Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Diagnostics of concrete elements after the fire

Plechawski S., Fic S. B.

Structure and Environment

|

2018

|

Vol. 10, no. 3

223--236

EN

The paper presents selected methods for determining the influence of fire on the load capacity of concrete elements - diagnostics and damages arising after application of fire temperatures. The subject may not seem new in terms of the well-known drop in the strength of concrete in fire conditions, but an important aspect discussed in the paper is the fracture toughness of concrete depending on high temperatures. Destructions, caused by fire temperatures, affects the physical and mechanical properties of concrete, and their size can be assessed using the stress intensity factor. According to our own research, the critical stress intensity factor KIC of concrete decreases faster than the dynamic modulus of elasticity, and also faster than compressive and tensile strength. The paper describes selected methods of diagnostics of construction elements from concrete damaged by fire.

PL

W referacie przedstawiono wybrane metody określania wpływu pożaru na nośność elementów betonowych - diagnostykę oraz uszkodzenia powstające po aplikacji temperatur pożarowych. Temat może nie wydaje się nowy w aspekcie, powszechnie znanego spadku wytrzymałości betonu w warunkach pożarowych, jednak istotnym zagadnieniem poruszonym w referacie jest odporność betonu na pękanie w zależności od wysokich temperatur. Destrukcje powstałe pod wpływem temperatur pożarowych wpływają na właściwości fizykomechaniczne betonu, a ich wielkość może być oceniana za pomocą współczynnika intensywności naprężeń. Z badań własnych wynika, że krytyczny współczynnik intensywności naprężeń KIC betonu zmniejsza się szybciej niż dynamiczny moduł sprężystości Edyn, a także szybciej niż wytrzymałość na ściskanie i rozciąganie. W referacie opisano wybrane metody diagnostyki elementów konstrukcyjnych z betonu, uszkodzonych przez pożar.

2

Analiza destrukcyjnego wpływu nasączenia wodą na parametry wytrzymałościowe betonów poddanych warunkom pożarowym

Zegardło B., Ogrodnik P.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2016

|

Vol. 41, nr 1

27--35

PL

Cel: Celem artykułu było przedstawienie wyników badań betonu skomponowanego z użyciem odpadów ceramiki sanitarnej, jako kruszywa w aspekcie odporności na działanie wysokich temperatur. Znormalizowane próbki betonowe zostały poddane wstępnemu nasączeniu wodą a następnie wygrzane zgodnie z założonym rozkładem „temperatura-czas”. Autorzy artykułu opierając się na wcześniejszych doświadczeniach uzyskali beton o podwyższonej odporności na warunki pożarowe jednocześnie odporny na zjawisko eksplozyjnego odpryskiwania. Metody: Próbki betonowe do badań wytrzymałościowych zostały zaprojektowane w oparciu o cement glinowy i kruszywo na bazie stłuczki ceramicznej. Pierwszą seria próbek poddano nasączeniu poprzez całkowite zanurzenie w wodzie na okres 5 minut po wyjęciu poddano je wstępnemu osuszeniu przez 10 minut. Próbki drugiej serii przebywały zanurzone całkowicie w wodzie przez okres 12 godzin a następnie jak poprzednie zostały wstępnie osuszone. Tak przygotowane próbki umieszczono w średniotemperaturowy piec komorowy typu PK 1100/1 a następnie rozpoczęto proces grzewczy zgodnie z założonym rozkładem „temperatura-czas” aż do osiągnięcia temperatury 1000°C. Badania wytrzymałościowe próbek prowadzono po 30 dniach od ich wygrzewania. Wyniki: Uzyskane wyniki badań potwierdziły znaczący wpływ warunków wilgotnościowych w jakich przebywały próbki betonowe a następnie oddziaływania wysokiej temperatury na ich wytrzymałość. Beton porowaty zaprojektowany w oparciu o doświadczenia projektowania betonów ogniotrwałych po poddaniu wygrzewaniu symulującemu warunki pożarowe cechował się wytrzymałością na ściskanie rzędu 27 MPa. Ten sam beton po zanurzenie w wodzie na okres 5 minut a następnie wygrzaniu uzyskał średnią wytrzymałość 6,42 MPa. Natomiast beton poddany nasączaniu przez okres 12 godzin posiadał średnią wytrzymałość na ściskanie równą 5,79 MPa. Pomimo tego ze próbki poddawane były tym samym zabiegom wytwórczym i pielęgnacyjnym z powodu ich niestandardowej porowatej struktury jak pokazało ważenie wchłaniały różne porcje wody. Przyczynę takiego stanu rzeczy upatruje się w stosunkowo dużej nasiąkliwości samego kruszywa ceramicznego. Jednocześnie podczas wygrzewania do temperatury 1000°C we wszystkich przebadanych próbkach nie zaobserwowano eksplozyjnego odpryskiwania betonu porowatego. Wnioski: Wyniki przeprowadzonych badań dowodzą jak bardzo destrukcyjnym czynnikiem może być wilgotność dla betonu, który poddany jest warunkom pożarowym. Jako przyczynę tej sytuacji upatruje się zjawisko naruszania struktury kompozytu przez zawartą w porach wodę, która zwiększa swoją objętość podczas nagrzewania. Szczególnym wnioskiem z przeprowadzonych badań jest fakt konieczności każdorazowej oceny parametrów wytrzymałościowych elementów betonowych które poddane były oddziaływaniu pożaru. Elementy takie bowiem pomimo zachowania swoich cech zewnętrznych, spoistości niezmiennej struktury i postaci mogą posiadać znacząco niższe parametry wytrzymałościowe co można jedynie określić podczas badań laboratoryjnych.

EN

Aim: The purpose of this paper is to present the results of a study involving concrete, containing sanitary ceramic waste as an aggregate, in context of resistance properties to high temperatures. Standardized concrete specimens were subjected to initial saturation with water and subsequently exposed to a heating process according to a predefined “temperature-time” schedule. Based on the previous experiments, the authors obtained a concrete with increased resistance to the effect of fire and, simultaneously, resistant to effects of thermal spalling. Methods: Concrete specimens used for strength studies were developed using alumina cement mixed with sanitary ceramics waste aggregate. The first batch of specimens were saturated by complete submersion in water for a period of 5 minutes. Subsequently, the removed specimens were dried for 10 minutes. A second batch of specimens was fully submerged for 12 hours, and similarly to the first batch, the specimens were dried. Next, the prepared specimens were placed in a PK 1100/1 type medium range temperature furnace. The heating process was initiated at a predefined “temperature-time” schedule, until a temperature of 1000°C was achieved. Durability tests were performed 30 days after heating. Results: The derived test results verified the significant impact of moist conditions, in which concrete specimens were placed and secondly, the high temperature impact on the specimen durability. A porous concrete prepared based on the design experiences of refractory concrete after heating, which simulated fire conditions, was characterised by a compressive strength of 27 MPa. For the same concrete after submersion in water for 5 minutes and heating, the average strength value was 6.42 MPa. While for the concrete saturated for 12 hours the obtained compressive strength value was 5.79 MPa. Although specimens were subjected to the same manufacturing treatments and care, they absorbed different amounts of water. This was revealed by weighing and is attributable to their non-standard porous structure and significantly high absorption level of ceramic aggregate. The specimens were heated to 1000°C and no thermal spalling was observed for all tested specimens. Conclusions: Study results reveal the destructive impact that moisture can have on concrete, when exposed to the influence of fire. The cause of such a development is perceived to stem from the disturbance caused to the composite structure by the ingress of water, which increases in volume during the heating process. From a performed experiment it is evident that there is a need to conduct an evaluation of durability for all concrete elements, which are exposed to the influence of fire. Such elements, despite constancy associated with their external features, apparent invariable structure and form, in fact can have significantly lower durability parameters, which can only be revealed during laboratory tests.

3

Reliability of the thermal treated timber and wood-based materials in high temperatures

Pieniak D., Ogrodnik P., Oszust M., Niewczas A.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2013

|

Vol. 15, no. 1

18-24

EN

Existing wood and wood-based materials have had several drawbacks limiting their use, which in consequence resulted in replacing them by other materials. The most significant problems were limitations regarding maximum dimensions of the components cross - section and capabilities of manufacturing of the large-scale components. Durability and flammability of surfaces were the limiting factors as well. Nowadays, thermally treated wood and wood composites are more and more commonly used in the engineering constructions, such as: glued laminated timber (GL), laminated veneer lumber (LVL) and thermally treated timber (TT). The timber undergoes a process of thermal degradation. In high temperatures timber structure is subject to simultaneous influence in the form of forces and thermal impacts. These factors influence stress distribution in the wood structure and limit its load capacity, reflecting structure decohesion. The aim of the presented studies was to determine impact of increased temperatures on strength of the wood materials and wood-based composites. Additionally, based on the results of the strength studies, analysis of the probabilisty of survival in high temperatures was performed. Samples used in the static bending strength studies were made of the laminatem veneer lumber - LVL, glued laminated pine timber - GL, and thermally treated - TT and non-treated spruce timber - NTT. The samples were in a cuboidal shape with dimensions of 20x20x300 mm. The evaluation of bending strength was performed by means of the universal strength device - FPZ 100/1 (VEB Thuringer Industriewerk Rauenstein, Germany). Fire temperatures conditions were simulated by blowing hot air (GHG 650 LCE). The studies were conducted in the following temperature ranges: 20, 50, 100, 150, 200 and 230 ±C. Based on the obtained results a reliability analysis was performed. For the analysis a two-parameter Weibull distribution was applied. In case of materials with laminated structure - LVL and GL, an increase in standard deviation of the results of bending strength in the successive temperature ranges has been observed. Higher values of shape parameter c of Weibull distribution have been demonstrated for TT spruce timber (the highest c = 5.58) and NTT (the highest c = 3.31).

PL

Dotychczasowe materiały drewniane i drewnopochodne miały wiele wad ograniczających ich zastosowanie, co prowadziło do zastępowania ich innymi. Największy problem stanowiły ograniczenia, co do maksymalnych wymiarów przekroju elementów oraz możliwości wykonywania elementów o znacznych rozpiętościach, również trwałość powierzchni a także łatwopalność ograniczały zastosowanie. Obecnie w konstrukcjach inżynierskich coraz częściej wykorzystuje się drewno modyfikowane termicznie oraz materiały drewnopochodne m.in. drewno klejone warstwowo (GL), drewno fornirowane warstwowe (LVL) oraz drewno modyfikowana termicznie (TT). Drewno jest materiałem ulegającym termicznej degradacji. W warunkach oddziaływania wysokich temperatur konstrukcja drewniana jest poddana jednoczesnym wymuszeniom w formie sił oraz oddziaływaniom termicznym. Oddziaływanie tych dwóch czynników wpływa na rozkład naprężeń w strukturze drewna oraz ogranicza nośność konstrukcji, powodując de kohezję struktury. Celem prezentowanych badań było określenie wpływu podwyższonych temperatur na wytrzymałość materiałów drewnianych i drewnopochodnych. Ponadto, na podstawie wyników badań wytrzymałości przeprowadzono analizę prawdopodobieństwa przetrwania w podwyższonych temperaturach. Próbki do badań wytrzymałości na zginanie statyczne zostały wykonane z drewna fornirowego warstwowego - LVL, drewna sosny pospolitej klejonego warstwowo - GL oraz drewna świerkowego poddanego - TT i niepoddanego modyfikacji termicznej - NTT, w formie prostopadłościanów o wymiarach 20x20x300mm. Oceny wytrzymałości na zginanie dokonano na uniwersalnej maszynie wytrzymałościowej FPZ 100/1 (VEB Thuringer Industriewerk Rauenstein, Germany). Temperatury środowiska pożaru symulowano za pomocą nawiewu gorącego powietrza (GHG 650 LCE). Oceny dokonywano w zakresach temperatur: 20, 50, 100, 150, 200, 230±C. Uzyskane wyniki posłużyły ocenie niezawodności. W analizie wykorzystano dwuparametrowy rozkład Weibulla. W przypadku materiałów o strukturze laminowanej - LVL i GL zaobserwowano wzrost odchylenia standardowego wytrzymałości na zginanie w kolejnych zakresach temperatur. Wyższe wartości parametru kształtu c Rozkładu Weibulla zostały wykazane dla świerku TT (najwyższe c = 5.58) i NTT(najwyższe c = 3.31).

4

Badanie wpływu temperatur występujących w czasie pożaru oraz szokowego chłodzenia na przyczepność stali B500SP i BSt500S do betonu

Bednarek Z., Ogrodnik P., Kamocka-Bronisz R., Bronisz S.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2013

|

Nr 1

67-73

PL

Artykuł prezentuje wyniki badań wpływu temperatur występujących podczas pożaru na przyczepność stali do betonu oraz oszacowanie tego wpływu na spadek przyczepności. W pracy przedstawiono wyniki badań przyczepności stali żebrowanej B500SP oraz BSt500S do betonu C30/37 w warunkach popożarowych (badanie "na zimno") z uwzględnieniem różnych warunków stygnięcia - w tym szokowego chłodzenia wodą w czasie akcji gaśniczych konstrukcji oraz w trakcie trwania pożaru (badanie "na gorąco"). We wszystkich przebadanych przypadkach stwierdzono znaczący spadek przyczepności na skutek oddziaływania wysokich temperatur. Przedmiot badań jest ściśle związany z bezpieczeństwem konstrukcji budowlanych w czasie trwania pożaru, jak i z oceną ich dalszego użytkowania po przebytym pożarze w wyniku prowadzenia działań gaśniczych. Badania realizowano w ramach projektu pt. "Innowacyjne środki i efektywne metody poprawy bezpieczeństwa i trwałości obiektów budowlanych i infrastruktury transportowej w strategii zrównoważonego rozwoju" POIG.01.01.02-10-106/09-01.

EN

The paper presents results from the research of fire temperatures influence on steel-concrete bond and the estimation of this influence on bond reduction. In this paper the bond test results for ribbed steel B500SP and BSt500S to C30/37 concrete in the after-fire conditions ("cold test") including various cooling conditions - therein shock cooling by water in the course of construction extinguishing actions and in the fire ("hot test") has been described. In all studied cases a significant reduction of bond was stated as a result of high temperatures. The research subject is closely related to the construction structures safety during the fire and the after-fire construction structures usability resulting from conducted extinguishing actions. The research has been carried out as part of project: "Innovative measures and effective methods of improving the safety and the durability of buildings and transport infrastructure in the sustainable development strategy" POIG.01.01.02-10-106/09.-01.

5

Degradacja kompozytu konstrukcyjnego LVL w warunkach jednoczesnego oddziaływania obciążeń statycznych i wysokich temperatur

Pieniak D., Kordos P.

Postępy Nauki i Techniki

|

2011

|

nr 9

159-166

PL

Kompozyt na bazie klejonego drewna fornirowanego (LVL) są materiałami coraz częściej wykorzystywanymi w budownictwie. Kompozyt tego typu charakteryzuje się nieco innymi parametrami niż lite drewno, w szczególności istotna jest ich wytrzymałość i charakter anizotropii tych właściwości. W przypadku większość materiałów konstrukcyjnych oddziaływanie temperatur w warunkach pożaru ma wpływ na ich degradację, przejawiającą się utratą wytrzymałości. Celem prezentowanych w artykule badań była ocena wpływu temperatur środowiska pożaru na degradację właściwości wytrzymałościowych kompozytu LVL. Wykazano, że degradacja wytrzymałość na ściskanie kompozytu LVL postępuje systematycznie w kolejnych przedziałach temperatury.

EN

Composites based on laminated veneer lumber (LVL) are more and more commonly used in the building industry. Such composites have a slightly different characteristics compared to a solid wood, particularly with regards to their strength and anisotropy of the properties. In case of majority of construction materials, temperatures impact in the conditions of fire results in degradation process, manifested by the loss of strength. The objective of studies presented in this paper, was the evaluation of fire temperatures impact on the degradation of strength properties of LVL composite. It has been demonstrated that degradation of the compression strength of LVL composite proceeds successively in the subsequent temperature ranges.

6

Badanie spadku wytrzymałości drewna świerkowego modyfikowanego termicznie w warunkach temperatur pożarowych

Oszust M., Pieniak D., Ogrodnik P., Dec. L.

Drewno : prace naukowe, doniesienia, komunikaty

|

2011

|

vol. 54, nr 185

97-108

PL

Modyfikowanie termiczne drewna jest jedną z nowych technologii mających na celu poprawę jego właściwości. Drewno modyfikowane termicznie (TT) charakteryzuje się innymi parametrami użytkowo-estetycznymi niż drewno naturalne niemodyfikowane (NTT). Celem badań była ocena wpływu temperatur występujących w środowisku pożaru na zmiany wytrzymałości drewna świerkowego modyfikowanego termicznie. Badania zostały wykonane na specjalnie zaprojektowanym stanowisku badawczym z możliwością oddziaływania wysokich temperatur. Określono wartości wytrzymałości przy rozciąganiu, ściskaniu oraz zginaniu w temperaturach normalnych i pożarowych. Zaprezentowano analizę porównawczą spadku wytrzymałości drewna świerkowego TT i drewna świerkowego NTT. Wykazano istotny wpływ temperatur pożarowych na spadek wytrzymałości badanego drewna, postępujący w kolejnych przedziałach temperatur.

EN

Thermal modification of timber is one of the new technologies aiming at the improvement of timber properties. Thermally modified timber (TT) has different aesthetic and utility parameters compared to non-modified timber (NTT). The objective of this study was the assessment of the influence of temperatures present in fire conditions on the immediate changes in strength of thermally modified spruce timber. Tests were made at a dedicated test stand equipped with a possibility of producing impact with high temperatures. The values of tensile strength, compression strength and bending strength in normal and fire temperatures conditions were determined. This paper presents a comparative analysis of the strength loss of TT spruce timber and NTT spruce timber. The study confirmed a significant influence of fire temperatures on the strength loss of tested timber in chosen ranges of increasing temperatures.

7

Niezawodność w wysokich temperaturach klejonego warstwowo drewna sosny pospolitej w zakresie wytrzymałości na zginanie statyczne

Pieniak D., Ogrodnik P., Oszust M., Dec L.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2011

|

Nr 3

63-68

PL

Drewno klejone ze względu na swoje właściwości, jest coraz częściej wykorzystywane. Technologia ta umożliwia wytworzenie elementów konstrukcyjnych o dużych przekrojach poprzecznych i znacznych rozpiętościach. Drewno klejone warstwowo, po odpowiedniej obróbce powierzchni i zachowaniu parametrów przekroju jest materiałem słabo rozprzestrzeniającym ogień, a dodatkowo impregnowane jest materiałem nierozprzestrzeniającym ognia. Pomimo to, drewno w wysokich temperaturach traci swoje właściwości, a co za tym idzie najprawdopodobniej spada jego wytrzymałość. W badaniach własnych dokonano analizy wytrzymałości na zginanie statyczne drewna klejonego w wysokich temperaturach, zbliżonych do temperatur pożaru. Na podstawie uzyskanych wyników określono prawdopodobieństwo zniszczenia elementu konstrukcji obciążonego statycznie w kolejnych przedziałach temperaturowych. Wykazano znaczący spadek niezawodności drewna klejonego oraz zaobserwowano zwiększoną dynamikę wzrostu poziomu zagrożenia po przekroczeniu temperatury 150[stopni]C.

EN

Due to its properties glued timber is a commonly used material nowadays. Such technology enables production of the structural elements with large cross-sections and considerable span. The glued laminated timber after a proper surface treatment and with the preserved cross-section parameters, is a low fire spreading material, moreover it is additionally treated with a fire retardant. In spite of this, timber loses its properties in high temperatures, which most probably results in the strength reduction. In the conducted studies static bending strength analysis of the glued laminated timber in high temperatures, close to the fire conditions, was performed. Based on the obtained results, probability of failure of the structural element statically loaded, in the subsequent temperature ranges, was estimated. A significant reliability decrease of the glued laminated timber and dynamic of the hazard level growth has been observed after exceeding 150[degrees]C.

8

Badania wpływu podwyższonych temperatur na wytrzymałość drewna modyfikowanego termicznie

Ogrodnik P., Pieniak D.

Logistyka

|

2010

|

nr 6

PL

Drewno ze względu na swoje właściwości jest wykorzystywane w konstrukcjach inżynierskich. Często drewno naturalne poddawane jest modyfikacjom, których celem jest m.in. poprawa jego właściwości estetycznych i technologicznych. Modyfikacja termiczna drewna umożliwia poprawę tych właściwości. Konstrukcje zawierające struktury tego typu tak jak większość innych narażone są na ryzyko wystąpienia pożaru. W przypadku większość materiałów konstrukcyjnych oddziaływanie temperatur w warunkach pożaru ma wpływ na ich degradację, przejawiającą się utratą wytrzymałości. Celem prezentowanych w artykule badań była ocena porównawcza wpływu temperatur środowiska pożaru na wytrzymałość drewna świerkowego poddanego i niepoddanego modyfikacji termicznej.

EN

On account of its properties, wood is used in temporary structures. Natural wood is often modified to improve its esthetic and technological features. One of such a method is thermal modification. Constructions including wood are also exposed to the fire risk. Significant decrease of the strength is often the result of high temperature affecting in most cases of structural materials. The main purpose of the experiments presented in this paper was a comparative evaluation of the influence of fire temperature on the strength of spruce wood modified and unmodified thermally.

9

Badanie spadku przyczepności stali do betonu w warunkach termicznych pożarów

Bednarek Z., Ogrodnik P.

Budownictwo i Architektura

|

2008

|

vol. 2, nr 1

5-18

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu temperatur występujących podczas pożaru na przyczepność stali do betonu oraz oszacowanie tego wpływu na spadek przyczepności pomiędzy stalą zbrojeniową i betonem, w warunkach pożaru oraz po przebytym pożarze. W pracy przedstawiono wyniki badań przyczepności stali gładkiej St3S oraz żebrowanej 18G2 do betonu C16/20 i C40/50 w warunkach popożarowych oraz w trakcie trwania pożaru. We wszystkich przebadanych przypadkach stwierdzono istotny spadek przyczepności betonu do stali zbrojeniowej na skutek oddziaływania temperatur pożarowych. Udowodniono, że występują istotne różnice przy badaniu przyczepności po pożarze oraz podczas trwania pożaru, które świadczą o częściowym nawrocie przyczepności.

EN

The article presents results from the research into fire temperature influence on steel-concrete bond and on the bond reduction for both in-fire and after-fire status. Bond tests and its results for materials St3S, 18G2 reinforced steel and C16/20, C40/50 concrete, have been described in the article both for in fire and after-fire conditions. All tests have shown a significant reduction of steel-concrete bond as a result of fire temperature. It was proven, that significant bond differences exist between in-fire and after-fire tests, what demonstrate that the bond is regained partially after the exposure.