Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Fibrokompozyt z kruszywem odpadowym jako pełnowartościowy materiał konstrukcyjny

Głodkowska Wiesława, Kobaka Janusz, Laskowska-Bury Joanna

Przegląd Budowlany

|

2020

|

R. 91, nr 7-8

38--47

PL

W artykule poruszono problem zagospodarowania zalegających na terenie Pomorza piasków, powstających jako odpad poprodukcyjny w procesie hydroklasyfikacji. Jednym ze sposobów na jego rozwiązanie jest zastosowanie kruszywa odpadowego do wytwarzania konstrukcyjnych kompozytów ze zbrojeniem rozproszonym. Autorzy zaprezentowali wyniki badań wybranych właściwości kompozytów drobnokruszywowych o różnej zawartości włókien stalowych. Przeprowadzone badania pozwoliły dobrać taką ilość włókien, przy której fibrokompozyt wykazuje najlepsze właściwości i spełnia wymagania stawiane materiałom konstrukcyjnym. Stwarza to możliwość wykorzystania zalegających hałd piasku odpadowego, rozwiązując tym samym częściowo problem kosztownej rekultywacji terenów wyrobisk kopalnianych.

EN

In the paper a problem of waste sand deposits located in Polish Pomerania region was raised. These deposits an excavation by-product were obtained during the process called aggregate hydroclassification. One of the examples how to resolve this problem is application of waste sand for the production of steel fibre reinforced composites. The authors introduced their tests results based on selected properties of fine aggregate composites containing different fibre volume fractions. The research tests conducted on these type of composites have allowed to choose such a fibre volume fraction, at which fibre composite exhibits the best properties and meets the requirements of construction materials. The results of the research tests could create a good opportunity for the use of the waste sand and could partially solve the problem of expensive reclamation of former mine areas.

2

Rozważania na temat zagospodarowania piasku powstającego w oczyszczalniach ścieków

Bieniowski Maciej, Bauman-Kaszubska Hanna, Kozakiewicz Paulina

Forum Eksploatatora

|

2020

|

Nr 3/4 (108-109)

52-55

PL

Piasek odpadowy w oczyszczalni ścieków może powstawać co najmniej w dwóch miejscach: jako zawartość piaskowników oraz jako wynik separacji z nieczystości z czyszczenia kanalizacji. Sposób jego zagospodarowania jest wciąż poważnym problemem eksploatacyjnym. Różnorodne doświadczenia pokazują, że możemy uzyskać piasek o naprawdę dobrych właściwościach. Wydaje się że można znaleźć sensowne rozwiązanie, tak by utracił on status odpadu.

3

Shear Capacity and Residual Strengths of Steel Fibre Reinforced Waste Sand Concrete (SFRWSC)

Głodkowska Wiesława, Lehmann Marek

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2019

|

Tom 21, cz. 2

1405--1426

EN

This article presents calculation results for shear capacity which were obtained using SFRWSC's residual strengths in accordance with fib Model Code and RILEM standards. Shear capacity was calculated in two variants: for constant cross-section of a specimen and for constant ratio of flexural reinforcement. The article also presents residual strength test results for SFRWSC with varying steel fibre content and shows the influence of fibre content on the composite's residual strengths. It has been proved that SFRWSC, which is an ecological composite and whose properties are similar or better than those of ordinary concrete, can be useful in the production of structural elements with regard to shear capacity. Additionally, one has observed that SFRWSC's strength characteristics, which are used in structural design, are determined more accurately in fib Model Code than in RILEM standard. Furthermore, the issue of minimum conventional shear reinforcement should be emphasized as RILEM recommendation sets no conditions for reducing or omitting this reinforcement.

PL

W artykule przedstawiono wyniki obliczeń nośności na ścinanie przy zastosowaniu wytrzymałości resztkowych analizowanego materiału wg fib Model Code i RILEM. Obliczenia nośności na ścianie wykonano w dwóch wariantach: przy stałym przekroju elementu oraz przy stałym stopniu zbrojenia na zginanie. Zaprezentowano także wyniki badań wytrzymałości resztkowych dla fibrokompozytu o różnej zawartości włókien stalowych wytworzonego na bazie piasków odpadowych takiego fibrokompozytu. Przedstawiono wpływ zawartości zbrojenia rozproszonego na jego wytrzymałości resztkowe. Wykazano, że opracowany ekologiczny fibrokompozyt na bazie piasków odpadowych, którego właściwości są zbliżone lub lepsze niż betonu zwykłego, może być przydatny do wykonywania elementów konstrukcyjnych w aspekcie nośności na ścinanie. Ponadto stwierdzono, że norma fib Model Code bardziej wnikliwie niż norma RILEM określa cechy wytrzymałościowe fibrokompozytu, które następnie wykorzystuje się do wymiarowania elementów konstrukcyjnych. Dodatkowo należy podkreślić kwestię minimalnego zbrojenia konwencjonalnego na ścinanie. Rekomendacja RILEM nie wskazuje żadnych warunków zredukowania bądź pominięcia tego zbrojenia.

4

Estimation of Load Bearing Capacity of Bending Fibrocomposite Elements

Głodkowska Wiesława, Ziarkiewicz Marek

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2019

|

Tom 21, cz. 1

294--315

EN

Waste sands resulting from coarse aggregate extraction are becoming an increasingly pressing ecological issue in northern Poland, the Middle East or North Africa. In order to manage the waste sand, a fine-grained composite with the addition of steel fibers has been developed. As steel fibers constitute 1.2% of the composite, it has been called Steel Fiber Reinforced Waste Sand Concrete (SFRWSC). The physico-mechanical and rheological properties of the composite meet the requirements of construction materials and make it more effective than ordinary concrete. In order to prove SFRWSC's usefulness in the production of construction elements, experimental investigations on flexural behavior of full-scale conventionally reinforced concrete beams have been carried out. The test specimens were divided into three series differing as to the conventional reinforcement ratio. It has been demonstrated that SFRWSC can be readily used in the production of bending structural elements. Steel fibers increase considerably the load bearing capacity and stiffness of the specimens, which makes partial reduction of conventional reinforcement possible. Next, the calculation results in accordance with RILEM and Model Code 2010 provisions and the experimental research results have been compared. It has been proved that bending moments according to the aforementioned international regulations are overestimated in relation to the experimental values. The obtained results highlight the necessity to correct these methods before using them for designing elements made from SFRWSC and Steel Fiber Reinforced Concrete (SFRC).

PL

Hałdy piasku odpadowego powstałego w wyniku wydobycia kruszyw grubych stanowią coraz poważniejszy problem ekologiczny w północnej Polsce, na Bliskim Wschodzie czy tez północnej Afryce. W celu zagospodarowania tego piasku opracowano drobnokruszywowy kompozyt z dodatkiem włókien stalowych (Steel Fibre Reinforced Waste Sand Concrete – SFRWSC), których zawartość wynosi 1,2%. Opracowany kompozyt charakteryzuje się właściwościami fizyko-mechanicznymi i reologicznymi, które spełniają wymagania materiałów konstrukcyjnych i są korzystniejsze niż betonu zwykłego. Aby wykazać przydatność tego kompozytu do wytwarzania elementów konstrukcyjnych przeprowadzono badania zginanych belek żelbetowych w skali naturalnej. Badane elementy podzielono na trzy serie różniące się stopniem zbrojenia konwencjonalnego (zbrojenie z uwagi na zginanie). Wykazano, że opracowany fibrokompozyt może być z powodzeniem stosowany do wykonywania zginanych elementów konstrukcyjnych. Włókna stalowe w istotny sposób zwiększają nośność i sztywność elementów, a przez to możliwa jest częściowa redukcja zbrojenia konwencjonalnego. Wyniki badań eksperymentalnych porównano z wynikami obliczeń wg RILEM i Model Code 2010. Dowiedziono, że momenty zginające obliczone wg wspomnianych międzynarodowych przepisów są zawyżone względem wartości doświadczalnych. Uzyskane wyniki wskazują na konieczność dokonania korekty tych metod w celu ich zastosowania do wymiarowania zginanych elementów wykonanych z kompozytu SFRWSC oraz fibrobetonu (Steel Fibre Reinforced Concrete – SFRC).

5

Bending Moment of the Waste Fine Aggregate Concrete Beams

Domski Jacek, Zakrzewski Mateusz, Laskowska-Bury Joanna

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2019

|

Tom 21, cz. 2

1505-1514

EN

This report presents the results of laboratory experiments of bending moment for fourteen concrete beams with steel bars. Twelve of the beams were made of waste fine aggregate concrete containing steel fibres: six with steel fibres 30/0.55 and six with steel fibres 50/0.80. The next two beams were made of plain concrete. The results of the experiments were compared with theoretical calculations based on a Eurocode 2 and also with the method suggested by Henager and Doherty.

PL

Artykuł przedstawia wyniki laboratoryjnych badań momentu zginającego czternastu belek żelbetowych. Dwanaście z nich wykonano na bazie piasku odpadowego wzbogaconego włóknami stalowymi tj.: sześć z włóknami 30/0.55 i sześć z włóknami 50/0.80. Pozostałe dwie belki wykonano z betonu zwykłego. Wyniki badań eksperymentalnych zostały porównane z obliczeniami przeprowadzonymi na podstawie Eurocode 2 i metody zaproponowanej przez Henager i Doherty.

6

Zarysowanie i ugięcie belek żelbetowych wykonanych z drobnokruszywowego fibrokompozytu

Głodkowska Wiesława, Ziarkiewicz Marek, Lehmann Marek

Przegląd Budowlany

|

2019

|

R. 90, nr 9

70--72

PL

W celu zagospodarowania piasku odpadowego opracowano drobnokruszywowy kompozyt z dodatkiem włókien stalowych (Steel Fibre Reinforced Waste Sand Concrete – SFRWSC), których zawartość wynosi 1,2%. Aby wykazać przydatność fibrokompozytu do wytwarzania elementów konstrukcyjnych, przeprowadzono badania zginanych belek żelbetowych w skali naturalnej. W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań i obliczeń szerokości rozwarcia rys prostopadłych i ugięć takich elementów. Ostatecznie dokonano oceny wybranych metod obliczeniowych.

EN

In order to manage the waste sand, a fine-grained composite with the addition of steel fibers has been developed. As steel fibers constitute 1,2% of the composite, it has been called Steel Fiber Reinforced Waste Sand Concrete (SFRWSC). In order to prove SFRWSC’s usefulness in the production of construction elements, experimental investigations on flexural behavior of full-scale conventionally reinforced concrete beams have been carried out. The article presents selected results of experimental investigations and calculations of the crack openings and deflections of such elements. Finally, the evaluation of selected calculation methods has been made.

7

Fibrokompozyt drobnokruszywowy – modele opisu właściwości i zastosowanie

Głodkowska W.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2018

|

Tom 20, cz. 3

1--291

PL

Monografia przedstawia krajowe i światowe badania dotyczące zastosowania fibrokompozytów do wykonania elementów i konstrukcji budowlanych. Omówiono genezę i zakres powstawania złóż piasków, zalegających na terenie Pomorza, jako odpad poprodukcyjny w procesie hydroklasyfikacji kruszyw. Jednym ze sposobów ich zagospodarowania jest użycie tego kruszywa do wytwarzania konstrukcyjnych kompozytów ze zbrojeniem rozproszonym. Przeprowadzone badania kompozytu o różnej zawartości włókien stalowych pozwoliły dobrać taką ilość włókien, przy której fibrokompozyt wykazuje najlepsze właściwości i spełnia wymagania stawiane materiałom konstrukcyjnym. Zaprezentowane wyniki badań właściwości mechaniczno-fizycznych opracowanego kompozytu drobnokruszywowego wskazują, że proponowany materiał może znaleźć zastosowanie przy wykonywaniu elementów i konstrukcji budowlanych. Stwarza to możliwość wykorzystania zalegających hałd piasku odpadowego, a tym samym częściowo rozwiązuje problem kosztownej rekultywacji terenów wyrobisk kopalnianych. Zastosowanie kruszywa odpadowego na większą skalę pozwoliłoby tym samym na ograniczenie dalszej degradacji środowiska. Zaproponowano sposób estymacji właściwości kompozytu drobnokruszywowego zbrojonego włóknami metodami nieniszczącymi. Do zidentyfikowania cech takiego kompozytu wytypowano dwie metody. Jedna z nich wykorzystuje indukcję elektromagnetyczną w celu oszacowania zawartości stalowego zbrojenia rozproszonego w kompozycie, druga opiera się na ustaleniu prędkości propagacji fali ultradźwiękowej w przestrzeni kompozytu. Mając zdefiniowane korelacje wybranych cech fibrokompozytu i parametrów badań nieniszczących wyznaczono równania regresji y (cecha fibrokompozytu jako zmienna zależna) względem x i z (natężenie prądu oraz prędkość fali jako zmienne niezależne). Znając prędkość fali i natężenie prądu z równań regresji można określić w sposób nieniszczący podstawowe właściwości fibrokompozytu drobnokruszywowego. W celu weryfikacji równań wykonano w warunkach naturalnych trzy płyty o różnej zawartości włókien stalowych i poddano je badaniom nieniszczącym. Badania wykazały dobrą zgodność między eksperymentem a obliczeniami, co wskazuje na poprawność sformułowanych równań. Omówiono zagadnienie rozkładu włókien stalowych w drobnokruszywowym kompozycie mineralnym. Zaproponowano model rozkładu włókien stalowych w przestrzeni takiego kompozytu oparty na podstawach statystycznych. Model ten zakłada losowość rozkładu włókien w przestrzeni kompozytu zgodnie z przyjętym rozkładem prawdopodobieństwa. Dokonano doświadczalnej weryfikacji opracowanego modelu. Wyniki rozkładu włókien stalowych w kompozycie mineralnym uzyskane na podstawie modelu statystycznego porównano z wynikami modelu często stosowanego przez innych autorów, opartego na podstawach geometrycznych. Stwierdzono dobą zgodność opisu rozkładu włókien stalowych dla obu modeli. Ponieważ ilość włókien wpływa na wytrzymałość kompozytu przy rozciąganiu, na podstawie badań doświadczalnych opracowano zależność między tą właściwością a ilością włókien w przekroju przebiegającym w pobliżu płaszczyzny zniszczenia materiału w warunkach rozciągania. Omówiono zasady wymiarowania zginanych elementów fibrobetonowych z wykorzystaniem wytrzymałości resztkowych. Przedstawiono także nowatorską propozycję wyznaczania tej wytrzymałości. Na podstawie badań i analiz, dla wybranych elementów konstrukcyjnych (zginane elementy belkowe oraz elementy płytowe) z drobnokruszywowego fibrokompozytu wytworzonego z piasków odpadowych podano zasady ich wymiarowania wg najnowszych dokumentów normalizacyjnych. Podano również ocenę nośności, zarysowania i ugięć. Stwierdzono, że metody RILEM oraz Model Codel 2010 nie powinny być w obecnej sytuacji stosowane do projektowania zginanych elementów konstrukcyjnych wykonanych z drobnokruszywowego fibrokompozytu. W związku z powyższym podano propozycję wymiarowania takich elementów. Autorka na podstawie badań i analiz własnych oraz ze współpracownikami podała wnioski dotyczące optymalnych modeli właściwości, autorskich propozycji projektowania i konstruowania elementów konstrukcyjnych z kompozytów drobnokruszywowych, a także obszary ich zastosowania. Wykazano, że modyfikowany fibrokomopozyt drobnokruszywowy może w pewnych zastosowaniach stanowić alternatywę dla betonu zwykłego. Może być on kontrolowany metodami nieniszczącymi i niszczącymi, podnosząc jego jakość i bezpieczeństwo konstrukcji. Projektowanie elementów z fibrokompozytu drobnokruszywowego wytworzonego z piasków odpadowych może być realizowane wg metodyki zaproponowanej w monografii, opartej na badaniach i analizach zgodnie z PN-EN, RILEM i Model Code 2010.

EN

The monograph presents Polish an international research on application of waste sand fiber composite for production of elements and constructions. Origin and range of creation of waste sand deposits, which are located in Polish region of Pomerania are discussed. These sands are by-product obtained during the process called hydroclassification of all-in-aggregate. One of the methods of their utilization is the use of such aggregate for the production of steel fiber reinforced mineral composites. The study of the composite of different steel fiber content has allowed to choose a number of fibers, which fiber composite exhibits the best properties and meets the requirements of construction materials. Presented results of physical-mechanical properties of the composite developed indicate that the proposed material may be used for the production of elements and constructions. This makes it possible to use the waste littering the sand heaps and thus partially solves the problem of costly reclamation area. The use of waste aggregates on a larger scale would therefore limit the further degradation of the environment. A method of estimating the properties of a waste sand fiber composite reinforced with steel fibers using non-destructive methods is proposed. Two methods were selected to identify the properties of such a composite. One of them uses electromagnetic induction in order to estimate the content of steel fibers dispersed in the composite space, while the other is based on the determination of ultrasonic wave velocity propagating through the composite. Having defined correlations between the properties of the fiber reinforced composite and non-destructive testing parameters, regression equations were determined. Seven relationships between properties of fiber reinforced composite as the dependent variables and two independent variables, i.e.: amperage and ultrasonic wave velocity, were established. Knowing the amperage and the ultrasonic wave velocity, the basic properties of the fiber reinforced composite can be determined from the regression equations in a non-destructive manner. In order to verify the equations, three slabs with different amounts of steel fibers were made in field under natural conditions, and next subjected to non-destructive tests. The tests showed good compatibility between the experimental results and those of calculations, which indicates the correctness of the formulated equations. The issue of dispersion of steel fibers in a waste sand fiber composite is discussed. A model for the distribution of steel fibers in the volume of such composite, based on statistics, has been proposed. The model provides for the randomness of fiber distribution in composite space in accordance with the adopted probability distribution. The developed model has been experimentally verified. The results concerning the distribution of steel fibers in mineral composite have been obtained from the statistical model and compared with those of the model frequently applied by other authors on the basis of geometric grounds. Good compatibility of steel fiber distribution for a description of both models has been ascertained. As the amount of fibers influences the tensile strength of composite, the relationship between the above introduced feature and the quantity of fibers in the cross-section located nearby material tensile failure surface has been developed with reference to the experimental tests. Principles of dimensioning of bent elements made from fiber-reinforced concrete with the use of residual strength are discussed. An innovative method of determination of such strength is also presented. On the basis of research and analyses, for selected structural elements (bent beam elements and slab elements) produced from waste sand fiber composite, the rules for their dimensioning are given according to the latest standardization documents. The assessment of load capacity, cracks and deflections is also given. It was found that the RILEM and Model Codel 2010 methods should not be used currently for the design of bent structural elements made from waste sand fiber composite. Taking that into consideration, the proposal to dimension such elements is given. On the basis of own research and analyzes, and conducted with associates, the author presents conclusions concerning optimal models of properties, own proposals for designing and constructing of construction elements from waste sand fiber composite, as well as areas of their application. It has been proven that modified waste sand fiber composite may be an alternative to plain concrete in some applications. It may be controlled using non-destructive and destructive methods, improving its quality and construction safety. The design of elements made from waste sand fiber composite may be implemented according to the methodology proposed in the monograph, based on research and analyses in accordance with PN-EN, RILEM and Model Code 2010.

8

Selected Mechanical Properties Analysis of Fibrous Composites Made on the Basis of Fine Waste Aggregate

Domski J., Głodkowska W.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2017

|

Tom 19

81--95

EN

The presented article concerns environmental protection in terms of limiting consumption of natural resources and carbon dioxide emission. Its subject matter fits in the world-wide tendency consisted with Sustainable Ecological Development. Northern Poland area lacks of coarse aggregate, which is essential to produce ordinary concrete. In this case, in order to obtain wholesome aggregate to concrete production, it is necessary to process much more output in the form of all-in aggregate, increasing work and energy input at the same time. This procedure results in obtaining various aggregate fractions, however over 80% of it is sand with maximum granulation of 4 mm. As the result, most of sand remains unused in numerous piles located nearby the aggregate mines and is treated as post-production waste. These facts made the authors of the article to propose a solution of the existing issue. Therefore, there were analyzed the results of study on sand from two mines located in northern Poland. The analysis covered grading curves, grain median, bulk density in loose state, grain density, quantity of mineral dust, voids and foreign body content. The results of conducted analysis confirmed the possibility of using waste sand as aggregate in cement composites with steel fibres. Additionally, there were also analyzed the results of previous study on mechanical properties of selected hooked steel fibres, which were 50 mm long and had 0.8 mm in diameter. The tensile strength results and the number of bends, that were obtained, were verified with the parameters declared by fibre producers. The main analysis concerned two specific fibrous composites of volumetric content of fibres of 0.42% and 1.2%. These values are considered to be minimal as well as optimal for quantity of fibres in the mixture. In case of these composites, the statistical analysis also included compression strength and tension strength at splitting, modulus of elasticity and residual strength. On the basis of this analysis the curves were proposed describing value changes in compression strength, tension strength at splitting and modulus of elasticity in function of dosed fibres quantity. The presented functions well describe variability of aforementioned qualities, what is confirmed by correlation ratio, which was between 0.76 and 0.94. There was also analysed an interdependence between loading force and crack mode opening displacement (CMOD). On its basis it was possible to determine residual strength and to establish, according to Model Code 2010, fibrous composite classes and also whether it was possible to partially replace ordinary reinforcement with fibrous composites. The results of all these analysis prove that the mechanical properties of fine aggregate composites made on the basis of waste sand with dispersed reinforcement comply with the requirements imposed on construction materials.

PL

Prezentowany artykuł dotyczy ochrony środowiska w aspekcie ograniczania zużycia surowców naturalnych oraz emisji dwutlenku węgla. Swoją tematyką wpisuje się on w ogólnoświatową tendencję związaną z tzw. Zrównoważonym Rozwojem Środowiska. Obszary Polski północnej są ubogie w kruszywo grube, które jest niezbędne przy produkcji tradycyjnych betonów. W tej sytuacji, aby uzyskać pełnowartościowe kruszywo do betonów, należy przerobić znacznie większą ilość urobku w postaci pospółki, przy jednoczesnym zwiększeniu nakładu pracy i energii. W efekcie tych zabiegów uzyskuje się różne frakcje kruszywa, jednak w znacznej części, bo w ponad 80%, jest to piasek o uziarnieniu do 4 mm. Sytuacja ta sprawia, że w obszarze kopalń kruszyw, znajdują się liczne hałdy piasku, traktowane jako odpad poprodukcyjny. Argumenty te skłoniły autorów niniejszego artykułu, aby zaproponować rozwiązanie zaistniałego problemu. Przeprowadzono analizę wyników badań piasku, pochodzącego z dwóch kopalń z obszaru Polski północnej, która obejmowała: krzywą przesiewu, ziarno mediana, gęstość nasypową w stanie luźnym, gęstość ziaren, zawartość pyłów mineralnych, jamistość oraz zawartość ciał obcych. Wyniki z przeprowadzonej analizy potwierdziły możliwość wykorzystania piasku jako kruszywa w kompozytach cementowych z dodatkiem włókien stalowych. Dodatkowo przeanalizowano uzyskane, w ramach wcześniej przeprowadzonych badań, właściwości mechaniczne wybranych haczykowatych włókien stalowych o średnicy 0,8 mm i długości 50 mm. Zweryfikowano uzyskane wytrzymałości na rozciąganie oraz liczbę przegięć z parametrami deklarowanymi przez producenta włókien. Zasadnicza analiza dotyczyła dwóch specyficznych fibrokompozytów o objętościowej zawartości włókien 0,42% i 1,2%, uznanych za minimalną i optymalną ilość włókien w mieszance. Dla tych kompozytów przeprowadzono analizę statystyczną obejmującą wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie przy rozłupywaniu, moduł sprężystości i wytrzymałości resztkowe badanych fibrokompozytów. Na podstawie przeprowadzonej analizy zaproponowano krzywe opisujące zmianę wytrzymałości na ściskanie, wytrzymałości na rozciąganie przy rozłupywaniu oraz modułu sprężystości w funkcji ilości dozowanych włókien. Przedstawione funkcje dobrze charakteryzują zmienność wyżej wymienionych cech, o czym świadczy współczynnik korelacji, który zawierał się w przedziale od 0,76 do 0,94. Przeanalizowano również zależność pomiędzy siłą obciążającą a szerokością rozwarcia rysy (CMOD). Na jej podstawie możliwe było określenie wytrzymałości resztkowych, zaś zgodnie z ModelCode 2010, ustalono klasy fibrokompozytów oraz ustalono, czy możliwe jest częściowe zastąpienie zbrojenia tradycyjnego fibrokompozytem. Wyniki z przeprowadzonych analiz dowodzą, że właściwości mechaniczne drobnokruszywowych kompozytów wykonanych na bazie piasków odpadowych ze zbrojeniem rozproszonym odpowiadają wymaganiom stawianym budowlanym materiałom konstrukcyjnym.

9

Porównanie właściwości fibrokompozytu na bazie piasków odpadowych do wymagań normowych dotyczących betonu zwykłego

Głodkowska W., Kobaka J.

Przegląd Budowlany

|

2017

|

R. 88, nr 9

98--104

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu zawartości stalowego zbrojenia rozproszonego na szereg właściwości fibrokompozytów zbrojonych włóknami stalowymi wytworzonych na bazie piasków odpadowych. Autorzy podjęli także próbę wyselekcjonowania takiego fibrokompozytu, którego właściwości spełniłyby wymagania stawiane materiałom konstrukcyjnym i były lepsze niż dla betonu zwykłego. Przedstawiono szereg zalet i wad zastosowania takich materiałów. Poruszono także aspekt ekologiczny zagospodarowania hałd piasku będących wynikiem procesu hydroklasyfikacji w trakcie pozyskiwania kruszyw grubych.

EN

The article presents the results of studies on the influence of steel fibre reinforcement on a series of properties exhibited by fine aggregate composite based on waste sand. The authors also made an attempt to select such a composite which properties would meet the requirements laid out for construction materials, and exceed those of ordinary concrete. A list of advantages and disadvantages of applying such materials has been presented. The aspect of the ecological management of sand heaps which occurs as a result of the hydroclassification process when obtaining coarse aggregates has also been touched upon.

10

Zastosowanie wytrzymałości resztkowej do analizy nośności strefy przypodporowej belek z fibrokompozytu na bazie piasków odpadowych

Głodkowska W., Lehmann M., Ziarkiewicz M.

Materiały Budowlane

|

2017

|

nr 5

91--93

PL

W artykule omówiono metody obliczania nośności na ścinanie fibrobetonu z wykorzystaniem wytrzymałości resztkowych. Scharakteryzowano również właściwości fibrokompozytu na bazie piasków odpadowych, opracowanego przez Katedrę Konstrukcji Betonowych i Technologii Betonu Politechniki Koszalińskiej. Obliczono jego nośność na ścinanie dwiema metodami: RILEM TC-162-TDF oraz fib Model Code. Celem obliczeń było wykazanie, że opracowany ekologiczny fibrokompozyt może być przydatny do wykonywania elementów konstrukcyjnych w aspekcie nośności na ścinanie.

EN

The article describes the method for calculating shear capacity fiber concrete using residual strengths. Characterized physical parameters fiber composite based on waste sand developed by the Koszalin University of Technology. For the test material were calculated shear capacity in two ways: RILEM TC-162-TDF and fib Model Code. Point of the calculations was face that ecological fiber composite can be use to produce structural elements in case of shear capacity.

11

Zależność ugięcie – szerokość rozwarcia rysy w badaniach wytrzymałości resztkowej fibrokompozytu na bazie piasków odpadowych

Głodkowska W., Ziarkiewicz M., Lehmann M.

Materiały Budowlane

|

2017

|

nr 5

83--84

PL

W artykule omówiono metodę wyznaczania wytrzymałości resztkowych fibrokompozytu na bazie piasku odpadowego o różnej zawartości włókien stalowych. Przedstawiono zależności ugięcie – szerokość rozwarcia rysy CMOD uzyskane w badaniu, a następnie porównano je z zależnością normową i wynikami badań innych autorów. Wykazano, że istnieje zgodność pomiędzy wartościami doświadczalnymi a normowymi.

EN

The publication describes the method of determining the residual strength of steel fiber reinforced composite based on waste sand containing different fiber amounts. Deflection-crack mouth opening displacement CMOD relationship was shown and compared with standardized relationships and results of other authors. It has been shown that there is good agreement between the experimental and standardized values.

12

Specific Properties of Waste Ceramic Aggregate Concrete Reinforced by Steel Fibre

Katzer J., Domski J.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2016

|

Tom 18, cz. 1

112--123

EN

The paper consists of five main chapters and a list of references. The first chapter is focused on presenting specific properties of ceramic waste aggregates based on extensive literature studies. The properties and characteristics of the materials used to prepare the fibre composites in question are presented in the following section. Such properties as density in the loose state and compacted state and absorption of waste ceramic aggregate was of special interest. Some basic properties of used steel fibres such as: their geometric and mechanical properties, aspect ratio, FIER were established. Cement CEM I 42.5 was adopted as a binder. There was also used superplasticizer type FM. The final composition of the concrete mix (per 1 m3) is presented in the third chapter. The adopted mix composition is as follows: saturated waste ceramic aggregate (WCA) – 830 kg, sand – 632 kg, cement – 307 kg, water – 92 kg, superplasticizer – 3.1 kg. Casting and curing of concrete elements is described in the third chapter. The research programme comprised such standard tests as: test of modulus of elasticity, compressive strength test conducted on cubes (150 mm ·150 mm · 150 mm) and cylinders (diameter of 150 mm and a height of 300 mm), a tensile strength test at splitting conducted on cubes (150 mm 150 mm 150 mm), the residual strength test at limit of proportionality limit conducted on beams (150 mm 150 mm · 700 mm) and the shear strength test conducted on beam halves. There was also conducted an unconventional dynamic test. Namely, the weight of 40 kg was free falling from the height of 1 m on a slab creating an impact load. The slab was 100 cm in diameter and 10 cm thick. It was supported in three points located on its circumference (apart by 120 degrees). The results of the study together with the analysis are presented in chapter four. The density of the composites ranged from 2001 to 2080 kg/m3. The compressive strength was from C27.9/39.1 for the matrix without fibre to C36.3/52.3 for the composite with the maximum amount of added fibre. A similar increase in strength was observed for shear strength which ranged from 4.97 MPa to 10.75 MPa for WCA matrix and composite with 1.5% of fibre respectively. Tensile splitting strength varied from 3.12 to 3.97 MPa. Static and dynamic modulus of elasticity of fibre composites ranged from 23 to 24 GPa and from 28.6 to 29.4 GPa respectively. On the basis of achieved residual strengths and limits of proportionality, strength class was assigned to composites following Model Code 2010. The assigned strength classes were as follows: 0.5% of fibre – class 3c, 1.0% of fibre – class 4c, 1.5% of fibre – class 7d. The last of the analysed results was deflection and the process of destruction of tested slabs. After six impacts, the slab deflection ranged from 3.0 to 18.7 mm for WCA concrete reinforced by 1.5 and 0.5% of the fibres respectively. The ultimate destruction of slabs was recorded after 8, 15 and 22 impacts. The final summary of the conducted research and performed analyses is presented in chapter five.

PL

Artykuł składa się z pięciu zasadniczych rozdziałów i cytowanej literatury. W rozdziale pierwszym omówiono specyficzne właściwości odpadowych kruszyw ceramicznych na podstawie przeprowadzonych studiów literaturowych. W kolejnym rozdziale przedstawiono właściwości i cechy zastosowanych w badaniach materiałów składowych analizowanego kompozytu. Określono m.in. gęstość w stanie luźnym i utrzęsionym oraz nasiąkliwość ceramicznego kruszywa odpadowego. Oznaczono również kilka podstawowych cech zastosowanych włókien stalowych, tj. ich właściwości geometryczne i mechaniczne, smukłość, FIER. Jako spoiwo przyjęto cement CEM I 42,5, zaś jako domieszkę zastosowano superplastyfikator typu FM. Ostateczny skład mieszanki betonowej (na 1 3), zaprezentowany w rozdziale trzecim, stanowią: namoczone kruszywo ceramiczne (WCA) – 830 kg, piasek – 632 kg, cement – 307 kg, dodana woda – 92 kg i superlpastyfiaktor – 3,1 kg. W rozdziale trzecim omówiono również sposób wykonywania i pielęgnacji elementów próbnych. Przedstawiono program badań, w którego skład weszły badania: modułu sprężystości, wytrzymałości na ściskanie na próbkach sześciennych o boku 150 mm oraz walcowych o średnicy 150 mm i wysokości 300 mm, wytrzymałości na rozciąganie przy rozłupywaniu na próbkach kostkowych o boku 150 mm, wytrzymałości resztkowych i granicy proporcjonalności belek o przekroju 150 ´ 150 mm i długości 700 mm oraz wytrzymałości przy ścinaniu połówek belek. Jako niekonwencjonalne badanie przeprowadzono próbę dynamiczną w postaci masy (40 kg) spadającej z wysokości 1m na płytę (o średnicy 100 cm i grubości 10 cm) podpartą w trzech punktach rozmieszczonych na jej krawędzi co 120 stopni. Wyniki z przeprowadzonych badań wraz z ich analizą zamieszczono w rozdziale czwartym. Określono m.in. gęstość kompozytów, która zawierała się w przedziale od 2001 do 2080 kg/3, wytrzymałość na ściskanie, która wyniosła C27,9/39,1 dla matrycy bez włókien, do C36,3/52,3 dla kompozytu z największą ilością zbrojenia rozproszonego. Podobny przyrost wytrzymałości zaobserwowano w przypadku wytrzymałości na ścinanie, gdzie uzyskano 4,97 MPa dla matrycy i 10,75 MPa dla WCA z włóknami w ilości 1,5 %. Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu zmieniała się od 3,12 do 3,97 MPa. Moduł sprężystości statyczny i dynamiczny dla kompozytów z włóknami wyniósł odpowiednio 23-24 GPa i 28,6-29,4 GPa. Na podstawie wytrzymałości resztkowych i granicy proporcjonalności określono klasy wg Model Code 2010 dla kompozytów o różnej procentowej zawartości włókien: 0,5% – klasa 3c, 1.0% – klasa 4c 1.5% – klasa 7d. Ostatnimi z analizowanych wyników było ugięcie i zniszczenie płyt. Po sześciu uderzeniach masy ugięcie wyniosło 3,0-18,7 mm dla WCA z 1,5 i 0,5% włókien, zaś ich zniszczenie miało miejsce odpowiednio po 8, 15 i 22 uderzeniach masy. Ostateczne podsumowanie z przeprowadzonych badań i analiz zamieszczono w rozdziale piątym.

13

Ugięcie długotrwałe elementów fibrobetonowych wytworzonych na bazie kruszywa odpadowego

Domski J.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 1/I

247--254

PL

Zrównoważony Rozwój powinien dotyczyć każdej dziedziny gospodarki, również budownictwa, dlatego też podjęta w artykule tematyka jest szczególnie ważna dla obszarów północnej Polski. Artykuł prezentuje wyniki badań długotrwałych elementów wykonanych z betonu na bazie kruszywa odpadowego, zalegającego na hałdach kopalnianych, wzbogaconego dodatkiem w postaci minimalnej ilości włókien stalowych. Zakres prezentowanych badań towarzyszących obejmował wytrzymałość na ściskanie, moduł sprężystości oraz odkształcenia skurczowe i pełzania, wykonane na próbkach walcowych o średnicy 15 cm i wysokości 30 cm. Badania podstawowe przeprowadzono na specjalnie zaprojektowanych, skonstruowanych i skalibrowanych układach dźwigniowych, w których umieszczono 8 belek o wymiarach 0,15x0,20x3,3m. Belki i część walców obciążono po 28 dniach dojrzewania betonu i utrzymywano stałe obciążenie (6 kN⋅m dla belek i 1/3 wytrzymałości na ściskanie dla walców w próbie pełzania) przez okres 365 dni. Zakres prezentowanych w niniejszym artykule badań podstawowych ograniczono jedynie do ugięcia elementów belkowych, jednak ich analizę przeprowadzono w oparciu o normowe i autorskie metody obliczeń. W analizie wykorzystano aktualną metodę normową wg PN-EN-1992-1-1 i autorskie metody Tana wraz z różnymi zespołami oraz Bywalskiego. Na podstawie przeprowadzonych porównań i analiz stwierdzono, że wykorzystane metody szacowania wartości ugięcia długotrwałego są wrażliwe na stopień zbrojenia podłużnego belek. Część z nich wiernie odzwierciedla ugięcie dla belek o niskim stopniu zbrojenia (propozycja Bywalskiego), natomiast dla części lepszą zgodność uzyskano dla belek zbrojonych ekonomicznie - jedna z propozycji Tana z zespołem. Jednocześnie należy zauważyć, że metoda normowa wg PN-EN-1992-1-1 może być stosowana do określania ugięcia elementów belkowych wykonanych na bazie kruszywa odpadowego i włókien stalowych, jednak daje ona zawyżone wartości.

EN

Sustainable Ecological Development should concern every economy branch including civil engineering. That is the reason why the subject matter of the article is particularly important for northern Poland area, where numerous waste sand dumps are located. The article presents results of the long – term research on concrete specimens made out of waste aggregate lying in mine dumps, enriched with addition of minimal quantity of steel fibers. The scope of presented accompanying research included compressive strength, modulus of elasticity and both creep and shrinkage strains made on cylindrical specimens of 15 cm in diameter and 30 cm in heights. The basic research was conducted in specifically designed, built and calibrated lever system, in which there were placed 8 beams with dimensions of 0.15x0.20x3.3m. The beams and several cylinders were loaded after 28 days of concrete curing and the loading was maintained on constant level (6 kN⋅m for beams and 1/3 of compressive strength for cylinders in creep test) for the period of 365 days. The scope of presented basic research was limited only to beam specimens’ deflection, although its analysis was made based on various methods of calculations: current method from EN-1992-1-1 norm and the ones developed by Tan with various teams and by Bywalski. On the grounds of made analysis and compared values it was stated that the methods of assessing values of long – term deflection, are sensitive to the size of longitudinal reinforcement of beams. Part of them strongly reflects the value of deflection for beams weekly reinforced with fibers (Bywalski), some obtained higher compatibility for beams reinforced economically (Tan and his team). At the same time the method from EN-1992-1-1 also can be applied for determining deflection for beam elements made out of waste aggregate and steel fibers, however it produces overvalued results.

14

Long-term Study on Fibre Reinforced Fine Aggregate Concrete Beams Based on Waste Sand

Domski J.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2015

|

Tom 17, cz. 1

188--199

PL

W artykule opisano badania fibropiaskobetonów na bazie kruszywa odpadowego. Jako zbrojenie rozproszone zastosowano dwa rodzaje włókien stalowych w ilość nieprzekraczającej 0,5% objętościowo. W badaniach określono podstawowe właściwości zaproponowanych fibrobetonów takie jak: wytrzymałość na ściskanie, rozciąganie przy rozłupywaniu czy też moduł sprężystości. Jednak główny nacisk badawczy położono na określenie stanów granicznych użytkowalności badanych belek z uwzględnieniem cech relogicznych (tj. skurczu i pełzania) użytych fibrokompozytów.

15

Wytrzymałości resztkowe fibrokompozytu na bazie piasków odpadowych

Głodkowska W., Lechman M., Ziarkiewicz M.

Materiały Budowlane

|

2015

|

nr 5

75--77

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wytrzymałości resztkowych fibrokompozytu wykonywanego przy użyciu piasków odpadowych o różnym stopniu zbrojenia rozproszonego. Omówiono metodę wyznaczania tych wytrzymałości oraz sposoby interpretacji wyników. Ostatecznie pokazano wpływ zawartości włókien stalowych na wytrzymałości resztkowe oraz wyznaczono średnie i charakterystyczne wartości wytrzymałości, niezbędne do wymiarowania elementów konstrukcyjnych z fibrokompozytu.

EN

The article presents the results of the residual strength fiber composite performed using waste sands with varying degrees of dispersed reinforcement. Discusses the method of determining the strength and how to interpret the results. Finally, the effect of steel fiber content on the residual strength, and determination of the mean and characteristic strength values necessary for dimensioning of components of fiber composite.