Open Access (Artykuł w pliku PDF)
Effect of impregnation on the charring rate of cross-laminated timber
dr inż. Paweł Sulik, Instytut Techniki Budowlanej
ORCID: 0000-0001-8050-8194
mgr inż. Michał Rykaczewski, Polskie Domy Drewniane SA
ORCID: 0009-0008-3128-5201
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.05.04
Oryginalny artykuł naukowy
Streszczenie. W artykule przedstawiono wyniki badania prędkości zwęglania próbek z drewna klejonego krzyżowo (Cross- -laminated timber, CLT), wykonanych w warunkach symulujących produkcję przemysłową. Zewnętrzne warstwy wykonano z trzech rodzajów drewna impregnowanego ogniochronnie – sosny twardzielowej, sosny bielastej oraz topoli. Wyniki porównano z próbkami nieimpregnowanymi w celu określenia wpływu impregnacji zmniejszającej palność materiału na prędkość zwęglania. Do impregnacji zastosowano solny impregnat ogniochronny dostępny na rynku komercyjnym.
Słowa kluczowe: drewno klejone; CLT; impregnacja ogniochronna; prędkość zwęglania.
Abstract. This paper presents the results of charring rate testing of cross-laminated timber (CLT) samples made under conditions simulating industrial production. The outer layers were made from 3 types of fire-impregnated timber – heartwood pine, sapwood pine and poplar. The results were compared with unimpregnated samples in order to determine the effect of the flame retardant impregnation on the charring rate of thematerial. Salt based fire retardant available on the commercial market was used for impregnation.
Keywords: laminated wood; CLT; fireproofing; charring rate.
Literatura
[1] Schickhofer G. Starrer und nachgiebiger Verbund bei geschichteten, flächenhaften Holzstrukturen. Graz: Graz University of Technology. (2013) [1994]. DOI: 10.3217/978-3-85125-262- 0. ISBN 978-3-85125-268-2.
[2] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, (tekst ujednolicony).
[3] White RH. Charring rate of composite timber products. Proceedings ofWood and Fire Safety 4th International Conference, the High Tatras, Slovakia. 2000
[4] Njankouo JM, Dotreppe JC, Franssen JM. Experimental study of the charring rate of tropical hardwoods. 2004; DOI: 10.1002/fam.831.
[5] Hugi E, Wuersch M, Risi W, Wakili KG. Correlation between charring rate and oxygen permeability for 12 different wood species. J Wood Sci. 2007; DOI: 10.1007/s10086-006-0816-1.
[6] Frangi A, Fontana M, Knobloch M, Bochicchio G. Fire behaviour of crosslaminated solid timber panels. Fire Saf Sci. 2008; DOI: 10.3801/IAFSS.FSS.9- 1279.
[7] Friquin KL, Grimsbu M, Hovde PJ. Charring rates for cross-laminated timber panels exposed to standard and parametric fires. In: World conference on timber engineering. 2010; pp. 20 –2 4.
[8] Wen L, Han L, Zhou H. Factors Influencing the Charring Rate of Chinese Wood by using the Cone Calorimeter. Bio Resources. 2015; DOI: 10.15376/biores. 10.4.7263-7272.
[9] Dębowska A. Prędkość zwęglania drewna w analizie pożarowej konstrukcji drewnianych. Roczniki Inżynierii Budowlanej – zeszyt 16/2016, s. 95-100. KIB Oddział PAN w Katowicach.
[10] Sulik P. (2022). Prędkość zwęglania wybranych krajowych gatunków drewna.Materiały Budowlane 9/2022 (601),DOI: 10.15199/33.2022.09, ISSN0137-2971, e-ISSN2449-951X, 100 pkt.wg MEiN.
[11] Bartlett AI, Hadden RM, Bisby LA. A Review of Factors Affecting the Burning Behaviour of Wood for Application to Tall Timber Construction. Fire Technology. 2019; DOI: 10.1007/s10694- -018-0787-y.
[12] Zajączkowski G, Jabłoński M, Jabłoński T, Szmidla H, Kowalska A, Małachowska J, Piwnicki J, Kaliszewski A. Raport o stanie lasów w Polsce 2022. Centrum Informacyjne Lasów Państwowych. 2023. ISSN 1641-3229.
[13] EN 384+A1:2018-12 Drewno konstrukcyjne – Oznaczanie wartości charakterystycznych właściwości mechanicznych i gęstości.
[14] ISO 5660-1:2015/Amd 1:2019 Reaction to fire tests – Heat release, smoke production and mass loss rate – Part 1: Heat release rate (cone calorimeter method) and smoke production rate (dynamic measurement) – Amendment 1.
[15] Papis B, Sulik P, Jeliński M. Praca naukowo- ekspercka 01519/23/Z00NZP dotycząca technologii płyt konstrukcyjnych z klejonego krzyżowo drewna sosnowego z terenów Polski, o podwyższonej klasie reakcji na ogień, na potrzeby wielokondygnacyjnego budownictwa drewnianego. Instytut Techniki Budowlanej. 2023.
[16] PN-EN 13501-1:2019-02 Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków. Część 1: Klasyfikacja na podstawie badań reakcji na ogień.
[17] PN-EN 1995:2008 + NA/2010 Eurokod 5: Projektowanie konstrukcji drewnianych – Część 1-2: Postanowienia ogólne – Projektowanie konstrukcji z uwagi na warunki pożarowe.
Przyjęto do druku: 18.04.2024 r.
Materiały Budowlane 5/2024, strona 14-19 (spis treści >>)
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
Gypsum and cement-lime plasters influence on fire resistance of reinforced concrete structures
dr inż. Piotr Turkowski, Instytut Techniki Budowlanej
ORCID: 0000-0002-0020-0091
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.05.03
Oryginalny artykuł naukowy
Streszczenie. W artykule przedstawiono badania dotyczące wpływu tynków gipsowych i cementowo-wapiennych na odporność ogniową elementów konstrukcji z betonu. Zademonstrowano wpływ siatki zbrojącej na przyczepność tynków, a wyniki wyrażono parametrem grubości równoważnej betonu. Zastosowanie siatki zbrojącej umożliwiło zapewnienie odporności ogniowej przez nawet 6 h oddziaływania standardowego. Natomiast jej brak oznaczał bardzo szybką utratę przyczepności tynku, a tym samym niemożność zwiększenia odporności ogniowej. Wykazano, że temperatura charakterystyczna zbrojenia stropu żelbetowego zabezpieczonego tynkiem gipsowym na siatce zbrojącej – o grubości 21,6 mm wynosi, po 240 min nagrzewania, zaledwie 307°C, a grubość równoważna betonu – 68 mm. Wyniki te są na poziomie uzyskiwanym przez profesjonalne systemy zabezpieczenia ogniochronnego.
Słowa kluczowe: element konstrukcyjny; element betonowy; zabezpieczenie ogniochronne; odporność ogniowa; tynk gipsowy; tynk cementowo-wapienny.
Abstract. This article presents a study on the gypsum and cement-lime plasters influence on fire resistance of concrete structural elements. The effect of reinforcing mesh on the adhesion of plasters was demonstrated and the results were expressed by the parameter of concrete equivalent thickness. The use of reinforcing mesh made it possible to provide fire resistance for up to 6 hours of standard exposure. However its absence meant a very rapid loss of plaster adhesion and thus a practical lack of increased fire resistance. It was shown that the characteristic temperature of the reinforcement of a reinforced concrete slab protected with gypsum plaster on a reinforcing mesh with a thickness of 21.6 mm, after 240 minutes of heating, is only 307°C, and the concrete equivalent thickness is 68 mm. These results are at the level achieved by professional fire protection systems.
Keywords: structural element; concrete element; fire protection; fire resistance; gypsum plaster; cement-lime plaster.
Literatura
[1] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. nr 75, poz. 690) z późniejszymi zmianami, (2002).
[2] Mróz K, Hager I, Korniejenko K. Material Solutions for Passive Fire Protection of Buildings and Structures and Their Performances Testing, Procedia Engineering. 2016; 15: 284 – 291.
[3] Sulik P. Bierne zabezpieczenia przeciwpożarowe konstrukcji. Izolacje. 2018; 3: 118 – 122.
[4] CEN, EN 15037-1:2008. Precast concrete products. Beam-and-block floor systems. Part 1: Beams. 2008.
[5] CEN, EN 13381-3:2015. Test Methods for Determining the Contribution to the Fire Resistance of Structural Members. Part 3: Applied Protection to Concrete Members. 2015.
[6] ACI,ACI/TMS 216.1-14. Code Requirements for Determining Fire Resistance of Concrete and Masonry Construction Assemblies, 2014.
[7] CEN, EN 13279-1:2009. Gypsum binders and gypsum plasters. Part 1: Definitions and requirements. 2009.
[8] CEN, EN 998-1:2016. Specification for mortar for masonry. Part 1: Rendering and plastering mortar. 2016.
[9] Kania T. Porównanie właściwości gipsowych i cementowych wypraw tynkarskich. Materiały Budowlane. 2010; 458: 34 – 36.
[10] Niedostatkiewicz M, Majewski T. Charakterystyka i zakres stosowania tynków. Izolacje. 2019; 5: 36 – 44.
[11] Pichniarczyk P, Malata G, Sobala M. Trwałość tynków gipsowych na podłożu betonowym. CWB. 2002; 5: 215 – 219.
[12] Dębska D. Technologiczne problemy połączenia tynku cementowo- -wapiennego z podłożem. Przegląd Budowlany. 2016; 5: 22 – 24.
[13] Stawiski B, Knafel G. Badania przyczyn utraty przyczepności tynku do podłoża. Materiały Budowlane. 2017; 543: 7 – 8.
[14] Niedostatkiewicz M, Majewski T. Badania doświadczalne tynków wewnętrznych. Izolacje. 2019; 4: 82 – 87.
[15] WieczorekM, Nosal K, SobalaM. Zachowanie wobec pożaru, czyli reakcja na ogień gipsowych wyrobów budowlanych. Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych. 2010; 3/6: 169 – 178.
[16]Wickström U, Hadziselimovic E. Equivalent concrete layer thickness of a fire protection insulation layer. Fire Safety Journal. 1996; 26: 295 – 302.
[17] CEN, EN 1992-1-2:2004. Eurocode 2: Design of concrete structures. Part 1-2: General rules. Structural fire design.
Przyjęto do druku: 23.04.2024 r.
Materiały Budowlane 5/2024, strona 9-13 (spis treści >>)
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
Alkaline-activated fly ash as an alternative to cement in concrete mixtures
dr hab. inż. Krzysztof Zieliński, prof. PP, Politechnika Poznańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Transportu
ORCID: 0000-0002-3805-1108
mgr inż. Martyna Herbowska, absolwenci Politechniki Poznańskiej
mgr inż. Jacek Krawczyk, absolwenci Politechniki Poznańskiej
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.05.02
Doniesienie naukowe
Streszczenie. W artykule zaprezentowano wyniki badań betonu wykonanego przy użyciu spoiwa mineralnego geopolimerowego. Betony wykonane zostały na bazie aktywowanego alkalicznie popiołu lotnego krzemionkowego bez dodatku cementu. Wykonano trzy rodzaje betonu geopolimerowego. Rolę aktywatora w sporządzonych mieszankach pełniła mieszanina zasady sodowej oraz szkła wodnego. Przygotowano trzy roztwory zasady sodowej o narastającym stężeniu molowym: 6M, 9M oraz 12M. Przygotowany roztwór mieszano ze szkłem wodnym w proporcji wagowej 1 : 1. Dla każdego stężenia wykonano pomiary w temperaturze dojrzewania 20°C i po utwardzaniu przez 24 h w 60°C. Wykonano badania wytrzymałości na ściskanie oraz na zginanie po 28 dniach dojrzewania oraz badanie nasiąkliwości i mrozoodporności. Analiza uzyskanych wyników badań wykazała, źe beton geopolimerowy może znaleźć zastosowanie w budownictwie, jako alternatywne rozwiązanie dla standardowych cementów powszechnego użytku, generując znacznie mniejszy ślad węglowy niż standardowe cementy.
Słowa kluczowe: spoiwo geopolimerowe; zasada sodowa; szkło wodne; ślad węglowy.
Abstract. The article presents the results of tests on concrete made using a geopolymer mineral binder. The concretes were made on the basis of alkaline-activated silica fly ash without the addition of cement. Three types of geopolymer concrete were made. The role of the activator in the prepared mixtures was played by a mixture of sodium base and water glass. Three solutions of sodium alkali with increasing molar concentration were prepared: 6M, 9M and 12M. The prepared solution was mixed in a 1:1 weight ratio with water glass. For each concentration, measurements were made at a ripening temperature of 20°C and after hardening for 24 hours at 60°C. Compressive and bending strength tests were performed after 28 days ofmaturing, as well as water absorption and frost resistance tests. The analysis of the obtained test results showed that geopolymer concrete can be used in construction as an alternative solution to standard common cements, generating amuch smaller carbon footprint than standard cements.
Keywords: geopolymer binder; sodium alkali; water glass; carbon footprint.
Literatura
[1] Mikuła J. (red.): Rozwiązania proekologiczne w zakresie produkcji. Nowoczesne materiały kompozytowe przyjazne środowisku. Wydawnictwo PK, Kraków, 2014.
[2] Lelek-Borkowska U. Geopolimery, Open AGH, Akademia Górniczo-Hutnicza, 2022.
[3] Davidovits J. Geopolymer Chemistry and Applications, 5th Ed, Geopolymer Inst, 2009.
[4] Elzeadani M, Bompa DV, Elghazouli AY. One part alkali activated materials: A state-of-the-art review. Journal of Building Engineering. 2022; Vol. 57.
[5] Provis JL. Alkali-activated materials. Cem. Concr. Res. 2018; s. 40-48.
[6] Inada Yuji: Geopolymer technology and prospects – low CO2 concrete that does not use cement, Mitsui & Co. Global Strategic Studies Institute Monthly Report, 2022.
[7] PN-EN 196-1:2016-07Metody badania cementu – Część 1: Oznaczanie wytrzymałości.
[8] PN-EN450-1:2012Popiółlotnydobetonu–Część1: Definicje, specyfikacje i kryteria zgodności.
[9] PN-88/B-06250 Beton zwykły.
[10] PN-EN 12390-3:2019-07 Badania betonu – Część 3: Wytrzymałość na ściskanie próbek do badań.
[11] PN-EN 12390-5:2019-8 Badania betonu – Część 5: Wytrzymałość na zginanie próbek do badań.
Przyjęto do druku: 18.03.2024 r.
Materiały Budowlane 5/2024, strona 5-8 (spis treści >>)
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
Analysis of the load bearing capacity equation for precast driven piles based on static load test results
dr inż. Kamil Stachecki, Politechnika Koszalińska, Wydział Inżynierii Lądowej, Środowiska i Geodezji
ORCID: 0000-0002-7522-8451
prof. dr hab. inż. Zygmunt Meyer, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0002-2459-6262
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.05.01
Studium przypadku
Streszczenie. W artykule przeanalizowano wyniki próbnych obciążeń statycznych siedmiu pali prefabrykowanych wykonanych na budowie wiaduktu drogowego. Celem pracy było ustalenie zależności pomiędzy nośnością graniczną pala a jego długością oraz szerokością. Do osiągnięcia celu wykorzystano analizę statystyczną, co umożliwiło sfomułowanie równania, które mogło być następnie wykorzystane w obliczeniach. Określona zależność pozwala na obliczenie nośności granicznej pala w przypadku znanego oporu gruntu w poziomie podstawy. Przedstawiony w artykule przykład obliczeniowy opisuje zaimplementowanie rezultatów analizy do metody konwersji krzywej próbnego statycznego obciążenia pala.
Słowa kluczowe: pale fundamentowe; nośność graniczna pala; krzywa osiadania pala; metoda M-K.
Abstract. In this paper the results of static load tests of seven precast piles executed at the construction of the road overpass were analyzed. The aim of this work was to determine the relation between the ultimate pile bearing capacity, its length and width. Statistical analysis was used to achieve the goal, which made it possible to formulate an equation that could then be used in calculations. The determined dependence allows for the calculation of the ultimate pile bearing capacity on the basis of the known soil resistance at the level of pile base. The example of calculation presented in the paper describes implementation of the analysis results to the method of static load test curve conversion.
Keywords: pile foundations; pile ultimate bearing capacity; pile settlement curve; M-K method.
Literatura
[1] Briaud J. Geotechnical Engineering. Unsaturated and saturated soils. New Jersey: Wiley; 2013.
[2] Gwizdała K. Fundamenty Palowe. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN; 2013.
[3] Praca zbiorowa pod redakcją Topolnicki M., Kłosiński B. Wytyczne wzmacniania podłoża gruntowego kolumnami sztywnymi. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN; 2022.
[4] Krasiński A. Proposal for Calculating the Bearing Capacity of Screw Displacement Piles in Non-Cohesive Soils Based on CPT results: Studia Geotechnica et Mechanica. 2012; 34 (4): 41 – 51.
[5] Chin F. K. Estimation of the Ultimate Load of Piles Not Carried to Failure. Proceedings of 2nd Southeast Asia Conference on Soil Engineering. 1970: 81 – 90.
[6] Meyer Z, Kowalów M. Model krzywej aproksymującej wyniki testów statycznych pali. Inżynieria morska i geotechnika. 2010; 3: 438 – 44.
[7] Szmechel G. Określenie nośności granicznej pali na podstawie próbnych obciążeń statycznych w ograniczonym zakresie. Rozprawa doktorska. Szczecin: Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecienie, 2015.
[8] Mandolini A, Russo G, Viggiani C. Pile foundations: Experimental investigations analysis and design. XVI ICSMGE, Millpress. 2005; 1: 177-195.
[9] Nguyen T, Ly K, Nguyent-Thoi T, Nguyen B, Doan, N. Prediction of axial load bearing capacity of PHC nodlar pile using Bayesian regularization artifical neural network. Soils and foundations. 2022; 62 (5); https://doi. org/10.1016/j. sandf. 2022.101203.
[10] Józefika K, Zbiciak A, Maślakowski M, Piotrowski T. Numerical modeling and bearing capacity analysis of pile foundation. Procedia Engineering. 2015; 111: 356-363.
[11] Wrana B. Pile load capacity – calculation methods: Studia Geotechnica et Mechanica. 2019; 37 (4): 83-93.
[12] Vural İ, Kabaca H, Poyraz S. A Novel Approach Proposal for Estimation of Ultimate Pile Bearing Capacity Based on Pile Loading Test Data. Applied Sciences. 2023; 13 (13): 7993; https://doi. org/10.3390/app13137993
[13] Shun-Wei Wang et al.: Analysis of the Bearing Characteristics of Single Piles under Vertical and Torsional Combined Loads, Advances in Civil Engineering. 2021; https://doi. org/10.1155/2021/8896673.
[14] Gwizdała K, Roch Kowalski J. Prefabrykowane Pale Wbijane. Gdańsk: Politechnika Gdańska; 2005.
[15] Meyer Z, Stachecki K. An attempt to analytically determine course of the continuous Q-s curve in case of changed pile length or diameter. Architecture Civil Engineering Enviroment. 2023; 16 (2): 119-126; https://doi. org/10.2478/acee-2023-0021.
[16] Stachecki K. Analiza możliwości konwersji krzywej próbnego statycznego obciążenia pala przy zmianie jego geometrii. Rozprawa doktorska. Szczecin: Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie; 2022.
[17] Żarkiewicz K. Analiza formowania się oporu pobocznicy pala w gruntach niespoistych na podstawie badań laboratoryjnych. Rozprawa doktorska. Szczecin: Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie; 2017.
[18] Urbański A. et al: Podstawy Projektowania Geotechnicznego. Kraków: Politechnika Krakowska; 2016.
[19] Meyer Z., Siemaszko P. Static load test curve analysis based on soil field investigations. Bulletin of Polish Academy of Sciences. 2019; 67 (2): 329-337.
[20] Wysokiński L, Kotlicki W, Godlewski T. Projektowanie Geotechniczne według Eurokodu 7. Warszawa: Instytut Techniki Budowlanej; 2011.
[21] Dembicki E. (red.). Fundamentowanie. Projektowanie i wykonawstwo. Tom 2. Posadowienie budowli. Warszawa: Arkady; 1988.
Przyjęto do druku: 9.04.2024 r.
Materiały Budowlane 5/2024, strona 1-4 (spis treści >>)
Wejdź na stronę
www.solbet.pl
Materiały Budowlane 05/2024, Okładka IV (spis treści >>)
Materiały Budowlane 05/2024, Okładka III (spis treści >>)
Wejdź na stronę
www.visbud.com
Materiały Budowlane 05/2024, Okładka II (spis treści >>)
Wejdź na stronę
www.konferencja.s-p-b.pl
Materiały Budowlane 05/2024, Okładka I (spis treści >>)
Start 
