Search papers

Article details

  • Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials
  • Vol: 63, Issue: 1, 2011
  • pp: 98-103

download: article (PL)

Augmentation of Flexural Strength of Concrete Beams Glued with Carbon Laminate

Abstract (EN)

Improvement of performance of building objects particularly made of concrete and stone (bridges, ceilings, girders) is more and more often obtained via reinforcing with thin, high-strength bands made of carbon polymers. The reinforcement comprises gluing high-module, or high-strength thin carbon laminate (using suitable resin) to the building element at its supporting side. Additional reinforcement is obtained in result of gluing carbon laminate, having suitable orientation of fibres at the beam side planes, within shearing areas. Bending strength tests, measurements of fracturing energy and measurements of static Young’s modulus were executed with the use of 500 x 26 x 26 mm concrete beams cut of the concrete B-30 blocks, made of concrete of C25/30 class, as well as with use of sandstone beams. 13.8-fold increase of bending strength, 124-fold increase of the destruction work and slight increase of Young’s modulus (1.6-fold) was observed for the concrete B-30 – carbon laminate system. Reinforcement with laminate and additional reinforcement of shearing zones resulted in 17.7-fold bending strength increase (load capacity) and 187-fold increase of destruction work. Reinforcement of shearing zones of concrete beams with laminate has no influence on the system Young’s modulus. Reinforcing 530 x 32 x 32 mm sandstone beams with carbon laminate results in 9.2-fold increase of bending strength and 23.2-fold increase of destruction work. Additional reinforcement of the shearing zones improved the bending strength with over 50 % and increased fracturing energy about 3 times. Analogous tests executed with the use of shorter sandstone beams proved considerably smaller values of the bending strength and destruction work. Freezing-corrosion tests with the use of concrete beams having low strength class and reinforced with laminate proved that bending strength is reduced with 60 % after 30 freezing-corrosion cycles, whereas the sandstone beams reinforced with laminate lose their bending strength with 20 % after 30 cycles.

Keywords (EN): Concrete, Sandstone, Carbon laminate, Reinforcement of concrete beams, Mechanical properties

Zwiększenie wytrzymałości na zginanie belek betonowych oklejanych za pomocą laminatu węglowego

Piekarczyk J., Błażewicz S., Piekarczyk W.

Abstract (PL)

Poprawa właściwości eksploatacyjnych obiektów budowlanych, szczególnie tych wykonanych z betonu i kamienia (mosty, stropy, dźwigary), coraz częściej uzyskiwana jest przez wzmocnienie za pomocą cienkich, wysokowytrzymałych taśm wykonanych z polimerów węglowych. Wzmocnienie obejmuje przyklejanie wysokomodułowego lub wysokowytrzymałego cienkiego laminatu węglowego (przy wykorzystaniu odpowiedniej żywicy) do elementu budowlanego po jego stronie nośnej. Dodatkowe wzmocnienie uzyskuje się w wyniku przyklejania laminatu węglowego, mającego odpowiednią orientację włókien, w płaszczyznach bocznych belki w obszarach ścinanych. Przeprowadzono badania wytrzymałości na zginanie, pomiary energii pękania i pomiary statycznego modułu Younga w przypadku belek betonowych o wymiarach 500 x 26 x 26 mm wyciętych z betonowych bloków B-30, wykonanych z betonu C25/30, a także w przypadku belek z piaskowca. W przypadku układu beton B-30 – laminat węglowy zaobserwowano 13,8-krotny wzrost wytrzymałości na zginanie, 124-krotny wzrost pracy zniszczenia i nieznaczny wzrost modułu Younga (1,6-krotny). Wzmocnienie za pomocą laminatu i dodatkowe wzmocnienie stref ścinania doprowadziło do 17,7-krotnego wzrostu wytrzymałości na zginanie (nośność) i 187-krotnego wzrostu pracy zniszczenia. Wzmocnienie stref ścinania belek betonowych za pomocą laminatu nie miało wpływu na moduł Younga układu. Wzmacnianie belek piaskowca o wymiarach 530 x 32 x 32 mm za pomocą laminatu węglowego powoduje 9,2-krotny wzrost wytrzymałości na zginanie i 23,2-krotny wzrost pracy zniszczenia. Dodatkowe wzmocnienie stref ścinania poprawiło wytrzymałość na zginanie o ponad 50 % i zwiększyło energię pękania około 3 razy. Analogiczne badania przeprowadzone przy użyciu krótszych belek z piaskowca dowiodły znacznie mniejszej wartości wytrzymałości na zginanie i pracy zniszczenia. Badania odporności na zamrażanie-rozmrażanie belek z betonu niskiej klasy wytrzymałości, wzmocnionych laminatem dowiodły, że ich wytrzymałość na zginanie zmniejsza się o 60 % po 30 cyklach zamrażania- rozmrażania, podczas gdy w tych samych warunkach belki z piaskowca tracą 20 % swojej wytrzymałości.

Keywords (PL): beton, laminat węglowy, piaskowiec, wzmocnienie belek betonowych, właściwości mechaniczne

return…