Projektowanie dźwiękochłonnych foteli audytoryjnych do sali koncertowej w Jastrzębiu-Zdroju
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Kłosak A., Szeląg A. Designing of sound - absorbing seats for Jastrzebie - Zdroj concert hall. Materiały Budowlane. 2024. Volume 624. Issue 8. Pages 69-78. DOI: 10.15199/33.2024.08.10
dr hab. inż. arch. Andrzej Kłosak, prof. PK, Cracow University of Technology
ORCID: 0000-0001-6326-1652
dr inż. Agata Szeląg, Cracow University of Technology
ORCID: 0000-0002-9058-565X
Corespondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.08.10
Case study / Studium przypadku
Abstract. This paper discusses the design, realization and acoustical performance of a sound-absorbing auditorium chairs intended for a concert hall with 350 seats, opened in 2022 at the Music School in Jastrzębie-Zdrój. Several construction aspects were covered: the selection of foam for the seat and upholstery fabric based on measurements of air flow resistance, as well as the influence of the fabric lamination process on the acoustic properties of the seats. The construction of the chair and the acoustic parameters of the completed seats installed in the auditorium were also described. Finally, the article described how we managed to measure the absorption coefficient of occupied seats within the constraints of human contact related to the COVID-19 pandemic.
Keywords: auditorium chair; air-flow resistance; sound absorption.
Streszczenie. W artykule omówiono projekt, realizację oraz parametry akustyczne dźwiękochłonnych foteli audytoryjnych przeznaczonych do sali koncertowej na 350 miejsc, otwartej w 2022 r. w Szkole Muzycznej w Jastrzębiu-Zdroju. Omówiono kilka aspektów konstrukcyjnych: dobór pianki tapicerskiej i tkaniny obiciowej na podstawie pomiarów oporu przepływu powietrza, a także wpływ procesu laminowania tkaniny na właściwości akustyczne siedzisk. Opisano również konstrukcję fotela, parametry akustyczne gotowych foteli zainstalowanych w sali oraz sposób, w jaki udało się zmierzyć współczynnik pochłaniania zajętych miejsc w ramach ograniczeń, dotyczących kontaktu międzyludzkiego, związanych z pandemią COVID-19.
Słowa kluczowe: fotel audytoryjny; oporność przepływu; pochłanianie dźwięku.
Literature
[1] PN-EN ISO 9053-2:2021-04 Akustyka – Określanie oporności przepływu powietrza – Część 2:Metoda przemiennego przepływu powietrza. PKN.
[2] PN-EN ISO 354:2005 Akustyka – Pomiar pochłaniania dźwięku w komorze pogłosowej. PKN.
[3] Vigran TE. Manual for NorFlag, Version 4.0. Trondheim. 2018.
[4] Christensen CL, Rindel JH. ODEON Room Acoustics Software, User’s Manual, Version 17. Lyngby 2021.
[5] PN-EN ISO 3382-1:2009.Akustyka – Pomiar parametrów akustycznych pomieszczeń – Część 1: Pomieszczenia specjalne. PKN.
[6] Beranek LL, Hidaka T. Sound absorption in concerthalls by seats, occupied and unoccupied, and by the hall’s interior surfaces. J Acoust Soc Am. 1998; https://doi.org/10.1121/1.423957.
[7] Kosten CW. New Method for the Calculation of the Reverberation Time of Halls for Public Assembly. Acustica. 1965; 16: 325 – 330.
[8] Kath U, Kuhl W. Messungen zur Schallabsorption von Personen auf Ungepolsterten Stuhlen. Acustica. 1964; 14: 50 – 55.
[9] Kath U, Kuhl W. Messungen zur Schallabsorption von Polstersthlen mit und ohen Personen. Acustica. 1965; 15: 127 – 131.
[10]Bradley JS. Predicting theater chair absorption fromreverberation chambermeasurements. JAcoustSocAm.1992;91:1514–1524https://doi.org/10.1121/1.402483.
[11] Davies WJ, Orlowski RJ, LamYW. Measuring auditoriumseat absorption. J Acoust SocAm. 1994; 96, pp. 879 – 888 https://doi. org/10.1121/1.410263.
[12] Nishihara N, Hidaka T, Beranek L. Mechanism of sound absorption by seated audience in halls. J Acoust Soc Am. 2001; 110: 2398 – 411. 10.1121/1.1409970.
[13] Choi YJ, Bradley JS, Jeong DU. Effects of edge screens on the absorption of blocks of theatre chairs. Applied Acoustics. 2012; vol. 73, no. 5, pp. 470 – 477, https://doi.org/10.1016/j.apacoust. 2011.11.007.
[14] Bradley JS, Choi YJ, Jeong DU. Understanding chair absorption characteristics using the perimeter-to-areamethod. Applied Acoustics. 2013; 74 (9), 1060 – 1068. DOI: 10.1016/j.apacoust. 2013.03.009.
[15] Klosak AK, Gade AC. Architectural concrete in auditorium design of a 350 seats concert hall: acoustic design and performance. Proceedings of the 10th Convention of the European Acoustics Association, Forum Acusticum. 2023, Torino, Italy, https://www.doi.org/10.61782/fa. 2023.1219.
[16] Mills NJ. Polymer Foams Handbook, Butterworth-Heinemann. 2007, ISBN 9780750680691, https://doi.org/10.1016/B978-075068069- 1/50009-X.
[17] Norsonic Nor1517A. InstructionManual. Im1517_1Ed2R1En, Edition December 2012.
[18] EN ISO 10534-2:1998. Acoustics – Determination of Sound Absorption Coefficient and Impedance in Impedance Tubes – Part 2: Transfer- -Function Method, International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland, 1998.
[19] Beranek LL. Music, Acoustics, and Architecture. 1962; Wiley, New York.
[20] Beranek LL.Audience and chair absorption in large halls. J.Acoust. Soc. Am. 1969; 45, 13 – 19.
[21] Beranek LL. Concert and Opera Halls: How They Sound. Acoustical Society of America, Woodbury, NY, 1996.
[22] Klosak AK, Gade AC, Ziarko B, Dulak L. Development of „budget” auditorium seats – challenges in design concert hall auditorium seats during pandemic. Proceedings of the 10th Convention of the European Acoustics Association, Forum Acusticum. 2023, Torino, Italy.
[23] Klosak AK, Gade AC. The Penderecki concert hall in Radom, Poland: acoustic design and performance” in Proc. of IOA 8th international conference on Auditorium Acoustics (Dublin, Ireland) vol. 33 (2011).
[24] Wenmaekers RHC, Hak CCJM, HornikxMCJ. How orchestramembers influence stage acoustic parameters on five different concert hall stages and orchestra pits. J AcoustSoc Am. 2016; vol. 140 (6), pp. 4437 – 4448 https://doi.org/10.1121/1.4971763.
Received / Wpłynął do redakcji: 26.06.2024
Revised / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 01.08.2024
Published / Opublikowano: 21.08.2024
Materiały Budowlane 8/2024, strona 69-78 (spis treści >>)
Analiza polskich przepisów prawa dotyczących ochrony przed hałasem w budownictwie
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Nowicka E. Analysis of the polish regulations on noise protection in construction. Materiały Budowlane. 2024. Volume 624. Issue 8. Pages 62-68. DOI: 10.15199/33.2024.08.09
dr inż. Elżbieta Nowicka, Building Research Institute
ORCID: 0000-0002-7993-8216
Corespondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.08.09
Review paper / Artykuł przeglądowy
Abstract. The article presents an analysis of the polish regulations on noise protection in residential and public buildings in the context of historical changes in regulations and standardization. Currently, the requirements specified in the applicable legal provisions are too general and refer to the detailed requirements specified in Polish Standards. Unfortunately, this solution means that acoustic requirements are often not met in Poland. The presented proposal is based on the acoustic classification of buildings and the introduction of the basic AQ-0 standard into the legal regulations as an acoustic requirement.
Keywords: acoustical requirements; technical requirements; acoustical class.
Streszczenie. W artykule przedstawiono analizę polskich przepisów dotyczących ochrony przed hałasem w budownictwie mieszkaniowym i użyteczności publicznej w kontekście zmian historycznych w aktach prawnych oraz w normalizacji. Obecnie podane w obowiązujących przepisach prawa wymagania mają charakter ogólny i odwołują się do wymagań szczegółowych określonych w Polskich Normach. Niestety takie rozwiązanie powoduje, że w Polsce często nie są spełniane wymagania akustyczne. Przedstawiona propozycja dotyczy klasyfikacji akustycznej budynków oraz wprowadzenia do przepisów prawa standardu podstawowego AQ-0 jako wymagania akustycznego.
Słowa kluczowe: wymagania akustyczne; warunki techniczne; klasa akustyczna.
Literature
[1] Rozporządzenie Prezydenta Rzeczypospolitej z 16 lutego 1928 r. o prawie budowlanem i zabudowaniu osiedli (Dz.U. 1928 nr 23 poz. 202).
[2] Rozporządzenie Przewodniczącego Komitetu Budownictwa, Urbanistyki i Architektury z 21 lipca 1961 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać obiekty budowlane budownictwa powszechnego (Dz.U. 1961 nr 38 poz. 196).
[3] Zarządzenie Ministra Budownictwa i Przemysłu Materiałów Budowlanych z 29 czerwca 1966 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać obiekty budowlane budownictwa powszechnego (Dz.U. 1966 nr 10 poz. 44).
[4] Rozporządzenie Ministra Administracji, Gospodarki Terenowej i Ochrony Środowiska z 3 lipca 1980 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki (Dz.U. 1980 nr 17 poz. 62).
[5] Rozporządzenie Ministra Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa z 14 grudnia 1994 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 1995 nr 10 poz. 46).
[6] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 2002 nr 75 poz. 690).
[7] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 7 kwietnia 2004 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. 2004 nr 109 poz. 1156).
[8] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 marca 2009 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 2009 nr
[9] PN-54/B-02151Akustyka budowlana – Przeciwdźwiękowa ochrona budynków.
[10] PN-63/B-02151Akustyka budowlana –Ochrona przeciwdźwiękowa pomieszczeń w budynkach.
[11] PN-70/B-02151 Akustyka budowlana – Ochrona przeciwdźwiękowa pomieszczeń.
[12] PN-84/N-01307 Hałas – Dopuszczalne wartości poziomu dźwięku na stanowiskach pracy i ogólne wymagania dotyczące przeprowadzania pomiarów.
[13] Rozporządzenie Ministra Pracy, Płac i Spraw Socjalnych z 17 marca 1976 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w zakładach pracy. (Dz.U. 1976 nr 13 poz. 77).
[14] PN-87/B-02151/01 Akustyka budowlana – Ochrona przed hałasem pomieszczeń w budynkach – Wymagania ogólne i środki techniczne ochrony przed hałasem.
[15] PN-87/B-02151/02 Akustyka budowlana – Ochrona przed hałasem pomieszczeń w budynkach – Dopuszczalne wartości poziomu dźwięku w pomieszczeniach.
[16] PN-/87B-02151/03 Akustyka budowlana – Ochrona przed hałasem pomieszczeń w budynkach – Izolacyjność akustyczna przegród w budynkach oraz izolacyjność akustyczna elementów budowlanych – Wymagania.
[17] PN-B-02151-2:2018-01 Akustyka budowlana – Ochrona przed hałasem w budynkach – Część 2: Wymagania dotyczące dopuszczalnego poziomu dźwięku w pomieszczeniach.
[18] PN-B-02151-4:2015-06 Akustyka budowlana – Ochrona przed hałasem w budynkach – Część 4: Wymagania dotyczące warunków pogłosowych i zrozumiałości mowy w pomieszczeniach oraz wytyczne prowadzenia badań.
[19] PN-B-02151-5:2017-10 Akustyka budowlana – Ochrona przed hałasem w budynkach – Część 5:Wymagania dotyczące budynków mieszkalnych o podwyższonym standardzie akustycznym oraz zasady ich klasyfikacji.
[20] Obwieszczenie Ministra Rozwoju i Technologii z 15 kwietnia 2022 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 2022 poz. 1225).
[21] Ustawa z 12 września 2002 r. o normalizacji (Dz.U. 2002 nr 169 poz. 1386).
[22] Wyrok Sądu Apelacyjnego w Warszawie z 26 maja 2014 r. VIACa 1386/13 Normy jako źródło prawa.
Received / Wpłynął do redakcji: 01.07.2024
Revised / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 01.08.2024
Published / Opublikowano: 21.08.2024
Materiały Budowlane 8/2024, strona 62-68 (spis treści >>)
Badania tłumienia fal mechanicznych w innowacyjnych betonowych elementach murowych
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Adamczyk I., Major M., Kalinowski J. Mechanical wave damping research in innovative solutions for concrete masonry units. Materiały Budowlane. 2024. Volume 624. Issue 8. Pages 54-61. DOI: 10.15199/33.2024.08.08
dr inż. Izabela Adamczyk, Częstochowa University of Technology, Faculty of Construction
ORCID: 0000-0002-2880-4065
dr hab. inż. Maciej Major, prof. PCz, Częstochowa University of Technology, Faculty of Construction
ORCID: 0000-0001-5114-7932
dr inż. Jarosław Kalinowski, Częstochowa University of Technology, Faculty of Construction
ORCID: 0000-0001-8922-4788
Corespondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.08.08
Original research paper / Oryginalny artykuł naukowy
Abstract. The article presents a new type of APS (openwork masonry unit) and WAPS (filled openwork masonry unit) concrete masonry units with a frame made of concrete modified with recycled materials. The technical data of the developed masonry unit and the composition of concrete modified with a mixture of SBR (styrene butadiene rubber) and PET (polyethylene terephthalate) recycling additives, as well as the composition of the composite damping mixture based on these two materials, are given. In order to demonstrate the effectiveness of the developed solution in reducing mechanical vibrations, the influence of the impact of different mechanical wave frequencies on the developed APS and WAPS concrete masonry unitswas assessed. The test results were presented graphically and showed that filling the holes of a new type of concrete masonry unit with a recycled composite mixture improves its effectiveness in limiting the propagation of mechanical waves in the analyzed range from 8 to 5000 Hz, simultaneously allowing the effective management of recycled materials.
Keywords: innovative masonry unit; mechanical vibrations; SBR; PET.
Streszczenie. W artykule przedstawiono nowego typu betonowe murowe elementy ścienne APS (ażurowy pustak ścienny) iWAPS (wypełniony ażurowy pustak ścienny) o szkielecie wykonanym z betonu modyfikowanego materiałami recyklingowymi. Podano dane techniczne opracowanego elementu ściennego i skład betonu modyfikowanego mieszanką dodatków recyklingowych SBR (styrene butadiene rubber) i PET (politereftalan etylenu) oraz skład kompozytowej mieszanki tłumiącej powstałej na bazie tych dwóch materiałów.Wcelu wykazania efektywności opracowanego rozwiązania w redukcji drgań mechanicznych dokonano oceny wpływu oddziaływania różnych częstotliwości fali mechanicznej na opracowane betonowe murowe elementy ścienne APS i WAPS. Wyniki badań przedstawiono graficznie i wykazano, że wypełnienie otworów nowego typu betonowego murowego elementu ściennego recyklingową mieszanką kompozytową poprawia jego efektywność w ograniczeniu propagacji fal mechanicznych w analizowanym zakresie od 8 do 5000 Hz, pozwalając jednocześnie skutecznie zagospodarowywać materiały pochodzące z recyklingu.
Słowa kluczowe: innowacyjny murowy element ścienny; drgania mechaniczne; SBR; PET.
References
[1] Zou Ch, Wang Y, Zhang X, Tao Z. Vibration isolation of over-track buildings in a metro depot by using trackside wave barriers. Journal of Building Engineering. 2020, DOI: 10.1016/j.jobe. 2020.101270
[2] Arjunan A, Baroutaji A, Robinson J, Vance A, Arafat A. Acoustic metamaterials for sound absorption and insulation in buildings. Building and Environment. 2024; DOI: 10.1016/j.buildenv. 2024.111250.
[3] Ekanayake SD, Liyanapathirana DS, Leo CJ. Attenuation of ground vibrations using in-filled wave barriers. Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 2014; DOI: 10.1016/j.soildyn.2014.10.004.
[4] Rzeszutko M. Ściany akustyczne z pustaków ceramicznych Porotherm, Ściana międzymieszkaniowa z bloczków SILIKAT A. Materiały Budowlane. 2008; 8: 7 – 10.
[5] Fraile-Garcia E, Ferreiro-Cabello J, Mendivil-Giro M, San Vicente-Navarro A. Thermal behaviour of hollow blocks and bricks made of concrete doped with waste tyre rubber. Construction and Building Materials. 2018; DOI: 10.1016/j. conbuildmat. 2018.05.015.
[6] Adlahaug SK, Kvande T, Time B, Peuhkuri R. H, Kalamees T, Johansson P, Berardi U, Lohne J,Moisture control strategies of habitable basements in cold climates. Building and Environment. 2020; DOI: 10.1016/j.buildenv.2019.106572.
[7] Nikbin IM, Ahmadi H, Fracture behaviour of concrete containing waste tire and waste polyethylene terephthalate: An sustainable fracturedesign. Construction and Building Materials. 2020; DOI: 10.1016/j. conbuildmat. 2020.119960.
[8] Halbiniak J, Katzer J, Major M, Langier B, Major I,An example of harnessing crushed ceramic pots for the production of watertight concrete. Structural Concrete. 2021; DOI: 10.1002/suco. 202000039.
[9] Katzer J, Halbiniak J, Langier B,MajorM,Major I. Influence of VariedWaste Ceramic Fillers on the Resistance of Concrete to Freeze – Thaw Cycles.Materials. 2021; DOI: 10.3390/ma14030624.
[10] Major M, Adamczyk I, Kalinowski J. An Innovative Absorption Propagation System Hollow Block Made of Concrete Modified with Styrene–Butadiene Rubber and Polyethylene Terephthalate Flakes to Reduce the Propagation of Mechanical Vibrations in Walls. Materials. 2023; DOI: 10.3390/ma16145028.
[11] Adamczyk I, Major M, Kalinowski J. Ocena efektywności tłumienia drgań przez recyklingową mieszankę kompozytową. Materiały Budowlane. 2022; DOI: 10.15199/33.2022.12.35.
[12] Dang B-L, Nguyen-Ngoc H, Duc Hoang T, Nguyen-Xuan H, Abdel Wahab M. Numerical investigation of novel prefabricated hollow concrete blocks for stepped-type seawall structures, Engineering Structures. 2019; DOI: 10.1016/j.engstruct. 2019.109558.
[13] Major M, Adamczyk-Królak I. Patent nr PL 235427 B1. pt.: Ażurowy pustak ścienny, Politechnika Częstochowska 2020.
[14] Major M, Adamczyk-Królak I. Patent nr PL. 237899 B1 P. Cz. pt.:Wkładka do ażurowych pustaków ściennych, Politechnika Częstochowska 2021.
[15] Kucharski T, System pomiaru drgań mechanicznych, WNT 2018.
[16] Osiński Z, Tłumienie drgań. Warszawa, PWN, 1997.
Received / Wpłynął do redakcji: 06.05.2024
Revised / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 04.07.2024
Published / Opublikowano: 21.08.2024
Materiały Budowlane 8/2024, strona 54-61 (spis treści >>)
Analiza możliwości rewitalizacji zabytkowych obiektów w dawnym kompleksie zespołu przędzalni w Łodzi
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Chmielewski R., Sankowski J. Analysis of the possibilities of revitalization of historic buildings in the former complex of the spinning mill complex in Lodz. Materiały Budowlane. 2024. Volume 624. Issue 8. Pages 46-53. DOI: 10.15199/33.2024.08.07
dr hab. inż. Ryszard Chmielewski, Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Inżynierii Lądowej i Geodezji
ORCID: 0000-0001-5662-9180
mgr inż. Jacek Sankowski, Ministerstwo Obrony Narodowej, Departament Infrastruktury
ORCID: 0000-0002-5712-267X
Corespondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.08.07
Case study / Studium przypadku
Abstract. The article analyzes the technical condition of historic boiler and turbine buildings located on the site of the former “Polmerino” worsted spinning mill complex. These buildings are included in the municipal register of monuments of the city of Lodz, and are currently located on the territory of a newresidential area. The primary purpose of assessing these facilities was to analyze the technical feasibility and economic viability of revitalization and reconstruction. The technical condition of the load-bearing structure of the boiler and turbine buildings (structurally connected to each other) was determined to be in an emergency state – there was an imminent threat of a structural disaster.These facilities should have been demolished, and until the demolition of the buildings was carried out, a safety zone should have been demarcated and fenced off, preventing outsiders from being in the area. The immediate cause of damage to the elements of the load-bearing structure, threatening the safety of the structure, was the degradation of the masonry due to the impact of rainwater and groundwater. In addition, itwas also found that demolition and reconstruction from acquired material was not possible.
Keywords: historic buildings; technical condition; construction safety.
Streszczenie. W artykule przeanalizowano stan techniczny zabytkowych budynków kotłowni i turbin, zlokalizowanych na terenie byłego kompleksu przędzalni czesankowej „Polmerino”. Obiekty te zostały wpisane do gminnej ewidencji zabytków Łodzi. Obecnie położone są na terenie nowego osiedla mieszkaniowego. Zasadniczym celem oceny tych obiektów było przeprowadzenie analizy technicznej oraz ekonomicznej opłacalności rewitalizacji i przebudowy. Stan techniczny konstrukcji nośnej budynków kotłowni i turbin (połączonych konstrukcyjnie ze sobą) określono jako awaryjny, ponieważ stwierdzono bezpośrednie zagrożenie katastrofą budowlaną. Obiekty te powinny zostać rozebrane, a do czasu wykonania rozbiórki należało wyznaczyć i wygrodzić strefę bezpieczeństwa, uniemożliwiającą przebywanie osób postronnych w tym obszarze. Bezpośrednią przyczyną powstania uszkodzeń elementów konstrukcji nośnej, zagrażających jej bezpieczeństwu, była degradacja murów w wyniku oddziaływania wód opadowych i gruntowych. Dodatkowo stwierdzono, że rozbiórka i odbudowa z pozyskanego materiału nie jest możliwa.
Słowa kluczowe: obiekty zabytkowe; stan techniczny; bezpieczeństwo konstrukcji.
References
[1] Ustawa z 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane Dz.U. 1994 nr 89 poz. 414.
[2] Chmielewski R, Kruszka L, Lalka J. Aspekty przebudowy zabytkowych budynków murowanych o bezwieńcowej konstrukcji stropów międzykondygnacyjnych. Biuletyn WAT. 2016; https://doi. org/10.5604/12345865.1228959.
[3] Popielski P, Bednarz B,Majewski T, Niedostatkiewicz M. Settlement of a historic building due to seepage-induced soil deformation. Archives of Civil Engineering. 2023; https://doi. org/10.24425/ace. 2023.145253.
[4] Drobiec Ł, Kozłowska S. Wstępne nieniszczące badania posadzki i ścian w Pałacu Wielkich Mistrzów na zamku średnim w Malborku. Przegląd Budowlany. 2024; https://doi. org/10.5604/01.3001.0054.3607.
[5] Niedostatkiewicz M. Building modernization located in the conservation protection zone in the aspect of technical conditions, Safety Engineering of Anthropogenic Objects. 2022; https://doi. org/10.37105/iboa. 133.
[6]DrobiecŁ.Przyczynyuszkodzeńmurów.XXIIOgólnopolskaKonferencjaWarsztat Pracy Projektanta Konstrukcji, Szczyrk, 7-10marca 2007, tom1, s. 105-147.
[7] Leandera J, Honfib D, Ivanovc OL, Björnssonc Í.Adecision support framework for fatigue assessment of steel bridges. Engineering Failure Analysis. 2018; https://doi.org/10.1016/j.engfailanal. 2018.04.033
[8] Ustawa z 23 lipca 2003 r. o ochronie zabytków i opiece nad zabytkami. Dz.U. 2022 poz. 840.
[9] Chmielewski R, Sankowski J, Sobczyk K. Wpływ niewłaściwego rozpoznania podłoża gruntowego na realizację inwestycji na terenie zamkniętym. Materiały Budowlane. 2023, https://doi.org/10.15199/33.2023.02.10.
[10] Obolewicz J, Baryłka A, Szota M, Rychlik A. Technical safety considerations for construction sites. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. 2022; https://doi.org/10.5604/01.3001.0016.2340.
[11] Chmielewski R, Kruszka L. Ekspertyzy i opinie techniczne z zakresu budownictwa. WAT, 2005 – 2024.
[12] www.fabrykiprl.pl/fabryki/polmerino/.
[13] PN-EN ISO 12570 Cieplno-wilgotnościowe właściwości materiałów i wyrobów budowlanych. Określanie wilgotności przez suszenie w podwyższonej temperaturze.
[14] WTA Merkblatt 4–11–16/D. Messung des Wassergehalts bzw. der Feuchte von mineralischen Baustoffen.Wissenschaftlich-Technische Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflegee. V., München, 2016.
[15] Chmielewski R, Muzolf P. Analysis of degradation process of a railway steel bridge in the final period of its operation. Structure and Infrastructure Engineering. 2021; https://doi. org/10.1080/15732479.2021.1956550.
[16] Janowski Z. Cechy sprężyste i wytrzymałości murów w obiektach zabytkowych poddanych obciążeniom statycznym, V Konferencja Naukowo – Techniczna. Inżynieryjne problemy odnowy Staromiejskich Zespołów Zabytkowych, Kraków 2000.
[17] Orłowicz R, Małyszko L. Konstrukcje murowe: zarysowania i naprawy. Wydawnictwo Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego, Olsztyn, 2000.
Received / Wpłynął do redakcji: 10.06.2024
Revised / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 22.07.2024
Published / Opublikowano: 21.08.2024
Materiały Budowlane 8/2024, strona 46-53 (spis treści >>)
Wpływ ciśnienia spływowego wody na stateczność skarp i zboczy
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Łupieżowiec M. The influence of water runoff pressure on the stability of natural and engineering slopes. Materiały Budowlane. 2024. Volume 624. Issue 8. Pages 33-45. DOI: 10.15199/33.2024.08.06
dr hab. inż. Marian Łupieżowiec, prof. uczelni, Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0003-4863-2333
Corespondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.08.06
Original research paper / Oryginalny artykuł naukowy
Abstract. A very common reason for the loss of stability of slopes is water pressure resulting from weather conditions or changes in water filtration in the ground. The force resulting from these pressures is usually one of the main factors initiating the loss of stability. Stability is also influenced by changes in the water level in the slope after heavy rains. Stability taking into account the impact of water can be simulated using the finite element method using the c – φ reduction method.
Keywords: slope stability; ground water; seepage pressure; atmospheric factors.
Streszczenie. Bardzo częstym powodem utraty stateczności skarp i zboczy jest ciśnienie wody pojawiające się wskutek warunków atmosferycznych lub zmiany filtracji wody w podłożu. Siła będąca skutkiem tego ciśnienia przeważnie stanowi jeden z głównych czynników inicjujących utratę stateczności, na którą ma wpływ również zmiana poziomu wody w zboczu po wystąpieniu ulewnych deszczy. Stateczność z uwzględnieniem oddziaływania wody można symulować metodą elementów skończonych, stosując metodę redukcji c – φ.
Słowa kluczowe: stateczność skarp i zboczy; woda gruntowa; ciśnienie spływowe; czynniki atmosferyczne.
References
[1]Wiłun Z. Zarys geotechniki. Wyd. 10,WydawnictwoWKŁ,Warszawa, 2013.
[2] Norma PN-EN1997-1:2010 (Eurokod 7): Projektowanie geotechniczne – cz. 1: Zasady ogólne.
[3] Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie. Dz.U. z 14 maja 1999 r. nr 43, poz. 430.
[4] Instrukcja id-3: „Warunki techniczne utrzymania podtorza kolejowego”, PKP Polskie Linie Kolejowe S. A, Warszawa 2009.
[5] Łupieżowiec M. Analiza stateczności wysokich nasypów autostradowych wykonywanych na terenach zalewisk. Czasopismo Techniczne Politechniki Krakowskiej, Seria: Środowisko, Zeszyt 3-Ś/21, 2011, 123-136.
[6] Łupieżowiec M. FEM Model for analysing the interaction of a geomatrix with a subsoil, IOP Conference Series: Material Science and Engineering, 7th EuroGeo Conference, Warsaw, vol. 1260, 012033, 2022, DOI: 10.1088/1757-899X/1260/1/012033.
[7] Bittelli M, Valentino R, Salvatorelli F, Rossi P. Monitoring soil-water and displacement conditions leading to landslide occurrence in partially saturated clays. Geomorphology. 2012; 173 – 174, 161 – 173.
[8] Sarkar S, Chakraborty M. Stability analysis of homogeneous unsaturated soil slopes by using the variational method. Sādhanā. 2022, https://doi. org/10.1007/s12046-022-01974-4.
[9] Bowles JE. Foundation analysis and design. 2nd ed., McGraw-Hill Book Company, New York, 1977.
[10] Giani GP. Rock slope stability analysis. Balkena, Rotterdam, 1992.
[11] Janbu N. Slope stability computations. Wiley(John) andSons,NewYork,1973.
[12] Lambe TW,Whitman RV. Soil mechanic. JohnWiley & Sons, Inc., New York-London-Sydney-Toronto, 1969.
[13] Boutrup E, Lovell CW. Searching techniques in slope stability analysis. Engineering Geology. 1989; 16 (1-2): 51 – 61.
[14] Salunkhe D, Chvan G, Bartakke R, Kothavale P. An overview on methods for slope stability analysis. International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT). 2017; 6.03, 2278-0181.
[15] Cała M, Flisiak J. Slope stability analysis with FLAC and limit equilibriummethods. FLAC and numericalmodeling in geomechanics. CRC Press. 2020; 111-114.
[16] HungrO, Salgado FM, Byrne PM. Evaluation of s three-dimensionalmethod of slope stability analysis. Canadian Geotechnical Journal. 1989; 26 (4): 679-686.
[17] Dawson EM, Roth WH, Drescher A. Slope stability by strength reduction. Geotechnique. 1999; 49 (6), 835-840.
[18] Seyed-Kolbadi SM, Sadoghi-Yazdi J, Hariri-Ardebili MA. An improved strength reduction-based slope stability analysis. Geosciences. 2019; 9.1: 55.
[19] Sloan SW. Geotechnical stability analysis. Geotechnique. 2013; 63 (7): 531-571.
[20] Griffiths DV Lane PA. Slope stability analysis by finite elements. Geotechnique. 1999; 49, 387-403.
[21] Zheng Y, Tang X, Zhao S, Deng C, Lei W. Strength reduction and step- -loading finite element approaches in geotechnical engineering. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2009; 1 (1), 21-30.
[22] Bagińska I, Izbicki RJ.Niejednorodność ośrodka gruntowegowkinematycznej analizie stateczności zboczy. Górnictwo i Geoinżynieria. 2008; 32 (2), 27-33.
[23] MengQX, WangHL, XuWY, CaiM, Xu J, Zhang Q. Multiscale strength reductionmethod for heterogeneous slope using hierarchical FEM/DEMmodeling. Computers and Geotechnics. 2019; 115: 103164.
[24] Ślusarek J, Łupieżowiec M. Analysis of the influence of soil moisture on the stability of a building based on a slope. Engineering Failure Analysis. 2020, DOI: 10.1016/j.engfailanal.2020.104534.
[25] Yeh HF, Yi-Jin T. Analyzing the effect of soil hydraulic conductivity anisotropy on slope stability using a coupled hydromechanical framework. Water. 2018; 10.7: 905.
[26] Cała M, Betlej M. Trójwymiarowa analiza stateczności zbocza w skomplikowanych warunkach geologicznych. Górnictwo i Geoinżynieria. 2010; 34 (2), 141-148.
[27] Cała M, Kowalski M, Stopkowicz A. The three-dimensional (3D) numerical stability analysis of Hyttemalmen open-pit. Archives of mining science. 2014; 59 (3), 609-620.
[28] Chakraborty A, Goswami A. State of the art: Three dimensional (3D) slope- stability analysis. International Journal of Geotechnical Engineering. 2016; 10.5, 493 – 498.
[29] Cho SE. Effects of spatial variability of soil properties on slope stability. Engineering Geology. 2007; 92 (3-4), 97 – 109.
[30] Batog A, Stilger-Szydło E. Stability of road earth structures in the complex and complicated ground conditions. Studia Geotechnica et Mechanica. 2018; 40 (4), 300-312.
[31] Marinos V, Stoumpos G, Papazachos C. Landslide hazard and risk assessment for a natural gas pipeline project: The case of the Trans Adriatic Pipeline, Albania Section. Geosciences. 2019; 9.2: 61.
[32] Wilk S, Galas M, Mijal M. Oddziaływanie osuwisk na gazociągi. Wiertnictwo, Nafta, Gaz. 2005; 22 (1), 379 – 394.
[33] Kania M. Analiza warunków stateczności budowli w sąsiedztwie zbocza przy różnych efektywnych głębokościach posadowienia. Geoinżynieria Drogi Mosty Tunele. 2007; 03 (14), 22 – 27.
[34] Urbański A, Grodecki M. Protection of a building against landslide.Acase study and FEM simulations. Bulletin of the Polish Academy of Sciences- -Technical Sciences. 2019; 67 (3), 657 – 664.
[35] Jastrzębska M, Łupieżowiec M. Analysis of the causes and effects of landslides in the carpathian flysh in the area of Milówka commune and evaluation of the methods of their prevention. Annals of Warsaw University of Life Science – SGGW, Land Reclamation. 2018; 50 (2), 195 – 211.
[36] Obrzud R, Truty A. The hardening soil model – A practical guidebook. Z_Soil. PC 100701 report revised 21.08.2018, Zace Services Ltd. Software engineering, Preverenges, 2018.
[37] Łupieżowiec M. The application of c-φ reduction method to the estimation of the capacity the subsoil under the foundation. ACEE Journal, The Silesian University of Technology. 2013; 6 (4), 35 – 44.
[38] Gryczmański M. Wprowadzenie do opisu sprężysto-plastycznych modeli gruntów. Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN, nr 40, Warszawa, 1995.
[39] Commend S, Kivell S, Obrzud R, Podleś K, Truty A, Zimmermann T. Computational Geomechanics &Applications with ZSOIL. PC. Zace Services Ltd, Software Engineering, Lausanne, 2020.
[40] Łupieżowiec M, Kowalska M, Wróblewska M. Analiza czynników mających wpływ na stateczność skarpy pokopalnianej. Materiały Budowlane. 2024; 2, 73 – 78.
Received / Wpłynął do redakcji: 03.06.2024
Revised / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 31.07.2024
Published / Opublikowano: 21.08.2024
Materiały Budowlane 8/2024, strona 33-45 (spis treści >>)
Badanie laboratoryjne styków pontonów platformy budynku pływającego
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Gremza G., Swierczyna Sz., Słowiński K. Laboratory test on pontoons connections of floating building platform. Materiały Budowlane. 2024. Volume 624. Issue 8. Pages 25-32. DOI: 10.15199/33.2024.08.05
dr inż. Grzegorz Gremza, Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0001-8336-8094
dr inż. Szymon Swierczyna, Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0001-9593-0590
dr inż. Kamil Słowiński, Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0002-4225-520X
Corespondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.08.05
Original research paper / Oryginalny artykuł naukowy
Abstract. The article discusses the experimental study on joints between pontoons intended to use in the platform of floating hotel facility. Investigated set of three interconnected pontoons and test stand realized in the Civil Engineering Laboratory of the Silesian University of Technology are described. Conclusions on the load-bearing capacity and stiffness of pontoon field joints are presented, and the forces acting on the various elements of the joint are estimated. The behaviour of an untypical single bolt end- -plate connection, an important part of the analysed structure, for which detailed guidelines are missing in design standards, is discussed.
Keywords: floating building; pontoon; field joint; non- -symmetrical end-plate bolted connection.
Streszczenie. W artykule omówiono badania styków pontonów przewidzianych do zastosowania w platformie nośnej pływającego obiektu hotelowego. Opisano wykorzystany w badaniach zestaw trzech przylegających do siebie pontonów oraz stanowisko badawcze zrealizowane w Laboratorium Budownictwa Politechniki Śląskiej. Przedstawiono wnioski dotyczące nośności i sztywności styków montażowych pontonów, oszacowano siły działające na poszczególne elementy styku i omówiono zachowanie nietypowego połączenia doczołowego na jedną śrubę, będącego istotnym elementem analizowanej konstrukcji, w przypadku którego w normach projektowych brakuje szczegółowych wytycznych.
Słowa kluczowe: budynek pływający; ponton; styk montażowy; niesymetryczne połączenie doczołowe śrubowe.
Literature
[1] Miszewska E. Współczesne trendy i strategie rozwoju Mieszkalnych Obiektów Pływających w Polsce. Praca doktorska, Gdańsk 2023.
[2] Kuryłek A. Osiedla na wodzie na przykładzie Waterbuurt w Amsterdamie. Przestrzeń i Forma 2016; DOI: 10.21005/pif.2016.27.C-08.
[3] Polski Rejestr Statków. Przepisy klasyfikacji i budowy statków śródlądowych. Część II: Kadłub. Gdańsk 2015.
[4] Karczewski A, Piątek Ł. The influence of the cuboid float’s parameters on the stability of a floating building. Polish Maritime Research. 2020; https://doi. org/10.2478/pomr-2020-0042.
[5] Trzcińska K, Szymczak-Graczyk A, Ksit B. Analiza stateczności pontonu w zależności od konstrukcji budynku pływającego. Materiały Budowlane. 2024 2(618): 86 – 88.
[6] Kuryłek A. Aspekty prawne realizacji oraz rejestracji obiektów sytuowanych na wodzie. Inżynieria Morska i Geotechnika. 2017; 1: 3 – 7.
[7] Swierczyna S, Gremza G, Słowiński K. Analiza MES i badania nośności doraźnej doczołowych połączeń stalowych pontonów stanowiących platformę budynku nawodnego. Materiały Budowlane 2024 (w procesie redakcyjnym).
[8] PN-EN1993-1-8.Eurokod3:Projektowaniekonstrukcji stalowych.Część1-8:Projektowanie węzłów.
[9] Joints in steel construction: Moment-resisting Joints to Eurocode 3. Publication P398. The British Constructional Steelwork Association.
[10] Girao Coelho AM, Bijlaard F, Silva LS. Experimental assessment of the ductility of extended end plate connections. Engineering Structures. 2004 26: 1185 – 1206.
[11] ÖzkılıçY O. Investigation of the effects of bolt diameter and end-plate thickness on the capacity and failuremodes of end-plated beam-to-column connections. Res. Eng. Struct.Mater. 2021; http://dx.doi.org/10.17515/resm2021.275st0315.
[12] Barcewicz W. Sztywność, nośność i zdolność do obrotu pewnej klasy węzłów w konstrukcjach stalowych ze stropami zespolonymi. Praca doktorska, Warszawa 2010.
Received / Wpłynął do redakcji: 24.06.2024
Revised / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 15.07.2024
Published / Opublikowano: 21.08.2024
Materiały Budowlane 8/2024, strona 25-32 (spis treści >>)
Szacowanie ryzyka zniszczeń mrozowych zabytkowych murów gotyckich w miejscach współczesnych napraw na podstawie oceny wielkości i rozkładu porów
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Tunkiewicz M., Misiewicz J., Lechowicz K., Rochalski H., Olender Sz. Estimation of the risk of frost damage to historic Gothic walls in places of modern repairs based on the assessment of the size and distribution of pores. Materiały Budowlane. 2024. Volume 624. Issue 8. Pages 19-24. DOI: 10.15199/33.2024.08.04
dr inż. Maria Tunkiewicz, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, Wydział Geoinżynierii
ORCID: 0000-0002-7189-5951
mgr inż. Joanna Misiewicz, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, Wydział Geoinżynierii
ORCID: 0000-0003-0613-0167
inż. Kinga Lechowicz, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, Wydział Geoinżynierii
ORCID: 0009-0002-4037-0420
tech. Hubert Rochalski, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, Wydział Geoinżynierii
ORCID: 0009-0000-4491-5972
tech. Szymon Olender, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, Wydział Geoinżynierii
ORCID: 0009-0007-0008-7563
Corespondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.08.04
Scientific report / Doniesienie naukowe
Abstract. The aim of the work was to determine the risk of frost damage in places where historic Gothic walls were supplemented with currently produced bricks. The main experimental material included brick samples fromfourmedieval constructions located in the north-east of Poland. The comparison material were currently produced bricks from brickyards manufacturing handmade bricks. To assess the risk of frost damage for individual bricks tests using mercury porosimetry were carried out. The research made it possible to determine the size and number of pores in testedmaterial. Based on the results obtained, the frost resistance of contemporary manufactured bricks was estimated, materials appropriate to conservation works and ensuring at the same time a homogenous structure of the restored masonry were indicated.
Keywords: clay bricks; historical buildings; resistance to freeze-thaw cycles; MIP.
Streszczenie. Celem pracy było określenie ryzyka powstawania zniszczeń mrozowych w miejscach uzupełnień zabytkowych gotyckich murów przy użyciu współcześnie produkowanych cegieł. Materiał do badań obejmował próbki cegieł pochodzących z czterech gotyckich obiektów zlokalizowanych w północno- -wschodniej części Polski, a materiał porównawczy stanowiły współcześnie produkowane wyroby ceramiczne pochodzące z cegielni zajmujących się produkcją cegieł ręcznie formowanych. W celu oceny ryzyka powstawania zniszczeń mrozowych poszczególnych cegieł przeprowadzono badania przy użyciu porozymetrii rtęciowej pozwalające na określenie rozmiarów i liczby porów w badanym materiale. Na podstawie uzyskanych wyników badań oszacowano odporność współcześnie produkowanych cegieł na działanie mrozu oraz wskazano materiały właściwe pod kątem wykonania prac konserwatorskich, zapewniających jednocześnie jednorodną strukturę odrestaurowywanego muru.
Słowa kluczowe: cegły ceramiczne; obiekty zabytkowe; odporność mrozowa; porozymetria rtęciowa.
References
[1] PN-B-12012:2022-07Metody badań wyrobów budowlanych ceramicznych.Określanie odporności na zamrażanie-odmrażanie metodą badania całych wyrobów.
[2]Netinger Grubeša I, Vračević M, Ducman V, Marković B, Szenti I, and Kukovecz Á. Influence of the Size and Type of Poreson Brick Resistance to Freeze-Thaw Cycles. Materials. 2020; https://doi.org/10.3390/ma13173717.
[3] Stryszewska T, Kańka S. Forms of Damage of Bricks Subjected to Cyclic Freezing and Thawing in Actual Conditions Materials. 2019; https://doi. org/10.3390/ma12071165.
[4] Nieminen P, Romu M. Porosity and Frost Resistance of Clay Bricks. Proceedings of the 8th International Brick and Block Masonry Conference 1988.
[5] Maage M. Frost resistance and pore size distribution in bricks. Matériaux Construction. 1984; https://doi.org/10.1007/BF02478706.
[6] Mallidi SR. Application of mercury intrusion porosimetry on clay bricks to assess freeze-thaw durability –Abibliographywith abstracts. Construction andBuildingMaterials. 1996, https://doi.org/10.1016/S0955-2219 (03) 00249-8.
[7] Koroth SR. Evaluation and Improvement of Frost Durability of Clay Bricks. PhD Thesis 1997.
[8] Ravaglioli A. Evaluation of the frost resistance of pressed ceramic products based on the dimensional distribution of pores. Trans. Br. Ceram. Soc. 1976.
[9] Robinson GC. The relationship between pore structure and durability of brick. Am. Ceram. Soc. Bull. 1984.
[10]Madso F. Tegl som byggemateriale, fremstilling og egenskaper. Mur-Sentret 1979.
[11] Nakamura M.Automatic unidirectional freeze-thaw test for frost durability of building materials. Am. Ceram. Soc. Bull. 1988.
[12] Pietrak K, Kubiś M, Cieślikiewicz L, Furmański P, Seredyński M, Wasik M, Wiśniewski T, Łapka P. Measurement of Thermal, Hygric and Physical Properties of Bricks and Mortar Common for the Polish Market. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019; https://doi.org/10.1088/1757- 899X/660/1/012022.
[13] Matysek P, Stryszewska T, Kańka S, and Witkowski M. The influence of water saturation on mechanical properties of ceramic bricks – tests on 19th-century and contemporary bricks. Materiales de Construcción. 2016, http://dx.doi.org/10.3989/mc.2016.07315.
[14] Borusewicz W. Konserwacja zabytków budownictwa murowanego. Warszawa: Arkady; 1985.
[15] Tunkiewicz M, Misiewicz J, Sikora P, Chung SY. Hygric Properties of Machine- Made, Historic Clay Bricks from North-Eastern Poland (Former East Prussia): Characterization and Specification for Replacement Materials. Materials. 2021; https://doi. org/10.3390/ma14216706.
Received / Wpłynął do redakcji: 14.06.2024
Revised / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 08.07.2024
Published / Opublikowano: 21.08.2024
Materiały Budowlane 8/2024, strona 19-24 (spis treści >>)
Możliwości wykorzystania popiołów paleniskowych ze spalania osadów ściekowych w betonach cementowych
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Glowacka A., Kiper J., Horszczaruk E., Strzałkowski J. Possibilities of using bottom ashes from the combustion of sewage sludge in cement concrete. Materiały Budowlane. 2024. Volume 624. Issue 8. Pages 13-18. DOI: 10.15199/33.2024.08.03
dr hab. inż. Anna Głowacka, prof. ZUT, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie,Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska
ORCID: 0000-0002-4733-5920
dr inż. Justyna Kiper, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie,Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska
ORCID: 0000-0001-7880-6627
prof. dr hab. inż. Elżbieta Horszczaruk, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie,Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska
ORCID: 0000-0003-0840-5048
dr inż. Jarosław Strzałkowski, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie,Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska
ORCID: 0000-0001-7001-9303
Corespondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.08.03
Scientific report / Doniesienie naukowe
Abstract. The search for alternative materials that can replace the basic components of concrete is one of the most important directions of scientific research in recent years. The article presents the results of research on the use of bottomash generated as a result of thermal treatment of sewage sludge in concrete in one of the Polish incinerators. Changes in the mechanical and thermal properties of cement concretes were described in which the cement was replaced with bottom ash in the following amounts: 0, 10, 20 and 30% of the cement volume. The tests carried out showed the possibility of using bottom ash from the combustion of sewage sludge in structural concrete.
Keywords: bottom ash from sewage sludge incineration; compressive strength; thermal conductivity of concrete
Streszczenie. Poszukiwanie alternatywnych materiałów mogących zastąpić podstawowe składniki betonu to jeden z najważniejszych kierunków badań naukowych ostatnich lat. W artykule przedstawiono wyniki badań zastosowania w betonie popiołów paleniskowych powstających w wyniku obróbki termicznej osadów ściekowych w jednej z polskich spalarni. Opisano zmiany właściwości mechanicznych i termicznych betonów cementowych, w których cement został zastąpiony popiołem paleniskowym w ilości: 0, 10, 20 i 30% objętości cementu. Przeprowadzone badania wykazały możliwość stosowania popiołów paleniskowych ze spalania osadów ściekowych w betonach konstrukcyjnych.
Słowa kluczowe: popioły paleniskowe ze spalania osadów ściekowych; wytrzymałość na ściskanie; przewodność cieplna betonu.
References
[1] Braguglia CM, Bagnuolo G, Gianico A, Mininni G, Pastore C, Mascolo G. Preliminary results of lab-scale investigations of products of incomplete combustion during incineration of primary and mixed digested sludge. Environ Sci Pollut Res. 2016); DOI 10.1007/s11356-015-5653-6.
[2] Donatello S, Freeman-Pask A, Tyrer M, Cheeseman CR. Effect of milling and acid washing on the pozzolanic activity of incinerator sewage sludge ash. Cement and Concrete Composites. 2010; DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2009.09.002.
[3] Lynn JC, Dhirv R, Ghataora G, West PR. Sewage sludge ash characteristics and potential for use in concrete. Constr. Build. Mater. 2015; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat. 2015.08.122.
[4] Hwang CLet all. Properties of alkali-activated controlled low-strengthmaterial produced with waste water treatment sludge, fly ash, and slag. Constr. Build. Mater. 2017; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat. 2017.01.014.
[5] Yusuf RO, Noor ZZ, Din MDFMD, Abba AH. Use of sewage sludge ash (SSA) in the production of cement and concrete – areview. Int. J. Glob. Environ. 2012; 12: 214 – 228.
[6] Kikuchi R. Recycling of municipal solid waste for cement production: Pilot-scale test for transforming incineration ash of solid waste into cement clinker. Resour Conserv Recycl. 2001; https://doi.org/10.1016/S0921- 3449(00)00077-X.
[7] NadalM, SchuhmacherM, Domingo JL. Cost – benefit analysis of using sewage sludge as alternative fuel in a cement plant: a case study. Environ Sci Pollut Res. 2009; DOI 10.1007/s11356-008-0063-7.
[8] Ghiocel AN, Panaitescu VN. Using sewage sludge as an alternative fuel for the cement production process. IOPConf. Ser.Mater. Sci. Eng. 2018; DOI 10.1088/1757-899X/400/2/022029.
[9] Chiou IJ,Wang KS, Chen CH-H,YLinY-T. Lightweight aggregatemade from sewage sludge and incineratedash. Waste Manage. 2006; 26: 1453.
[10] Haustein E, Kuryłowicz-Cudowska A, Łuczkiewicz A, Fudala-Ksiazek S, Cieślik BM. Influence of Cement Replacement with Sewage Sludge Ash (SSA) on the Heat of Hydration of Cement Mortar. Materials. 2022; https://doi.org/10.3390/ma15041547.
[11] Chen Z, Poon CS. Comparative studies on the effects of sewage sludge ash and fly ash on cement hydration and properties of cement mortars. Constr Build Mater. 2017; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat. 2017.08.003.
[12] Szulej J, Ogrodnik P, Powęzka A, Sumorek A. Wpływ popiołów ze spalania komunalnych osadów ściekowych na cechy wytrzymałościowe betonu zawierającego recyklingowe kruszywo ceramiczne. Materiały Budowlane. 2023; 12: 42 – 46.
[13] Jamshidi A, Jamshidi M, Mehrdadi N, Shasavandi A, Pacheco-Torgal F. Mechanical Performance of Concrete with Partial Replacement of Sand by Sewage Sludge Ash from Incineration. Mater. Sci. Forum. 2012; 730 – 732, 462 – 46.
[14] Kosior-Kazberuk M. Application of SSA as Partial Replacementof Aggregate in Concrete. Polish J. of Environ. Stud. 2011; 20, 2: 365 – 370.
[15] Giergiczny Z, Król A. Immobilization of heavy metals (Pb, Cu, Cr, Zn, Cd, Mn) in the mineral additions containing concrete composites. Journal of Hazardous Materials. 2008; https://doi.org/10.1016/j.jhazmat. 2008.03.007.
[16] Kiper J, Głowacka A, Rucińska T. Analysis of the Variability of the Composition of Sewage Sludge Before and After Drying Treatment – SEM Studies. Journal of Ecological Engineering. 2019; DOI:10.12911/22998993/109864.
[17] Zdeb T, Tracz T, Adamczyk M. Physical, mechanical properties and durability of cement mortars containing fly ash from the sewage sludge incineration process. Journal of Cleaner Production. 2022; https://doi.org/10.1016/j.jclepro. 2022.131055.
[18] PN-EN 206+A2:2021-08 Beton. Wymagania, właściwości użytkowe, produkcja i zgodność.
[19] PN-EN-12350-2:2019-07 Badania mieszanki betonowej – Cześć 2: Badanie konsystencji metodą opadu stożka.
[20] PN-EN 12390-3:2019-07 Badania betonu – Część 3: Wytrzymałość na ściskanie próbek do badań.
[21] PN-EN 450-1:2012. Popiół lotny do betonu – Część 1: Definicje, specyfikacje i kryteria zgodności.
Received / Wpłynął do redakcji: 06.05.2024
Revised / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 28.06.2024
Published / Opublikowano: 21.08.2024
Materiały Budowlane 8/2024, strona 13-18 (spis treści >>)
Start 
