Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Investigation of advanced self-healing concrete applications in construction

Korkmaz Kasim, Bogedain Adam, Al-Durzi Luay F.

Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo

|

2022

|

Z. 28 (178)

42-49

EN

Preventing cracks in concrete is a critical issue in the construction industry. The self-healing concrete phenomenon can be a good solution for mitigating cracks in concrete without any direct intervention. Construction industry researchers are developing many different self-healing concrete materials using a variety of sub-materials and techniques. This research project investigates self-healing concrete applications that use various cementitious materials, such as fly ash, slag, and polymeric materials, which can easily be applied in the construction industry. To present this application, experimental tests on different concrete mixes have been conducted using Ultrasonic Pulse Velocity and compression tests. For this experimental study, samples were placed under various environmental conditions, such as water-saturation and frozen temperatures. The results of the investigation are detailed and discussed in the study. The graphs illustrate behavioral differences between fly ash, slag, and polymeric materials. Based on the experimental results, healing capacity existed in all mixture types in the saturated and frozen environments. In the results, samples were characterized by good mechanical properties represented by damage resistance, aggregate/mortar adhesion, and compressive strength.

PL

Zapobieganie pęknięciom betonu to kluczowa kwestia w branży budowlanej. Zjawisko samonaprawiającego się betonu może być dobrym rozwiązaniem do łagodzenia pęknięć w betonie bez jakiejkolwiek bezpośredniej interwencji. Badacze z branży budowlanej opracowują wiele różnych samonaprawiających się materiałów betonowych z użyciem różnych materiałów i technik. Zaprezentowany projekt bada zastosowania samonaprawiającego się betonu, który wykorzystuje różne materiały cementowe, takie jak popiół lotny, żużel i materiały polimerowe, które można łatwo zastosować w przemyśle budowlanym. Aby przedstawić tę aplikację, przeprowadzono testy eksperymentalne na różnych mieszankach betonowych z użyciem ultradźwiękowych testów prędkości impulsu i ściskania. W tym badaniu eksperymentalnym próbki umieszczono w różnych warunkach środowiskowych, takich jak nasycenie wodą i przemarzanie. Wyniki badania szczegółowo omówiono w artykule. Wykresy ilustrują różnice behawioralne między popiołem lotnym, żużlem i materiałami polimerowymi. Na podstawie wyników eksperymentów stwierdzono, że wszystkie rodzaje mieszanin w środowiskach nasyconych i zamarzniętych miały zdolność regeneracji. W uzyskanych wynikach próbki charakteryzowały się dobrymi właściwościami mechanicznymi reprezentowanymi przez odporność na uszkodzenia, przyczepność kruszywa do zaprawy oraz wytrzymałość na ściskanie.

2

Deflection of an eccentric crack under mixed-mode conditions in an SCB specimen

Malíková Lucie, Miarka Petr, Šimonová Hana, Kucharczyková Barbara

Budownictwo o Zoptymalizowanym Potencjale Energetycznym

|

2020

|

Vol. 9 Nr 2

79--87

EN

Crack propagation under mixed-mode (I + II) conditions has been investigated in a semicircular disc where various levels of mixed-mode can be achieved by means of different geometry configurations. The research has been performed on a novel cementitious material, alkali-activated concrete. Its main advantage is that it is environment-friendly. On the other hand, its fracture mechanical properties, as of yet, have not been described sufficiently. Therefore, a fracture analysis has been performed. The crack deflection under three point bending conditions has been investigated numerically as well as experimentally. The numerical approach is based on a combination of the common finite element analysis and a multi-parameter form of the maximum tangential stress criterion. This generalized method is suitable especially for materials with specific (elasto-plastic, quasi-brittle etc.) fracture behaviour. The over-deterministic method together with the Williams expansion is applied to approximate selected stress tensor components around the crack tip. In this work, the influence of the eccentric crack is also discussed. In the conclusions, several recommendations about using single-parameter/multi-parameter fracture mechanics are stated.

3

Evaluation of Surface Crack Propagation in Railway Cast Iron Brake Discs

Jüngst Mateusz, Sawczuk Wojciech, Kominowski Julian

Journal of Mechanical and Transport Engineering

|

2019

|

Vol. 71, No 2

5--14

EN

The article discusses the issue of crack propagation occurring in the surface of friction rings of spheroidical cast iron brake discs for railway applications. The first part describes the mechanism of crack formation as well as the maintenance procedures in the area of assesing technical condition of brake discs. Because most of used procedures do not include measurements of the depth of cracks which are important for assessment of the actual condition, the next part describes the testing method using a potential probe. On the basis of conducted measurements of model brake disc with significant surface damage, the mechanism of crack propagation have been defined and a mathematical model allowing to estimate the depth of crack have been developed.

PL

W artykule omówiono problem propagacji pęknięć zachodzącej na powierzchni pierścieni ciernych żeliwnych tarcz hamulcowych dla kolejnictwa. W pierwszej części opisano mechanizm formowania się pęknięć oraz procedury obsługi obejmującej ocenę stanu technicznego tarcz hamulcowych. Ponieważ większość procedur nie obejmuje pomiarów głębokości pęknięć pozwalających na faktyczną ocenę stanu technicznego tarczy w tym aspekcie, w kolejnej części opisano procedura pomiarowa z użyciem sondy potencjałowej. Na podstawie przeprowadzonych badań głębokości pęknięć wybranych tarcz hamulcowych, zdefiniowano mechanizm propagacji pęknięcia i opracowano model matematyczny pozwalający na oszacowanie głębokości pęknięcia w zależności od jego długości.

4

Prediction of transport vehicles’ durability with consideration of corrosive surface cracks propagation in structural elements

Droździel P., Popovych P., Vitenko T., Shevchuk O., Zolotyi R., Kononchuk O.

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2018

|

z. 101

47--57

EN

Support frameworks of transport vehicles operate under varying terrain conditions under the influence of extreme climate and corrosive environments. When transporting cargo, dust is deposited on the surface of metal structures. The combination of dust and moisture creates an aggressive environment resulting in intense corrosion damage. The damage is caused by the defects of corrosion pitting, which occur on the surface and transform into corrosion cracks. Based on energy approaches, with the application of well-known results for the mathematical description of electrochemical reactions and the principles of fragile fracture mechanics, an analytical model of durability is proposed for the first time. The model determines the residual life of maximum loaded elements of undercarriages with surface cracks under the action of dynamic loads and corrosive environments. For this case, a set of mathematical relations in the form of a non-linear differential equation was developed, as well as the initial and final conditions for determining the life of vehicles’ structural elements with corrosive surface cracks. The analytical model implementation is proven by solving the problem of determining the residual life of a vehicle’s element, i.e., a steel plate, weakened by a semi-elliptical surface crack, which is under the action of dynamic loads in a 3% sodium chloride solution. The insignificant increase in the crack’s initial size is proven to greatly reduce the period of its subcritical growth. The developed model was applied to define the residual life of thin-walled elements of structures with surface cracks.

5

Ocena propagacji pęknięć powierzchniowych kolejowych tarcz hamulcowych

Jüngst M., Sawczuk M.

Problemy Kolejnictwa

|

2017

|

Z. 175

29--35

PL

Układ kolejowego hamulca tarczowego, poddawany w trakcie eksploatacji dużym obciążeniom dynamicznym i termicznym, ulega różnym procesom zużyciowym zwłaszcza w obszarze pary ciernej. Jednymi z najczęściej występujących uszkodzeń są pęknięcia powierzchniowe tarczy hamulcowej. Mają one różną długość i zwykle pojawiają się znacznie szybciej, niż liniowe zużycie grubości pierścienia ciernego w wyniku współpracy z okładziną. Ich pojawienie się zwykle wymusza wcześniejszą wymianę lub regenerację tarczy przez jej przetoczenie, co generuje dodatkowe koszty dla eksploatującego pojazd kolejowy. W artykule oceniono pęknięcia powierzchniowe kolejowych tarcz hamulcowych i opracowano metodę szacowania ich głębokości.

EN

The system of railway disc brake, because of transferring high dynamic and thermal loads during the exploitation process, undergoes various wear processes especially in the area of the friction pair. Ones of the most common defects to the disc surface are surface cracks. They vary in length and usually appear much faster than linear wear on the friction ring caused by cooperation with brake lining. Their occurrence usually enforces a faster replacement or regeneration of the disc, which generates additional costs for the operator of a railway vehicle. The aim of the article is evaluation of the surface cracks of railway brake discs in terms of estimation of their depth.

6

Effect of microstructural banding in hot-work tool steel on thermal expansion anisotropy

Pawłowski B., Bała P., Dziurka R., Krawczyk J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2013

|

Vol. 56, nr 1

14--19

EN

Purpose: The objective of the present work was to study the effect of the microstructural banding on the thermal anisotropy of hot-work tool steel used for die for aluminium alloy die-casting. In particular, the major purpose of this research was to find possible correlation between geometrically oriented thermal expansion coefficient values and the presence of number of parallel cracks on the working surface of die. Design/methodology/approach: The studies were performed on the specimens which were cut from the failed prematurely die along the three axes of the coordinate system (X-axe was parallel to the cracks direction). Macroscopic, metallographic, SEM and dilatometric examination were made. Findings: Surface cracks of die are parallel to the microstructural banding orientation. Differences in the values of thermal expansion coefficient determined along the three axes of the coordinate system probably promote cracks propagation direction. Research limitations/implications: Studies were performed on the single prematurely failed die for economic reason. This work findings should be compared to the similar examinations results obtained for the another failed dies. Practical implications: The incorrect microstructural banding orientation of the die core and related differences in the values of thermal expansion coefficient promote crack propagation. Originality/value: This show the relationship between microstructural banding and the thermal anisotropy of hot-work tool steel used for die for aluminium alloy die-casting.

7

Opracowanie półprzemysłowej technologii chłodzenia natryskowego, w oparciu o symulacje laboratoryjne i próby przemysłowe w celu ograniczenia pęknięć powierzchniowych na wlewkach COS

Marcisz J., Mazur A., Zdonek B., Burian W., Wittchen W.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2009

|

T. 61, nr 1

53-57

PL

Celem pracy było określenie możliwości uzyskania zmodyfikowanej strukturalnie warstwy przypowierzchniowej o odpowiednich właściwościach plastycznych na skutek dodatkowego chłodzenia wlewków ciągłych podczas ich odlewania przed klatką odginającą oraz opracowanie wytycznych do technologii chłodzenia wlewków po wyjściu z pierwszej klatki odginającej. Na podstawie prób przemysłowych, symulacji numerycznych i prób laboratoryjnych chłodzenia natryskowego opracowano półprzemysłową technologię dodatkowego chłodzenia podczas ciągłego odlewania przed odginaniem pasma w zakresie: rodzaju dysz chłodzących, liczby dysz chłodzących, parametrów mediów chłodzących, odległości dysz f: odścian wlewka dla wytypowanego gatunku stali i parametrów odlewania. Istotnym elementem technologii chłodzenia jest uzyskanie zmodyfikowanej mikrostrukturalnie warstwy o odpowiedniej grubości na obwodzie wylewka. W wyniku realizacji pracy opracowano koncepcję prototypu urządzenia do chłodzenia wlewków przed odginaniem pasma oraz koncepcję urządzenia do dodatkowego chłodzenia wlewków pomiędzy klatkami odginająco-prostującymi II i III. Umiejscowienie dodatkowego chłodzenia w tym miejscu stwarza możliwości uzyskania warstwy o zmodyfikowanej mikrostrukturze o znacznie większej grubości w porównaniu do możliwości układu zainstalowanego przed odginaniem.

EN

The purpose of the work was to determine the possibilities of obtaining the structurally modified surface layer with relevant plastic properties as a result of extra cooling of cast strands during casting upstream of the unbending stand and to develop the guidelines on technology for cooling strands upon leaning the first unbending stand. Based on the industrial tests, numerical simulations and laboratory tests of spray cooling the semi-industrial technology for extra cooling during the continuous casting before band deflection was developed with regard to: type of cooling nozzles, number of cooling nozzles, parameters of cooling media, distance of nozzles from ingot walls for specific steel grade, and casting parameters. The essential element of the cooling technology is to obtain the microstructurally modified layer with relevant thickness at strand circumference. As a result of the work the prototype construction of equipment for cooling of continuous strands before band deflection and the concept of equipment for extra cooling of strands between the deflecting-straightening stands II and III was developed. Locating the extra cooling at this point creates the possibilities to obtain a layer with modified microstructure and much higher thickness as compared to that provided by the system installed before deflection.

8

Opracowanie podstaw technologii chłodzenia natryskowego w celu ograniczenia pęknięć powierzchniowych na wlewkach COS

Marcisz J., Mazur A., Zdonek B., Żak A., Wittchen W.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2008

|

T. 60, nr 2

53-55

PL

Celem pracy było opracowanie podstaw technologii chłodzenia natryskowego modyfikującego strukturę warstwy przypowierzchniowej wlewków ciągłych, prowadzącego do zmniejszenia ilości i głębokości pęknięć powierzchniowych oraz określenie wytycznych do technologii przemysłowej dla wybranych grup gatunkowych stali i formatów wlewków. Przeprowadzono laboratoryjne próby natryskowego schładzania powierzchni odcinków wlewków ciągłych w celu opracowania parametrów chłodzenia wlewków COS oraz założeń do zaprojektowania i wykonania prototypu urządzenia do schładzania. Wykonano symulację numeryczną ciągłego odlewania z krótkotrwałym schładzaniem i ponownym nagrzewaniem warstwy powierzchniowej wlewków (320x270 mm) dla wytypowanego gatunku stali. Końcowym etapem pracy była przemysłowa próba schładzania powierzchniowego wlewków 320x270 mm na jednej żyle urządzenia COS z zastosowaniem zaprojektowanego i wykonanego w ramach pracy prototypu urządzenia oraz badania strukturalne weryfikujące skuteczność zastosowanego dodatkowego chłodzenia. Wyniki badań metalograficznych przypowierzchniowej warstwy wlewka ciągłego poddanego dodatkowemu chłodzeniu przed klatką ciągnąco-prostującą wykazały, że dla zastosowanego układu dysz chłodzących uzyskano modyfikację warstwy przypowierzchniowej wlewka ciągłego na głębokości max ok. 3 mm. Grubość warstwy zmodyfikowanej jest zgodna z obliczeniami numerycznymi. Zmodyfikowana struktura składa się z rozdrobnionych ziarn ferrytu i kolonii perlitu bez obecności niekorzystnych kolumnowych ziarn austenitu pierwotnego. W zmodyfikowanej warstwie przypowierzchniowej nie występowały mikropęknięcia.

EN

The purpose of the work was to develop the basis for technology for spray cooling to modify the structure of the surface layer of cast strands, leading to reduction in the number and depth of surface cracks and determination of the guidelines for industrial technology for selected groups of steel grades and formats of cast strands. The laboratory tests of spray cooling the surface of cast strand sections were carried out to develop the cast strand cooling parameters and assumptions to design and make the prototype of cooling device. The numerical simulation of continuous casting with short-term cooling followed by heating of the surface layer of cast strands (320x270 mm) was carried out for the designated steel grade. The final stage of the work was the industrial test of surface cooling of 320x270 mm cast strands conducted on one strand of the continuous casting machine using the prototype of the device designed and made as a part of this work and the structural tests to verify the efficiency of the applied additional cooling. The results of metallographic examinations of surface layer of the cast strand subject to additional cooling before the unbending stand showed that for the applied system of cooling nozzles the modification of the cast strand's surface layer was obtained at a maximum depth of approx. 3 mm. Thickness of the modified layer is in conformity with numerical calculations. The modified structure consists of refined ferrite grains and pearlite colonies without the presence of unfavourable columnar grains of original austenite. In the modified surface layer, there were no micro-cracks.