Stress intensity factor in the assessment of frost degradation of high-strength fibre-reinforced concretes

• Autorzy: Borowska Sylwia Anna

Identyfikatory

DOI

10.17512/znb.2020.1.02

Warianty tytułu

PL

Współczynnik intensywności naprężeń w ocenie degradacji mrozowej fibrobetonów wysokowytrzymałych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents an assessment of the degradation of cyclic freeze/thaw on high-strength concretes, based on changes in the stress intensity factor K_IC cycles and the total mass of surface scaling after 28 and 70 cycles. The degree of degradation was compared with the modification of stress intensity factor values. Three types of high-strength concretes (compressive strength about 90 MPa) were tested: concrete without fibres, concrete with steel fibres in the amount of 0.5% by volume (39 kg/m³) and concrete with a mixture of steel fibres (19.5 kg/m³) and basalt (6.8 kg/m³). The testing methodology is based on RILEM recommendations [1] and ASTM C666 [2] and PKN – CEN/TS 12390 Slab Test [3].

PL

W pracy przedstawiono ocenę degradacji betonów wysokowytrzymałych poddanych cyklicznemu zamrażaniu/rozmrażaniu, w oparciu o zmiany współczynnika intensywności naprężeń K_IC. Stopień zniszczenia na skutek cyklicznego zamrażania/rozmrażania BWW określono za pomocą modułu sprężystości podłużnej E, ubytku masy, redukcji wytrzymałości na ściskanie, wyznaczanych po 150, 250, 300 oraz 350 cyklach oraz sumarycznej masy złuszczeń powierzchniowych po 28 i 70 cyklach. Stopień degradacji porównano z modyfikacją wartości współczynnika intensywności naprężeń. Badaniom poddano trzy rodzaje betonów wysokiej wytrzymałości (wytrzymałość na ściskanie około 90 MPa): beton bez dodatku włókien, beton z włóknami stalowymi w ilości 0,5% objętości (39 kg/m³) oraz beton z mieszanką włókien stalowych (19,5 kg/m³) oraz bazaltowych (6,8 kg/m3). Metodologię badań oparto na zaleceniach RILEM [1] oraz normach ASTM C666 [2] i PKN – CEN/TS 12390 Slab Test [3].

Słowa kluczowe

EN

high-strength concrete; fibres; concrete degradation; stress intensity factor; surface scaling

PL

beton wysokowytrzymały; włókna; degradacja betonu; współczynnik intensywności naprężeń; złuszczenie powierzchniowe

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo
• Rocznik: 2020
• Tom: Z. 26 (176)
• Strony: 12--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Borowska Sylwia Anna

• Bialystok University of Technology

Bibliografia

• [1] RILEM Draft Recommendation TC 50-FMC.1985. “Determination of the fracture energy of mortar and concrete by means of tree - point bend test on notched beams”. Materials and Structures 18: 285-290.
• [2] ASTM C 666, Standard Test Method for Resistance of Concrete to Rapid Freezing and Thawing, Annual Book of ASTM Standards, 1991.
• [3] PKN-CEN/TS 12390-9: (2007) Testing Hardened Concrete - Part 9: Freeze-Thaw Resistance - Scaling
• [4] Swamy R.N. 1987. „High-strength concrete-material properties and structural behaviors. ACI SP-87, Detroit: American Concrete Institute: 110-146.
• [5] Hale W.M., Freyne S.F., Russell B.W.2009.“Examining the frost resistance of high performance concrete“. Construction and Building Materials 23:878-888.
• [6] Annadurai A., Ravichandran A. 2016. „Flexural Behavior of Hybrid Fiber Reinforced High Strength Concrete“. Indian Journal of Science and Technology 9:1-5.
• [7] Kucharczykova B., Kersner Z., Pospichal O., Misak P., Vymazal T. 2010. „Influence of freeze-thaw cycles on fracture parameters values of lightweight concrete“. Procedia Engineering 2: 959-966.
• [8] Kosior-Kazberuk M. 2013. „Ocena degradacji mrozowej betonu konstrukcyjnego poddanego procesom niszczenia mrozowego“. Wydawnictwo Politechniki Białostockiej.
• [9] Smarzewski P. 2019. “Influence of basalt - polypropylene fibers on fracture properties of high-performance concrete”. Composite Structures 209: 23-33.
• [10] Feo L., Ascione F., Penna R., Lau D., Lamberti M. 2020. „An experimental investigation on freezing and thawing durability of high performance fiber reinforced concrete (HPFRC)“. Composite Structures 234: 1-15.
• [11] Song P.S., Hwang S. 2004. „Mechanical properties of high-strength steel fiber reinforced concrete“. Construction and Building Materials 18: 669-673.
• [12] Kowalewski L., Szymczak T., Kraskowski J. 2017. “Mechanika pękania na tropach awarii konstrukcji I defektów materiałowych”. XXII Seminarium Nieniszczące Badania Materiałów 39-74.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).