Analiza zastosowania recyklingowej mączki wapiennej do spoiw i zapraw cementowo-wapiennych
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Langier B., Halbiniak J., Major I. Analysis of the use of recycled limestone flour for cement-lime binders and mortars. Materiały Budowlane. 2024. Volume 627. Issue 11. Pages 46-54. DOI: 10.15199/33.2024.11.06
dr inż. Bogdan Langier, Politechnika Częstochowska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0001-5143-6013
dr inż. Jacek Halbiniak, Politechnika Częstochowska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0002-2299-5913
dr hab. inż. Izabela Major, prof. PCz, Politechnika Częstochowska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0003-1234-9317
Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.11.06
Original research paper / Oryginalny artykuł naukowy
Abstract. The article analyzes the possibility of using limestone flour obtained from post-demolition limestone for cement-lime binders and mortars. The CEM I 52.5R cement binder was used for the tests, which was replaced with recycled limestone flour in amounts from 6 to 50% in accordance with the adopted research program. Based on selected cement binders modified with the addition of flour in the amount of 25, 40 and 50%, cement-lime mortars (CW) were prepared, on which, among others, strength tests were carried out. The obtained test results allowed for the design of the quantitative composition of CW mortars in classes M10, M5 and M2.5.
Keywords: limestone flour; cement-lime mortar; recycling.
Streszczenie. W artykule poddano analizie możliwość zastosowania mączki wapiennej, uzyskanej z porozbiórkowego kamienia wapiennego, do spoiw i zapraw cementowo-wapiennych. Do badań użyto spoiwa cementowego CEM I 52,5R, które zastępowano recyklingową mączką wapienną w ilości 6 – 50% zgodnie z przyjętym programem badań. Na bazie wytypowanych spoiw cementowych modyfikowanych dodatkiem mączki w ilości 25, 40 oraz 50% przygotowano zaprawy cementowo-wapienne (CW), na których przeprowadzono m.in. badania wytrzymałościowe. Uzyskane wyniki badań pozwoliły na zaprojektowanie ilościowego składu zapraw CW w klasach M10, M5 oraz M2,5.
Słowa kluczowe: mączka wapienna; zaprawa cementowo-wapienna; recykling.
Literature
[1] Coronado M, Dosal E, Coz A, Viguri JR. Estimation of construction and demolition waste generation and multicriteria analysis of C&DW management alternatives: a caste study Spain, Waste Biomass Valori. 2011; DOI: 10.1007/s12649-011-9064-8.
[2] Lam PTI, Yu ATW, Wu Z, Poon CS. Methodology for upstream estimation of construction waste for new building projects. J Clean Prod. 2019; DOI: 10.1016/j. jclepro. 2019.04.183.
[3] Yang HM, Zhang SM, Wang L, Chen P, Shao DK, Tang SW, Li JZ. High – ferrite Portland cement with slag: hydration, microstructure, and resistance to sulphate attack at elevated temperature. Cement Concrete Comp. 2022; DOI: 10.1016/j. cemconcomp. 2022.104560.
[4] Wang L, Luo R, Zhang W, JinM, Tang S. Effects of fineness and content of phosphorus slag on cemenet hydration, permeability, pore and fractal dimension of conrete. Fractals. 2021; DOI: 10.1142/S0218348X21400041.
[5] Halbiniak J, Katzer J, Major M, Major I. A Proposition of an in situ production a blended cement. Materials. 2020; DOI: 10.3390/ma13102289.
[6] Puertas F, Garcia-Diaz I, Barba A, Gazulla MF, Palacios M, Gomez MP, Martinez-Ramirez S. Ceramic wastes as alternative raw materials for Portland cement clinker production. Cement Concrete Comp. 2008; DOI: 10.1016/j.cemconcomp. 2008.06.003.
[7] El Fami N, Ez-Zaki H, Boukhari A, Khachani N, DiouriA. Investigation on physical andmechanical properties ofMoroccan composite cement based on fly ash hang limestone. Materials Today-Proc. 2022; DOI: 10.1016/j. matpr. 2022.02.321.
[8] Ramezanian pour AliA, Ghiasvand E, Nickseresht I,MahdikhaniM,Moodi F. Influence of various amounts of limestone powder on performance of Portland limestone cement concretes. Cement Concrete Comp. 2009; DOI: 10.1016/j. cemconcomp. 2009.08.003.
[9] Barbhuiya A, Nepal J, Das BB. Properties, compatilibity, environmental benefits and future directions od limestone calcined clay cement (LC3) concrete: A review. Journal of Building Engineering 2023; DOI: 10.1016/j.jobe. 2023.107794.
[10] Wang D, Shi C, Farzadnia N, Shi Z, Jia H, Ou Z. A review on use of limestone powder in cement – based materials: mechanism hydration and microstructures. Constr Build Mater. 2018; DOI: 10.1016/j.conbuildmat. 2018.06.075.
[11] Segura J, Aponte D, Pela L, Roca P. Influence of recycled limestone filler additions one the mechanical behaviour of commercial premixed hydraulic lime based mortars. Constr Build Mater. 2020; DOI: 10.1016/j.conbuildmat. 2019.117722.
[12] PN-EN 197-1:2012 Cement – Część 1: Skład, wymagania i kryteria zgodności dotyczące cementów powszechnego użytku.
[13] PN-EN 196-1 Metody badania cementu. Część 1: Oznaczanie wytrzymałości.
[14] PN-EN 196-3 Metody badania cementu. Część 3: Oznaczanie czasów wiązania i stałości objętości.
[15] PN-EN 413-1:2011 Cement murarski – Część 1: Skład, wymagania i kryteria zgodności.
[16] PN-B-10104:2014-03 Wymagania dotyczące zapraw murarskich ogólnego przeznaczenia – Zaprawy murarskie według przepisu, wytwarzane na miejscu budowy.
[17] PN-EN 1015-3 Metody badań zapraw do murów – Określenie konsystencji świeżej zaprawy (za pomocą stolika rozpływu).
[18] PN-EN 1015-4 Metody badań zapraw do murów – Określenie konsystencji świeżej zaprawy (za pomocą penetrometru).
[19] PN-EN 1015-7:2000Metody badań zapraw do murów – Część 7: Określenie zawartości powietrza w świeżej zaprawie.
[20] PN-EN1015-9:2000Metody badań zapraw do murów– Część 9:Określenie czasu zachowania właściwości roboczych i czasu korekty świeżej zaprawy.
[21] PN-EN 1015-11:2020-04 Metody badań zapraw do murów – Część 11: Określenie wytrzymałości na zginanie i ściskanie stwardniałej zaprawy.
Received: 02.10.2024 / Artykuł wpłynął do redakcji: 02.10.2024 r.
Revised: 30.10. 2024 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 30.10. 2024 r.
Published: 25.11.2024 / Opublikowano: 25.11.2024 r.
Materiały Budowlane 11/2024, strona 46-54 (spis treści >>)
Doświadczalne badania spawanych węzłów narożnych ram stalowych
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Krystosik D. Experimental studies of welded knee joints of steel frames. Materiały Budowlane. 2024. Volume 627. Issue 11. Pages 36-45. DOI: 10.15199/33.2024.11.05
mgr inż. Dorota Krystosik, Politechnika Koszalińska, Wydział Inżynierii Lądowej, Środowiska i Geodezji
ORCID:0000-0001-5861-8530
Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.11.05
Original research paper / Oryginalny artykuł naukowy
Abstract. The article addresses issues related to the experimental testing of steel frame knees with slender webs. The tested knees are described, and a custom-designed testing stand is introduced, which generates the real loading conditions in the knees. The testing stand is equipped with two independently operating data acquisition systems. The first system manages a set of sensors that collect information on displacements and forces, while the second system records data using opto-electronic methods. The tests were conducted on three identical knees, with particular care taken to maintain the repeatability of the testing conditions. The collected and analyzed data enabled the determination of the moment-rotation characteristics of the tested joints, as well as the initial stiffness, elastic resistance, and ultimate bending resistance. The obtained results are very similar to each other, suggesting that the proposed method for testing the joints is appropriate.
Keywords: knee; joint; stiffness; resistance.
Streszczenie. W artykule przedstawiono zagadnienia dotyczące doświadczalnych badań stalowych naroży ram o smukłych środnikach. Scharakteryzowano badane naroża oraz przedstawiono autorskie stanowisko badawcze, za pomocą którego wywołano w narożach realny układ obciążenia. Stanowisko badawcze wyposażono w dwa niezależnie działające systemy akwizycji danych. Pierwszy system obejmuje zestaw czujników zbierających informacje o występujących przemieszczeniach oraz siłach, natomiast drugi rejestruje dane z wykorzystaniem metod optyczno- -elektronicznych. Badania przeprowadzono na trzech jednakowych narożach, ze szczególną dbałością o zachowanie powtarzalności warunków wykonania badań. Zebrane i poddane analizie informacje umożliwiły wyznaczenie charakterystyki moment-obrót badanych węzłów, a także określenie wartości sztywności początkowej, nośności sprężystej oraz nośności granicznej. Uzyskane wyniki są do siebie bardzo zbliżone, co oznacza, że zaproponowany sposób badania węzłów jest właściwy.
Słowa kluczowe: naroże; węzeł; sztywność; nośność.
Literatura
[1] PN-EN 1993-1-8:2005. Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych – Część 1-8: Projektowanie węzłów.
[2] Bródka J, Kozłowski A, Ligocki I, Łaguna J, Ślęczka L. Projektowanie i obliczanie połączeń i węzłów konstrukcji stalowych. Tom 2. Rzeszów: Polskie Wydawnictwo Techniczne, 2009.
[3] Faella C, Piluso V, Rizzano G. Structural steel semirigig connections. Theory, Design and Software. CRC Press, Hanover 1999.
[4] The Steel Construction Institute. Publication P398: Joints in Steel Construction: Moment-resisting Joints to Eurocode 3, London: Taylor & Francis, 2013.
[5] Kozłowski A, Pisarek Z. End-plate steel joint with four bolts in the row. XIth International Conference on Metal Structures, (ICMS-2006), Rzeszów, Polska, 21-23 czerwiec 2006.
[6] Ślęczka L. Shaping and analysis of selected steel frame joints subjected to variable actions, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej. Rzeszów 2013.
[7] Krystosik P. Design resistance of welded knees in steel frames, Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury, JCEEA, t. 65, Art. nr 2, 2018, doi: 10.7862/rb.2018.29.
[8] EN 1090-2. Wykonanie konstrukcji stalowych i aluminiowych. Część 2: Wymagania techniczne dotyczące konstrukcji stalowych.
[9] EN ISO 6892-1:2019. Metale. Próba rozciągania – Część 1: Metoda badania w temperaturze pokojowej.
[10] Twardowski K, Traple J. Uwagi dotyczące wątpliwych wyników pomiarów Czasopismo Wiertnictwo nafta gaz, Tom 23/2, AGH, Kraków 2006.
[11] Mguil-Touchal S, Morestin F, Brunet M. Various experimental applications of digital image correlation method. Computer Methods and Experimental Measurements. Trans. Model. Simul. 16, 45–58, 1997.
[12] Lu H, Cary PD. Deformation measurements by digital image correlation: Implementation of a second-order displacement gradient. Exp. Mech. 40, 393-400, 2000.
[13] GOM Correlate V8 SR1 Manual Basic, Braunschweig, Niemcy, 2015.
[14] Chen WF, Kishi N, Komuro M. Semi-rigid connection. Handbook. J. Ross Publishing, 2011.
Received: 02.09.2024 / Wpłynął do redakcji: 02.09.2024 r.
Revised: 07.10.2024 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 07.10.2024 r.
Published: 25.11.2024 / Opublikowano: 25.11.2024 r.
Materiały Budowlane 11/2024, strona 36-45 (spis treści >>)
Algorytm określania nośności na zginanie belek betonowych zbrojonych prętami BFRP zgodnie z ACI 440.1R-15 oraz fib Model Code 2010
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Krassowska J., Klimasara J. Algorithm for determining the bending capacity of concrete beams reninforced with BFRP bars according to ACI 440.1R-15 and fib Model Code 2010. Materiały Budowlane. 2024. Volume 627. Issue 11. Pages 26-35. DOI: 10.15199/33.2024.11.04
dr inż. Julita Krassowska, Bialystok University of Technology
ORCID: 0000-0001-9209-1285
mgr inż. Jan Klimasara, Bialystok University of Technology
ORCID: 0000-0001-7366-4957
Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.11.04
Review paper / Artykuł przeglądowy
Abstract. The article analyzes the available design recommendations for FRP reinforcement in relation to the standard ACI 440.1R-15 and fib Model Code 2010. Own tests on flexural capacity of concrete reinforced elements with BFRP bars were analyzed and the results were compared with the predicted theoretical load capacity.
Keywords: BFRP; bending capacity; calculation procedures.
Streszczenie. W artykule przeanalizowano dostępne zalecenia projektowe dotyczące zbrojenia FRP w świetle norm ACI 440.1R-15 oraz fib Model Code 2010. Dokonano analizy badań własnych zginanych elementów zbrojonych prętami BFRP, a wyniki porównano z przewidywaną nośnością teoretyczną.
Słowa kluczowe: BFRP; nośność na zginanie; procedury obliczeniowe.
Literature
[1] Rejment M, Trapko T. Pręty kompozytowe do zbrojenia betonu. Materiały Budowlane. 2014; 46 – 47.
[2] Drzazga M, Kamiński M. Pręty zbrojeniowe FRP jako główne zbrojenie zginanych elementów betonowych: przegląd zaleceń i efektywność projektowania. Czas. Przegląd Budowlany. 2015; 86: 22 – 28.
[3] Kotynia R. Projektowanie konstrukcji z betonu przy użyciu zbrojenia niemetalicznego, 2022. https://www. archmedia.pl/public/formularz_a. php (accessed November 15, 2022).
[4] ACI 440.1R-15:Guide for theDesign and Construction of Structural Concrete Reinforced with FRP Bars, ACI Committee. 2015; 440.
[5] fib Model Code for Concrete Structures, FIB The International Federation for Structural Concrete. 2010.
[6] Duranovic N, Pilakoutas K, Waldron P. Tests on concrete beams reinforced with glass fibre reinforced plastic bars, in: Proc. Third Int. Symp. Non-Met. FRP Reinf. Concr. Struct. FRPRCS-3, Japan Concrete Institute. 1997; 479 – 86.
[7] Guide test methods for fiber reinforced polymers (FRPs) for reinforcing or strengthening concrete structures. 2004.
[8] Górski M, Kotala B, Białozor R. Rodzaje i właściwości zbrojenia niemetalicznego, XXXIII Ogólnopolskie Warszataty Pracy Projektanta Konstrukcji, Szczyrk 2018.
[9] Krassowska J, Piña Ramírez C. Flexural Capacity of Concrete Beams with Basalt Fiber-Reinforced Polymer Bars and Stirrups. Materials. 2022; https://doi.org/10.3390/ma15228270.
Received: 06.06.2024 / Artykuł wpłynął do redakcji: 06.06.2024 r.
Revised: 24.07. 2024 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 24.07.2024 r.
Published: 25.11.2024 / Opublikowano: 25.11.2024 r.
Materiały Budowlane 11/2024, strona 26-35 (spis treści >>)
Badanie wzmocnień fragmentów murowanych łuków poddanych działaniu siły ściskającej
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Biernacki J., Drobiec Ł. Researching of reinforcements of masonry arches fragments subjected to compressive force. Materiały Budowlane. 2024. Volume 627. Issue 11. Pages 20-25. DOI: 10.15199/33.2024.11.03
mgr inż. Jan Biernacki, Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0002-3573-4763
prof. dr hab. inż. Łukasz Drobiec, Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0001-90825-6343
Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.11.03
Original research paper / Oryginalny artykuł naukowy
Abstract. The aim of the presented research was to determine the effect of reinforcement on the behavior of compressed masonry arches. Three research serieswere tested: unreinforcedmodels and reinforced with a reinforced concrete rib and the FRCM (Fiber Reinforced Cementitious Matrix) system. In each series, two models were tested. The research was conducted at the Faculty of Civil Engineering of the Silesian University of Technology.
Keywords: historic structures; masonry constructions; reinforcement; ground deformation; arches; vaults.
Streszczenie. Celem prezentowanych badań było określenie wpływu wzmocnienia na zachowanie ściskanych łuków murowanych. Przeprowadzono badania trzech serii modeli: niewzmocnionych oraz wzmocnionych żebrem żelbetowym i systemem FRCM (ang. Fiber Reinforced Cementitious Matrix). W każdej serii badano dwa modele. Badania realizowano na Wydziale Budownictwa Politechniki Śląskiej.
Słowa kluczowe: konstrukcje zabytkowe; konstrukcje murowe; wzmacnianie; deformacje terenu; łuki; sklepienia.
Literature
[1] Nowak R, Orłowicz R, Bezpałov W. Badanie ceglanych sklepień koszowych. Przegląd Budowlany. 2019; 3: 19 – 21.
[2] Bednarz Ł. Metody Wzmacniania Zabytkowych, Zakrzywionych Konstrukcji Ceglanych. Wiadomości Konserwatorskie. 2003; 14: 34 – 42.
[3] Bednarz Ł. Praca Statyczna Zabytkowych, Zakrzywionych Konstrukcji Ceglanych, Poddanych Zabiegom Naprawy i Wzmacniania. Praca Doktorska. Politechnika Wrocławska. 2008.
[4] Bednarz Ł, Górski A, Jasieńko J, Rusiński E. Simulations and Analyses of Arched Brick Structures. Automation in Construction. 2011; 20 (7): 741 – 754.
[5] Gołębiewski M. Badania eksperymentalne i analiza numeryczna sklepień ceglanych. Wzmocnienia sklepień z wykorzystaniem struktury tensegrity. Rozprawa doktorska. Politechnika Gdańska. 2022; 54 – 57.
[6] Milani G, Bucchi, A. Kinematic FE Homogenized Limit Analysis Model for Masonry Curved Structures Strengthened by near Surface Mounted FRP Bars. Composite Structures. 2010; 93 (1): 239 – 258.
[7] Drobiec Ł. Przyczyny awarii i katastrof obiektów zabytkowych. XXX Konferencja Naukowo-Techniczna Awarie Budowlane. 2022; 33 – 52.
[8] Cińcio A, Fedorowicz L, Fedorowicz J, Mrozek D. Zasady budowy modeli numerycznych w obliczeniach wpływu eksploatacji górniczej na budowle. III Konferencja Obiekty Budowlane na Terenach Górniczych. 2018; 1 – 24.
[9] Biernacki J, Drobiec Ł. Metodyka wzmacniania murowanych sklepień. Izolacje. 2022; 3: 36 – 42.
[10] Biernacki J., Drobiec Ł. Wzmacnianie konstrukcji murowych przy pomocy siatek kompozytowych PBO. Izolacje. 2023; 5: 2 – 6.
[11] Grzesiak S, Schultz-Cornelius M, Pahn M. Experimental and analytical evaluation of externally bonded BFRP and CFRP strips on the load-bearing behaviour of reinforced concrete structures using distributed fibre optic sensing. Construction and Building Materials. 2023; Article 132452, 1-14.
[12] Ciesielski R. O pomiarze, opisie i interpretacji rys w konstrukcjach murowych – wskazówki instrukcyjne. Przegląd Budowlany. 1987; 11: 481 – 485.
[13] Orłowicz R, Małyszko L. Wady i usterki ścian ceramicznych. Przegląd Budowlany. 2002; 2: 30 – 33.
[14] Bednarz Ł. Metody wzmacniania zabytkowych, zakrzywionych konstrukcji ceglanych. Wiadomości Konserwatorskie. 2003; 14: 34 – 42.
[15] Grzymski F, Musiał M, Ombres L, Marcinczak D, Trapko T, Pazdan M. Potencjał wzmocnień kompozytowych PBO-FRCM w zabytkowych konstrukcjach z betonu. Wiadomości Konserwatorskie. 2022; 71: 137 – 150.
Received: 30.09.2024 / Artykuł wpłynął do redakcji: 30.09.2024 r r.
Revised: 30.10. 2024 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 30.10. 2024 r.
Published: 25.11.2024 / Opublikowano: 25.11.2024 r.
Materiały Budowlane 11/2024, strona 20-25 (spis treści >>)
Analiza wpływu parametrów zmiennych na nośność na ścinanie elementów zbrojonych prętami FRP
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Szczech D., Kotynia R. Analysis of the effect of variable parameters on the shear capacity of elements reinforced with FRP bars. Materiały Budowlane. 2024. Volume 627. Issue 11. Pages 10-19. DOI: 10.15199/33.2024.11.02
dr inż. Damian Szczech, Lodz University of Technology, Department of Concrete Structures
ORCID: 0000-0002-8357-2877
prof. dr hab. inż. Renata Kotynia, Lodz University of Technology, Department of Concrete Structures
ORCID: 0000-0002-7247-1229
Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.11.02
Review paper / Artykuł przeglądowy
Abstract. This paper presents an analysis of variable parameters on the shear capacity of elements reinforced with FRP bars: longitudinal reinforcement ratio; transverse reinforcement ratio; axial stiffness of reinforcement; shear slenderness; concrete compressive strength; spacing of stirrups; depth; shape of beam cross-section; inclination of transverse reinforcement and bond behaviour of stirrups.
Keywords: shear; FRP; shear strength, variable parameters.
Streszczenie. W artykule przedstawiono analizę parametrów zmiennych na nośność na ścinanie elementów zbrojonych prętami FRP: stopnia zbrojenia podłużnego; stopnia zbrojenia poprzecznego; sztywności osiowej zbrojenia; smukłości ścinania; wytrzymałości betonu na ściskanie; rozstawu strzemion; wysokości użytecznej; kształtu przekroju poprzecznego belki; nachylenia zbrojenia poprzecznego oraz przyczepności strzemion.
Słowa kluczowe: ścinanie; FRP; nośność na ścinanie, parametry zmienne.
Literature
[1] Szczech D, Kotynia R. Badania na ścinanie belek zbrojonych podłużnie i poprzecznie prętami FRP. Materiały Budowlane. 2024; 4: 32 ÷ 36.
[2] Zhao W, Maruyama K, Suzuki H. Shear behavior of concrete beams reinforced by FRP rods as longitudinal and shear reinforcement. RILEM. 1995.
[3] Gross SP, Dinehart DW, Yost JR, Theisz PM. Experimental tests of high- -strength concrete beams reinforced with CFRP bars. Proc. of the ACMBS, 2004.
[4] Razaqpur AG, Isgor BO, Greenaway S, Selley A. Concrete Contribution to the Shear Resistance of Fiber Reinforced Polymer Reinforced Concrete Members. Jour. of Comp. for Constr. 2004; 8(5): 452 – 460.
[5] Nehdi M, El Chabib H, Saïd AA. Proposed shear design equations for FRP reinforced concrete beams based on genetic algorithms approach. Jour. of Mat. in Civil Eng. 2007; 19 (12): 1033 – 1042.
[6] El-Sayed AK, El-Salakawy EF, Benmokrane B. Shear Strength of FRPReinforced Concrete Beams without Transverse Reinforcement. ACI Struct. Jour. 2006; 103 (2): 235 – 2436.
[7] CAN/CSA-S806-12 Design and construction of building structures with fibre-reinforced polymers, Canadian Standards Association, 2012.
[8] Tottori S, Wakui H. Shear capacity of RC and PC beams using FRP reinforcement. Special Publ. 1993; 138: 615 – 632.
[9]RaoGA,SundaresanR.SizeDependentShearStrengthOfReinforcedConcreteDeep Beams BasedOn Refined Strut-And-TieModel. Symp. 2014; 300: 1 – 26.
[10] JSCE. Recommendation for design and construction of concrete structures using continuous fiber reinforcing materials. 1997.
[11] Nagasaka T, Fukuyama H, Tanigaki M. Shear performance of concrete beams reinforced with FRP stirrups. Special pub. 1993; 138: 789 – 81.
[12] Jumaa GB, Yousif AR. Size effect on the shear failure of high-strength concrete beams reinforced with basalt FRP bars and stirrups. Constr. and Building Mat. 2019; 209: 77 – 94.
[13] CNR-DT-203/2006 Guide for the design and construction of concrete structures reinforced with fiber-reinforced polymer bars. 2007.
[14] ACI 440.1R-15 Guide for the Design and Construction of Structural Concrete Reinforced with FRP Bars, American Concrete Institute. 2015.
[15] Tureyen AK, Frosch RJ. Shear tests of FRP-reinforced concrete beams without stirrups. ACI Struct. Jour. 2002; 99(4): 427 – 434.
[16] Yang F. Deformation Behaviour of Beams Reinforced with Fibre Reinforced Polymer Bars under Bending and Shear. Diss. PhD. Sheffield, 2015.
[17] CholostiakowS,DiBenedettiM, PilakoutasK,GuadagniniM. Effect ofBeam Depth on ShearBehaviour of FRPRCBeams. J. ofComp. forConstr. 10.1061, 2018.
[18] Maranan G, Manalo A, Benmokrane B, Karunasena W, Mendis P, Nguyen TQ. Shear behaviour of geopolymer-concrete beams transversely reinforced with continuous rectangular GFRP composite spirals” Comp. Struct. 2018; 187.
[19] Said M, Adam MA, Mahmoud AA, Shanour AS. Experimental and analytical shear evaluation of concrete beams reinforced with glass fiber reinforced polymers bars. Constr. and Building Mat. 2016; 102: 574 – 591.
[20] Ahmed A, El-Salakawy EF, Benmokrane B. Performance Evaluation of Glass Fiber-Reinforced Polymer Shear Reinforcement for Concrete Beams. ACI Struc. Jour. 2010; no. 107.
[21] Hoult N, Sherwood EG, Bentz E, Collins MP. Does the use of FRP reinforcement change the one-way shear behavior of reinforced concrete slabs? Jour. of Comp. for Constr. 2008; 12 (2): 125 – 133.
[22] Razaqpur A, Spadea S. Resistenza a taglio di elementi di calcestruzzzo reinforzatti e staffe di FRP. Proceedings, AIAS 2010.
[23] Alam MS, Hussein A. Size Effect on Shear Strength of FRP Reinforced Concrete Beams without Stirrups. Jour. of Comp. for Constr. 2013; 17(4): 507 – 516.
[24] Ashour AF, Kara IF. Size effect on shear strength of FRP reinforced concrete beams. Composities Part B Eng. 2014; 60: 612 – 620.
[25] Kani GNJ. How safe are our large reinforced concrete beams?ACI Journal. 1967; 64(3): 128 – 141.
[26] CollinsMP, Kuchma D. How safe are our large, lightly reinforced concrete beams, slabs and footings. ACI Struc. Journal 1999; 96(4): 482 – 490.
[27] Frosch RJ. Behavior of large-scale reinforced concrete beams with minimum shear reinforcement. ACI Struc. Journal. 2000; 97(6): 814 – 820.
[28] LubellA, Sherwood T, Bentz E, CollinsM. Safe shear design of large, wide beams. Concrete Internat. 2004; 26(1): 66 – 78.
[29] Matta F, Nanni A, Galati N, Mosele F. Size effect on shear strength of concrete beams reinforced with FRP bars. Proc. of the 6th Inter. Conf. on FraMCoS-6. 2007; 2: 17 – 22.
[30] Bentz EC, Massam L, Collins MP. Shear strength of large concrete members with FRP reinforcement. Jour. of Comp. for Constr., 637-646. 2010.
[31] Matta F, El-Sayed AK. Nanni A, Benmokrane B. Size effect on concrete shear strength in beams reinforced with fiber-reinforced polymer bars. ACI Struc. Journal. 2013; 110(4): 617.
[32] Ibell T, Burgoyne J. Use of Fiber-Reinforced PlasticsVersus Steel for Shear Reinforcement of Concrete. ACI Struct. Jour. 1999; V. 96, No. 6: 997 1002.
[33] Leonhardt F, Walther R. Shear Tests on Beams With and Without Shear Reinforcement. DeutscherAusschuss für Stahlbeton. 1962; 151(151): 83.
[34] Szczech D, Kotynia R. Shear tests on GFRP reinforced concrete beams. 10th International Conference on AMCM. MATEC Web od Conf. Vol. 323. 2020.
[35] Szczech D, Kotynia R. Effect of shear reinforcement ratio on the shear capacity of GFRP reinforced concrete beams.Arch. of Civil Eng. 2021;Volume 67, Issue 1.
[36] Spadea S, Orr J, Nanni A, Yang Y. Wound FRP shear reinforcement for concrete structures. Jour. of Comp. for Constr. 2017; 21(5): 4017026.
[37] Fakharifar M, Dalvand A, Sharbatdar MK, Chen G, Sneed L. “Innovative hybrid reinforcement constituting conventional longitudinal steel and FRP stirrups for improved seismic strength and ductility of RC structures”. Frontiers of Struc. and Civil Eng. 2016; 10 (1).
[38] Yuan Y,Wang Z. Shear behavior of large-scale concrete beams reinforced with CFRP bars and handmade strip stirrups. Comp. Struc. 2019; 227.
[39] Demir A, Caglar N, Ozturk H, Sumer Y. Nonlinear Finite Element Study on the Improvement of Shear Capacity in Reinforced Concrete T-Section Beams by an Alternative Diagonal Shear Reinforcement. Eng.Struc. 2016; 120: 158–165.
[40] Vijay PV, Kumar SV, Ganga Rao HVS. Shear and ductility behavior of concrete beams reinforced with GFRP rebars. Proc. of the 2nd Inter. Conf. on ACMBS-II, 1996.
[41] Shehata E, Morphy R, Rizkalla S. Fibre Reinforced Polymer Shear Reinforcement for ConcreteMembers: Behaviour and Design Guidelines. Can. Jour. of Civil Eng. 2000; 27: 859 – 872.
[42] Kotynia R, Szczech D, Kaszubska M. Bond Behavior of GRFP Bars to Concrete in Beam Test. Proc. Eng. 2017; 193: 401 – 408.
[43] Szczech D, Kotynia R. Beam bond test of GFRP and steel reinforcement to concrete. Arch. of Civil Eng. 2018; Vol. 64, Issue 4.
[44] Szczech D, Kotynia R. Badania przyczepności zbrojenia niemetalicznego do betonu. Inżynier Budownictwa. 2019; 75 nr 4: 176 – 180.
[45] Szczech D, Kotynia R. Bond analysis of GFRP and steel reinforcement to concrete. Fib 2019 Symp. – Concrete: Innovations in mat. design and struct. Kraków 2019.
Received: 13.05.2024 / Artykuł wpłynął do redakcji: 13.05.2024 r.
Revised: 02.08.2024 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 02.08.2024 r.
Published: 25.11.2024 / Opublikowano: 25.11.2024 r.
Materiały Budowlane 11/2024, strona 10-19 (spis treści >>)
Nośność i odkształcalność ściskanych mimośrodowo elementów betonowych wzmocnionych kompozytami PBO-FRCM
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Pazdan M., Trapko T., Musiał M. The load-bearing capacity and deformability of eccentrically compressed concrete elements strengthened with PBO-FRCM composites. Materiały Budowlane. 2024. Volume 627. Issue 11. Pages 1-9. DOI: 10.15199/33.2024.11.01
mgr inż. Maciej Pazdan, Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0000-0002-3959-6337
dr hab. inż. Tomasz Trapko, prof. uczelni, Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0000-0002-6375-7145
dr inż. Michał Musiał, Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0000-0001-6628-9749
Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.11.01
Original research paper / Oryginalny artykuł naukowy
Abstract. The paper presents test results of eccentrically compressed concrete elements strengthened with PBO-FRCM. FRCM (Fabric Reinforced Cementitious Matrix) composites consist of high-strength PBO (p-Phenylene Benzobis Oxazole) fibers embedded in mineral matrix, which gives greater resistance to elevated temperatures compared to popular FRP (Fiber Reinforced Polymer) composites with a polymer matrix. The tests were conducted on elements made of normal-strength concrete with a compressive strength of approximately 45 MPa, which is typical for currently constructed reinforced concrete structures. The strengthening of the tested elements consisted of one, two, or three layers of PBO mesh with an overlap length of 1/4 of the sample circumference. The samples were subjected to both axial and eccentric compression tests.This research provides the foundation for developing amodel to calculate the interactive capacity (axial force-bending moment) of reinforced concrete sections, taking into account the external PBO-FRCMcomposite wrapping.
Keywords: strengthening; concrete; FRCM; eccentric compression.
Streszczenie. W artykule przedstawiono wyniki badań mimośrodowo ściskanych elementów betonowych wzmocnionych kompozytami PBO-FRCM. Kompozyty FRCM(ang. Fabric Reinforced Cementitious Matrix – matryca cementowa zbrojona tkaniną) składają się z wysokowytrzymałych włókien PBO (p-Phenylene Benzobis Oxazole) zatopionych w matrycy mineralnej, przez co charakteryzują się większą odpornością na podwyższone temperatury w porównaniu z popularnymi kompozytami FRP (ang. Fiber Reinforced Polymer – polimer zbrojony włóknami) o matrycy polimerowej. Badania przeprowadzono na elementach wykonanych z betonu zwykłego o wytrzymałości na ściskanie ok. 45MPa, typowego w przypadku obecnie wykonywanych konstrukcji żelbetowych. Wzmocnienie badanych elementów stanowiły jedna, dwie bądź trzy warstwy siatki PBO z zakładem o długości 1/4 obwodu próbki. Próbki poddawano zarówno próbom ściskania osiowego, jak i mimośrodowego. Przedstawione badania są punktem wyjścia do sformułowania modelu, służącego do wyznaczania interakcyjnej nośności (siła osiowa – moment zginający) przekrojów żelbetowych, z uwzględnieniem zewnętrznego uzwojenia kompozytowego PBO-FRCM.
Słowa kluczowe: wzmacnianie; beton; FRCM; ściskanie mimośrodowe.
Literature
[1] Ombres L. Structural performances of thermally conditioned PBO FRCM confined concrete cylinders. Composite Structures. 2017; https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2017.06.026.
[2] www.ruregold.com/product/pbo-mesh-70-18/ (dostęp 08.2024).
[3] Ombres L. Concrete confinement with a cement based high strength compositematerial. Composite Structures. 2014; https://doi.org/10.1016/j.compstruct. 2013.10.03.
[4] TrapkoT. Fibre reinforced cementitiousmatrix confined concrete elements. Materials & Design. 2013; https://doi.org/10.1016/j.matdes.2012.08.024.
[5] Faleschini F, Zanini MA, Hofer L, Pellegrino C. Experimental behavior of reinforced concrete columns confined with carbon-FRCM composites. Construction and BuildingMaterials. 2020; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat. 2020.118296.
[6] Tello N, Abed F, ElRefaiA, El-Maaddawy T,AlhoubiY. Experimental investigation of pre-damaged circular RC columns strengthened with fabric- -reinforced cementitious matrix (FRCM). Structural Concrete. 2023; https://doi. org/10.1002/suco. 02200333.
[7] Alhoubi Y, El Refai A, Abed F, El-Maaddawy T, Tello N. Strengthening pre-damaged RC square columns with fabric-reinforced cementitious matrix (FRCM): Experimental investigation. Composite Structures. 2022; https://doi. org/10.1016/j. compstruct. 2022.115784.
[8] Trapko T. Behaviour of fibre reinforced cementitious matrix strengthened concrete columns under eccentric compression loading.Materials & Design. 2014; https://doi.org/10.1016/j.matdes.2013.09.008.
[9] OmbresL,VerreS. Structural behaviourof fabric reinforcedcementitiousmatrix (FRCM) strengthened concrete columns under eccentric loading. Composites Part B: Engineering. 2015; https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2015.01.042.
[10] Karta techniczna PBO-MESH 70/18. 2024
[11] Lin G, Teng JG. Three-dimensional finite-element analysis of FRP-confined circular concrete columns under eccentric loading. Journal ofComposites for Construction. 2017; https://doi. org/10.1061/(ASCE) CC. 1943-5614.0000772.
Received: 29.07.2024 / Artykuł wpłynął do redakcji: 29.07.2024 r.
Revised: 03.09. 2024 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 03.09. 2024 r.
Published: 25.11.2024 / Opublikowano: 25.11.2024 r.
Materiały Budowlane 11/2024, strona 1-9 (spis treści >>)
Materiały Budowlane 11/2024, Okładka IV (spis treści >>)
Wejdź na stronę nova-elewacje.pl
Materiały Budowlane 11/2024, Okładka III (spis treści >>)
Start 
