешаванд.

Ин тағйир натиҷаи асосии микроструктурӣ мебошад, ки мефаҳмонад чаро хусусиятҳои акустикӣ ва механикӣ ба самтҳои муқобил рушд мекунанд:

• Сӯрохиҳои калонтар ва ба ҳам пайваста имкон медиҳанд, ки мавҷи садо дар дохили мавод роҳи дарозтару мураккабтар тай кунад ва талафоти энергияи акустикӣ зиёд шавад.
• Ҳамин сӯрохиҳо пайвастагии скелети сементии борбардорро суст мекунанд ва муқовимати фишориро паст менамоянд.

Зичӣ чӣ гуна тағйир ёфт?

Зичии намунаҳо тақрибан дар фосилаи 592–799 kg/m³ чен шудааст. Баландтарин зичиҳо, тақрибан 757–799 kg/m³, дар намунаҳои назоратии бе хокистар дида шудаанд.

Бо зиёд шудани миқдори хокистар зичӣ дар маҷмӯъ кам шудааст. Дар шароити 30–40 фоиз хокистар ва 7 рӯзи нигоҳдорӣ зичӣ то тақрибан 592–633 kg/m³ поён рафтааст. Ин натиҷа бо он шарҳ дода шудааст, ки OPBA нисбат ба семент сабуктар ва ковоктар аст.

Дар сатҳи 0–10 фоиз хокистар, нигоҳдории 28-рӯза аз ҳисоби идомаи гидрататсия зичиро каме зиёд кардааст. Дар миқдори 20 фоиз ва бештар, таъсири вақти нигоҳдорӣ суст шуда, омили асосии муайянкунандаи зичӣ миқдори хокистар будааст.

Ҷабби садо чӣ гуна чен карда шуд?

Коэффисиенти ҷабби садо дар кунҷи афтиши муқаррарӣ бо истифода аз қубури импедансии думикрофонӣ мувофиқи стандартҳои ASTM E1050 ва ISO 10534-2 чен карда шудааст. Система аз ҷузъҳои асосии зерин иборат буд:

• Қубур бо диаметри дохилии 28,6 mm ва дарозии 1000 mm
• Ду микрофони лаборатории GRAS 46BD-FV
• Воҳиди ҷамъоварии маълумоти NI-9230
• Модули махсуси ҷамъоварӣ ва таҳлили маълумот дар асоси Python
• Намунаи силиндрӣ бо диаметри 28,6 mm ва ғафсии 40 mm

Фосилаи ченкунӣ 200–5000 Hz буд. Коэффисиенти ҷабби садо нишон медиҳад, ки чӣ қадар аз энергияи садое, ки ба рӯи мавод мерасад, бозтоб наёфта, дар дохили мавод хомӯш мешавад:

\[ \alpha = 1 - |R|^2 \]

Ин муносибати асосӣ барои шарҳи мантиқи таҷрибавии таҳқиқот оварда шудааст. Дар ин ҷо:

• α — коэффисиенти ҷабби садо мебошад.
• R — коэффисиенти бозтоби фишори садо мебошад.
• |R|² — ҳиссаи энергияи бозтобшударо ифода мекунад.

Вақте α ба 0 наздик аст, қисми зиёди садо бозтоб мешавад; вақте ба 1 наздик аст, қисми зиёди энергияи садо дар дохили мавод ҷаббида мешавад. Ченкуниҳои таҳқиқот барои мавҷи садое дурустанд, ки аз як самт ва амудӣ ба рӯи мавод мерасад. Дар муҳити воқеии ҳуҷра садо аз кунҷҳои гуногун меояд; бинобар ин натиҷаи қубури импедансиро мустақиман ҳамчун иҷрои акустикии ҳуҷра маънидод кардан мумкин нест.

Рафтори ҷабби садо вобаста ба басомад

Дар ҳамаи омехтаҳо дар басомадҳои поёнтар аз 1000 Hz коэффисиенти ҷабби садо одатан тақрибан дар сатҳи 0,1–0,2 мондааст. Дар фосилаи 1000–4000 Hz коэффисиентҳо асосан ба 0,35–0,45 баланд шуда, дар баъзе намунаҳои дорои миқдори зиёди хокистар аз 0,5 ҳам гузаштаанд.

Ин рафтор бо тамоюли физикии интизоршаванда барои маводи ковок мувофиқ аст. Дар басомадҳои паст дарозии мавҷи садо аз диаметри сӯрохиҳо хеле калонтар аст. Мавҷ бо сохтори майдаи ковоки мавод самаранок таъсир намекунад. Бо афзоиши басомад дарозии мавҷ кам мешавад; садо бо деворҳои сӯрохиҳо бештар тамос мегирад ва талафоти часпакӣ ва гармӣ меафзояд.

Омехтаи BA-10 ҳолати ғайримуқаррарии равшан нишон додааст. Иҷрои миёнаи ҷабби садои ин омехта пасттар буда, нуқтаи қуллаи спектралӣ аз тақрибан 1000 Hz дар омехтаҳои дорои миқдори зиёди хокистар ба тақрибан 1200 Hz кӯчидааст. Муҳаққиқон ин кӯчишро бо сӯрохиҳои хурдтари BA-10 вобаста донистаанд.

Чаро NRC шакли U гирифт?

Коэффисиенти коҳиши садо (Noise Reduction Coefficient, NRC) нишондиҳандаи ягонаи акустикист, ки ба миёнаи коэффисиентҳои ҷабби садо дар басомадҳои стандартии муайян асос меёбад. Дар таҳқиқот дида шудааст, ки NRC бо миқдори хокистар ба таври хаттӣ зиёд намешавад.

Дар сатҳи тақрибан 10 фоиз хокистар NRC ба фосилаи тақрибан 0,16–0,23 поён рафтааст. Баръакс, дар канорҳои 0 ва 40 фоиз дубора боло рафтааст. Таҳқиқот ин рафторро ҳамчун муносибати U-шакл тавсиф мекунад.

Механизм чунин шарҳ дода мешавад:

1. Дар бетони кафкдори бе хокистар ҳубобчаҳои ҳавои пешакӣ тавлидшуда шабакаи нисбатан мунтазами сӯрохиҳоро ташкил медиҳанд, ки метавонад энергияи садоро пароканда кунад.
2. Ҳангоми илова кардани 10 фоиз хокистар, зарраҳои номунтазами хокистар пеш аз он ки каналҳои нави самараноки акустикӣ ба вуҷуд оранд, пайвастҳои байни ҳуҷайраҳои мавҷудаи кафкро қисман мебанданд.
3. Ҳангоми аз 20–30 фоиз гузаштани миқдори хокистар, микроковокии худи хокистар ва каналҳои кушодаи байни зарраҳо бартарӣ пайдо мекунанд.
4. Дар сатҳи 40 фоиз системаи васеъшуда ва пайвастаи сӯрохиҳо имкон медиҳад, ки энергияи садо бо соиш ва парокандашавии бештар аз даст равад.

Натиҷаи умумии таҳқиқот шароити 40 фоиз хокистар ва 28 рӯзи нигоҳдориро бо NRC-и тақрибан 0,38 ҳамчун оптимуми акустикӣ муайян мекунад. Бо вуҷуди ин, дар ҷадвали муқоисавӣ намунаи 7-рӯзаи дорои 40 фоиз хокистар низ бо NRC = 0,38 нишон дода шудааст. Ин фарқияти гузоришдиҳӣ байни матн ва ҷадвал мебошад. Хулоса, арзёбии асосӣ ва бахши натиҷаҳои таҳқиқот оптимуми акустикиро 40 фоиз хокистар / 28 рӯз нишон медиҳанд.

Натиҷаҳои басомадҳои паст, миёна ва баланд

Нишондиҳандаи ҷабби садои басомади паст α_L бо миқдори хокистар мунтазамтар зиёд шуда, дар шароити 40 фоиз хокистар / 28 рӯз ба тақрибан 0,32–0,35 расидааст. Ин натиҷа нишон медиҳад, ки саҳми асосии акустикии OPBA эҳтимолан беҳтар кардани рафтори басомади паст тавассути сӯрохиҳои калонтар аст.

Нишондиҳандаи басомади миёна α_M дар шароити 10–20 фоиз хокистар ва 7 рӯз бо тақрибан 0,33–0,38 минтақаи пасттаринро нишон дода, дар 40 фоиз хокистар / 28 рӯз ба тақрибан 0,52–0,57 баланд шудааст.

Нишондиҳандаи басомади баланд α_H дар фосилаи тангтари тақрибан 0,40–0,52 тағйир ёфтааст. Ин нишон медиҳад, ки матритсаи бетони кафкдор дар басомадҳои баланд аллакай то андозае самаранок аст ва тарҳи омехта иҷрои басомади баландро ба андозаи басомадҳои паст тағйир намедиҳад.

Муқовимати фишорӣ чӣ гуна чен карда шуд?

Барои ҳар омехта ва вақти нигоҳдорӣ се намунаи силиндрӣ дар дастгоҳи универсалии озмоишӣ бо суръати доимии ҳаракати сарлавҳаи 3 mm/dak зери фишор санҷида шудаанд. Арзишҳои миёна истифода шудаанд.

Муқовимати фишорӣ асосан бо муносибати зерин ифода мешавад:

\[ f_c = \frac{F_{max}}{A} \]

Ин муносибати асосӣ барои шарҳи мантиқи механикии таҷриба оварда шудааст. Дар ин ҷо:

• f_c — муқовимати фишорӣ мебошад.
• F_max — баландтарин қувваи фишориест, ки намуна бардоштааст.
• A — масоҳати бурише мебошад, ки ба он бор татбиқ шудааст.

Муқовимати фишорӣ баландтарин бори фишориро нишон медиҳад, ки мавод метавонад ба як воҳиди масоҳати буриш бардорад. Аммо ин нишондиҳанда танҳо худ аз худ исбот намекунад, ки мавод ҳамчун унсури сохтмонӣ бехатар аст; стандартҳои тарроҳӣ, коэффициентҳои бехатарӣ, рафтори дарозмуддат ва шароити саҳроӣ низ бояд алоҳида арзёбӣ шаванд.

Натиҷаҳои асосии хусусиятҳои механикӣ

Баландтарин муқовимати фишорӣ, тақрибан 2,44 MPa, дар шароити 20 фоиз хокистар ва 7 рӯзи нигоҳдорӣ чен шудааст. Дар шароити 10 фоиз хокистар ва 7 рӯз муқовимат тақрибан дар фосилаи 1,54–1,99 MPa буд. Омехтаи назоратии бе хокистар ва бо 28 рӯзи нигоҳдорӣ тақрибан 1,54 MPa муқовимат нишон додааст.

Дар сатҳи аз 20 фоиз зиёд иҷрои механикӣ босуръат коҳиш ёфтааст:

Таҳқиқот ҳадди амалии поёнии тақрибан 0,7 MPa-ро, ки дар адабиёт барои истифодаҳои сабуки бетони кафкдори бебор зикр мешавад, ҳамчун истинод истифода кардааст. Намунаҳои дорои 10 ва 20 фоиз хокистар болотар аз ин ҳадд мондаанд, дар ҳоле ки омехтаҳои дорои 30 ва 40 фоиз хокистар аксаран поёнтар аз ин ҳадд қарор гирифтаанд.

Модулҳои чандирӣ чиро нишон доданд?

Муҳаққиқон ба ҷойи як модули ягонаи чандирӣ се нишондиҳандаи гуногуни сахтиро чен кардаанд:

• Модули ибтидоӣ: Сахтӣ дар қисми аввали каҷи шиддат-деформатсияро ифода мекунад.
• Модули тангенсӣ: Дар таҳқиқот аз рӯи нишебӣ дар нуқтаи 0,5f_c муайян шудааст.
• Модули секантӣ: Нишебии миёна байни нуқтаи ибтидо ва нуқтаи 0,5f_c мебошад.

Баландтарин модули ибтидоӣ, тақрибан 24,35 MPa, дар шароити 20 фоиз хокистар / 7 рӯз чен шудааст. Модули тангенсӣ бо тақрибан 109,75 MPa дар шароити 10 фоиз хокистар / 7 рӯз ба қулла расидааст. Модули секантӣ бошад, бо тақрибан 50,10 MPa дар шароити 10 фоиз хокистар / 14 рӯз баландтарин арзишро нишон додааст.

Дар намунаҳои дорои 30 ва 40 фоиз хокистар ҳамаи се нишондиҳандаи сахтӣ ба сатҳҳои паст коҳиш ёфтаанд. Ин ҳолат бо калон шудани сӯрохиҳо ва тунук шудани скелети пайвастаи борбардори хамири семент шарҳ дода шудааст.

Чаро нигоҳдории дарозтар дар об хусусиятҳои механикиро беҳтар накард?

Дар сементи портландии муқаррарӣ нигоҳдории намноки дарозтар аксаран аз ҳисоби идомаи гидрататсия муқовиматро зиёд мекунад. Аммо дар ин таҳқиқот дар бетони кафкдори дорои OPBA, аз 7 рӯз то 28 рӯз дар об нигоҳ доштан хусусиятҳои механикиро асосан коҳиш додааст.

Муҳаққиқон ин натиҷаи муқобилро бо се механизм шарҳ медиҳанд:

1. Шуста баромадани ионҳои калсий: Ковокии баланд метавонад ба об имкон диҳад, ки ба хамири семент ба осонӣ ворид шавад ва ҷузъҳои дорои калсий ҳал шуда, хориҷ шаванд.
2. Нармшавии минтақаи гузариш: Минтақаи байни зарраи хокистар ва хамири семент метавонад аз таъсири дарозмуддати об суст шавад.
3. Ҳалшавии намакҳои калий: Миқдори баланди K₂O-и хокистар метавонад боиси хориҷ шудани фазаҳои калийдори ҳалшаванда дар об ва ба вуҷуд омадани ковокии иловагӣ гардад.

Бо вуҷуди ин, ин механизмҳо дар таҳқиқот бо таҳлили мустақими ионҳо ё ченкунии маҳлули сӯрохиҳо тасдиқ нашудаанд. Онҳо тафсирҳое мебошанд, ки барои шарҳи тамоюлҳои механикӣ ба натиҷаҳои минералогӣ ва адабиёти қаблӣ такя мекунанд.

Чаро иҷрои акустикӣ ва механикӣ бо ҳам зиддият доранд?

Маводи хуби ҷаббандаи садо ба сӯрохиҳои кушода ва пайваста ниёз дорад, ки мавҷи садо ба дохили онҳо ворид шавад. Ҳангоми ҳаракат дар ин каналҳо садо аз ҳисоби соиш байни ҳаво ва девори сӯрохиҳо, тағйироти гармӣ ва парокандашавӣ энергияашро аз даст медиҳад.

Маводи хуби сементии борбардор бошад, ба скелети сахти то ҳадди имкон пайваста, зич ва камнуқс ниёз дорад. Сӯрохиҳои калон ва минтақаҳои пайвасти заиф боиси тамаркузи шиддат мешаванд.

Аз ин рӯ, беҳтарин омехтаи ҷаббандаи садо ва омехтаи дорои баландтарин муқовимати фишорӣ дар таҳқиқот гуногунанд:

• Оптимуми акустикӣ: 40 фоиз OPBA, 28 рӯзи нигоҳдорӣ; тақрибан NRC 0,38
• Оптимуми муқовимати фишорӣ: 20 фоиз OPBA, 7 рӯзи нигоҳдорӣ; тақрибан 2,44 MPa
• Оптимуми сахтии тангенсӣ: 10 фоиз OPBA, 7 рӯзи нигоҳдорӣ; тақрибан 109,75 MPa

Таҳлили оморӣ чиро нишон дод?

Дар таҳқиқот ду тағйирёбандаи мустақил истифода шудааст:

• Ҳиссаи OPBA: 0, 10, 20, 30 ва 40 фоиз
• Вақти нигоҳдорӣ: 7, 14 ва 28 рӯз

Таҳлили дисперсияи дуомила нишон дод, ки миқдори хокистар муайянкунандаи асосии ҳам натиҷаҳои акустикӣ ва ҳам механикӣ мебошад.

R²-и тасҳеҳшудаи модели муқовимати фишорӣ 0,797, модели ҷабби садои басомади баланд 0,702 ва модели NRC 0,668 мебошад. Баръакс, барои модули ибтидоӣ R²-и тасҳеҳшуда танҳо 0,127 аст. Камтар аз 13 фоизи тағйирот дар модули ибтидоӣ аз ҷониби модел шарҳ дода шудааст.

Коэффисиенти вариатсияи модули ибтидоӣ 68,3 фоиз, модули тангенсӣ 36,4 фоиз ва модули секантӣ 43,2 фоиз мебошад. Ин паҳншавии баланд ба сохтори гетерогении сӯрохии бетони кафкдор нисбат дода шудааст. Аз ин рӯ, махсусан натиҷаҳои модули ибтидоӣ бояд на ҳамчун тамоюли қатъӣ ва қавӣ, балки ҳамчун нишонаҳои таҷрибавие хонда шаванд, ки эҳтиёткориро талаб мекунанд.

Муқоиса бо дигар бетонҳои акустикӣ

Дар таҳқиқот барои бетони кафкдори 40 фоиз OPBA бо ғафсии 40 mm NRC тақрибан 0,38 гузориш шудааст. Баъзе маводи муқоисашуда чунинанд:

Ин муқоиса нишон медиҳад, ки бетони кафкдори 40 фоиз OPBA дар шароити лаборатории қубури импедансӣ иҷрои акустикие нишон додааст, ки метавонад бо дигар маводи сементии ковок рақобат кунад. Аммо азбаски ғафсии намуна, геометрияи сӯрохиҳо, стандарти озмоиш ва диапазони басомад фарқ мекунанд, ин арзишҳоро набояд ҳамчун рейтинги мутлақи маҳсулот қабул кард.

Маънои экологӣ ва саноатӣ

Дар таҳқиқот ҳисоб шудааст, ки ҳар як метри мукааби бетони кафкдори OPBA, ки бо 40 фоиз иваз кардани семент истеҳсол мешавад, метавонад тақрибан 133–200 kg хокистарро аз майдони партов дур кунад ва эҳтиёҷ ба сементи портландиро 40 фоиз коҳиш диҳад.

Ин рақамҳо ҳисобкунии воқеии карбон дар давраи ҳаёт нестанд. Дар таҳқиқот арзёбии ҳамаҷонибаи давраи ҳаёт барои хушккунӣ, осиёбкунӣ, интиқол, ҷудокунӣ ё масрафи умумии энергия дар истеҳсоли маҳсулот анҷом дода нашудааст. Аз ин рӯ, хулосаи мустақиме ба монанди «40 фоиз изи карбонӣ камтар» баровардан мумкин нест. Он чизе, ки метавон гуфт, потенсиали назарраси коҳиши масрафи семент ва миқдори хокистари партофташаванда мебошад.

Таъсири эҳтимолӣ ба ҳаёти рӯзмарра ва бахши сохтмон

Тибқи натиҷаҳои таҳқиқот, бетони кафкдори дорои миқдори зиёди OPBA метавонад барои истифодаҳои бебори зерин таҳқиқ шавад:

• Панелҳои акустикии девории дохилӣ
• Панелҳои садокоҳишдиҳанда барои утоқҳои мошинҳо ё минтақаҳои саноатӣ
• Унсурҳои ҷудокунандаи бебор
• Сатҳҳои садоҷабб барои роҳҳо ва иншооти нақлиётӣ
• Унсурҳои сабуки пешсохтаи акустикӣ

Аммо таҳқиқот рафтори сӯхтор, муқовимат ба зарба, қобилияти борбардории пайвасткунакҳо, фарсудашавии рӯизаминӣ, ҷабби об, яхбандӣ-обшавӣ, давраҳои дарозмуддати намӣ, пайдоиши қолаб, химияи оби шориш ё иҷрои воқеии акустикаи ҳуҷраро наомӯхтааст. Бе ин маълумотҳо наметавон хулоса кард, ки маводро мустақиман ҳамчун маҳсулоти тиҷоратии бино ё монеаи садои берунии бехатар истифода бурдан мумкин аст.

Ҷиҳатҳои қавии таҳқиқот

• Арзёбии хусусиятҳои акустикӣ ва механикӣ дар як барномаи таҷрибавӣ
• Истифодаи панҷ ҳиссаи гуногуни хокистар ва се вақти гуногуни нигоҳдорӣ
• Истифодаи қубури импедансии мувофиқ ба ASTM E1050 ва ISO 10534-2
• Пайваст кардани натиҷаҳои XRF, XRD, андозаи зарраҳо ва микроскопия бо иҷро
• Нишон додани созиши акустикӣ-механикӣ ба таври миқдорӣ
• Татбиқи ANOVA-и дуомила ва таҳлили Tukey HSD
• Нишон додани он ки хокистар дар миқдори паст ва баланд нақшҳои гуногуни микроструктурӣ дорад
• Пешниҳоди равиши ченшаванда барои истифодаи партови кишоварзӣ дар маводи сохтмонӣ

Маҳдудиятҳои таҳқиқот

• Таҳқиқот preprint аст ва аз баррасии ҳамтоён нагузаштааст.
• Барои озмоишҳои механикӣ дар ҳар омехта танҳо се намуна истифода шудааст.
• Тасвирҳои микроскопи оптикӣ танҳо барои намунаҳои дорои хокистар ва бо 7 рӯзи нигоҳдорӣ дар об пешниҳод шудаанд.
• Тасвири микроскопии намунаи назоратӣ мавҷуд нест.
• Андозаи сӯрохиҳо ва ковокии кушода бо таҳлили миқдории тасвир чен нашудаанд.
• Ченкунии садо танҳо дар намунаҳои ғафсии 40 mm анҷом шудааст.
• Қубури импедансӣ танҳо мавҷи садои амудӣ ба рӯи маводро чен мекунад.
• Озмоиши майдони диффузӣ ё акустикаи воқеии ҳуҷра анҷом дода нашудааст.
• Рафтори басомади пасттар аз 200 Hz чен нашудааст.
• Намии дарозмуддат, хушкшавӣ-таршавӣ, яхбандӣ-обшавӣ ва устувории муҳити берунӣ омӯхта нашудааст.
• Шуста баромадани ионҳо ва ҳалшавии калий дар миқдори баланди хокистар бо таҳлили мустақими кимиёвӣ тасдиқ нашудааст.
• Тағйирёбии таҷрибавии модули ибтидоӣ хеле баланд аст.
• Рафтор дар оташ ва ҳарорати баланд санҷида нашудааст.
• Барои фоидаи экологӣ таҳлили пурраи давраи ҳаёт анҷом нашудааст.
• Тағйирёбии кимиёвии хокистар вобаста ба манбаъ таҳқиқ нашудааст.

Таҳқиқот чӣ мегӯяд ва чӣ намегӯяд?

Он чӣ таҳқиқот мегӯяд: Ҳиссаи OPBA сохтори сӯрохиҳо, зичӣ, ҷабби садо ва рафтори механикии бетони кафкдорро ба таври қавӣ тағйир медиҳад. Миқдори зиёди хокистар иҷрои акустикиро беҳтар мекунад, вале муқовимати механикиро ҷиддан коҳиш медиҳад. 10–20 фоиз хокистар минтақаи мувофиқтарини механикиро, 40 фоиз хокистар бошад, минтақаи мувофиқтаринро барои панели акустикии бебор ифода мекунад.

Он чӣ таҳқиқот намегӯяд: Таҳқиқот намегӯяд, ки бетони кафкдори 40 фоиз OPBA ҳамчун унсури сохтории борбардор бехатар аст. Он исбот намекунад, ки панели тиҷоратӣ ба меъёрҳои сохтмонӣ мувофиқ аст. Кафолати бехатарии сӯхтор, устувории дарозмуддат ё саломатии муҳити дохилӣ намедиҳад. Нишон намедиҳад, ки истифодаи хокистар партоби воқеии карбонро дақиқ 40 фоиз кам мекунад. Арзишҳои NRC-и аз қубури импедансии лабораторӣ гирифташуда маънои мустақими вақти акси садо дар бино ё коҳиши садои муҳити берунаро надоранд.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Тағйирёбандаҳои таҷриба

Усулҳои таҳлил ва озмоиш

Натиҷаҳои асосии миқдорӣ

Ҳаддҳои пешниҳодшуда аз ҷиҳати истифода

Таҳқиқоти оянда

• Таъсири ғафсии гуногуни панел ба ҷабби садо
• Ченкунии акустикаи воқеии ҳуҷра дар майдони паҳншудаи садо
• Иҷрои басомади пасттар аз 200 Hz
• Давраҳои дарозмуддати намӣ ва хушкшавӣ-таршавӣ
• Яхбандӣ-обшавӣ ва устувории муҳити берунӣ
• Вокуниш ба оташ ва рафтори дуд
• Ченкунии миқдории ковокии кушода ва тақсимоти сӯрохиҳо
• Таҳлили мустақими ионҳои ҳалшудаи калсий ва калий
• Тағйирёбии кимиёвии хокистар аз корхонаҳои гуногуни хурмо
• Таҳлили пурраи давраи ҳаёт ва изи карбон

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

Ин мундариҷа ба таҳқиқоти Kritsadi Thetpraphi, Sarawut Chulok, Nawarat Seetapong, Nasreen Dortha, Polphat Ruamcharoen ва Purintorn Chanlert бо унвони “Acoustical and Mechanical Properties of Foam Concrete Incorporating Bottom Ash Filler Derived from Oil Palm Biomass” асос ёфтааст.

Таҳқиқот як тадқиқоти таҷрибавии мавод дар миқёси лабораторӣ мебошад, ки истифодаи хокистари поёнии биомассаи нахли равғаниро ҳамчун ивазкунандаи қисмии семент дар сатҳҳои 0–40 фоиз дар бетони кафкдор меомӯзад. Намунаҳо 7, 14 ва 28 рӯз дар об нигоҳ дошта шуда, XRF, XRD, таҳлили лазерии андозаи зарраҳо, микроскопияи оптикӣ, озмоиши фишор ва ченкунии қубури импедансии думикрофонӣ татбиқ шудаанд.

Дар матн ба таври равшан ибораи “This preprint research paper has not been peer reviewed” мавҷуд аст. Таҳқиқот preprint аст, ки дар SSRN нашр шудааст ва аз баррасии ҳамтоён нагузаштааст. Аз ин рӯ, усул, тафсирҳои оморӣ ва тавсияҳои татбиқӣ метавонанд пас аз баррасии мустақили ҳамтоён тағйир ёбанд.

Таҳқиқот татбиқи саҳроӣ, сертификатсияи маҳсулоти тиҷоратӣ ё озмоиши бехатарии сохтори борбардор нест. Натиҷаҳои акустикӣ ба ченкуниҳои қубури импедансӣ дар фосилаи 200–5000 Hz барои намунаҳои хурди силиндрии ғафсии 40 mm ва дар кунҷи муқаррарии афтиши садо асос ёфтаанд. Иҷрои воқеии ҳуҷра, фасад ё садои муҳити кушод мустақиман санҷида нашудааст.

Шароити 40 фоиз OPBA / 28 рӯз дар тафсири умумии таҳқиқот ҳамчун варианти мувофиқтарин барои панелҳои акустикии бебор пешниҳод шудааст. Аз сабаби муқовимати пасти фишории намунаҳои дорои 30–40 фоиз хокистар, онҳо барои истифодаҳои сохтории борбардор мувофиқ дониста нашудаанд. Фосилаи 10–20 фоиз танҳо дар шароити таҷрибавии таҳқиқот минтақаи механикии қавитарро ифода мекунад; ин натиҷа мутобиқати кодекси сохтмон ё кафолати бехатарӣ нест.

Мундариҷа танҳо дар асоси тарҳи таҷриба, маълумот, графикҳо, ҷадвалҳо, формулаҳо, тафсирҳо ва маҳдудиятҳои PDF омода шудааст. Ягон даъвои дар таҳқиқот мавҷуднабуда оид ба муваффақияти тиҷоратӣ, иҷрои воқеии бино, коҳиши қатъии карбон, устувории дарозмуддат, бехатарии сӯхтор ё мувофиқати системаи борбардор илова нашудааст.