Badania związane ze zjawiskiem ścinania belek zmierzają w kierunku wykorzystania zbrojenia rozproszonego w postaci mikroprętów i włókien wzmacniających te elementy konstrukcyjne. Jednym z materiałów wykorzystywanym do produkcji zbrojenia rozproszonego jest bazalt. Wprowadzenie mikroprętów i włókien do mieszanki betonowej przyczynia się do zwiększenia wytrzymałości na rozciąganie stwardniałego betonu oraz wpływa pozytywnie na parametry związane z mechaniką pękania. W celu określenia tego wpływu wykonano siedem serii próbek, stosując różną zawartość zbrojenia rozproszonego w mieszankach betonowych. Określono wartości wytrzymałości na rozciąganie przy zginaniu, wytrzymałości na ściskanie, wartości modułu Younge’a oraz przeprowadzono badania parametrów mechaniki pękania betonu. Otrzymane wyniki porównano z wytrzymałościami określonymi dla betonu bez zbrojenia rozproszonego.
EN
Fibers and microbars reinforced concrete beams were commonly investigated to determinate their shear resistance. There are a lot of materials used in production of this type of reinforcement, one of them is basalt. There is commonly known that the incorporation of fibers and microbars improve the tensile strength of concrete and it has a positive effect on fracture mechanic parameters. In order to determinate these effects seven series of samples were made using different contents of dispersed reinforcement. The tensile strength, compression strength, Young modulus and fracture mechanics parameters were investigated and compared with properties of concrete without addition of reinforcement.
Wzmocnienie betonu za pomocą zbrojenia rozproszonego znacząco poprawia jego odporność na pękanie, skurcz oraz trwałość. Asortyment włókien komercyjnych jest szeroki, jednak ze względu na wysoki koszt produkcji wpływający na ostateczną cenę konstrukcji, sporadycznie wykorzystywany w praktyce. Stosowanie włókien z recyklingu pochodzących z komunalnych lub przemysłowych odpadów, oprócz niskiego kosztu, generuje dodatkowe zalety, takie jak redukcja ich ilości i oszczędność zasobów naturalnych. W artykule przeprowadzono przegląd badań nad wzmacnianiem betonu przy użyciu włókien z recyklingu (WFRC – Waste Fiber Reinforcement Concrete), obejmując materiały takie, jak wióry z tokarni, włókna z wykładzin dywanowych oraz odpady poprodukcyjne z bazaltu. Przedstawiono wpływ włókien na poprawę właściwości fizycznych i mechanicznych betonu. Na podstawie literatury wskazano zalecenia przygotowania matrycy betonowej i stosowania fibrobetonu (FRC) wzmacnianego różnorodnymi typami włókien odpadowych.
EN
The amplification of concrete with distributed reinforcement significantly enhances its resistance to cracking, shrinkage, and durability. The range of commercial fibers is extensive; however, due to high production costs impacting the final price of the construction, they are rarely used in practice. The use of recycled fibers derived from municipal or industrial waste, besides their low cost, generates additional benefits such as waste reduction and natural resource savings. This article reviews research on the reinforcement of concrete using recycled fibers (WFRC – Waste Fiber Reinforcement Concrete), encompassing materials such as machine scrap, carpet fibers, and basalt production waste. The impact of fibers on the improvement of the physical and mechanical properties of concrete is presented. Based on the literature, recommendations for the preparation of the concrete matrix and the use of fiber-reinforced concrete (FRC) strengthened with various types of waste fibers are provided.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Basalt microbars are relatively new kind of dispersed reinforcement for concrete members. The results of compressive strength tests, tensile strength tests, modulus of elasticity tests and parameters of fracture mechanics tests for concrete with, 1.5, 2.5, 3.5 kg/m3 minibars in volume of concrete and reference concrete are presented in the paper. Results shows that addition of microbars improves strength properties of concrete and increases mechanical properties of concrete.
PL
Nowym materiałem stosowanym jako zbrojenie rozproszone w elementach z betonu są mikropręty bazaltowe. W artykule opisano wyniki badań wytrzymałości na ściskanie, wytrzymałości na rozciąganie oraz modułu sprężystości podłużnej, a także określono wartości parametrów mechaniki pękania betonów zawierających 1,5, 2,5, 3,5 kg/m3 mikroprętów oraz betonu referencyjnego. Stwierdzono, że obecność mikroprętów poprawia właściwości mechaniczne betonu i wpływa na parametry mechaniki pękania.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule zaprezentowano wyniki badań belki sprężonej wykonanej z fibrobetonu o wysokiej wytrzymałości. Belkę o przekroju dwuteowym wysokości 0,2 m i długości 2,8 m badano w schemacie czteropunktowym do osiągnięcia nośności na zginanie. Element sprężono jednym splotem Y1860S7 średnicy ø 012,5. W fibrobetonie zastosowano włókna proste KrampeHarex® DM12,5/0,175. Określono wytrzymałość betonu zarówno na ściskanie (fc ≈ 110 MPa), jak i na rozciąganie w próbie rozłupywania (fct,sp ≈ 17,5 MPa) oraz trójpunktowego zginania (ft,fl ≈ 11,9 MPa). Po wykonaniu i sprężeniu belki rejestrowano zmiany odkształceń na powierzchni elementu przez 19 dni, po czym przystąpiono do badania niszczącego, w trakcie którego rejestrowano ugięcia i odkształcenia elementu. Zniszczenie było następstwem zginania i wynikało z uplastycznienia zbrojenia sprężającego, a następnie uformowania się jednej rysy zlokalizowanej. Obliczenia nośności w świetle reguł normy SIA 2052 z wykorzystaniem sprężysto-plastycznego modelu zachowania fibrobetonu wykazały dobrą zgodność z wynikami eksperymentu.
EN
The paper presents experimental results prestressed beam made of high-strength fiber reinforced concrete. The I-shaped beam with a height of 0.2 m and a length of 2.8 m was tested in a four-point scheme until the bending load capacity was achieved. The element was prestressed with one tendon Y1860S7 with a diameter of ø 012.5. The fiber reinforced concrete was made with KrampelHarex® DM12.5/0.175 fibers. Concrete was tested in compression (fc ≈ 110 MPa) and in tension, checking the resistance in both the splitting test (fct,sp ≈ 17.5 MPa) and the three-point bending test (fc,fl ≈ 11.9 MPa). After fabrication and prestressing of the beam, changes in strains on the element's surface were observed for 19 days, after which destructive test was conducted. During the test deflections and deformations of the element were recorded. The failure was as a result of bending and followed yielding of the prestressing strand and the subsequent formation of one localised crack. The calculation of the load carrying capacity in the light of the SIA 2052 standard, assuming the elasto-plastic material model of the fibre reinforced concrete, showed good agreement with the experimental results.
This paper presents the results of shear strength tests of fine-grained soil reinforced by randomly oriented fibres. The tests were carried out in a direct shear apparatus on samples with a diameter of 100 mm and a height of 20 mm. The samples were formed directly in the apparatus box at a natural moisture content and two values of the degree of compaction (IS = 0:79 and 0.90). The studies were carried out for samples of natural moisture content and for soaked ones. The two types of polypropylene fibres were used: monofilament and fibrillated (of traded names Fibermesh 300-e3 and SikaCem Fiber-12, respectively). The fibre content was 0.25; 0.50 and 1.00% by the weight of the dry soil. The results showed that the presence of fibre within the soil increased its the shear strength. The improvement of the shear strength was related to the type of reinforcement, its content and the soil parameters. The maximum increase in shear strength was 47% compared to the shear strength of the unreinforced soil. The increase in shear strength values were related mainly to the increase in the angle of internal friction of the soil. It was found that as the degree of compaction of the soil increases, the higher enhance of the shear strength of reinforced soil occurs. It was also found that the improvement of shear strength of reinforced soaked samples was more significant than for un-soaked ones.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań wytrzymałości na gruntu drobnoziarnistego z dodatkiem zbrojenia rozproszonego. Oznaczenie parametrów wytrzymałości na ścinanie przeprowadzono w aparacie bezpośredniego ścinania na próbkach o średnicy 100 mm i wysokości 20 mm. Próbki były formowane bezpośrednio w skrzynce aparatu przy wilgotności naturalnej, zbliżonej do optymalnej, oraz dwóch wartościach wskaźnika zagęszczenia (IS = 0,79 i 0,90). Próbki konsolidowano przez 60 min przy naprężeniu normalnym 25, 50, 75, 100, 125 kPa, a następnie ścinano z prędkością 0,10 mm·min-1 do momentu uzyskania 18% względnego odkształcenia. Badania przeprowadzono dla zawodnionych niezawodnieniem próbek gruntu. Zbrojenie rozproszone stanowiły dwa rodzaje włókien polipropylenowych (monofilamentowe i fibrylowane o nazwach handlowych odpowiednio Fibermesh 300-e3 oraz SicaCem Fiber-12), które dodawano w ilości 0,25; 0,50 i 1,00% w stosunku do masy szkieletu gruntu. Wyniki badań wykazały, że zastosowanie zbrojenia rozproszonego wpływa pozytywnie na wytrzymałość na ścinanie gruntu, przy czym wpływ ten jest zależny od rodzaju zbrojenia, jego dodatku, a także parametrów geotechnicznych gruntu. Maksymalny wzrost wytrzymałości na ścinanie gruntu ze zbrojeniem wyniósł 47% w stosunku do wartości wytrzymałości na ścinanie gruntu bez dodatku zbrojenia. Stwierdzono, że dodatek zbrojenia wpłynął zasadniczo na wartości kąta tarcia wewnętrznego, a w przypadku spójności był niejednoznaczny. Wyniki badań wykazany również, że włókna monofilamentowe mają bardziej korzystny wpływ na wzmocnienie gruntu niż włókna fibrylowane. Wykazano również, że wpływ zbrojenia na wzmocnienie gruntu jest bardziej efektywny przy wyższym wskaźniku zagęszczenia gruntu, a większy przyrost wytrzymałości na ścinanie gruntu uzyskano w przypadku badań próbek zawodnionych.
W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu dwóch typów makrowłókien poliolefinowych na właściwości świeżego i stwardniałego betonu. Określono zawartość powietrza w mieszance betonowej, klasę konsystencji, wytrzymałość na ściskanie, wytrzymałość betonu na rozciąganie w próbie zginania oraz wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu. Wykazano istotny wpływ rodzaju, kształtu i budowy włókien syntetycznych na właściwości mechaniczne betonu. Dodatek włókien poliolefinowych nie wpłynął negatywnie na wytrzymałość na ściskanie betonu, a serie badawcze z mniejszą ilością włókien fibrylowanych uzyskały podobne lub lepsze wyniki wytrzymałościowe niż serie z większą ilością foliowłókien. Wyniki te wskazują na potencjał wykorzystania makrowłókien polimerowych w konstrukcjach betonowych, co pozwoli na poprawę jego wytrzymałości i innych istotnych właściwości.
EN
The article presents the results of research on the influence of two types of polyolefinic macrofibers on the properties of fresh and hardened concrete. The content of air in the concrete mix, consistency class, compressive strength, tensile strength of concrete in flexural testing, and splitting tensile strength were determined. The significant impact of the type, shape, and structure of synthetic fibers on the mechanical properties of concrete has been demonstrated. The addition of polyolefin fibers did not have a negative effect on the compressive strength of concrete, and research series with a smaller amount of fibrillated fibers achieved similar or better strength results than series with a larger amount of film fibers. These results indicate the potential use of polymer macrofibers in concrete structures, which will allow for the improvement of its strength and other important properties.
Poruszono zagadnienie przydatności włókien stalowych w mieszankach betonowych oraz poddano pod ocenę wpływ kształtu włókien stalowych. Analizowano dwa rodzaje włókien stalowych - proste oraz haczykowate. Włókna do badań były wykonane z tej samej stali oraz miały dokładnie tę samą smukłość, średnicę oraz długość. Próbki badano po upływie 28 dni dojrzewania, a właściwości mechaniczne, jakie sprawdzono, to wytrzymałość na ściskanie, wytrzymałość betonu na rozciąganie w próbie zginania oraz wytrzymałość betonu na rozciąganie przy rozłupywaniu. Wyniki poddano analizie statystycznej.
EN
The article deals with the issue of the suitability of steel fibers in concrete mixtures. The influence of the shape of steel fibers was also assessed. Two types of steel fibers were analyzed, straight and hooked. The test fibers were made of the same steel and had exactly the same slenderness, diameter and length. The samples were tested after 28 days of maturation, and the mechanical properties that were checked were compressive strength, concrete tensile strength in a bend test and concrete tensile strength when splitting. The results were statistically analyzed and presented in the article.
Zaprezentowano wyniki badań walców o wymiarach 150 × 300 mm. Elementy były wykonane z betonu lekkiego oraz betonu lekkiego z włóknami stalowymi. Zostały obciążane przez walce stalowe o różnej średnicy. Otrzymane wyniki porównano z wartościami obliczonymi zgodnie z normą PN-EN-1992-1-1. Ze względu na rozbieżności zaproponowano autorskie wzory opisujące wyniki otrzymane z badań.
EN
The article presents the results of the tests of cylinders 150 × 300 mm. The elements were made of plain and fiber reinforced lightweight aggregate concrete. They were loaded by steel cylinders of various diameters. The obtained results were compared with the values calculated in accordance with the PN-EN-1992-1-1 code. Due to the discrepancies, own formulas describing the results obtained from the research were proposed.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przeprowadzono badania polowe modelu stropu w skali naturalnej o wymiarach 6,30 × 6,30m, wykonanego z paneli Vector III tj. częściowo prefabrykowanych płyty betonowych z kratownicą oraz włóknami polimerowymi zamiast zbrojenia rozdzielczego. Cały strop zmonolityzowany został nadbetonem układanym na budowie. Model obciążano sekwencyjnie, prowadząc automatyczny i geodezyjny pomiar względnych przemieszczeń prefabrykatów oraz ugięcia. W trakcie ostatniego kroku obciążenie przyłożono nierównomiernie w celu uwypuklenia tzw. zjawiska klawiszowania. Obciążenie stropu na jednej połowie wynosiło 1,7 kN/m2, a na drugiej 7,7 kN/m2. Maksymalna różnica przemieszczeń między panelami to 0,3 mm, natomiast ugięcie krótkotrwałe 2,7 mm. Po zakończeniu badań polowych pozostawiono obciążenie w celu weryfikacji wpływów długotrwałych. Maksymalne ugięcie po 12 miesiącach wyniosło 19 mm.
EN
Field test of a full-scale model of slabs with dimensions of 6,30 x 6,30 m, built of Vector III panels were carried out. Vector panels are semi precast, concrete plates with lattice girders and polymer fibres instead of distribution reinforcement. The slab is monolithized with in-situ topping. Vector panels are used in one way spanning slabs. The load was applied sequentially, measurements were made by LVDT sensors and geodetic. In the last of the stages, the load was applied to one half of the slab to examine the possibility of faulting. The floor load was 1,7 kN/m2 in one half and 7,7 kN/m2 in the other. The values of vertical displacements at the panel joints (in the middle of the slab) were measured. The difference of displacements between panels was less than 0,3 mm and vertical displacements have reached a value of 2,7 mm. After the field test, the load was left to verify long-term effects. After 12 months, a maximum displacement of 19 mm was achieved.
W artykule opisano kwestie związane z zastosowaniem włókien mineralnych i syntetycznych do zbrojenia rozproszonego mieszanek mineralno-asfaltowych, takie jak rodzaje włókien oraz ich oddziaływanie na właściwości mieszanki.
EN
The article describes the issues related to the use of mineral and synthetic fibers for dispersed reinforcement of asphalt mixtures, such as the types of fibers and their influence on the properties of the mixture.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The purpose of the article is to determine the effect of the addition of polypropylene fibres on the properties of concrete mixtures and hardened concrete. To this end, both destructive and non-destructive tests were conducted. The concrete mixture tests included the testing of the consistency, air content and bulk density of the concrete mixture. Investigations of hardened concrete were based on the determination of compressive strength by destructive tests, sclerometer and ultrasonic methods and tensile strength in bending tests. All tests were performed for seven series of concrete mixtures, differing in their fibre content. The results showed that the addition of polypropylene fibres to the concrete mixture causes changes in consistency, increases air content, and does not increase the compressive and tensile strength of concrete. It was also observed that the addition of polypropylene fibres does not cause significant changes in the bulk density of the concrete mix.
PL
Tematem artykułu jest określenie wpływu dodatku włókien polipropylenowych na właściwości mieszanki betonowej oraz betonu stwardniałego. W tym celu przeprowadzono badania świeżej mieszanki betonowej oraz betonu stwardniałego (niszczące oraz nieniszczące). W skład badań mieszanki betonowej wchodziły: badanie konsystencji mieszanki betonowej, badanie zawartości powietrza w mieszance betonowej, badanie gęstości objętościowej mieszanki betonowej. Badania betonu stwardniałego opierały się na pomiarze wytrzymałości betonu na ściskanie, wytrzymałości betonu na rozciąganie przy zginaniu, wytrzymałości betonu na ściskanie metodą sklerometryczną oraz wytrzymałości betonu na ściskanie metodą ultradźwiękową. Wszystkie badania zostały wykonane dla siedmiu serii mieszanek betonowych, różniących się od siebie zawartością włókien. Dodatek włókien polipropylenowych do mieszanki betonowej powoduje zmiany jej konsystencji oraz podwyższenie w niej zawartości powietrza. Włókna polipropylenowe nie powodują istotnych zmian gęstości objętościowej mieszanki betonowej.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono najważniejsze elementy składowe technologii posadzek bezspoinowych. Zebrane informacje mogą być pomocne dla projektantów, inwestorów i wykonawców przy wyborze technologii wykonania posadzki w obiektach wielkopowierzchniowych.
EN
The paper presents the most important components of jointless concrete industrial floors. The collected information may be helpful for designers, investors and contractors in selecting fl oor technology for large-scale facilities.
W pracy przedstawiono porównanie odporności na powierzchniowe łuszczenie pod wpływem oddziaływania mrozu betonów zawierających trzy typy zbrojenia rozproszonego (włókna syntetyczne, makro- i mikrowłókna stalowe) zastosowane w ilości 0,5 oraz 1,0% objętości mieszanki betonowej, a także betonów bez włókien. Badanie prowadzono na podstawie normy PKN-CEN/TS 12390–9: (2007), metodą Slab test, w warunkach cyklicznych zmian temperatury, w obecności 3% roztworu solnego. Na podstawie wyników badania mrozoodporności określono najbardziej efektywny rodzaj dodatku do betonu w postaci włókien oraz korzystną zawartość. Wykonano dodatkowe badania właściwości fizycznych betonów, takich jak: nasiąkliwość, podciąganie kapilarne roztworu NaCl, gęstość objętościowa.
EN
The influence of different fibers (steel, propylene, microfibers) on the frost resistance of concrete elements was analyzed. Seven types of concrete specimens with various types of fiber reinforcement at 1,0 or 0,5% volumetric ratio were selected for test. Destructive deicing salt impact in environment of cyclic freezing and thawing was determined based on the procedure of PKN - CEN/TS 12390 - 9: Testing hardened concrete - Part 9: Freeze-thaw resistance - Scaling. It was found that fibers are very important additives in concrete mixture. Frost resistance of concrete without this type of reinforcement is about five times lower than resistance of concrete with steel fibers. Moreover, frost resistance accompanying analyses such as absorbability, capillarity sorption was analyzed. Relationships between examined properties of concrete were noticed. All observations lead to comprehensive understanding of this important material.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The present paper investigates the propagation of quasi longitudinal (qLD) and quasi transverse (qTD) waves in a magneto elastic fibre-reinforced rotating semi-infinite medium. Reflections of waves from the flat boundary with surface stress have been studied in details. The governing equations have been used to obtain the polynomial characteristic equation from which qLD and qTD wave velocities are found. It is observed that both the wave velocities depend upon the incident angle. After imposing the appropriate boundary conditions including surface stress the resultant amplitude ratios for the total displacements have been obtained. Numerically simulated results have been depicted graphically by displaying two and three dimensional graphs to highlight the influence of magnetic field, rotation, surface stress and fibre-reinforcing nature of the material medium on the propagation and reflection of plane waves.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The present paper investigates the propagation of quasi longitudinal (qLD) and quasi transverse (qTD) waves in a magneto elastic fibre-reinforced rotating semi-in finite medium. Reflections of waves from the flat boundary with surface stress have been studied in details. The governing equations have been used to obtain the polynomial characteristic equation from which qLD and qTD wave velocities are found. It is observed that both the wave velocities depend upon the incident angle. After imposing the appropriate boundary conditions including surface stress the resultant amplitude ratios for the total displacements have been obtained. Numerically simulated results have been depicted graphically by displaying two and three dimensional graphs to highlight the in uence of magnetic field, rotation, surface stress and fibre-reinforcing nature of the material medium on the propagation and reflection of plane waves.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu włókien bazaltowych na wytrzymałość na ściskanie i rozciąganie oraz parametry mechaniki pękania betonów o zróżnicowanym wskaźniku w/c, wykonanych z zastosowaniem dwóch rodzajów cementu. Stwierdzono, że wprowadzenie dodatku włókien bazaltowych w ilości 2 – 8 kg/m3 znacznie poprawia parametry mechaniki pękania, przy jednoczesnym stosunkowo niewielkim wpływie na wytrzymałość betonu.
EN
This article presents the results of the effect of basalt fibers on the compressive and flexural strength as well as on fracture mechanics parameters of concretes with different w/c ratio made using two types of cement. The incorporation of basalt fiber (2 – 8 kg/m3) significantly improves the fracture mechanics parameters, while it has a relatively small effect on the strength properties of concrete.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Posadzki (podłogi przemysłowe) z betonu cementowego na gruncie zaczęto stosować w Europie powszechnie w latach 90. XX wieku. Opracowano wówczas szczegółowe procedury obliczeniowe i badawcze do procesów projektowania i wykonawstwa [4]. Mimo że upłynęło od tamtego czasu prawie 30 lat, zdarzają się ciągle awarie tych konstrukcji, a ich przyczyny rozkładają się na wielu uczestników procesu inwestycyjnego. Przypadek takiej awarii opisany jest w artykule.
EN
Industrial ground floors made with the steel fibre beginning to constructed in the Europe started from the 90. years of the XX century. Prepared at that time detailed reports [4] described designing and executive problems. Nevertheless, that to this time we have 30 years good experiences in this matter often appeared emergences of this structures depend on the designers or constructor works. Known the authors an accident is described in this article.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.