Udarność betonu z proszków reaktywnych o zmniejszonej emisyjności i płyt z żelbetu

• Autorzy: Dinler Ebru , İpek Metin

Identyfikatory

DOI

10.32047/CWB.2023.28.4.3

Warianty tytułu

EN

Impact resistance of sustainable reactive powder concrete and reinforced concrete slabs

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W niniejszym artykule zbadano zachowanie betonu z proszków reaktywnych o zmniejszonej emisyjności po badaniu udarności. Mieszanka betonu z proszków reaktywnych zawiera 10% żużla stalowniczego zastępującego cement CEM I 52.5 N oraz 4% odpadowych włókien. Wyprodukowano płyty żelbetowe i niezbrojone z betonu z proszków reaktywnych [SRPC]. Na płyty z żelbetu, wzmocnione siatką stalową, nałożono powtarzające się obciążenie uderzeniowe, spuszczając ciężar o stałej masie, aż do ich zniszczenia. Określono pierwsze zarysowania oraz uszkodzenia prowadzące do zniszczenia płyt, a uzyskane dane w obu przypadkach zostały przeanalizowane. Ustalono, jaka liczba upadków spowodowała pierwsze zarysowania i zniszczenie płyt. W doświadczeniu zarejestrowano dane przyspieszenia płyt w odniesieniu do czasu oraz wartości ugięcia w odniesieniu do czasu. Energia uderzeń płyt została oceniona według pierwszych zarysowań i zniszczenia. W rezultacie, w miarę zwiększenia zawartości włókien w płytach, wzrasta ich zdolność do absorpcji energii. Energia pękania płyt z włóknem i betonu zbrojonego osiągnęła 2094 dżuli w przypadku zniszczenia prowadzącego do zniszczenia i pochłonęła około 2 razy więcej energii niż płyty bez włókna i z żelbetu.

EN

In this paper, the behavior of sustainable reactive powder concrete after the impact load test was examined. The sustainable reactive powder concrete mixture contains 10% steel slag substituting CEM I 52.5 N cement and 4% waste fibers. Reinforced and unreinforced concrete slabs were produced from sustainable reactive powder concrete [SRPC]. A repeat impact load was applied to the reinforced concrete slabs reinforced with steel reinforcement mesh by dropping a constant weight impact head until the slabs failed. The first crack damage and failure damage on the slabs were determined, and the data obtained in both cases were analyzed. It has been determined which number of falls caused the first crack damage and failure damage to the slabs. The acceleration data of the slabs with respect to time and the deflection values with respect to time were recorded in the experiment. The input energies of the slabs were evaluated according to the first crack damage and failure damage. As a result, as the fiber content in the slabs increases, the energy absorption capacity increases. The input energy of the fiber-doped and reinforced concrete slabs reached 2094 joules in the event of failure damage and absorbed about 2 times more energy than the non-fiber and reinforced concrete slabs.

Słowa kluczowe

PL

obciążenie uderzeniowe; płyta betonowa; proszek reaktywny; płyta żelbetowa; żużel stalowy; włókno przemysłowe; włókno odpadowe

EN

impact load; reactive powder; concrete slab; reinforced concrete slab; steel slag; industrial fibre; waste fibre

• Wydawca: Fundacja Cement, Wapno, Beton
• Czasopismo: Cement Wapno Beton
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 28, nr 4
• Strony: 238--254
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Dinler Ebru

• Sakarya University of Applied Sciences, Department of Civil Engineering, Sakarya, Turkey

autor

İpek Metin

• Sakarya University of Applied Sciences, Department of Civil Engineering, Sakarya, Turkey

Bibliografia

• 1. CEB Comite Euro-International Du Beton no 187. Concrete structures under impact and impulsive loading synthesis report; 1988.
• 2. American Concrete Institute Committee, ACI. 239R-18: Ultra-High Performance Concrete: An Emerging Techno. Report (2018). American Concrete Institute: Farmington Hills, MI, USA, 2018.
• 3. R. Ranade, R., V. C. Li, M. D. Stults, W. F. Heard, T. S. Rushing, Composite properties of high-strength, high-ductility concrete. ACI Mater. J. 110(4), 413-422 (2013). https://doi.org/10.14359/51685788.
• 4. D. A. Scott, S. S. Graham, B. P. Songer, B. H. Green, M. J. Grotke, T. N. Brogdon, USA Laboratory Characterization of Cor-Tuf Baseline and UHPC-S, The U.S. Army Engineer Research and Development Center (ERDC), 2021.
• 5. R. Ranade, V. C. Li, W. F. Heard, B. A. Williams, Impact resistance of high strength-high ductility concrete. Cem. Concr. Res. 98, 24-35 (2017). https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2017.03.013.
• 6. A. Z. A. Adnan, A. K. A. Kamil, Experimental investigation of impact load effect on the flexural behavior of reactive powder concrete slabs with different thicknesses. Int. J. on Adv. Sci. Eng. Inf. Techn. 8(4), 1043-1048 (2018). https://doi.org/10.18517/IJASEIT.8.4.5606.
• 7. S. Mishra, H. K. Sharma, Impact characteristics of ultra-high-performance fiber reinforced concrete plates under different boundary conditions. Asian J. Civil Eng. 24(4), 1097-1113 (2023). https://doi.org/10.1007/s42107-022-00556-3.
• 8. H. Othman, H. Marzouk, Impact resistance of UHPFRC plates, AFGCACI-fib-RILEM Int. Symposium on Ultra-High Performance Fibre-Reinforced Concrete, Montpellier, France, 2017.
• 9. ACI Committee 544. Measurement of properties of fiber reinforced concrete. ACI report. 85(6) 583-593 (1988).
• 10. TS EN 13242+A1. Aggregates for unbound and hydraulically bound materials for use in civil engineering work and road construction. Turkish Standards Institute, 2009.
• 11. TS EN 10270-1+A1. Steel wire for mechanical springs - part 1: patented cold drawn unalloyed spring steel wire. Turkish Standards Institute, 2017.
• 12. TS EN ISO 15630-1. Steel for the reinforcement and prestressing of concrete - Test methods - Part 1: Reinforcing bars, rods and wire. Turkish Standards Institute, 2019.
• 13. M. Ipek, K. Yilmaz, M. Sümer, M. Saribiyik, Effect of pre-setting pressure applied to mechanical behaviours of reactive powder concrete during setting phase. Constr. Build. Mater. 25, 61-68 (2011). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.06.056.
• 14. TS EN 12390-3. Testing hardened concrete - part 3: compressive strength of test specimens. Turkish Standards Institute, 2019.
• 15. TS EN 12390-5. Testing hardened concrete - part 5: Flexural strength of test specimens. Turkish Standards Institute, 2019.
• 16. T. Yılmaz, N. Kıraç, Ö. Anıl, R. T. Erdem, V. Hoşkal, Experimental and numerical investigation of impact behavior of reinforced concrete slab with different support conditions. Struct. Conc. 21(6), 2689-2707 (2020). https://doi.org/10.1002/suco.202000216.
• 17. R. T. Erdem, M. Berberoğlu, Prediction of impact results on cement based mortar slabs, Rev. Romana Mater. 51(3), 405-413 (2021). https://solacolu.chim.upb.ro/pg405-413.pdf.