Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Utilization of textile denim sludge waste in high load-bearing structural applications

Beg Tahreem, Siddiqui Muhammad Owais Raza, Butto Muhammad Aslam, Iqbal Kashif, Sun Danmei

Polimery

|

2022

|

Vol. 67, nr 7-8

298--307

EN

The paper presents the results of research on the utilization of textile denim sludge waste, which was used to obtain concrete and mortar. For this purpose, cement and sand were replaced with the powdered sludge in the amount of 5 and 10 wt. The sludge was initially analyzed by FTIR and XRD to identify functional groups and chemical composition, respectively. Replacing sand with sludge resulted in a significant reduction in the concrete compressive and flexural strength (> 50%). Significantly better results were obtained by replacing cement with 5 wt% of sludge. In this case, the concrete compressive strength decreased by only 14%, and the flexural strength by 15%.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące utylizacji odpadów szlamowych z dżinsu tekstylnego, których użyto do otrzymywania betonu i zaprawy murarskiej. W tym celu cement i piasek zastąpiono sproszkowanym szlamem w ilości odpowiednio 5 i 15% mas. Osad poddano wstępnej analizie za pomocą FTIR i XRD w celu zidentyfikowania odpowiednio grup funkcyjnych i składu chemicznego osadu. Zastąpienie piasku szlamem spowodowało znaczne zmniejszenie wytrzymałości betonu na ściskanie i zginanie (> 50%). Znacznie lepsze wyniki uzyskano zastepując cement szlamem. W tym przypadku wytrzymałość betonu na ściskanie zmniejszyła się tylko o 14%, a wytrzymałość na zginanie o 15%.

2

Determination of State Variables in Textile Composite with Membrane During Complex Heat and Moisture Transport

Korycki Ryszard

Autex Research Journal

|

2022

|

Vol. 22, no. 3

328--334

EN

The cotton-based composite is equipped with a single/double semipermeable membrane made of polyurethane (PU) (100%), which blocks liquid transport to the surrounding environment. The complex problem analyzed involves the coupled transport of water vapor within the textile material, transport of liquid water in capillaries, as well as heat transport with vapor and liquid water. The problem can be described using the mass transport equation for water vapor, heat transport equation, and mass transport equation for liquid moisture, accompanied by the set of corresponding boundary and initial conditions. State variables are determined using a complex multistage solution procedure within the selected points for each layer. The distributions of state variables are determined for different configurations of membranes.

3

Warstwowy wielofunkcyjny kompozyt tekstylny w hydroizolacji konstrukcji betonowych

Szafran Krzysztof

Zeszyty Naukowe. Włókiennictwo / Politechnika Łódzka

|

2018

|

z. 74

67--86

PL

Tematem rozprawy doktorskiej jest Warstwowy wielofunkcyjny kompozyt tekstylny w hydroizolacji konstrukcji betonowych, który stanowi naukowe podejście do nowego rodzaju przeciwwodnego zabezpieczenia, szczególnie poziomych zewnętrznych konstrukcji betonowych z wykorzystaniem materiałów włókienniczych. Nowa metoda opiera się na materiałach włókienniczych o różnych strukturach funkcjonalnych, które są wszechobecne w zastosowaniach technicznych. Materiały włókiennicze, poza ich podstawową funkcją „odzieżową” znajdują szerokie zastosowanie w różnych obszarach techniki. Zdobyte doświadczenie i pozyskany stan wiedzy z przeglądu literatury pozwoliły na sformułowanie tezy rozprawy „Możliwe jest opracowanie nowego tekstylnego kompozytu wielofunkcyjnego o własnościach hydroizolacyjnych zapewniającego: (1) bezobsługowy proces konstytuowania betonu nowobudowanym poziomym zewnętrznym elementom architektonicznym o konstrukcji betonowej oraz (2) trwałą i niezawodną jego ochronę przeciwwodną w czasie eksploatacji”. Od kompozytu oczekuje się, aby posiadał doskonałe własności barierowe i był niezawodny w trakcie eksploatacji konstrukcji betonowych, jak również znacznego skrócenia prac budowlanych lub remontowych, co z kolei prowadzi do obniżenia kosztów inwestycji. Kompozyt włókninowy zapewnia bezobsługowy proces dojrzewania betonu, a jego własności drenażowe pozwoliły, jak wykazały badania, zapewnić realizację tego procesu wymaganą w trakcie hydratacji cementu. Z funkcji, jakie ma realizować kompozyt w tej konkretnej sytuacji wynika, że jego struktura ma zapewnić wysokoskuteczne właściwości drenażowe pozwalające odprowadzać nadmiar niezwiązanej z betonem wilgoci w czasie jego dojrzewania. Pełna barierowość jest utrzymywana z kolei przez właściwość powolnego plastycznego odkształcania (osiadania) zmniejszającego porowatość masy drenażowej, powodowanego naciskiem masy warstwy zewnętrznej (wylewki i ewentualnego podłoża). Kompozyt składa się z trzech warstw: Warstwa górna: geowłóknina, która spełnia funkcję ochronną przed uszkodzeniem warstwy barierowej podczas układania kompozytu na betonie konstrukcyjnym, jak również podczas wylewania wylewki na kompozyt. Warstwa środkowa: termoplastyczna folia polietylenowa, która po skonsolidowaniu jej z warstwami górną i dolną zapewnia całkowitą hydro-barierowość kompozytu. Warstwa dolna: geowłóknina o dobrych własnościach drenażowych uzyskiwanych poprzez nadanie jej wysokiej sprężystości i odpowiedniej porowatości. Zadaniem tej warstwy jest odprowadzenie ewentualnego nadmiaru wody, która nie została związana z cementem oraz stworzenie warunków wodnych na powierzchni betonu konstrukcyjnego podobnych jak dla betonu pielęgnowanego w okresie jego dojrzewania. Proponowana technologia skraca czas prac budowlanych o 3 do 4 tygodni. Sposób hydroizolacji z użyciem opracowanego kompozytu barierowego oraz kompozyt barierowy zostały zgłoszone do ochrony w UP RP. Należy również zwrócić uwagę na fakt, że zaproponowana technologia jest całkowicie ekologiczna, gdyż eliminuje stosowanie pap, materiałów bitumicznych (smoły) oraz rozpuszczalników. Ostateczną weryfikację nowej metody hydroizolacji z wykorzystaniem warstwowego wielofunkcyjnego kompozytu tekstylnego zbadano na zbudowanym do tego celu balkonie na jednym z budynków Instytutu Technologii Eksploatacji, gdzie wykonywano badania. Otrzymane wyniki potwierdziły całkowicie barierowość kompozytu i jego niekwestionowaną przydatność w procesie dojrzewania i pielęgnacji betonu oraz niezawodne funkcjonowanie w warunkach rzeczywistego klimatu.

EN

Subject of the doctorate thesis is a “Multilayer, multifunctional textile composite for the hydro-insulation of concrete structures” which constitutes a scientific approach to novel hydro-protection textiles-employing systems primarily suitable to outer horizontal concrete structures. The new method is founded on textile materials with varied functional structures that nowadays are omnipresent in technical applications. Textile materials, aside of they grand role in apparels, have found wide avenues of application in various technical segments. My professional experience and knowledge derived from technical literature have given rise to the following formulation of my thesis: “A chance exists of preparing a novel multifunctional damp-proof composite that would provide: (1) a reliable unmanned curing of the concrete in new built horizontal, outer architecture elements, (2) a permanent, faultless anti-water protection in exploitation”. Demanded of the composite is an excellent barrier function and reliability in the exploitation of the structure as well as a substantial shortening of the construction or renovation works which in turn leads to lower costs involved. The nonwoven composite provides an unmanned curing of the concrete, while its drainage properties ensure, as shown in experiments, a proper run of the curing required in the process of concrete hydration. In the specific case the composite is expected that its structure would provide an efficient drainage which permits the evacuation of excessive unbounded moisture during the concrete maturation. Full barrier properties are maintained as well as the property of a slow plastic deformation (settlement) which causes a decrease of the composite drainage mass porosity by the pressure of outer layers (oversite, subsoil). The composite comprises three layers: Upper layer it is a geotextile nonwoven to play the role of protecting the barrier layer against mechanical damage during the spreading of the composite and casting of the oversite layer. Central layer It is a thermoplastic polyethylene film which, after its consolidation with the upper and bottom layer, constitutes a full water barrier for the composite. Bottom layer It is a geotextile nonwoven with excellent drainage properties imparted by high elasticity and adequate porosity. Role of that layer is to evacuate excessive water that remained unbounded with cement, and to provide water conditions on the surface of the concrete construction like for a cured concrete in its maturation period. The elaborated nonwoven composite provides a high hydro-insulation barrier demanded in the construction of balconies, terraces and loggias, and, at the same time, ensures the retention of water in amount indispensable for concrete maturing. In current practice, the damp-proof layers of the horizontal concrete constructions are put in place after the completion of the concrete maturing. It requires, in the construction works, a quite long time; the process is troublesome and often underestimated by the building people. The proposed composite can be laid onto the concrete construction short after casting. It is, however, recommended to do it after 24 to 48 hours after the concrete has been cast. The concrete construction shall acquire certain strength in that time to protect it against damage when the composite is spread upon it. An oversite layer may be spread promptly on the prepared composite layer. The proposed technology shortens the construction works by 3 to 4 weeks. The method for the damp-proof insulation with the use of the prepared barrier composite and the material itself have been applied for a Polish patent. Noteworthy is that the technology is genuinely environment friendly since, with the new process, the use of the hazardous tar board and solvents is abandoned. The new method of damp-proofing with the use of a multilayer, multifunctional textile composite was eventually verified on a balcony built for that purpose on one of the buildings of the Institute for Sustainable Technologies where the examination was completed. The obtained results fully confirmed the barrier properties of the composite and its unchallenged suitability to the maturing and curing of the concrete, and to a reliable functioning in real climatic conditions.

4

Thermoclinching : a novel joining process for lightweight structures in multi-material design

Gude M., Hufenbach W., Vogel C., Freund A., Kupfer R.

Composites Theory and Practice

|

2014

|

R. 14, nr 3

128--133

EN

In the scope of reduced resource consumption and CO2 emissions, lightweight structures in multi-material-design offer a high potential for use in aviation or automotive applications. Though, to take advantage of the specific structural and functional properties of the different materials of hybrid structures, it is necessary to provide adapted manufacturing and joining technologies. This article presents the development of a new thermoclinching joining process to produce hybrid structures with continuous fiber reinforced thermoplastic composites and metallic components. Based on the principles of staking and the classical clinching process, thermoclinching technology ensures element free and form-closed joints by plastic deformation of the reinforced thermoplastic component. To approve the technological concept of the thermoclinching process, prototypic joints with both reinforced and non-reinforced thermoplastics were produced and experimentally tested, revealing up to 50% higher failure loads of the reinforced joints. In order to understand the generated fiber reorientation during the thermoclinching process and its optimization, the produced joints were analyzed using non-destructive and destructive testing methods such as computed tomography scans and micrograph analysis. It was shown that parts of the textile reinforcement were purposefully relocated into the neck and head area of the joint and thus considerably contribute to the load carrying capacity of the joint. Process simulations are performed to predict the plastic deformation and the resulting fiber orientation during the joining process. Even now, it can be stated that without the necessity to apply any additional joining elements, the developed thermoclinching technology projects a high lightweight potential for future composite structures.

PL

W celu zmniejszenia zużycia energii i emisji CO2 coraz częściej projektuje się lekkie konstrukcje z wykorzystaniem materiałów z różnych grup, których potencjał predestynuje je do stosowania w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym. Jednak, aby wykorzystać wyjątkowe właściwości materiałów hybrydowych, konieczne jest zapewnienie odpowiednio zaprojektowanych metod wytwarzania i łączenia. W niniejszej pracy przedstawiono opracowanie nowego procesu łączenia materiałów pochodzących z różnych grup, np. tworzyw termoplastycznych wzmacnianych włóknami ciągłymi i metali. W oparciu o zasady spęczania i klasycznego procesu zaciskania technologia „thermoclinching” została opracowana w taki sposób, że zapewnia zamkniętą postać połączenia, wykorzystując odkształcenie plastyczne tworzywa termoplastycznego. W celu zweryfikowania koncepcji procesu „thermoclinching” wykonano złącza z tworzyw termoplastycznych zarówno wzmocnionych, jak i niewzmocnionych włóknami ciągłymi. W przypadku materiału wzmocnionego zaobserwowano o ponad 50% wzrost wartości obciążeń, potrzebnych do zniszczenia takiego połączenia, w porównaniu do termoplastu niewzmocnionego. W celu określenia sposobu przemieszczania się włókien podczas procesu „thermoclinching” wykonane złącza przebadano za pomocą zarówno niszczących, jak i nieniszczących metod badania materiałów, m.in. tomografii komputerowej i mikroskopii świetlnej. W pracy pokazano, że część wzmocnienia została celowo przesunięta do środkowej i dolnej części połączenia, przyczyniając się tym samym do zwiększenia nośności połączenia. Wykonano również symulacje komputerowe w celu przewidzenia odkształcenia plastycznego oraz przesunięcia wzmocnienia w trakcie procesu łączenia. Na podstawie przeprowadzonych badań można stwierdzić, że opracowana technologia „thermoclinching” pozwala na łączenie lekkich materiałów kompozytowych bez konieczności stosowania dodatkowych elementów łączących oraz ma wysoki potencjał aplikacyjny w perspektywie przyszłych zastosowań w technologiach materiałów kompozytowych.

5

Investigation about the Manufacturing Technique of the Composite Corner Fitting Part

Wang P., Legrand X., Soulat D.

Autex Research Journal

|

2014

|

Vol. 14, no. 2

111--120

EN

Textile composite reinforcement forming has been employed in many aeronautic industries as a traditional composite manufacturing process. The double-curved shape manufacturing may be difficult and can lead to defects when the composite parts have high curvatures and large deformations. Compared with the textile composites forming, surface 3D weaving can demonstrate directly the geometry of final composite part without the stages involved in 2D product. The weaving in three directions is completely designed and warp and weft yarns are always perpendicular to the surfaces of the final 3D ply. These two manufacturing techniques are applied to produce an important piece of aircraft: the corner fitting. The 3D weaving results are compared with the experimental forming by a punch as same geometry as the corner fitting part. The conveniences and limits of each technique are investigated. The comparisons show particularly a perfect final 3D fabric with homogeneous fibre volume fraction performed by the surface 3D weaving technique.

6

Experimental investigations of Mode I and Mode II fracture toughness and intralaminar damage of textile composites.

Constantinescu D.M., Constantin N., Goss T.

Archive of Mechanical Engineering

|

2004

|

Vol. LI, nr 4

565-579

EN

Experimental evaluation on interlaminar and interlaminar fracture of multilayered and sandwich epoxy and polyester fabrics show an interesting behaviour at delamination initiation and crack propagation. Model I and Mode II tests were done on layered specimens with same type of artificial delamination to investigate the material influence on interlaminar fracture toughness and crack propagation. In sandwich specimens with a rigid foam core, the interlaminar damage failure and propagation are monitored.

PL

Badania ekperymentalne pęknięć śródwarstwowych i międzywarstwowych w wielowarstwowych kompozytach włókienniczych epoksydowych i poliestrowych pokazują interesujące zjawiska związane z zapoczątkowaniem procesu rozwarstwienia i rozwojem pęknięć. Testy w Modach I i II zostały wykonane na próbkach wielowarstwowych, przy tym samym typie sztucznego rozwarstwienia, w celu zbadania wpływu materiału na międzywarstwową odporność na kruche pękanie oraz rozwój pęknięć. Uszkodzenia śródwarstwowe i ich rozwój były monitorowane w próbkach wielowarstwowych ze sztywnym rdzeniem piankowym.

7

Tekstylny kompozyt osłonowy do absorpcji energii kinetycznej

Suski F., Kluska A.

Techniczne Wyroby Włókiennicze

|

2000

|

R. 8, nr 4

111-114