Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Właściwości mechaniczne i struktura betonów konopnych w warunkach oddziaływania wysokiej temperatury

Horszczaruk Elżbieta, Rychtowski Piotr, Łukowski Paweł

Materiały Budowlane

|

2023

|

nr 5

1--4

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu wysokiej temperatury na wytrzymałość mechaniczną i strukturę betonów konopnych. Jako kruszywo zastosowano paździerze konopne. Ich udział objętościowy w betonach był stały - współczynnik spoiwo/konopie wynosił 1,3. Betony wykonano przy użyciu trzech różnych spoiw: wapiennego, cementowo-wapiennego i cementowego. Program badawczy obejmował badania wytrzymałości na ściskanie i ubytku masy próbek betonów konopnych po wygrzewaniu w piecu do temperatury 450°C. Wykonano również analizę termograwimetryczną paździerzy i badanych betonów. Wykazano, że wytrzymałość betonów konopnych w temperaturze 450°C i wyższej zależy od zastosowanego spoiwa.

EN

The paper presents an analysis of the influence of high temperature on the mechanical strength and structure of hemp concrete. Hemp shives were used as an aggregate. The volumetric content of the hemp shoves in concrete was constant; the binder-to-hemp shives ratio was 1.3. Concrete specimens were prepared using three types of binders: lime, cement-lime and Portland cement. The research program covered testing the concrete’s compressive strength and mass loss after heating up to 450°C. The thermogravimetric analysis of the hemp shives and tested concrete specimens have also been carried out. It has been demonstrated that the hemp concrete’s strength at the temperature up to 450°C depends on the binder used.

2

Effect of heat treatment on microhardness of electroless Ni-YSZ cermet coating

Bahiyah Baba N., Ghazali A. S., Abdul Rahman A. H., Sharif S.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2022

|

Vol. 113, nr 1

5--12

EN

Purpose: The paper discussed the effect of heat treatment on electroless nickel-yttria-stabilised zirconia (Ni-YSZ) cermet coating. Ni-YSZ cermet coating has potential applications such as cutting tools, thermal barriers, solid oxide fuel anode, and various others. The compatibility of ceramic YSZ and metallic nickel in terms of the mechanical properties such as hardness by varying the heating temperature, time and ceramic particle size is highlighted. Design/methodology/approach: Ni-YSZ cermet coating was deposited onto a highspeed steel substrate using the electroless nickel co-deposition method. The temperature and time were varied in a range of 300-400°C and 1-2 hours, respectively. The microhardness measurements were carried out using a Vickers microhardness tester (Shimadzu) according to ISO 6507-4. The surface characterisation of the cermet coating was carried out using JOEL Scanning Electron Microscope (SEM) coupled with Energy Dispersive X-ray (EDX) JSM 7800F. The crystallographic structure of materials was analysed by X-ray diffraction (XRD) Bruker D8 Advance instrument. Findings: It was found that the microhardness of Ni-YSZ cermet coating with the ratio of 70:30, respectively, is directly proportional to the heating temperature and time. Heating the Ni-YSZ cermet coating at 300°C from room temperature (rtp) to 1 hour shows a 12% microhardness increment, while from 1 to 2 hours gives a 19% increment. Compared to heating at 350°C and 400°C, the increment is more significant at 33% and 49% for rtp to 1 hour and 8% and 16% for 1 to 2 hours, respectively. In addition, the effect of varying YSZ particle size in the Ni-YSZ cermet gave response differently for heating temperature and heating time. Research limitations/implications: The paper is only limited to the discussion of the heat treatment effect on Ni-YSZ cermet coating hardness property. The tribological effect will be in future work. Practical implications: The microhardness data may vary due to the Vickers microhardness force applied and the amount of ceramic particle incorporation and phosphorus content in the nickel matrix. Originality/value: The value of this work is the compatibility of the ceramic YSZ and metallic nickel matrix in terms of mechanical properties, such as hardness, upon heat treatment.

3

Nowa metoda interpretacji przestrzeni porowej na podstawie łączenia badań porozymetrii rtęciowej i adsorpcji azotu na przykładzie wybranych łupków menilitowych

Dudek Lidia

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 5

291--298

PL

W artykule przedstawiono nowe podejście do interpretacji charakterystyki przestrzeni porowej, polegające na połączeniu pochodnych różnic objętości porowych – wyników porozymetrii rtęciowej i adsorpcji azotu na wspólnej skali, bez stosowania jakichkolwiek sztucznych przesunięć danych. To nowe podejście zastosowano wykorzystując wyniki pomiarów próbek łupków menilitowych pobranych z powierzchni terenu. Jest ono oparte na przyjętym założeniu, że w zakresie dowolnie wybranych średnic porowych istniejąca objętość porowa jest niezależna od użytego typu cieczy niezwilżającej (rtęć, ciekły azot, ciekły argon itp.). Jakiekolwiek różnice pomiarowe wynikające z tych dwóch pomiarów są konsekwencją mechanicznego pękania ścianek porów pod wpływem wysokich ciśnień rtęci lub też ich odkształceń elastycznych i\lub plastycznych oraz innych interakcji pomiędzy materiałem ścianek porów a zastosowaną cieczą niezwilżającą. Znaczące populacje porów w łupkach są zbyt małe, aby mierzyć je tylko za pomocą MICP (ang. Mercury Injection Capillary Pressure), co wyjaśniałoby niedoszacowanie całkowitej połączonej objętości porowej. Dlatego też do jej określenia zastosowano uzupełniającą metodę adsorpcji azotu. Struktura porowa próbek łupków menilitowych wygrzanych w 105°C była mierzona metodą porozymetrii rtęciowej w temperaturze otoczenia oraz metodą adsorpcji azotu w temperaturze wrzenia ciekłego azotu −195,8°C. Rozkłady pochodnych objętości względem średnicy porów otrzymanych z tych dwóch uzupełniających się metod zostały przedstawione w postaci wykresów zależności dV/dD. Na podstawie badań porozymetrycznych i piknometrii helowej obliczono porowatość całkowitą i otwartą, co pozwoliło na scharakteryzowanie własności filtracyjnych próbek skał. Na podstawie badań adsorpcyjnych obliczono powierzchnię właściwą BET, rozkład wielkości porów i zajmowaną przez nie objętość.

EN

In this paper, a new approach has been shown for the interpretation of the pore space characteristics, consisting in combining pore space volumetric fractional derivatives of mercury intrusion and nitrogen adsorption on the same scale without using any artificial data transformation. This new approach was shown using obtained results of measurements of surface Menilite Shales. It is based on the assumption that for any selected pore diameters, the existing pore space volume is independent of the applied non-wetting liquid agent (mercury, liquid nitrogen, liquid argon etc.). Any recorded differences of these two methods are due to cracking of pore walls under high mercury pressure or their elastic and/or plastic deformations and other interactions between pore building material and the non-wetting liquid used. Significant populations of pores in shales are too small to be measured using only MICP (Mercury Injection Capillary Pressure), which would explain the underestimation of the total porous space. Therefore, for its proper estimation, the complementary method of nitrogen adsorption has been used. The porous structure of Menilite Shale samples preheated at 105°C was measured using the mercury intrusion method MICP at ambient temperature and using nitrogen adsorption at its boiling point temperature of −195.8°C. Volumetric fractional derivatives of pore diameters obtained by these 2 different complementary methods were shown in the form of graphs dV/dD. Based on the porosimetric and helium pycnometric tests both bulk and open porosity was calculated, which allowed to characterise the filtration properties of rock samples. Based on the adsorption testing, the specific surface BET was calculated, as well as the pore size distribution and its total porous volume.

4

Wpływ zmian temperatury i czasu wygrzewania próbek skał mułowców na rozkład wielkości porów i powierzchnię właściwą BET na podstawie analiz izoterm adsorpcji

Dudek Lidia

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 1

10--16

PL

Celem pracy jest przedstawienie efektów wygrzewania próbek skał ilasto-mułowcowych na ich strukturę porową, a konkretnie powierzchnię właściwą BET. Struktura porowa surowych i częściowo wygrzanych próbek była mierzona metodą adsorpcji azotu w niskiej temperaturze, w tym przypadku w temperaturze wrzenia ciekłego azotu. Otrzymane izotermy adsorpcji i desorpcji tych próbek były podobne i można je było zaklasyfikować jako typ II, według klasyfikacji IUPAC (Sing et al., 1985). Badania adsorpcyjne wykonano na próbkach skał ilastomułowcowych z utworów ordowiku i syluru oraz fliszu karpackiego. Selekcję próbek przeprowadzono na podstawie analizy składu mineralogicznego, opierając się na ilościowej analizie rentgenowskiej (tabela 3). Głównym kryterium wyboru była zawartość węglanu wapnia, ze względu na to, iż przyjmuje się, że węglany nie ulegają żadnym przemianom poniżej 550°C. Okazało się jednak, że przemiany następują już w znacznie niższych temperaturach. Dla każdej próbki wykonano co najmniej 30 pomiarów adsorpcyjnych, w sumie wykonując ich około 120 pomiarów. Otrzymano krzywe kumulacyjne oraz funkcje rozkładu objętości porów wyznaczone za pomocą algorytmu BJH (ang. Barrett-Joyner-Halenda) (Barrett et al., 1951), z gałęzi desorpcji przy użyciu równania statystycznej grubości warstwy Halseya i korekcji Faass (Faass, 1981) oraz wartości powierzchni właściwej BET (Brunauer et al., 1938). Analizując otrzymane wyniki można stwierdzić, że wszystkie próbki przed przystąpieniem do badania – w celu minimalizacji błędów pomiarowych związanych z heterogenicznością – należy przesiać przez sito 0,5 mm. Następnie po wygrzaniu i przedmuchaniu próbki w urządzeniu SmartPrep należy zatkać probówkę korkiem w celu eliminacji ponownego zawilgocenia. Konsekwencją wygrzewania próbki już nawet w temperaturze 65°C jest wzrost wartości Ro o 3%, lecz przy wygrzewaniu w 425°C rośnie ona aż o 500%. Po wykonaniu analizy adsorpcji azotem zauważono, że wszystkie próbki, niezależnie od ich współczynnika wzrostu lub spadku powierzchni właściwej BET z temperaturą, wykazują tendencję do lokalnych minimów w zakresie 130–190°C i 360–425°C oraz lokalnych maksimów 65–105°C i 250–320°C, których to wyjaśnienie powinno być przedmiotem osobnej pracy analizującej szczegółowo zjawiska fizycznochemiczne występujące w podobnym trendzie we wszystkich analizowanych próbkach.

EN

The purpose of this work was to show the effects of heating up of mudstones rock samples, on their pore structure and especially on their specific surface BET. Porous structures of both – raw and partly heated samples – were measured using nitrogen adsorption method at low temperature i.e. boiling temperature of liquid nitrogen. Adsorption and desorption isotherms obtained for these samples were similar and they could be classified as type II according to IUPAC classification (Sing et al. 1985). Adsorption testing was conducted on clay-mudstone rock samples from Ordovician, Silurian and Carpathian Flysch layers. Sample selection was based on mineral content analysis outcome from quantitative X-ray analysis. The main selection criteria was calcium carbonate content, due to the fact that theoretically they do not undergo any transformations below 550°C, it turned out, however, that they might occur at much lower temperatures. At least 30 adsorption measurements were taken for each sample, totaling about 120 adsorption measurements. Cumulative curves were obtained together with pore volume distribution functions using BJH (BarrettJoyner-Halenda) (Barrett et al., 1951) algorithm from the desorption branch using Halsey’s statistical layer thickness equation and Faass (Faass, 1981) correction and also specific surface measurements (BET). Analysis of the obtained results allow us to conclude, that all samples should be put through the 0.5 mm sieve before analysis to minimize the error associated with its heterogenity. Later, after the sample has been preheated and Nitrogen vented in SmartPrep apparatus, it has to be cork sealed to eliminate secondary moisture adsorption. The consequence of preheating of a rock sample even at 65°C is the increase in its Vitrinite Reflectance by 3%, but after preheating it at 425°C, VR increases even by 500%. After adsorption analysis it was concluded that all the samples – regardless of whether their BET, change with temperature was positive or negative – showed local minima in 130–190°C and 360–425°C, and local maxima in 65–105°C and 250–320°C which phenomena should be examined in detail in further research, in order to analyse both physical and chemical processes present in similar trend in all analyzed samples.

5

Interpolation formulas for coefficients reducing the strength of steel and aluminum alloys in increasing temperatures

Gwóźdź M.

Archives of Civil Engineering

|

2017

|

Vol. 63, nr 2

39--54

EN

Heating of steel or structural aluminum alloys at a speed of 2 to 50 K/min – characterizing the fire conditions - leads to a reduction in mechanical properties of the analyzed alloys. The limit of proportionality fp, real fy and proof f02 yield limit, breaking strength fu and longitudinal limit of elasticity E decrease as the temperature increases. Quantitative evaluation of the thermal conversion in strengths of structural alloys is published in Eurocodes 3 and 9, in the form of dimensionless graphs depicting reduction coefficients and selected (tabulated) discrete values of mechanical properties. The author’s proposal for an analytical formulation of code curves describing thermal reduction of elasticity modulus and strengths of structural alloys recommended for an application in building structures is presented in this paper.

PL

W obliczeniach statycznych konstrukcji metalowych oddziaływania temperatury uwzględnia się w dwóch sytuacjach projektowych. W pierwszej, zwykle trwałej lub przejściowej sytuacji obliczeniowej, temperatura ma charakter oddziaływań technologicznych, które mogą wystąpić zarówno w konstrukcjach stalowych jak i aluminiowych. Druga sytuacja ma charakter wyjątkowy, ponieważ dotyczy temperatury pożarowej, która może wystąpić tylko w budynkach o konstrukcji stalowej (wyroby hutnicze aluminiowe oraz stalowe klasy 4 nie nadają się na konstrukcje budynków zagrożonych potencjalnym pożarem). Przywołany podział oddziaływań temperatury ma dość istotne znaczenie z uwagi na wymaganą dokładność dopasowania formuł analitycznych do wyników empirycznych zestawionych w normach. Nagrzewanie stali lub konstrukcyjnych stopów aluminium z szybkością od 2 do 50 K/min - charakteryzującą warunki technologiczne i pożarowe, prowadzi do redukcji właściwości mechanicznych analizowanych stopów.