dr hab. inż. Grzegorz Ludwik Golewski, prof. PL, Politechnika Lubelska,Wydział Budownictwa i Architektury;

Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

DOI: 10.15199/33.2018.12.27
Oryginalny artykuł naukowy

W artykule przedstawiono wyniki badań odporności na pękanie betonów z dodatkiem popiołów lotnych (Fly ash – FA), których celem było określenie wpływu dodatku FAna wartość nieliniowego parametru mechaniki pękania, tj. krytycznego rozwarcia wierzchołka szczeliny (CTODc). Badania przeprowadzono z wykorzystaniem dwóch urządzeń pomiarowych, tzn. prasy MTS 810 i systemu cyfrowej korelacji obrazu (DIC) z oprogramowaniem ARAMIS. Wartości parametrów mechaniki pękania obliczone na podstawie danych z systemu ARAMIS określają zachowanie sięmateriału konstrukcyjnego bezpośrednio w momencie inicjacji rysy pierwotnej. Przedstawione wyniki badań wskazują na przydatność metody DIC w tego typu eksperymentach, natomiast artykuł potwierdził duży potencjał techniki DIC w oznaczaniu odporności na kruche pękanie w betonie z dodatkiem FA.

Słowa kluczowe: beton; popiół lotny; odporność na pękanie; krytyczne rozwarcie wierzchołka szczeliny; system cyfrowej korelacji obrazu.

Use of digital image correlation system for investigating critical
crack tip opening displacement in concrete containing fly ash

This paper presents results of fracture toughness tests of concretemodified with the addition of fly ash (FA).Anonlinear fracture mechanics parameter were analyzed in this studies, i.e. the critical crack tip opening displacement (CTODc). This factor were determined based on the results obtained fromtheMTS 810 press and the Digital Image Correlation system (DIC) with ARAMIS software. Based on the studies it was found that, the values of CTODc calculated on the basis of data from the ARAMIS system show the behaviour of the structural material directly at the moment of initiation of the initial crack. The presented research results show the usefulness of the DICmethod in this type of experiments, whereas the article confirmed the high potential of DIC technique in determinations fracture toughness in concrete with FA additives.

Keywords: concrete; fly ash; fracture toughness; critical crack tip opening displacement; digital image correlation system.

Literatura
[1] AjdukiewiczAndrzej. 2012. „Zielony beton” w konstrukcjach – aspekty materiałowe i technologiczne”. Materiały Budowlane 484 (12): 2 – 6.
[2] AjdukiewiczAndrzej. 2013. „Zielony beton” w konstrukcjach – aspekty projektowe i przykłady”. Materiały Budowlane 485 (1): 76 – 79.
[3] Ajdukiewicz Cezary, Marcin Gajewski, Przemysław Mossakowski. 2011. „Zastosowanie systemu optycznej korelacji obrazu „Aramis” do identyfikacji rys w elementach betonowych”. Materiały konferencyjne Transcomp – XIVInternational Conference Komputer SystemsAied Science, Industry and Transport. Rys. 2. Zależność CTODc od ilości dodatku FA Fig. 2. Dependence of CTODc from FA replacement Rys. 1. Przykładowe wykresy F–CMOD uzyskane z obu urządzeń pomiarowych w przypadku próbki FA-20: a) wynik z prasy MTS 810; b) wynik z systemu DIC; c) 1, 2, 3 – etapy propagacji rysy; A – rysa pierwotna; B – linia pomiarowa Fig. 1. Exemplary graphs of F–CMOD relationship obtained in the tests from both measuring systems, for FA-20 specimen: a) result from the MTS 810 press; b) result from the DIC system; c) 1, 2, 3 – stages of crack propagation; A – initial crack; B – measuring line a) b) c)
[4] Bochenek Andrzej. 1998. Elementy mechaniki pękania. Podręcznik dla materiałoznawców. Częstochowa. Politechnika Częstochowska.
[5] Bołtryk Michał, Anna Krupa. 2015. „Kompozyty cementowe z wypełniaczem organicznym modyfikowane domieszkami”. Materiały Budowlane 518 (10): 46 – 48.
[6] Czarnecki Lech, Ryszard Więcławski. 2005. „Możliwości wykorzystania popiołów lotnych w budownictwie”. Materiały Budowlane 397 (9): 83 – 85.
[7] Determination of fracture parameters (KIc and CTODc) of plain concrete using three-point bend tests. RILEM Draft Recommendations, TC 89-FMT FractureMechanics of Concrete TestMethods.Materials and Structures, 23, 1990, 457–460.
[8] Giergiczny Zbigniew. 2009. „Dodatki mineralne – niezastąpione składniki współczesnego cementu i betonu”. Materiały Budowlane 439 (3): 46 – 50.
[9] Giergiczny Zbigniew,Albin Garbacik. 2010. „Współdziałanie dodatków mineralnych w składzie cementów wieloskładnikowych”. Materiały Budowlane 458 (10): 27 – 30, 59.
[10] Golewski Grzegorz Ludwik. 2013. „Analiza odporności na pękanie, przy trzecim modelu pękania betonów z dodatkiem popiołów lotnych”. Budownictwo i Architektura 12 (3): 145 – 152.
[11] Golewski Grzegorz Ludwik. 2015. Procesy pękania w betonie z dodatkiem krzemionkowych popiołów lotnych. Lublin. Politechnika Lubelska.
[12] Golewski Grzegorz Ludwik. 2015. „Makroskopowa ocena procesów pękania w betonach z popiołami lotnymi”. Materiały Budowlane 519 (11): 210 – 212. DOI: 10.15199/33.2015.11.66.
[13] Golewski Grzegorz Ludwik. 2013. „Odporność na pękanie a mikrostruktura w betonach z dodatkiem popiołów lotnych”. Materiały Budowlane 494 (10): 28 – 30.
[14] Golewski Grzegorz Ludwik, Tomasz Sadowski. 2005. „Odporność na pękanie betonów z kruszywami naturalnymi i łamanymi”. Przegląd Budowlany (10): 31 – 37.
[15] Gołaszewski Jacek. 2013. „Współpraca domieszek z cementami”.Materiały Budowlane 495 (11): 89 – 92.
[16] Goszczyńska Barbara,Wiesław Trąpczyński, Magdalena Bacharz, Justyna Tworzewska, Paweł Tworzewski. 2014. „Zastosowanie skanera optycznego 3D do analizy belek wzmocnionych taśmami FRP”. Logistyka 6: 4130 – 4137.
[17] Goszczyńska Barbara, Wiesław Trąpczyński, Justyna Tworzewska, Paweł Tworzewski. 2014. „Doświadczalna analiza odkształceń przestrzennych belek żelbetowych z zastosowaniem skanera optycznego 3D”. Inżynieria i Budownictwo 3: 156 – 159.
[18] Goszczyńska Barbara, Justyna Tworzewska. 2014. „Określenie rysy na potrzeby analizy wyników badania procesu powstawania i rozwoju rys w belkach żelbetowych z zastosowaniem systemu Aramis”. Przegląd Budowlany 12: 24 – 29.
[19] Haustein Elżbieta. 2016. „Wpływ popiołu lotnego na proces wymywania wybranych metali ciężkich z betonu”. Materiały Budowlane 527 (7): 88–90. DOI: 10.15199/33.2016.05.57.
[20] Kosior-Kazberuk Marta 2010. „Nowe dodatki mineralne do betonu”. Civil and Environmental Engineering (Budownictwo i Inżynieria Środowiska) 1 (2): 47 – 55.
[21] Krawczyk Łukasz, Michał Gołdyn, Tadeusz Urban. 2017. „O niedokładności systemów cyfrowej korelacji obrazu”. Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury 64 (3/I): 259–270. DOI: 10.7862/rb.2017.120.
[22] Wiśniewska Krystyna. 2015. „Popioły z energetyki pełnowartościowymi surowcami dla budownictwa”. Materiały Budowlane 520 (12): 41. DOI: 10.15199/33.2015.12.12.

Przyjęto do druku: 28.09.2018 r.

Przeczytaj cały artykuł >>

Materiały Budowlane 12/2018, strona 82-85 (spis treści >>)