Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of the physical properties of hydrophobised lightweight-aggregate mortars

Barnat-Hunek D., Smarzewski P.

Composites Theory and Practice

|

2016

|

R. 16, nr 2

96--102

EN

The article is devoted to assessing the effectiveness of hydrophobic and air entraining admixtures based on organ silicon compounds. Mortars with lightweight clay aggregate were the subjects of this investigation. Hydrophobisation of the mass was performed using a hydrophobic admixture and surface hydrophobisation was produced using a methyl silicone resin solution with a high VOC content, a water-based emulsion of methyl silicone resin in potassium hydroxide (KOH) and low molecular alkyl-alkoxy-silane in organic solvents. In this paper, measurements of the basic mechanical and physical parameters were carried out. Compressive strength, flexural strength, density, open porosity, total porosity, absorptivity, capability to diffuse water vapour, frost resistance, sodium sulphate corrosion resistance and the thermal conductivity coefficient were determined. The mortars show high absorptivity of about 26%. Hydrophobisation is ineffective after the period of 14 days - the longer the contact of the preparation with water, the weaker the effectiveness of impregnation becomes. All the samples used in the research demonstrated good resistance to salt crystallization after 15 cycles. Impregnation by the use of mineral waterproofing grout (L2) does not protect to a sufficient degree mortar with lightweight aggregate against damage caused by frost. However, surface hydrophobisation had a considerable impact on the frost-resistant properties of the mortars.

PL

Artykuł poświęcony jest ocenie skuteczności hydrofobowych i napowietrzających domieszek na bazie związków krzemoorganicznych. Przedmiotem badań były zaprawy z keramzytem. Hydrofobizację w masie wytworzono, stosując domieszki hydrofobowe z kolei hydrofobizację powierzchniową wykonano przy użyciu roztworu żywicy metylo-silikonowej o dużej zawartości ZLO, emulsji na bazie wody z żywicy metylo-silikonowej w wodorotlenku potasu (KOH) i małocząsteczkowego alkilo-alkoksy-silanu w rozpuszczalniku organicznym. W niniejszej pracy przeprowadzono badania podstawowych parametrów mechanicznych i fizycznych. Zostały wykonane następujące badania: wytrzymałość na ściskanie, wytrzymałości na zginanie, gęstość, porowatość otwarta i całkowita, nasiąkliwość, zdolność do dyfuzji pary wodnej, mrozoodporność, odporność na korozję siarczanu sodu, współczynnik przewodności cieplnej. Zaprawy wykazują wysoką nasiąkliwość około 26%. Hydrofobizacja jest nieskuteczna po upływie 14 dni, im dłuższy kontakt materiału z wodą, tym słabsza skuteczność impregnacji. Wszystkie próbki użyte w badaniu wykazały dobrą odporność na krystalizację soli po 15 cyklach. Impregnacja przy użyciu mineralnej zaprawy uszczelniającej (L2) w wystarczającym stopniu nie chroni zaprawy z keramzytem przed uszkodzeniami powodowanymi przez mróz. Hydrofobizacja powierzchniowa miała znaczny wpływ na mrozoodporność zapraw.

2

Numerical solution of reinforced concrete beam using arc-length method

Smarzewski P.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2016

|

Vol. 65, nr 1

33--46

EN

This article discusses numerical solution of a reinforced concrete beam. The modelling was conducted with the rules of the finite element method (FEM). In order to verify the correctness of the assumed material’s models: concrete and reinforcing steel, the results obtained with the arc length method finite analysis were compared with experimental data. The method had been verified in the beam spatial model, in which concrete crushing at compressive and concrete stiffening at tensile are dominant phenomena. The arc-length method is the only one to offer the possibility of obtaining a complete load deflection curve with local and global softening.

PL

W artykule przedstawiono rozwiązanie numeryczne belki żelbetowej. Modelowanie przeprowadzono z wykorzystaniem zasad metody elementów skończonych (MES). W celu zweryfikowania poprawności założonych modeli materiałów: betonu i stali zbrojeniowej, porównano otrzymane wyniki analizy numerycznej metodą długości łuku z wynikami doświadczalnymi. Metodę zweryfikowano na przestrzennym modelu belki, w którym decydującym zjawiskiem jest miażdżenie betonu przy ściskaniu i zesztywnienie przy rozciąganiu. Metoda długości łuku jako jedyna oferuje możliwość uzyskania kompletnej ścieżki obciążenie-ugięcie z lokalnym i globalnym osłabieniem.

3

Influence of steel-polypropylene fibers on fracture parameters of high performance concrete

Smarzewski P., Barnat-Hunek D.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2016

|

Vol. 65, nr 2

67--79

EN

The purpose of this article is to determine the influence of the type of fibers on fracture parameters of high performance concrete (HPC). In this study there were two types of coarse aggregate used: granite and granodiorite with a grain size of about 2/8 mm. Experimental tests were performed on cubic samples, cylinders and notched beams. In the concrete of FRC type, 0.5 and 0.75% of steel fibers and 0.5 and 0.25% of polypropylene fibers respectively, were added. Mean strengths and standard deviations for compression, splitting tensile strength, mean static modulus of elasticity and mean fracture energy were determined. Experimental studies in the 1st fracture model showed that the HPC without the addition of fibers (C), was characterized by brittleness, and fiber concrete (FRC) was more ductile. Fibers were bridging the cracks during loading, delayed hairline cracks and prevented the notched beams from breaking. The shape of the descending curve of the load-deflection depended on the geometry and mechanical properties and the quantity of the fibers used, and in the case of HPC without fiber, on the type of coarse aggregate. In the case of granodiorite aggregate, better mechanical parameters of concrete were observed.

PL

Celem artykułu jest ustalenie wpływu włókien na parametry pękania betonu wysokowartościowego (HPC). W badaniu zastosowano dwa rodzaje kruszywa grubego: granit i granodioryt frakcji 2/8 mm. Badania doświadczalne wykonano na próbkach sześciennych, walcach i belkach z nacięciem. W betonie typu FRC dodano odpowiednio 0,5 i 0,75% włókien stalowych oraz 0,5 and 0,25% włókien polipropylenowych. Ustalono średnie wytrzymałości i odchylenia standardowe przy ściskaniu, rozciąganiu przez rozłupywanie, średnie statyczne moduły sprężystości i średnią energię pękania. Badania doświadczalne I modelu pękania pokazały, że HPC bez włókien (C) charakteryzował się kruchością, a fibrobeton (FRC) był bardziej plastyczny. Włókna mostkowały rysy podczas obcią¬żenia, opóźniały powstawanie rys włoskowatych i zapobiegały łamaniu się naciętych belek. Kształt opadającej krzywej obciążenie - ugięcie zależał od geometrii i mechanicznych właściwości oraz ilości zastosowanych włókien, a w przypadku BWW bez włókien od rodzaju kruszywa grubego. W przypadku kruszywa granodiorytowego obserwowano lepsze parametry mechaniczne betonu.

4

Ocena stanu technicznego komina murowanego i badania eksperymentalne cegły

Barnat-Hunek D., Smarzewski P., Szafraniec M.

Wiadomości Konserwatorskie

|

2015

|

Nr 41

7--19

PL

W artykule przedstawiono ocenę stanu technicznego komina murowanego z cegły oraz zaproponowano zakres prac remontowych. Badania skuteczności hydrofobizacji komina poprzedziła dokładna diagnostyka obiektu, która polegała na sprawdzeniu m.in. zawartości soli i stopnia zawilgocenia płaszcza komina, ponieważ wysoki stopień zasolenia i duża zawartość wody w porach materiału wyklucza zastosowanie hydrofobizacji. Materiał badawczy stanowiła cegła pobrana z płaszcza przemysłowego komina murowanego. W części eksperymentalnej dokonano obiektywnej oceny preparatów, które mogą być wykorzystane do hydrofobizacji powierzchni komina.

EN

The aim of the research presented in the paper was to evaluate the technical condition of the masonry chimney and to propose scope of modernization process. The studies of effectiveness of hydrophobization were preceded by a thorough diagnosis of the building, which involved checking of the salt content and the degree of moisture of chimney jacket. If the salt content and water content in the pores of the material were too high the hydrophobization could not be used. In presented paper the brick from industrial jacket of chimney was tested. Experimental section contains an objective evaluation of preparations which can be used for the chimney surface hydrophobization.

5

Ocena kąta zwilżania i swobodnej energii powierzchniowej hydrofobizowanego keramzytobetonu

Barnat-Hunek D., Smarzewski P.

Materiały Budowlane

|

2015

|

nr 10

128--130

PL

W artykule omówiono zagadnienia dotyczące zwilżalności warstwy wierzchniej hydrofobizowanego keramzytobetonu. W części doświadczalnej określono wpływ trzech preparatów hydrofobowych na swobodną energię powierzchniową (SEP) betonu. Wyznaczono kąt zwilżania betonu (θ) przy użyciu dwóch cieczy pomiarowych – wody destylowanej i gliceryny, a następnie wykorzystując metodę Owensa-Wendta, składową dyspersyjną i polarną SEP oraz jej wartość sumaryczną.

EN

The article discusses issues related to the wettability of hydrophobised lightweight aggregate concrete surface layer. In the experimental part, the influence of three hydrophobic preparations on the concrete surface free energy (SFE). In order to examine the concrete contact angle (θ), two measuring liquids were used – distilled water and glycerine, and then the Owens–Wendt method used to determine dispersion component, polar component, and total SFE value.

6

Mechaniczne i mikrostrukturalne właściwości betonu wysokowartościowego z dodatkiem żużla paleniskowego

Smarzewski P., Barnat-Hunek D.

Izolacje

|

2015

|

R. 20, nr 10

26--32

PL

W artykule opisano wykorzystanie odpadu pochodzącego ze spalania węgla w elektrociepłowni do produkcji betonu. Celem badań prezentowanych w artykule jest określenie wpływu dodatku żużla paleniskowego stosowanego jako zamiennik kruszywa grubego w ilości 10%, 20% i 30% na właściwości mechaniczne i strukturalne betonu wysokowartościowego.

EN

This article describes the use of coal incineration waste produced at heat and power generating plants in concrete production. The purpose of the research presented in the article is to determine the effect of 10%, 20% and 30% addition of slag used as substitute of coarse aggregate on the mechanical and structural properties of high performance concrete. The study suggests that slag can be used to produce high quality concrete and has a positive effect on the functional qualities of concrete.

7

Hydrofobizowane zaprawy ciepłochronne z dodatkiem perlitu i keramzytu

Barnat-Hunek D., Smarzewski P., Szafraniec M.

Izolacje

|

2015

|

R. 20, nr 2

30--35

PL

W artykule dokonano analizy porównawczej działania preparatów na bazie związków krzemoorganicznych na właściwości zapraw ciepłochronnych z perlitem oraz keramzytem. Szczególną uwagę zwrócono na wpływ hydrofobizacji powierzchniowej i hydrofobizacji w masie zapraw lekkich na korozję siarczanową i mrozową.

EN

The article presents a comparative analysis of the action of products based on organosilicon compounds on the properties of insulating mortar containing perlite and LECA. Particular attention is paid to the influence of surface hydrophobisation and mass hydrophobisation on sulphate and frost corrosion of lightweight mortar.

8

Evaluation of the contact angle of hydrophobised lightweight-aggregate concrete with sewage sludge

Barnat-Hunek D., Smarzewski P., Łagód G., Suchorab Z.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2015

|

Vol. 22, nr 4

625--635

EN

The aim of the research presented in the paper was to evaluate the feasibility of using hydrophobic preparations based on organosilicon compounds for protection treatment of lightweight aggregates modified with municipal sewage sludge. Issues related to the wettability of the surface layer of hydrophobised lightweight-aggregate concrete supplemented with sewage sludge are discussed in the paper. The experimental part of the study is focused on the physical and mechanical characteristics of lightweight-aggregate concrete and the effect of two hydrophobic preparations on the contact angle of the material. The contact angle for lightweight concrete (θw) was determined as a function of time using one measurement liquid. The hydrophobic coatings in the structure of lightweight concrete modified with sewage sludge were shown using electron microscopy. The investigations demonstrated the effectiveness of hydrophobisation of porous lightweight concretes. On the hydrophobic surfaces, the contact angles decreased with time and depended on the preparations used. The results of the research confirm the possibility to produce lightweight aggregate-concretes modified with sewage sludge with appropriate surface protection against external moisture.

PL

Celem badań przedstawionych w pracy była ocena efektu zastosowania preparatów hydrofobowych opartych o substancje krzemoorganiczne do zabezpieczania lekkich bloczków keramzytowych z dodatkiem osadów ściekowych przed wilgocią. W artykule omówiono zagadnienia związane ze zwilżalnością warstwy wierzchniej hydrofobizowanego keramzytobetonu modyfikowanego osadem ściekowym. Część doświadczalna pracy dotyczy cech fizycznych i mechanicznych keramzytobetonu oraz wpływu dwóch preparatów hydrofobowych na kąt zwilżania materiału. Wyznaczono kąt zwilżania betonu lekkiego (θw) w funkcji czasu przy użyciu jednej cieczy pomiarowej. Przedstawiono powłoki hydrofobowe w strukturze betonu lekkiego z osadem przy użyciu mikroskopii elektronowej. Na podstawie badań określono skuteczność hydrofobizacji porowatych betonów lekkich. Dla użytych substancji hydrofobizujących kąty zwilżania zmniejszały się z upływem czasu, a zmiana zależała od zastosowanych preparatów. Wyniki przeprowadzonych badań potwierdziły możliwość poprawy parametrów betonów lekkich wraz z odpowiednim zabezpieczeniem powierzchniowym przed wilgocią z zewnątrz.

9

Surface free energy of high performance concrete with addition of polypropylene fibers

Smarzewski P., Barnat-Hunek D.

Composites Theory and Practice

|

2015

|

R. 15, nr 1

8--15

EN

The study of the physical and mechanical properties of high performance concrete with polypropylene fiber was presented in the paper. Its basic characteristics and physical strength were defined, i.e.: absorbability, density, open porosity, compressive strength, splitting tensile strength, flexural tensile strength and modulus of elasticity. The use of polypropylene fibers results in different wetting and adhesion properties of high performance concrete. The wetting properties of the concretes were determined by measuring the contact angle of their surfaces using two measuring liquids: water and glycerin. Measurements were carried out three times: at the time of application of drops after 0, 5 and 40 minutes. On this basis, the total surface free energy (SFE) was determined. The SFE polar and dispersion components were defined using the Owens-Wendt method. By analyzing the examination results, it can be noticed that the contact angle values depend on the type of concrete. The results of contact angle measurements proved that all the glycerine contact angles (θg) were higher than the water contact angles (θw), and they decreased in the course of time. The highest contact angle was shown for concrete without fibers both at the beginning of the tests and after 40 minutes. The smallest contact angle with water was obtained by the concrete with the smallest addition of fibers. The biggest SFE difference was observed for the lowest fiber content of 0.5%. This is due to the physical characteristics of this concrete. The concrete with the 0.5% addition of fibers is characterized by the highest porosity, absorptivity, and the lowest density among the tested concretes. This indicates increased wettability and increased adhesion properties. Based on the SEM study, the microstructure and distribution of cracks and pores in high performance fiber reinforced concretes were shown.

PL

Przedstawiono badania właściwości fizycznych i mechanicznych betonu wysokowartościowego z włóknem polipropylenowym. Określono jego podstawowe charakterystyki wytrzymałościowe i fizyczne, tj.: nasiąkliwość, gęstość objętościową, porowatość otwartą, wytrzymałości na ściskanie, na rozciąganie przez rozłupywanie, na rozciąganie przy zginaniu oraz moduł sprężystości. Zastosowanie włókien polipropylenowych prowadzi do uzyskania odmiennych właściwości zwilżania oraz właściwości adhezyjnych betonu wysokowartościowego. Właściwości zwilżania betonów określono przez pomiar kąta zwilżania ich powierzchni przy użyciu dwóch cieczy pomiarowych: wody i gliceryny. Pomiary wykonano 3-krotnie: w momencie naniesienia kropli oraz po upływie 5 i 40 minut. Na tej podstawie obliczono całkowitą swobodną energię powierzchniową (SEP). Polarne i dyspersyjne składowe SEP wyznaczono z użyciem metody Owensa-Wendta. Analizując wyniki badań, można zauważyć, że wartości kątów zwilżania zależą od rodzaju betonu. Uzyskane wyniki pomiarów kątów zwilżania wykazały, że we wszystkich przypadkach kąt zwilżania gliceryną (θg) jest większy niż w przypadku zwilżania wodą (θw) oraz maleje wraz z upływem czasu. Najwyższy kąt zwilżania odnotowano w przypadku betonów bez włókien zarówno na początku badania, jak i po 40 minutach. Najmniejszy kąt zwilżania wodą uzyskał beton z najmniejszym procentowym dodatkiem włókien. Największą różnicę SEP zaobserwowano dla najmniejszej zawartości włókien 0,5%. Związane jest to z parametrami fizycznymi tego betonu. Beton z 0,5% dodatkiem włókien charakteryzował się największą porowatością, nasiąkliwością oraz najmniejszą gęstością spośród badanych betonów. Świadczy to o zwiększonej zwilżalności i większych właściwościach adhezyjnych. Na podstawie badania SEM przedstawiono mikrostrukturę oraz rozkład rys i porów w fibrobetonach wysokowartościowych.

10

Mechanical and thermal properties of hemp-lime composites

Barnat-Hunek D., Smarzewski P., Fic S.

Composites Theory and Practice

|

2015

|

R. 15, nr 1

21--27

EN

The paper presents the results of research concerning lightweight, ecological composites produced on the basis of building lime, cement and metakaolin, which are binders, as well as hemps used as a renewable raw material of agriculture. Tests of the physical and mechanical properties of lime-hemp composites were performed and their basic characteristics were determined, i.e.: absorptivity, bulk density, thermal conductivity, compressive and flexural strength, as well as the dynamic modulus of elasticity. The study was conducted to determine the use of lime-hemp composites to construct walls or to fill the frames of a wooden house. The results show that the lime-hemp composites produced are lightweight and have low thermal conductivity and apparent density. On the other hand, they are characterized by very low strength properties compared to traditional building materials. The dynamic mechanical properties of the shives reinforcing the composites depend on various factors such as shives loading, orientation and the nature of the shives-matrix interface region. The addition of ethylene-vinyl acetate copolymer as a plasticizing and strengthening admixture caused a considerable increase in the strength parameters of the composites.

PL

Przedstawiono wyniki badań lekkich, ekologicznych kompozytów wyprodukowanych na bazie wapna budowlanego, cementu i metakaolinu, stanowiących środki wiążące, oraz konopi wykorzystanych jako surowiec odnawialny z rolnictwa. Wykonano badania fizyczne i mechaniczne właściwości kompozytów wapienno-konopnych oraz wyznaczono ich podstawowe charakterystyki, tj.: nasiąkliwość, gęstość objętościową, współczynnik przewodzenia ciepła, wytrzymałości na ściskanie i zginanie, dynamiczny moduł sprężystości. Badania przeprowadzono w celu określenia możliwości wykorzystania kompozytów wapienno-konopnych do wznoszenia ścian lub też do wykonania z nich wypełnienia szkieletu drewnianego domu. Otrzymane wyniki dowodzą, że wytworzone kompozyty wapienno-konopne są lekkie i charakteryzują się niskim współczynnikiem przewodzenia ciepła oraz małą gęstością pozorną. Z drugiej strony cechują je bardzo niskie parametry wytrzymałościowe w porównaniu z tradycyjnymi materiałami budowlanymi. Dynamiczne właściwości kompozytów wzmocnionych paździerzami konopnymi zależą od różnych czynników, m.in. sposobu obciążenia, ich zorientowania w matrycy oraz naturalnego połączenia między paździerzami a osnową. Dodatek kopolimeru octanu winylu jako domieszki plastyfikująco-wzmacniającej spowodował znaczny wzrost parametrów wytrzymałościowych kompozytów.

11

Numerical solution of reinforced concrete beam using Newton-Raphson method with adaptive descent

Smarzewski P.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2015

|

Vol. 64, nr 4

207-221

EN

This paper describes numerical solution of a reinforced concrete beam. The modelling was performed with the principles of the Finite Element Method (FEM). In order to validate the materials models: concrete and reinforcing steel, the results, obtained using the Newton-Raphson method with adaptive descent, were compared with experimental data. Simulations help to reduce the cost of experimental research through more efficient carrying out the tests. The solution of advanced problems of reinforced concrete members in the range of linear-elastic deformation and in the range of non-linear deformation leading to the failure is possible.

PL

W pracy przedstawiono rozwiązanie numeryczne belki żelbetowej. Modelowanie przeprowadzono z wykorzystaniem zasad Metody Elementów Skończonych (MES). Wcelu zweryfikowania modeli materiałowych: betonu i stali zbrojeniowej, porównano otrzymane wyniki obliczeń numerycznych metodą Newtona-Raphsona ze spadkiem adaptacyjnym, z wynikami doświadczalnymi. Symulacje mogą pomóc w obniżeniu kosztów badań doświadczalnych poprzez efektywniejsze planowanie eksperymentów. Możliwe jest rozwiązanie złożonych problemów zachowania konstrukcyjnych elementów żelbetowych w zakresie odkształceń liniowo-sprężystych i nieliniowych aż do zniszczenia.

12

Free of volatile organic compounds protection against moisture in building materials

Suchorab Z., Barnat-Hunek D., Smarzewski P., Pavlík Z., Černý R.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2014

|

Vol. 21, nr 3

401--411

EN

The article presents information about moisture protection of building materials. The discussed parameters determining the efficiency of the water protection are material porosity, water absorptivity and surface condition of building materials. Moreover the ecological aspect of hydrophobic VOC-free preparations available on the market has been underlined. The first part of the article is a description of moisture problem in the building envelopes and the possibilities of its prevention. The special attention is put on the electric methods of moisture estimation with a special emphasis on the Time Domain Reflectometry (TDR) method. The second part of the article is devoted an experiment of model red-brick walls exhibited on capillary uptake process. For the experiment three model red-brick walls were built and prepared for water uptake process. The experiment was monitored by the capacitive and surface TDR probes thanks to which the necessity of sampling and material destruction could be avoided. Conducted experiments show the progress of water uptake phenomenon in the model walls which differ in type of protection against moisture and prove the potential of the non-invasive measurements using the surface TDR probes. Basic physical parameters of the applied bricks were determined together with the reflectometric measurements. Furthermore, Scanning Electron Microscopy (SEM) was used to analyze the hydrophobic layer continuity.

PL

W artykule przedstawiono parametry materiałów budowlanych, które wpływają na skuteczność stosowania preparatów hydrofobowych. Należą do nich porowatość, nasiąkliwość i stan powierzchni. Podkreślono również ekologiczne aspekty stosowania dostępnych na rynku budowlanym hydrofobowych preparatów wolnych od lotnych związków organicznych. Pierwsza część pracy jest omówieniem problemów wilgotnościowych w przegrodach budowlanych. Duży nacisk położono na elektryczne techniki detekcji wilgoci ze szczególnym uwzględnieniem metody TDR. Druga część ma charakter eksperymentalny. W celu zbadania zjawiska podciągania kapilarnego przygotowano trzy modelowe ścianki z cegły ceramicznej pełnej. Omawiany proces był monitorowany za pomocą czujników pojemnościowych oraz powierzchniowych sond TDR. Uzyskane wyniki pozwalają na śledzenie procesu podciągania kapilarnego w modelowych ściankach z cegły ceramicznej różniących się od siebie rodzajem zastosowanego preparatu hydrofobowego i potwierdzają możliwości sondy powierzchniowej TDR w pomiarach wilgotnościowych murów. Równolegle do badań za pomocą technik elektrycznych wyznaczono podstawowe parametry fizyczne cegły wykorzystanej do wymurowania ścianek, wykonano również zdjęcia za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) w celu przeanalizowania ciągłości warstwy hydrofobowej.

13

Methodology of moisture measurement in porous materials using Time Domain Reflectometry

Suchorab Z., Widomski M. K., Łagód G., Barnat-Hunek D., Smarzewski P.

Chemistry-Didactics-Ecology-Metrology

|

2014

|

R. 19, NR 1-2

97--107

EN

The article presents the description of measurement methodology of moisture transport in unsaturated porous materials using Time Domain Reflectometry (TDR) technique on the example of measurement of capillary uptake phenomenon in the sample of autoclaved aerated concrete (AAC). In the paper there are presented basic principles of the TDR method as a technique applied in metrology, its potential for measurement of moisture in porous materials like soils and porous building materials. Second part of the article presents the experiment of capillary rise process in the sample of AAC. Within the experiment moisture content was monitored in the sample exposed on water influence. Monitoring was conducted using TDR FP/mts probes. Preparation of the measuring setup was presented in detail. The TDR readouts post-processing, graphical presentations of the obtained results, short discussion and comparison of TDR readouts to gravimetric measurement were also presented.

PL

W artykule przedstawiono opis metodyki pomiaru transportu wilgoci w nienasyconych porowatych materiałach przy wykorzystaniu techniki Time Domain Reflectometry (TDR) na przykładzie pomiarów zjawiska podciągania kapilarnego przez próbkę autoklawizowanego betonu komórkowego. Zaprezentowano podstawowe informacje na temat metody TDR jako techniki stosowanej w metrologii. Omówiono jej potencjał do pomiarów wilgoci w takich ośrodkach porowatych, jak gleby i porowate materiały budowlane. Druga część artykułu przedstawia eksperyment podciągania kapilarnego przez próbkę autoklawizowanego betonu komórkowego. W trakcie trwania eksperymentu monitorowano zmiany wilgotności w próbce wystawionej na oddziaływaniewody. Monitoring realizowano za pomocą sond TDR FP/mts. Rozdział „Materials and Methods” przedstawia szczegółowo przygotowanie stanowiska pomiarowego. W rozdziale „Results” podano odczyty miernika TDR przeliczone na wilgotność oraz zaprezentowano uzyskane wyniki w postaci graficznej. Zawarto w nim również krótką dyskusję wyników i porównanie odczytów TDR z pomiarami grawimetrycznymi.

14

Stany zarysowania i ugięcia tarcz żelbetowych z otworami z fibrobetonu wysokowartościowego

Smarzewski P.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2014

|

Vol. 63, nr 3

147-157

PL

W artykule przedstawiono analizy stanów zarysowania i ugięcia tarcz żelbetowych z otworami z betonu wysokowartościowego z włóknami stalowymi i polipropylenowymi. Badania przeprowadzono dla trzech elementów zróżnicowanych pod względem ilości i rodzaju zbrojenia. W tarczy T1 skonstruowano tradycyjne zbrojenie prętami stalowymi. W tarczach T2 i T3 zamiast siatek zastosowano zbrojenie rozproszone o zmiennej procentowej objętości włókien. Analizy zachowania tarcz pod obciążeniem statycznym przedstawiono na podstawie pomiarów rys i ugięć.

EN

The article presents the crack and deflection states analysis of the reinforced deep beams with openings made of high performance steel and polypropylene fibre concrete. Research was carried out with regard to quantity and the type of reinforcement. The deep beam T1 was constructed conventionally with steel rods reinforcement. As regards deep beams T2 and T3, instead of the steel wire mesh, fibre reinforcement of variable fibre volume percentage was applied. The analysis of the behaviour of the deep beams under static load was based on the measurements of cracks and deflections.

15

Stany zarysowania i odkształcenia belek żelbetowych z betonu wysokowartościowego z dodatkiem włókien

Smarzewski P.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2014

|

Vol. 63, nr 3

135-145

PL

W artykule przedstawiono analizy stanów zarysowania i odkształcenia belek żelbetowych z betonu wysokowartościowego z dodatkiem włókien stalowych i polipropylenowych poddanych zginaniu w schemacie czteropunktowym. Badania przeprowadzono dla trzech belek zróżnicowanych pod względem ilości i rodzaju zbrojenia. W belce B1 skonstruowano tradycyjne zbrojenie prętami stalowymi. W elementach B2 i B3 zamiast strzemion i prętów górnych zastosowano zbrojenie rozproszone o zmiennej procentowej objętości włókien. W analizach wykorzystano system ARAMIS do bezkontaktowych trójwymiarowych pomiarów odkształceń. Analizy zachowania belek pod obciążeniem statycznym przedstawiono na podstawie pomiarów rys i odkształceń.

EN

The article presents the crack and strain states analysis of the reinforced high performance concrete beams with steel and polypropylene fibre. The beams were bent in the 4-point model. Research was carried out for three different beams with regard to the quantity and the type of reinforcement. The beam B1 was constructed conventionally with steel rods reinforcement. As regards beams B2 and B3, instead of the stirrups and the compressive rods, fibre reinforcement of variable fibre volume percentage was applied. For the analysis, a non-contact system for three-dimensional measurements of strain - ARAMIS was used. The analysis of the behaviour of the beams under static load was based on the measurements of crack and strain.

16

Numerical modeling of diagonal cracks in concrete beams

Słowik M., Smarzewski P.

Archives of Civil Engineering

|

2014

|

Vol. 60, nr 3

307--322

EN

In the paper, the method of a numerical simulation concerning diagonal crack propagation in concrete beams was presented. Two beams reinforced longitudinally but without shear reinforcement were considered during the Finite Element Method analysis. In particular, a nonlinear method was used to simulate the crack evaluation in the beams. The analysis was performed using the commercial program ANSYS. In the numerical simulation, the limit surface for concrete described by Willam and Warnke was applied to model the failure of concrete. To solve the FEM-system of equations, the Newton-Raphson method was used. As the results of FEM calculations, the trajectories of total stains and numerical images of smeared cracks were obtained for two analyzed beams: the slender beam S5 of leff = 1.8 m and the short beam S3k of leff = 1.1 m. The applied method allowed to generate both flexural vertical cracks and diagonal cracks in the shear regions. Some differences in the evaluation of crack patterns in the beams were observed. The greater number of flexural vertical cracks which penetrated deeper in the beam S5 caused the lower stiffness and the greater deformation in the beam S5 compared to the short beam S3k. Numerical results were compared with the experimental data from the early tests performed by Słowik [3]. The numerical simulation yielded very similar results as the experiments and it confirmed that the character of failure process altered according to the effective length of the member. The proposed numerical procedure was successfully verified and it can be suitable for numerical analyses of diagonal crack propagation in concrete beams.

17

The analysis of load capacity and deflection of reinforced high strength concrete beam

Smarzewski P.

Composites Theory and Practice

|

2013

|

R. 13, nr 1

29-32

EN

The article presents the analysis of the load capacity and deflection of a reinforced high strength concrete beam with a low level of reinforcement in the process of static deformation in comparison to experimental data, according to the methodology of determining the parameters for the constitutive model of high strength concrete, based on its ultimate uniaxial compressive strength. Three variants of numerical solutions of the BP-1a beam were presented, which are distinguished by their failure surface. Numerical calculations made with use of the Newton-Raphson method with adaptive descent and the arc length method are verified with test results. The load-deflection relationships for the flexure beam from the experimental data and the finite element analyses are in good agreement up to failure. In all the cases, the differences between the final loads for the model and the ultimate loads for the experimental results are less than 5%.

PL

W artykule przedstawiono analizę stanu nośności i przemieszczenia belki żelbetowej o niskim stopniu zbrojenia wykonanej z betonu wysokiej wytrzymałości w procesie statycznego odkształcania w porównaniu z wynikami eksperymentalnymi według metodyki ustalania parametrów modelu konstytutywnego betonu wysokiej wytrzymałości na podstawie jego wytrzymałości na ściskanie. Przedstawiono trzy warianty rozwiązania numerycznego belki BP-1a. Zróżnicowano je przez powierzchnię graniczną betonu. Obliczenia numeryczne wykonane metodą Newtona-Raphsona ze spadkiem adaptacyjnym i metodą długości łuku zweryfikowano wynikami doświadczalnymi. Zależność obciążenie przemieszczenie uzyskana doświadczalnie dla belki zginanej jest zgodna aż do zniszczenia z analizami metodą elementów skończonych. We wszystkich przypadkach różnice pomiędzy końcowymi obciążeniami dla modeli i doświadczalnymi wynikami są mniejsze niż 5%.

18

Stress and strain analysis of reinforced concrete beam according to proposed methodology of parameter selection of high strength concrete

Smarzewski P.

Composites Theory and Practice

|

2013

|

R. 13, nr 1

24-28

EN

The article presents the analysis of the stress and strain state of reinforced high strength concrete beams with a low level of reinforcement in the process of static deformation in comparison to experimental data, according to the methodology of determining the parameters for the constitutive model of high strength concrete, based on its ultimate uniaxial compressive strength. Three variants of numerical solutions of the BP-1a beam were presented, which are distinguished by their failure surface. Numerical calculations made with the use of the Newton-Raphson method with adaptive descent and Crisfield's arc length method are verified with experimental results. The development of strain for extreme concrete fibres of the compression zone and the development of strain for a longitudinal reinforcement bar in the tension zone at beam's midspan are characterized by excellent agreement in the presented cases.

PL

W artykule przedstawiono analizę stanu odkształcenia i naprężenia belki żelbetowej o niskim stopniu zbrojenia wykonanej z betonu wysokiej wytrzymałości w procesie statycznego odkształcania w porównaniu z wynikami eksperymentalnymi według metodyki ustalania parametrów modelu konstytutywnego betonu wysokiej wytrzymałości na podstawie jego wytrzymałości na ściskanie. Przedstawiono trzy warianty rozwiązania numerycznego belki BP-1a zróżnicowane powierzchnią graniczną betonu. Obliczenia numeryczne wykonane metodami Newtona-Raphsona ze spadkiem adaptacyjnym i długości łuku Crisfielda zweryfikowano z wynikami eksperymentalnymi. W prezentowanych przypadkach rozwój odkształceń skrajnych włókien betonu w strefie ściskanej i rozwój odkształceń pręta podłużnego w strefie rozciąganej w środku belki charakteryzuje się doskonałą zgodnością.

19

Cracking analysis of reinforced concrete beam according to proposed methodology of parameter selection of high strength concrete

Smarzewski P.

Composites Theory and Practice

|

2013

|

R. 13, nr 1

7-13

EN

The article presents the analysis of failure for a reinforced concrete beam with a low level of reinforcement, made of high strength concrete, in the process of static deformation in comparison to experimental results. On the basis of its ultimate uniaxial compressive strength, the methodology for defining the parameters of the constitutive model for high strength concrete was developed. The comparison of the obtained results indicates the correctness of the assumptions and constitutive models of the high strength concrete and reinforcement steel, and also the effectiveness of Crisfield's arc length method and the Newton-Raphson iterative solution with adaptive descent. The numerical results of the smeared crack patterns proved to be qualitatively agreeable, regarding the localisation, direction and concentration, with the experimental results.

PL

W artykule przedstawiono analizę stanu zarysowania belki żelbetowej o niskim stopniu zbrojenia wykonanej z betonu wysokiej wytrzymałości w procesie statycznego odkształcania w porównaniu z wynikami eksperymentalnymi. Zaproponowano metodykę ustalania parametrów modelu konstytutywnego betonu wysokiej wytrzymałości na podstawie jego wytrzymałości na ściskanie. Porównania uzyskanych wyników wskazują na poprawność przyjętych założeń odnośnie do modeli betonu wysokiej wytrzymałości i stali zbrojeniowej, a także na skuteczność metody długości łuku Crisfielda i iteracyjnego rozwiązania Newtona-Raphsona z dostosowanym spadkiem. Wyniki numeryczne wzorów rys rozmytych wykazały jakościową zgodność, co do lokalizacji, kierunku i koncentracji, z wynikami doświadczalnymi.

20

Stany graniczne użytkowalności belek żelbetowych z betonu wysokowartościowego z dodatkiem włókien

Smarzewski P.

Budownictwo i Architektura

|

2013

|

Vol. 12, nr 1

155--162

PL

W artykule przedstawiono wyniki i analizy badań belek żelbetowych wykonanych z betonu wysokowartościowego z dodatkiem włókien stalowych i polipropylenowych poddanych zginaniu w schemacie 4-punktowym przy obciążeniach eksploatacyjnych. Badania przeprowadzono dla trzech prostokątnych belek żelbetowych zróżnicowanych pod względem ilości i rodzaju zbrojenia. W belce B1 skonstruowano tradycyjne zbrojenie prętami stalowymi. W belkach B2 i B3 zamiast prętów górnych i strzemion zastosowano zbrojenie rozproszone o zmiennej procentowej objętości włókien. W badaniach wykorzystano system pomiarowy do bezkontaktowych trójwymiarowych pomiarów odkształceń – ARAMIS. Analizy zachowania belek pod obciążeniem statycznym w zakresie użytkowalności przedstawiono w oparciu o: obrazy zarysowania i odkształcenia oraz zależności siła-przemieszczenie.

EN

The article presents the results of research and analysis of reinforced high performance concrete beams with steel and polypropylene fibres at service load. The beams were bent in the 4-point model. Research was carried out for three different rectangular reinforced concrete beams in terms of the quantity and the type of reinforcement. The beam B1 was constructed conventionally with reinforced steel rods. The beams B2 and B3, instead of the compressive rods and the stirrups the fibre reinforcement of variable fibre volume percentage was applied. In the tests a non-contact system for three-dimensional measurements of deformation – ARAMIS was used. The analysis of the behaviour of the beams under static load for serviceability was based on: images of cracks, strain and force – displacement curves.