Ugięcie długotrwałe elementów fibrobetonowych wytworzonych na bazie kruszywa odpadowego

• Autorzy: Domski J.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2016.29

Warianty tytułu

EN

Long–term deflection of fiber–reinforced concrete elements made out of waste aggregate

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zrównoważony Rozwój powinien dotyczyć każdej dziedziny gospodarki, również budownictwa, dlatego też podjęta w artykule tematyka jest szczególnie ważna dla obszarów północnej Polski. Artykuł prezentuje wyniki badań długotrwałych elementów wykonanych z betonu na bazie kruszywa odpadowego, zalegającego na hałdach kopalnianych, wzbogaconego dodatkiem w postaci minimalnej ilości włókien stalowych. Zakres prezentowanych badań towarzyszących obejmował wytrzymałość na ściskanie, moduł sprężystości oraz odkształcenia skurczowe i pełzania, wykonane na próbkach walcowych o średnicy 15 cm i wysokości 30 cm. Badania podstawowe przeprowadzono na specjalnie zaprojektowanych, skonstruowanych i skalibrowanych układach dźwigniowych, w których umieszczono 8 belek o wymiarach 0,15x0,20x3,3m. Belki i część walców obciążono po 28 dniach dojrzewania betonu i utrzymywano stałe obciążenie (6 kN⋅m dla belek i 1/3 wytrzymałości na ściskanie dla walców w próbie pełzania) przez okres 365 dni. Zakres prezentowanych w niniejszym artykule badań podstawowych ograniczono jedynie do ugięcia elementów belkowych, jednak ich analizę przeprowadzono w oparciu o normowe i autorskie metody obliczeń. W analizie wykorzystano aktualną metodę normową wg PN-EN-1992-1-1 i autorskie metody Tana wraz z różnymi zespołami oraz Bywalskiego. Na podstawie przeprowadzonych porównań i analiz stwierdzono, że wykorzystane metody szacowania wartości ugięcia długotrwałego są wrażliwe na stopień zbrojenia podłużnego belek. Część z nich wiernie odzwierciedla ugięcie dla belek o niskim stopniu zbrojenia (propozycja Bywalskiego), natomiast dla części lepszą zgodność uzyskano dla belek zbrojonych ekonomicznie - jedna z propozycji Tana z zespołem. Jednocześnie należy zauważyć, że metoda normowa wg PN-EN-1992-1-1 może być stosowana do określania ugięcia elementów belkowych wykonanych na bazie kruszywa odpadowego i włókien stalowych, jednak daje ona zawyżone wartości.

EN

Sustainable Ecological Development should concern every economy branch including civil engineering. That is the reason why the subject matter of the article is particularly important for northern Poland area, where numerous waste sand dumps are located. The article presents results of the long – term research on concrete specimens made out of waste aggregate lying in mine dumps, enriched with addition of minimal quantity of steel fibers. The scope of presented accompanying research included compressive strength, modulus of elasticity and both creep and shrinkage strains made on cylindrical specimens of 15 cm in diameter and 30 cm in heights. The basic research was conducted in specifically designed, built and calibrated lever system, in which there were placed 8 beams with dimensions of 0.15x0.20x3.3m. The beams and several cylinders were loaded after 28 days of concrete curing and the loading was maintained on constant level (6 kN⋅m for beams and 1/3 of compressive strength for cylinders in creep test) for the period of 365 days. The scope of presented basic research was limited only to beam specimens’ deflection, although its analysis was made based on various methods of calculations: current method from EN-1992-1-1 norm and the ones developed by Tan with various teams and by Bywalski. On the grounds of made analysis and compared values it was stated that the methods of assessing values of long – term deflection, are sensitive to the size of longitudinal reinforcement of beams. Part of them strongly reflects the value of deflection for beams weekly reinforced with fibers (Bywalski), some obtained higher compatibility for beams reinforced economically (Tan and his team). At the same time the method from EN-1992-1-1 also can be applied for determining deflection for beam elements made out of waste aggregate and steel fibers, however it produces overvalued results.

Słowa kluczowe

PL

zrównoważoność; wykorzystanie odpadów; piasek odpadowy; kruszywo betonowe; fibrobeton; ugięcie długotrwałe; pełzanie; skurcz

EN

sustainability; waste utilization; waste sand; concrete aggregate; steel fiber concrete; long-term deflection; creep; shrinkage

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 63, nr 1/I
• Strony: 247--254
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Domski J.

• Politechnika Koszalińska

Bibliografia

• [1] ACI 544.3R-93 Guide for specifying, proportioning, mixing, placing and finishing steel fiber reinforced concrete, 1998.
• [2] Alsayed S.H.: Flexural deflection of reinforced fibrous concrete beams, ACI Structural Journal, January-February, 1993, s. 72-76.
• [3] Ashour S. A., Wafa F. F.: Flexural behaviour of high-strength fibre reinforced concrete beams, ACI Structural Journal, May-June, 1993, s. 279-287.
• [4] Bywalski Cz.: Ugięcia długotrwale obciążonych belek żelbetowych modyfikowanych włóknami stalowymi, Rozprawa doktorska, Instytut Budownictwa Politechniki Wrocławskiej 2009.
• [5] Bywalski Cz., Kamiński M.: Badania doraźnych i długotrwałych ugięć belek fibrobetonowych, Inżynieria i Budownictwo, nr 12, 2010, s. 701-703.
• [6] Craig R.: Flexural behaviour and design of reinforced fiber concrete members, Fiber reinforced concrete properties and applications, SP-105 American Concrete Institute 1987, s. 517-563.
• [7] Domski J.: A blurred border between ordinary concrete and SFRC, Construction and Building Materials, vol. 112, 2016, s. 247–252.
• [8] Domski J.: Long-term study on fibre reinforced fine aggregate concrete beams based on waste sand, Annual Set The Environmental Protection, vol. 17, 2015, s. 188-199.
• [9] Ezeldin A. S., Shiah T.W.: Analytical immediate and long-term deflections of fibre-reinforced concrete beams, ASCE Journal of Structural Engineering, April, 1995, s. 727-738.
• [10] Eurokod 2: PN-EN-1992-1-1:2004 Projektowanie konstrukcji z betonu - Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków.
• [11] Głodkowska W., Laskowska-Bury J.: Piaski odpadowe jako wartościowe kruszywo do fibrokompozytów, Annual Set The Environment Protection. vol. 17, 2015, s. 507-525.
• [12] Hsu C.-T. T., He R. L., Ezeldin A. S.: Load-deformation behaviour of steel fibre reinforced concrete beams, ACI Structural Journal, November-December, 1992, s. 650-657.
• [13] Katzer J., Domski J.: Optimization of fibre reinforcement for waste aggregate cement composite, Construction and Building Materials, vol. 38, 2013, s. 790–795.
• [14] Ponikiewski T., Katzer J.: Mechanical characteristics of green SCC modified by steel and polymer fibres, Annual Set The Environmental Protection, vol. 16, 2014, s. 173-185.
• [15] Liqiu G., Guofan Z.: Analysis of complete moment-curvature curve of concrete beams reinforced with steel bars and steel fibers, Congress by RILEM 1987, tom 2, s. 706-713.
• [16] Lim T. Y., Paramasivam P., Lee S. L.: Behaviour of reinforced steel-fiber-concrete beams in flexural, ASCE Journal of Structural Engineering, December, 1987, s. 2439-2458.
• [17] Model Code. First complete draft red. Lausanne: International Federation for Structural Concrete, fib Bulletin 55, 2010.
• [18] Tan K.-H., Paramsivam P., Tan K.-C.: Instantaneous and long-term deflections of steel fibre reinforced concrete beams, ACI Structural Journal, July-August, 1994, s. 384-393.
• [19] Tan K.-H., Paramsivam P., Tan K.-C.: Creep and shrinkage deflections of RC beams with steel fibers, Journal of Materials in Civil Engineering, vol. 6, 1994, s. 474-494.
• [20] Tan K.-H., Saha, M.-K.: Ten-year study on steel fiber-reinforced concrete beams under sustained loads, ACI Structural Journal, vol. 102, 2005, s. 472-480.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.