Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Impact of operating conditions on the strength and frequency of destruction of fibre-cement composites

Adamczak-Bugno Anna, Krampikowska Aleksandra

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 2

67--83

EN

The paper examines the impact of possible operational factors on strength and frequency parameters generated by bending of fibre-cement panels. The tests were performed on elements cut out of a standard commercially available panel. The samples were exposed to factors described as environmental (soaking in water, bath-drying cycles, freeze-thawing cycles) and unique (flame ignition and high temperature exposure) and then subjected to three-point bending tests. Acoustic emission (AE) signals were acquired during the external load application. After the measurements were completed, the strength of individual elements was determined and the frequencies generated during bending were calculated. The obtained results were analysed statistically. Comparing the results obtained for a group of samples subjected to environmental and unique factors, significant differences between them were noted. It was noted that the decrease in the strength of the samples is related to the emission of lower frequency sounds. It was found that the application of the presented methodology allows to determine the condition of the fibre-cement boards in use.

PL

W artykule przedstawiono wyniki testów trzypunktowego zginania dla elementów włóknisto-cementowych poddanych działaniu czynników środowiskowych i wyjątkowych z jednoczesną akwizycją sygnałów AE. Analizie poddano wartości wytrzymałości na zginanie oraz częstotliwości generowanych przed momentem zniszczenia. Na podstawie otrzymanych wyników wyciągnięto następujące wnioski: Obniżenie wytrzymałości elementów włóknisto-cementowych wiąże się z generowaniem niższych częstotliwości przy zginaniu w odniesieniu do próbek o niezmienionych parametrach mechanicznych. Zastosowanie metody emisji akustycznej umożliwia śledzenie częstotliwości powiązanych z powstawaniem różnego rodzaju zmian w strukturze materiału. Przebieg procesu niszczenia struktury płyty cementowo-włóknistej jest mechanizmem złożonym i powiązanym w sposób ścisły z obecnością włókien zbrojących oraz stopniem wiązania pomiędzy zbrojeniem a matrycą. Częstotliwości generowane przez zmiany zachodzące w strukturze włókno-cementu są ściśle powiązane z obecnością zbrojenia w postaci włókien oraz stopniem wiązania między zbrojeniem a matrycą. Zastosowanie techniki emisji akustycznej umożliwia skuteczne wykrywanie i monitorowanie inicjacji zmian w strukturze wpływających na obniżenie parametrów mechanicznych płyt. Otrzymane rezultaty dają możliwość zastosowania metody AE do oceny stanu pełnowymiarowych elementach cementowo-włóknistych.

2

Właściwości kompozytów cementowo-włóknistych z dodatkiem mikrosfer

Pichór W., Petri M.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 11

319-325

PL

Przedstawiono wyniki badań kompozytów cementowo-włóknistych z dodatkiem wypełniacza w postaci mikrosfer pozyskiwanych jako uboczny produkt spalania paliw stałych. Mikrosfery są frakcją popiołu lotnego, o formie kulistej, w większości wypadków wypełnionej wewnątrz gazami spalinowymi, powstającą podczas spalania węgla kamiennego w elektrowniach. Ścianki mikrosfer zbudowane są z amorficznej fazy glinokrzemianowej, o dobrej przyczepności do matrycy cementowej. Dzięki właściwościom izolacyjnym i niskiej gęstości objętościowej mikrosfery mogą stanowić atrakcyjny lekki wypełniacz, pozwalający uzyskać kompozyty o zredukowanej gęstości przy zadowalających właściwościach wytrzymałościowych. Zbadano wpływ zawartości mikrosfer przy zmiennej ilości włókien polimerowych na podstawowe cechy użytkowe kompozytów, przede wszystkim właściwości mechaniczne, w tym moduł zniszczenia i wskaźniki odporności na pękanie. Wykonano również obserwacje mikroskopowe SEM ze szczególnym uwzględnieniem strefy kontaktowej mikrosfera-matryca cementowa oraz włókno-matryca cementowa.

EN

The results of investigation the fibers reinforced cement composites with cenospheres as fillers are presented in this paper. Cenospheres are lightweight, thin-walled hollow spheres consisting mainly of silica and alumina filled with air and gasses, and are by-products of the combustion of pulverized coal at the thermal power plants. Some properties of used cenospheres are shown in Table 3. Usually, cenospheres are polluted by ash particles and before application they should be cleaned. Figure 1 shows the difference between cenospheres before and after wet dust separation. They are potentially interesting filler due to their properties and may be used to lightweight cement based composites production. Several series of composites with different amount of fibers and different volume of cenospheres have been prepared in this experiment. But in each case the fibers' volume has been set as proportion to cement matrix content. Mix proportions and properties of fiber used have been presented in Tables 1 and 2, respectively. The influence of cenospheres content on the relative density of composites and the influence on the total open porosity are shown in Figure 2. Relative density of composites linearly drops due to increase of cenospheres volume. Open porosity of such composites may be connected only with cement paste. The effect of cenospheres content on this property may be explained closely by decreasing of cement paste volume in composites. Load-deflection curve for two different series of composites subjected to third-point bending and the method of calculation the toughness indexes I5 and I10 are shown in Figure 3. Figure 4 shows result of mechanical properties investigation of composites. The flexural strength mainly depends on cenospheres content but influence of fiber volume is rather small. However, in the modulus of rupture case his level depends on the cenospheres volume (similar to effect on the flexural strength) and on the fibers content. The role of fibers in fracture process is significant when the brittle cement matrix is broken. According to results obtained in bending test the toughness indexes are calculated, too. A value of each of them mainly depends on fiber type and volume and on properties of matrix. In this case the level of toughness indexes are quite high. The SEM observations of interfacial zone between cenosphere-cement matrix and fiber-cement matrix are presented, too. Figure 6 presents specimen's surface after cracking where broken fibers are visible. Those pictures and SEM observation presented in Figure 7 show the good bonding between fiber and cement matrix and cenospheres and cement matrix, too. The interfacial region between components with porous structure and crystals of portlandite didn't observed. The results show that use of the cenospheres as lightweight filler may be a way to obtain the low or moderate density fiber reinforced cement composites with good mechanical properties.

3

Wybrane właściwości kompozytów cementowo-włóknistych

Jakubowska A.

Zeszyty Naukowe. Budownictwo / Politechnika Łódzka

|

2000

|

Z. 52

8-13

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań kompozytów cementowych z dodatkiem włókien mineralnych.

EN

In the paper a new composite made of cement paste and mineral fibress is presented.

4

Właściwości mechaniczne kompozytów cementowo-włóknistych z włóknami niskomodułowymi

Pichór W.

Cement Wapno Beton

|

1999

|

R. 4/66, nr 2

50-52

PL

Znaczenie kompozytów cementowych z dodatkiem krótkich włókien polimerowych systematycznie wzrasta. Jednak ze względu na wysoki modul sprężystości zaczynu cementowego dobór włókien wzmacniających ograniczony jest do rozwiązań najdroższych (włókna węglowe, włókna PVA). Zwykle rezygnuje się więc ze wzmacniania matrycy w sensie mechanicznym, a włókna o stosunkowo kiepskich własnościach mechanicznych dodawane są w celu ograniczenia powstawania mikrospękań w zaczynie, zaś ich rolę w późniejszym okresie pomija się. Włókna o niskim module sprężystości mogą jednak poprawiać własności mechaniczne kompozytu, choć ich wpływ uwidacznia się dopiero po pęknięciu kruchej osnowy. Przedstawiono wyniki badań mechanicznych własności kompozytów cementowych wzmacnianych włóknami o niskim module sprężystości.

EN

The results of investigations of fibre reinforced cements with low-modulus fibres (polypropylene fibres) are presented. The strength after matrix crack (modulus of rupture), work of fracture, impact resistance and maximum crack width before fibres rupture were examined. Statistical analysis was used to determine the effect of composition factors on examined material properties (FFE method).