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

• Autorzy: Ekmann Weronika , Wrzesień Zuzanna , Kuziak Marcelina , Fedrau Karol , Zakrzewski Mateusz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.8450

Warianty tytułu

EN

Analysis of the properties of concrete based on porcelain waste reinforced with various types of steel fibers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

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 materiałówmineralnych.

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 mineralmaterials.

• Wydawca: BUILDER CORP Sp. z o.o.
• Czasopismo: Builder
• Rocznik: 2024
• Tom: R.28, nr 12
• Strony: 46--50
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Ekmann Weronika

• Politechnika Koszalińska, Wydział Inżynierii Lądowej, Środowiska i Geodezji

• https://orcid.org/0009-0005-4681-9489

autor

Wrzesień Zuzanna

• Politechnika Koszalińska, Wydział Inżynierii Lądowej, Środowiska i Geodezji

• https://orcid.org/0009-0009-2680-7439

autor

Kuziak Marcelina

• Politechnika Koszalińska, Wydział Inżynierii Lądowej, Środowiska i Geodezji

• https://orcid.org/0009-0007-9226-8045

autor

Fedrau Karol

• Politechnika Koszalińska, Wydział Inżynierii Lądowej, Środowiska i Geodezji

• https://orcid.org/0009-0009-3155-8350

autor

Zakrzewski Mateusz

• Politechnika Koszalińska, Wydział Inżynierii Lądowej, Środowiska i Geodezji

• https://orcid.org/0000-0002-0419-5058

Bibliografia

• [1] 2021/C 465/03 Rezolucja Parlamentu Europejskiego z dnia 10 lutego 2021 r. w sprawie nowego planu działania dotyczącego gospodarki o obiegu zamkniętym (2020/2077(INI)).
• [2] DYREKTYWA PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY (UE) 2008/98/WE z dnia 19 listopada 2008 r. w sprawie odpadów oraz uchylająca niektóre dyrektywy.
• [3] DYREKTYWA PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY (UE) 2018/851 z dnia 30 maja 2018 r. zmieniająca dyrektywę 2008/98/WE w sprawie odpadów.
• [4] M. Zakrzewski, J. Domski, Analysis of rheological properties of cement composites based on waste materials, „Rocznik Ochrony Środowiska” 2023.
• [5] S. Seitl et al., Change of Fatigue and Mechanical Fracture Properties of a Cement Composite due to Partial Replacement of Aggregate by Red Ceramic Waste, „Periodica Polytechnica Civil Engineering”, Jan. 2019, doi: 10.3311/PPci.12450.
• [6] A.İ. Çelik et al., Mechanical Behavior of Crushed Waste Glass as Replacement of Aggregates, „Materials”, vol. 15, no. 22, p. 8093, Nov. 2022, doi: 10.3390/ma15228093.
• [7] S.A. Hosseini, Application of various types of recycled waste materials in concrete constructions, „Advances in concrete construction”, vol. 9, no. 5, s. 479-489, 2020.
• [8] Ö. Zeybek et al., Influence of Replacing Cement with Waste Glass on Mechanical Properties of Concrete, „Materials”, vol. 15, no. 21, p. 7513, Oct. 2022, doi: 10.3390/ma15217513.
• [9] T.K.M. Ali, N. Hilal, R.H. Faraj, and A.I. Al-Hadithi, Properties of eco-friendly pervious concrete containing polystyrene aggregates reinforced with waste PET fibers, „Innovative Infrastructure Solutions”, vol. 5, no. 3, p. 77, Dec. 2020, doi: 10.1007/s41062-020-00323-w.
• [10] A.A. Mohammed and A.A.F. Rahim, Experimental behavior and analysis of high strength concrete beams reinforced with PET waste fiber, „Constr Build Mater”, vol. 244, p. 118350, May 2020, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2020.118350.
• [11] J. Zhou, T. Kang, F. Wang, Pore structure and strength of waste fiber recycled concrete, „J Eng Fiber Fabr”, vol. 14, Jan. 2019, doi: 10.1177/1558925019874701.
• [12] EN 1766:2017, Products and systems for the protection and repair of concrete structures. Test methods. Reference concretes fortesting.
• [13] M. Zakrzewski, J. Domski, Cracking Behavior and Deflections in Recycled-Aggregate Beams Reinforced with Waste Fibers Subjected to Long-Term Constant Loading, „Materials”, vol. 16, no. 10, p. 3622, May 2023, doi: 10.3390/ma16103622.
• [14] M. Pająk, M. Krystek, M. Zakrzewski, J. Domski, Laboratory Investigation and Numerical Modelling of Concrete Reinforced with Recycled Steel Fibers, „Materials”, vol. 14, no. 8, p. 1828, Apr. 2021, doi: 10.3390/ma14081828.
• [15] J. Domski, J. Katzer, M. Zakrzewski, T. Ponikiewski, Comparison of the mechanical characteristics of engineered and waste steel fiber used as reinforcement for concrete, „J Clean Prod”, vol. 158, s. 18-28, Aug. 2017, doi: 10.1016/j.jclepro.2017.04.165.
• [16] S.D. Nikolenko, S.A. Sazonova, V.F. Asminin, T.V Zyazina, N.V Mozgovoj, Flexural strength of fiber reinforced concrete structures, „J Phys Conf Ser”, vol. 1889, no. 2, s. 022075, Apr. 2021, doi: 10.1088/1742-6596/1889/2/022075.
• [17] W. Abbass, M.I. Khan, S. Mourad, Evaluation of mechanical properties of steel fiber reinforced concrete with different strengths of concrete, „Constr Build Mater”, vol. 168, s. 556-569, Apr. 2018, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.02.164.
• [18] EN 14651:2005, Test method for metallic fibre concrete. Measuring the flexural tensile strength (limit of proportionality (LOP), residual), 2005.
• [19] Model Code 2010. In Final draft, fib Bulletin 66, v. 2, 2012; Comité Euro-International du Béton – Fédération International e de la Précontrainte: Paris, France, 2010.

Uwagi

Artykuł umieszczony w części "Builder Science"