Potencjał wzmocnień kompozytowych PBO-FRCM w zabytkowych konstrukcjach z betonu

• Autorzy: Grzymski Filip , Marcinczak Dorota , Musiał Michał , Trapko Tomasz , Ombres Luciano , Pazdan Maciej

Identyfikatory

DOI

10.48234/WK71CONCRETE

Warianty tytułu

EN

The potential of PBO-FRCM Composites for strengthening historical concrete structures

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Rosnąca popularność wzmocnień kompozytowych przeznaczonych do elementów betonowych, żelbetowych oraz konstrukcji murowych doprowadziła do bardzo szybkiego rozwoju systemowych materiałów o zróżnicowanych parametrach. W przypadku obiektów zabytkowych ważne jest, aby ewentualne zmiany pierwotnego wyglądu nie ingerowały znacznie w aspekt historyczny i wizualny wzmacnianej konstrukcji. W niniejszym artykule skupiono się na kompozytach wzmacniających z włóknami PBO oraz matrycą na bazie zaprawy mineralnej (PBO-FRCM), które w docelowej postaci przypominają wyglądem tynk. Z tego powodu, w odróżnieniu od kompozytów FRP, kompozyty PBO-FRCM nie zaburzają wyglądu zabytków w nadmiernym stopniu, co jest szczególnie ważne. Autorzy przedstawili podstawowe informacje literaturowe związane z właściwościami kompozytów PBO-FRCM oraz aktualnie przeprowadzane przez siebie badania, które mają na celu zwiększenie efektywności wykorzystania kompozytu. Opisane badania związane są ze wzmacnianiem belek na ścinanie, płyt na zginanie oraz elementów ściskanych.

EN

The growing popularity of composite reinforcements intended for concrete members, RC members and masonry structures has led to the rapid development of systemic materials with varied parameters. In the case of heritage buildings it is important that any alterations in the original appearance do not significantly interfere in the historical and visual aspects of the structure being strengthened. This paper focuses on composites with PBO fibers and a mineral mortar-based matrix (PBO-FRCM), designed for strengthening purposes, which in their ultimate form resemble plaster in their appearance. Consequently, unlike FRP composites, PBO-FRCM composites do not excessively disturb the appearance of monuments, which is highly important. The authors present essential information about the properties of PBO-FRCM composites, derived from the literature on the subject, and their recent research aimed at increasing the effectiveness of composite mobilization. The research covers the shear strengthening of beams, the flexural strengthening of slabs and the strengthening of members in compression.

Słowa kluczowe

PL

wzmacnianie; kompozyt; FRCM; PBO; konstrukcja zabytkowa

EN

strengthening; composite; FRCM; PBO; historical structure

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Konserwatorów Zabytków
• Czasopismo: Wiadomości Konserwatorskie
• Rocznik: 2022
• Tom: Nr 71
• Strony: 137--150
• Opis fizyczny: Bibliogr. 39 poz., il., tab., fot.

Twórcy

autor

Grzymski Filip

• Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego Politechniki Wrocławskiej

• https://orcid.org/0000-0003-2083-8946

autor

Marcinczak Dorota

• Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego Politechniki Wrocławskiej

• https://orcid.org/0000-0001-9496-2638

autor

Musiał Michał

• Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego Politechniki Wrocławskiej

• https://orcid.org/0000-0001-6628-9749

autor

Trapko Tomasz

• Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego Politechniki Wrocławskiej

• https://orcid.org/0000-0002-6375-7145

autor

Ombres Luciano

• Wydział Budownictwa Uniwersytetu w Kalabrii

• https://orcid.org/0000-0003-1520-8018

autor

Pazdan Maciej

• Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego Politechniki Wrocławskiej

• https://orcid.org/0000-0002-3959-6337

Bibliografia

• Opracowania / Secondary sources
• 1. Alecci Valerio, Misseri Giulia, Rovero Luisa, Stipo Gianfranco, De Stefano Mario, Feo Luciano, Luciano Raimondo, Experimental investigation on masonry arches strengthened with PBO-FRCM composite,„Composites: Part B” 2016, nr 100.
• 2. Bednarz Łukasz, Drygała Izabela, Dulińska Joanna, Jasieńko Jerzy, Study of Materials Behavior in a Monumental Vault Strengthened by a Carbon Net in a Mineral Matrix Subjected to Seismic Influence, „Applied Sciences” 2021, nr 11 (3).
• 3. Colajanni Piero, De Domenico Fabrizio, Recupero Antonino, Spinella Nino, Concrete columns confined with fibre reinforced cementitious mortars: Experimentation and modelling, „Construction and Building Materials” 2014, nr 52.
• 4. Colajanni Piero, Fossetti Marinella, Macaluso Giuseppe, Effects of confinement level, cross-section shape and corner radius on the cyclic behavior of CFRCM con fined concrete columns, „Construction and Building Materials” 2014, nr 55.
• 5. D’Antino Tommaso, Calabrese Angelo Savio, Poggi Carlo, Experimental procedures for the mechanical characterization of composite reinforced mortar (CRM) systems for retrofitting of masonry structures, „Materials and Structures” 2020, nr 53, 94.
• 6. Di Tommaso Angelo, Focacci Francesco, Micelli Francesco, Strengthening Historical Masonry with FRP or FRCM: Trends in Design Approach, „Key Engineering Materials” 2017, nr 747.
• 7. Escrig Christian, Gil Lluís, Bernat-Maso Ernest, Pugivert Francesc, Experimental and analytical study of reinforced concrete beams shear strengthened with different types of textile-reinforced mortar, „Construction and Building Materials” 2015, nr 83.
• 8. Jasieńko Jerzy, Bednarz Łukasz, Metody wzmacniania zabytkowych sklepień ceglanych akceptowalne z punktu widzenia doktryny konserwatorskiej, „Wiadomości Konserwatorskie – Journal of Heritage Conservation” 2008, nr 23.
• 9. Jasieńko Jerzy, Łodygowski Tomasz, Rapp Piotr, Naprawa, konserwacja i wzmacnianie wybranych, zabytkowych konstrukcji ceglanych, Wrocław 2006.
• 10. Jasieńko Jerzy, Nowak Tomasz, Mroczek Piotr, Bednarz Łukasz, Konserwacja konstrukcyjna z użyciem nowych technik na przykładzie kościoła pw. św. Anny w Ząbkowicach Śląskich, „Wiadomości Konserwa torskie – Journal of Heritage Conservation” 2010, nr 28.
• 11. Jasieńko Jerzy, Raszczuk Krzysztof, Frąckiewicz Piotr, Kleszcz Kajetan, Bednarz Łukasz, Strengthening of masonry rings with composite materials, „Heritage Science” 2021, nr 9 (11).
• 12. Jasieńko Jerzy, Raszczuk Krzysztof, Wójcik Dawid, Misztal Witold, Zastosowanie cięgien w konserwacji konstrukcyjnej obiektów historycznych, „Wiadomości Konserwatorskie – Journal of Heritage Conservation” 2018, nr 53.
• 13. Karbhari Vistasp M., Howie Ian, Effect of composite wrap architecture on strengthening of concrete due to confinement: II-Strain and damage effects, „Journal of reinforced plastics and composites” 1997, nr 16 (11).
• 14. Kobiak Jerzy, Błędy w konstrukcjach żelbetowych, Warszawa 1971.
• 15. Lee Sugyu, Hong Kinam, Yeon Yeongmo, Jung Kyusan, Flexural Behavior of RC Slabs Strengthened in Flexure with Basalt Fabric-Reinforced Cementitious Matrix, „Advances in Materials Science and Engineering” 2018, nr 2018.
• 16. Loreto Giovanni, Leardini Lorenzo, Arboleda Diana, Nanni Antonio, Performance of RC Slab-Type Elements Strengthened with Fabric-Reinforced Cementitious--Matrix, „Journal of Composites for Construction” 2014, nr 18 (3).
• 17. Mantegazza Giovanni, Efficacy of FRCM in earthquake - proofing of the Church of Madonna di Centurelle (L’Aquila – Italy), „Wiadomości Konserwatorskie – Journal of Heritage Conservation” 2009, nr 26.
• 18. Mitzel Adam, Stachurski Wiesław, Suwalski Jan, Awarie konstrukcji betonowych i murowych, Warszawa 1982.
• 19. Ombres Luciano, Confinement effectiveness in concreto strengthened with fiber reinforced cement based composite jackets, „Proceedings of the 8th International Symposium on Fiber Reinforced Polymer Reinforcement for Concrete Structures (FRPRCS-8)” 2007, nr 17–11.
• 20. Ombres Luciano, Concrete confinement with a cement based high strength composite material, „Composite Structures” 2017a, nr 109.
• 21. Ombres Luciano, Structural performances of reinforced concrete beams strengthened in shear with a cement based fiber composite material, „Composite Structures” 2015, nr 122.
• 22. Ombres Luciano, Structural performances of thermally conditioned PBO FRCM confined concrete cylinders, „Composite Structures” 2017b, nr 176.
• 23. Rousakis Theodoros C., Confinment of concrete columns by fiber rope reinforcements, „Proceedings of the 6th International Conference on FRP Composites in Civil Engineering (CICE 2012)” 2012, nr 04–100.
• 24. Rousakis Theodoros C., Elastic fiber ropes of ultrahigh-extension capacity in strengthening of concrete through confinement, „Journal of Materials in Civil Engineering” 2014, nr 26.
• 25. Tetta Zoi C., Koutas Lampros N., Bournas Dionysios A., Shear strengthening of concrete members with TRM jackets: Effect of shear span-to-depth ratio, material and amount of external reinforcement, „Composites: Part B” 2017, nr 137.
• 26. Tetta Zoi C., Koutas Lampros N., Bournas Dionysios A., Textile-reinforced morta(TRM) versus fiber-rein-forced polymers (FRP) in shear strengthening of concreto beams, „Composites: Part B” 2015, nr 77.
• 27. Trapko Tomasz, Behaviour of Fibre Reinforced Cementitious Matrix strengthened concrete columns under eccentric compression loading, „Materials and Design” 2014a, nr 54.
• 28. Trapko Tomasz, Confined concrete elements with PBO-FRCM composites, „Construction & Building Materials” 2014c, nr 73.
• 29. Trapko Tomasz, Effect of eccentric compression loading on the strains of FRCM confined concrete columns, „Construction and Building Materials” 2014b, nr 61.
• 30. Trapko Tomasz, Fibre Reinforced Cementitious Matrix confined concrete elements, „Materials & Design” 2013a, nr 44.
• 31. Trapko Tomasz, Stress–strain model for FRCM confined concrete elements, „Composites: Part B” 2013b, nr 45.
• 32. Trapko Tomasz, The effect of high temperature on the perfomance of CFRP and FRCM confined concrete elements, „Composites Part B” 2013c, nr 54.
• 33. Trapko Tomasz, Musiał Michał, PBO mesh mobilization via different ways of anchoring PBO-FRCM reinforcements, „Composites: Part B” 2017, nr 118.
• 34. Trapko Tomasz, Musiał Michał, Ubysz Andrzej, Failure of pillar of sports and entertainment hall structure, [w:] 9th International Scientific Conference Building Defects (Building Defects 2017), red. I. Juhásová Šenitková, České Budějovice 2017.
• 35. Ubysz Andrzej, Trapko Tomasz, Musiał Michał, Stan awaryjny filara pod dźwigar dachowy w hali sportowo-widowiskowej, [w:] Awarie budowlane: zapobieganie, diagnostyka, naprawy, rekonstrukcje, red. Maria Kaszyńska, Szczecin 2017.
• 36. Urban Tadeusz, Wzmacnianie konstrukcji żelbetowych metodami tradycyjnymi, Warszawa 2015.
• 37. Younis Adel, Ebead Usama, Shrestha Kshitij C., Different FRCM systems for shear-strengthening of reinforced concrete beams, „Construction and Building Materials” 2017, nr 153.
• Inne / Other
• 38. fib bulletin 14, Externally bonded FRP reinforcement for RC structures, Technical report, July, 2001.
• 39. Karta techniczna i materiały informacyjne produktu Ruredil X Mesh Gold.