Przedstawiono propozycję uproszczonej analizy spadku nośności elementów belkowych konstrukcji stropu żelbetowego w wyniku oddziaływania agresywnego środowiska korozyjnego w kopalnianym budynku technologicznym płuczki węgla kamiennego. Podstawą analizy redukcji nośności elementów belkowych stropu były badania konstrukcji zrealizowane in situ oraz w warunkach laboratoryjnych. Wyniki badań były bardzo zróżnicowane i nie pozwoliły jednoznacznie przyjąć do obliczeń stopnia zaawansowania korozji betonu i stali. Z tego względu przeanalizowano różne możliwe poziomy destrukcji betonu i stali oraz ich wpływ na zmianę nośności elementów konstrukcji. Wariantowa analiza postępu degradacji pozwoliła ocenić stan stropu jako przedawaryjny i precyzyjnie określić sposób naprawy.
EN
The method of simplified analysis was presented for load-carrying capacity decrease of beam elements of the reinforced concrete structure as the effect of aggressive corrosion environment present in the infrastructure building for hard coal washer. The analysis of decreased load-carrying capacity of beam elements in the concrete floor was based on the tests performed on the structure in the in situ and laboratory conditions. Concrete cores cut out from the structure were subjected to strength and compressive tests, and chemical tests. Tensile testing was conducted on rebars taken from the structure. The obtained test results significantly differed and did not clarify which degree of corrosion development of concrete and steel should be used in calculations. Therefore, various levels of concrete and steel destruction and their effect on changing load-carrying capacity of the structure elements were analysed. The variant analysis of degradation development was used to evaluate the floor structure condition as the imminent failure condition and to determine the method of its repair.
The old-new concrete interface is the weakest part in the composite structure, and there are a large number of microcracks on the interface. In order to study the mode II fracture performance of the bonding surface of old-new concrete, the effect of planting rebar and basalt fiber is investigated. Nine Z-shaped old-new concrete composite specimens with initial cracks are made. Nine shear fracture load-displacement curves are obtained, and the failure process and interface fracture are discussed. On this basis, the mode II fracture toughness and fracture energy are obtained. The regression equations for fracture toughness and fracture energy are deduced with analysis of variance (ANOVA). The results show that fracture toughness and fracture energy increase with the increase of planting rebar number and basalt fiber content. With the increase of the planting rebar number, mode II fracture toughness and fracture energy increase more significantly. Planting rebar is the major factor for mode II fracture performance.
W pracy omówiono wyniki badań belek zbrojonych prętami HFRP, zawierającymi kompozycję włókien bazaltowych i węglowych. Określono doświadczalnie podstawowe parametry wytrzymałościowe zbrojenia kompozytowego oraz odkształcenia, ugięcia i zarysowanie belkowych elementów modelowych. Wartości ugięć belek, obliczone na podstawie procedur ACI 440:1R-06 (2006), ISIS Design Manual No. 3 (2007), Model Code 2010 (2010) oraz PN-EN 1992-1-1:2008/Ap1 (2010) odniesiono do wyników pomiarów. Przeanalizowano zakresy i poziomy zbieżności wartości ugięć określonych eksperymentalnie i obliczonych.
EN
The test results of beams reinforced with HFRP bars made of a composition of basalt and carbon fibers were discussed. The basic strength parameters of composite reinforcement as well as strains, deflections and crack pattern of model beams were experimentally determined. Beam deflections values calculated on the basis of procedures such as ACI 440 1R-06 (2006), ISIS Design Manual No. 3 (2007), Model Code 2010 (2010) and PN-EN 1992-1-1:2008/Ap1 (2010) were referred to the measurement results. The ranges and levels of convergence of experimental and calculated deflections’ values were analyzed.
Przedstawiono doświadczalne badanie przyczepności do betonu prętów kompozytowych GFRP o nominalnej średnicy 8,5 mm i 11 mm oraz BFRP o nominalnej średnicy 7 mm i 9 mm. Zastosowano belkową metodę badania, zaczerpniętą z normy stalowej. Oceniane pręty wykazały bardzo dobrą przyczepność do betonu, w zasadzie spełniającą wymagania stawiane prętom stalowym. Należy jednak podkreślić, że przedstawione wyniki odnoszą się wyłącznie do badanych prętów. Inny sposób ukształtowania powierzchni prętów mogą zredukować przyczepność kompozytowych prętów do betonu.
EN
The experimental test of bond to concrete of composite bars GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) with nominal diameter of 8.5 mm and 11 mm and BFRP (Basalt Fiber Reinforced Polymer) with nominal diameter of 7 mm and 9 mm are presented. The beam test method was used, taken from the steel standard. The assessed bars showed very good bond to concrete, basically meeting the requirements for steel bars. However, it should be emphasized that the presented results refer only to the tested rods. Another way to shape the surface of rods can significantly reduce the adhesion of composite rods to concrete.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Concrete mixtures reinforced with a combination of steel rebar and fibers, i.e., Hybrid Reinforced Concretes (HRC), are frequently used in segmental precast tunnel linings. As massive cross-sections are usually adopted in these structures, only the minimum reinforcement is necessary to prevent the brittle failure. To study the brittle/ductile behavior of HRC tunnel segments in bending, the flexural responses of Lightly Reinforced Concrete (LRC) and that of Fiber-Reinforced Concrete (FRC) elements are modelled and combined herein. By means of this combination, the minimum reinforcement of HRC segments can be determined with a new design-by-testing procedure, in which the ductility index DI should be equal to zero. As a result, the minimum hybrid reinforcement can be defined through a linear combination of the minimum area of rebar and the minimum fiber volume fraction of LRC and FRC segments, respectively.
PL
Beton o zbrojeniu hybrydowym (prętami stalowymi i włóknami rozproszonymi) znajduje szerokie zastosowanie w produkcji prefabrykowanych elementów segmentowych obudów tuneli. Ze względu na masywność przekroju poprzecznego konstrukcje tego typu wymagają jedynie minimalnej ilości zbrojenia, aby zapobiegać kruchemu zniszczeniu konstrukcji. Aby przeanalizować charakterystykę kruchej i ciągliwej pracy statycznej segmentów z betonu o zbrojeniu prętami i włóknami, opracowano i połączono ze sobą modele elementów wykonanych z betonu słabo zbrojonego oraz fibrobetonu. Takie połączenie modeli umożliwiło wyznaczenie minimalnej, wymaganej ilości zbrojenia segmentów z betonu o zbrojeniu prętami i włóknami przy wykorzystaniu metody projektowania empirycznego „design-by-testing", przy założeniu wskaźnika ciągliwości DI równego zero. Minimalną ilość zbrojenia prętami i włóknami można wówczas wyznaczyć przy wykorzystaniu liniowego powiązania minimalnej powierzchni przekroju prętów zbrojeniowych w segmentach z betonu słabo zbrojonego i minimalnego objętościowego udziału włókien w segmentach o zbrojeniu rozproszonym.
Prowadzenie procesu zbrojenia oraz likwidacji ściany związane jest zawsze z nagromadzeniem dużej liczby czynników mogących spowodować zaburzenie tego procesu. O ile czynniki natury górniczej (zagrożenia naturalne lub natura działalności prowadzonej w ograniczonej przestrzeni pod ziemią) są doskonale znane i opracowane, o tyle czynniki wynikające z relacji pomiędzy zlecającymi roboty, wykonawcami tych robót, dostawcami czy komórkami organizacji odpowiedzialnymi za wspieranie procesów zarządczych w organizacji są już mniej znane. W artykule zaprezentowane zostały wyniki analizy czynników ryzyka wskazanych dla 17 przypadków zbrojenia lub likwidacji ściany. Czynniki te zostały pogrupowane, a dla każdej z grup zaproponowane zostały rodzaje aktywności, pozwalające na skuteczną reakcję na to ryzyko.
EN
The process operation and decommissioning wall reinforcement is always connected with the accumulation of a large number of factors could cause disruption of the process. While factors nature of mining (such as natural hazards or nature of valor performed in confined spaces underground) are well known and developed, factors arising from the relationship between the commissioners do, the contractors of these works, suppliers and cells organization responsible for supporting management processes in organizations are already less known. The article presents results of the analysis of risk factors identified for 17 cases of reinforcement or liquidation of the wall. These factors are grouped, and each group of proposed activities enable them to respond effectively to such risks.
Podjęto próbę eksperymentalnej oceny wpływu na wyniki badań impedancyjnych polaryzacji różnych fragmentów pobocznicy walcowego pręta zbrojeniowego. Pomiary metodą EIS przeprowadzono w układzie trójelektrodowym w roztworze wodnym modelującym ciecz porową betonu. Elektrodą badaną był gładki pręt zbrojeniowy ze stali RB500, przeciwelektrodą prostokątna blacha ze stali odpornej na korozję, a elektrodą referencyjną Cl–/AgCl,Ag. W badaniach zasięg polaryzacji różnicowano po obwodzie pręta, a jako drugą zmienną wprowadzono odległość przeciwelektrody od elektrody badanej. Analiza badań zasadniczo nie wykazała istotnego wpływu na wyniki opisanego sposobu polaryzacji.
EN
An attempt of experimental evaluation of the impact on the impedance test results on polarization of different parts of the circumferential cylindrical rebar was made. EIS measurements have been conducted using three-electrode system in an aqueous solution which models the concrete pore liquid. Working electrode was a smooth rebar made of steel RB 500 grade. The counter electrode was a rectangular sheet made of corrosion-resistant steel, and the reference electrode was Cl–/AgCl,Ag. In the test the polarisation range was differentiated along the circumference of the rod, and as a second variable was introduced the distance between the counter electrode and working electrode. The analysis of the tests generally showed no significant effect on the results of described polarization method.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule opisano badania wpływu czasu na zachowanie ocynkowanej stali zbro-jeniowej w kontakcie z syntetyczną cieczą porową betonu. Przedmiotem badań był gładki pręt zbrojeniowy ze stali gatunku St3S. Pręt poddano procesowi cynkowania ogniowego. Uzyskano powłokę gr. 100 mm. Wyciętą z ocynkowanego pręta próbkę stali zanurzono w roztworze cieczy porowej o pH = 13,4. W ciągu 4 godzin od zanurzenia próbki w roztworze wykonano w układzie trójelektrodowym serię 6 pomiarów metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej.
EN
The article describes a study of the impact of time on the behavior of galvanized reinforcing steel in contact with synthetic concrete pore solution. The object of study was a smooth rebar made of St3S steel grade. Rebar was hot-dip galvanized to obtain coating thickness of 100 mm. A steel sample cut off the galvanized rebar was dipped in synthetic concrete pore solution with pH= 13.4. Within 4 hours of immersion of the sample in the solution, a series of 6 measurements were taken, using electrochemical impedance spectroscopy in a three-electrode system.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W niniejszym artykule przedstawiono analityczne i numeryczne obliczenia mechanicznych właściwości obecnie opracowywanych prętów hybrydowych HFRP (Hybrid Fibre Reinforced Polymer) powstałych poprzez zastąpienie (substytucję) części włókien bazaltowych BFRP (Basalt Fibre Reinforced Polymer) włóknami węglowymi CFRP (Carbon Fibre Reinforced Polymer). W tym aspekcie termin ,,substytucja” rozumiany będzie jako modyfikacja prętów BFRP polegająca na zastąpieniu pewnej części włókien bazaltowych przez włókna węglowe. Celem analizy jest określenie optymalnego modelu prętów hybrydowych HFRP, które stanowiłyby realną alternatywę dla prętów stalowych stosowanych do zbrojenia konstrukcji betonowych. Zamiana włókien bazaltowych, włóknami węglowymi prowadzi do uzyskania lepszych właściwości mechanicznych prętów. Względy ekonomiczne skłaniają do ograniczenia procentowego udziału włókien węglowych w prętach HFRP do rozsądnej wielkości, oraz zastosowaniu włókien węglowych o stosunkowo niedużej wytrzymałości (Low Strength Carbon Fibres) jak na włókna CFRP. W pracy przedstawiony został opis struktury pręta hybrydowego, oszacowanie właściwości mechanicznych wzdłuż i w poprzek włókien, a także wpływ układu włókien w przekroju poprzecznym pręta na jego zachowanie mechaniczne. Analizę przeprowadzono dla różnych proporcji udziału włókien węglowych do włókien bazaltowych (1:9; 1:4; 1:3; 1:2; 1:1) w prętach HFRP. Rozpatrzono dwa przypadki rozmieszczenia włókien w przekroju poprzecznym pręta (Bar Architecture). Pierwszy z włóknami węglowymi zlokalizowanymi w rdzeniu, natomiast drugi z włóknami węglowymi usytuowanymi w powierzchniowej warstwie pręta.
EN
This paper introduces both an analytical and numerical study that investigates the mechanical performance of recently developing HFRP bars, which were created by substitution of the part of basalt fibres BFRP by the part of carbon fibres CFRP. In this aspect the term “substitution” might be understood as modification of BFRP bars, where part of basalt fibres will be replaced by carbon fibres. Substitution is aimed at achieving of better properties in obtained material. The objective of this study is to identify optimal model of HFRP bars, which provides an alternative to steel bars for enhancing concrete structures. Replacing of basalt fibres by carbon fibres provides better properties in mechanical performance of the bars. From economical point of view, for HFRP bars in combination with basalt fibres it is proposed to use carbon fibres with low strength (LS carbon fibres) and relatively small amount of volume fraction of carbon fibres to whole amount of fibres. This work represents description of the hybrid bar structure, estimation of properties of the bar in fibre and transverse directions and influence of fibre arrangement on mechanical properties of the bar. Analysis was performed for bars with different ratio between fibres of carbon and fibres of basalt (1:9; 1:4; 1:3; 1:2; 1:1). Investigations were done for two different bar architecture arrangements, where carbon fibres are estimated in the first case in the region near the edge and in another case in core region.
Pręty kompozytowe zbrojone włóknem szklanym (GFRP) potocznie zwane „prętami z włókna szklanego” znajdują coraz szersze zastosowanie w budownictwie powszechnym, drogowym i tunelowym. Coraz liczniej podejmowane są próby zamiany tradycyjnych stalowych prętów zbrojeniowych na zbrojenie GFRP, nie tylko tam gdzie wymagana jest wysoka odporność na korozję, dobra izolacyjność cieplna, elektryczna i elektromagnetyczna, ale również w pozostałych konstrukcjach i elementach z betonu zbrojonego. W artykule opisano własności prętów kompozytowych GFRP wraz z przykładami ich zastosowania w różnych gałęziach budownictwa oraz zwrócono uwagę na warunki, jakie należy spełnić przy zmianie zbrojenia tradycyjnego na zbrojenie kompozytowe GFRP.
EN
Glass fiber reinforced polymer rods (GFRP) commonly referred to as „fiberglass rods” are becoming more widely used in general, road and tunnel construction works. The companies have made many attempts to replace traditional steel reinforced rods with the GFRP reinforcement, not only in applications where there is a need for high corrosion resistance, good thermal, electric and electromagnetic insulation, but also in other structures and in components made from reinforced concrete. The present article describes the properties of the Fiber Glass Polymer Rods with the examples of them being used in different construction industry sectors. In this article, particular attention is paid to the conditions necessary for replacing the usual reinforcement with the GFRP solutions.
W artykule przedstawiono nowy model fizyczny zbrojenia obciążonego cyklicznie z uwzględnieniem jego niesprężystego wyboczenia. W modelu tym opisuje się związki między naprężeniami a odkształceniami jedynie dla obwiedni pętli histerezy.
EN
This article presents a new physical model of reinforcement subjected to cyclic loading, taking account of its inelastic buckling. In this model the relations between stresses and deformations are described only for the envelope of the hysteresis loop.
Omówiono wyniki badań płyt jedno- i dwuprzęsłowych. Stwierdzono, że o nośności tych elementów decydują głównie parametry wytrzymałościowe betonu. Z uwagi na dużą wytrzymałość i odkształcalność prętów bazaltowych w praktyce nie można doprowadzić do ich zerwania.
EN
In the paper results of experimental investigation conducted on one-span and two-span slabs are presented. Load-carrying capacity of these elements was limited by strength properties of concrete because of high strength and deformability of basalt fibre composite.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Dostępność wyrobów stalowych o podwyższonych właściwościach poszerza możliwości projektowania konstrukcji żelbetowych o zwiększonym stopniu bezpieczeństwa w eksploatacji, zwłaszcza w warunkach ekstremalnych, gdzie dochodzi do przypadków przekraczania stanów granicznych obciążeń projektowych względem nośności konstrukcji i działania wysokich temperatur. Autor radzi jaką stal w wyrobach w takich sytuacjach należy stosować, według jakich kryteriów ją określać oraz jakich norm technicznych przestrzegać.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.