Identification of material parameters of polymer used in expansion joints in airfield concrete slabs

• Autorzy: Kisiel P.

Warianty tytułu

PL

Parametry mechaniczne polimerowego złącza podatnego poddanego ściskaniu w prefabrykowanych nawierzchniach betonowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The mechanical parameters of polymer have to be properly identified in order to numerically predict the stiffness of the Polymer Flexible Joint (PFJ), which can be used in expansion joints in precast concrete pavements. The material used in PFJ previously has been often identified as hyperelastic. This work presents the results of an identification of PM-type polymer, used in PFJ. The parameters were calculated based on the results of new laboratory experimental tests of plain polymer. The accuracy of performed identification has been shown by comparison of calculated and experimentally tested data for mediumsized PFJ specimens.

PL

Dylatacje w prefabrykowanych nawierzchniach betonowych mogą być poddawane silnemu ściskaniu spowodowanemu wysoką wartością rocznych amplitud temperatur. Obciążenie to może wywoływać koncentrację naprężeń w konstrukcji nawierzchni, co w rezultacie może prowadzić do uszkodzenia betonu. W ramach prac badawczych poświęconych Polimerowemu Złączu Podatnemu (PZP) sprawdzane jest, czy technologia może być stosowana w prefabrykowanych nawierzchniach betonowych. W pracy zaprezentowano weryfikację doświadczalną pracy mechanicznej złącza. Próbki obciążono siłą ściskającą, która może występować w konstrukcji poddanej obciążeniom termicznym. Przebadano 20 próbek PZP poddanych ściskaniu o wymiarach boków prostokątnego przekroju poprzecznego wynoszących od 100 mm do 400 mm. Badania prowadzono do maksymalnego odkształcenia inżynierskiego w polimerze o wartości 80%. Wszystkie próbki zamodelowano w pakiecie obliczeniowym Abaqus 6.12, bazując na Metodzie Elementów Skończonych. Porównano numeryczne i eksperymentalne wyniki badań. Pokazano różnice w wynikach dla modeli numerycznych bazujących na różnych parametrach materiałowych.

Słowa kluczowe

EN

concrete; flexible; identification; joint; hyperelasticity; pavement; polymer

PL

beton; złącze elastyczne; połączenie; hipersprężystość; bruk; polimer; nawierzchnie

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 4
• Strony: 9151--9164, CD3
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., wykr., rys., tab.

Twórcy

autor

Kisiel P.

• Institute of Structural Mechanics, Faculty of Civil Engineering, Cracow University of Technology, Cracow, Poland

Bibliografia

• [1] Kwiecień A.: New repair method of cracked concrete airfield surfaces using of polymer joint, Proc. 13th Int. Congress of Polymers in Concrete - ICPIC 2010 (edit. J.B. Aguiar, S. Jalali, A. Camões, R.M. Ferreira), Funchal - Madeira, Portugal, p. 657–664.
• [2] Kwiecień A.: Reduction of stress concenctartion after repair using of polymer flexible joint, “Technical Transactions Civil Engineering”, 1-B/2012, Krakow
• [3] Zając B.: Potentials of using PU in structural joints in civil engineering considering aspect of thermal work. Science and Technology Conference "Polyurethanes 2013 –current development trends", 10/2013 Ustron, Poland, Volume: O21
• [4] Kwiecień A., Zając B., Chełmecki J., Czado B.: Application of flexible joints in dilatation of concrete floor topping, XXVI Conference of Structural Failures, 2013
• [5] Definition Of Technology Readiness Levels, http://esto.nasa.gov/files/trl_definitions.pdf
• [6] Kwiecień A.: Polymer flexible joints in masonry and concrete structures. Monography No. 414, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Seria Inżynieria Lądowa, Kraków 2012.
• [7] Kwiecień A., Kuboń P., Zając B.: Experimental verification of hyperelastic model of polymer on a case study of the flexible polymer joint. “Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej”, Rzeszów 2011. (in Polish).
• [8] Kisiel P., Kwiecień A.: Numerical analysis of a polymer flexible joint in a tensile test, “Technical Transactions Civil Engineering, Y”. 110 iss. 1-Ś/2013, Krakow.
• [9] Naeim Abaqus Theory Manual, Abaqus On-line documentation, http://baribal.cyfkr. edu.pl:2080/v6.7.
• [10] Duncan B.C.: Test Methods for Determining Hyperelastic Properties of Flexible Adhesives, Teddington, 1999.
• [11] Palmieri G., Chiappini G., Sasso M., Papalini S., Hyperelastic Materials Characterization by Planar Tension Tests and Full-field Strain Measurement.
• [12] Jemioło S.: A Study of the Hyperelastic Properties of Isotropic Materials – Modelling and Numerical Implementation. Prace Naukowe – Budownictwo, Vol. 140. Warszawa, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2002 (in Polish).