Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The performance of concrete cover as a thermal insulation for BFRP bars in tension at early stage of fire

Wydra Małgorzata, Sadowski Grzegorz, Dolny Piotr, Turkowski Piotr, Fangrat Jadwiga

Materiały Budowlane

|

2025

|

nr 5

10--15

EN

Despite multiple beneficial mechanical properties and low ecological impact, limited recognition of the properties of relatively new Basalt Fibre Reinforced Polymer (BFRP) reinforcement bars, especially at elevated and high temperature range, still limits the area of their potential applications in building structures. In this study the performance of such bars in tension during heating up to 200°C in steady state regime, and the performance of concrete cover were investigated. Due to limited data available in terms of elasticity modulus values changes for FRP at elevated temperatures, the Digital Image Correlation (DIC) was used for strain analysis in this study. There was no clearly positive influence of concrete cover on the maximum value of observed stresses. This may be attributed to the loss of bond between concrete and BFRP bars, as well as negligible values of registered strains at the concrete surface were registered.

PL

Pomimo wielu korzystnych właściwości mechanicznych i niewielkiego wpływu na środowisko, niedostateczne rozpoznanie właściwości stosunkowo nowych prętów zbrojeniowych z polimeru wzmocnionego włóknem bazaltowym (ang. Basalt Fibre Reinforced Polymer – BFRP), szczególnie w podwyższonej i wysokiej temperaturze, nadal ogranicza obszar ich potencjalnego zastosowania w konstrukcjach budowlanych. W pracy prezentowanej w artykule zbadano charakterystykę takich prętów przy rozciąganiu podczas nagrzewania do 200°C w stanie ustalonym oraz skuteczność ich otuliny betonowej. Ze względu na ograniczoną liczbę dostępnych danych dotyczących zmian wartości modułu sprężystości BFRP w podwyższonej temperaturze, do analizy odkształceń w tym badaniu wykorzystano cyfrową korelację obrazu (ang. Digital Image Correlation – DIC). Nie zaobserwowano pozytywnego wpływu otuliny na maksymalną wartość naprężeń, co można przypisać utracie wiązania między otuliną a prętami BFRP. Ponadto zarejestrowano znikome wartości odkształceń na powierzchni betonu.

2

Wpływ wysokiej temperatury na wybrane cechy wytrzymałościowe drobnokruszywowego fibrokompozytu

Głodkowska Wiesława, Lehmann Marek, Laskowska-Bury Joanna

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 1

1--6

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu wysokiej temperatury na wybrane właściwości mechaniczne drobnokruszywowego mineralnego kompozytu ze stalowym zbrojeniem rozproszonym. Zaprojektowany fibrokompozyt charakteryzuje się właściwościami zbliżonymi bądź lepszymi niż beton zwykły i może być z powodzeniem wykorzystany do wykonywania nośnych elementów żelbetowych. Zmianę wytrzymałości na ściskanie i wytrzymałości resztkowych na rozciąganie przy zginaniu fibrokompozytu określono w temperaturze pokojowej i wyznaczonej wg krzywej pożarowej imitującej narastanie temperatury w trakcie rzeczywistego pożaru. Program badawczy obejmował także ocenę ubytku masy próbek fibrokompozytu wygrzewanych w piecu. Badania wykazały, że dodatek włókien stalowych do mieszanki kompozytu w ilości 1,2% przyczynia się do zachowania jego właściwości mechanicznych po wystawieniu na działanie temperatury do 550°C z powodu pożaru, a tym samym jest w stanie poprawić jego stabilność strukturalną w wysokiej temperaturze. Włókna stalowe znacznie poprawiają ognioodporność drobnokruszywowego kompozytu.

EN

The paper presents an analysis of the influence of high temperature on selected mechanical properties of finely aggregated mineral composite with dispersed steel reinforcement. The designed fibrecomposite has properties similar to or better than ordinary concrete and can be successfully used to make load-bearing reinforced concrete elements. The change in compressive strength and residual tensile strength during bending of the fibrecomposite was determined at room temperatures and determined according to the fire curve imitating the temperature build-up during a real fire. The research program also included the assessment of the weight loss of fibrecomposite samples annealed in the furnace. Studies have shown that the addition of steel fibers to the composite mix in the amount of 1.2% contributes to the preservation of its mechanical properties when exposed to temperatures up to 550°C due to fire, and thus is able to improve its structural stability at high temperature. Steel fibers significantly improve the fire-retardant properties of the fine-aggregate composite.

3

Wpływ temperatury na membrany wstępnego krycia

Patoka Krzysztof

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 12

254--256

4

Development of high-temperature permanent magnet synchronous motor for autonomous robotic navigation: a design and finite element analysis approach

Anand M., Sundaram M., Sivakumar P., Angamuthu A.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2024

|

Vol. 72, nr 4

art. no. e150108

EN

Traditional industrial robots come with prime movers, i.e. electric motors (EMs), which range from a few hundred to just a few kilo watts of power ratings. However, for autonomous robotic navigation systems, we require motors which are lightweight with the aspect of high torque and power density. This aspect is very critical when the EMs in robotic navigations are subjected to harsh high temperature survival conditions, where the sustainability of the performance metrics of the electromagnetic system of the EMs degrades with the prevailing high temperature conditions. Hence, this research work addresses and formulates the design methodology to develop a 630 W high temperature PMSM (HTPMSM) in the aspect of high torque and power density, which can be used for the autonomous robotic navigation systems under high temperature survival conditions of 200°C. Two types of rotor configurations i.e. the surface permanent magnet type (SPM) and the interior permanent magnet type (IPM) of HTPMSM are examined for its optimal electromagnetic metrics under the temperature conditions of 200◦C. The 630 W HTPMSM is designed to deliver the rated torque of 2 Nm within the volumetric & diametric constraints of DxL, which comes at 80 × 70 mm at the rated speed of 3 000 rpm with the survival temperature of 200°C and target efficiency greater than 90%. The FEM based results are validated through the hardware prototypes for both SPM and IPM types, and the results confirm the effectiveness of the proposed design methodology of HTPMSM for sustainable autonomous robotic navigation applications.

5

Badania wytrzymałościowe stali po epizodzie pożarowym

Chliszcz Sara, Puch Igor, Rompa Aleksandra, Rompczyk Zuzanna, Piątkowski Michał

Builder

|

2024

|

R.28, nr 12

14--19

PL

W konstrukcjach stalowych narażonych na działanie wysokiej temperatury wskutek pożaru dochodzi do wielu zmian cech fizycznych i wytrzymałościowych materiału. Zmiany te są związane bezpośrednio nie tylko z wysokością temperatury nagrzania materiału, ale również czasem nagrzewania oraz czasem i sposobem gaszenia pożaru. W artykule pozyskano materiał z obiektu halowego narażonego na pożar w celu przeprowadzenia badań materiałowych. Wyniki badań porównano z materiałem nienagrzanym, który pozyskano z tego samego elementu. Badania doświadczalne przeprowadzono zgodnie ze wskazaniami literatury.

EN

In steel structures exposed to high temperatures due to fire, many changes in the physical and strength properties of the material occur. These changes are directly related not only to the material's heating temperature but also to the heating and fire extinguishing time. In the article, material was obtained from a hall structure exposed to fire in order to conduct material tests. The test results were compared with unheated material obtained from the same element. Experimental tests were carried out in accordance with the literature.

6

Evaluation of different functionalized multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) modified asphalts

He Zhongming, Ou Jianjun, Xie Tangxin, Yang Fangfang, Li Yaqian

Archives of Civil Engineering

|

2024

|

Vol. 70, nr 4

307--322

EN

To improve the aging resistance and prolong the service life of asphalt pavement, this study utilized modified multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) functionalized with carboxyl (MWCNTs-COOH), hydroxyl (MWCNTs-OH), and amino (MWCNTs-NH2) groups. These nanotubes were incorporated into SBS-modified asphalt at a concentration of 1%. The study sought to examine the impact of MWCNTs and their functional groups on asphalt’s rheological and anti-aging characteristics, alongside exploring their modification mechanisms. The findings indicated that rheological tests showed that MWCNTs/SBS composite-modified asphalt, particularly MWCNTs-OH/SBS, exhibited remarkable resistance to high-temperature deformation, a crucial characteristic for asphalt performance in hot climates. Nevertheless, it is important to note that the addition of MWCNTs led to an increase in asphalt’s creep strength and creep rate, which could potentially reduce its resistance to low-temperature cracking. However, the covalent functionalization of MWCNTs mitigated these adverse effects on low-temperature performance. Moreover, the inclusion of MWCNTs in asphalt served as a barrier, impeding the penetration of oxygen molecules and ultraviolet radiation into the asphalt matrix. This proved to be an effective means of inhibiting the aging process, a critical factor in extending the service life of asphalt pavement. Among the different formulations of MWCNTs modified asphalt, the MWCNTs-OH/SBS composite-modified asphalt exhibited notably effective anti-aging properties. Both rheological and anti-aging evaluations demonstrated that hydroxyl functional groups played a pivotal role in enhancing performance, chiefly by fostering interactions with asphalt molecules.

7

A review on the mechanical characteristics of thermally damaged steel and polypropylene hybrid fiber‑reinforced concretes

He Fengzhen, Biolzi Luigi, Carvelli Valter, Feng Xiaowei

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2024

|

Vol. 24, no. 2

art. no. e69, 2024

EN

Steel and polypropylene hybrid fiber-reinforced concretes have been widely considered for structural applications due to its superior mechanical performance compared to plain and mono fiber-reinforced concretes. Fire is one of the most serious potential risks to concrete structures. The fire resistance of the steel and polypropylene hybrid fiber-reinforced concretes cannot be ignored when assessing the safety of concrete structures. This paper reviews the available studies on the mechanical performance of thermally damaged steel and polypropylene hybrid fiber-reinforced concretes. The deterioration mechanism and the influence of the test factors were discussed. The temperature-dependent mechanical properties of the hybrid fiber-reinforced concretes were analyzed, including compressive elastic modulus, compressive strength, flexural strength, and fracture toughness. In addition, the effect of the post-fire re-curing on the mechanical performance of the thermally damaged steel and polypropylene hybrid fiber-reinforced concretes was also reviewed.

8

Adaptive DLC coatings with different MoS2 content

Osada Piotr, Kot Marcin, Zimowski Sławomir, Wiązania Grzegorz, Lackner Jürgen

Tribologia

|

2023

|

nr 4

43--51

EN

DLC coatings are widely used in engineering as they are resistant to abrasive wear. However, they exhibit an increased coefficient of friction at temperatures of around 300°C. Soft MoS2 coatings are known to maintain a low coefficient of friction at temperatures up to about 350°C, but suffer from relatively high abrasive wear. Publications from the last decade report a synergistic improvement in the tribological performance of a coating consisting of both these materials. The aim of this study was to investigate the wear resistance of coatings composed of different a-C and MoS2 contents applied by magnetron sputtering on steel. The results obtained in tribological tests conducted using the ball-and-disk method showed at least 20% better adhesion to the substrate of the two-component nanocomposite coating and its increased wear resistance from 15% to as much as 700%, compared to single-component coatings in tests conducted at 20°C and 250°C. The tests showed no deterioration of the two-component coating's coefficient value compared to DLC.

PL

Powłoki DLC znajdują szerokie zastosowanie w technice, ponieważ są odporne na zużycie ścierne. Jednak wykazują podwyższony współczynnik tarcia w temperaturach rzędu 300°C. Miękkie powłoki MoS2 są znane z utrzymywania niskiego współczynnika tarcia w temperaturach do około 350°C, jednak ulegają relatywnie dużemu zużyciu ściernemu. Publikacje z ostatniej dekady podają synergiczne polepszenie parametrów tribologicznych powłoki składającej się z obu tych materiałów. Celem pracy było badanie odporności na zużycie powłok złożonych z różnej zawartości a-C i MoS2 nanoszonych techniką rozpylania magnetronowego na stali. Wyniki uzyskane w testach tribologicznych prowadzonych metodą kula–tarcza wykazały co najmniej 20% lepszą przyczepność do podłoża dwuskładnikowej powłoki nanokompozytowej oraz jej zwiększoną trwałość na zużycie ścierne od 15% do nawet 700%, porównując z jednoskładnikowymi warstwami w badaniach prowadzonych w temperaturze 20°C i 250°C. Badania nie wykazały pogorszenia wartości współczynnika powłoki dwuskładnikowej w porównaniu do DLC.

9

Wpływ popiołów ze spalania komunalnych osadów ściekowych na cechy wytrzymałościowe betonu zawierającego recyklingowe kruszywo ceramiczne

Szulej Jacek, Ogrodnik Paweł, Powęzka Aleksandra, Sumorek Andrzej

Materiały Budowlane

|

2023

|

nr 12

42--46

PL

Świadomość ekologiczna społeczeństwa, a przede wszystkim konieczność dążenia do zrównoważonego rozwoju w gospodarce powoduje, że wpływ betonu na środowisko naturalne jest coraz częściej omawiany. Wpisuje się to jednocześnie w szeroko rozumiany trend gospodarki o obiegu zamkniętym, w której ogranicza się do minimum możliwości powstawania odpadów także w budownictwie. Podejmowane są liczne badania mające na celu zmniejszenie energochłonności rozwiązań dla sektora budowlanego oraz zmniejszenia ilości wytwarzanych odpadów. W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań cech mechanicznych betonu zawierającego odpadowe kruszywo ceramiczne i popiół lotny ze spalania osadów ściekowych. Określono także wpływ podwyższonej temperatury 300, 450 i 600°C na właściwości wytrzymałościowe betonu. Przeprowadzone badania jednoznacznie wykazały możliwość stosowania kruszywa recyklingowego pochodzącego z przekruszenia ceramiki szlachetnej oraz popiołów lotnych ze spalania osadów ściekowych w betonach konstrukcyjnych.

EN

The ecological awareness of society and, above all, the need to base the country's economy on sustainable development mean that the issue of impact on the natural environment is an issue that is increasingly discussed by concrete technologists. At the same time, it fits into the broadly understood trend of a closed-loop economy, in which the possibility of generating waste, also in construction, is minimized. Numerous studies are being undertaken to reduce the energy consumption of solutions for the construction sector and to reduce the amount of waste generated. The article presents selected results of tests on the mechanical properties of concrete containing waste ceramic aggregate and fly ash from the combustion of sewage sludge. The influence of increased temperatures of 300, 450 and 600°C on the strength properties of concrete was also determined. The conducted research clearly demonstrated the possibility of using recycled aggregate from the crushing of fine ceramics and fly ash from the combustion of sewage sludge in construction concrete.

10

Właściwości mechaniczne i struktura betonów konopnych w warunkach oddziaływania wysokiej temperatury

Horszczaruk Elżbieta, Rychtowski Piotr, Łukowski Paweł

Materiały Budowlane

|

2023

|

nr 5

1--4

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu wysokiej temperatury na wytrzymałość mechaniczną i strukturę betonów konopnych. Jako kruszywo zastosowano paździerze konopne. Ich udział objętościowy w betonach był stały - współczynnik spoiwo/konopie wynosił 1,3. Betony wykonano przy użyciu trzech różnych spoiw: wapiennego, cementowo-wapiennego i cementowego. Program badawczy obejmował badania wytrzymałości na ściskanie i ubytku masy próbek betonów konopnych po wygrzewaniu w piecu do temperatury 450°C. Wykonano również analizę termograwimetryczną paździerzy i badanych betonów. Wykazano, że wytrzymałość betonów konopnych w temperaturze 450°C i wyższej zależy od zastosowanego spoiwa.

EN

The paper presents an analysis of the influence of high temperature on the mechanical strength and structure of hemp concrete. Hemp shives were used as an aggregate. The volumetric content of the hemp shoves in concrete was constant; the binder-to-hemp shives ratio was 1.3. Concrete specimens were prepared using three types of binders: lime, cement-lime and Portland cement. The research program covered testing the concrete’s compressive strength and mass loss after heating up to 450°C. The thermogravimetric analysis of the hemp shives and tested concrete specimens have also been carried out. It has been demonstrated that the hemp concrete’s strength at the temperature up to 450°C depends on the binder used.

11

Influence of elevated temperature on the engineering properties of ultra-high-performance fiber-reinforced concrete

Abadel Aref A., Khan M. Iqbal, Masmoudi Radhouane

Materials Science Poland

|

2023

|

Vol. 41, No. 1

140--160

EN

This paper investigates the effect of high temperatures on the compressive strength, flexural strength, and splitting tensile strength of ultra-high-performance concrete (UHPC), and ultra-high-performance, fiber-reinforced concrete (UHPFRC). The experimental variables in this study were fiber type, fiber content, and high-temperature exposure levels. Three different types of fibers were evaluated, including steel fibers, polypropylene (PP), and polyvinyl alcohol (PVA) fibers. Six concrete mixes were prepared with and without different combinations of fibers. One mix was made with no fibers. Others were made with either steel fibers alone; a hybrid of steel fibers and PVA; and a hybrid system of steel, PP, and PVA fibers. These mixes were tested under a range of temperatures and compared for strength. The UHPC and UHPFRC were exposed to high temperatures at 100°C, 300°C, 400°C, and 500°C for 3 hours. The results showed that UHPFRC did not exhibit any significant degradation when exposed to 100°C. However, reductions of approximately 18% to 25%, 12% to 22%, and 14% to 25% in the compressive strength, splitting tensile strength, and flexural strength were observed when the UHPFRC was exposed to 400°C. UHPFRC made of steel fibers showed higher mechanical properties after exposure to 400°C compared to UHPFRC made of PP and PVA fibers. The results also demonstrate the use of PVA and/or PP fibers, along with steel fiber, to withstand the effects of highly elevated temperature and prevent spalling of UHPC after exposure to elevated temperature. The observed spalling was a direct result of the melting and evaporation of PVA and/or PP fibers when exposed to high temperature, an effect that was confirmed using scanning electron microscopy.

12

High-Temperature Fatigue Testing of Turbine Blades

Kopec Mateusz, Kukla Dominik, Wyszkowski Mirosław, Kowalewski Zbigniew L.

Fatigue of Aircraft Structures

|

2023

|

Iss.15

22--27

EN

This paper evaluates the efficacy of a patented grip for high-temperature fatigue testing by establishing the S-N curve for full-scale nickel-based turbine blades under simulated environmental conditions. Initially, a bending test assessed the stress-displacement characteristics of the component. This was followed by a series of fatigue tests at 950°C, using cyclic bending with force amplitudes from 5.2 kN to 6.6 kN and a constant frequency of 10 Hz. The setup, integrating the grip into a standard testing machine, proved effective for high-temperature tests and successfully determined the service life of full-scale components.

13

Anti-Seismic Behavior of Welded Box Section Column Considering Welding Residual Stress at High Temperature

Fu Yadi, Dai Xueyu, Zhang Huidi, Wang Yimin

Archives of Metallurgy and Materials

|

2023

|

Vol. 68, iss. 1

5--13

EN

To study the anti-seismic performance of steel structure under high temperature, the finite element analysis software ABAQUS was used to study the seismic performance of Q235 steel welded box section column at service stage under normal temperature and high temperature fire. The effects of welding residual stress, slenderness ratio, width thickness ratio and axial load level on the hysteretic behavior of columns were analyzed and the stable bearing capacity and hysteretic performance of the column under high temperature were investigated. The results show that the maximum bearing capacity of the column decreases with the increase of the residual stress peak value. With the increase of temperature, a decrease in the maximum bearing capacity of columns under constant axial force and horizontal cyclic load and an increase in the ductility occur.

14

A Novel Approach for Durability Evaluation of Metal Protective Coatings in Dynamic Interplay with the Liquid Alloy

Pałka Paweł, Boczkal Grzegorz, Hotloś Agnieszka, Mrówka-Nowotnik Grażyna

Archives of Foundry Engineering

|

2023

|

Vol. 23, iss. 4

40--48

EN

The article describes a new test method to quickly evaluate the durability of a protective coating to dynamic contact with liquid metal. The essence of the method is the movement of a drop of liquid metal inside a rotating ring, covered from the inside with the protective coating under test. The parameters determined in the test are analogous to the classic pin-on-disk tribological test. The method was tested for the system: liquid alloy 2017A vs. AlTiN coating on a copper substrate. The test temperature was 750°C, and exposure times ranged from 30 to 90 minutes. Sliding path equivalent for the metal droplet/coating system ranged from 31.6 to 95 m. The study, which included visual evaluation of the surface of the samples, followed by phase and microstructural analysis, showed the high efficiency of the method for assessing the lifetime of protective coatings on contact with liquid metal. The investigated issue was also analyzed from the model side taking into account changes in the diffusion coefficient at the contact of liquid metal with the substrate, occurring with the progressive degradation of the protective coating.

15

Pre- and post-heating mechanical properties of concrete containing recycled fine aggregate as partial replacement of natural sand and nano-silica as partial replacement of cement: experiments and predictions

Shirvani Mohammad Asghari, Khodaparast Afshin, Herozi Morteza Rezaeizadeh, Mousavi Reza, Fallah-Valukolaee Saber

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 4

art. e219, 1--27

EN

In this study, the effect of colloidal nano-silica replacing a fraction of cement and recycled concrete fine aggregate replacing natural sand on the post-fire mechanical features and durability of concrete was explored. To achieve this goal, 189 concrete samples were manufactured in total, with key variables being the volume of fine aggregate at 0,50, and 100% replacing natural fine aggregate, the volume of nano-silica at 1.5, 3, 4.5, and 6% replacing the cement weight, and the exposure temperature at 20, 300, and 600oC. Parameters selected for consideration in the concretes consisted of compressive capacity, splitting tensile capacity, elastic modulus, ultrasonic pulse velocity (UPV), and weight loss. Furthermore, using scanning electron microscopy (SEM) imaging, the microstructural condition of different sample groups was investigated. According to the findings, as the content of the recycled fine aggregate (RFA) replacing natural fine aggregate increased, the compressive capacity of the unheated and heated concretes declined, and the rate of this drop became greater as the replacement volume increased. On the other hand, the presence of the nano-silica and an increase in its content replacing the cement content in recycled aggregate concrete improved the compressive strength relative to the reference concrete for all the exposure temperatures, with the greatest improvement for the replacement percentage of 4.5%. In addition, the heat-induced compressive capacity drop was more pronounced at higher replacement levels of nano-silica. With a rise in the exposure temperature of the samples with only the recycled fine aggregate, fewer microcracks formed compared with the samples containing both recycled fine aggregate and nano-silica. The maximum weight loss occurred in the recycled sample containing the highest contents of nano-silica and recycled aggregate. Afterward, it was attempted to estimate the mechanical features of concrete by developing several empirical formulas as a function of temperature and volume fractions of recycled fine aggregate and nano-silica. These formulas were evaluated against the test data of this study and others, which showed an acceptable correlation. Finally, the findings of the tests were evaluated against the predictions of ACI 216, EN 1994-1-2, EN 1992-1-2, and ASCE.

16

Odkształcenia, relaksacja i zmniejszenie wytrzymałości stali sprężającej w temperaturze pożarowej. Wskazówki na temat praktycznego wykorzystania modelu Eurokodu 2-1-2

Kowalski Robert, Juchnowicz-Bierbasz Bogumiła, Wróblewska Julia

Przegląd Budowlany

|

2022

|

R. 93, nr 5-6

123--129

PL

W artykule przedstawiono wskazówki na temat wykorzystania modelu pogorszenia właściwości mechanicznych stali sprężającej w wysokiej temperaturze, podanego w EC2‑1-2, przydatne do oszacowania zmniejszenia siły sprężającej w elementach narażonych na warunki pożarowe. Adekwatne oszacowanie tej siły ma kluczowe znaczenie podczas obliczeń nośności ogniowej elementów sprężonych. Przyjęcie do analiz wyłącznie obniżenia wytrzymałości stali określonego na podstawie modelu EC2-1-2 może być przyczyną znacznego niedoszacowania zmniejszenia siły sprężającej w warunkach pożaru. Do adekwatnego oszacowania tej siły konieczne jest zsumowanie odkształcenia cięgien sprężających powstałego na skutek pogorszenia ich właściwości mechanicznych pod wpływem wysokiej temperatury i swobodnego wydłużenia termicznego stali.

EN

The paper gives guidance on the use of the EC2 1-2 model of deterioration of the mechanical properties of prestressing steel at high temperature useful for estimating the loss of prestressing force in elements exposed to fire. Adequate estimation of this force is crucial when calculating the fire resistance of prestressed members. If only the reduction in steel strength determined on the basis of the EC2-1-2 model is considered for the analysis, it may cause a significant underestimation of the prestress loss under fire conditions. In order to adequately estimate this force, it is necessary to sum up the strain of the prestressing tendons resulting from the deterioration of their mechanical properties under the influence of high temperature and the free thermal elongation of the steel.

17

O wpływie wysokiej temperatury na stateczność giętno-skrętną stalowych blachownic ze smukłym środnikiem

Woźniczka Piotr

Inżynieria i Budownictwo

|

2022

|

R. 78, nr 7-8

332--336

PL

W artykule przedstawiono wybrane rezultaty badań eksperymentalnych dotyczących wpływu wysokiej temperatury na stateczność giętno-skrętną stalowych blachownic ze smukłym środnikiem. Wyznaczone wartości temperatury krytycznej oraz przemieszczeń poziomych porównano z wynikami zaawansowanych symulacji komputerowych. Podano także oszacowane eksperymentalnie wartości współczynników redukcyjnych właściwości mechanicznych stali.

EN

The selected results of experimental research on the influence of high temperature on the flexural-torsional stability of steel plate girders with a slender web are presented in this paper. Estimated values of critical temperature and horizontal displacements have been compared with the results of advanced numerical simulations. Moreover, experimentally evaluated reduction factors for steel mechanical properties at elevated temperature are given.

18

Aggregate Type Influence on Microstructural Behavior of Concrete Exposed to Elevated Temperature

Belkadi Ahmed Abderraouf, Kessal Oussama, Bensalem Sara, Aggoun Salima, Amouri Chahinez, Khouadjia Mohamed Lyes Kamel

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2022

|

Vol. 32, no. 1

19--42

EN

Exposure of concrete to high temperatures affects its mechanical properties by reducing the compressive strength, bending… etc. Factors reducing these properties have been focused on by several studies over the years, producing conflicting results. This article interested an important factor, that is the type of aggregates. For this, an experimental study on the behavior of concrete based on different types of aggregates: calcareous, siliceous and silico-calcareous subjected to high temperatures. In addition, the particle size distribution of the aggregates was chosen to be almost identical so that the latter does not affect the behavior of the concrete. Aggregates and concrete samples were subjected to a heating/cooling cycle of 300, 600 and 800°C at a speed of 1°C/ min. The mechanical and physical properties of concrete before and after exposure to high temperatures were studied. In addition, a microstructural study using a scanning electron microscope and a mercury porosimeter was performed. Thus, a comparative study between various researches on the mechanical properties of concrete exposed to high temperatures containing different types of aggregates was carried out. The compressive strength test results showed that the concrete based on siliceous aggregates (C-S) has better mechanical performance up to 300°C. However, above 300°C, the compressive strength decreases faster compared to calcareous-based concrete (C-C). According to the mercury porosimeter test, at 600°C, C-SC and C-S concretes have the highest number of pores compared to C-C concretes. The microstructure of concrete at high temperatures was influenced mainly by the aggregate’s types and the paste-aggregate transition zone. This study reinforces the importance of standardizing test procedures related to the properties of concrete in a fire situation so that all the results obtained are reproducible and applicable in other research.

19

Ocena schładzania zapraw cementowych narażonych na działanie wysokiej temperatury za pomocą piany gaśniczej

Dinler Ebru

Cement Wapno Beton

|

2022

|

R. 27, nr 6

427--437

PL

Celem niniejszej pracy było zbadanie efektów szybkiego chłodzenia zapraw z cementu portlandzkiego poddanych działaniu wysokiej temperatury, syntetyczną lekką pianą gaśniczą. W niniejszym badaniu próbki zaprawy z cementu portlandzkiego CEM I 42,5R, piasku Rilem-Cembureau i wody wodociągowej poddano najpierw dojrzewaniu w wodzie przez 28, 90 i 180 dni, a następnie poddano działaniu temperatury odpowiednio 20°C, 150°C, 300°C, 500°C i 700°C przez 3 godziny. Zaprawy cementowe wystawione na działanie wysokiej temperatury schładzano syntetyczną pianą gaśniczą lekką, a następnie oceniano wytrzymałość na zginanie i ściskanie w zależności od czasu hydratacji i temperatury, na której działanie były wystawione. Następnie 180-dniowe zaprawy cementowe wystawione na działanie wysokiej temperatury schładzano różnymi metodami: powietrzem, wodą i pianą. Stwierdzono, że przy zastosowaniu metody chłodzenia powietrzem uzyskano większą wytrzymałość na ściskanie, niż przy chłodzeniu wodą lub pianą. W dalszej kolejności dokonano analizy wytrzymałości na zginanie, wytrzymałości na ściskanie, szybkości przejścia fali ultradźwiękowej oraz procentowego ubytku masy, próbek zapraw otrzymanych w wyniku zastosowania różnych temperatur oraz metod chłodzenia. Stwierdzono, że próbki poddane działaniu temperatury 500°C, chłodzone pianą gaśniczą dały o 9% większą wytrzymałość na ściskanie, w porównaniu do chłodzenia wodą. Uzyskano i przeanalizowano obrazy mikrostruktury 180-dniowych zapraw z cementu portlandzkiego poddanych działaniu temperatury 20°C, 300°C i 700°C, a następnie schładzanych odpowiednio powietrzem, wodą i pianą.

EN

The purpose of this study was to investigate the effects of cooling Portland cement mortars exposed to high temperature, with synthetic high-expansion firefighting foam. In this experimental study, mortar samples produced with Portland cement CEM I 42,5R, Rilem-Cembureau sand and tap water were first subjected to water curing for 28, 90 and 180 days and then exposed to 20°C, 150°C, 300°C, 500°C and 700°C for 3 hours, respectively. Cement mortars exposed to high temperatures were cooled with high expansion firefighting foam and the resulting flexural strength and compressive strengths were evaluated according to hydration period and temperature parameters. Subsequently, 180-day cement mortar samples exposed to high temperature were cooled using air, water, and foam cooling methods. It was determined that the air cooling method resulted in a higher compressive strength than water or foam cooling. The flexural strength, compressive strength, ultrasonic pulse velocity, and mass loss percentage values, obtained by the different cooling methods and exposure temperatures employed, were then analysed. It was determined that samples exposed to 500°C, cooling with firefighting foam, yielded a compressive strength of 9% higher, compared to water cooling. SEM images of 180-day Portland cement mortars exposed to 20°C, 300°C and 700°C and subsequently air, water and foam cooled, respectively, were obtained and analysed.

20

Efekty oddziaływań gorącego ośrodka sypkiego w żelbetowym silosie prostopadłościennym

Prusiel Jolanta Anna, Kotomska Marta Dominika

Builder

|

2022

|

R.26, nr 4

75--79

PL

W pracy przedstawiono wpływ sprzężonych oddziaływań statycznych i termicznych na zmianę wartości sił wewnętrznych w żelbetowej ścianie silosu prostopadłościennego. Metodą elementów skończonych przeprowadzono obliczenia silosu o wysokości komory H = 25 m i grubości ściany t = 0,20 m oraz trzech wymiarach przekroju poprzecznego: 3 x 3 m, 4 x 4 m i 6 x 6 m. Silosy analizowano w fazie pracy statycznej po napełnieniu gorącym klinkierem cementowym o temperaturach: T1 = 90°C i T2 = 110°C. Analiza numeryczna silosów prostopadłościennych potwierdziła wpływ oddziaływań termicznych od gorącego klinkieru na przyrost sił wewnętrznych w żelbetowej ścianie silosu. Na podstawie uzyskanych wyników opracowano nomogram do określenia przyrostu poziomych momentów zginających w ścianie silosu prostokątnego od obciążenia termicznego.

EN

The paper presents the effect of coupled static and thermal actions on the change of internal forces in the reinforced concrete wall of a rectangular silo. The finite element method was used to calculate a silo with a chamber height H = 25 m and wall thickness t = 0.20 m and three cross-sectional dimensions: 3 x 3 m, 4 x 4 m and 6 x 6 m. The silos were analysed in the static operation phase after filling with hot cement clinker with temperatures: T1 = 90°C and T2 = 110°C. Numerical analysis of rectangular silos confirmed the influence of thermal actions from hot clinker on the increase of internal forces in the reinforced concrete silo wall. Based on the obtained results, a nomogram was developed to determine the increase on horizontal bending moments in the wall of a rectangular silo from the temperature action.