Podjęto próbę przedstawienia zarysu mechaniki pękania. Omówiono zagadnienia struktury betonu, jego porowatości, strefy przejściowej, kruszywa oraz toku badawczego stosowanego w mechanice pękania.
EN
The article attempts to present the outline of fracture mechanics. Issues of the structure of concrete, its porosity, transition zone, aggregate and the research process used in fracture mechanics are discussed.
The paper presents possibilities offered within a framework of ultrasonic transmission tomography in reconstructions of sonic wave velocity distribution in the cross-sections of structural concrete members affected by brittle macro- and microdamage. The exemplary reconstruction was performed on the precast reinforced concrete beam which was damaged in a unintentional way during the transport to the building site.
Damage and defects observed in concrete elements, such as a network of microcracks, popouts and eflorrescence can be caused by a variety of deleterious processes. The causes can include mechanical (overloading), physical (freeze-thaw cycle) or chemical exposure (sulphate corrosion, alkali-aggregate reaction). This paper analyses distress due to alkali-silica reaction, detected in selected concrete structures. The analysed concrete elements exhibited cracking, exudations and surface popouts. Identification of the presence of hydrated sodium-potassiumcalcium silicate gel can be considered the primary symptom suggestive of an alkali-silica reaction attack. Other damage-causing mechanisms can occur simultaneously.
Adhesion in repair systems is one of the most important factors affecting their durability. Elaboration of a reliable nondestructive test method to perform an adhesion mapping is one of the most important tasks. A majority of NDT methods applicable for the assessment of concrete structures are based on the propagation of various types of stress waves. In this paper, the influence of the repair material type (polymer-cement or polymer) and quality of the concrete substrate (roughness, microcracking, not cleaned surface) upon propagation of stress waves in a repair system was studied in view of developing a reliable NDT procedure for the field assessment of bond quality in concrete repairs.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono doświadczenia i obserwacje dotyczące stosowania hydrofobizacji powierzchni betonu w obiektach mostowych. Zaprezentowano chemiczne podstawy zjawiska hydrofobizacji, czyli zmiany właściwości powierzchni betonu na trudno zwilżalną oraz wyniki własnych badań preparatów przeznaczonych do hydrofobizacji betonu.
EN
The paper discusses the experiences and observations about the use of hydrophobizing to the concrete surface in bridge structures. There were discussed chemical basis of the hydrophobization phenomenon, which is the concrete surface properties transformation into tough wettable. The paper presents the results of their research preparations for hydrophobization concrete.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper considers the possibilities of using the efficiency measure of vibration propagation as a diagnostic parameter. A measure defined by using recorded test results is proposed and the method of numerical calculations is shown. Examining an example of the empirical results of a concrete beam working under bending load and submitted to impact forced vibrations, an effort to determine the degradation process level is undertaken. The concept of the propagation measures of vibroacoustical energy is developed on the basic the observation that, in case of the process variable in time, its energy is proportional to the integrated (according to time) square of the instant value of amplitude. It is assumed that the defined measures are inversely proportional to the force of impact. A simple form of notation, suitable for numerical calculations in the time domain, is proposed. The proposed measures can be used for performing engineering comparisons based on single value parameters. According to the results, selective sensitivity to the stage of failure development shown by the construction depends to some extend on a proper localisation of points of impact and vibration recordings. In conclusion, solving diagnostic problems is possible, if the places of impact and vibration recording have been correctly located.
PL
Referat zawiera rozważania nad możliwością zastosowania miar efektywności propagacji drgań jako parametrów diagnostycznych. Zdefiniowano propozycję miary wykorzystującej zarejestrowane wyniki badań eksperymentalnych oraz przedstawiono sposób prowadzenia obliczeń numerycznych. Na przykładzie rezultatów badań wymuszanych impulsowo drgań belki betonowej pracującej na zginanie podjęto próbę oceny stopnia zaawansowania procesów zniszczeniowych. Do opracowania koncepcji miar efektywności propagacji energii wibroakustycznej wykorzystano fakt, że energia procesu zmiennego w czasie jest proporcjonalna do scałkowanego po czasie kwadratu chwilowej wartości amplitudy. Założono również odwrotną proporcjonalność do energii impulsu wymuszającego. Zaproponowano nieskomplikowaną postać zapisu dogodną do przetwarzania przebiegów czasowych amplitud. Zaproponowane miary nadają się do prowadzenia inżynierskich porównań na bazie pojedynczych wartości liczbowych. Wybiórcza wrażliwość miar na stopień degradacji konstrukcji zależy między innymi od lokalizacji przetworników pomiarowych. Wnioski z badań wskazują na niezłe odwzorowanie początków procesu pękania pod warunkiem właściwej lokalizacji miejsc pobudzenia i odbioru sygnału drganiowego.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Since late 1980s in concrete structures the new repair technique based on externally bonded CFRP materials has been used. These materials are characterised by high efficiency and reliability. Applications of these materials were required because of the appearance of problems of insufficient load-bearing capacity of concrete structures, particularly at bending or shear. Presently, strengthening with CFRP composites can be considered as being passive or active. Pretensioning of such composites, mostly the CFRP strips, is relatively new strengthening method, which allows for more effective utilization of mechanical properties of the CFRP, particularly strength and deformability of this composites. The experimental tests on six large-scale reinforced concrete beams, with cross-sections of 0.25×0.50 m and 8.0 m long, were undertaken. The main aim of the tests was the analysis of the efficiency of three detailed methods used for strengthening of reinforced concrete beams by means of CFRP strips used as passive or active external reinforcement. The elements differed each other in the fixing of free ends of the CFRP strip, and in pre-tensioned strips - with the intensity of prestressing. All other factors in tests could be considered as invariable. The test was focused on the serviceability aspects of the behaviour of elements, i.e. flexural stiffness of elements, resistance against cracking and pattern of cracks, as well as determination o actual strains in CFRP strips, steel reinforcement and on concrete surfaces. Finally, the increase of loadcapacity of the strengthened beams and the mode of failure has been recorded. The test results allowed for formulation of some general conclusions concerning the effectiveness of passive and active strengthening of concrete beams by means of CFRP strips.
PL
Od końca lat 1980-tych stosowano nową technologię naprawczą, bazującą na zewnętrznie dołączanych materiałach CFRP (polimerach wzmocnionych włóknami węglowymi). Materiały te charakteryzują się wysoką skutecznością i niezawodnością. Zastosowania takich materiałów były wymagane wskutek występowania problemów z niewystarczającą nośnością konstrukcji betonowych, zwłaszcza przy zginaniu i ścinaniu. Wzmacnianie za pomocą kompozytów CFRP może być obecnie rozważane jako pasywne lub aktywne. Wstępny naciąg takich kompozytów, głównie taśm CFRP, stanowi stosunkowo nową metodę wzmacniania, która pozwala na bardziej efektywne wykorzystanie właściwości mechanicznych CFRP, szczególnie wytrzymałości i odkształcalności tych kompozytów. Zostały podjęte badania eksperymentalne sześciu belek żelbetowych w dużej skali, o przekroju 0.25×0.50 m i o długości 8.0 m. Głównym celem tych badań była analiza skuteczności trzech szczegółowych metod stosowanych do belek żelbetowych za pomocą taśm CFRP, stanowiących pasywne lub aktywne zbrojenie zewnętrzne. Elementy różniły się między sobą zamocowaniem końców taśm, a w taśmach wstępnie naciąganych - intensywnością sprężenia. Wszystkie pozostałe czynniki w badaniach mogą być uznane jako niezmienne. Badania były ukierunkowane na zachowanie się elementów w aspekcie użytkowalności, to jest sztywności zginania, rysoodporności i rozkładu rys, jak również na określenie rzeczywistych odkształceń taśm CFRP, zbrojenia stalowego i powierzchni betonu. Ostatecznie, rejestrowane były przyrosty nośności we wzmocnionych belkach oraz postać zniszczenia. Wyniki badań pozwoliły na sformułowanie pewnych ogólnych wniosków w odniesieniu do efektywności pasywnego lub aktywnego wzmacniania belek żelbetowych za pomocą taśm CFRP.
W niniejszym artykule przedstawiono zagadnienie efektu skali próbek formowanych z konstrukcyjnych lekkich betonów kruszywowych w badaniach wytrzymałości na ściskanie. Problematykę wplywu kształtu i wielkości próbek na wynik badania wytrzymałości przeanalizowano, opierając się na rozważaniach teoretycznych oraz na podstawie zrealizowanego programu badań. Przeprowadzona analiza wykazała, że w przypadku betonów lekkich efekt skali ma dużo mniejszy wpływ na wytrzymałość na ściskanie w porównaniu z betonami zwykłymi. Za główną przyczynę takiego stanu rzeczy należy uznać zdecydowanie większą jednorodność struktury tych betonów.
EN
The problem of size effect of specimens moulded of structural lightweight aggregate concrete in compressive strength tests was studied in this paper. The influence of specimens' shape and size on a compressive strength test result was analysed on the basis of theoretical consideration as well as basing on the investigated research programme. The analysis showed that for lightweight concrete the size effect is of less importance in assessment of compressive strength than in the case of normal weight concrete. Much better homogeneity of this concrete should be recognised as a main reason of this phenomenon.
Ze względu na olbrzymie straty materialne problemy zagrożenia trwałości elementów betonowych poddanych wpływom czynników klimatycznych spotykają się z bardzo dużym zainteresowaniem. Najbardziej racjonalnym rozwiązaniem optymalizacji kosztów użytkowania elementów poddanych wpływom obciążenia i czynników środowiska zewnętrznego jest zastosowanie ekologicznego betonu do ich wykonania. Jednak bezpośrednie oddziaływanie obciążenia oraz czynników środowiska zewnętrznego powoduje, że taki beton musi spełniać szczególnie wysokie wymagania techniczne i eksploatacyjne. Zmienność oddziaływującego obciążenia w szerokim zakresie wielkości i czasu oddziaływania, od statycznych długotrwałych, poprzez zmienne, a często również wyjątkowe sprawia, że problem trwałości betonu, decydujący o niezawodności użytkowania elementów, przy uwzględnieniu okresu eksploatacji staje się zagadnieniem bardzo złożonym. Ponieważ beton jest kompozytem dlatego zasadnicza cechą tego tworzywa jest struktura, czyli rodzaj tworzących go elementów i charakter związków występujących między nimi. Wynika stąd, że każda zmiana właściwości użytkowych wynika z przebudowy jago struktury. Uwzględniając warunki eksploatacyjne elementów w umiarkowanym klimacie należy stwierdzić, że struktura betonu, ukształtowana w wyniku doboru składników i ostatecznie uformowana pod wpływem zagęszczenia, podlega ciągłym zmianom wywołanym wpływem czynników obiektywnych, a zwłaszcza obciążenia oraz destrukcyjnego oddziaływania otaczającego środowiska. Czynniki obiektywne, związane z eksploatacją elementów oddziałują destrukcyjnie na strukturę betonu. Zatem w betonie ekologicznym należy tak ukształtować strukturę betonu pod wpływem doboru składu i zagęszczenia mieszanki aby stwardniały materiał skutecznie przeciwstawiał się wpływom czynników obiektywnych. Analiza przeprowadzona w artykule pozwala na potwierdzenie tezy, że jakość betonu jest konsekwencją doboru składu i ukształtowania struktury mieszanki w procesie formowania wyrobów. Przeprowadzona weryfikacja funkcji opisu ilościowego wytrzymałości ekologicznego betonu wykazała dobre odwzorowanie wyników doświadczalnych przez zbudowany model matematyczny. W ten sposób przedstawione wpływy czynników subiektywnych dają znacznie większe możliwości opisu mechanizmów zachodzących przy formowaniu się struktury oraz właściwości fizycznych betonu ekologicznego.
EN
Because of huge financial losses the problems of durability of concrete elements under influence of climate factors meet with big interest. The most rational solution of optimisation of costs of elements under influence of load and environmental factors usage is introduction of ecological concrete for their construction. But direct influence of load and environmental factors causes that such concrete has to fulfil especially high technical and exploitational requirements. Variability of influencing load in a wide range of values and duration of influence: from static long-lasting, through variable and often even exceptional - causes, that problem of concrete durability, deciding about reliability of elements usage, taking into consideration exploitation period, becomes very complicated issue. Concrete is a composite, so its structure, that is type of elements creating it and character of interactions occurring among them, is a fundamental feature of this material. This means, that each change of utilitarian properties results from its structure reconstruction. In the paper it is pointed out, that in the conditions of the temperate climate the concrete structure, formed in consequence of the selection of components and finally molded as a result of consolidation during elements forming, is subjected to constant changes, which is caused by influence of objective factors, and especially of the destructive action of the surrounding environment. Therefore the structure of ecological concrete should be formed in such a way by selection of the composition and consolidation of mixture that hardened material would effectively oppose to influence of the objective factors. On that ground the paper is dedicated to create a suitable model of the complicated process of concrete structure forming throughout mixture consolidation in the way of pressing. The analysis of phenomena occurring in the process of pressure consolidation of concrete mixture is carried out on the macroscopic level. In the description of mechanism of mix consolidation the geometric model of suspension is adopted, in which aggregate grains are randomly disposed in cement paste setting the continuous phase. External load consolidating concrete mix causes the aggregate grains are approaching, and effects of that approach are analyzed from the moment of the action of the compacting factor. Taking into consideration the influence of pressure of mix consolidation on decreasing of the initial value of the water-cement coefficient wo , the relation determining the distance between aggregate grains in the consolidated by pressing concrete mix is determined; Taking advantage of the given relationships the influence of the applied pressing pressure on the approach of aggregate and cement grains in the concrete mix with the determined composition is defined. Considering phenomenon of intensification of material strength increase in the products consolidated by pressing the function of the quantitative description of ecological concrete strength is given in the following form The elaborated model is verified on the grounds of the experimental results given in the literature. In the paper it is pointed out, that physical features of concrete to a high degree are conditioned by the multistage process of its structure forming. Rational structure forming in the process of design and consolidation of concrete mix exerts essential influence on technical and exploitation concrete properties. The aim of the presentation of the above problems is to evolve and generalize previous researches in the range of design and technology of the ecological concrete production.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Od kilku lat w Polsce obserwuje się stały wzrost różnego typu środków chemii budowlanej. W tym artykule przedstawione zostały wybrane aspekty wpływu modyfikacji mieszanki betonowej plastyfikatorem PL.-Super, domieszką hydrofobizującą Hydromiks-Fluid 50, wprowadzeniem nowego typu mikrozbrojenia rozproszonego TECHNOFIBER zwłaszcza w strefie przypowierzchniowej, oraz zastosowania różnego typu wkładek stabilizacji zbrojenia na rysoodporność betonu, a tym samym na trwałość elementów w konstrukcjach budowlanych.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A general solution of the diffusion problems which concern the R.C. structures, may be deduced by the limit analysis, by means of truss schemes suitable to model the load transfer mechanism. In particular such schemes allows us to share the carrying functions between concrete and steel reinforcement. Latest developments call this kind a solution Strut-and-Tie (S&T) modellization. In this paper a procedure for the automatic search for optimal S&T models in R.C. elements proposed. A highly indeterminate pinjointed framework of a given layout is generated within the assgned geometry of the concrete element and an optimum truss according to a reference behaviour ( the principal stress field) deduced through a F.E.A. and assumed as representative of the given continuum. After having explained the theoretical principles and the mathematical formulation, some examples show the practical application of the procedure and its capability in handling complex stress paths, through schemes which result rational and suitable for a consistent design.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Wprowadzenie do mieszanki betonowej popiołu lotnego, mikrokrzemionki i superplastyfikatora otwiera szerokie możliwości poprawy własności eksploatacyjnych betonu. Jednak sterowanie procesami kształtowania struktury betonów z domieszkami i dodatkami było dotychczas trudne do zrealizowania, głównie ze względu na brak adekwatnego modelu. Okazuje się, że wykorzystanie w tym celu modelu zawiesiny prowadzi do jednoznacznego określenia przestrzennego rozkładu fazy stałej w układzie, jak również wykazania wzajemnego oddziaływania domieszki i dodatków. Na tej podstawie podany został model ujmujący ilościowo efekty ksztattowania struktury betonów nowej generacji pod wpływem dodatku popiołu lotnego, mikrokrzemionki i superplastyfikatora.
EN
The control ot structure formation process in concrete with fly ash, microsilica and superplasticizer was quite a problem to put into practice due to the lack of adequate model. It has been found that using a suspension model an univocal threedimensional description of the solid phase spacing in the system as well as a quantitative demonstration of the interaction of the admixture and additives can be obtained. On this base a model expressing quantitatively the effects ot structure formation of new generation concretes under the influence of fly ash, microsilica and superplasticizer addition is given.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.