Zastosowanie parametrów mechaniki pękania do oceny zmian właściwości betonu wywołanych cyklicznym zamrażaniem

• Autorzy: Kosior-Kazberuk M.

Warianty tytułu

EN

Application of fracture mechanics parameters for assessment of changes in concrete properties caused by cyclic freezing and thawing

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Beton cementowy jest materiałem heterogenicznym o złożonej mikrostrukturze, decydującej o jego praktycznych właściwościach fizycznych i mechanicznych. Zmiany w mikrostrukturze wywołane czynnikami wewnętrznymi i zewnętrznymi wpływają na właściwości mechaniczne materiału oceniane przy zastosowaniu metod mechaniki pękania. Opis przebiegu zniszczenia kompozytów cementowych za pomocą charakterystyk pękania przybliża rzeczywiste procesy zachodzące w betonie eksploatowanej konstrukcji. W pracy wykazano przydatność parametrów mechaniki pękania, takich jak krytyczny współczynnik intensywności naprężeń, krytyczne rozwarcie wierzchołka szczeliny pierwotnej, a także energia pękania, do śledzenia zmian właściwości betonu cementowego wywołanych narastaniem uszkodzeń pod wpływem cyklicznego zamrażania i rozmrażania.

EN

Concrete is heterogeneous material with the complex microstructure determining its applicable physical and mechanical properties. Changes in the microstructure, caused by internal and external factors, have significant effects on material’s mechanical properties evaluated using the methods of fracture mechanics. The description of the damage process in cement based composites by means of the methods of fracture mechanics gives the results similar to those for the real processes occurring in the microstructure of concrete in structures subjected to service life conditions. The applicability of fracture mechanics parameters to the investigations of changes in concrete properties caused by accumulation of damages due to cyclic freezing and thawing is presented in the paper. The values of the critical stress intensity factor, critical tip opening displacement as well as fracture energy were analysed.

Słowa kluczowe

PL

beton; mrozoodporność; kumulacja uszkodzeń; parametry mechaniki pękania

EN

concrete; damage accumulation; fracture parameters; frost resistance

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 65, nr 2
• Strony: 135--139
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz.,

Twórcy

autor

Kosior-Kazberuk M.

• Politechnika Białostocka, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Katedra Konstrukcji Budowlanych, ul. Wiejska 45E, 15-351 Białystok

Bibliografia

• [1] Leonowicz, S.N.: Treszczinostojkost i dolgowiecznost bietonnych i żelezobietonnych elementow w terminach siłowych i energeticzeskich kriteriew mechaniki razruszenia, Wyd. Redakcja żurnala „Tydzen”, Mińsk, (1999).
• [2] Kauffman, J.P.: A qualitative sequential frost deicing salt damage model based on experimental data, Proc. 2nd International RILEM Workshop on Frost Resistance of Concrete, Setzer, M.J., Auberg, R., Keck, H.J., Eds., Essen, (2002), 197.
• [3] Fagerlund, G.: Mechanical damage and fatigue effects associated with freeze-thaw of materials, Proc of 2nd International RILEM Workshop on Frost Resistance of Concrete, Essen, (2002), 117.
• [4] Penttala, V., Al-Neshawy, F.: Stress and strain state of concrete during freezing and thawing cycles, Cement and Concrete Research, 32, (2002), 1407.
• [5] Penttala, V.: Surface and internal deterioration of concrete due to saline and non-saline freeze-thaw loads, Cement and Concrete Research, 36, (2006), 921.
• [6] Scherer, G.W.: Crystalization in pores, Cement and Concrete Research, 29, (1999), 1347.
• [7] Bažant, Z.P., Cher, J-Ch., Rosenberg, A.M., Gaidis, J.M.: Mathematical model for freeze-thaw durability of concrete, J. Am. Ceram. Soc., 71, (1988), 776.
• [8] Kasperkiewicz, J.: Wprowadzenie do zagadnień pękania betonu i kompozytów betonopodobnych, Wybrane Zagadnienia z Mechaniki Kompozytów, Wyd. Politechniki Białostockiej, 1982.
• [9] Woliński, Sz.: Właściwości betonu rozciąganego i ich zastosowanie w nieliniowej mechanice pękania betonu, Budownictwo i Inżynieria Środowiska. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, Z. 15, 1991.
• [10] Prokopski, G.: Mechanika Pękania Betonów Cementowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2009.
• [11] Bažant, Z.P.: Concrete fracture models: testing and practice. Engineering Fracture Mechanics, 69, (2002), 165-205.
• [12] Shah, S.P., Swartz, S.E., Ouyang, Ch.: Fracture Mechanics of Concrete: Applications of fracture mechanics to concrete, rock and other quasi-brittle materials. John Wiley & Sons, Inc., New York, 1995.
• [13] Hanjari, K.Z., Utgenannt, P., Lundgren, K.: Experimental study of the material and bond properties of frost-damaged concrete, Cement and Concrete Research, 41, (2011), 244.
• [14] Jenq, Y.S., Shah, S.P.: A two parameter fracture model for concrete, J. Eng. Mech., 111, (1985), 1227.
• [15] RILEM Committee on Fracture Mechanics of Concrete – Test Methods: Determination of the Fracture Parameters ( and CTODc) of Plain Concrete Using Three-Point Bend Tests, Materials and Structures, 23, (1990), 457.
• [16] Determination of the fracture energy of mortar and concrete by means of three-point bend tests on notched beams, draft RILEM Recommendation, Materials and Structures, 18, (1985), 287.
• [17] Zhao, Z., Kwon, S.H., Shah, S.P.: Features of mechanics of quasi-brittle crack propagation in concrete, Cement and Concrete Research, 38, (2008), 103.