English
Język Polski
Wpływ mat z włókien węglowych i włókien węglowych z recyklingu na efektywność wzmocnienia samozagęszczalnego fibrobetonu wysokowytrzymałościowego
DOI:
https://doi.org/10.24425/ace.2023.145252Abstrakt
W ostatnich latach włókna węglowe są szeroko stosowane do wzmacniania konstrukcji betonowych. W większości przypadków proces laminowania odbywa się z użyciem żywicy epoksydowej jako matrycy. Czasami, zwłaszcza przy wzmacnianiu elementów konstrukcyjnych wykonanych z betonu o stosunkowo niskiej wytrzymałości na ściskanie, możliwe jest zastąpienie żywicy epoksydowej matrycą nieorganiczną; cementową, przy jednoczesnym zachowaniu dostatecznej efektywności wzmocnienia - rozumianej jako procentowy wzrost wytrzymałości betonu na ściskanie wskutek zastosowania materiału kompozytowego, w odniesieniu do betonu referencyjnego. W procesie kruszenia jako nadawę zastosowano elementy betonowe wzmocnione matami z włókien węglowych przy zastosowaniu matrycy cementowej. Laminat został oderwany od powierzchni betonu i poddany dalszej obróbce w celu uzyskania czystych, niezawierających matrycy cementowej skrawków mat z włókna węglowego. Następnie otrzymany materiał został wykorzystany do wzmocnienia samozagęszczalnego, wysokowytrzymałościowego fibrobetonu (SCHPFRC). Dla celów porównawczych beton ten został także wzmocniony z użyciem mat z włókien węglowych (1 i 3 warstwy wzmocnienia). Próbki cylindryczne przebadano w teście jednoosiowego ściskania. Wytrzymałość na ściskanie betonu wzmocnionego 1 i 3 warstwami CFRP była wyższa odpowiednio o 37,9 i 96,3% w porównaniu z betonem referencyjnym. Natomiast wytrzymałość betonu wzmocnionego 1 i 3 warstwami strzępów z włókna węglowego była wyższa odpowiednio o 11,8 i 40,1%. Niezależnie od zastosowanej techniki wzmocnienia, próbki kompozytowe cechowały się wyższą odkształcalnością graniczną w odniesieniu do betonu referencyjnego. Uzyskane wyniki wykazały, że możliwe jest wykorzystanie włókien węglowych z recyklingu do efektywnego wzmocnienia elementów konstrukcyjnych wykonanych z SCHPFRC, przy użyciu nieskomplikowanej metody przeróbki odpadu.Bibliografia
[1] A.M. Poppe and G. De Schutter, “Influence of the nature and the grading curve of the powder on the rheology of self-compacting concrete”, in SP-200: Fifth CANMET/ACI International Conference on Recent Advances in Concrete Technology. ACI, 2001, pp. 399-414.
[2] H. Okamura and M. Ouchi, “Self-compacting concrete”, Journal of Advanced Concrete Technology, vol. 1, no. 1, pp. 5-15, 2003, doi: 10.3151/jact.1.5.
[3] A. Kostrzanowska-Siedlarz and J. Gołaszewski, “Rheological properties of high performance self-compacting concrete: effects of composition and time”, Construction and Building Materials, vol. 115, pp. 705-715, 2016, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2016.04.027.
[4] M. Nuruzzaman, J.O.C. Casimiro, and P.K. Sarker, “Fresh and hardened properties of high strength self-compacting concrete using by-product ferronickel slag fine aggregate”, Journal of Building Engineering, 2020, vol. 32, doi: 10.1016/j.jobe.2020.101686.
[5] R.D.A. Hafez, B.A. Tayeh, and K. Abdelsamie, “Manufacturing nano novel composites using sugarcane and eggshell as an alternative for producing nano green mortar”, Environmental Science and Pollution Research, vol. 29, pp. 34984-35000, 2022, doi: 10.1007/s11356-022-18675-4.
[6] A.A. Hashim, Z.K. Rodhan, and S.J. Abbas, “Fresh and hardened properties of self-compacting high performance concrete containing nano-metakaolin as a partial replacement”, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 928, 2020, doi: 10.1088/1757-899X/928/2/022036.
[7] K. Ostrowski, et al., “Potential use of granite waste sourced from rock processing for the application as coarse aggregate in high-performance self-compacting concrete”, Construction and Building Materials, vol. 238, 2020, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.117794.
[8] T. Ponikiewski, et al., “Determination of 3D porosity in steel fibre reinforced SCC beams using X-ray computed tomography”, Construction and Building Materials, vol. 68, pp. 333-340, 2014, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2014.06.064.
[9] T. Ponikiewski and J. Katzer, “Fresh mix characteristics of self-compacting concrete reinforced by fibre”, Periodica Polytechnica Civil Engineering, vol. 61, no. 2, pp. 226-231, 2017, doi: 10.3311/PPci.9008.
[10] K. Ostrowski, et al., “The effect of the morphology of coarse aggregate on the properties of self-compacting high-performance fibre-reinforced concrete”, Materials, vol. 11, no. 8, 2018, doi: 10.3390/ma11081372.
[11] K.A. Ostrowski and K. Furtak, “The influence of concrete surface preparation on the effectiveness of reinforcement using carbon fibre-reinforced polymer in high-performance, self-compacting, fibre-reinforced concrete”, Composite Structures, vol. 276, 2021, doi: 10.1016/j.compstruct.2021.114522.
[12] B. Fu, et al., “Concrete reinforced with macro fibres recycled from waste GFRP”, Construction and Building Materials, vol. 310, 2021, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2021.125063.
[13] H. Shima, H. Takahashi, and J. Mizuguchi, “Recovery of glass fibers from fiber reinforced plastics”, Materials Transactions, vol. 52, no. 6, pp. 1327-1329, 2011, doi: 10.2320/matertrans.M2011044.
[14] W. Głodkowska and M. Ruchwa, “Static analysis of reinforced concrete beams strengthened with CFRP composites”, Archives of Civil Engineering, vol. 56, no. 2, pp. 111-122, 2010, doi: 10.2478/v.10169-010-0006-9.
[15] C. Xiong, et al., “Sustainable use of recycled carbon fiber reinforced polymer and crumb rubber in concrete: Mechanical properties and ecological evaluation”, Journal of Cleaner Production, vol. 279, 2021, doi: 10.1016/j.jclepro.2020.123624.
[16] M. Kimm, et al., “Potential of using recycled carbon fibers as reinforcing material for fiber concrete”, in Fibre reinforced concrete: improvements and innovations, RILEM Bookseries, vol. 30. Springer, 2021, pp. 949-960, doi: 10.1007/978-3-030-58482-5_83.
[17] S. Nassiri, et al., “Mechanical and durability characteristics of pervious concrete reinforced with mechanically recycled carbon fiber composite materials”, Materials and Structures, vol. 54, art. no. 107, 2021, doi: 10.1617/s11527-021-01708-8.
[18] E. Pakdel, et al., “Recent progress in recycling carbon fibre reinforced composites and dry carbon fibre wastes”, Resources, Conservation and Recycling, vol. 166, 2021, doi: 10.1016/j.resconrec.2020.105340.
[19] Scopus. [Online]. Available: www.scopus.com. [Accessed: 25.03.2022].
[20] EN 12350-8:2009 Testing fresh concrete - Part 8: Self-compacting concrete - Slump flow test.
Pobrania
Opublikowane
Jak cytować
Numer
Dział
