Nośność i odkształcalność ściskanych mimośrodowo elementów betonowych wzmocnionych kompozytami PBO-FRCM

• Autorzy: Pazdan Maciej , Trapko Tomasz , Musiał Michał

Identyfikatory

DOI

10.15199/33.2024.11.01

Warianty tytułu

EN

The load-bearing capacity and deformability of eccentrically compressed concrete elements strengthened with PBO-FRCM composites

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań mimośrodowo ściskanych elementów betonowych wzmocnionych kompozytami PBO-FRCM. Kompozyty FRCM (ang. Fabric Reinforced Cementitious Matrix – matryca cementowa zbrojona tkaniną) składają się z wysokowytrzymałych włókien PBO (p-Phenylene Benzobis Oxazole) zatopionych w matrycy mineralnej, przez co charakteryzują się większą odpornością na podwyższone temperatury w porównaniu z popularnymi kompozytami FRP (ang. Fiber Reinforced Polymer – polimer zbrojony włóknami) o matrycy polimerowej. Badania przeprowadzono na elementach wykonanych z betonu zwykłego o wytrzymałości na ściskanie ok. 45 MPa, typowego w przypadku obecnie wykonywanych konstrukcji żelbetowych. Wzmocnienie badanych elementów stanowiły jedna, dwie bądź trzy warstwy siatki PBO z zakładem o długości 1/4 obwodu próbki. Próbki poddawano zarówno próbom ściskania osiowego, jak i mimośrodowego. Przedstawione badania są punktem wyjścia do sformułowania modelu, służącego do wyznaczania interakcyjnej nośności (siła osiowa – moment zginający) przekrojów żelbetowych, z uwzględnieniem zewnętrznego uzwojenia kompozytowego PBO-FRCM.

EN

The paper presents test results of eccentrically compressed concrete elements strengthened with PBO-FRCM. FRCM (Fabric Reinforced Cementitious Matrix) composites consist of high-strength PBO (p-Phenylene Benzobis Oxazole) fibers embedded in mineral matrix, which gives greater resistance to elevated temperatures compared to popular FRP (Fiber Reinforced Polymer) composites with a polymer matrix. The tests were conducted on elements made of normal-strength concrete with a compressive strength of approximately 45 MPa, which is typical for currently constructed reinforced concrete structures. The strengthening of the tested elements consisted of one, two, or three layers of PBO mesh with an overlap length of 1/4 of the sample circumference. The samples were subjected to both axial and eccentric compression tests.This research provides the foundation for developing a model to calculate the interactive capacity (axial force-bending moment) of reinforced concrete sections, taking into account the external PBO-FRCM composite wrapping.

Słowa kluczowe

PL

element żelbetowy; wzmocnienie; element wzmocniony; PBO; poli(p-fenyleno-benzobisoksazol); FRCM; matryca cementowa zbrojona tkaniną; kompozyt PBO-FRCM; ściskanie mimośrodowe; nośność; zniszczenie; badanie doświadczalne

EN

reinforced concrete unit; strengthening; reinforced element; PBO; poly(p-phenylene benzobisoxazole); FRCM; fabric reinforced cementitious matrix; PBO-FRCM composite; eccentric compression; bearing capacity; damage; experimental investigation

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Materiały Budowlane
• Rocznik: 2024
• Tom: nr 11
• Strony: 1--6
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Pazdan Maciej

• Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego

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

autor

Trapko Tomasz

• Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego

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

autor

Musiał Michał

• Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego

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

Bibliografia

• [1] Ombres L. Structural performances of thermally conditioned PBO FRCM confined concrete cylinders. Composite Structures. 2017; https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2017.06.026.
• [2] www.ruregold.com/product/pbo-mesh-70-18/ (dostęp 08.2024).
• [3] Ombres L. Concrete confinement with a cement based high strength composite material. Composite Structures. 2014; https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2013.10.03.
• [4] Trapko T. Fibre reinforced cementitious matrix confined concrete elements. Materials & Design. 2013; https://doi.org/10.1016/j.matdes.2012.08.024.
• [5] Faleschini F., Zanini M.A., Hofer L., Pellegrino C. Experimental behavior of reinforced concrete columns confined with carbon-FRCM composites. Construction and Building Materials. 2020; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.118296.
• [6] Tello N., Abed F., ElRefai A., El-Maaddawy T., Alhoubi Y. Experimental investigation of pre-damaged circular RC columns strengthened with fabric-reinforced cementitious matrix (FRCM). Structural Concrete. 2023; https://doi.org/10.1002/suco.02200333.
• [7] Alhoubi Y., El Refai A., Abed F., El-Maaddawy T., Tello N. Strengthening pre-damaged RC square columns with fabric-reinforced cementitious matrix (FRCM): Experimental investigation. Composite Structures. 2022; https://doi.org/10.1016/j.compstruct. 2022.115784.
• [8] Trapko T. Behaviour of fibre reinforced cementitious matrix strengthened concrete columns under eccentric compression loading. Materials & Design. 2014; https://doi.org/10.1016/j.matdes.2013.09.008.
• [9] Ombres L., Verre S. Structural behaviour of fabric reinforced cementitious matrix (FRCM) strengthened concrete columns under eccentric loading. Composites Part B: Engineering. 2015; https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2015.01.042.
• [10] Karta techniczna PBO-MESH 70/18. 2024
• [11] Lin G., Teng J.G. Three-dimensional finite-element analysis of FRP-confined circular concrete columns under eccentric loading. Journal of Composites for Construction. 2017; https://doi.org/10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0000772.