- Tytuł:
-
Specific Properties of Waste Ceramic Aggregate Concrete Reinforced by Steel Fibre
Specyficzne właściwości betonu na bazie ceramicznego kruszywa odpadowego zbrojonego włóknami stalowymi - Autorzy:
-
Katzer, J.
Domski, J. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/1815477.pdf
- Data publikacji:
- 2016
- Wydawca:
- Politechnika Koszalińska. Wydawnictwo Uczelniane
- Tematy:
-
waste ceramic aggregate (WCA)
waste sand
fibres
concrete
kruszywo ceramiczne odpadowe
piasek odpadowy
włókna
beton - Opis:
-
The paper consists of five main chapters and a list of references. The first chapter is focused on presenting specific properties of ceramic waste aggregates based on extensive literature studies. The properties and characteristics of the materials used to prepare the fibre composites in question are presented in the following section. Such properties as density in the loose state and compacted state and absorption of waste ceramic aggregate was of special interest. Some basic properties of used steel fibres such as: their geometric and mechanical properties, aspect ratio, FIER were established. Cement CEM I 42.5 was adopted as a binder. There was also used superplasticizer type FM. The final composition of the concrete mix (per 1 m3) is presented in the third chapter. The adopted mix composition is as follows: saturated waste ceramic aggregate (WCA) – 830 kg, sand – 632 kg, cement – 307 kg, water – 92 kg, superplasticizer – 3.1 kg. Casting and curing of concrete elements is described in the third chapter. The research programme comprised such standard tests as: test of modulus of elasticity, compressive strength test conducted on cubes (150 mm ·150 mm · 150 mm) and cylinders (diameter of 150 mm and a height of 300 mm), a tensile strength test at splitting conducted on cubes (150 mm 150 mm 150 mm), the residual strength test at limit of proportionality limit conducted on beams (150 mm 150 mm · 700 mm) and the shear strength test conducted on beam halves. There was also conducted an unconventional dynamic test. Namely, the weight of 40 kg was free falling from the height of 1 m on a slab creating an impact load. The slab was 100 cm in diameter and 10 cm thick. It was supported in three points located on its circumference (apart by 120 degrees). The results of the study together with the analysis are presented in chapter four. The density of the composites ranged from 2001 to 2080 kg/m3. The compressive strength was from C27.9/39.1 for the matrix without fibre to C36.3/52.3 for the composite with the maximum amount of added fibre. A similar increase in strength was observed for shear strength which ranged from 4.97 MPa to 10.75 MPa for WCA matrix and composite with 1.5% of fibre respectively. Tensile splitting strength varied from 3.12 to 3.97 MPa. Static and dynamic modulus of elasticity of fibre composites ranged from 23 to 24 GPa and from 28.6 to 29.4 GPa respectively. On the basis of achieved residual strengths and limits of proportionality, strength class was assigned to composites following Model Code 2010. The assigned strength classes were as follows: 0.5% of fibre – class 3c, 1.0% of fibre – class 4c, 1.5% of fibre – class 7d. The last of the analysed results was deflection and the process of destruction of tested slabs. After six impacts, the slab deflection ranged from 3.0 to 18.7 mm for WCA concrete reinforced by 1.5 and 0.5% of the fibres respectively. The ultimate destruction of slabs was recorded after 8, 15 and 22 impacts. The final summary of the conducted research and performed analyses is presented in chapter five.
Artykuł składa się z pięciu zasadniczych rozdziałów i cytowanej literatury. W rozdziale pierwszym omówiono specyficzne właściwości odpadowych kruszyw ceramicznych na podstawie przeprowadzonych studiów literaturowych. W kolejnym rozdziale przedstawiono właściwości i cechy zastosowanych w badaniach materiałów składowych analizowanego kompozytu. Określono m.in. gęstość w stanie luźnym i utrzęsionym oraz nasiąkliwość ceramicznego kruszywa odpadowego. Oznaczono również kilka podstawowych cech zastosowanych włókien stalowych, tj. ich właściwości geometryczne i mechaniczne, smukłość, FIER. Jako spoiwo przyjęto cement CEM I 42,5, zaś jako domieszkę zastosowano superplastyfikator typu FM. Ostateczny skład mieszanki betonowej (na 1 3), zaprezentowany w rozdziale trzecim, stanowią: namoczone kruszywo ceramiczne (WCA) – 830 kg, piasek – 632 kg, cement – 307 kg, dodana woda – 92 kg i superlpastyfiaktor – 3,1 kg. W rozdziale trzecim omówiono również sposób wykonywania i pielęgnacji elementów próbnych. Przedstawiono program badań, w którego skład weszły badania: modułu sprężystości, wytrzymałości na ściskanie na próbkach sześciennych o boku 150 mm oraz walcowych o średnicy 150 mm i wysokości 300 mm, wytrzymałości na rozciąganie przy rozłupywaniu na próbkach kostkowych o boku 150 mm, wytrzymałości resztkowych i granicy proporcjonalności belek o przekroju 150 ´ 150 mm i długości 700 mm oraz wytrzymałości przy ścinaniu połówek belek. Jako niekonwencjonalne badanie przeprowadzono próbę dynamiczną w postaci masy (40 kg) spadającej z wysokości 1m na płytę (o średnicy 100 cm i grubości 10 cm) podpartą w trzech punktach rozmieszczonych na jej krawędzi co 120 stopni. Wyniki z przeprowadzonych badań wraz z ich analizą zamieszczono w rozdziale czwartym. Określono m.in. gęstość kompozytów, która zawierała się w przedziale od 2001 do 2080 kg/3, wytrzymałość na ściskanie, która wyniosła C27,9/39,1 dla matrycy bez włókien, do C36,3/52,3 dla kompozytu z największą ilością zbrojenia rozproszonego. Podobny przyrost wytrzymałości zaobserwowano w przypadku wytrzymałości na ścinanie, gdzie uzyskano 4,97 MPa dla matrycy i 10,75 MPa dla WCA z włóknami w ilości 1,5 %. Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu zmieniała się od 3,12 do 3,97 MPa. Moduł sprężystości statyczny i dynamiczny dla kompozytów z włóknami wyniósł odpowiednio 23-24 GPa i 28,6-29,4 GPa. Na podstawie wytrzymałości resztkowych i granicy proporcjonalności określono klasy wg Model Code 2010 dla kompozytów o różnej procentowej zawartości włókien: 0,5% – klasa 3c, 1.0% – klasa 4c 1.5% – klasa 7d. Ostatnimi z analizowanych wyników było ugięcie i zniszczenie płyt. Po sześciu uderzeniach masy ugięcie wyniosło 3,0-18,7 mm dla WCA z 1,5 i 0,5% włókien, zaś ich zniszczenie miało miejsce odpowiednio po 8, 15 i 22 uderzeniach masy. Ostateczne podsumowanie z przeprowadzonych badań i analiz zamieszczono w rozdziale piątym. - Źródło:
-
Rocznik Ochrona Środowiska; 2016, Tom 18, cz. 1; 112-123
1506-218X - Pojawia się w:
- Rocznik Ochrona Środowiska
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł