CC BY
5Limonariya-Kaptarxona yo'lining 4-kmlari") yo'llarimizdan olingan qumli grunt natijalari o'rtacha yirik va mayda qumlar tarkibiga kirishini aniqladik. Ushbu qumli gruntning standart zichligi natijalarini yuqoridagi jadvallardan ko'rishimiz mumkin.
Yuqoridagi ma'lumotlardan quydagilarni xulosa qilishimiz mumkin:
1. Laboratoriya sharoitida qumli gruntlarning hisobiy ko'rsatkichlarini aniqlash uchun mavjud namuna tayyorlash uslubi takomillashtirildi, tadqiqotlar rejalashtirildi, tajribalar natijalarining ishonchliligi aniqlandi. Tadqiqotlarning xatolik darajasi 5% kam bo'ldi.
2. Laboratoriya sharoitida qumli gruntlar hisobiy ko'rsatkichlarining ularning zichligi, namligi, chang va gil zarralar miqdoriga bog'liqligi o'rganildi. Umumiy holatda chang va gil zarralar miqdori ortishi qumli grunt hisobiy ko'rsatkichlarining kamayishiga olib keladi.
3. Laboratoriya sharoitida o'tkazilgan tadqiqotlar qayta ishlandi va ular asosida empirik regressiya tenglamalari taklif qilindi. Bu tenglamalar yordamida qumli gruntlarning hisobiy ko'rsatkichlariga namlik, zichlashtirish koeffitsienti va chang, gil zarralar miqdorining qaysi biri ko'proq ta'sir qilishi aniqlandi.
ADABIYOTLAR
1. Климатические и физико-геологические данное для проектирования
2. Уточнение норм проектирования и конструкций земляного полотна автомобильных дорог.
3. ГОСТ 8735-88 Песок для строительных работ.
4. ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ
5. Л.Н.Бабушкин - Орошаемые районы Туркманистан отличаются многообразием почвенных климатических условий
6. Saliyev Erkinbay, Yuldashova Dilnoza "Qizilqum Tabiiy Geografik O Lkasining Tabiiy Boyliklaridan Oqilona Foydalanish Masalalari", Scientific Journal Impact Factor 2021-yil, 5-7 betlar.
7. ГОСТ 25100-11. Грунты. Классификация. - Ташкент: Гос. Комитет РУз по архитектуре и строительству. Ташкент. 2011. 60 с
8. ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. М., Изд. Стандартов. 1984.
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛУЧЕННЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ И
ПОКРЫТИЙ НА ИХ ОСНОВЕ
Хатамкулов Бекзод Искандарбек угли НамИСИ, [email protected] +998930505070
Болтамуротов Жонибек Хикматилло угли НамИСИ [email protected] +998930505070
Aннотация: Исследование разрушения однонаправленных композиционных материалов показывает, что поперечные трещины зарождаются преимущественно в областях наиболее плотной упаковки волокон и растут по границе раздела матрица/волокно. Микротрещины часто зарождаются перед магистральной трещиной путем отслоения волокон в областях максимальных радиальных растягивающих напряжений в матрице.
Ключевые слова: Композицион, материал, трещины, полимер, физико-
механических, лакокрасочных.
Рассмотрим жесткость и прочность физико-механических свойств полимерных лакокрасочных композиций на основе минеральных ингредиентов относятся к числу важнейших характеристик любых композиционных материалов и изделий из них. В самом деле, ко многим деталям так или иначе прикладывается внешняя нагрузка, а это означает, что такие детали должны удовлетворять двум условиям. При соответствующих нагрузках они, во-первых, не должны ломаться, а во-вторых, удлинение не должно превышать некоторого допустимого предела. Эти условия выполнены, если материал, из которого сделана деталь, имеет достаточную прочность и жесткость.
В данном разделе рассмотрим методы вычисления жесткости и прочности композиционных материалов. Большинство этих методов выведено с помощью основных принципов механики, и поэтому они рассмотрены в первуюочередь. Лишь после этого анализируется поведение композитов.
Для простоты рассмотрено поведение плоских образцов, поскольку детали из композитов часто имеют именно плоскую форму.
Нагрузки и деформации. Нагрузки. Рассматриваются два основных типа нагрузки — силы и моменты сил. Силы могут быть подразделены на растягивающие, сжимающие и сдвиговые, а моменты сил - на изгибающие и крутящие. Все они могут действовать по отдельности или совместно (в зависимости от ситуации).
Структурные объекты. При анализе удобно моделировать поведение реальной структуры некоторым идеализированным элементом. Каждый такой элемент — это модельное упрощение реальной ситуации. Эти упрощения часто основаны на геометрических размерах детали. Рассмотрим прямой элемент, длина которого намного больше его поперечных размеров. Если к такому элементу приложены продольные растягивающие или сжимающие силы, его называют стержнем. Тот же самый элемент, подвергнутый изгибающему моменту сил, называют балкой.
Мембраной называют элемент, длина и ширина которого намного больше толщины, а приложенные силы лежат в его плоскости. Если этот же элемент подвергается изгибающим моментам, его называют пластиной.
Цилиндрические детали также можно считать мембранами, если их диаметр постоянен и намного превышает толщину стенки. Если же диаметр детали изменяется по длине, ее называют оболочкой; в этом случае описывать ее механическое поведение сложнее, чем пластину.
Деформации. Каждый из типов описанной выше нагрузки приводит к характерной деформации тела. Часто рассматривают напряженные состояния, называемые плоским напряженным состоянием и плоской деформацией. При плоском напряженном состоянии напряжения, перпендикулярные плоскости приложенных сил, считаются нулевыми, например, в случае пластины при простом изгибе. При плоской деформации деформация, перпендикулярная плоскости прикладываемого напряжения, постоянна.
Напряжения и деформации. Напряжение. Чтобы рассчитать удлинение деталей различного размера, силы пересчитывают на единицу площади. Таким образом, нормальным напряжением (растягивающим или сжимающим) а называют силу, деленную на поперечное сечение образца. Аналогично определяют и сдвиговое напряжение. Таким образом, напряжение имеет размерность «сила/ площадь», т.е. Н/м2 или Паскаль (Па). Изгибающий момент вызывает появление напряжений, которые линейно изменяются по толщине балки — от растяжения до сжатия. Поперечная сила (нормальная к продольной оси балки) приводит к появлению одновременно сдвиговых и нормальных напряжений.
КУРИЛИШ
Крутящая сила вызывает сдвиговые напряжения, линейно возрастающие по мере удаления от оси цилиндрического стержня. Отметим, что сдвиговые напряжения при кручении легко рассчитываются лишь для простых деталей вроде цилиндрического стержня. Для пластин обычно используются силы и моменты, рассчитанные на единицу ширины.
Деформация. Деформация является безразмерной мерой удлинения; она может быть упругой (мгновенно обратимой), 31апаздывающее-упругой (обратимой по истечении некоторого времени), неупругой (необратимой, зависящей от времени). Существует два типа деформаций — нормальные (растяжение/сжатие) и сдвиговые, в соответствии с двумя типами напряжения. Определение так называемых инженерных деформаций, т.е. рассчитанных на начальную длину образца. Знак нормальной деформации
е = 8/1 считается положительным при растяжении и отрицательным при сжатии. Сдвиговая деформация по определению равна у= ф] + ф2, где ф] и ф2— изменение геометрических углов тела под действием приложенных сдвиговых напряжений.
При изгибе радиус кривизны связан с деформацией формулой
е = у/Я — ку,
где к — кривизна. Отклонение может быть определено по кривизне стандартными математическими методами,
Для кручения, показанного на рис. 6.2, сдвиговая деформация равна
у = гв/1.
Связь напряжения и деформации
1. Обычно при решении задач известно напряжение, которое определяется исходя из прикладываемых нагрузок, и необходимо узнать соответствующие деформации. Существует несколько способов решения таких задач в зависимости от видов напряжений. Для малых упругих деформаций напряжение и деформация связаны упругими константами, которые считают характеристиками материала.
2. Для простейшего случая одноосного нагружения напряжение и деформация связаны модулем Юнга Е:
о= Ее или е = а/Е.
3. Аналогично, сдвиговое напряжение и деформация связаны при помощи модуля сдвига О:
т= Оу, или у~ т/С
4. Любая продольная деформация в направлении приложенной силы сопровождается изменением поперечных размеров (это явление называют эффектам Пуассона)
5. При растяжении образца в направлении оси х сокращение его поперечных размеров описывается так называемым коэффициентом Пуассона:
8 у - Ц 8х
Жесткость композитов. Обсуждение механических свойств, особенно жесткость композитов естественно начинать с простейших волокнистых однонаправленных материалов. Методы, развитые для описания однонаправленного слоя, могут использоваться также для многослойных ламинатов и даже композитов, армированных короткими волокнами.
Существенной особенностью однонаправленного композита является анизотропия его свойств. Заметим, что металлы со случайной ориентацией зерен изотропны, и, в частности, их модуль упругости не зависит от направления растяжения.
Однонаправленный слой изотропен в направлениях, перпендикулярных оси ориентации волокон. Другими словами, если провести механические испытания в
[
направлениях «2» или «3» (перпендикулярных оси волокон), то характеристики будут совпадать. Такие материалы называют поперечноизотротыми. Ясно, что свойства слоя в продольном направлении «1» сильно отличаются от его свойств в других направлениях. Такие материалы называют ортотропными. Выбранные оси (1-2-3) часто называют главными осями.
Соотношения «напряжение-деформация». Соотношения «напряжение-деформация» (называемые также определяющими уравнениями) могут быть выведены из соответствующих выражений для изотропного материала. Рассмотрим однонаправленный слой. Если направления приложенных напряжений совпадают с главными осями материала, деформации описываются выражениями, где Еп — модуль Юнга в продольном направлении.
Макромеханика и микромеханические модели. В предыдущем разделе были получены уравнения, описывающие упругое поведение волокнистого слоя. В них использовались макроскопические упругие характеристики слоя. В настоящей главе макрохарактеристики композита будут определяться из свойств волокон и матрицы на основе некоторой модели, описывающей микроструктуру материала. Иногда такой микроанализ не слишком точен, однако и в этом случае он позволяет выявить факторы, определяющие характеристики композиционных материалов.
Модели микроструктуры. Продольная жесткость. Однонаправленный слой рассматривается как элементарный «строительный блок», являющийся основой многослойного ламината. На разработку моделей, описывающих характеристики однонаправленного слоя, исходя из свойств волокон и матрицы, были потрачены значительные усилия. Наиболее успешно такие модели описывают продольный модуль упругости композита Еи. Рассмотрим однонаправленный материал, нагруженный вдоль волокон. В случае идеальной адгезионной связи волокон и матрицы они деформируются совместно.
Моделирование прочности. Прочность композита определить значительно труднее, чем жесткость. Это связано с несколькими факторами. А именно, со случайным характером разрушения и необходимостью использовать статистические методы, множественностью механизмов разрушения композита (разрушением волокон, матрицы или границы раздела). Кроме того, на прочность влияет локальный характер разрушения и концентрация напряжения, обусловленная особенностями упаковки волокон. Методы определения продольной прочности гораздо точнее, чем поперечных и сдвиговых характеристик.
Продольная прочность. Для получения максимальной прочности волокнистого композита необходимо, чтобы он имел высокое содержание волокон \р и разрушение происходило вследствие разрыва волокон, а не матрицы. Последнее условие выполнено, если объемная доля волокон выше некоторого минимального значения, приблизительно 0,1.
Процессы, происходящие при увеличении нагрузки, зависят от объемной доли волокон и от соотношения деформации при разрушении волокон и матрицы.
Если деформация при разрыве волокон ев больше деформации при разрушении матрицы ет, при очень малых степенях армирования после растрескивания матрицы ее нагрузка передается волокнам и они разрушаются сразу вслед за матрицей.
Прочность при продольном сжатии. Множественность механизмов разрушения при растяжении, включающая разрушение волокон, матрицы и границы раздела, наблюдается и при сжатии композита. Причем в этом случае дополнительно появляется возможность потери устойчивости волокон и сдвигового разрушения матрицы.
Обычно описание продольного разрушения волокнистых композитов при сжатии начинают с работы Розена. Он рассмотрел возможность потери устойчивости волокон по аналогии с потерей устойчивости стержня при сжатии. На условия потери устойчивости волокон влияет окружающая их матрица и критическое напряжение потери устойчивости зависит от упругих свойств матрицы.
Прочность при поперечном растяжении. Простой и надежной формулы для описания прочности при поперечном растяжении не существует. В отличие от продольной прочности, которая определяется почти полностью волокнами, поперечная прочность зависит от многих факторов, включая свойства волокон, матрицы и границы раздела, пористости и внутренних напряжений. Поперечная прочность армированных пластиков обычно ниже прочности матрицы. Таким образом, в отличие от поперечного модуля, армирование приводит к снижению поперечной прочности композита.
Поперечная прочность однонаправленного композита при низкой адгезии между волокнами и матрицей определяется лишь прочностью матрицы. В первом приближении отслоенные волокна можно представить как цилиндрические отверстия.
При уг = 0,785 волокна начинают соприкасаться и прочность снижается до нуля. Аналогичные формулы могут быть получены для других схем укладок волокон. Можно ожидать еще большего снижения поперечной прочности из-за концентрации напряжения вблизи отверстий, если она не нивелируется пластическим течением матрицы.
При наличии адгезии между волокнами и матрицей поперечная прочность композита зависит также и от прочности границы раздела. Если граница раздела не разрушается существует концентрация напряжения в матрице. Вычисление полей напряжения показывает, что концентрация растягивающих напряжений максимальна посередине между волокнами, а их величина равна приблизительно 2,0 при уг = 0,5. И хотя разрушение матрицы должно зависеть от особенностей трехосного напряженного состояния, очевидно, что концентрация напряжения должна привести к примерно двукратному снижению прочности по сравнению с исходной матрицей. Необходимо отметить, что прочность хрупких матриц определяется влиянием дефектов типа трещин и поэтому описание прочности материала путем учета концентрации напряжения может привести к значительным ошибкам.
Подход теории упругости, учитывающей концентрацию напряжения, нельзя применять для матриц, которые при нагружении ведут себя нелинейно. Уменьшение поперечной прочности в этом случае можно описать концентрацией деформации, которая максимальна в области между волокнами. Коэффициенты концентрации деформации, достигающие пятерки, особенно велики в области между волокнами.
Исследование разрушения однонаправленных композиционных материалов показывает, что поперечные трещины зарождаются преимущественно в областях наиболее плотной упаковки волокон и растут по границе раздела матрица/волокно. Микротрещины часто зарождаются перед магистральной трещиной путем отслоения волокон в областях максимальных радиальных растягивающих напряжений в матрице.
Другие механизмы поперечного разрушения включают отслоение волокон, предшествующее когезионному разрушению матрицы или волокон. Поперечное разрушение волокон весьма типично для амидных волокон, имеющих сильно ориентированную анизотропную структуру. Иногда таким образом разрушаются композиты на основе анизотропных углеродных волокон.
Поперечная прочность имеет большое значение для конструкционных материалов и поэтому значительные усилия тратились на разработку матриц, позволяющих снизить влияние концентрации напряжения. В принципе, существуют две возможности снижения
концентрации напряжения при поперечном растяжении. В композитах с полимерной матрицей это достигается введением в нее очень мелких каучуковых частиц, которые увеличивают вязкость разрушения без существенного снижения прочности и жесткости. Этот способ особенно эффективен в композитах с низкой степенью наполнения Уг. Второй механизм состоит в использовании промежуточного слоя на границе раздела матрицы и волокна, который может существенно снизить концентрацию напряжения вблизи волокон. Такой подход может быть использован также и для композитов с металлической матрицей.
Прочность при поперечном сжатии. Как и при поперечном растяжении, при поперечном растяжении прочность предсказывается весьма неточно. Это обусловлено существованием двух конкурирующих механизмов разрушения. Первый механизм обусловлен сдвиговым разрушением матрицы или разрушением границы раздела матрица-волокно. В этом случае прочность ниже, чем при продольном сжатии, но выше, чем при поперечном растяжении. Второй механизм разрушения состоит в поперечном сдвиговом разрушении волокон, при котором поперечная прочность приближается к прочности при продольном сжатии.
Разрушение при внутрислоевом сдвиге. Прочность однонаправленного слоя при сдвиге зависит от направления приложения силы. Существуют два различных механизма сдвигового разрушения, соответствующие нагружению композита параллельно и перпендикулярно волокнам. Во втором случае прочность при сдвиге заметно выше, поскольку разрушение связано с разрушением волокон. В первом случае гораздо более вероятно разрушение матрицы или границы раздела. Прочность в этом случае определяется свойствами матрицы, главным образом ее пределом текучести.
Прочность при сдвиге зависит от концентрации напряжения вблизи волокон и пор, а также от прочности границы раздела. При низких Р" коэффициент концентрации напряжения практически не зависит от степени наполнения, однако он начинает быстро возрастать при повышенных У1, превышающих 0,6. Для композиционных материалов с хрупкими матрицами из-за концентрации напряжения ^ ниже, чем сдвиговая прочность блочной матрицы. Влияние концентрации напряжения становится особенно существенным, когда волокна начинают касаться друг друга. Прочности композита на основе пластичных матриц приблизительно равны прочности блочной матрицы, потому что концентрация напряжения снижается вследствие ее пластического течения.
Пласто-эластические характеристики исследованных каучуков наирит КР-50, СКМС-ЗОАРКМ-15 и наполненных смесей на их основе определяли в соответствии с ГОСТами: ГОСТ 10201-75 жесткость (ЖД) и эластическое восстановление (ЭД) по Дефо; ГОСТ 415-75 - пластичность (Р); ГОСТ 1-722-76 -вязкость Муни (МЬ-4-373 к). Вязкость определяли на стандартном вискозиметре Муни «Монсанто» при температуре 373, 394 и 408 К.
Физико-механические показатели водоэмульсионных красок определяли в соответствии с ГОСТ 17537 - массовая доля нелетучих веществ; ГОСТ 8420 - рН краски; ГОСТ 8784 -условная вязкость по вискозиметру; ГОСТ 9.403.
Микротвердость покрытий в настоящей работе определяли прибором ПМТ-3, представляющим собой микроскоп с устройством для вдавливанием индектора (алмазная пирамида с квадратным основанием и углом при вершине между гранями 136°) в испытуемый интервал под определенной статической нагрузкой. Микротвердость (в МПа) рассчитывали по формуле:
где 1 - константа прибора, равная 1854;
Р - статическая нагрузка, Н
1т - длина диагонали отпечатка, образуемого при вдавливании в покрытии под
определенной статической нагрузкой, м.
При определении значений микротвердости важно в строго контролируемом диапазоне выдерживать величину нагрузки Р, продолжительность нагружения Тн и действия нагрузки Тдн. По
рекомендации Института механики металлополимерных систем АН БССР при определении микротвердости принимали:
Р =1Н; Тн = 15с; Тдн = 30с
Прочность полимерных покрытий при ударе определяли на присоре У-1а, подставляющем собой вертикальный копер. Прибор состоит из станины, запрессованной в нее наковальни бойка, направляющей трубы, груза в приспособления для сбрасывания груза. Испытуемая пластина с покрытием укладывается между наковальней и валиком бойка. Груз в направляющей трубе может быть установлен на любой высоте в пределах до 0,5 м. Прочность покрытия при ударе (в Н.м) оценивали по максимальной высоте, с которое падает груз весом 9,81 Н, не вызывая механического разрушения покрытия: отслоения, появления трещин, сколов и деформации на месте удара.
Толщину полимерных покрытий определяли магнитным толщиномером МИП-10 и винтовым микрометреом.
Адгезионную прочность покрытия к стальным гребкам изучали методом нормального отрыва по ГОСТ 14760-69 на разрывной машине при скорости движения зажимов 10 мм/мин.
Испытания проводились при 293 К. Каждое испытание проводилось на 5 образцах. Склеенные образцы выдерживались 24 ч.
Прочность адгезионного соединения при отрыве вычисляли по формуле:
где Р - разрушающая нагрузка, Н
Б - площадь склеивания, м2
среднее
Визуально оценивался характер разрушения по отношению к номинальной площади (в%) - по плоскости склеивания (или по клею).
АДАБИЁТЛАР
1. КМК 2.01.03-96 Зилзилавий худудларда курилиш. Тошкент 2006.
2. Инструкция по проектированию конструкций панельных жилых зданий. ВСНЗ 2-77. Госгражданстрой. М. Стройиздат, 1978.
3. Альбомы типовых конструкций и узлов каркасно-панельных и крупнопанельных зданий. ТашЗНИИЭП, ТбилЗНИИЭП.
4. КМК 2.01.01-94. Лойихалаш учун иклимий-физикавий ва геологик маълумотлар. Тошкент 1994й.
5. КМК 2.01.03-96. Строительство в сейсмических районах.
6. КМК 2.01.05-98. Естественное и искусственное освоение. Ташкент 1998г.
7. КМК 2.07.01-94. Ша^арсозлик. Тошкент 1994й.
8. КМК 2.09.04-98. Саноат корхоналарининг маъмурий-маиший бинолари. Тошкент 1998й.
9. Арифжанов, А. М., Фатхуллаев, А. М., Самиев, Л. Н., & Хотамкулов, Б. (2015). Русловые процессы в оросительных каналах. Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук, (5-2), 207-209.
10. Хатамкулов, Б. (2023).Герметизирующие гидроизоляционные материалы, применяемых при строительстве и ремонте автомобильных дорог. Scienceweb academic papers collection. 2023 г.
11. Хатамкулов, Б. (2023). Бино ва иншоотларни турлари буйича лойихалаш бос^ичлари. Journal of new century innovations. 2023й.
12. Хатамкулов, Б. (2022). Исследование физико-химических свойств битумов, природных для разработки композиционных герметизирующих мастик. Scienceweb academic papers collection. 2023г.
