Tests of polymeric adhesive joints in aspect of their application in prefabricated timber structures

• Autorzy: Śliwa-Wieczorek Klaudia , Zając Bogusław , Kozik Tomasz

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2020.131778

Warianty tytułu

PL

Badania polimerowych złączy podatnych w aspekcie ich stosowania w prefabrykowanych konstrukcjach drewnianych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article concerns modern, flexible adhesive joints, which might be used in timber construction. The article discusses the test results carried out for timber elements joints using polymeric adhesives produced by Sika®. The scope of the tests includes the analysis of strength criteria, tests of polymer adhesion to the timber with a pull-off method, tests of polymer layer shearing between timber elements as well as examination of bending of timber elements joined with polymer. The conclusions indicate the types of these polymers which are recommended for the creation of polymeric joints of timber-polymeric type in timber constructions.

PL

Dynamiczny rozwój połączeń klejowych, umożliwia ich zastosowanie już nie tylko w naprawach, czy wzmocnieniach głównie konstrukcji żelbetowych oraz murowych. Coraz częściej mówi się o zastąpieniu tradycyjnych łączników przez połączenia klejowe. Szczególnie interesujący jest rozwój połączeń na bazie polimerów w zastosowaniu w konstrukcjach drewnianych, który umożliwia eliminację lub znaczne ograniczenie występowania zjawiska koncentracji naprężeń, jak ma to miejsce w przypadku najbardziej powszechnych połączeń trzpieniowych. Szczególne znaczenie ma eliminacja tego zjawiska w obiektach drewnianych, poddanych oddziaływaniu silnych wiatrów, trzęsień ziemi, czy też dużych gradientów temperaturowych oraz wilgotności. Głównym celem artykułu jest omówienie wyników badań przeprowadzonych dla połączeń elementów drewnianych przy wykorzystaniu podatnych klejów polimerowych produkcji Sika®. Zakres badań obejmuje analizę kryteriów wytrzymałościowych, badania przyczepności polimeru do drewna metodą pull-off (na odrywanie), badania ścinania warstwy polimeru pomiędzy elementami drewnianymi oraz badania zginania elementów drewnianych zespolonych polimerem.

Słowa kluczowe

EN

flexibility; flexible joint; adhesive joint; deformation; shear stress; normal stress; distribution; timber structure

PL

elastyczność; połączenie elastyczne; połączenie klejowe; odkształcenie; naprężenie ścinające; naprężenie normalne; dystrybucja; konstrukcja drewniana

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 66, nr 1
• Strony: 113--125
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Śliwa-Wieczorek Klaudia

• Cracow University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Institute of Building Materials and Engineering Structures, Cracow, Poland

autor

Zając Bogusław

• Cracow University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Institute of Structural Mechanics, Cracow, Poland

autor

Kozik Tomasz

• PalettenWerk Kozik Spółka Jawna, Cracow, Poland

Bibliografia

• 1. M. K. Apalak, R. Gunes, “Elastic flexural behaviour of an adhesively bonded single lap joint with functionally graded adherends”, Materials & Design 28(5): 1597-1617, 2007.
• 2. L. Blyberg, E. Serrano, E. Bertil, M. Sterley,“Adhesive joints for timber/glass applications: Part 1: Mechanical properties in shear and tension”, SP Technical Research Institute of Sweden, 2011.
• 3. J. Custódio, J. Broughton, H. Cruz, “A review of factors influencing the durability of structural bonded timber joints”, International Journal of Adhesion and Adhesives 29(2): 173-185, 2009.
• 4. L. F. da Silva, N. M. A. J. Ferreira, V. Richter-Trummer, E. A. S Marques, “Effect of grooves on the strength of adhesively bonded joints”, International Journal of Adhesion and Adhesives 30(8): 735-743, 2010.
• 5. M. Dorn, B. Enquist, E. Serrano, “Load bearing timber glass composites - A WoodWisdom - Net project for innovative building system”, In: COST Action TU0905 Mid-term Conference on Structural Glass, CRC Press: 269, 2013.
• 6. L. D. R. Grant, R. D. Adams, L. F. da Silva, “Effect of the temperature on the strength of adhesively bonded single lap and T joints for the automotive industry”, International Journal of Adhesion and Adhesives 29(5): 535-542, 2009.
• 7. J. Jasieńko, “Experimental investigation into the force distribution in glued steel bar and wood joints”, Archives of Civil Engineering 48(1): 93-108, 2002.
• 8. E. L. Klamer, D. A. Hordijk, S. C. J. Hermes, “The influence of temperature on RC beams strengthened with externally bonded CFRP reinforcement”, Heron 3(53): 157-185, 2008.
• 9. T. Kochański, D. Kram, K. Śliwa-Wieczorek, ”Wydawnictwo Polskiej Izby Inżynierów Budownictwa – Przewodnik Projektanta”, w druku.
• 10. S. Kumar, “Analysis of tubular adhesive joints with a functionally modulus graded bondline subjected to axial loads”, International Journal of Adhesion and Adhesives 29(8): 785-795, 2009.
• 11. A. Kwiecień, ”Polimerowe złącza podatne w konstrukcjach murowych i betonowych”, Kraków: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, 2012.
• 12. A. Kwiecień, “Reduction of stress concentration by polymer flexible joints in seismic protection of masonry infill walls in RC frames” In: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, IOP Publishing 474(1): 012003, 2019.
• 13. A. Kwiecień, P. Latus, B. Zając, ”Próba budowy modelu reologicznego dla polimeru PM i analiza dokładności tego modelu na podstawie badań doświadczalnych”, Czasopismo Techniczne. Środowisko 108(3-Ś): 93-110, 2011.
• 14. A. Kwiecień, K. Rodacki, B. Zając, T. Kozik, “Mechanical behavior of polyurethane adhesives applied to timber joints in repair of historical timber structures”, In: Structural Analysis of Historical Constructions, Springer, Cham: 1603-1612, 2019.
• 15. P. Majda, J. Skrodzewicz, “A modified creep model of epoxy adhesive at ambient temperature”, International Journal of Adhesion and Adhesives 29(4): 396-404, 2009.
• 16. O. Moussa, A. P. Vassilopoulos, J. de Castro, T. Keller, “Time-temperature dependence of thermomechanical recovery of cold-curing structural adhesives”,International Journal of Adhesion and Adhesives 35: 94-101, 2012.
• 17. P. Neto, J. Alfaiate, L. Valarinho, J. R. Correia, F. A. Branco, J. Vinagre, “Glass beams reinforced with GFRP laminates: experimental tests and numerical modelling using a discrete strong discontinuity approach”, Engineering Structures99: 253-263, 2015.
• 18. PN-EN 338:2016-06 ”Drewno konstrukcyjne - Klasy wytrzymałości”.
• 19. PN-EN 1542:2000 ”Wyroby i systemy do ochrony i napraw konstrukcji betonowych - Metody badań - Pomiar przyczepności przez odrywanie”.
• 20. PN-ISO 2444:1999 ”Złącza w budynku – terminologia”.
• 21. PN-77/D-04103 ”Drewno - Oznaczanie wytrzymałości na zginanie statyczne”.
• 22. K. Rodacki, ”Nośność belek zespolonych drewniano-szklanych poddanych obciążeniom wielokrotnie zmiennym”, Praca doktorska, Kraków: Politechnika Krakowska, 2017.
• 23. T. Stratford, J. Cadei, “Elastic analysis of adhesion stresses for the design of a strengthening plate bonded to a beam”, Construction and Building Materials 20(1-2): 34-45, 2006.
• 24. L. Valarinho, J. R. Correia, F. A. Branco, “Experimental study on the flexural behaviour of multi-span transparent glass - GFRP composite beams”,Construction and Building Materials 49: 1041-1053, 2013.
• 25. T. Vallée, J. R. Correia, T. Keller, “Optimum thickness of joints made of GFPR pultruded adherends and polyurethane adhesive”, Composite structures 92(9): 2102-2108, 2010.
• 26. M. You, Z. Li, X. L. Zheng, S. Yu, G. Y. Li, D. X. Sun, “A numerical and experimental study of preformed angle in the lap zone on adhesively bonded steel single lap joint”, International Journal of Adhesion and Adhesives 29(3): 280-285, 2009.
• 27. B. Zając, ”Doświadczalno-analityczne określenie wytężenia polimerowej skleiny w belkach zespolonych”, Praca doktorska, Kraków: Politechnika Krakowska, 2008.
• 28. B. Zając, ”Ścinane połączenia klejone sztywne i podatne pracujące w podwyższonej temperaturze”, Kraków: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, 2018.
• 29. B. Zając, A. Kwiecień, “Thermal compatibility of rigid and flexible adhesives to substrates of historical structures”, In: Structural Analysis of Historical Constructions, Springer, Cham: 1868-1877, 2019.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).