Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of selected mechanical properties of mineral-cement-emulsion mixtures (MCE)

Dołżycki Bohdan, Jaczewski Mariusz, Szydłowski Cezary, Bańkowski Wojciech, Gajewski Marcin

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2023

|

Vol. 22, no. 1

41--61

EN

In recent years mineral-cement-emulsion (MCE) mixtures have been increasingly used in rehabilitation and reconstruction of pavements. The material gains popularity due to the fact that it enables rational and ecological reuse of reclaimed material from old bituminous pavements, including material containing tar binders. Testing of basic properties of mineral-cement-emulsion mixtures – such as air void content, indirect tensile strength or stiffness modulus – enables determination of the required proportion of added new aggregate and the content of binding agents used. While such tests are sufficient at the stage of MCE mixture design, they do not enable wider analysis of the behavior of the material – particularly of its future performance in pavement structure. This paper presents advanced testing of MCE mixtures, encompassing tests that reflect performance of the material in pavement. Properties that were determined in order to better understand the character of behavior of MCE mixtures included: fracture parameters in semi-circular bending (SCB) test, stiffness moduli in SPT device and fatigue characteristics. The performed tests provide better insight into behavior of MCE mixtures in pavement structures and enable formulation of useful conclusions for MCE mixture design.

PL

W ostatnich latach mieszanki mineralno-cementowo-emulsyjne (MCE) stają się materiałem znajdującym coraz częściej zastosowanie przy projektowaniu remontów i przebudów nawierzchni z wykorzystaniem recyklingu. Materiał ten zyskuje coraz większą popularność, ponieważ pozwala w sposób racjonalny i bez uszczerbku dla środowiska naturalnego ponownie wykorzystać materiały pochodzące z rozbiórki starych nawierzchni bitumicznych, w tym również materiały zawierające lepiszcze smołowe. Badanie podstawowych cech mieszanek MCE, takich jak zawartość wolnych przestrzeni, wytrzymałość na pośrednie rozciąganie, czy też moduł sztywności pozwalają na określenie niezbędnego doziarnienia materiałem mineralnym oraz określenie ilości niezbędnych środków wiążących. Badania podstawowe na etapie opracowywania składu mieszanki MCE są wystarczające do określenia cech podstawowych, ale nie pozwalają na szerszą analizę zachowania badanego materiału, a w szczególności na ocenę jego przyszłej pracy w konstrukcji nawierzchni. W publikacji przedstawiono zaawansowane badania mieszanki MCE, które wykraczają poza badania uznane za standardowe i określają cechy mieszanki MCE istotne ze względu na pracę tego materiału w nawierzchni. Cechy, które określono dla lepszego poznania charakteru pracy mieszanek MCE, to parametry mechaniki pękania w badaniu zginania próbek półwalcowych SCB, moduły sztywności określone w aparacie SPT oraz charakterystyka zmęczeniowa mieszanek MCE. Przeprowadzone badania pozwalają lepiej zrozumieć zachowanie mieszanek MCE w nawierzchni oraz określić wnioski przydatne na etapie projektowania składów mieszanek MCE.

2

Investigation on cracking performance of UHPC overlaid concrete deck at hogging moment zone of steel-concrete composite girders

Wan Zhiyong, Guo Guohe, Wang Zhiguo, He Shaohua, Tan Juliang, Hou Libo

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 4

445--457

EN

The concrete deck at the negative bending moment region of a continuous steel-concrete composite girder bridge is the weakest part of the structure. Introducing ultra-high performance concrete (UHPC) to the hogging region may overcome the shortage and break through the bottleneck. This paper explores the cracking performance of steel-concrete composite girders with concrete slabs topped by a thin layer of UHPC subjected to a negative bending moment. A real continuous composite girder bridge is briefly introduced as the engineering background, and the cracking characteristic of the concrete deck over the middle piers of the bridge is numerically modeled. Approaches to strengthen the cracking performance of the concrete deck at the hogging region through topping UHPC overlays are proposed. The effectiveness of the approaches is examined by conducting a series of numerical and experimental tests. Numerical results indicate that the normal concrete (NC) deck near the middle forums of the bridge would crack due to the large tensile stress from negative bending moments. Replacing the top concrete with an identical-thick UHPC overlay can increase the cracking resistance of the deck under the moment. As the thickness of the UHPC overlay increased from 6.0 cm to 12.0 cm, the maximum shear stress at the UHPC overlay-to-NC substrate interface under different load combinations was decreased by 56.3%~65.3%. Experimental results show that the first-cracking load of the composite beam using an NC-UHPC overlaid slab was 2.1 times that using an NC slab. The application of a UHPC overlaid deck can significantly improve the crack performance of the steel-concrete composite girder bridge.

3

Effect of the addition of basalt fiber on life-cycle anti-cracking behavior of concrete

Li Yue, Shen Aiqin, Guo Yinchuan

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 2

art. no. e92, 2023

EN

To evaluate the cracking resistance of basalt fiber reinforced concrete (BFRC) in different periods, including the curing period and the service period, restrained slab, restrained ring and three-point bending tests were conducted. In this investigation, various fiber lengths (i.e., 6 mm, 12 mm, and 18 mm) and fiber contents (ranging from 0.07% to 0.09%) were used to prepare BFRC. The plastic shrinkage behavior of BFRC was characterized by monitoring evaporation, bleeding, capillary pressure and plastic shrinkage strain, and the mechanism of the effect of the fibers in reducing plastic cracking was subsequently revealed. The restrained shrinkage strain in the steel ring was measured, and the cracking potential index (ΘCR) was assessed for all BFRC specimens. Furthermore, the fracture behavior, including the strain distribution and cracking process, was monitored by the digital image correlation (DIC) technique. The results showed that long basalt fibers (12 mm and 18 mm) effectively delayed the occurrence of the plastic settlement and reduced capillary pressure, resulting in a decreased crack width of concrete. The basalt fibers also led to a pronounced decrease in the ΘCR of the concrete, particularly at an early curing age (3 d). Moreover, the DIC test revealed that the crack occurrence was accompanied by a fuctuation in the strain field during the fracture process. Basalt fibers considerably slowed the formation and evolution of the strain stripes of the concrete under load, and consequently, the fracture energy and cracking resistance capacity of concrete can be improved by the addition of basalt fibers.

4

Badanie wpływu rodzaju asfaltu na odporność mieszanek mineralno-asfaltowych na spękania odbite z wykorzystaniem urządzenia Texas Overlay Tester (TxOT)

Jaskuła P., Szydłowski C., Stienss M.

Przegląd Komunikacyjny

|

2018

|

R. 73, nr 11

24--29

PL

Spękania są jednym z głównych rodzajów zniszczeń występujących w nawierzchniach asfaltowych, zwłaszcza w przypadku starych nawierzchni, które zostały wzmocnione nowymi warstwami asfaltowymi - nakładką. Mieszanki mineralno-asfaltowe stosowane w takich przypadkach powinny być tak zaprojektowane, aby zapewniały wysoką odporność nowych warstw na spękania odbite. Jednym z czynników minimalizujących ryzyko wystąpienia tego rodzaju uszkodzeń jest dobór odpowiedniego rodzaju lepiszcza asfaltowego oraz uziarnienia mieszanki mineralnej. W chwili obecnej nie ma jednak powszechnie przyjętej metody badawczej, która pozwoliłaby jednoznacznie określać odporność mieszanek mineralno-asfaltowych na spękania odbite. W artykule opisano zastosowanie oprzyrządowania do badania wspomnianych charakterystyk, które zostało opracowane w stanie Teksas w USA i określane jest w literaturze jako Texas Overlay Tester. Uzyskane wyniki pokazały, że właściwy dobór lepiszcza asfaltowego w mieszance mineralno-asfaltowej ma znaczący wpływ na jej odporność na spękania odbite i trwałość.

EN

Cracking is one of the predominant distresses occurring in flexible pavements, especially in old pavements that were rehabilitated with an asphalt overlay. In such cases asphalt mixtures should be designed to ensure high resistance to reflective cracking. One factor that minimizes this type of distress is the proper mix design process, which should involve selection of specific bitumen binder and mineral mix gradation. However, still there is no universally adopted laboratory test method that would allow to clearly assess resistance of asphalt mixtures to reflective cracking. This paper describes the usage of one of the devices developed to test asphalt mixtures in terms of such distress - Texas Overlay Tester. The results have clearly shown that proper choice of binder used in the asphalt mixture for the overlay will significantly improve its reflective cracking resistance or even fatigue resistance.

5

Odporność na pękanie drewna modyfikowanego powierzchniowo

Kyzioł L.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2016

|

R. 17, nr 6

955--959

PL

Ważną cechą materiałów kompozytowych jest ich odporność na pękanie. Często spotykane są przypadki nagłego pękania elementów pomimo tego, że naprężenia nie przekroczyły wartości dopuszczalnych. Pękanie materiału z którego zbudowana jest konstrukcja przyczynia się nie tylko do strat ekonomicznych, ale często prowadzi do wypadków śmiertelnych. Dlatego też projektowanie zabezpieczające konstrukcje przed utratą spójności jest bardzo ważne. W pracy podjęto zagadnienie dotyczące określenia związków ilościowych pomiędzy odpornością na pękanie drewna naturalnego i modyfikowanego w określonych warunkach obciążenia, a wielkością wady. Przedstawiono wpływ zawartości polimeru na odporność na pękanie kompozytu drewno – polimetakrylan metylu. Podano sposoby określania siły krytycznej i możliwości określenia odporności na pękanie drewna naturalnego i modyfikowanego dla wybranych kierunków anatomicznych. Wykazano znaczny wzrost odporności na pękanie drewna powierzchniowo modyfikowanego w stosunku do drewna naturalnego.

EN

The fracture toughness is an important feature of composite materials. There are often cases of sudden rupture of elements, despite the fact that the stresses do not exceed the limit values. The cracking of the material is the cause of economic loss and often leads to fatal accidents. Therefore, designing hedging structures against the loss of cohesion is very important. This paper presents the quantitative relation-ships between fracture toughness of modified wood and natural in certain load conditions, and the size of the defect. The influence of polymer content on the fracture strength of the composite wood - polymethyl methacrylate was presented in the work. Methods for determining the critical force and toughness of natural wood and modified with the selected anatomical orientations are presented. The article demonstrated a significant increase in resistance to fracture of the wood surface modified with respect to natural wood.

6

Effect of strands anchorage system in railway sleepers on behaviour of its rail seat zone

Derkowski W., Słyś B., Szmit M.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2015

|

Vol. 8, no. 1

61--67

EN

Pretensioned monoblock sleepers are commonly used elements of railway pavements. Load carrying capacity and durability of these elements, which can be used in extreme environmental and load conditions, have a major impact on ensuring safety in rail transport system. Currently, in various European countries, significantly differing ways of sleepers prestressing are used. The paper presents the results of experimental research on capacity and crack resistance of the rail seat crosssection of sleeper. The elements were tested under static, dynamic and fatigue loads, according to the PN-EN 13230-2 “Railway applications – Track – Concrete sleepers and bearers. Part 2: Prestressed monoblock sleepers” [1]. The research made it possible to draw conclusions concerning the efficiency of the various types of sleepers, differing in the prestressing tendons anchoring.

PL

Monoblokowe podkłady strunobetonowe są powszechnie stosowanymi elementami nawierzchni kolejowych. Nośność i wytrzymałość tych elementów, które mogą być stosowane w trudnych warunkach środowiskowych i warunkach obciążenia, mają duży wpływ na zapewnienie bezpieczeństwa w systemie transportu kolejowego. Obecnie w różnych krajach europejskich stosowane są różne sposoby sprężania. W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych nośności i odporności na pękanie podkładu kolejowego. Elementy badano pod obciążeniem statycznym, dynamicznym i zmęczeniowym, zgodnie z PN-EN 13230-2 „Kolejnictwo – Tor – Podkłady i podrozjazdnice betonowe. Część 2: Podkłady monoblokowe strunobetonowe” [1]. Badania pozwoliły na wyciągnięcie wniosków dotyczących skuteczności różnych rodzajów podkładów różniących się sposobem kotwienia cięgien sprężających.

7

Własności mechaniczne złączy z wysokowytrzymałej stali S960-QC spawanych metodą laserową

Dzioba I., Pała T.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

3458--3464

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań charakterystyk wytrzymałości i odporności na pękanie złączy spawanych wykonanych z wysokowytrzymałej stali ferrytycznej S960-QC technologią laserową. Spawanymi materiami były blachy o grubości 6 mm spawane bez ukosowania brzegów łączonych blach, jak również bez użycia materiału dodatkowego. Na złączach spawanych wg różnych technologii zostały wyznaczone rozkłady twardości, charakterystyki wytrzymałościowe oraz krytyczne wartości odporności na pękanie w różnych strefach złącza. Stwierdzono, że spawanie laserowe w przypadku wysokowytrzymałej stali ferrytycznej S960-QC pozwala uzyskać złącza o wyższej jakości w porównaniu do innych badanych technologii spawania.

EN

The paper presents the results of strength characteristics and fracture toughness of the welded joints made of high-strength ferritic steel S960-QC by a laser technology. Materials were welded sheets 6mm thick, welded without beveling the edges of sheets to be joined, as well as without the use of additional material. On the welded joints by different technologies the hardness distributions, strength characteristics and critical values of fracture toughness in different zones of the joint were determined. The laser welding in the case of high-strength ferritic steel S960-QC allows to obtain joints of higher quality in comparison to other investigated welding technologies.

8

Zagadnienia odporności na pękanie stali mostowej poddanej wieloletniej eksploatacji

Kossakowski P., Mytych-Kumańska E.

Drogi : budownictwo infrastrukturalne

|

2014

|

Nr 1-2 (24)

35--38

PL

Pękanie konstrukcji mostów jest spowodowane szeregiem różnych czynników, z których podstawowym jest osiągnięcie odporności na pękanie materiału. Dlatego znajomość parametrów odporności na pękanie materiału jest w wielu przypadkach kluczowym zagadnieniem, warunkującym prowadzenie analiz bezpieczeństwa mostów, co jest szczególnie istotne w odniesieniu do obiektów o znacznym wieku.

EN

Cracking of steel bridge construction is caused by many different factors, the most important of which is reaching the toughness of material cracking. Thus the knowledge of these parameters is crucial for analyzing the bridges’ safety.

9

Ocena parametrów mechaniki pękania betonu cementowego

Kosior-Kazberuk M.

Przegląd Budowlany

|

2012

|

R. 83, nr 11

20-23

PL

Do oceny właściwości mechanicznych materiałów konstrukcyjnych coraz częściej stosuje się parametry mechaniki pękania, przede wszystkim, ze względu na możliwość ich wykorzystania do opisu zachowania się materiałów i elementów w procesie zniszczenia. O zniszczeniu elementu z betonu pod wpływem obciążeń zewnętrznych decydują m.in. nieciągłości materiałowe oraz lokalne skokowe różnice właściwości mechanicznych materiału. W pobliżu defektów betonu, takich jak szczelina, pustka powietrzna, rysa, korozja wewnątrzmateriałowa itp. występują lokalne spiętrzenia naprężeń wywołanych obciążeniami zewnętrznymi. Mogą one powodować rozwój uszkodzenia, a w efekcie doprowadzić do zniszczenia całego elementu. Najbardziej niebezpiecznymi miejscami koncentracji naprężeń są szczeliny, w których wierzchołkach występują największe wartości naprężeń.

EN

In the evaluation of mechanical properties of structural materials, increasingly common use is being made of parameters relating to the mechanics of cracking, chiefly because of the possibility of using them to describe the behaviour of materials and elements in the process of deterioration. Deterioration of a concrete element under the influence of external loads is influenced by such factors as material discontinuity and local discrete differences in the material’s mechanical properties. In the vicinity of defects in concrete, such as deep and superficial cracks, air holes, internal corrosion, etc., local accumulations of stresses occur as a result of external loads. These may cause the damage to spread, leading to the destruction of an entire element. The most dangerous places of stress concentration are deep cracks, at whose extremities the greatest stress values occur.

10

Wytwarzanie, właściwości i zastosowanie ziaren ściernych z mikro- i submikrokrystalicznego korundu spiekanego

Nadolny K.

Mechanik

|

2012

|

R. 85, nr 10

850-857

PL

Przedstawiono aktualny stan wiedzy i techniki dotyczący ziaren mikrokrystalicznego korundu spiekanego. Zaprezentowano, w porządku chronologicznym, najważniejsze etapy rozwoju technologii produkcji ziaren korundu spiekanego, do najnowszych osiągnięć w tym zakresie (nanokrystaliczny korund spiekany). Opisano technologię wytwarzania, właściwości, warunki pracy i zjawiska zużycia oraz zakres zastosowań tego typu ziaren ściernych.

EN

A state of art engineering and scientific information on the sintered corundum micro crystal abrasive grains. In chronological order there are presented the stepping stones of the sintered corundum grain production developing process as far as the recently obtained nano-crystal sintered corundum grain.

11

Comparison of microfractographic behaviour of acicular ferrite and bainite and hydrogen cracking resistance

Mazancova E., Jonsta Z., Mazanec K.

Archives of Materials Science

|

2007

|

Vol. 28, nr 1-4

90-94

EN

Materials characterized as TRIPLEX having decreased density are constituted on the following chemical composition usually: Fe-26/30Al-0.9/1.2C. Alloy microstructure is preferentially based on the FCC arrangement. Further, microstructure consists of nano-size carbides regularly dispersed in the FCC matrix and of low ferritic particle content (8% approximately). The strength level of this material is immediately connected with the solid solution strengthening forming the matrix basis. Besides this effect, it is useful to take into consideration process of its strengthening due to precipitated fine carbides (above mentioned nano-size k-carbides). The preferential effect of this material is connected with its high absorption capacity (double capacity in comparison with the conventional deep drawing steels applied in automotive industry). The formation of uniformly arranged shear bands (SIP effect) has very important influence on the realized deformation process of discussed material and the achieved beneficial technical response. This process is also influenced due to regular distribution of nano-size k-carbides being coherent to the FCC matrix. Owing to the density decrease up to 10-12%, attained strength level (1000 MPa), excellent formability and high resistance to dynamic loading (high absorption and achieved dynamic capacity) the presented high manganese material can be held for perspective type for many applications in automotive industry. Further, this material finds a perspective application in cryogenic technique (transport and storage of liquid gases) and in rotating machine elements, too.

12

Engineering of forged products of microalloyed constructional steels

Adamczyk J., Opiela M.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2006

|

Vol. 15, nr 1-2

153--158

EN

Purpose: Effect of the thermo-mechanical treatment conditions on the structure and mechanical properties of the forged elements of constructional C-Mn steels with Ti, V, B and N microadditions. Design/methodology/approach: Metallography, electron microscopy, tensile test, hardness measurements, hardenability calculations, Charpy-V tests have been used. Findings: The thermo-mechanical treatment allows to obtain the fine-grained austenite structure during hot plastic deformation, and gives forged elements obtaining: yield point Rp0,2 over 690 MPa, UTS over 770 MPa, hardness 220 up to 250 HB and breaking energy KV over 180J after high tempering. Research limitations/implications: It is predicted TEM investigations on structure of the forged elements after thermo-mechanical treatment. Practical implications: Investigations carried out showed full usability of micro-alloyed steels for producing forged machine parts with the high strength and cracking resistance, using the energy-saving thermo-mechanical treatment method. Originality/value: Production conditions of energy-saving thermo-mechanical treatment of forged elements of HSLA constructional steels – with the diversified hardenability, were presented.

13

Some aspect of the cold cracking in weld joints

Ranatowski E., Sadowski J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Mechanika

|

1999

|

Z. 68, t. 2

159--167

EN

At first there were made characteristic of some models of hydrogen induced cold cracking. After characteristic the real conditions of the cold cracking in weld joints shows the possibilities of used the threshold stress intensity factor KIth to evaluate the cold cracking resistance There also was established a modified van Leeuwen - Lancaster equation and determined the relation KIth/KIC. In this relation KIth/KIC was considered the influence of the constraint effect in mismatched weld joints on cold cracking resistance. It was received by introduce to calculation the constraint factor KW for under - and overmatched weld joints. Finally, we were obtained the relation KIth/KIC as a function of κ, q, C. Lastly was made some analytical examples.