Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badania oporności elektrycznej zaprawy cementowej zbrojonej włóknami węglowymi spowodowanej długością spękań i odkształceń w trakcie pomiarów naprężeń rozciągających przy zginaniu trójpunktowym i przy rozłupywaniu

Teomete E.

Cement Wapno Beton

|

2017

|

R. 22/84, nr 1

1--17

PL

Rozwój samo-śledzących inteligentnych materiałów dla przemysłu budowlanego jest ważnym zadaniem, mającym na celu ich zabezpieczenie przed zniszczeniem i zapewnienie długiego okresu eksploatacji. W artykule zbadano korelację pomiędzy długością rysy a opornością elektryczną matrycy cementowej zbrojonej włóknami węglowymi stosując trzy-punktowe zginanie próbek i mierząc równocześnie wzrost długości rysy oraz oporność. Znaleziono po raz pierwszy bardzo dobrą korelację pomiędzy tymi zmiennymi dla zbrojonych włóknami węglowymi kompozytów cementowych. Bardzo dobra korelacja liniowa pomiędzy naprężeniem rozciągającym, badanym przy rozłupywaniu próbek, i opornością elektryczną takich samych kompozytów cementowych została także ustalona. Zmierzony bardzo duży wskaźnik określający zmianę oporności elektrycznej w stosunku do długości rysy wynoszący 1435 jest największym wskaźnikiem matrycy w kompozytach cementowych. Kompozyty cementowe opracowane w trakcie tych badań mogą być stosowane do wykrywania rys i odkształceń i ich śledzenia w konstrukcjach betonowych.

EN

Development of self-sensing smart materials for construction industry is an important task to protect the lives and to achieve optimal asset management strategies. In this study, five different carbon fibre reinforced cement matrix composites were designed with carbon fibres having length of 3 mm. In order to investigate the relation between the crack length and electrical resistance change notched three-point bending test was applied to the rectangular prism samples. During the bending test, crack length and electrical resistance were simultaneously recorded. A strong linear relationship was found between the crack length and electrical resistance change. Correlations between the crack length and electrical resistance change were determined for the first time in the literature for carbon fiber reinforced cement composites. Tensile strain and electrical resistance were simultaneously measured during the split tensile tests and a strong linear correlation between the tensile strain and electrical resistance change was determined. The maximum gage factor was obtained at the percolation threshold value due to the shift in the conduction system from post-percolation to pre-percolation by strain. Gage factors as high as 1435 were measured which is the highest gage factor reported for cement matrix composites. The cement composites designed in this study can be used for crack detection and strain sensing in health monitoring of concrete structures.

2

Zależność pomiędzy oporem elektrycznym a odkształceniem przy ściskaniu kompozytów cementowych zbrojonych włóknami stalowymi

Teomete E., Kocyigit O. I.

Cement Wapno Beton

|

2015

|

R. 20/82, nr 4

244--252

PL

Inteligentne materiały konstrukcyjne umożliwiają kontrolę stanu konstrukcji betonowych przy stosunkowo małych kosztach, zapewniając dużą czułość. W pracy przygotowano kompozyty cementowe zbrojone włóknami stalowymi, a ich badania wykazały, że opór elektryczny próbek betonowych rośnie z czasem hydratacji. Zbadano właściwości czujnika tensometrycznego złożonego z betonu z włóknami stalowymi, a mianowicie współczynnik czujnika [czułość], liniowość oraz granicę odkształcenia. Współczynnik czujnika w przypadku komercyjnych czujników metalowych wynosi K=2, podczas gdy dla kompozytów cementowych zbrojonych włóknami stalowymi współczynnik ten jest bardzo duży i wynosi K=156. Tak więc, czujniki betonowe są bardziej czułe na odkształcenie niż komercyjne metalowe czujniki tensometryczne. Nawet w przypadku zastosowania powtórnych obciążeń przy znacznych poziomach naprężeń, współczynnik czujnika betonowego pozostaje wysoki, co wskazuje na możliwość ich stosowania jako inteligentnych materiałów konstrukcyjnych.

EN

The smart structural materials are enable to health monitoring of concrete with reduced expenses and high sensitivity. In this study, steel fibre concretes were produced and their examination was showing that their electrical resistance is increasing with the curing age. The measurements possibilities of these sensors, which are gage factor (sensitivity), linearity and strain limit were determined. The gage factor of the commercial metal strain gages is K=2 while gage factor of steel fibre concrete was high, equal K=156. Thus, the steel fibre concretes are much more sensitive to strain than commercial metal strain gages. Even after the repeated loading of concrete samples to considerable stress levels, the gag e factor remains high which shows that the cement composite can be used as a smart structural material.

3

Zależność pomiędzy odkształceniem przy ściskaniu a oporem elektrycznym kompozytów cementowych zbrojonych włóknami węglowymi

Teomete E., Kocyigit O. I.

Cement Wapno Beton

|

2015

|

R. 20/82, nr 1

1--10

PL

Stała kontrola stanu konstrukcji ma kluczowe znaczenie dla ochrony przed awariami oraz ma duży wpływ na koszty utrzymania w dobrym stanie obiektów budowlanych. Opracowanie inteligentnych materiałów, które same kontrolują zmiany swoich właściwości umożliwi solidne i niezawodne oraz tanie śledzenie stanu konstrukcji betonowych. W pracy wytworzono dwadzieścia jeden zapraw cementowych. Jedna z mieszanek nie zawierała włókien węglowych, podczas gdy pozostałe zawierały włókna węglowe o różnej długości oraz ich różnym udziale objętościowym. Z każdej mieszanki wykonano i zbadano na ściskanie po trzy próbki; zbadano sześćdziesiąt trzy próbki. Jednocześnie z badaniami ściskającymi mierzono właściwości elektryczne próbek. Określono korelacje pomiędzy odkształceniem a zmianą oporu elektrycznego. Parametry eksploatacyjne czujnika odkształcenia, które określa się jako współczynnik czujnika, liniowość i granica odkształcenia, zostały ocenione dla tych zapraw cementowych. Wyniki pokazały, że kompozyty cementowe zbrojone włóknami węglowymi miały znacznie większą czułość na odkształcenia niż komercyjne metalowe czujniki tensometryczne, natomiast charakteryzował je mały błąd w szacowaniu odkształcenia. Stwierdzono, że granice odkształcenia zapraw cementowych były na tyle wysokie, że mogą one być zastosowane jako czujniki odkształcenia w konstrukcjach betonowych. Niniejsza praca jest wkładem do rozwoju inteligentnych materiałów i konstrukcji w budownictwie.

EN

Structural health monitoring has crucial importance to protect the lives and to organize the management of concrete structures. Development of self-sensing smart materials will enable cost effective, robust and reliable solutions for structural health monitoring of concrete. In this study, twenty one cement mortars without and with carbon fibers reinforcement were produced and their compressive strength was tested. Simultaneously, the correlations between strain and electrical resistance change of all mortars were determined. Performance parameters of a strain sensor, which are gauge factor, linearity and strain limit, were evaluated for these cement mortars. The results showed that the cement mortars were much more sensitive to strain than commercial metal strain gauges, while they had a little error of strain estimation. The strain limits were found to be high enough for the mortars without and with carbon fibers reinforcement to be used as strain sensors for concrete structures. This study is a contribution to develop smart materials as sensors for the concrete constructions.

4

Zależność oporności elektrycznej od długości rysy w zaprawie cementowej

Teomete E.

Cement Wapno Beton

|

2013

|

R. 18/80, nr 6

329--334

PL

Badano występowanie korelacji pomiędzy długością rysy i zmianą oporności elektrycznej próbek betonowych. Sporządzono próbki bez włókien i z włóknami stalowymi, o długości 6 mm, których zawartość wynosiła 1% objętościowy. Badano wytrzymałość przy zastosowaniu trzypunktowego zginania. Pomiary długości rysy i potencjału elektrycznego wykonywano równocześnie z badaniami wytrzymałości na zginanie. Uzyskane wyniki pokazują, że oba rodzaje próbek wykazują bardzo dobrą korelację pomiędzy długością rysy i zmianami oporności elektrycznej. Ta dobra korelacja utrzymuje się nawet w przypadku dużych długości rysy sięgającej 20 mm, w próbkach o przekroju poprzecznym wynoszącym 40 mm x 40 mm. Próbki z włóknami stalowymi wykazują większy współczynnik korelacji równy 0,97, podczas gdy kształtki bez włókien mają 0,96.

EN

In this study, the correlations between crack length and electrical resistance change were investigated for cement matrix composites. A mix without fibers and another mix with 6 mm long steel fibers, 1% volume fraction were produced. Three samples from each mix were cast and cured. Three point bending test was applied to the samples. Crack length and electrical potential measurements were conducted simultaneously with the bending tests. The results have shown that both mixes have strong correlation between crack length and electrical resistance change. The strong correlation holds for even high crack lengths; as high as 20 mm for samples of cross section 40 mm x 40 mm. The samples with steel fiber has a higher correlation coefficient of 0.97 while the specimens without fiber have correlation coefficient of at most 0.96.

5

Estymacja mechanicznych właściwości wapienia przy zastosowaniu analizy regresji i sztucznych sieci neuronowych

Teomete E., Tayfur G., Aktaş E.

Cement Wapno Beton

|

2012

|

R. 17/79, nr 6

373-389

PL

Estymacja mechanicznych właściwości skał jest ważna dla badaczy i inżynierów pracujących w przemyśle cementowym i betonowym. W niniejszej pracy właściwości sprężyste badane przy użyciu młotka Schmidta, szybkość impulsu ultradźwiękowego, porowatość, ściskanie jednoosiowe i pośrednia próba rozciągania zostały przeprowadzone na wapieniu otrzymanym z historycznej budowli. Do konstrukcji modeli mechanicznych właściwości wapienia zastosowano analizę regresji. Sztuczne sieci neuronowe (SSN) zastosowano do wyznaczenia właściwości mechanicznych. Dopasowanie modeli regresji i SSN jest porównane z modelami znanymi z literatury. Otrzymane wyniki wskazują zadawalające dopasowanie modeli regresji i SSN z minimalnym błędem. Modele regresji między wytrzymałością na rozciąganie i porowatością, szybkością fali i porowatością opisano po raz pierwszy w literaturze. Również po raz pierwszy w literaturze opisano zastosowanie SSN do określenia mechanicznych właściwości wapienia. Po raz pierwszy zastosowano oddzielne zbiory danych do nauki i weryfikacji wyników nauki w analizie regresji mechanicznych właściwości wapienia. Modele skonstruowane w niniejszej pracy mogą być stosowane przez naukowców i inżynierów do ustalania związków między mechanicznymi właściwościami wapienia.

EN

Estimation of mechanical properties of rocks is important for researchers and field engineers working in cement and concrete industry. Limestone is used in cement production. In this study, Schmidt hammer, ultrasonic pulse velocity, porosity, uniaxial compression and indirect tension tests were conducted on limestone obtained from a historical structure. Regression analyses were used to develop models relating mechanical properties of limestone. Artificial Neural Network (ANN) was performed to determine the mechanical properties. The performance of regression models and ANN were compared by existing models in the literature. The results showed that the regression models and ANN yield satisfactory performance with minimum error. The regression models between tensile strength and wave velocity, tensile strength and porosity, wave velocity and porosity have been developed for the first time in literature. The ANN is used for the first time to estimate the mechanical properties of limestone. The use of separate training and testing sets in the regression analyses of mechanical properties of limestone is conducted for the first time. The models developed in this study can be used by researchers and field engineers to relate the mechanical properties of limestone.

6

Oparty na cemencie sensor naprężeń: krok w kierunku inteligentnego betonu

Teomete E., Erdem T. K.

Cement Wapno Beton

|

2011

|

R. 16/78, nr 2

78-91

PL

W pracy zbadano oparty na cemencie sensor naprężeń. Zaprojektowano jedenaście mieszanek zbrojonych włóknami stalowymi o różnej długości i różnej ilości. Zbadano oporność elektryczną bez i z przyłożonym obciążeniem. Oznaczono zależności pomiędzy zmianami oporności elektrycznej a naprężeniem. Oznaczono stałą sensora, proporcjonalność pomiarową i naprężenie graniczne. Stała sensora (zmiana oporności elektrycznej na jednostkę naprężenia) wynosi dla handlowych sensorów metalowych około 2, natomiast dla sensorów opartych na cemencie uzyskano znacznie wyższe wartości, nawet 30. Czułość tych ostatnich jest także znacznie wyższa. Sensory oparte na cemencie można umieszczać w elemencie betonowym jak gdyby w formie kruszywa, a w rzeczywistości będą czujnikiami mierzącymi naprężenia. Sensory oparte na cemencie będą poważnym krokiem w stosowaniu inteligentnych materiałów w przemyśle budowlanym.

EN

In this study cement based sensor (CBS) which will be used as strain sensors was investigated. Eleven mixes having steel fibers of different lengths and volume fractions were designed. Electrical resistance measurements with and without compressive load were conducted. The correlations between the electrical resistance change and strain were determined. The performance measures of gage factor, linearity and strain limit were determined. The gage factor (fractional change in electrical resistance per unit strain) of commercial metal strain gages is around 2 while much higher gage factors as high as 30 is obtained from CBS. The CBS is much more sensitive in strain sensing with respect to commercial metal strain gages. The CBS will be placed in the concrete member and act like an aggregate while working as a strain sensor. The development of CBS will be an important step for use of smart materials in the construction industry.