Porównanie charakterystyk różnych wytrzymałości betonu żwirowego o zmiennym wskaźniku w/c

Stanisław Fic¹, Andrzej Szewczak¹

¹Katedra Budownictwa Ogólnego, Wydział Budownictwa I Architektury, Politechnika Lubelska

Cytowanie: Budownictwo i Architektura, vol. 16(3) (2017) 155-166, ISSN 1899-0665, DOI: 10.24358/Bud-Arch_17_163_15

Historia:
Opublikowano:	03-12-2017

Streszczenie:

Beton, jako uniwersalny, kompozytowy materiał, jest eksploatowany w konstrukcjach pod wpływem różnych, złożonych obciążeń statycznych, dynamicznych, wpływom środowiska zewnętrznego, np. nagłe uderzenia, temperatura, wilgotność. Zapewnienie konstrukcjom betonowym bezpiecznej eksploatacji i trwałości to zadania stawiane w okresie projektowania polegające na wykonaniu badań mieszanek i próbek betonowych. Badania służą jak najdokładniejszemu odwzorowaniu pracy betonu w warunkach naturalnych z uwzględnieniem obciążeń w czasie eksploatacji. Badania betonu w laboratorium dotyczą ustalenia wytrzymałości na ściskanie (fc), rozciąganie (fct); w obszarze trwałości: mrozoodporności, odporności na korozję, wpływu wysokiej temperatury, nasiąkliwości. W przypadku trwałości betonu ustala się zmianę dynamicznego modułu sprężystości Ed, współczynnik intensywności naprężeń (KIC), lub wpływ obciążeń dynamicznych na trwałość i wytrzymałość betonu – obecnie badania te stanowią prężnie rozwijającą się grupę testów, co ma także związek z pojawianiem się nowych rodzajów cementów, kruszyw a w konsekwencji betonów nowej generacji, tj. BWW, BUWW, BSZ. Poszukuje się również możliwości modyfikacji i zwiększenia trwałości tradycyjnych betonów. Niewątpliwie, na wszystkie w/w cechy betonu decydujący wpływ ma wskaźnik w/c, jako główny parametr strukturotwórczy definiujący układ matryca-kruszywo. W artykule przedstawiono analizę porównawczą kilku cech wytrzymałościowych betonu, w zależności od w/c (wartości 0,4-0,7). Przyjęto stałą ilość kruszywa grubego (żwiru). Analizowano wpływ wskaźnika w/c na: fc, fct, KIC, Ei betonu żwirowego.

Słowa kluczowe:

współczynnik w/c, wytrzymałość na uderzenie, współczynnik intensywności naprężeń

Comparison of different strength characteristics of gravel concrete with variable index w/c

Abstract:

Concrete, as a universal, composite material, is used in structures under the influence of various static, dynamic loads, influences of the external environment, such as sudden impacts, temperature, humidity. Ensuring concrete constructions for safe operation and durability are tasks placed in the design phase, consisting in the testing of mixtures and concrete samples. The studies serve as the most accurate representation of concrete in natural conditions, taking into account the loads during operation. Concrete testing in the laboratory relates to the determination of the compressive strength (fc), the tensile strength (fct); in the area of durability: frost resistance, corrosion resistance, influence of high temperature, absorbability. In the case of concrete durability, the dynamic modulus of elasticity Ed, the stress intensity index (KIC), or the impact of dynamic loads on the durability and strength of concrete are determined – nowadays, they are a rapidly growing test group, which is also related to the emergence of new types of cements, aggregates and consequently new generation concrete, i.e. HSC, UHSC, HPC. Also looking for opportunities to modify and enhance the durability of traditional concrete. Undoubtedly, for all of the aforementioned features of the concrete, the w/c ratio is the decisive factor as the main structural parameter defining the matrix system – aggregate. The paper presents comparative analysis of several strengths of concrete, depending on w/c (values of 0.4-0.7). A fixed amount of aggregate (gravel) was assumed. The influence of the w/c ratio on: fc, fct, KIC, Ei of gravel concrete was analyzed.

Keywords:

w/c ratio, impact strength, stress intensity coefficient

Literatura / References:

1. Jamroży Z., Beton i jego technologie, wyd. 4, PWN, Warszawa, 2015.
2. Ślusarek J., Problemy trwałości wybranych konstrukcji betonowych, wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2008.
3. Karaś S., Słowik M., Distribution of Reinforcement in Tensile Flanges of Concrete T–shape Continuous Beam, Journal of Civil Engineering and Architecture 4(11) (2010) 59-64.
4. Dzierżanowski A., Szymaniec S., Drgania napędów elektrycznych, fundamentów, konstrukcji wsporczych oraz budynków przemysłowych, Wiadomości Elektrotechniczne 4 (2000) 190-193.
5. Krętowski J., Tribiłło R., Wpływ obciążenia temperaturowego na stan odkształceń płyty przekrywającej zbiornik wypełniony ciekłym medium, Przegląd Budowlany 81(9) (2010) 34-38.
6. Duży S., Dyduch G., Wpływ czynników środowiskowych na zużycie techniczne konstrukcji obudowy budowli podziemnych, Górnictwo i Geologia 5(2) (2010) 37-46.
7. Jankowiak T., Kryteria zniszczenia betonu poddanego obciążeniom quasi – statycznym i dynamicznym, rozprawa doktorska, Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań, 2011.
8. Shradar E.K., Impact resistance and test procedure for concrete, ACI 78(2) (1981) 141-146.
9. Cantwell W.J., Morton J., The Impact resistance of composite materials, Composites 22(5) (1991) 347-362.
10. Song P.S., Wu J.C., Hwong S., Shen B.C. Statistical analysis of impact strength reliability of steel – polypropylene hybrid fiber – reinforced concrete, Construction and Building Materials 19(1) (2005) 1-9.
11. Krajenovic D., Silva M.A.G., Analysis of tests on impact strength of concrete armor blocks, Journal of Impact Eng. 2(4) (1984) 331-343.
12. Fic S., Nikolayevych V., Dorofeev V.S., Procesy samoorganizacji struktury kompozytowych materiałów budowlanych, Lublin University of Technology, Lublin, 2013.
13. Kolluru S, Popovics J., Sahah S., Determining elastic properties of concrete using vibrational resonance frequencies of standard test cylinder, Cem. Concrete and Aggregate 22(2) (2000) 81-89.
14. Fic S. Beton pri udarom magrużkie, Odessa 2004, p.30.
15. Neville A.M., Properties of concrete, London 2010.
16. Shradar E.K., Impact resistance and test procedure for concrete, ACI 78(2) (1981) 141-146.
17. Brandt A.M., Prokopski G., On the fractal dimensions of fracture surfaces of concrete elements, J. Mater. Sci. 28 (1993) 4762-4766.
18. Hughes B.P., Gregory R., The impact strength of concrete using Green’s ballistic pendulum, Proc. Inst. Of Civil Eng. 41. London, 1968.
19. Vyrovoy V.N., Dorofeev S., Suhanov V.G., Kompozicionnye stroitelne materialy i konstrukcji, Odessa 2010 p. 68.