Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Sustainable future of construction: the potential of concrete with basalt mini-bars as reinforcement

Krassowska Julita, Kosior-Kazberuk Marta, Słowik Marta, Akram Amanda

Economics and Environment

|

2024

|

No. 1

art. no. 776

EN

The paper concerns the influence of basalt minibars on the subcritical and critical behaviour of test specimens made of concrete with low-emission cement. Low-emission cement produces lower emissions of greenhouse gases and other pollutants than traditional cement. Analyses were conducted on changes in fracture mechanics parameters depending on the content of microfibers in the concrete mix (0, 2, 4, 8 kg/m³), the type of cement used, and the water-to-cement ratio (w/c). It was demonstrated that concrete reinforced with basalt microfibers exhibits increased resistance to crack initiation and propagation. An increase in the stress intensity factor was observed for CEMI 42.5R concretes at w/c=0.5 by 27%, at w/c =0.4 by 62%, and for CEM II 42.5R/A-V concretes at w/c=0.5 by 29%, and at w/c=0.4 by as much as 30%. It was shown that the addition of microfibers to concrete made with low-emission cement significantly increases the mechanical parameters of this material.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu mikroprętów bazaltowych na podkrytyczne i pokrytyczne zachowanie się elementów próbnych z betonu wykonanego z cementu niskoemisyjnego. Cementy niskoemisyjne to rodzaj cementów, które są produkowane z mniejszą emisją gazów cieplarnianych i innych zanieczyszczeń w porównaniu z tradycyjnymi cementami. Przeprowadzono analizy zmian parametrów mechaniki pękania w zależności od zawartości mikroprętów w mieszance betonowej (0, 2, 4, 8 kg/m³), rodzaju zastosowanego cementu i wpływu wskaźnika w/c. Wykazano, że beton zbrojony mikroprętami bazaltowymi charakteryzuje się zwiększoną odpornością na inicjację i propagację pęknięć. Zaobserwowano wzrost współczynnika intensywności naprężeń dla betonów z cementu CEMI 42.5R o w/c =0.5 o 27% w/c =0.4 o 62%, oraz dla betonów z cementu CEM II 42.5R/A-V o w/c =0.5 o 29% w/c =0.4 aż o 30%. Wykazano, że dodatek mikroprętów do betonu wykonanego z cementu niskoemisyjnego znacząco zwiększa parametry mechaniczne tego materiału.

2

Wpływ uziarnienia i współczynnika miażdżenia kruszywa na właściwości stwardniałego betonu

Akram Amanda, Słowik Marta

Materiały Budowlane

|

2023

|

nr 11

41--45

PL

Przeprowadzono badania eksperymentalne w celu szerszej analizy wpływu uziarnienia i współczynnika miażdżenia (ACV) kruszywa żwirowego, dolomitowego i granitowego na właściwości stwardniałego betonu. Nie stwierdzono istotnego wpływu ACV na wytrzymałość betonu na ściskanie i na rozciąganie, przy dwóch różnych maksymalnych wymiarach ziaren. Moduł sprężystości był bardziej zależny od uziarnienia i wytrzymałości kruszywa.

EN

The experimental investigation was carried out to analyse in depth the effect of grain size and aggregate crushing value (ACV) of gravel, dolomite and granite aggregate on properties of hardened concrete. No significant effect of ACV on the compressive and the tensile strength of concrete was noticed, for two different maximum grain sizes whereas the modulus of elasticity was more dependent on the aggregate granulation and strength.

3

Size effect at testing strength properties of concrete

Akram Amanda

Budownictwo i Architektura

|

2021

|

Vol. 20, no 4

37--45

EN

Various strength characteristics of concrete are considered as fracture parameters. The compressive strength of concrete is of paramount importance when designing concrete structures, whereas tensile strength of concrete is the basic property when estimating cracking resistance of a structure and analysing fracture processes in concrete. When testing the compressive strength of concrete, the results are dependent on the shape and dimensions of used specimens. Some findings reported in the literature suggest that size effect exists also when testing such fracture properties of concrete as tensile strength. Unfortunately this problem is much less recognized and described compared to size effect in compressive test results. In this paper, the experimental investigation is presented on how the length of cylindrical specimens influences the tensile splitting strength of concrete obtained by means of the Brazilian method. Additional variable parameters were: type of aggregate (natural gravel and crushed granite) and cement-water ratio (C/W = 1.8 and C/W = 2.6). In conducted laboratory experiments a higher splitting tensile strength of concrete was noted for all specimens with nominal dimensions of 150×150 mm, compared to specimens 150×300 mm in size, regardless of type of aggregate or cement-water ratio.

4

The overview of fracture mechanics models for concrete

Akram Amanda

Architecture Civil Engineering Environment

|

2021

|

Vol. 14, no. 1

47--58

EN

Fracture mechanics of concrete is a complex matter still thoroughly researched from different angles. It is not an easy task to describe fracture process in concrete, as there are many factors affecting crack development and propagation. Practical applications of fracture mechanics could allow engineers to design concrete structures more effectively and safely. At the minimum, it could help estimate the “safe” period of time left before the unstable, dangerous crack propagation. This utilitarian goal was the reason for many researchers to invent numerous theoretical models in order to describe the crack occurrence better. However, dealing with various analytical problems was not a simple matter and thus existing models of fracture mechanics for concrete have different limitations. Over the years first fracture theories for concrete were reviewed repeatedly. All of these investigations lead to modifications of older models in order to overcome found drawbacks, which proved not to be an easy task. Recently, new approaches to fracture analyses seemed to produce promising results, like universal size effect law (USEL) or modified two parameter fracture model (MTPM) with alternative ways for evaluating fracture parameters. In the paper some of them will be discussed together with other fracture models, starting from some of the very first ones introduced for concrete, like fictitious crack model (FCM) and crack band model (CBM).

5

Crack mechanisms in concrete – from micro to macro scale

Słowik Marta, Stroeven Piet, Akram Amanda

Budownictwo i Architektura

|

2020

|

Vol. 19, no 4

53--66

EN

The paper discusses a fictitious crack model of concrete in tension proposed by Hillerborg. This model presents a concept that illustrates the mechanism of crack initiation and its propagation in concrete on meso-level. It has proven to be a very useful tool for practical use, for both numerical and experimental research. The model was derived from findings on crack mechanisms on more advanced micro- and macro-scale, as presented in this paper. One of the paramount issues regarding crack analysis is the influence of aggregate size on mechanical and fracture parameters of concrete, and also on micro-crack development and associated macro-crack formation. Although significant progress in recognizing crack mechanisms in concrete has been achieved, there are still some aspects that should be studied in depth, for example the role of aggregate particles on crack development. This problem is analysed in the paper as well.

PL

W pracy zaprezentowany został model rysy fikcyjnej zaproponowany przez Hillerborga do opisu betonu rozciąganego. Model ten stanowi podstawę do opisu powstawanie i propagacji rysy w betonie na poziomie meso. Jest on przydanym narzędziem w zastosowaniach praktycznych, zarówno do analiz numerycznych jak i w badaniach eksperymentalnych. Model został wyprowadzony na podstawie obserwacji mechanizmów zarysowania w skali mikro i makro. Mechanizmy te zostały opisane w pracy. Na szczególną uwagę zasługuje fakt wpływu wymiaru kruszywa na parametry wytrzymałościowe i parametry pękania betonu, a w dalszej konsekwencji na powstawanie mikrorys i tworzenie rysy właściwej. Mimo osiągnięcia znaczącego postępu w badaniach nad mechanizmami pękania w betonie, nadal istnieje wiele aspektów wymagających dalszych analiz. Należy do nich analiza wpływu uziarnienia kruszywa na rozwój zarysowania. Zagadnienie to jest również przedmiotem rozważań przedstawionych w pracy.