Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Comparative Evaluation of the Selected Mechanical Properties of Polymer Composites Reinforced with Glass and Hemp Fabrics

Scheibe Mieczysław, Bryll Katarzyna, Brożek Piotr, Czarnecka-Komorowska Dorota, Sosnowski Mariusz, Grabian Janusz, Garbacz Tomasz

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

Vol. 17, no 2

268--278

EN

The requirements of sustainable development of the economy force the replacement of the previously used composite materials in the production of elements not only with lighter, but also more durable materials. These materials should meet more and more stringent environmental protection requirements. This study aimed to determine the possibility of introducing a polymer structural composite reinforced with natural fiber into the structure of the hull of vessels instead of the commonly used polymer-glass composite (GFRP). The hemp fabric was used to reinforce the polymer matrix. The compared analysis of the physical properties of the classic GFRP composites with obtained new HFRP composites, i.e. density, impact strength, as well as resistance to static tensile and bending, was carried out. As a result of the performed analyzes and comparison of the results with the standards, it can be concluded that it is possible to apply a polymer-hemp (HFRP) composite for the shipbuilding and boatbuilding needs – limited to plating elements with medium and low strength requirements.

2

Rezydualna nośność elementów zginanych ze zbrojeniem HFRP po ekspozycji na działanie podwyższonej temperatury

Protchenko Kostiantyn, Urbański Marek, Szmigiera Elżbieta

Inżynieria i Budownictwo

|

2021

|

R. 77, nr 1-2

51--54

PL

Przedstawiono wyniki badań elementów zginanych zbrojonych prętami na bazie kompozytów FRP narażonych na działanie podwyższonej temperatury. Pełnowymiarowe betonowe belki były narażone na ogień, a następnie ich rezydualna nośność została określona w 4-punktowym badaniu na zginanie.

EN

The article describes the results of experimental tests on bending elements reinforced with composite FRP bars subjected to elevated temperatures. Full-size concrete beams were tested in fire conditions and then their residual load-bearing capacity was tested in a 4-point bending test.

3

Wpływ podwyższonej temperatury na zachowanie elementów zginanych zbrojonych prętami FRP

Protchenko Kostiantyn

Materiały Budowlane

|

2020

|

nr 5

31--33

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych belek pełnowymiarowych zbrojonych różnego rodzaju zbrojeniem FRP: (i) zbrojenie na bazie włókien bazaltowych BFRP(Basalt FRP); (ii) hybrydowe zbrojenie HFRP(Hybrid FRP) z włóknami węglowymi i bazaltowymi oraz (iii) nano-hybrydowe pręty nHFRP (nano-Hybrid FRP) ze zmodyfikowaną żywicą epoksydową. Sprawdzenie odporności ogniowej przeprowadzono wg scenariusza pożaru umownego zgodnie z krzywą standardową ISO-834 – elementy były poddane obciążeniu (zginaniu 4-punktowemu) i jednocześnie podgrzaniu z trzech stron (z boków oraz od strony dolnej). Wyniki wskazały, że wysoka temperatura ma istotny wpływ na nośność elementów (zmniejszenie nośności średnio o ok. 40%) oraz na sposób ich zniszczenia. Belka zbrojona prętami BFRP wykazała najlepsze wyniki – zniszczenie próbki nastąpiło po 97 min, maksymalne ugięcie wyniosło 16 cm, a temperatura mierzona na spodzie belki ok. 940°C i ok. 600°C na prętach. Odporność ogniowa elementów zbrojonych prętami FRP różniła się w zależności od rodzaju zastosowanego zbrojenia.

XX

This paper describes the results of experimental studies for full-size beams reinforced with various types of FRP reinforcement: (i) Basalt – FRP (BFRP), (ii) Hybrid – FRP (HFRP) with carbon and basalt fibers, and (iii) nano-Hybrid-FRP (nHFRP) with modified epoxy resin. The fire resistance was checked in accordance with the contractual fire scenario based on the ISO-834 standard curve – the elements were subjected to loading (4-point bending) and at the same time heating of three edges (from the sides and from the bottom). The results showed that the temperature has a significant impact on the load-bearing capacity of the elements (the strength capacity was reduced by approximately 40%) and on the method of their destruction. The beam reinforced with BFRP bars showed the best results, destruction of the sample occurred after 97 minutes, maximum deflection - 16 cm, and the temperature measured on the bottom of the beam reached 940°C and about 600°C on the bars. The fire resistance of FRP reinforced elements was varying and depends on the type of reinforcement used.

4

Ugięcia i zarysowanie betonowych belek zbrojonych prętami HFRP

Kosior-Kazberuk Marta, Wasilczyk Rafał

Przegląd Budowlany

|

2019

|

R. 90, nr 1

24--28

PL

W pracy omówiono wyniki badań belek zbrojonych prętami HFRP, zawierającymi kompozycję włókien bazaltowych i węglowych. Określono doświadczalnie podstawowe parametry wytrzymałościowe zbrojenia kompozytowego oraz odkształcenia, ugięcia i zarysowanie belkowych elementów modelowych. Wartości ugięć belek, obliczone na podstawie procedur ACI 440:1R-06 (2006), ISIS Design Manual No. 3 (2007), Model Code 2010 (2010) oraz PN-EN 1992-1-1:2008/Ap1 (2010) odniesiono do wyników pomiarów. Przeanalizowano zakresy i poziomy zbieżności wartości ugięć określonych eksperymentalnie i obliczonych.

EN

The test results of beams reinforced with HFRP bars made of a composition of basalt and carbon fibers were discussed. The basic strength parameters of composite reinforcement as well as strains, deflections and crack pattern of model beams were experimentally determined. Beam deflections values calculated on the basis of procedures such as ACI 440 1R-06 (2006), ISIS Design Manual No. 3 (2007), Model Code 2010 (2010) and PN-EN 1992-1-1:2008/Ap1 (2010) were referred to the measurement results. The ranges and levels of convergence of experimental and calculated deflections’ values were analyzed.

5

Mechanical properties of hybrid FRP bars and nano-hybrid FRP bars

Szmigiera E. D., Protchenko K., Urbański M., Garbacz A.

Archives of Civil Engineering

|

2019

|

Vol. 65, nr 1

97--110

EN

The paper describes the recent developments of Hybrid Fibre-Reinforced Polymer (HFRP) and nano-Hybrid Fibre-Reinforced Polymer (nHFRP) bars manufactured using the pultrusion process. Hybridization of less expensive basalt fibres with carbon fibres leads to more sustainable alternative to Basalt-FRP (BFRP) bars and more economically-efficient alternative to Carbon-FRP (CFRP) bars. At the same time the properties of the proposed bars can be modified by changing the bars configuration. The New-Developed HFRP bars were subjected to tensile axial loading to investigate its structural behaviour. The effect of hybridization on tensile properties of HFRP bars was verified experimentally by comparing the results of tensile test of HFRP bars with non-hybrid BFRP bars. It is possible to improve and predict the final mechanical characteristics of HFRP bars through mechanical hybridization of constituents and their volume fractions before it will be produced. The analytical/numerical considerations and experimental testing showed the same tendency in obtained results. In pre-manufacturing phase it was set that for the final mechanical properties, the influence of bar configuration is less important than the influence of different volume fractions of fibres. In addition, it was assumed that the preferable location of carbon fibres will be in the core region due to technological problems. It is worth to mention that the difference in obtained strength characteristics between analytical and numerical considerations was very small, however the obtained results were much higher than results obtained experimentally. Authors suggested that lower results obtained experimentally can be explained by imperfect interphase development and therefore attempted to improve the chemical cohesion between constituents by adding nanosilica particles to matrix consistency.

PL

W artykule zostały przedstawione najnowsze postępy w zakresie zachowania mechanicznego hybrydowych prętów FRP (HFRP) oraz nano-hybrydowych (nHFRP) produkowanych w procesie pultruzji. Hybrydyzacja włókien bazaltowych z włóknami węglowymi prowadzi do bardziej zrównoważonej alternatywy dla prętów na bazie włókien bazaltowych (BFRP) i bardziej ekonomicznej alternatywy dla prętów FRP na bazie włókien węglowych (CFRP). Jednocześnie właściwości proponowanych prętów można modyfikować zmieniając ich konfigurację. Nowo opracowane pręty HFRP poddano obciążeniu osiowemu przy rozciąganiu, aby zbadać jego zachowanie strukturalne. Wpływ hybrydyzacji na właściwości mechaniczne prętów HFRP zweryfikowano doświadczalnie, porównując wyniki próby rozciągania prętów HFRP z niehybrydowymi prętami BFRP. Możliwa jest poprawa i przewidywanie końcowych właściwości mechanicznych prętów HFRP poprzez mechaniczną hybrydyzację składników i ich udziałów objętościowych przed ich wyprodukowaniem. Analityczne i numeryczne rozważania oraz badania eksperymentalne wykazały tę samą tendencję w uzyskanych wynikach. W fazie przedprodukcyjnej ustalono, że dla końcowych właściwości mechanicznych wpływ konfiguracji pręta jest mniej ważny niż wpływ różnych udziałów objętościowych włókien. Ponadto założono, że preferowane położenie włókien węglowych będzie zaproponowane bliżej rdzenia prętów ze względu na problemy technologiczne. Warto wspomnieć, że różnica w uzyskanych charakterystykach wytrzymałościowych między rozważaniami analitycznymi i numerycznymi była bardzo mała, jednak uzyskane wyniki były znacznie wyższe niż wyniki uzyskane eksperymentalnie. Autorzy sugerują, że niższe wyniki uzyskane eksperymentalnie można wyjaśnić niedoskonałym rozwojem interfazy i dlatego próbowano poprawić spójność chemiczną między składnikami przez dodanie cząstek nanokrzemionki do konsystencji matrycy.

6

O badaniach hybrydowego zbrojenia FRP do konstrukcji infrastrukturalnych z betonu

Garbacz A., Szmigiera E., Urbański M., Protchenko K., Kubas M.

Inżynieria i Budownictwo

|

2017

|

R. 73, nr 8

428--432

PL

Przedstawiono wyniki badań związanych z oceną hybrydowych prętów kompozytowych jako niemetalicznego zbrojenia wybranych elementów betonowych stosowanych w obiektach infrastrukturalnych. Stwierdzono, że zwiększenie sztywności prętów kompozytowych z włókien bazaltowych BFRP (Basalt Fiber Reinforced Polymer) można uzyskać przez zastąpienie części włókien bazaltowych włóknami węglowymi. Omówiono efekty podjętej produkcji tego rodzaju prętów.

EN

The results of research related to the evaluation of hybrid composite bars as non-metallic reinforcement of selected concrete members used in infrastructural facilities are presented. It has been found that increasing the stiffness of basalt fiber composite bars (BFRP) can be achieved by replacing some basalt fibers with carbon fibers. The results of the production of such bars are discussed.

7

Wpływ substytucji włókien bazaltowych przez włókna węglowe na właściwości mechaniczne prętów B/CFRP (HFRP)

Protchenko K., Dobosz J., Urbański M., Garbacz A.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 1/I

149--156

PL

W niniejszym artykule przedstawiono analityczne i numeryczne obliczenia mechanicznych właściwości obecnie opracowywanych prętów hybrydowych HFRP (Hybrid Fibre Reinforced Polymer) powstałych poprzez zastąpienie (substytucję) części włókien bazaltowych BFRP (Basalt Fibre Reinforced Polymer) włóknami węglowymi CFRP (Carbon Fibre Reinforced Polymer). W tym aspekcie termin ,,substytucja” rozumiany będzie jako modyfikacja prętów BFRP polegająca na zastąpieniu pewnej części włókien bazaltowych przez włókna węglowe. Celem analizy jest określenie optymalnego modelu prętów hybrydowych HFRP, które stanowiłyby realną alternatywę dla prętów stalowych stosowanych do zbrojenia konstrukcji betonowych. Zamiana włókien bazaltowych, włóknami węglowymi prowadzi do uzyskania lepszych właściwości mechanicznych prętów. Względy ekonomiczne skłaniają do ograniczenia procentowego udziału włókien węglowych w prętach HFRP do rozsądnej wielkości, oraz zastosowaniu włókien węglowych o stosunkowo niedużej wytrzymałości (Low Strength Carbon Fibres) jak na włókna CFRP. W pracy przedstawiony został opis struktury pręta hybrydowego, oszacowanie właściwości mechanicznych wzdłuż i w poprzek włókien, a także wpływ układu włókien w przekroju poprzecznym pręta na jego zachowanie mechaniczne. Analizę przeprowadzono dla różnych proporcji udziału włókien węglowych do włókien bazaltowych (1:9; 1:4; 1:3; 1:2; 1:1) w prętach HFRP. Rozpatrzono dwa przypadki rozmieszczenia włókien w przekroju poprzecznym pręta (Bar Architecture). Pierwszy z włóknami węglowymi zlokalizowanymi w rdzeniu, natomiast drugi z włóknami węglowymi usytuowanymi w powierzchniowej warstwie pręta.

EN

This paper introduces both an analytical and numerical study that investigates the mechanical performance of recently developing HFRP bars, which were created by substitution of the part of basalt fibres BFRP by the part of carbon fibres CFRP. In this aspect the term “substitution” might be understood as modification of BFRP bars, where part of basalt fibres will be replaced by carbon fibres. Substitution is aimed at achieving of better properties in obtained material. The objective of this study is to identify optimal model of HFRP bars, which provides an alternative to steel bars for enhancing concrete structures. Replacing of basalt fibres by carbon fibres provides better properties in mechanical performance of the bars. From economical point of view, for HFRP bars in combination with basalt fibres it is proposed to use carbon fibres with low strength (LS carbon fibres) and relatively small amount of volume fraction of carbon fibres to whole amount of fibres. This work represents description of the hybrid bar structure, estimation of properties of the bar in fibre and transverse directions and influence of fibre arrangement on mechanical properties of the bar. Analysis was performed for bars with different ratio between fibres of carbon and fibres of basalt (1:9; 1:4; 1:3; 1:2; 1:1). Investigations were done for two different bar architecture arrangements, where carbon fibres are estimated in the first case in the region near the edge and in another case in core region.