Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of textile grid forms on tensile mechanical behaviors of carbon textile-reinforced composites with polyethylene (PE) short fibers

Wu Zhiyan, Deng Mingke, Tian Ting, Dong Zhifang, Sun Yanting, Zhang Wei

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 2

art. no. e103, 2023

EN

Textile-reinforced composite (TRC) is a new material composed of finely grained cement-based concrete and textile grids, which can be a substitute for fiber-reinforced polymer (FRP) in strengthening applications. The diversity of the textile grid results in a difference in bond behaviors at the textile-matrix interface, which influences the tensile properties of TRC. Several researchers have investigated the tensile behaviors of TRC, mainly concentrating on the matrix strength, the content of short synthetic fibers, and the number of textile grids; discussions on the textile grid geometry, especially the coupling effect between the textile grid form and matrix category, remained limited. Therefore, this paper focuses on the effects of three carbon textile grids on the tensile behavior of TRC through a uniaxial tensile test; the design parameters also include the textile reinforcement ratio and matrix category. Twenty-seven groups of tensile samples were manufactured to investigate the effect of each variable on the crack distribution, failure pattern, stress-strain curve and characteristic parameter. The test results showed that flattening the roving diameter and especially thinning the coating depth ameliorated the matrix-to-textile permeability, and consequently improved the tensile mechanical properties of TRC. The enhancement level of tensile strength by increasing the textile reinforcement ratio was lower than that by optimizing textile grid form. In terms of different textile grid forms, the effect of the matrix category on the tensile performance of TRC showed significant differences. Finally, an analytical model is presented to forecast the stress-strain behavior of TRC with textile rupture failure.

2

Utilization of textile denim sludge waste in high load-bearing structural applications

Beg Tahreem, Siddiqui Muhammad Owais Raza, Butto Muhammad Aslam, Iqbal Kashif, Sun Danmei

Polimery

|

2022

|

Vol. 67, nr 7-8

298--307

EN

The paper presents the results of research on the utilization of textile denim sludge waste, which was used to obtain concrete and mortar. For this purpose, cement and sand were replaced with the powdered sludge in the amount of 5 and 10 wt. The sludge was initially analyzed by FTIR and XRD to identify functional groups and chemical composition, respectively. Replacing sand with sludge resulted in a significant reduction in the concrete compressive and flexural strength (> 50%). Significantly better results were obtained by replacing cement with 5 wt% of sludge. In this case, the concrete compressive strength decreased by only 14%, and the flexural strength by 15%.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące utylizacji odpadów szlamowych z dżinsu tekstylnego, których użyto do otrzymywania betonu i zaprawy murarskiej. W tym celu cement i piasek zastąpiono sproszkowanym szlamem w ilości odpowiednio 5 i 15% mas. Osad poddano wstępnej analizie za pomocą FTIR i XRD w celu zidentyfikowania odpowiednio grup funkcyjnych i składu chemicznego osadu. Zastąpienie piasku szlamem spowodowało znaczne zmniejszenie wytrzymałości betonu na ściskanie i zginanie (> 50%). Znacznie lepsze wyniki uzyskano zastepując cement szlamem. W tym przypadku wytrzymałość betonu na ściskanie zmniejszyła się tylko o 14%, a wytrzymałość na zginanie o 15%.

3

Determination of State Variables in Textile Composite with Membrane During Complex Heat and Moisture Transport

Korycki Ryszard

Autex Research Journal

|

2022

|

Vol. 22, no. 3

328--334

EN

The cotton-based composite is equipped with a single/double semipermeable membrane made of polyurethane (PU) (100%), which blocks liquid transport to the surrounding environment. The complex problem analyzed involves the coupled transport of water vapor within the textile material, transport of liquid water in capillaries, as well as heat transport with vapor and liquid water. The problem can be described using the mass transport equation for water vapor, heat transport equation, and mass transport equation for liquid moisture, accompanied by the set of corresponding boundary and initial conditions. State variables are determined using a complex multistage solution procedure within the selected points for each layer. The distributions of state variables are determined for different configurations of membranes.

4

Warstwowy wielofunkcyjny kompozyt tekstylny w hydroizolacji konstrukcji betonowych

Szafran Krzysztof

Zeszyty Naukowe. Włókiennictwo / Politechnika Łódzka

|

2018

|

z. 74

67--86

PL

Tematem rozprawy doktorskiej jest Warstwowy wielofunkcyjny kompozyt tekstylny w hydroizolacji konstrukcji betonowych, który stanowi naukowe podejście do nowego rodzaju przeciwwodnego zabezpieczenia, szczególnie poziomych zewnętrznych konstrukcji betonowych z wykorzystaniem materiałów włókienniczych. Nowa metoda opiera się na materiałach włókienniczych o różnych strukturach funkcjonalnych, które są wszechobecne w zastosowaniach technicznych. Materiały włókiennicze, poza ich podstawową funkcją „odzieżową” znajdują szerokie zastosowanie w różnych obszarach techniki. Zdobyte doświadczenie i pozyskany stan wiedzy z przeglądu literatury pozwoliły na sformułowanie tezy rozprawy „Możliwe jest opracowanie nowego tekstylnego kompozytu wielofunkcyjnego o własnościach hydroizolacyjnych zapewniającego: (1) bezobsługowy proces konstytuowania betonu nowobudowanym poziomym zewnętrznym elementom architektonicznym o konstrukcji betonowej oraz (2) trwałą i niezawodną jego ochronę przeciwwodną w czasie eksploatacji”. Od kompozytu oczekuje się, aby posiadał doskonałe własności barierowe i był niezawodny w trakcie eksploatacji konstrukcji betonowych, jak również znacznego skrócenia prac budowlanych lub remontowych, co z kolei prowadzi do obniżenia kosztów inwestycji. Kompozyt włókninowy zapewnia bezobsługowy proces dojrzewania betonu, a jego własności drenażowe pozwoliły, jak wykazały badania, zapewnić realizację tego procesu wymaganą w trakcie hydratacji cementu. Z funkcji, jakie ma realizować kompozyt w tej konkretnej sytuacji wynika, że jego struktura ma zapewnić wysokoskuteczne właściwości drenażowe pozwalające odprowadzać nadmiar niezwiązanej z betonem wilgoci w czasie jego dojrzewania. Pełna barierowość jest utrzymywana z kolei przez właściwość powolnego plastycznego odkształcania (osiadania) zmniejszającego porowatość masy drenażowej, powodowanego naciskiem masy warstwy zewnętrznej (wylewki i ewentualnego podłoża). Kompozyt składa się z trzech warstw: Warstwa górna: geowłóknina, która spełnia funkcję ochronną przed uszkodzeniem warstwy barierowej podczas układania kompozytu na betonie konstrukcyjnym, jak również podczas wylewania wylewki na kompozyt. Warstwa środkowa: termoplastyczna folia polietylenowa, która po skonsolidowaniu jej z warstwami górną i dolną zapewnia całkowitą hydro-barierowość kompozytu. Warstwa dolna: geowłóknina o dobrych własnościach drenażowych uzyskiwanych poprzez nadanie jej wysokiej sprężystości i odpowiedniej porowatości. Zadaniem tej warstwy jest odprowadzenie ewentualnego nadmiaru wody, która nie została związana z cementem oraz stworzenie warunków wodnych na powierzchni betonu konstrukcyjnego podobnych jak dla betonu pielęgnowanego w okresie jego dojrzewania. Proponowana technologia skraca czas prac budowlanych o 3 do 4 tygodni. Sposób hydroizolacji z użyciem opracowanego kompozytu barierowego oraz kompozyt barierowy zostały zgłoszone do ochrony w UP RP. Należy również zwrócić uwagę na fakt, że zaproponowana technologia jest całkowicie ekologiczna, gdyż eliminuje stosowanie pap, materiałów bitumicznych (smoły) oraz rozpuszczalników. Ostateczną weryfikację nowej metody hydroizolacji z wykorzystaniem warstwowego wielofunkcyjnego kompozytu tekstylnego zbadano na zbudowanym do tego celu balkonie na jednym z budynków Instytutu Technologii Eksploatacji, gdzie wykonywano badania. Otrzymane wyniki potwierdziły całkowicie barierowość kompozytu i jego niekwestionowaną przydatność w procesie dojrzewania i pielęgnacji betonu oraz niezawodne funkcjonowanie w warunkach rzeczywistego klimatu.

EN

Subject of the doctorate thesis is a “Multilayer, multifunctional textile composite for the hydro-insulation of concrete structures” which constitutes a scientific approach to novel hydro-protection textiles-employing systems primarily suitable to outer horizontal concrete structures. The new method is founded on textile materials with varied functional structures that nowadays are omnipresent in technical applications. Textile materials, aside of they grand role in apparels, have found wide avenues of application in various technical segments. My professional experience and knowledge derived from technical literature have given rise to the following formulation of my thesis: “A chance exists of preparing a novel multifunctional damp-proof composite that would provide: (1) a reliable unmanned curing of the concrete in new built horizontal, outer architecture elements, (2) a permanent, faultless anti-water protection in exploitation”. Demanded of the composite is an excellent barrier function and reliability in the exploitation of the structure as well as a substantial shortening of the construction or renovation works which in turn leads to lower costs involved. The nonwoven composite provides an unmanned curing of the concrete, while its drainage properties ensure, as shown in experiments, a proper run of the curing required in the process of concrete hydration. In the specific case the composite is expected that its structure would provide an efficient drainage which permits the evacuation of excessive unbounded moisture during the concrete maturation. Full barrier properties are maintained as well as the property of a slow plastic deformation (settlement) which causes a decrease of the composite drainage mass porosity by the pressure of outer layers (oversite, subsoil). The composite comprises three layers: Upper layer it is a geotextile nonwoven to play the role of protecting the barrier layer against mechanical damage during the spreading of the composite and casting of the oversite layer. Central layer It is a thermoplastic polyethylene film which, after its consolidation with the upper and bottom layer, constitutes a full water barrier for the composite. Bottom layer It is a geotextile nonwoven with excellent drainage properties imparted by high elasticity and adequate porosity. Role of that layer is to evacuate excessive water that remained unbounded with cement, and to provide water conditions on the surface of the concrete construction like for a cured concrete in its maturation period. The elaborated nonwoven composite provides a high hydro-insulation barrier demanded in the construction of balconies, terraces and loggias, and, at the same time, ensures the retention of water in amount indispensable for concrete maturing. In current practice, the damp-proof layers of the horizontal concrete constructions are put in place after the completion of the concrete maturing. It requires, in the construction works, a quite long time; the process is troublesome and often underestimated by the building people. The proposed composite can be laid onto the concrete construction short after casting. It is, however, recommended to do it after 24 to 48 hours after the concrete has been cast. The concrete construction shall acquire certain strength in that time to protect it against damage when the composite is spread upon it. An oversite layer may be spread promptly on the prepared composite layer. The proposed technology shortens the construction works by 3 to 4 weeks. The method for the damp-proof insulation with the use of the prepared barrier composite and the material itself have been applied for a Polish patent. Noteworthy is that the technology is genuinely environment friendly since, with the new process, the use of the hazardous tar board and solvents is abandoned. The new method of damp-proofing with the use of a multilayer, multifunctional textile composite was eventually verified on a balcony built for that purpose on one of the buildings of the Institute for Sustainable Technologies where the examination was completed. The obtained results fully confirmed the barrier properties of the composite and its unchallenged suitability to the maturing and curing of the concrete, and to a reliable functioning in real climatic conditions.

5

Osuszanie i izolacja zewnętrznych poziomych konstrukcji betonowych przy użyciu kompozytu tekstylnego

Szer J., Moraczewski A., Wojtysiak J.

Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce

|

2007

|

T. 2

275-278

PL

Przyspieszenie osuszania wylewek betonowych przeznaczonych szczególnie na tarasy, balkony i loggie oraz ich izolacja przeciwwodna jest jednym z ważniejszych problemów w budownictwie. Dotychczas suszenie betonów odbywa się w sposób naturalny a ich izolację wykonuje się po odpowiednim przeschnięciu betonu - przy użyciu znanych przepon przeciwwodnych takich jak: papa, folia lub materiały spoinowe (impregnaty) rozprowadzone na ich powierzchni. W warunkach rzeczywistych okres dojrzewania (wiązania i schnięcia) betonu jest dość długi, ponieważ wiąże sę~ on z naturalnym odprowadzaniem nadmiaru wody. Dopiero po tym okresie połozyć można izolację i wykonać wylewkę zewnętrzną. Zagadnienie to zostało rozwiązane nową metodą polegająca na wprowa- dzeniu w miejsce dotychczas stosowanych materiałów izolacyj- nych kompozytu tekstylnego o specjalnych właściwościach.

EN

The proposal new metod for drainage and damp insulation building structure with aid textile compose.

6

Damage behaviour of high speed textile reinforced composite rotors

Hufenbach W., Langkamp A., Kostka P., Bohm R.

Kompozyty

|

2005

|

R. 5, nr 2

23-28

EN

Textile reinforced plastics with their excellent light weight characteristics, good resistance to chemicals and their wide scope of design-ability - e.g. possibility of creating a load-adapted thermo-mechanical anisotropic property profile - offer a new range of performance for advanced high-speed rotors. For the load adapted design of variable axial composites for those applications, material adapted calculation methods and optimisation tasks with modified physically based failure criteria and anisotropic, fracture mode specific damage models are developed. The calculation and optimization of the textile reinforcement for complexly loaded composite rotors is performed using extended analytical and numerical calculation methods, which realistically simulate the mechanically or the hygro-thermally induced material strains for the individual textile reinforcement. A linear elastic approach can be applied for the stress strain analysis until the first fracture occurs. After initiation of the first failure, non linear deformation behaviour caused by different damage phenomena of the textile reinforced composite has to be considered within the calculation. In the present work a phenomenological plane stress damage mechanics based model for textile reinforced composites is presented. Damage variables are introduced to describe the evolution of the damage state and as a subsequence the degradation of the material stiffness.

PL

Tworzywa ze wzmocnieniem tekstylnym ze względu na niski ciężar właściwy, odporność na działanie substancji chemicznych oraz możliwość projektowania ich właściwości w szerokim zakresie - na przykład dopasowania anizotropii mechanicznej i termicznej do występujących obciążeń - oferują nowy zakres parametrów eksploatacyjnych nowoczesnych szybkoobrotowych wirników. Zostały opracowane metody umożliwiające projektowanie wirników wykonanych z wieloosiowo wzmocnionych kompozytów z uwzględnieniem stanu obciążenia. Obejmują one fizykalnie uzasadnione kryteria uszkodzeniowe oraz modele procesu niszczenia uwzględniające anizotropię materiału i rodzaj uszkodzenia. Obliczenia i optymalizacja parametrów wzmocnienia tekstylnego wirników poddanych złożonym stanom obciążenia zostały przeprowadzone z użyciem zaawansowanych metod analitycznych i numerycznych, które pozwalają na realistyczną symulację odkształceń wywołanych obciążeniami mechanicznymi lub higrotermicznymi dla określonych rodzajów wzmocnienia. Teoria liniowo-elastyczna może być zastosowana do analizy naprężeń i odkształceń tylko do momentu, w którym zostaje zapoczątkowana degradacja materiału. Zjawiska składające się na proces niszczenia powodują, że w obliczeniach dotyczących odpowiadającego mu zakresu obciążeń stosowane są zależności nieliniowe. Artykuł przedstawia fenomenologiczny model mechaniki pękania kompozytu wzmocnionego tekstylnie dla płaskiego stanu naprężenia. Wprowadzono specjalne zmienne opisujące przebieg procesu niszczenia i towarzyszący mu spadek sztywności.