Open Access (Artykuł w pliku PDF)

Experimental research of the Young's modulus of polystyrene concrete beams with 60% of EPS regranulate reinforced with ecological waste material

dr hab inż. Janusz Juraszek, prof. ATH, Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku- Białej, Wydział Inżynierii Materiałów, Budownictwa i Środowiska
ORCID: 0000-0003-3771-2776
dr inż. Hubert Walusiak, Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku- Białej, Wydział Inżynierii Materiałów, Budownictwa i Środowisk
ORCID: 0000-0002-9745-9592

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

DOI: 10.15199/33.2022.11.03
Oryginalny artykuł naukowy

Streszczenie. W artykule przedstawiono wyniki badań belek wykonanych ze styrobetonu zawierającego 60%regranulatu EPS (polistyren ekspandowany), który został wzmocniony ekologicznym surowcem w postaci odpowiednio przygotowanej wełny owczej. Przeprowadzono próby zginania 3-punktowego w celu wyznaczenia odkształcalności badanych elementów. Nowością jest zastosowanie specjalnie dedykowanych światłowodowych czujników odkształceń z siatką Bragga (Fiber Bragg Grating – FBG ), które umożliwiły precyzyjne wyznaczenie wartości modułu Younga trzech rodzajów próbek wykonanych ze styrobetonu. Wprowadzenie zaprawy cementowej wraz włóknami wełny owczej w dolnej warstwie próbki styrobetonowej zwiększyło o 18,9% wartość modułu Younga w porównaniu z próbką bez wełny. Wykorzystanie włókien wełny odpadowej umożliwia skuteczne zagospodarowanie odpadów oraz zmniejszenie zużycia kruszywa naturalnego w mieszance.
Słowa kluczowe: budownictwo; styrobeton; wełna owcza; recykling; Fiber Bragg Grating FBG.

Abstract. The article presents the results of tests of beams made of polystyrene concrete containing 60% regranulate EPS (expanded polystyrene), which has been reinforced with ecological raw material in the form of properly prepared sheep wool. 3-point bending tests were carried out, and in order to determine the deformability of the tested elements, a new measurement method was used with the use of fiber-optic deformation sensors with a Bragg mesh (Fiber Bragg Grating — FBG). The aim of the research was to determine the value of Young's modulus for 3 variants of samples made of polystyrene concrete. The introduction of a cement mortar in the lower layer of polystyrene in the sample with sheep wool fibers increased the value of Young's modulus by 18.9% in relation to the sample without wool. The use of waste wool fibers enables effective waste management and reduction of the consumption of natural aggregate in the mix.
Keywords: construction; polystyrene concrete; sheep wool; recycled; Fiber Bragg Grating FBG.

Literatura
[1] Cardinale T, Arleo, G, Bernardo F, Feo A, De Fazio. P. Thermal andmechanical characterization of panelsmade by cementmortar and sheep’s wool fibres. Energy Procedia. 2017; 140: 159 – 169.
[2] Cardinale T, Sposato C, Alba MB, Feo A, Grandizio F, Lista GF,Montesano G, De Fazio P. Energy and mechanical characterization of composite materials for building with recycled PVC. TECNICAITALIANA-Italian Journal of Engineering Science. 2019; 63 (2-4): 129 – 135.
[3] Bouagga T, Harizi T, Sakli F, Zoccola M. Correlation between themechanical behavior and chemical, physical and thermal characteristics of wool: a study on Tunisian wool. Journal of Natural Fibers. 2020; 17 (1): 28 – 40.
[4] Pina RC, Vidales BA, Serrano SR, del Río MM, Atanes SE. Analysis of fire resistance of cement mortars with mineral wool from recycling. Construction and Building Materials. 2020; 265, art. no. 120349.
[5] Fiore V, Di Bella G, Valenza A. Effect of Sheep Wool Fibers on Thermal Insulation and Mechanical Properties of Cement-Based Composites. Journal ofNatural Fibers. 2020; 17 (10): 1532 – 1543.
[6] Juraszek J. Fiber Bragg Sensors on Strain Analysis of Power Transmission Lines.Materials. 2020; https://doi.org/10.3390/ma13071559.
[7] Juraszek J. Strain and Force Measurement in Wire Guide.Archives of Mining Sciences. 2018; 63: 321-334.
[8] Chen B, Liu J.Mechanical properties of EPS lightweight concrete. Proceedings of the Institution of Civil Engineers – Construction Materials. 2011; 164 (4): 173 – 180. Badania opisane w tym artykule były prowadzone w ramach współpracy z firmą Akces BK Sp. z o.o.

Przyjęto do druku: 28.10.2022 r.

 

Materiały Budowlane 11/2022, strona 10-12 (spis treści >>)