Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of casting method on bond performance and self-compacting concrete properties

Kucharska Milena, Dybeł Piotr

Materiały Budowlane

|

2026

|

nr 2

1--8

EN

A self-compacting concrete mixture, due to its specific rheological properties, enables placement methods that differ from those applied in conventional concretes, including placement from the bottom of a form. This paper reports on an experimental investigation into the influence of placing technique (top-down and bottom-up) on the strength properties of self-compacting concrete and on the steel-concrete bond performance. Bond tests were performed using the pull-out method. The bottom-up casting technique was found to enhance the uniformity of concrete strength and bond conditions within the specimens, and to improve bond performance overall, particularly in the upper zones of those elements. Given the increasing practical relevance of self compacting concrete and its alternative casting methods as well as the encouraging outcomes obtained, further research on this subject is recommended.

PL

Mieszanka betonu samozagęszczalnego, dzięki swoim specyficznym właściwościom reologicznym, umożliwia zastosowanie metod jej układania, które odbiegają od tradycyjnych rozwiązań stosowanych w przypadku betonów konwencjonalnych, m.in. podawanie od dołu formy. W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych dotyczących wpływu technologii układania (od góry i od dołu) na właściwości wytrzymałościowe betonu samozagęszczalnego oraz na przyczepność prętów zbrojeniowych do betonu. Badania przyczepności zrealizowano metodą wyrywania. Stwierdzono, że technologia podawania od dołu przyczynia się do zwiększenia wytrzymałości betonu i przyczepności w elementach badawczych, szczególnie w górnych strefach tych elementów. Ze względu na coraz większe znaczenie praktyczne betonu samozagęszczalnego i alternatywnych metod jego układania, jak również uzyskane obiecujące wyniki, zaleca się dalsze prowadzenie badań.

2

Influence of the steel tube thickness on the perfobond connectors load capacity

Farhan Khawla Abbas

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2025

|

Vol. 24, no. 3

283--295

EN

Steel-concrete composite structures is one of the most explosive rapidly developing, cost-effective, and environmentally sustainable processes frequently utilised in high-rise structures and medium-span bridge decks. This research presents an experimental work to investigate the performance of a composite, concrete-filled steel tube (CFST) specimens manufactured by self-compacting concrete (SCC) under a push-out test. Ten CFST specimens have been considered in the experimental tests with a combined two concrete slab. Two variables have been considered in the experimental tests: thickness of tested tube (5 mm and 6 mm) and concrete slab strength (25, 35,45, 55, and 65 MPa). For comparison, all concrete slabs are made with normal concrete and steel tubes filled with SCC. The ultimate shear strength, load-slip behavior, failure load, crack pattern, and failure mode were studied. The experimental results present that the ultimate shear capacity and specimens stiffness improved by increased concrete block strength from 25 to 65 MPa. In addition, it was found, that at the slab concrete strength reduction from about 65 to 25 MPa, it decreased by 4.45%, 9.75%, 14.44%, and 18.34% for 5 mm tube thickness, however, for 6 mm thickness tested specimens, it decreased by 5.36%, 9.35%, 16.04%, and 19.6%, respectively. The specimen with the 6 mm-thick steel tube had better ultimate force capacity and specimens stiffness than the one with the 5 mm-thick tested tube. The perfobond rib is utilised as an effective shear connection in composite or hybrid structures due to its adequate ductility and enhanced shear capacity.

PL

Stalowo-betonowe konstrukcje kompozytowe są jednym z najszybciej rozwijających się, efektywnych cenowo i ekologicznych rozwiązań często stosowanych w wysokich budynkach i mostach o średniej rozpiętości. W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych push-out (wytrzymałości na docisk przy uwzględnieniu ścinania), słupów zespolonych stalowo-betonowych, wypełnionych betonem (CFST, ang. Concrete-Filled Steel Tube), wykonanych metodą betonu samozagęszczalnego (SCC, ang. Self-Compacting Concrete). W badaniach uwzględniono dziesięć próbek CFST umieszczonych pomiędzy płytami żelbetowymi. W eksperymencie rozpatrywano dwie zmienne: grubość ścianki profilu stalowego (5 mm i 6 mm) oraz wytrzymałość płyt betonowych (25, 35, 45, 55 i 65 MPa). Wszystkie płyty betonowe wykonano z betonu zwykłego, natomiast stalowe rury wypełniono SCC. Celem badań było określenie wytrzymałości na ścinanie, wyznaczenie charakterystyk obciążenie-poślizg, obciążenia niszczącego, schematu pęknięć i formy zniszczenia. Wyniki eksperymentu wykazały, że zwiększenie wytrzymałości płyt betonowych z 25 do 65 MPa powoduje wzrost nośności na ścinanie i sztywności wciskanych próbek. Ponadto stwierdzono, że w przypadku profili metalowych o grubości ścianek 5 mm, zmniejszenie wytrzymałości z 65 do 25 MPa powoduje spadek nośności odpowiednio o 4,45%, 9,75%, 14,44% i 18,34%; natomiast dla próbek o grubości 6 mm odpowiednio o 5,36%, 9,35%, 16,04% i 19,6%. Próbka zespolona, w której grubość ścianki wynosiła 6 mm miała lepszą nośność i sztywność niż próbka, w której grubość miała wymiar 5 mm. Łączniki typu perfobond są wykorzystywane jako efektywne połączenie w konstrukcjach kompozytowych lub hybrydowych ze względu na większą odkształcalność w zakresie plastycznym i zwiększoną nośność na ścinanie.

3

Ocena wpływu wymiarów próbek na wytrzymałość betonu samozagęszczalnego: badania polowe i laboratoryjne w odniesieniu do PN-EN 12504-1

Józefczyk Łukasz, Pozorski Zbigniew, Adamczuk Tomasz

Przegląd Budowlany

|

2025

|

R. 96, nr 2

26--29

PL

W pracy przedstawione zostały rezultaty badań wytrzymałości na ściskanie próbek rdzeniowych pobieranych z przygotowanego elementu konstrukcyjnego według PN-EN 12504-1, w odniesieniu do rezultatów uzyskiwanych na referencyjnych próbkach formowanych. Do produkcji elementu i wykonania próbek zaprojektowano mieszankę betonu samozagęszczalnego na bazie kruszywa żwirowego. W pracy poruszono kwestie wpływu proporcji wymiarów próbek na wytrzymałość przy ściskaniu. Wyniki badań wykazały wysoką powtarzalność niezależnie od wartości współczynnika proporcji h/d (wysokość/średnica); próbki o współczynniku bliskim 2:1 oraz 1:1 wykazywały zbliżoną wytrzymałość. Dodatkowo dokonano oceny wpływu wykończenia powierzchni próbek na wartość liczby odbicia uzyskiwaną w badaniach sklerometrycznych.

EN

The paper presents the results of compressive strength tests on core samples drilled from a prepared structural element according to PN-EN 12504-1, in relation to the results obtained on reference molded samples. A self-compacting concrete mix based on gravel aggregate was designed for the production of the element and sample preparation. The study addresses the impact of the dimensional proportions on the compressive strength. The test results demonstrated high repeatability regardless of the h/d (height/diameter) aspect ratio; samples with ratios close to 2:1 and 1:1 demonstrated similar strength. Additionally, the influence of the sample surface finish on the rebound number value obtained in rebound hammer tests was assessed.

4

Kształtowanie właściwości betonu samozagęszczalnego z dodatkiem włókien nanocelulozy

Łukawska Emilia, Machul Natalia, Zagozda Aleksandra, Zieliński Bartłomiej

Builder

|

2025

|

R.29, nr 5

8--12

PL

Badania dotyczyły możliwości zastosowania dodatku w postaci włókien nanocelulozy do betonów samozagęszczalnych. Dokonano oceny wpływu różnych ilości włókien nanocelulozy na podstawowe właściwości fizyczne mieszanek betonowych i stwardniałych betonów samozagęszczalnych. Zaprojektowano 4 serie mieszanek betonowych z zawartością włókien celulozowych w ilości od 0 do 1% masy spoiwa. Program badań obejmował wykonanie badania konsystencji, gęstości i napowietrzenia mieszanki betonowej. Ponadto zakres prac obejmował badania stwardniałego betonu pod względem nasiąkliwości, wytrzymałości na ściskanie, gęstości i odporności na ścieranie. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem ilości włókien nanocelulozy zaobserwowano pogorszenie się urabialności, poprawę napowietrzenia oraz spadek gęstości objętościowej mieszanki betonowej. Wytrzymałość na ściskanie we wszystkich seriach wynosiła około 90 MPa z wyjątkiem serii 2, która uzyskała wartości wytrzymałości o około 18% wyższe od wartości uzyskanych dla pozostałych serii. Wartości nasiąkliwości były zbliżone i wynosiły około 3%. Zaobserwowano, że wraz ze zwiększaniem ilości dodatku obniżała się gęstość betonu oraz odporność na ścieranie. Nie wykazano istotnego wpływu dodatku nanocelulozy na wyniki badań nasiąkliwości oraz wytrzymałości na ściskanie.

EN

This study explored the potential use of nanocellulose fibers as an additive in self-compacting concrete (SCC). The influence of different amounts of nanocellulose fibers on the fundamental physical properties of fresh concrete mixtures and hardened SCC was assessed. Four series of concrete mixtures were designed, containing nanocellulose fibers in proportions ranging from 0% to 1% of the binder mass. The research program included tests of workability, density, and air content of the fresh concrete mixtures. Additionally, hardened concrete was evaluated in terms of water absorption, compressive strength, density, and abrasion resistance. The results showed that increasing the nanocellulose fiber content led to a reduction in workability, an increase in air content, and a decrease in the bulk density of the fresh concrete mixture. The compressive strength for all series was approximately 90 MPa, except for Series 2, which demonstrated a compressive strength approximately 18% higher than the other series. Water absorption values were similar, at around 3%. It was observed that increasing the fiber content reduced both the density of the hardened concrete and its abrasion resistance. No significant effect of nanocellulose addition on water absorption or compressive strength was identified.

5

Valorization of glass powder as filler in self-compacting concrete

Serikma Mourad, Benahmed Baizid, Kennouche Salim, Mohd Hashim Mohd Hisbany, Merabti Salem

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2024

|

Vol. 33, No. 3

261--277

EN

In Algeria, glass waste is underutilized in the industrial sector; however, its potential use in civil engineering offers a significant ecological and economic opportunity. This approach could be a solution to eliminating illegal dumping sites, reduce pollution, and provide a new source of sustainable construction materials. In this context, this research aimed to produce self-compacting concrete (SCC) mixtures using recycled glass powder as a replacement for limestone filler. This research presents an experimental study investigating the impact of glass powder waste as a replacement for the traditionally used limestone filler in self-compacting concrete. To investigate the workability and compressive strength of the SCC studied, eleven concrete mixtures were prepared with varying substitution rates of limestone filler (0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, and 100%) with powder glass. The use of powdered glass waste has beneficial effects, as the pozzolanic reaction generates an additional amount of hydrated calcium silicates. The results of the investigation showed an increase in compressive strength compared to the control concrete specimen (without glass powder). The best results were observed when incorporation ranged between 10% and 50%, with the optimal level being 30%, resulting in an 8.47% strength gain. This study contributes to the valorization of glass powder as a substitute for limestone filler. The results demonstrate positive effects on both fresh and hardened characteristics when using glass powder in proportions ranging from 10% to 50% of the filler mass.

6

Domieszki stosowane w produkcji prefabrykatów betonowych

Górczyński Marian, Owsiak Daniel

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 1

69--70

7

Beton samozagęszczalny zawierający piasek pustynny i mączkę granitową

Rahmani Farida, Kaci Salah, Ould Ouali Mohand

Cement Wapno Beton

|

2024

|

R. 29, nr 3

171--187

PL

Niniejszy artykuł poświęcony jest waloryzacji lokalnych materiałów jako substytutów w betonie samozagęszczalnym. Zbadano wpływ mączki granitowej jako zamiany cementu w betonie samozagęszczalnym wykonanym w 100% z piasku pustynnego, a także jako substytutu piasków rzecznych i/lub kopalnych. Wykonano optymalizację udziału superplastyfikatora w zaczynie cementowym, a następnie zastosowano taki sam udział w betonie. Opracowano kilka receptur betonów. Następnie wykonano badania reologiczne, właściwości mechanicznych i trwałości betonów samozagęszczalnych z różnym udziałem mączki granitowej i superplastyfikatora. Badania obejmowały charakterystykę mieszanek betonowych [rozpływ, L-pojemnik, odporności na segregację, gęstość] i stwardniałego betonu [wytrzymałość na ściskanie, weryfikacja segregacji itd.]. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że skład betonu zawierającego 1,7% superplastyfikatora i 10% granitu został uznany za optymalny, zgodnie z zaleceniami normy AFGC 2008. Wyniki badań trwałości tego betonu i analiza jego właściwości w wysokich temperaturach potwierdziły, że opracowany beton może być stosowany w trudnych warunkach pracy.

EN

This article is dedicated to the valorization of local materials as substitutes in self-compacting concrete. We were interested in studying the effect of adding granite powder as a substitute for cement in a self-compacting concrete made of 100% desert sand, and also as a substitute for river and/or quarry sands. First, the dosage of the superplasticizer on the cementitious paste is optimized and then confirmed this percentage in the case of concrete. Subsequently, several concrete formulations were produced. Then, the rheological, mechanical, and durability behavior of these self-compacting concretes with different percentages of granite powder and superplasticizer were studied by carrying out characterization tests in the fresh state [slump-flow, L box, sieve stability test, density] and the hardened state [Compressive strength, verification of static segregation, etc.]. From the results obtained, the concrete composition with 1.7% superplasticizer and 10% granite was found optimal, following the recommendations of the AFGC 2008 standard. The durability tests results of this concrete and the analysis of its behavior at high temperatures have confirmed that the formulation adopted can be used in severe working conditions.

8

Influence of temperature on rheological properties of self-compacting mortars and concretes in rest state

Gołaszewski Jacek, Cygan Grzegorz

Archives of Civil Engineering

|

2024

|

Vol. 70, nr 4

255--269

EN

The rheological properties of fresh mortars and self-compacting concretes (SCC) at rest – the static yield value gs and the thixotropy factor AT – at temperatures from 10 to 30°C were investigated. The static yield value gs and the thixotropy factor AT of SCC depends on the temperature and the w/c ratio. Immediately after casting, the static yield value gs of the SCC is the higher the higher the temperature and/or w/c ratio are. Thixotropy factor AT of fresh SCC depends mainly on w/c ratio – the higher w/c ratio the lower AT is. The increase in temperature of SCC reduces thixotropy factor AT, but the effect is insignificant. During the 40 minutes that the SCC remain at rest, the static yield value gs increases and this increase is faster for mixes with a higher w/c ratio. Thixotropy factor AT of SCC left in rest first increases over time, but then, after just 20 to 40 minutes, begins to decrease. Temperature does not affect static yield value gs and thixotropy factor AT changes in time. The nature of the effect of temperature on the rheological properties of mortars and SCC is analogous. It was proven that model mortars can be used to predict the effect of temperature on the rheological properties of SCC both in the flow phase and at rest and to predict changes in these parameters over time. The implications of the temperature effect on the rheological properties of SCC in terms of formwork pressure were also discussed.

PL

Celem badań było określenie wpływu temperatury i czasu na parametry reologiczne mieszanek BSZ w stanie spoczynku – statyczną granicę płynięcia gs i współczynnik tiksotropii AT. Dodatkowo zweryfikowano możliwość wykorzystania badań reologicznych wykonanych na zaprawach modelowych do przewidywania wpływu temperatury na parametry reologiczne mieszanki BSZ w stanie spoczynku. Stwierdzono, że zmieniająca się w zakresie od 10 do 30°C temperatura istotnie wpływa na statyczną granicę płynięcia gs mieszanki BSZ w stanie spoczynku. Im temperatura mieszanki jest wyższa, tym statyczna granica płynięcia gs mieszanki jest większa i szybciej wzrasta w czasie. Wzrost statycznej granicy płynięcia w czasie wynika najpierw z samozagęszczenia mieszanki BSZ, a następnie z postępującego procesu hydratacji i utraty efektu działania SP. Statyczna granica płynięcia gs jest znacznie, nawet o rząd wielkości większa od dynamicznej granicy płynięcia. Współczynnik tiksotropii AT maleje ze wzrostem temperatury, przy czym wpływ temperatury na współczynnik tiksotropii AT nie jest istotny w porównaniu do wpływu w/c. Wykazano, że charakter wpływu temperatury na właściwości reologiczne zapraw modelowych i mieszanek BSZ w spoczynku jest analogiczny. Zaprawy modelowe mogą być wykorzystywane do prognozowania wpływu temperatury na właściwości reologiczne mieszanki BSZ w stanie spoczynku. Wyznaczono zależności liniowe pomiędzy parametrami reologicznymi zapraw i mieszanek betonowych w stanie spoczynku. Przedyskutowano mechanizm wpływu temperatury na właściwości reologiczne mieszanki BSZ w stanie spoczynku w aspekcie ich wpływu na parcia na deskowania. W wyższej temperaturze mieszanka BSZ charakteryzuje się większą statyczną granicą płynięcia gs i szybszym jej wzrostem, co powoduje, że parcie mieszanki BSZ na deskowania tym mniejsze, im większa jest jej temperatura.

9

Advanced AI tools for predicting mechanical properties of self-compacting concrete

Agrawal Achal, Chandak Narayan

Architecture Civil Engineering Environment

|

2024

|

Vol. 17, no. 2

69--86

EN

The present study utilizes advanced numerical evaluation techniques like Artificial Intelligence (AI), including Support Vector Machines (SVM), Artificial Neural Networks (ANN), Adaptive Neuro-Fuzzy Inference Systems with Genetic Algorithms (ANFIS-GA), Gene Expression Programming (GEP), and Multiple Linear Regression (MLR) to develop and compare the predictive models for determination of compressive and tensile strength. Partial mutual information for selection and establishment of the degree of association of variables was used to aid in better attainment of results obtained through predictive models. It was observed that amongst the modeling techniques, the results obtained for compressive strength through the SVM technique were excellent, producing an Index of Agreement of 0.96, Akaike Information Criterion of 68.33, skill score of 0.96, and symmetric uncertainty of 0.93, thus indicating a simpler, robust, and low uncertainty predictive model. Furthermore, the adapted technique MLR was found to predict tensile strength characteristics better, with the MLR model demonstrating a higher R2 value of 0.81, thus implying a reliable tensile strength prediction model. However, SVM consistently performed well for both compressive and tensile strength characteristics thus endorsing the reliability of the predictive model. Overall, the study aids in getting new insights about improvising the strength properties of SCC and its evaluation through predictive techniques.

10

Performance of self-compacting concrete cast in hot weather conditions

Khalil Hossam S., Abd Elhameid Mohamed W., Badawy Amal A.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2023

|

Vol. 32, No. 3

284--302

EN

This work focused on how self-compacting concrete (SCC) performs in situ in hot weather conditions at an ambient temperature of about 35°C. Tests for the rheological properties and compressive and splitting tensile strength aspects were carried out. The results of SCC mix ingredients on the rheological and hardened features of SCC mix were studied. Variations in the amount of portland cement content (CC), water to cement ratio (w/c), coarse to fine aggregate ratio (C : F), chemical admixture ratio, and pozzolanic admixture ratio were considered. Optimum values were obtained for these ingredients, which satisfied the SCC rheological characteristics and gave a 28-day compressive strength of 42 MPa, and 52 MPa after 28 days and 56 days, respectively. These optimum constituent values were 450 kg·m–3 of cement, 0.45 water cementitious ratio, and a coarse to fine material ratio of 1 : 0.8, a high range superplasticizer of 2%, and a mineral admixture of either 5% silica fume or 25% fly ash as a substitute for a similar amount cement.

11

Technologiczne, ekologiczne i ekonomiczne uwarunkowania stosowania betonu samozagęszczalnego

Gołaszewski Jacek

Przegląd Budowlany

|

2023

|

R. 94, nr 1-2

71--76

PL

Rozwój współczesnej technologii betonu przebiega w kierunku uzyskania betonu o minimalnym wpływie na środowisko, wytrzymałego, trwałego, możliwie samoobsługowego w wykonaniu i użytkowaniu oraz o szczególnych, dodatkowych funkcjonalnościach. Do takich betonów zalicza się beton samozagęszczalny BSZ. W artykule omówiono i przedyskutowano techniczne, ekonomiczne i ekologiczne aspekty stosowania betonu samozagęszczalnego w odniesieniu do całego cyklu życia konstrukcji. Pokazano, że chociaż koszt betonu samozagęszczalnego może być większy, jego stosowanie umożliwia obniżenie pracochłonności i energochłonności procesu betonowania oraz umożliwia uzyskanie mniej materiałochłonnych i trwalszych konstrukcji betonowych o dłuższym okresie użytkowania. Przedyskutowano proekologiczny aspekt technologii betonu samozagęszczalnego, w tym szczególnie możliwości wykorzystania różnych materiałów odpadowych i z recyclingu.

EN

The development of concrete technology is proceeding in the direction of obtaining concrete with minimal environmental impact, strong and durable and as self-service as possible to make and use, and with special additional functionalities. Such concretes include self-compacting concrete. The article reviews and discusses the technical, economic and environmental aspects of using self-compacting concrete in relation to the life cycle of the structure. It is shown that although the cost of self-compacting concrete may be higher, its use makes it possible: to reduce the labor and energy consumption of the concreting process and to obtain less material-intensive and more durable concrete structures with a longer service life. The proenvironmental aspect of self-compacting concrete technology was discussed, especially including the possibility of using various waste and recycled materials.

12

Nośność graniczna próbek wykonanych z betonu samozagęszczalnego układanego wewnątrz rur kompozytowych

Ostrowski Krzysztof Adam, Sikora Oliwia, Furtak Kazimierz

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 11-12

604--607

PL

W ostatnich latach materiały kompozytowe są szeroko stosowane w celu wzmacniania istniejących konstrukcji, także betonowych. Na ogół proces ten polega na przyklejeniu maty lub taśmy z włókien węglowych (bądź innych) do uprzednio przygotowanej powierzchni betonu, najczęściej przy użyciu żywicy epoksydowej. Wykonywanie konstrukcji betonowych - szczególnie słupów betonowych - wiąże się między innymi z koniecznością wykonania deskowania, systemów rusztowań i późniejszego rozformowania elementu. Proces ten bywa czasochłonny, co wpływa na szybkość wykonania i koszt słupów betonowych. W pracy zaproponowano sposób wykonywania rur kompozytowych z laminatów węglowych oraz ich późniejsze wykorzystanie jako traconą formę do wykonania cylindrycznych próbek zespolonych. Rury kompozytowe o grubości 0,3 i 0,9 mm wypełniono betonem samozagęszczalnym, a następnie poddano badaniom niszczącym w teście jednoosiowego ściskania. Wytrzymałość na ściskanie betonu w osłonie rury o grubości 0,3 mm (SCC-0,3) i 0,9 mm (SCC-0,9) była odpowiednio większa o 37% i 95% w porównaniu z betonem referencyjnym. Średnia wartość maksymalnej odkształcalności osiowej grup próbek wyniosła 0,0048, 0,0069 i 0,0151, odpowiednio dla betonu samozagęszczalnego (SCC), SCC-0,3 i SCC-0,9. Odnotowano także wzrost modułu sprężystości podłużnej betonu wewnątrz rur kompozytowych. Uzyskane wyniki wykazały dobrą współpracę zbrojenia zewnętrznego (rury kompozytowej) z rdzeniem betonowym, pomimo małej przyczepności pomiędzy tymi elementami.

XX

In recent years, composite materials have been widely used to reinforce existing structures, including concrete elements. This process generally consists in gluing a carbon fibers (or other) mat to a previously prepared concrete surface, most often using epoxy resin. Making concrete structures - especially concrete columns - involves the need to make formwork and scaffolding systems and then demolding the elements. This process can be time-consuming, which affects the speed and cost of building a concrete column. This work proposes a method of preparing composite tubes from carbon laminates and their subsequent use as a lost mold for the production of cylindrical composite samples. Composite tubes with an average thickness of 0.3 and 0.9 mm were filled with self-compacting concrete and then subjected to destructive testing in the uniaxial compression test. The compressive strength of the concrete in the 0.3 mm (SCC-0.3) and 0.9 mm (SCC-0.9) pipe sheath was 37% and 95% higher, respectively, compared to the reference concrete. The average value of the maximum axial deformation was 0.0048, 0.0069 and 0.0151 for self-compacting concrete (SCC), SCC-0.3 and SCC-0.9, respectively. An increase in the modulus of elasticity was also noted for the concrete in the composite pipes. The obtained results showed good cooperation of the external reinforcement (composite tube) with the concrete core, despite the infinitesimal adhesion between these elements.

13

Self-compacting Concrete Strengthening Efficiency Investigation by Using Recycled Steel Waste as Fibers

Hussein Ola Ahmed, Abbas Aamer Najim

Ecological Engineering & Environmental Technology

|

2023

|

Vol. 24, iss. 3

153--160

EN

Steel recycling saves energy and time and is more environmentally friendly. It rids the environment from huge amounts of scrap cars and huge structures, as well as reduces mining operations that destroy the natural environment. In this investigation, the steel scrap effect on the mechanical properties of concrete was investigated, inadditiontoinvestigatethevariationofmechanicalpropertieswithincreasingtheconcrete age. Three concrete mixes were studied: one without steel waste as a control, one with 1 % steel waste by volume of concrete, and one with 1.5% steel waste by volume of concrete. The results show that adding waste steel to the concrete improved compressive strength as well as tensile strength. where, the mixing which contains 1% of steel waste, has an increase in strength that reaches up to 12% and 23% at 28 days for compressive strength and tensile strength sequentially as compared to the reference mix. Furthermore, the results show that there is a significant increase in splitting tensile strength that reaches 29% at day 28 for a mix of 1.5% steel waste as compared to the reference concrete mix. The best improvement in compressive strength over time was obtained when using 1% steel waste. Whilethebestimprovementintensilestrengthovertimewasobtainedwhenusing 1.5% steelwaste.In both cases, the amount of improvement is better than the models without steel waste, which gives us confidence in giving recommendations for conducting more in-depth studies to achieve maximum advantage.

14

Wpływ technologii układania betonu samozagęszczalnego na nośność połączenia beton-beton oraz stal-beton w elementach wykonywanych warstwowo

Dybeł Piotr

Cement Wapno Beton

|

2023

|

R. 28, nr 4

210--224

PL

Artykuł przedstawia badania dotyczące technologii warstwowego wykonywania konstrukcji z betonu samozagęszczalnego. Badania przeprowadzono na elementach panelowych o wymiarach 800×480×160 mm, betonowanych w dwóch warstwach z jednego punktu podawania mieszanki. Założono trzy różne czasy opóźnienia podawania drugiej warstwy mieszanki: 15, 30 oraz 60 minut. Przeanalizowano dwa warianty technologiczne podawania mieszanki: od góry i od dołu formy. Analizowano wpływ technologii układania mieszanki na nośność połączenia warstw betonu oraz pręta zbrojeniowego z betonem. Nośność połączenia warstw betonu określono za pomocą badania wytrzymałości na rozciąganie przy rozłupywaniu, na próbkach rdzeniowych pobranych z elementów panelowych. W dotychczasowej literaturze badanie nośności połączenia warstw było badane na znacznie mniejszych elementach i nie uwzględniały one innej technologii podawania mieszanki niż tradycyjna. Badanie przyczepności pręt zbrojeniowy-beton na styku warstw wykonano metodą pull-out. Wykazano duże różnice w sposobie mieszania się warstw betonu, w zależności od zastosowanej technologii jego podawania. Betonowanie od góry formy powodowało spadek nośności zespolenia warstw jak i zmniejszenie sztywności i nośności połączenia pręt zbrojeniowy-beton wraz ze zwiększeniem czasu opóźnienia podawania drugiej warstwy. Z kolei betonowanie od dołu formy zapewniło uzyskanie nośności zespolenia warstw betonu na poziomie 90% wytrzymałości próbki monolitycznej w całym zakresie badań. Technologia betonowania od dołu została polecona do wykonywania elementów w technologii wielowarstwowej z betonu samozagęszczalnego.

EN

The article presents a study on the technology of layered execution in self-compacting concrete structures. The research focused on 800×480×160 mm panel elements, cast in two layers from a single mix casting point. Three different delay times for delivering the second layer of mix were considered: 15, 30 and 60 minutes. Two technological variants of mix application were analysed: from the top and from the bottom of the mould. The study investigated the influence of the placement technology on the load bearing capacity of the concrete layer-to-layer joint and the rebar-to-concrete joint. The load-bearing capacity of the concrete layer-to-layer joint was determined through a splitting tensile strength test on core specimens extracted from panel elements. Notably, existing literature has primarily explored the load-bearing capacity of the concrete layer-to-layer joint on smaller elements and has not accounted for mix placing technologies diverging from the traditional one. A test of the rebar-to-concrete bond at the layer interface was conducted using the pull-out method. Substantial differences were identified in the mixing pattern of concrete layers, contingent on the placing technology employed. Top-down casting led to a reduction in the load-bearing capacity of the concrete layer-to-layer interface, coupled with decreased stiffness and bond strength of the rebar-to-concrete connection as the delay time of the second layer increased. Conversely, bottom-up concreting maintained the load-bearing capacity of the combined concrete layers at 90% of the strength of the monolithic specimen throughout the entire test range. The article recommends the utilization of bottom-up placing technology for executing elements in the multilayer casting of self-compacting concrete.

15

Engineering properties of self-compacting concrete incorporating PET fibres and recycled fine concrete aggregates

Bayah Meriem, Debieb Farid, Kadri El-Hadj, Bentchikou Mohamed

Budownictwo i Architektura

|

2023

|

Vol. 22, no 4

71--95

EN

Concrete is currently the most frequently used material in the building sector due to its favourable properties. However, the proliferation of waste poses a significant environmental problem. Over the past three decades, researchers have explored the use of construction and demolition waste (CDW) as well as plastic waste as aggregates, binders, and fibres in construction materials. This approach has emerged as a notable solution to address environmental and economic challenges. The objective of this research is to assess the impact of polyethylene terephthalate fibres (PETF) on the behaviour of self-compacting concrete (SCC) with recycled fine concrete aggregates (RFCA). Natural fine aggregates (NFA) were used as a substitute for RFCA at different mass fractions (0–100%). Additionally, four volumetric fractions (Vf) of PETF (ranging from 0.3% to 1.2%) were added, and the findings revealed an improvement in the flexural strength and modulus of elasticity of the composite material obtained. However, as the Vf content of PET fibres and RFCA increased, the compressive strength decreased, negatively affecting water absorption by immersion and capillary water absorption. Using 100% RFCA and 1.2% PETF enhanced the modulus of elasticity and flexural strength of recycled self-compacting concrete (RSCC) by up to 25% and 9%, respectively.

16

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.

17

Self-compacting concrete strengthening efficiency investigation using recycled steel waste as fibres

Hussein Ola Ahmed, Abbas Aamer Najim

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2022

|

Vol. 31, No. 4

249--258

EN

Steel recycling saves energy and time, and is more environmentally friendly. It can help rid the environment of huge amounts of scrap vehicles and huge structures, as well as reducing the mining operations that destroy the natural environment. In this investigation, the steel scrap effect on the mechanical properties of concrete was investigated, in addition to investigating the variation in mechanical properties with increased concrete age. Three concrete mixes were studied: one without steel waste as a control, one with 1% steel waste by volume of concrete, and one with 1.5% steel waste by volume of concrete. The results show that adding waste steel to the concrete improved the compressive strength as well as the tensile strength, where a mixture which contains 1% of steel waste had an increase in strength of up to 12% and 23% by day 28 for compressive strength, and tensile strength sequentially in comparison to the reference mix. Furthermore, the results show that there was a significant increase in splitting tensile strength, at 29% on day 28 for a mix of 1.5% steel waste as compared to the reference concrete mix. The best improvement in compressive strength over time was obtained when using 1% steel waste. The best improvement in tensile strength over time was obtained when using 1.5% of steel waste. In both cases, the amount of the improvement was better than the models without steel waste, which gives us confidence in giving recommendations for conducting more in-depth studies to achieve the maximum advantage.

18

On the Strain Rate Sensitivity of Fibre-Reinforced Self-Compacting Concrete

Pająk Małgorzata, Janiszewski Jacek

Engineering Transactions

|

2022

|

Vol. 70, iss. 3

203--220

EN

This study investigates the characteristics of self-compacting concrete (SCC) reinforced with recycled fibres and their combination with polypropylene fibres, which can be applied to build protective structures. The split Hopkinson pressure bar (SHPB) method was used to subject the mixtures to high strain rates in the range from 140 to 200 s−1 , corresponding to impact loads. It was found that the strain rate sensitivity of both types of mixtures was comparable. The failure pattern confirmed the role of fibres in carrying the loads for strain rates below around 100 s−1 .

19

Experimental investigation of two-way concrete slabs reinforced by perforated steel plates under concentrated load

Al-Zahid Ali Adnan, Alwash Nameer A.

Engineering Transactions

|

2022

|

Vol. 70, iss. 1

67--75

EN

This research experimentally investigates the effect of using the perforated steel plate instead of steel bars as a reinforcing system in two-way concrete slabs. The study consists of casting four slabs using self-compacting concrete. Three slabs are reinforced by a perforated steel plate and one slab is reinforced by traditional bar reinforcement. The amount of steel in both types of reinforcement is equal. The slabs are tested under a monotonic concentrated load at their middle point. The results show a significant enhancement in behavior. The ultimate load increased about 43% to 76%, depending on the size of the openings. Moreover, the final crack width in all slabs reinforced by a perforated steel plate was smaller than in the slab reinforced by a traditional steel bar. The results of this study may be used in future research to introduce a method that will lead to an improvement in the overall behavior of two-way concrete slabs.

20

Study on stability of self-compacting concrete applied for filling layer structure from paste, mortar and concrete

Liu He, Zhang Jingyi, Yang Yanhai

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 3

501--522

EN

Self compacting concrete (SCC) filling layer is core structure of China rail track system (CRTS) ? type ballastless track. Construction quality, service performance and durability of CRTS ? ballastless structure are affected by stability of SCC for filling layer. In this study, the stability of SCC of filling layer is researched at three levels as paste, mortar and concrete by theory and experiment. Evaluation indices including bleeding (B), surface bubble rate (θ), thickness of paste (𝜎paste) and thickness of surface mortar (L) are proposed based on the theoretical calculation and analysis. The threshold viscosity of paste 0.394 Pa·s and mixture satisfied area are obtained at paste level based on the relationship between viscosity and B, θ of paste. The mixture satisfied area was defined at mortar level under criterions of maximum value of 𝜎paste and slump flow. Optimal range of gap between neighboring aggregates (λca) 12.4 mm-14.1 mm is chosen by flow ability, passing ability, stable ability of SCC. These research results will help to further understand the stability of SCC.