Ocena efektywności systemowego powierzchniowego wzmocnienia murów z bloczków ABK poddanych ukośnemu ściskaniu

• Autorzy: Kałuża, Marta

Warianty tytułu

EN

Efficiency evaluation of a commercial superficial strengthening system applied to AAC-block walls under diagonal compression

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wpływ systemowego powierzchniowego wzmocnienia na zachowanie się murów z bloczków ABK murowanych na cienkie spoiny poziome i niewypełnione spoiny pionowe. Zastosowane wzmocnienie składało się z siatki szklanej o wysokiej wytrzymałości, układanej dwustronnie na zaprawie mineralnej zbrojonej włóknami szklanymi. Serię elementów niewzmocnionych i wzmocnionych przebadano w schemacie ukośnego ściskania zgodnie z normą ASTM E519-15, wyznaczając ich nośność na ścinanie oraz charakterystykę odkształceniową. Zastosowanie optycznego pomiaru odkształceń pozwoliło na rozpoznanie procesu niszczenia obydwu rodzajów badanych murów. Zastosowane wzmocnienie zmieniło sposób rozwoju uszkodzeń w murze, jednak w obydwu przypadkach zniszczenie inicjowane było przez niewypełnione spoiny pionowe. Zastosowanie obustronnego wzmocnienia znacząco poprawiło parametry wytrzymałościowe muru; nośność próbek wzrosła o niemal 90%, zarysowania pojawiły się przy obciążeniach większych o około 50% w odniesieniu do próbek bez powierzchniowego wzmocnienia, a próbki po osiągnięciu maksymalnej nośności wykazały zachowanie ciągliwe. Zaprezentowano też uproszczony sposób obliczania siły rysującej i maksymalnej, wykazujący dobrą zgodność wyników z rezultatami badań.

EN

The article presents the influence of a superficial strengthening system on the behaviour of AAC-block walls with thin bed joints and unfilled head joints. The strengthening system consisted of a high-strength fibreglass mesh applied to both wall surfaces with a mineral mortar reinforced with fibreglass. A series of strengthened and unstrengthened specimens was tested under diagonal compression according to ASTM E519-15 to determine their shear strength and stress-strain characteristics. The use of optical strain measurement made it possible to identify the failure mode for both types of the tested walls. The strengthening system changed the wall failure development, which was initiated by unfilled head joints in both cases. The application of the strengthening system on both wall surfaces improved the strength properties of the wall significantly. The load-bearing capacity of the specimens increased by nearly 90% and cracking of the walls occurred at loads about 50% higher compared to specimens with no superficial strengthening. The strengthened specimens exhibited a ductile behaviour after reaching the maximum bearing capacity. A simplified method for computing the cracking load and maximum load was also proposed, the results of which are consistent with the tests results.

Słowa kluczowe

PL

beton komórkowy; ABK; bloczek ABK; ściana z betonu komórkowego; ściskanie ukośne; zarysowanie; wzmocnienie powierzchniowe; proces niszczenia; procedura obliczeniowa

EN

autoclaved aerated concrete; AAC; AAC unit; AAC masonry wall; diagonal compression; cracking; superficial strengthening; failure process; calculation procedure

• Czasopismo: Cement Wapno Beton
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 28, nr 3
• Strony: 134--145
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Kałuża, Marta

• Silesian University of Technology, Civil Engineering Department, Gliwice,

Bibliografia

• 1. S. Aroni, Autoclaved Aerated Concrete - Properties, Testing and Design, Rilem Technical Committees, CRC Press, 1993.
• 2. C. Fudge, F. Fouad, R. Klingner, Autoclaved aerated concrete, in: S. Mindess (Ed.), Developments in the Formulation and Reinforcement of Concrete (2nd Ed.), Woodhead Publishing, 2019, 345-363. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-102616-8.00015-0.
• 3. W. Pichór, Environmentally friendly material solutions in the technology of autoclaved aerated concrete. Cem. Wapno Beton 27 (2022) 166-177. https://doi.org/10.32047/CWB.2022.27.3.2.
• 4. A. Kwiecień, B. Zając, J. Kubica, Repair of cracked historical masonry structures by use of the Flexible Joint Method (FJM) - laboratory tests. In: Structural Analysis of Historical Constructions, New Delhi, 2006.
• 5. D. Tinazzi, A. Nanni, Assessment Of Techonologies Of Masonry Retrofitting With FRP, Center of Infrastructure Engineering Studies, University of Missouri-Rolla, 2000.
• 6. M.R. Valluzzi, D. Tinazzi, C. Modena, Shear behavior of masonry panels strengthened by FRP laminates. Constr. Build. Mater. 16 (2002) 409-416. https://doi.org/10.1016/S0950-0618(02)00043-0.
• 7. T.-L. Bui, A. Si Larbi, N. Reboul, E. Ferrier, Shear behaviour of masonry walls strengthened by external bonded FRP and TRC. Comp. Struct. 132 (2015) 923-932. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2015.06.057.
• 8. G. Marcari, G. Manfredi, A. Prota, M. Pecce, In-plane shear performance of masonry panels strengthened with FRP. Compos. B 38 (2007) 887-901. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2006.11.004.
• 9. N. Sathiparan, K. Meguro, Shear and Flexural Bending Strength of Masonry Wall Retrofitted Using PP-Band Mesh. Constr. J. (2013) 11.
• 10. A. Borri, M. Corradi, R. Sisti, C. Buratti, E. Belloni, E. Moretti, Masonry wall panels retrofitted with thermal-insulating GFRP-reinforced jacketing. Mater Struct. 49 (2016) 3957-3968. https://doi.org/10.1617/s11527-015-0766-4.
• 11. S. Babaeidarabad, F. De Caso, A. Nanni, URM Walls Strengthened with Fabric-Reinforced Cementitious Matrix Composite Subjected to Diagonal Compression. J. Compos. Constr. 18 (2014) 04013045. https://doi.org/10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0000441.
• 12. P. Cassese, C. Balestrieri, L. Fenu, D. Asprone, F. Parisi, In-plane shear behaviour of adobe masonry wallets strengthened with textile reinforced mortar. Constr. Build. Mater. 306 (2021) 124832. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.124832.
• 13. A. Kalali, M.Z. Kabir, Experimental response of double-wythe masonry panels strengthened with glass fiber reinforced polymers subjected to diagonal compression tests. Eng. Struct. 39 (2012) 24-37. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2012.01.018.
• 14. M. Kałuża, Experimental Analysis of Surface Application of Fiber-Reinforced Polymer Composite on Shear Behavior of Masonry Walls Made of Autoclaved Concrete Blocks, Buildings 12 (2022) 2208. https://doi.org/10.3390/buildings12122208.
• 15. J. Kubica, I. Galman, Comparison of Two Ways of AAC Block Masonry Strengthening Using CFRP Strips - Diagonal Compression Test, Proc. Eng. 193 (2017) 42-49. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.06.184.
• 16. A.S. Saad, T.A. Ahmed, A.I. Radwan, In-Plane Lateral Performance of AAC Block Walls Reinforced with CFPR Sheets, Buildings 12 (2022) 1680. https://doi.org/10.3390/buildings12101680.
• 17. M. Kałuża, Effectiveness of Shear Strengthening of Walls Made using AAC Blocks - Laboratory Test Results. Arch. Civil Eng. 66 (2020). https://doi.org/10.24425/ACE.2020.131794.
• 18. A. Gupta, G.K. Meena, V. Singhal, Strengthening of autoclaved aerated concrete (AAC) masonry wallettes with fabric reinforced cementitious matrix for in-plane shear and out-of-plane loads. Structures 51 (2023) 1869-1880. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2023.03.099.
• 19. M. Kałuża, I. Galman, J. Kubica, C. Agneloni, Diagonal Tensile Strength of AAC Blocks Masonry with Thin Joints Superficially Strengthened by Reinforced Using GFRP Net Plastering. KEM 624 (2014) 363-370. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.624.363.
• 20. M. Kałuża, The influance of FRCM system with a basalt mesh on the shear properties of AAC masonry walls, in: Brick and Block Masonry - From Historical to Sustainable Masonry. Taylor & Francis Group, London, England, 2020, pp. 1-10.
• 21. Z. Li, L. Chen, Q. Fang, W. Chen, H. Hao, Y. Zhang, Experimental and numerical study of basalt fiber reinforced polymer strip strengthened autoclaved aerated concrete masonry walls under vented gas explosions. Eng. Struct. 152 (2017) 901-919. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2017.09.055.
• 22. Ł. Drobiec, R. Jasiński, W. Mazur, R. Jonkiel, The effect of the strengthening of AAC masonry walls using FRCM system. Cem. Wapno Beton 25 (2020) 376-389. https://doi.org/10.32047/CWB.2020.25.5.4.
• 23. M. Deng, W. Zhang, S. Yang, In-plane seismic behavior of autoclaved aerated concrete block masonry walls retrofitted with high ductile fiber-reinforced concrete. Eng. Struct. 219 (2020) 110854. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2020.110854.
• 24. H. Lyu, M. Deng, Y. Ma, S. Yang, Y. Cheng, In-plane cyclic tests on strengthening of full-scale autoclaved aerated concrete blocks infilled RC frames using highly ductile concrete (HDC). J. Build. Eng. 49 (2022) 104083. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2022.104083.
• 25. PN-EN 772-1:2015 Metody badań elementów murowych - Część 1: Określenie wytrzymałości na ściskanie, (2015).
• 26. ASTM C1583 Standard Test Method for Tensile Strength of Concrete Surfaces and the Bond Strength or Tensile Strength of Concrete Repair and Overlay Materials by Direct Tension (Pull-off Method), (2013).
• 27. PN-EN 1015-11:2001 Metody badań zapraw do murów - Część 11: Określenie wytrzymałości na zginanie i ściskanie stwardniałej zapraw, (2001).
• 28. PN-EN 12390-13:2014-02 Badania betonu - Część 13: Wyznaczanie siecznego modułu sprężystości przy ściskaniu, (2014).
• 29. Karta techniczna produktu - MAPEGRID G220, (2020). https://www.mapei.com/pl/pl/produkty-i-rozwiazania/lista-produktow/informacje-o-produktach/mapegrid-g-220.
• 30. ASTM E519 Standard Test Method for Diagonal Tension (Shear) in Masonry Assemblages, (2015).
• 31. T. D’Antino, F.G. Carozzi, C. Poggi, Diagonal shear behavior of historic walls strengthened with composite reinforced mortar (CRM), Mater Struct. 52 (2019) 114. https://doi.org/10.1617/s11527-019-1414-1.
• 32. fib Model Code for Concrete Structures, (2010).
• 33. American Concrete Institute, ed., ACI 549.4R-13: Guide to design and construction of externally bonded fabric-reinforced cementitious matrix (FRCM) systems for repair and strengthening concrete and masonry structures, American Concrete Institute, Farmington Hills, Mich, 2013.

Identyfikatory

DOI

10.32047/CWB.2023.28.3.1