Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Compression behaviour of BFRP bars

Urbański Marek, Protchenko Kostiantyn

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 3

257--271

EN

The durability of building structures reinforced by steel is one of the main concerns in civil engineering. Currently, research in the field is focused on the possibility of replacing steel with relatively corrosion-resistant reinforcement, such as BFRP (Basalt Fiber Reinforced Polymers) bars. The behaviour of BFRP bars during compression has not yet been determined. The experimental results pertaining to BFRP bars subjected to compression were presented and discussed in the paper. The research program involved the preparation of 45 BFRP samples with varying unbraced length and nominal diameter of 8 mm that were subjected to compression. For samples with the unbraced length of up to 85 mm, the destruction was caused by crushing. The bars with the unbraced length greater than 120 mm were destroyed as a result of global buckling of the bar and subsequent fiber kinking. Based on the relationship between the buckling load strength - unbraced length, the optimal unbraced length of BFRP bar was determined, for which buckling load strength reaches its maximum value. The buckling load strength decreased, as the unbraced length increased. The values of modulus of elasticity under compression for variable unbraced lengths were slightly different for the samples, and were similar to the modulus of elasticity obtained at the tensile testing. The relationship between the buckling load strength and the unbraced length of BFRP bars was determined. This may contribute to the optimization of the transverse reinforcement spacing in compressed elements and to the development of standard provisions in the area of elements reinforced with FRP bars being subjected to compression.

PL

Obecnie niezwykle dynamicznie rozwija się zastosowanie materiałów kompozytowych o wysokich parametrach użytkowych takich jak pręty BFRP (Basalt Fiber Reinforced Polymers) jako zamiennika tradycyjnego zbrojenia stalowego w budownictwie. W artykule przedstawiono ocenę wytrzymałości na obciążenie wyboczeniowe prętów BFRP, co umożliwia ich wykorzystanie, jako zbrojenia w betonowych elementach ściskanych (słupy) oraz w strefie ściskanej elementów zginanych (np. belki i płyty). W porównaniu ze zbrojeniem stalowym, pręty BFRP mają kilka istotnych zalet. Są to między innymi mały ciężar, wysoka wytrzymałość na rozciąganie, odporność na korozję, przezroczystość na pola magnetyczne. Natomiast w porównaniu do najbardziej rozpowszechnionych prętów GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymers) wykazują zdecydowanie większą odporność na alkalia i kwasy. Włókna bazaltowe nie reagują toksycznie z powietrzem, wodą ani innymi chemikaliami, które mogą być niebezpieczne dla ludzi lub mogą zanieczyścić środowisko. Ponadto włókna bazaltowe nie są rakotwórcze. W trakcie recyklingu włókna przekształcają się w czarny proszek, który można łatwo usunąć z komory spalania i można go wykorzystać jako wypełniacz do różnych zastosowań. Przeprowadzono jakościową i półilościową analizę składu pierwiastkowego przy użyciu spektrometru dyspersji energii wtórnego promieniowania X (EDS) które dostarczyły istotne informacje dotyczące składu prętów BFRP. We włóknach bazaltowych stwierdzono, obecność dominujących związków SiO2 i Al2O3, które występują także we włóknach szklanych. Ponadto odnotowano obecność związków żelaza Fe2O3 i FeO mających wpływ na fizyko-mechaniczne właściwości włókien bazaltowych, takich jak gęstość (2,73 g/cm3 dla włókien bazaltowych, w porównaniu do 2,54 g/cm3 dla włókien szklanych typu E), kolor (od brązowego do matowo zielonego, w zależności od zawartości FeO), a także mniejsze przewodnictwo cieplne i lepsza stabilność temperaturowa w porównaniu z włóknami szklanymi. Ustalono w badaniu metodą BSE konfigurację oraz niewielki rozrzut w średnicach włókien bazaltowych wchodzących w skład pręta BFRP. Zachowanie prętów BFRP podczas ściskania dotychczas nie zostało określone. W programie badawczym zbadano 45 próbek BFRP o nominalnej średnicy 8 mm ze względu na ściskanie o zróżnicowanej długości niezakotwionej. Dla próbek o długości niezakotwionej do 85 mm zniszczenie następowało przez zgniatanie. Pręty o długości niezakotwionej większej od 120 mm ulegały zniszczeniu w wyniku globalnego wyboczenia pręta a następnie pękania włókien. Na podstawie zależności wytrzymałość na obciążenie wyboczeniowe - niezakotwiona długość pręta ustalono optymalną długość niezakotwioną pręta BFRP, dla której wytrzymałość na obciążenie wyboczeniowe osiąga największą wartość. Wraz ze wzrostem długości niezakotwionej wytrzymałość na obciążenie wyboczeniowe ulegała zmniejszeniu. Moduł sprężystości przy ściskaniu dla zmiennych długości niezakotwionych próbek nieznacznie się różnił, a jego wartość zbliżona była do modułu sprężystości przy rozciąganiu. Określono zależność między wytrzymałością na obciążenie wyboczeniowe a długością niezakotwioną prętów BFRP, co przyczyni się do optymalizacji rozstawu zbrojenia poprzecznego w elementach ściskanych oraz do opracowania przepisów normowych w obszarze elementów ze zbrojeniem ściskanym.

2

Characterization of carbon nanofibers/ ZrO2 ceramic matrix composite

Duszová A, Morgiel J., Bastl Z., Mihály J, Dusza J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

459--463

EN

Carbon micro/nanofibers prepared by catalytic chemical vapor deposition have been characterized in the form of powders and in the form of filaments, intercorporated in the matrix of ZrO2. Scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, high resolution electron microscopy, electron spectroscopy for chemical analysis and Raman spectroscopy have been used. The outer diameter of the fibers varied from 50 nm to 600 nm with an average diameter of 120 nm, length from several micrometers to several tens of micrometers and inner diameters from 20 nm to 230 nm. Two types of fibers have been identified; cylindrical which consists of a distinct graphite layers parallel to the fiber axes and bamboo - shaped fibers with walls which are built from domains with different orientations of graphite layers. The fibers contain 99.05 at.% carbon and 0.95 at.% oxygen with a binding energy of O (1s) electrons of 532.7 e V which corresponds to carbon in C-O bonds. In the first-order Raman spectra, the position of the band G was found at 1600 cm-1 and D at 1282 cm-1. The CNFs in ZrO2+ CNFs composite have been relatively well dispersed, however clusters of CNFs together with porosity are present as a result of the difficulty of dispersing, too. TEM and HREM revealed that the CNFs are usually located at the grain boundaries of ZrO2 in the form of undamaged nanofibers or disordered graphite.

PL

Włókna węglowe przygotowane metodą osadzania z par (tzw. Chemical Vapour Deposition), były badane bezpośrednio po wytworzeniu oraz po wprowadzeniu do osnowy ceramicznej metodami elektronowej mikroskopii skaningowej, transmisyjnej oraz spektroskopii ramanowskiej. Średnica włókien wahała się pomiędzy 50 nm, a 600 nm przy sredniej wartości ok.120 nm, podczas gdy ich długość wynosiła od kilku do kilkudziesięciu mikrometrów. Identyfikowano dwa rodzaje budowy włókien, tj. cylindryczne oraz z wewnętrznymi przekładkami typu „łodygi bambusa“. Włókna węglowe zawierały do 0.95 at. % tlenu o energi wiazania O (1s) ok.532.7 e V, co odpowiada wiązaniu C-O. Na pierwszym widmie Ramana pasmo G identyfikowano dla 1600 cm-1, a pasmo D dla 1282 cm-1. Badania kompozytu wykazałay równomierny rozkład włókien w ceramicznej osnowie. W sąsiedztwie większych aglomeratów stwierdzono tendencje do występowania pustek. W czasie spiekania przeważająca część włókien zachowała swoją rurkową strukturę, natomiast pozostały materiał węglowy uległ przemianie do słabo uprządkowanych struktur grafitu lub nawet uległ amorfizacji.

3

Rozwój mikrostruktury podczas hydratacji ultra BWW

Pfeifer C., Moeser B., Stark J.

Cement Wapno Beton

|

2010

|

R. 15/77, nr 3

123-131

PL

Przeprowadzono obserwacje mikrostruktury próbek betonu z proszków reaktywnych po różnym okresie hydratacji, przy zastosowaniu najnowszych typów mikroskopów skaningowych. Są to mikroskopy o zmiennej próżni i z zastosowaniem pary wodnej, o wysokiej zdolności rozdzielczej. W wyniku badań stwierdzono, że dodatek superpastyfikatora znacznie opóźnia proces hydratacji i zakłóca wzrost kryształów ettringitu. W początkowym okresie hydratacji ziarna klinkieru < 2 um ulegają częściowemu lub całkowitemu rozpuszczeniu, co powoduje powstawanie pustek z otoczkami w mikrostrukturze matrycy. Wiązanie pomiędzy matrycą i kruszywem jest bardzo mocne i w strefie przejściowej nie występują pory. Natomiast reakcja pucolanowa pyłów krzemionkowych jest słabo zaawansowana, z uwagi na mały stosunek w/c.

EN

The UHPC microstructure, after different time of hydration, was examined with high resolution SEM imaging techniques. ESEM in WET mode for early hydration process and NanoSEM for extremely dense microstructure. The obtained results have shown that high addition of superplasticizer caused the strong retardation of hydration process. The growth of ettringite is also influenced. At early hydration the clinker particles < 2 um are often partially or completely dissolved, resulting in hollow shells formation in the microstructure. The bond between matrix and aggregate is very strong and the interfacial zone shows no gaps. However, the pozzolanic reaction of silica fume shows low advancement, because of water shortage caused by very small w/b ratio.

4

Wpływ składu chemicznego stopów na osnowie fazy międzymetalicznej Fe3Al na odporność korozyjną w środowisku N2-O2-SO2-HCl

Dytkowicz B., Bystrzycki J., Hernas A., Bojar Z., Przetakiewicz W.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 4-5

218--222

PL

Przeprowadzono badania odporności na korozję wysokotemperaturową stopów na osnowie fazy międzymetalicznej Fe3Al w symulowanej atmosferze zawierającej siarkę i chlor. Pokazano wpływ pierwiastków stopowych, takich jak: Zr, Cr, Mo i Nb, korzystnych z punktu widzenia właściwości mechanicznych, na odporność korozyjną stopów Fe3Al. Produkty korozji zcharakteryzowano przy użyciu mikroskopii świetlnej, skaningowej mikroskopii elektronowej oraz spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii. Podstawowym produktem korozji stopów na osnowie fazy międzymetalicznej Fe3Al w atmosferze N2-O2-SO2-HCl przetrzymywanych w temperaturze 1000 stopni Celsjusza przez okres 1000 godzin jest tlenek aluminium Al2O3. Niewielki dodatek (0,05 % at.) cyrkonu efektywnie poprawia odporność na korozję stopów na osnowie fazy Fe3Al. Dodatek cyrkonu nie powstrzymuje jednak rozwoju procesu kawitacji i tworzenia się pustek w obecności siarki w międzyfazowej strefie tlenek/metal.

EN

The high temperature corrosion behaviour of Fe3Al-based iron aluminides in simulated combustion atmosphere containing sulphur and chlorine was studied. The effect of ternary addition such as: Zr, Cr, Mo and Nb - beneficial from the mechanical properties point of view - on the corrosion resistance was shown and discussed. The corrosion products were characterized by optical microscopy, scanning electron microscopy, and energy-dispersive x-ray spectroscopy. The scale formed on the Fe3Al iron aluminides exposed to mixed N2-O2-SO2-HCl environment at 1000 degrees centigrade up to 1000 h is essentially a nearly pure alumina. Small addition (sim 0.5 at. %) of zirconium is effective in improving corrosion resistance of Fe3Al-based alloys. However, the presence of zirconium cannot completely suppress the void and cavity formation in the presence of sulphur at the oxide/metal interface.

5

Three-dimensional surface imaging by the directional signal detection

Słówko W.

Nukleonika

|

1999

|

Vol. 44, nr 2

155-160

EN

A method for three dimensional reconstruction of the surface topography based on the "shape from signal distribution" rule is presented. It consists in directional detection of the secondary electron signal and its processing according to the formulas described. The topography can be displayed in a form of the surface profiles or fully three dimensionally in an axonometric view.

PL

W pracy została zaprezentowana metoda rekonstrukcji topografii powierzchni w skaningowym mikroskopie elektronowym bazująca na zasadach: "odtwarzanie kształtu z rozkładu sygnału". Metoda polega na kierunkowej detekcji sygnałów elektronów wtórnych i jego przetwarzaniu zgodnie z podanymi formułami. Topografia powierzchni może być przedstawiona w formie profili powierzchni lub w pełni trójwymiarowego widoku aksonometrycznego.

6

Electron optical properties of retarding lenses for the low voltage SEM

Drzazga W., Słówko W.

Nukleonika

|

1999

|

Vol. 44, nr 2

161-166

EN

There are possibilities for adaptation of the standard SEMs to obtain low energy electron micrographs. The authors propose to apply a multi-detector system where retarding electron lenses can be arranged in two sectors: above the system and below it. The parameters (including spherical and chromatic abberrations) for a row of configurations of the lenses were computed, and some of them were also examined experimentally.

PL

Istnieją możliwości uzyskania niskonapięciowych obrazów mikroskopowych w drodze odpowiedniej adaptacji standardowego skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Autorzy proponują zastosowanie w tym celu systemu wielodetektorowego z soczewkami hamującymi, które mogą być zaaranżowane zarówno powyżej tego systemu, jak i pod nim. Przedyskutowano wybrane parametry elektronooptyczne (łącznie z aberracją sferyczną i chromatyczną) dla szeregu soczewek o różnych konfiguracjach pod kątem przydatności do wspomnianego celu.