Badanie porównawcze efektu skali w próbie ściskania drewna modyfikowanego

• Autorzy: Walczak A. , Pieniak D. , Oszust M. , Blukacz M. , Ogrodnik P.

Warianty tytułu

EN

Comparative study of scale effect of modified timber in a compressive test

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ważnym aspektem w projektowaniu konstrukcji drewnianych jest ocena wartości wytrzymałości materiału, w tym wytrzymałości na ściskanie, w oparciu o efekt skali. Celem pracy było oszacowanie efektu skali dla modyfikowanego materiału quasi-kruchego. Do badań wykorzystano próbki wykonane z drewna sosnowego o wymiarach 20x20x60 mm³ i 40x40x60 mm³. Połowa próbek o mniejszym i większym polu przekroju została zaimpregnowana z użyciem wodnego roztworu zawierającego nanocząstki krzemionki. Następnie część próbek poddano dwufazowej obróbce termicznej, w fazie pierwszej próbki ogrzewano do temperatury 250ºC przez 10 minut, w fazie drugiej wygrzewano je w temperaturze 250ºC przez 10 i 20 minut. Wyniki badań wykazują istotny wpływ obróbki termicznej oraz mały wpływ impregnacji na wartości wytrzymałości próbek. Zaobserwowano istotne różnice pomiędzy wartościami wytrzymałości obiektów uzyskanymi w badaniach laboratoryjnymi a wartościami obliczonymi w oparciu o statystyczną teorię Weibull’a. Wzrost różnic między wartościami związany jest z obróbka termiczną i impregnacją drewna. Bazując na uzyskanych wynikach badań można stwierdzić, że modyfikacja drewna uniemożliwia poprawną ocenę wytrzymałości materiałów w oparciu o efekt skali.

EN

In timber construction designing the evaluation of material strength, including compressive strength, based on the scale effect is an important aspect. The aim of this work was to determinate the scale effect in modified quasibrittle materials. Samples for investigations were made of pine timber with following dimensions: 20x20x60 mm³ and 40x40x60 mm³. Half of the samples with smaller and larger cross-sectional areas were treated with an aqueous solution containing silica nanoparticles. Next, the part of the samples was subjected to two-stages thermal treatment, at the first stage samples were heated to 250ºC for 10 minutes, at the second stage samples were stored in 250ºC for 10 and 20 minutes. The study results indicate both, a significant influence of thermal treatment and a low impact of impregnation on samples strength. Significant differences were observed between the strength values obtained in laboratory studies and the strength values calculated using the statistical Weibull theory. An increase between the values is connected with thermal treatment and impregnation of timber. Based on the results obtained in the studies it can be stated that timber modification precludes evaluation of the materials strength based on the scale effect in a proper way.

Słowa kluczowe

PL

materiały quasi-kruche; efekt skali; drewno modyfikowane

EN

scale effect; modified quasibrittle materials; compressive tests

• Wydawca: Instytut Naukowo-Wydawniczy "SPATIUM". sp. z o.o.
• Czasopismo: Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 15, nr 5
• Strony: 122--126
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., wykr., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Walczak A.

• Szkoła Główna Służby Pożarniczej w Warszawie

autor

Pieniak D.

• Szkoła Główna Służby Pożarniczej w Warszawie

autor

Oszust M.

• Szkoła Główna Służby Pożarniczej w Warszawie

autor

Blukacz M.

• Szkoła Główna Służby Pożarniczej w Warszawie

autor

Ogrodnik P.

• Szkoła Główna Służby Pożarniczej w Warszawie

Bibliografia

• 1. Bazant Z.P. Probability distribution of energetic-statistical size effect in quasibrittle fracture. Probabilistic Engineering Mechanics, 2014;19:307-319.
• 2. Bazant Z.P., Yavari A. Is the cause of size effect on structural strength fractal or energetic-statistical. Engineering Fracture Mechanics, 2005;72:1-31.
• 3. Cirule D., Lagana R., Hrols J., Dolacis J. Change in some mechanical properties along the steam and effect of scale factor of Norway spruce (piecea abies Karst.). IUFRO Symposium ,,Wood Structure and Properties ‘06”, 2006 Słowacja.
• 4. Fang Ch.H., Mariotti N., Cloutier A., Koubaa A., Blanchet P. Densification of wood veneers by compression combined with heat and steam. European Journal of Wood and Wood Products, 2012;70:155–163.
• 5. Kartal S.N., Hwang WJ., Yamamo A. Tanaka M., Matsumura K. Imamura Y. Wood modification wirh a commercial silicon emulsion: Effects on boron release and decay and termite resistance. International Biodeterioration & Biodegradation, 2007;60:189-196.
• 6. Kartal S.N., Yoshimura T., Imamura Y. Modification of wood with Si compounds to limit boron leaching from treated wood and to increase termite and decay resistance. International Biodeterioration & Biodegradation, 2009;63:187-190.
• 7. Lewiński L. Wiadukty i mosty drewniane. Świat Kolei, 2001;8:48-49.
• 8. Qi Ch., Wang M., Bai J. Li K. Mechanism under dynamic size effect on rock mass strength. International Journal of Impact Engineering, 2014;68:1-7.
• 9. Syroka-Korol E., Tejchman J. Numerical studies on size effects in concrete beams. Architecture Civil Engineering Environment, 2012;2:67-78.
• 10. Syroka-Korol E., Tejchman J., Mróz Z. FE calculations of a deterministic and statistical size effect in concrete under bending within stochastic elasto-plasticity and non-local softening. Engineering Structures, 2013;48:205-219.