Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Multi-scale analysis of water alteration on the rockslope stability framework

Dochez S., Laouafa F., Franck Ch., Guedon S., Martineau F., d'Amato J., Saintenoy A.

Acta Geophysica

|

2014

|

Vol. 62, no. 5

1025--1048

EN

Water is an important weathering factor on rock discontinuities and in rock mass mechanical behaviour because of its chemical features such as temperature, pH or salinity which make it a “good” candidate to rock degradation. Furthermore the increase of rainfall frequency or intensity highlights some problems on the rock slope stability analysis. This study aims to evaluate the effect of water flow on the rock slope stability and it is performed at two space scales: in situ scale and laboratory (micro scale and macro scale). It shows how water induces degradation at multi-scale (surface roughness and matrix) and thus may decrease the stability of the discontinuous rock mass. It has two main components: the effect of water-solid chemical mechanisms and the analysis of the mechanical response of the discontinuity modified by the water alteration.

2

Modelling of hydro-thermo-chemo-mechanical phenomena in building materials

Gawin D., Koniorczyk M., Pesavento F.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2013

|

Vol. 61, nr 1

51-63

EN

IssueJournal/Yearbook Volume Issue Page Issues Volume 61 (2013) Issue 1 (Mar 2013) , pp. 5-286 Volume 60 (2012) Issue 4 (Dec 2012) , pp. 673-859 Issue 3 (Sep 2012) , pp. 371-667 Issue 2 (Jun 2012) , pp. 185-368 Issue 1 (Mar 2012) , pp. 3-178 Volume 59 (2011) Issue 4 (Dec 2011) , pp. 371-579 Issue 3 (Sep 2011) , pp. 247-366 Issue 2 (Jun 2011) , pp. 125-243 Issue 1 (Mar 2011) , pp. 3-115 Volume 58 (2010) Issue 4 (Dec 2010) , pp. 463-716 Issue 3 (Sep 2010) , pp. 347-458 Issue 2 (Jun 2010) , pp. 217-342 Issue 1 (Mar 2010) , pp. 3-207 Volume 57 (2009) Issue 4 (Dec 2009) , pp. 297-398 Issue 3 (Sep 2009) , pp. 195-292 Issue 2 (Jun 2009) , pp. 123-188 Issue 1 (Mar 2009) , pp. 3-116 Most Downloaded Articles Joint reactions in rigid or flexible body mechanisms with redundant constraints by Wojtyra, M. and Frączek, J. Modified current differencing transconductance amplifier – new versatile active element by Malcher, A. Particle swarm optimization of artificial-neural-network-based on-line trained speed controller for battery electric vehicle by Ufnalski, B. and Grzesiak , L.M. Laser modification of the materials surface layer – a review paper by Kusinski, J./ Kac, S./ Kopia, A./ Radziszewska, A./ Rozmus-Górnikowska, M./ Major, B./ Major, L./ Marczak, J. and Lisiecki, A. Gas sensors based on nanostructures of semiconductors ZnO and TiO2 by Pustelny, T./ Procek, M./ Maciak, E./ Stolarczyk, A./ Drewniak, S./ Urbańczyk, M./ Setkiewicz, M./ Gut, K. and Opilski, Z. View Top 20 Most Downloaded Articles Previous Article Next Article Go to table of contents Download full text pdf (PDF, 1 MB) Modelling of hydro-thermo-chemo-mechanical phenomena in building materials D. Gawin1 / M. Koniorczyk1 / F. Pesavento2 1Department of Building Physics and Building Materials, Lodz University of Technology, 6 Politechniki Ave., 90-924 Lodz, Poland 2Department of Civil, Architectural and Environmental Engineering, University of Padova, Via Marzolo 9, 35131 Padova, Italy Citation Information: Bulletin of the Polish Academy of Sciences: Technical Sciences. Volume 61, Issue 1, Pages 51–63, ISSN (Print) 0239-7528, DOI: 10.2478/bpasts-2013-0004, May 2013 Publication History: Published Online: 2013-05-01 Abstract A general approach to modelling chemical degradation processes in building materials, due to combined action of variable hydrothermal, chemical and mechanical loads, is presented. Mechanics of multiphase porous media and damage mechanics are applied for this purpose, and kinetics of degradation processes is described with evolution equations based on thermodynamics of chemical reactions. The mass-, energy - and momentum balances, as well as the evolution equations, constitutive and physical relations are briefly summarized. Then, the model governing equations are numerically solved with the finite element method. Three examples of the model application for analyzing degradation processes of building materials are presented and discussed. The first one deals with capillary suction of the salt solution by two different building materials, the second one with the salt crystallization during drying of a brick wall, and the third one concerns calcium leaching from a concrete wall due to the chemical attack of pure water under pressure gradient at two different temperatures.

3

Modelling strains of concrete exposed to alkali-silica reaction in variable hygro-thermal conditions

Gawin D., Wyrzykowski M., Grymin W., Pesavento F.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2011

|

Vol. 4, no. 3

43-54

EN

A mathematical model of combined action of hygro-thermal, chemical and mechanical loads is proposed to describe chemical degradation of concrete due to ASR. The model is based on mechanics of multiphase reactive porous media. The mass-energy- and momentum balance equations, as well as constitutive and physical relationships necessary for modelling the ASR in variable environmental conditions, are presented. A method for their numerical solution with the finite element and finite differences methods is described. The proposed mathematical model is validated by comparing the simulation results with some published experimental data concerning hygro-thermal processes and ASR expansion of concrete specimens in different hygro-thermal conditions, both constant and variable in time.

PL

Zaproponowano model matematyczny równoczesnego oddziaływania czynników cieplno-wilgotnościowych, chemicznych i mechanicznych do opisu degradacji chemicznej betonu, wywołanej reakcją alkalia-krzemionka. Model ten bazuje na mechanice wielofazowych reaktywnych ośrodków porowatych. Przedstawiono równania bilansu masy, energii i pędu oraz związki konstytutywne i fizyczne, które są niezbędne do modelowania przebiegu reakcji alkalia-krzemionka w zmiennych warunkach środowiskowych. Opisano metodę numerycznego rozwiązania równań modelu za pomocą metod różnic skończonych i elementu skończonego. Zaproponowany model matematyczny został zwalidowany przez porównanie wyników symulacji komputerowych z opublikowanymi danymi doświadczalnymi, które dotyczą przebiegu procesów cieplno-wilgotnościowych i pęcznienia próbek betonowych w różnych warunkach higro-termicznych, zarówno stałych, jak i zmiennych w czasie.

4

Modelowanie procesu nieizotermicznej dekalcyfikacji kompozytów cementowych

Gawin D., Pesavento F.

Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce

|

2010

|

T. 5, nr 1

21-26

PL

W pracy przedstawiono model matematyczny i numeryczny zjawisk cieplno-wilgotnościowych i degradacji chemicznej kompozytów cementowych. Omówiono model kinetyki nieizotermicznego procesu dekalcyfikacji oraz przedstawiono wyniki symulacji procesu degradacji chemicznej płyty betonowej, na grubości której występuje gradient temperatury. Stwierdzono, że temperatura ma bardzo istotny wpływ na przebieg procesu dekalcyfikacji tej płyty.

EN

Mathematical and numerical model of hygro-thermal and chemical degradation phenomena of cement based composites, is briefly presented. A new model of non-isothermal decalcification kinetics is described. The results of computer simulation of chemical degradation of a concrete plate with a temperature gradient along its thickness, are presented and discussed. It is concluded that both temperature and the value and direction of temperature gradients have an important influence on the concrete chemical degradation due to decalcification process. The proposed method for modelling decalcification kinetics allows simulation of the process at variable temperature and avoiding numerical problems reported on the literature.

5

Assessment of Chemical Degradation of Selected Soil Properties as Induced by Copper, Zinc and Hydrogen

Diatta J., Skubiszewska A., Witczak R.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2009

|

Vol. 16, nr 5/6

532-540

EN

The concept of this study was based on the evaluation of the impact of copper (Cu), zinc (Zn) and hydrogen protons (H+) on selected chemical characteristics of two arabie soils: light loamy sand (No. 1) and silty soil (No. 2). The targeted chemical alterations of the soils concerned pH changes, water soluble forms of Cu and Zn and displaced alkaline cations as induced by Cu, Zn and H incorporation. Preliminarily, the amounts of exchangeable alkaline cations (ExAC = Ca + Mg + K + Na) were extracted by using l M CH3COONH4, pH 7.0 and these amounts were used for calculating amounts of Cu, Zn and H to be incorporated as follows: copper as CuSO4 o 5H2O, zinc as ZnSO4 o 7H2O and hydrogen in the form of HCl at spiking rates corresponding to 0, 5, 10, 30, 60, 100, 150, 200, 300, 400, 500 and 1000 % of ExAC. Treatments were incubated for 16 weeks at 18 Celsjus degree and kept at 75-85 % WHC (water holding capacity). Copper, zinc and hydrogen effects on soil chemical properties can be first observed throughout pH changes, which were more pronounced for H treatments as compared with Cu and Zn ones. The amounts of water extractable Ca (ie displaced) at Cu and Zn spiking rates of 1000 % ExAC are 25 and 21 times higher, respectively, for the soil No. l (light loamy sand), whereas for the soil No. 2 (silty soil), 44 and 38 times higher, as compared with the control treatment. The impact of H is intermediate and represents 24 and 35 times, for the soils No. l and No. 2, respectively. Results reported in the paper drive specific attention on the destructive effects of Cu, Zn and H, separately. The joint impact of these metals along with protons is the córę of agroenvirontnental concem. The chemical degradation established on the basis of water extractable alkaline cations (WEAC) follows the range: H > Cu > Zn.

PL

Koncepcja przedstawionych badań dotyczy oceny oddziaływania miedzi (Cu), cynku (Zn) i protonów (jonów wodorowych H+) na wybrane właściwości chemiczne dwóch gleb uprawnych: piaskugliniastego lekkiego (gleba Nr 1) i iłu pylastego (gleba Nr 2). Badane zmiany dotyczyły pH, wodorozpuszczalnych form Cu, Zn oraz kationów alkalicznych wypartych z koloidów glebowych pod wpywem wniesienia do obu gleb jonów Cu, Zn i H. Wymienne kationy alkaliczne (ExAC = Ca + Mg + K + Na] ekstrahowano uprzednio przy użyciu roztworu 1 M CH3COONH4 przy pH 7.0, a uzyskane dane służyły do obliczenia ilości Cu, Zn i H do wniesienia do gleb w postaci: miedź jako CuS0-4 o 5H2O, cynk - ZnSO4 o 7H2O i wodór w formie HCl. Dawki tych jonów odpowiadaty O, 5, 10, 30, 60, 100, 150, 200, 300, 400, 500 i 1000 % ExAC. Obiekty inkubowano przez 16 tygodni w temperaturze 18 °C oraz 75-85 % PPW (Polowej Pojemności Wodnej). Oddziaływania jonów Cu, Zn i H na chemiczne właściwości gleb ujawniły się najpierw poprzez zmiany odczynu, które były znaczące dla obiektów z jonem wodoru w porównaniu z obiektami z Cu i Zn. Wodnorozpuszczalne ilości Ca (tzn. wyparte) przy dawkach Cu i Zn wynoszących 1000 % ExAC są odpowiednio 25 i 21 razy większe dla gleby Nr 1 (piasku gliniastym lekkim), podczas gdy dla gleby Nr 2 (iłu pylastego), odpowiednio 44 i 38 w porównaniu z obiektem kontrolnym. Oddziaływanie jest natomiast pośrednie, czyli 24 i 35 większe, odpowiednio dla gleby Nr 1 i Nr 2. Wyniki przedstawione w pracy zwracają szczególną uwagę na destrukcyjne działania jonów Cu, Zn i H stosowanych oddzielinie. Łączne oddziaływanie obu metali wraz z protonami wywołuje negatywne skutki w ekosystemach poddanych antropopresji. Szereg degradacji chemicznej oparty na ilościach wodnorozpuszczalnych kationów licznych (WEAC) kształtował się następująco: H > Cu > Zn.

6

Nawożenie saletrą wapniową gleby łąkowej w świetle działań proekologicznych

Sapek B.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2008

|

T. 8, z. 1

305-321

PL

Degradacja chemiczna gleb w Polsce, zwłaszcza systematyczne zwiększanie ich kwasowości, była inspiracją do podjęcia oceny nawożenia saletrą wapniową (CN) użytku zielonego na glebie wymagającej zmniejszenia kwasowości lub stabilizacji odczynu. Tendencja zmniejszania ilości stosowanych środków wapnujących, w tym nawozów wzbogaconych w wapń, skłania do stosowania saletry wapniowej, nawozu, którego działanie jest skuteczne, proekologiczne i jednocześnie nie zmniejsza efektów produkcyjnych. Ocenę działania tego nawozu wykonano na podstawie wyników długoletnich doświadczeń łąkowych, również w warunkach zaniechania produkcyjnego użytkowania łąki. Wyniki badań rozpatrzono również w świetle nowej strategii Komisji UE odnośnie do ochrony gleb Europy. Wykazano, że stosowanie tego nawozu przeciwdziała postępującemu zakwaszeniu i zubożeniu gleb w wapń, a także polepsza jakość runi łąkowej w wyniku zwiększenia w niej zawartości tego składnika oraz korzystniejszy, ze względu na żywienie przeżuwaczy, stosunek Ca/P. Dwukrotnie większa, w porównaniu z saletrą amonową (AN), cena tej samej ilości czystego składnika (azotu) w CN jest równoważona możliwością jej stosowania w dawce o połowę mniejszej, bez znaczącego zmniejszenia plonów rekompensowanego lepszą jakością zbieranej paszy łąkowej. Dodając do tego prośrodowiskowe działanie CN, szczególnie w ekstremalnych warunkach fizyczno-wodnych, nawóz ten może być rekomendowany do stosowania na trwałe użytki zielone.

EN

The chemical degradation of soils in Poland, particularly systematic increasing of its acidity, was the inspiration to undertake the estimation of the fertilisation with calcium nitrate (CN) the grassland that require the decrease of soil acidity or the stabilization the proper soil pH. The tendency to decrease the quantity of the liming medium, including fertilisers enriched with calcium, inclines to use of calcium nitrate as an efficacious and ecological positive activities that not decreases the productive effect. The estimation was made on the base of the results on long-term meadow experiments, as well as in the case of leaf off the productive meadow use. The investigation results examines also in the light of new strategy of EU Commission concerning protection of soils in Europe. The positive estimation of CN use confirms proved counteract and protect of soils from its progressive acidification and impoverishment with calcium, as well as shown the improving the quality of meadow sward resulting with increasing of calcium content and more profitable value of Ca/P relation with regard to ruminants food. Two time more price of the same quantity of pure constituent - nitrogen in CN as in ammonium nitrate (AN) is equilibrated by possible use of a half dose of nitrogen in the form of CN without remarkable lower yields. The losses on the lower yield recompense better quality of harvested pasture. In addition, the positive effect of CN for environment, particularly in the extreme physical and water conditions show calcium nitrate ought to be obliged on permanent grasslands.

7

Modelowanie kinetyki izotermicznego procesu wyługowywania wapnia z nasyconych kompozytów cementowych

Gawin D., Pesavento F.

Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce

|

2007

|

T. 2

47-52

PL

W pracy przedstawiono model matematyczny izotermicznego wyługowywania wapnia z kompozytów cementowych, w pełni nasyconych wodą, który uwzględnia kinetykę tego procesu. Jest ona opisana za pomocą termodynamiki reakcji chemicznych, przy użyciu tzw. charakterystycmego czasu procesu. Omówiono też metodę numerycznego rozwiązania równań tego modelu za pomocą MES. Przeanalizowano wpływ kinetyki wyługowywania wapnia na przebieg zjawisk transportu masy podczas kontaktu elementu betonowego ze zdemineralizowaną wodą oraz wywołaną tym degradacją che- miczną materiału. Stwierdzono, że zaproponowany sposób mo- delowania procesu wyługowywania, uwzględniający jego kinetykę, poprawia właściwości numeryczne rozwiązania i umożliwia analizę stosunkowo szybkich zjawisk, co nie jest możliwe przy klasycznym opisie, bazującym na założeniu równowagi termodynamicmej .

EN

A mathematical model of isothermal calcium leaching in cement based materials, fully saturated with water, considering kinetics of the process, is presented. The process is described by means of Thennodynamlcs of Irreversible Processes, applied for chemical reactions, and using additionally concept of the so called characteristic time. A method of nu- merical solution of the model equations with the Finite Element Method is also described. The effect of the process kinetics on the mass transport and leaching in a concrete element in contact with demineralised water and caused by this chemical degradatlon of the material are numerically analysed. It is shown, that the proposed method of the process modelling, considering its kinetics, improves the numerical solution convergence and enabIes analyses of relatively fast phenomena, what is not possible with a classical approach, based on the assumption of thennodynamic equilibrium.

8

The physicochemical characterization of an aminoester-type epoxy-resin hardener prepared from chemical degradation of poly(ethylene terephthalate)

Spychaj T., Pilawka R.

Polimery

|

2001

|

T. 46, nr 11-12

803-811

EN

Chemical degradation of PET scrap was performed by amino-glycolysis with triethanoloamine (TEA) at 180-220°C for 90-360 min and PET/TEA mole ratio 1:2. The reaction products were separated with 2-buta-nol or isopropanol as solvent into the alcohol-soluble epiphase and the alcohol-insoluble hypophase fractions. Each fraction was evaporated for 6-9 h at 60-80°C in vacuo to remove the solvent. Viscosity, hydroxyl number, size exclusion chromatograms, FTIR and :H and 13C-NMR spectra were measured for the original PET/TEA product and for the fractions. Property differences between the products were explained in terms of side reactions of dehydration of -N(CH2CH2OH)2 groups. Rheometric curves were ascertained at room temperature to 200°C to follow the crosslinking processes in the Epidian 6 compositions containing the PET/TEA product as hardener used with the ratios 1:4-1:8 of hardener's tertiary N to resin's epoxy groups and of the Epidian 6 (Bisphenol A) compositions containing one PET/TEA fraction (115S or 115P) or the nonfractionated PET/TEA product as hardener (N/epoxy ratio 1:5). Heat effects accompanying the crosslinking reaction run in the above compositions were followed by DSC. The thermograms disclosed that, in terms of the reaction enthalpy, the product most reactive toward epoxy resin was the alcohol-soluble PET/TEA fraction.

PL

Odpadowy PET degradowano w reakcji aminoglikozy trie-tanoloaminą (TEA) (PET/TEA = 1:2 molowo), w temp. 180, 200 lub 220°C w ciągu 90-360 min. Produkt rozdzielano w 2-butanolu lub izopropanolu na dwie frakcje - rozpuszczalną i nierozpuszczalną w alkoholu. Określono lepkości i liczby hydroksylowe, wykonano chromatogramy SEC, zarejestrowano widma w podczerwieni FTIR oraz widma 'H- i 13C- NMR pierwotnego produktu degradacji PET/TEA oraz rozdzielonych alkoholem frakcji. Stwierdzono, że każda badana substancja stanowi mieszaninę wieloskładnikową. Różnice oznaczonych właściwości tych substancji przypisano obecności produktów reakcji ubocznych, głównie dehydratacji grup -N(CH2CH2OH)2. Wyznaczono krzywe reometryczne w temp. 20-200°C aby prześledzić proces sieciowania zachodzący w kompozycjach Epidianu 6 z pierwotnym produktem degradacji PET/TEA oraz z dwiema wydzielonymi jego frakcjami jako utwardzaczami. W przypadku pierwotnego produktu degradacji określono też wpływ stosunku trzeciorzędowego atomu azotu w utwardzaczu do grup epoksydowych żywicy na przebieg krzywych reometrycznych. Metodą różnicowej mikrokalorymetrii skaningowej (DSC) określono efekty cieplne towarzyszące reakcjom sieciowania zachodzącym w powyższych kompozycjach. Na tej podstawie ustalono, że utwardzaczem najbardziej reaktywnym w stosunku do żywicy epoksydowej spośród przebadanych jest rozpuszczalna w alkoholu frakcja produktu degradacji PET/TEA.

9

Procesy chemickej degradacie starsich betonovych mostnych konstrukcii

Huba P., Hegedusova I.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2000

|

z. 32[180], cz.1

161-166

EN

The paper deals with processes of chemical degradation, which influences corrosion of concrete and the designing way of environmental influence to durability of bridge structures. The paper generally describes estimation of values of pH and estimation of chloride content in concrete, including evaluation method of specimens. The paper analyzes the results of measurements of chosen bridges in Slovakia.