Wykorzystanie parametrów fraktalnych i stereologicznych do opisu odporności na pękanie betonów modyfikowanych wybranymi dodatkami typu II

• Autorzy: Konkol J.

Warianty tytułu

EN

Use of fractal and stereological parameters for the description of fracture toughness of concretes modified with selected type II additives

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań betonów modyfikowanych trzema dodatkami: pyłem krzemionkowym (PK), popiołem fluidalnym (PF) i metakaolinitem (MK). Przeprowadzono badania wytrzymałościowe: wytrzymałości na ściskanie oraz odporności na pękanie, określając krytyczny współczynnik intensywności naprężeń KIcS, jak również badania stereologiczne i fraktalne. Badania zaprogramowano według trzech oddzielnych planów eksperymentu, przyjmując jako zmienne niezależne stosunek woda/spoiwo oraz udział dodatku w stosunku do masy spoiwa. Na podstawie uzyskanych wyników badań i przeprowadzonych analiz wykazano statystycznie istotny związek morfologii przełomu oraz składu betonów z odpornością na pękanie. Stwierdzono brak istotnego wpływu rodzaju zastosowanego dodatku na uzyskane zależności.

EN

In the paper the results of experiments on concretes with silica fume, fluidal ash and metakaolinite addition were presented. The following were measured: compressive strength fc and the critical stress intensity factor KIcS , fractal dimension DBC and stereological parameters of coarse aggregates and pores (SVK and SVP). The plan included ten measurement points. The ratios of water/binder, ranging from 0.353 to 0.537, and the amount of the additives (fluidal ash or metakaolinite), ranging from 2.1 to 14.9 % relative to the mass of binder were used as independent variables. In the case of silica fume the range of variation from 1.7 to 10.2 % by mass of binder was adopted. Statistically significant correlations were given. In the case of the additives used there was found a dependence only on the amount of additive and not the type. The solutions proposed can be used in designing concrete with silica fume, fluidal ash or metakaolinite. They enable the prediction of mechanical properties (fc and KIcS) without the need for destructive tests.

Słowa kluczowe

PL

beton modyfikowany; dodatek do betonu; dodatek mineralny; dodatek typu II; pył krzemionkowy; popiół fluidalny; metakaolinit; wytrzymałość na ściskanie; odporność na pękanie; wymiar fraktalny; stereologia

EN

modified concrete; concrete additive; mineral additive; additive of type II; silica fume; fluidal fly ash; metakaolinite; compressive strength; fracture toughness; fractal dimension; stereology

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska
• Rocznik: 2012
• Tom: z. 59, nr 3/III
• Strony: 223--232
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., il.

Twórcy

autor

Konkol J.

• Politechnika Rzeszowska,

Bibliografia

• [1] Prokopski G.: Mechanika pękania betonów cementowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej. Rzeszów 2009.
• [2] Dantu P.: Etude des containtes dans les milieux hétérogénes, application au béton. Annales de L’Institut Technique du Batiment et des Travaux Publics, 1, 1958.
• [3] Mandelbrot B. B.: Fractals. Form, chance and dimension. Freeman, San Francisco 1977.
• [4] Czarnecki L., Garbacz A., Kurach J.: On the characterization on polymer concrete fracture surface, Cement and Concrete Composites, 23, 4-5, pp. 399-409, 2001
• [5] Zastosowanie popiołów lotnych z kotłów fluidalnych w betonach konstrukcyjnych. Praca zbiorowa pod red. A.M. Brandta. Studia z zakresu inżynierii, nr 72, Warszawa 2010.
• [6] Nocuń-Wczelik W.: Pył krzemionkowy – właściwości i zastosowanie w betonie. Polski Cement, Kraków 2005.
• [7] Pavlíková M., Brtník T, Keppert M., Černý R.: Wpływ metakaolinitu, jako częściowego zamiennika cementu, na właściwości zapraw wysoko-wartościowych. Cement Wapno Beton, 9, s. 113, 2009.
• [8] Determination of fracture parameters (KIcS and CTODc) of plain concrete using three-point bend test. RILEM Draft Recommendations, TC 89 - FMT Fracture Mechanics of Concrete Test Methods, Materials and Structures, 23, 1990.
• [9] Konkol J.: Zastosowanie analizy struktury do oceny właściwości betonów. W: Zastosowania metod statystycznych w badaniach naukowych III. StatSoft Polska, Kraków 2008, s. 357-367.
• [10] Konkol J., Prokopski G.: Morfologia przełomu oraz odporność na pękanie betonów modyfikowanych dodatkiem popiołu fluidalnego lub metakaolinitu. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, Seria Budownictwo i Inżynieria Środowiska, z. 58, nr 3/11/III, s. 321-330, 2011.