Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Dynamiczne właściwości fibrobetonu wytworzonego na bazie piasków odpadowych

Kobaka Janusz, Katzer Jacek, Zawidzki Machi

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2025

|

R. 29, nr 1

75--79

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nieniszczących fibrobetonu z dodatkiem włókien stalowych wytworzonego na bazie piasków odpadowych. Belki fibrobetonowe o różnej zawartości włókien stalowych poddane były dwóm rodzajom drgań własnych: drganiom skrętnym i giętnym. Na podstawie przeprowadzonych testów i analizy Fouriera, wyznaczono częstotliwości tych drgań. Posłużyły one do określania dynamicznego modułu sprężystości, dynamicznego modułu odkształcenia postaciowego oraz dynamicznego współczynnika Poissona. Następnie określono wpływ włókien stalowych na te parametry. Badania wykazały, że dodatek włókien stalowych wpływa na zwiększenie dynamicznego modułu sprężystości oraz dynamicznego modułu odkształcenia postaciowego do pewnej krytycznej zawartości włókien, po przekroczeniu której, następuje zmniejszenie wartości tych modułów, ponadto włókna stalowe nie wpływają na wartości dynamicznego współczynnika Poissona.

EN

The article presents the results of non-destructive testing of steel fiber reinforced concrete (SFRC) based on waste sand. Fiber concrete beams with different steel fiber content were subjected to two types of free vibrations: torsional and flexural vibrations. Based on the tests and Fourier analysis, the frequencies of these vibrations were determined. They were used to determine the dynamic modulus of elasticity (Young’s modulus), the dynamic shear modulus (modulus of rigidity) and the dynamic Poisson’s ratio. In the next stage, the influence of steel fibers on these parameters was determined. The tests have shown that the addition of steel fibers increases the value of dynamic modulus of elasticity and the dynamic shear modulus up to a certain critical fiber content, beyond which the values of these moduli decrease; moreover, steel fibers do not affect the value of the dynamic Poisson’s ratio.

2

Assessment of the crushing strength of concrete rings reinforced with synthetic fibers

Głuszko Agnieszka, Buda-Ożóg Lidia

Archives of Civil Engineering

|

2025

|

Vol. 71, nr 3

247--264

EN

Since the 1990s, the technology of fiber-reinforced concrete has undergone significant development, initiated by the publication of the comprehensive ACI 544 committee report. Standardized methods for measuring the key mechanical properties of fiber-reinforced concrete are outlined in EN 14651 and ASTM C1609, while material properties are specified in CEN/TS 19101. It is widely known that the addition of fibers improves the properties of concrete; however, their effectiveness depends on various factors such as material type (metallic and non-metallic fibers), shape (crimped and fibrillated fibers), dimensions (length, diameter and slenderness), fiber volume in the concrete mix, and even the consistency of the mix. The aim of the experimental studies was to assess the load-bearing capacity of concrete produced under industrial conditions, modified with various synthetic fibers at different dosages. The primary selection criterion for the fibers was to meet the residual strength requirements of the tested element with the lowest possible weight fraction of dispersed reinforcement. In addition to determining the residual strength of PFRC, the study also measured compressive strength, flexural tensile strength, and the modulus of elasticity. The obtained results and force-crack width relationships were used to validate the numerical model of a standard notched beam. This calibrated material model was then used to develop a finite element model (FEM) and to conduct a preliminary assessment of the load-bearing capacity of prefabricated FRC rings using the ATENA software.

PL

Od lat 90. XX wieku technologia betonu zbrojonego włóknami przeszła znaczący rozwój, który został zapoczątkowany przez publikację kompleksowego raportu komitetu ACI 544. Znormalizowano sposoby pomiarów kluczowych właściwości mechanicznych fibrobetonu w EN 14651 i ASTM C1609 oraz materiałowych w CEN/TS 19101. Powszechnie wiadomo, że dodatek włókien poprawia właściwości betonu, jednak skuteczność ich zależy od wielu czynników takich jak: rodzaj materiału (włókna metaliczne i niemetaliczne), kształt (włókna faliste i fibrylowane), wymiary (długość, średnica i smukłość), objętość w mieszance betonowej, a nawet konsystencji mieszanki. Celem przeprowadzonych badań doświadczalnych była ocena nośności betonu produkowanego w warunkach przemysłowych, modyfikowanego różnymi włóknami syntetycznymi o zróżnicowanym dawkowaniu. Docelowym kryterium wyboru włókien było spełnienie wymagań wytrzymałości resztkowej badanego elementu przy możliwie najmniejszym udziale wagowym zbrojenia rozproszonego. W trakcie prowadzonych badań oprócz wytrzymałości resztkowej PFRC, wyznaczono wytrzymałość na ściskanie, rozciąganie przy zginaniu oraz moduł sprężystości. Otrzymane wyniki oraz zależności siła-rozwarcie szczeliny, wykorzystano do walidacji modelu numerycznego normowej belki z nacięciem. Tak skalibrowany model materiałowy wykorzystano do budowy docelowego modelu MES i wstępnej oceny nośności fibrobetonowych kręgów prefabrykowanych w programie ATENA. Projekt „Regionalne Centrum Doskonałości w Inżynierii dla Jakości Życia i Rozwoju Technologii”, finansowany z subwencji Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego w ramach programu „Regionalna Inicjatywa Doskonałości” (projekt nr RID/SP/0032/2024/01)

3

Przegląd wad i zalet wybranego zbrojenia rozproszonego pochodzącego z recyklingu

Głuszko Agnieszka

Przegląd Budowlany

|

2024

|

R. 95, nr 7

92--95

PL

Wzmocnienie betonu za pomocą zbrojenia rozproszonego znacząco poprawia jego odporność na pękanie, skurcz oraz trwałość. Asortyment włókien komercyjnych jest szeroki, jednak ze względu na wysoki koszt produkcji wpływający na ostateczną cenę konstrukcji, sporadycznie wykorzystywany w praktyce. Stosowanie włókien z recyklingu pochodzących z komunalnych lub przemysłowych odpadów, oprócz niskiego kosztu, generuje dodatkowe zalety, takie jak redukcja ich ilości i oszczędność zasobów naturalnych. W artykule przeprowadzono przegląd badań nad wzmacnianiem betonu przy użyciu włókien z recyklingu (WFRC – Waste Fiber Reinforcement Concrete), obejmując materiały takie, jak wióry z tokarni, włókna z wykładzin dywanowych oraz odpady poprodukcyjne z bazaltu. Przedstawiono wpływ włókien na poprawę właściwości fizycznych i mechanicznych betonu. Na podstawie literatury wskazano zalecenia przygotowania matrycy betonowej i stosowania fibrobetonu (FRC) wzmacnianego różnorodnymi typami włókien odpadowych.

EN

The amplification of concrete with distributed reinforcement significantly enhances its resistance to cracking, shrinkage, and durability. The range of commercial fibers is extensive; however, due to high production costs impacting the final price of the construction, they are rarely used in practice. The use of recycled fibers derived from municipal or industrial waste, besides their low cost, generates additional benefits such as waste reduction and natural resource savings. This article reviews research on the reinforcement of concrete using recycled fibers (WFRC – Waste Fiber Reinforcement Concrete), encompassing materials such as machine scrap, carpet fibers, and basalt production waste. The impact of fibers on the improvement of the physical and mechanical properties of concrete is presented. Based on the literature, recommendations for the preparation of the concrete matrix and the use of fiber-reinforced concrete (FRC) strengthened with various types of waste fibers are provided.

4

Beton zbrojony włóknami pozyskanymi ze zużytych maseczek ochronnych

Szpetulski Jacek, Stawiski Bohdan, Michalska Klaudia

Przegląd Budowlany

|

2024

|

R. 95, nr 1-2

92--95

PL

Produkcja odpadów medycznych na świecie jest bardzo duża, co przekłada się na zaśmiecenie środowiska. W ostatnim czasie produkcja odpadów medycznych została znacznie zwiększona z powodu przeciwdziałania wirusowi SARS-CoV-2, który wywołuje chorobę zwaną COVID-19 i przyczynił się do powstania pandemii. W celu zapobiegania zarażeniu się wirusem SARS-CoV-2 stało się powszechne używanie maseczek ochronnych, a tym samym na wysypiskach przybyło w ogromnym stopniu odpadów w postaci zużytych maseczek. Wychodząc naprzeciw ochronie środowiska zaproponowano metodę przetwarzania maseczek ochronnych, w sposób umożliwiający ich powtórne użycie do produkcji fibrobetonu. W artykule zaprezentowano wyniki badań wytrzymałości na ściskanie i na rozciąganie betonu zbrojonego włóknami pozyskanymi ze zużytych maseczek ochronnych składających się z warstw włókniny polipropylenowej. Wyniki badań betonu zbrojonego włóknami stanowiącymi 0,05% objętości mieszanki betonowej oraz 0,2% objętości mieszanki betonowej porównano z wynikami betonu referencyjnego.

EN

The production of medical waste in the world is very large, which translates into environmental pollution. Recently, the production of medical waste has been significantly increased due to the counteraction of the SARS-CoV-2 virus, which causes the disease called COVID-19 and contributed to the creation of the pandemic. In order to prevent infection with the SARS-Co-V-2 virus, it has become common to use protective masks, and thus a huge amount of waste in the form of used masks has arrived in landfills. To meet environmental protection, a method of processing protective masks was proposed in a way that allows their reuse for the production of fiber-reinforced concrete. The article presents the results of testing the compressive of concrete and the tensile strength of concrete reinforced with fibers obtained from used protective masks consisting of layers of polypropylene non-woven fabric. The test results of concrete reinforced with fibers constituting 0.05% of the concrete mix volume and 0,2% of the concrete mix volume were compared with the results of the reference concrete.

5

Zastosowanie dwóch technik pomiarowych do oceny struktury wewnętrznej fibrobetonu

Kobaka Janusz, Katzer Jacek, Zawidzki Machi

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2024

|

R. 28, nr 4

111--115

PL

W artykule opisano badania struktury wewnętrznej betonu zbrojonego włóknami stalowymi przy zastosowaniu dwóch nieniszczących technik pomiarowych: metody wykorzystującej fale ultradźwiękowe oraz metody wykorzystującej indukcję elektromagnetyczną. Metoda ultradźwiękowa pozwoliła na określenie wad materiałowych powstałych w wyniku niejednorodnego rozkładu włókien w przestrzeni badanych ciał próbnych. Metoda wykorzystująca indukcję elektromagnetyczną pozwoliła dokonać identyfikacji zawartości włókien. Badania wykazały, że fibrobeton charakteryzujący się stosunkowo dużą zawartością włókien stalowych (powyżej 1,5% objętościowo), jest podatny na powstawanie nieciągłości materiałowych w jego wewnętrznej strukturze. Zjawisko to występuje w bardzo niewielkim stopniu w betonach o zawartości włókien stalowych poniżej 1,5%.

EN

The article describes the examination of the internal structure of concrete reinforced with steel fibers using two non-destructive measurement techniques: a method using ultrasonic waves and a method using electromagnetic induction. The ultrasonic method allowed for the determination of material defects resulting from the non-uniform distribution of fibers in the space of the tested sample bodies. The method using electromagnetic induction allowed for the identification of fiber content. Research has shown that fiber concrete, characterized by a relatively high content of steel fibers (above 1.5% by volume), is susceptible to the formation of material discontinuities in its internal structure. This phenomenon occurs to a very small extent in concrete with steel fiber content below 1.5%.

6

Zastosowanie wyników badań na zginanie w projektowaniu fibrobetonowych posadzek na gruncie

Blazy Julia, Drobiec Łukasz

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 1

7--10

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań trzech fibrobetonów z dodatkiem włókien polimerowych. Wpływ rodzaju i ilości włókien był widoczny po zarysowaniu się belek. Na podstawie obliczonych wytrzymałości równoważnych, resztkowych, energii pękania oraz ilorazów odporności na pękanie stwierdzono, że fibrobeton z największą ilością makrowłókien osiągał najlepsze wyniki. Porównano trzecią i czwartą edycję Raportu Technicznego 34 oraz uznano, iż dodatek włókien umożliwia zwiększenie nośności płyty na gruncie obciążonej w środku oraz na krawędzi.

EN

The article presents the results of testing three polymer fiber reinforced concretes (FRC). The influence of fiber type and dosage became evident after cracking of beams. Based on the calculated equivalent and residual flexural tensile strengths, fracture energy, and toughness index, it was stated that FRC with the highest amount of macrofibers achieved the best results. The third and fourth editions of Technical Report 34 were compared and it was claimed that the fiber addition enables an increase in the load - carrying capacity of the ground slabs loaded at the centre and on the edge.

7

Wpływ wysokiej temperatury na wybrane cechy wytrzymałościowe drobnokruszywowego fibrokompozytu

Głodkowska Wiesława, Lehmann Marek, Laskowska-Bury Joanna

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 1

1--6

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu wysokiej temperatury na wybrane właściwości mechaniczne drobnokruszywowego mineralnego kompozytu ze stalowym zbrojeniem rozproszonym. Zaprojektowany fibrokompozyt charakteryzuje się właściwościami zbliżonymi bądź lepszymi niż beton zwykły i może być z powodzeniem wykorzystany do wykonywania nośnych elementów żelbetowych. Zmianę wytrzymałości na ściskanie i wytrzymałości resztkowych na rozciąganie przy zginaniu fibrokompozytu określono w temperaturze pokojowej i wyznaczonej wg krzywej pożarowej imitującej narastanie temperatury w trakcie rzeczywistego pożaru. Program badawczy obejmował także ocenę ubytku masy próbek fibrokompozytu wygrzewanych w piecu. Badania wykazały, że dodatek włókien stalowych do mieszanki kompozytu w ilości 1,2% przyczynia się do zachowania jego właściwości mechanicznych po wystawieniu na działanie temperatury do 550°C z powodu pożaru, a tym samym jest w stanie poprawić jego stabilność strukturalną w wysokiej temperaturze. Włókna stalowe znacznie poprawiają ognioodporność drobnokruszywowego kompozytu.

EN

The paper presents an analysis of the influence of high temperature on selected mechanical properties of finely aggregated mineral composite with dispersed steel reinforcement. The designed fibrecomposite has properties similar to or better than ordinary concrete and can be successfully used to make load-bearing reinforced concrete elements. The change in compressive strength and residual tensile strength during bending of the fibrecomposite was determined at room temperatures and determined according to the fire curve imitating the temperature build-up during a real fire. The research program also included the assessment of the weight loss of fibrecomposite samples annealed in the furnace. Studies have shown that the addition of steel fibers to the composite mix in the amount of 1.2% contributes to the preservation of its mechanical properties when exposed to temperatures up to 550°C due to fire, and thus is able to improve its structural stability at high temperature. Steel fibers significantly improve the fire-retardant properties of the fine-aggregate composite.

8

Load-bearing capacity and strain of the shear area of beams made of fine-aggregate fiber composite

Głodkowska Wiesława, Lehmann Marek

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 9

1--10

EN

The article presents selected results of shear tests of reinforced concrete beams made of fine aggregate composite with the addition of steel fibers in the amount of 1.2% in relation to the volume of the composite. 20 beams with different shear reinforcement ratio in the form of stirrups, with and without the addition of steel fibers, were tested. The results of tests of the shear capacity and strain of the side surface of beams and stirrups are discussed. The conducted research, which is a part of a wide research program, has show that the elaborated composite with steel fibers, whose properties are similar or better than that of ordinary concrete, can be successfully used to make structural elements in terms of shear resistance. Composite, due to its properties and nature of work in shear conditions, could be analternative to ordinary concrete in some applications.

PL

W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań belek żelbetowych na ścinanie wykonanych z drobnokruszywowego fibrokompozytu z dodatkiem włókien stalowych w ilości 1,2% w stosunku do objętości kompozytu. Zbadano nośność na ścinanie dwudziestu belek o różnym stopniu zbrojenia w postaci strzemion, z dodatkiem włókien stalowych i bez włókien. Omówiono wyniki badań nośności oraz odkształcenia powierzchni bocznej belek i strzemion. Przeprowadzone badania, które są fragmentem szerokiego programu, wykazały, że opracowanego fibrokompozytu, którego właściwości są zbliżone lub lepsze od betonu zwykłego, można z powodzeniem użyć do wykonania elementów konstrukcyjnych w aspekcie nośności na ścinanie. Ze względu na właściwości i charakter pracy w warunkach ścinania fibrokompozyt byłby w niektórych przypadkach zastosowania alternatywą dla betonu zwykłego.

9

Wpływ zbrojenia rozproszonego na pracę posadzek na gruncie

Blazy Julia, Drobiec Łukasz

Izolacje

|

2024

|

T. 29, nr 1

40--44, 46--47

PL

Temat zachowania się posadzek przemysłowych z dodatkiem zbrojenia rozproszonego ma charakter interdyscyplinarny i wymaga wiedzy nie tylko konstrukcyjnej, ale również geotechnicznej i materiałowej. Jednak pomimo rosnącej wiedzy i doświadczenia, fibrobeton nadal budzi nieufność. W związku z tym celem artykułu było przedstawienie wybranych zagadnień oraz badań dotyczących płyt na gruncie ze zbrojeniem rozproszonym. Opisane artykuły potwierdziły pozytywny wpływ dodatku, jak i zwiększonej ilości włókien stalowych oraz syntetycznych na nośność płyt. Dodatkowo stwierdzono, że w wyniku zastosowania odpowiedniej mieszanki z włóknami stalowymi możliwe jest ograniczenie lub nawet rezygnacja ze stalowych siatek zbrojeniowych oraz rekompensacja słabego stopnia zagęszczania podłoża gruntowego. Potwierdzono również korzystny wpływ włókien stalowych i syntetycznych na rysoodporność, ciągliwość oraz zmniejszenie wartości ugięć i przemieszczeń. Na koniec artykułu opisano planowane badania Wydziału Budownictwa Politechniki Śląskiej płyt na gruncie z dodatkiem włókien syntetycznych. Celem tych badań będzie określenie wpływu włókien oraz właściwości podparcia na nośność na przebicie, deformacje i zarysowania obciążanych punktowo płyt.

EN

The subject of fiber reinforced concrete (FRC) industrial floors has an interdisciplinary nature and requires not only structural, but also geotechnical and material knowledge. However, despite growing awareness and experience, FRC still arouses distrust. Therefore, the purpose of this article was to present selected topics and studies on FRC ground slabs. The described articles confirmed the positive effect of the addition and the increased dosage of steel and synthetic fibers on the load-bearing capacity of the slabs. Moreover, it was found that, when a suitable mixture with steel fibers is used, it is possible to reduce or even resign from steel reinforcing meshes and compensate for poor ground conditions. The beneficial effect of steel and synthetic fibers on crack resistance, ductility as well as reduction of deflection and displacement values was also confirmed. At the end of the article, the planned research of the Faculty of Civil Engineering of the Silesian University of Technology of ground slabs with the addition of synthetic fibers was described. The purpose of this research will be to determine the effect of fibers and support properties on the punching shear resistance, deformation and crack propagation of point-loaded slabs.

10

Praca fibrobetonowych posadzek na gruncie – wpływ włókien

Blazy Julia, Drobiec Łukasz

Izolacje

|

2024

|

T. 29, nr 10

50--56

PL

Temat zachowania się posadzek przemysłowych z dodatkiem zbrojenia rozproszonego ma charakter interdyscyplinarny i wymaga wiedzy nie tylko konstrukcyjnej, ale również geotechnicznej i materiałowej. Jednak pomimo rosnącej wiedzy i doświadczenia, fibrobeton nadal budzi nieufność. W związku z tym celem artykułu było przedstawienie wybranych zagadnień oraz badań dotyczących płyt na gruncie ze zbrojeniem rozproszonym. Opisane artykuły potwierdziły pozytywny wpływ dodatku, jak i zwiększonej ilości włókien stalowych oraz syntetycznych na nośność płyt. Dodatkowo stwierdzono, że w wyniku zastosowania odpowiedniej mieszanki z włóknami stalowymi możliwe jest ograniczenie lub nawet rezygnacja ze stalowych siatek zbrojeniowych oraz rekompensacja słabego stopnia zagęszczania podłoża gruntowego. Potwierdzono również korzystny wpływ włókien stalowych i syntetycznych na rysoodporność, ciągliwość oraz zmniejszenie wartości ugięć i przemieszczeń.

EN

The subject of fiber reinforced concrete (FRC) industrial floors has an interdisciplinary nature and requires not only structural, but also geotechnical and material knowledge. However, despite growing awareness and experience, FRC still arouses distrust. Therefore, the purpose of this article was to present selected topics and studies on FRC ground slabs. The described articles confirmed the positive effect of the addition and the increased dosage of steel and synthetic fibers on the load-bearing capacity of the slabs. Moreover, it was found that, when a suitable mixture with steel fibers is used, it is possible to reduce or even resign from steel reinforcing meshes and compensate for poor ground conditions. The beneficial effect of steel and synthetic fibers on crack resistance, ductility as well as reduction of deflection and displacement values was also confirmed.

11

Badanie eksperymentalne belki sprężonej wykonanej z fibrobetonu o wysokiej wytrzymałości

Urban Tadeusz, Gołdyn Michał, Krawczyk Łukasz

Inżynieria i Budownictwo

|

2024

|

R. 80, nr 4

256--261

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań belki sprężonej wykonanej z fibrobetonu o wysokiej wytrzymałości. Belkę o przekroju dwuteowym wysokości 0,2 m i długości 2,8 m badano w schemacie czteropunktowym do osiągnięcia nośności na zginanie. Element sprężono jednym splotem Y1860S7 średnicy ø 012,5. W fibrobetonie zastosowano włókna proste KrampeHarex® DM12,5/0,175. Określono wytrzymałość betonu zarówno na ściskanie (fc ≈ 110 MPa), jak i na rozciąganie w próbie rozłupywania (fct,sp ≈ 17,5 MPa) oraz trójpunktowego zginania (ft,fl ≈ 11,9 MPa). Po wykonaniu i sprężeniu belki rejestrowano zmiany odkształceń na powierzchni elementu przez 19 dni, po czym przystąpiono do badania niszczącego, w trakcie którego rejestrowano ugięcia i odkształcenia elementu. Zniszczenie było następstwem zginania i wynikało z uplastycznienia zbrojenia sprężającego, a następnie uformowania się jednej rysy zlokalizowanej. Obliczenia nośności w świetle reguł normy SIA 2052 z wykorzystaniem sprężysto-plastycznego modelu zachowania fibrobetonu wykazały dobrą zgodność z wynikami eksperymentu.

EN

The paper presents experimental results prestressed beam made of high-strength fiber reinforced concrete. The I-shaped beam with a height of 0.2 m and a length of 2.8 m was tested in a four-point scheme until the bending load capacity was achieved. The element was prestressed with one tendon Y1860S7 with a diameter of ø 012.5. The fiber reinforced concrete was made with KrampelHarex® DM12.5/0.175 fibers. Concrete was tested in compression (fc ≈ 110 MPa) and in tension, checking the resistance in both the splitting test (fct,sp ≈ 17.5 MPa) and the three-point bending test (fc,fl ≈ 11.9 MPa). After fabrication and prestressing of the beam, changes in strains on the element's surface were observed for 19 days, after which destructive test was conducted. During the test deflections and deformations of the element were recorded. The failure was as a result of bending and followed yielding of the prestressing strand and the subsequent formation of one localised crack. The calculation of the load carrying capacity in the light of the SIA 2052 standard, assuming the elasto-plastic material model of the fibre reinforced concrete, showed good agreement with the experimental results.

12

Analiza właściwości betonu na bazie odpadów porcelanowych zbrojonych włóknami stalowymi różnego typu

Ekmann Weronika, Wrzesień Zuzanna, Kuziak Marcelina, Fedrau Karol, Zakrzewski Mateusz

Builder

|

2024

|

R.28, nr 12

46--50

PL

Celem wykonanych badań była analiza właściwości betonu na bazie odpadów porcelanowych zbrojonych włóknami stalowymi różnego typu. Odpady porcelanowe wykorzystano jako kruszywo do betonu. Badaniom poddano cztery mieszanki z różnym rodzajem włókien, kord stalowy pozyskiwany ze zużytych opon samochodowych, włókna falowane, haczykowate oraz mikrowłókna stalowe. Program badań obejmował określenie wytrzymałości na ściskanie oraz modułu sprężystości na próbkach walcowych o wymiarach 150 × 300 mm. Ponadto określono wytrzymałości resztkowe badanych mieszanek. W tym celu przeprowadzono test trzypunktowego zginania na belkach o wymiarach 150 × 150 × 600 mm. Uzyskane podczas badań wyniki pozwoliły na sformułowanie wniosków, że zastosowanie materiałów odpadowych w postaci kruszywa odpadowego oraz kordu stalowego do produkcji betonu o parametrach wytrzymałościowych zbliżonych do betonu tradycyjnego w praktyce przyczyni się do redukcji odpadów oraz wykorzystania nieodnawialnych materiałów mineralnych.

EN

The conducted research aimed to analyze the properties of concrete based on porcelain waste reinforced with various types of steel fibers. Porcelain waste was used as aggregate for the concrete. Four mixtures with different types of fibers were tested: steel cord obtained from used car tires, wavy fibers, hook-shaped fibers, and steel microfibers. The research program included determining the compressive strength and modulus of elasticity on cylindrical samples with dimensions of 150 × 300 mm. Additionally, the residual strengths of the tested mixtures were determined. For this purpose, a three-point bending test was conducted on beams with dimensions of 150 × 150 × 600 mm. The results obtained from the research allowed for the formulation of conclusions that waste materials in the form of waste aggregate and steel cord in concrete production achieve strength parameters similar to traditional concrete. Applying such a solution in practice will contribute to waste reduction and the conservation of non-renewable mineral materials.

13

Mechanical properties of polymer fibre reinforced concrete in the light of various standards

Blazy Julia, Drobiec Łukasz, Wolka Paweł

Archives of Civil Engineering

|

2024

|

Vol. 70, nr 2

323--342

EN

The article presents the results of a detailed experimental campaign including a compressive strength test, three- and four-point bending test (3PBT and 4PBT, respectively) of polymer fiber reinforced concrete with the addition of metakaolin. The comprehensive analysis included three Types of concrete mixture differing in amount and used polymer fibers. It was concluded that polymer fibers did not influence the maximum compressive and flexural tensile strength of concrete. On the other hand, they had a beneficial effect on the ductility, residual and equivalent flexural tensile strengths, and fracture energy of samples. The mixtures of Type 1 and 2 were characterized by softening behaviour but the mixture of Type 3 by soft-hardening behaviour. In the 3PBT, the residual flexural tensile strengths obtained according to EN 14651 did not correspond clearly with equivalent flexural tensile strengths calculated in compliance with RILEM TC 162-TDF. It is noteworthy that the effectiveness and correctness of equations presented in other work of the authors referring to dependencies between deflection, crack and tip mouth opening displacements for the 3PBT were confirmed on samples with different composition and fibers. Based on the 4PBT, the equivalent flexural tensile strengths according to JCI-SF4 standard were calculated and the correlations with the results from 3PBT were defined.

PL

Obecnie coraz większy nacisk kładzie się na zrównoważony rozwój produkcji i konsumpcji betonu. Wynika to z faktu, że produkcja cementu odpowiada za około 5% światowej emisji CO2. W celu znalezienia korzystniejszego rozwiązania dla prefabrykowanych korytek ściekowych uwzględniającego zalecenia redukcji CO2 oraz polepszenia właściwości mechanicznych i trwałościowych, zmodyfikowano skład mieszanki betonowej. Zastosowano metakaolin (MK) jako częściowy zamiennik cementu w celu zmniejszenia ilości klinkieru oraz dodano do mieszanki betonowej włókna polimerowe (PF). W artykule przedstawiono wyniki szczegółowej kampanii eksperymentalnej obejmującej testy wytrzymałości na ściskanie, trzy- i czteropunktowe zginanie (odpowiednio testy 3PBT i 4PBT) betonu zbrojonego włóknami polimerowymi (PFRC) z dodatkiem MK. Badania obejmowały trzy typy mieszanek betonowych różniące się ilością oraz typem zastosowanych PF. Każda mieszanka betonowa zawierała zarówno mikro- jak i makrowłókna polimerowe (odpowiednio mikroPF i makroPF), zatem można je było nazwać hybrydowymi PFRC. Typ 1 i 2 zawierał 2,0 kg/m3 makroPF i 1,0 kg/m3 mikroPF, różnica polegała na rodzaju włókna makro. Natomiast do Typu 3 dodano 2,5 i 0,5 kg/m3 makro- i mikroPF, odpowiednio, rodzaj włókien był taki sam jak w Typie 2. Wykonano sześć kostek o wymiarach 150 × 150 × 150 mm do testów wytrzymałości na ściskanie zgodnych z normą EN 206; sześć belek o wymiarach 150 × 150 × 700 mm do testów 3PBT zgodnych z normą EN 14651, które później nacięto w środku rozpiętości oraz trzy belki o wymiarach 150 × 150 × 700 mm do testów 4PBT zgodnych z normą EN 12390-5. W wyniku badań stwierdzono, że dodatek PF do mieszanki betonowej nie wpłynął na wytrzymałość na ściskanie betonu. Średnia wytrzymałość na ściskanie fc wyniosła 44,44 MPa, a klasę betonu dla wszystkich badanych typów betonu określono jako C30/37.

14

Experimental investigation into the properties of crumb rubberized concrete incorporating corrugated round steel fibers

Ghoniem Amr, Aboul Nour Louay

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2024

|

Vol. 24, no. 2

art. no. e100, 2024

EN

This paper presents an experimental study on how crumb rubber particles from waste tires and corrugated round steel fibers affect the mechanical behavior of concrete. In addition to the standard plain mix and five combinations of mixes composed of 0.5%, 1.0%, and 1.5% ratios, three steel fiber and crumb rubber mixes, 0.5%, 1.0%, and 2.0% weight of sand, coarse aggregate, cement, and silica fume were evaluated. The percentage of silica fume that replaced the weight of the cement in this study was 8%. The fresh properties of the 12 mixtures in terms of slump and density were studied. After 28 days of curing 36 cubes, 36 cylinders, and 12 prisms, the hardened properties were determined by evaluating the mean compressive, split, and flexural strengths. The results indicate that a synergetic effect is observed for the combination of crumb rubber and corrugated round steel fibers to improve the fresh and hardened properties of concrete. Adding fiber reinforcement to concrete can mitigate the negative impacts of rubber, and vice versa. According to the combination content, increases in compressive strength, tensile strength, and flexural strength of up to 49.04%, 38.60%, and 75.76%, respectively, were achieved compared with the control combination. This validates the applicability of the proposed mathematical prediction formulation to evaluate the compressive strength, split tensile strength, and modulus of rupture of rubberized fibrous concrete in terms of fiber and rubber ratios. Based on these results, a promising solution for tire disposal is to recycle waste rubber for fibrous concrete applications.

15

Projektowanie lekkich mieszanek betonowych zbrojonych włóknami na konkurs ACI - FRC Bowling Ball 2023

Olczyk Norbert, Błaż Julia, Iwańska Karolina

Przegląd Budowlany

|

2023

|

R. 94, nr 5-6

34--38

PL

Artykuł przedstawia proces projektowania i wykonania lekkiej mieszanki betonowej zbrojonej włóknami spełniającej regulaminowe kryteria konkursu „FRC Bowling Ball Competition 2023” organizowanego przez American Concrete Institute (ACI) w San Fransisco USA.

EN

The article presents the design process and making a fiber reinforced lightweight concrete in accordance with the rules of the “FRC Bowling Ball Competition 2023” organized by the American Concrete Institute, San Francisco USA.

16

Właściwości fibrobetonu określane w badaniach normowych - test wytrzymałości na ściskanie oraz test trzypunktowego zginania

Drobiec Łukasz, Blazy Julia

Materiały Budowlane

|

2023

|

nr 9

5--8

PL

Celem artykułu jest przedstawienie wyników badań próbek wykonanych z trzech mieszanek betonowych z dodatkiem włókien polimerowych. Stwierdzono, że na maksymalną wytrzymałość na ściskanie i rozciąganie przy zginaniu nie miał wpływu rodzaj i ilość włókien. Ich wpływ był widoczny po zarysowaniu się belek w teście trzypunktowego zginania. Określono i porównano resztkowe oraz równoważne wytrzymałości na rozciąganie przy zginaniu. Ponadto opisano zależności pomiędzy ugięciem oraz rozwarciem początku i końca nacięcia w zginanych belkach.

EN

The aim of the article was to present the results of testing three speciments made of polymer fiber reinforced concretes (FRC). It was found that the maximum compressive and flexural tensile strength was not affected by the type and amount of fibres. Their influence was visible after the cracking of the beams in the three - point bending test. Residual and equivalent flexural tensile strengths were calculated and compared. Finally, the dependencies between beam’s deflection and crack mouth and tip opening displacement in the flexural tests were described.

17

Badanie wytrzymałości na rozciąganie fibrobetonu z mikrozbrojeniem

Urban Tadeusz, Gołdyn Michał, Krawczyk Łukasz

Materiały Budowlane

|

2023

|

nr 9

1--4

PL

Celem pracy było określenie zależności pomiędzy wytrzymałością na rozciąganie betonu wysokowartościowego z mikrozbrojeniem, zbadaną w różny sposób: przez rozciąganie bezpośrednie, rozłupywanie i zginanie. W przypadku bezpośredniego rozciągania wykorzystano próbki o niepryzmatycznym kształcie oraz zaprojektowane akcesorium do maszyny wytrzymałościowej. Stwierdzono, że wytrzymałość w przypadku rozciągania bezpośredniego stanowi 0,23 ÷ 0,31 wytrzymałości na rozłupywanie i 0,21 ÷ 0,30 wytrzymałości na zginanie.

EN

The aim of the investigations was to determine relation between the tensile strength of the high performance concrete with microfibres, tested in various ways: by direct tension, splitting and bending. Direct tension was realized using the non-prismatic specimens and the designed accessory for the testing machine. It was found that strength by direct tension is 0.23 ÷ 0.31 of the splitting strength and 0.21 ÷ 0.30 of the flexural strength.

18

Fibrobeton – kompozyt cementowy do zadań specjalnych

Dziedzic-Polańska Izabela

Izolacje

|

2023

|

T. 28, nr 2

52--57

PL

W artykule omówiono specyfikę fibrobetonu. Przedstawiono różnego rodzaju włókna do zbrojenia betonu. Opisano jego właściwości, a także wpływ zbrojenia betonu na optymalizację kosztów inwestycji.

EN

The article discusses the specificity of fibre concrete. Various types of fibres for concrete reinforcement are presented. Its properties as well as the impact of concrete reinforcement on the optimization of investment costs are described.

19

Cyfrowa technika korelacji obrazu a tradycyjne metody pomiarowe na przykładzie testów fibrobetonów

Blazy Julia, Drobiec Łukasz

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 9-10

504--511

PL

Fibrobeton charakteryzuje się zdolnością przenoszenia obciążeń przy zwiększającej się szerokości rozwarcia rysy nawet po osiągnięciu maksymalnej nośności. W związku z tym konieczna jest obserwacja oraz analiza propagacji i zwiększania się tego zarysowania. W tym celu można użyć tradycyjnych metod pomiarowych: mierników zaciskowych bądź czujników przemieszczeń. Coraz częściej jednak stosuje się technikę cyfrowej korelacji obrazu jako alternatywną, uzupełniającą lub sprawdzającą metodę pomiarową. W artykule skupiono się na analizie porównawczej wyników z bezpośrednich urządzeń pomiarowych z wynikami z czujników wirtualnych uzyskanych w testach trzypunktowego zginania oraz rozłupywania Montevideo. Badane były próbki fibrobetonowe z trzema różnymi rodzajami włókien polimerowych, różniące się również zawartością tych włókien w mieszance betonowej.

EN

Fiber reinforced concrete is characterized by the ability to transfer loads with increasing crack width, even after reaching the maximum load capacity. Therefore, it is necessary to observe and analyse the propagation and increase of the crack. For this purpose, the traditional measurement methods like clip gauges or linear variable displacement transducers can be used. However, the digital image correlation technique is increasingly gaining popularity as an alternative, supplementary or verifying measurement method. The article focuses on the comparative analysis of the results from direct measuring devices with the results from virtual sensors obtained in the three-point bending test and Montevideo splitting tensile test. Fiber reinforced concrete samples with three different types of polymer fibers and their different content in the concrete mix were tested.

20

Influence of Carbon Fibre Reinforced Polymer and Recycled Carbon Fibres on the compressive behaviour of self-compacting high-performance fibre-reinforced concrete

Ostrowski Krzysztof, Furtak Kazimierz

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 2

53--64

EN

In recent years, carbon fibres have been extensively used to strengthen concrete structures. In most cases, the lamination process is carried out using epoxy resin as matrix. In some cases, especially when strengthen structural elements made of weak concrete, it is possible to replace the epoxy resin with an inorganic, cement matrix, while at the same time maintaining a sufficient efficiency of strengthen understood as the percentage increase in the compressive strength of concrete samples due to the applied reinforcement in relation to the reference concrete. In these studies, elements of carbon fibres mats that are reinforced with a cement matrix were used as the starting product for fibre recovery. The laminate, which was used to reinforce concrete elements, was detached from the concrete surface and subjected to processing in order to obtain clean carbon fibre scraps without cement matrix. Then, the obtained carbon material, in shaped form, was used to strengthen self-compacting, high performance, fibre reinforced concrete (SCHPFRC). For comparative purposes, this concrete was also strengthened by carbon fibre mats (with one and three layers of CFRP). Each samples were tested in uniaxial compression test. The compressive strength of concrete reinforced with 1 and 3 layers of CFRP was higher by 37.9 and 96.3%, respectively, compared to the reference concrete. On the other hand, the compressive strength of concrete reinforced with 1 and 3 layers of carbon fibre scrapswas higher by 11.8 and 40.1%, respectively. Regardless of the reinforcement technique used, the composite elements showed a higher deformability limit in comparison plain concrete. The obtained results showed that it is possible to reuse carbon fibre to strengthen structural elements made of SCHPFRC effectively, using simple processing methods.

PL

W ostatnich latach włókna węglowe są szeroko stosowane do wzmacniania konstrukcji betonowych. W większości przypadków proces laminowania odbywa się z użyciem żywicy epoksydowej jako matrycy. Czasami, zwłaszcza przy wzmacnianiu elementów konstrukcyjnych wykonanych z betonu o stosunkowo niskiej wytrzymałości na ściskanie, możliwe jest zastąpienie żywicy epoksydowej matrycą nieorganiczną; cementową, przy jednoczesnym zachowaniu dostatecznej efektywności wzmocnienia - rozumianej jako procentowy wzrost wytrzymałości betonu na ściskanie wskutek zastosowania materiału kompozytowego, w odniesieniu do betonu referencyjnego. W procesie kruszenia jako nadawę zastosowano elementy betonowe wzmocnione matami z włókien węglowych przy zastosowaniu matrycy cementowej. Laminat został oderwany od powierzchni betonu i poddany dalszej obróbce w celu uzyskania czystych, niezawierających matrycy cementowej skrawków mat z włókna węglowego. Następnie otrzymany materiał został wykorzystany do wzmocnienia samozagęszczalnego, wysokowytrzymałościowego fibrobetonu (SCHPFRC). Dla celów porównawczych beton ten został także wzmocniony z użyciem mat z włókien węglowych (1 i 3 warstwy wzmocnienia). Próbki cylindryczne przebadano w teście jednoosiowego ściskania. Wytrzymałość na ściskanie betonu wzmocnionego 1 i 3 warstwami CFRP była wyższa odpowiednio o 37,9 i 96,3% w porównaniu z betonem referencyjnym. Natomiast wytrzymałość betonu wzmocnionego 1 i 3 warstwami strzępów z włókna węglowego była wyższa odpowiednio o 11,8 i 40,1%. Niezależnie od zastosowanej techniki wzmocnienia, próbki kompozytowe cechowały się wyższą odkształcalnością graniczną w odniesieniu do betonu referencyjnego. Uzyskane wyniki wykazały, że możliwe jest wykorzystanie włókien węglowych z recyklingu do efektywnego wzmocnienia elementów konstrukcyjnych wykonanych z SCHPFRC, przy użyciu nieskomplikowanej metody przeróbki odpadu.