Wpływ substytucji włókien bazaltowych przez włókna węglowe na właściwości mechaniczne prętów B/CFRP (HFRP)

Kostiantyn Protchenko , Joanna Dobosz , Marek Urbański , Andrzej Garbacz

Abstract

This paper introduces both an analytical and numerical study that investigates the mechanical performance of recently developing HFRP bars, which were created by substitution of the part of basalt fibres BFRP by the part of carbon fibres CFRP. In this aspect the term “substitu-tion” might be understood as modification of BFRP bars, where part of basalt fibres will be replaced by carbon fibres. Substitution is aimed at achieving of better properties in obtained material. The objective of this study is to identify optimal model of HFRP bars, which provides an alternative to steel bars for enhancing concrete structures. Replacing of basalt fibres by carbon fibres provides better properties in mechanical performance of the bars. From economical point of view, for HFRP bars in combination with basalt fibres it is proposed to use carbon fibres with low strength (LS carbon fibres) and relatively small amount of volume fraction of carbon fibres to whole amount of fibres. This work represents description of the hybrid bar structure, estimation of properties of the bar in fibre and transverse directions and influence of fibre arrangement on mechanical properties of the bar. Analysis was performed for bars with different ratio between fibres of carbon and fibres of basalt (1:9; 1:4; 1:3; 1:2; 1:1). Investigations were done for two different bar architecture arrangements, where carbon fibres are estimated in the first case in the region near the edge and in another case in core region
Author Kostiantyn Protchenko WIL
Kostiantyn Protchenko,,
- Faculty of Civil Engineering
, Joanna Dobosz WIL
Joanna Dobosz,,
- Faculty of Civil Engineering
, Marek Urbański IIB
Marek Urbański,,
- The Institute of Civil Engineering
, Andrzej Garbacz IIB
Andrzej Garbacz,,
- The Institute of Civil Engineering
Journal seriesCzasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury, JCEEA, ISSN 2300-5130, e-ISSN 2300-8903 [2300-8903]
Issue year2016
Vol63
No1/1
Pages149-156
Publication size in sheets0.5
Conference62 Konferencja naukowa KILiW PAN i Komitetu Nauki PZITB , 11-09-2016 - 16-09-2016, Krynica, Polska
Keywords in PolishHybrydowy pręt C/BFRP, HFRP, BFRP, CFRP, układ włókien
Keywords in EnglishHybrid C/BFRP bar, HFRP, BFRP, CFRP, bar architecture
Abstract in PolishW niniejszym artykule przedstawiono analityczne i numeryczne obliczenia mechanicznych właściwości obecnie opracowywa-nych prętów hybrydowych HFRP (Hybrid Fibre Reinforced Polymer) powstałych poprzez zastąpienie (substytucję) części włókien bazaltowych BFRP (Basalt Fibre Reinforced Polymer) włóknami węglowymi CFRP (Carbon Fibre Reinforced Poly-mer). W tym aspekcie termin ,,substytucja” rozumiany będzie jako modyfikacja prętów BFRP polegająca na zastąpieniu pew-nej części włókien bazaltowych przez włókna węglowe. Celem analizy jest określenie optymalnego modelu prętów hybrydowych HFRP, które stanowiłyby realną alternatywę dla prętów stalowych stosowanych do zbrojenia konstrukcji betonowych. Zamiana włókien bazaltowych, włóknami węglowymi prowadzi do uzyskania lepszych właściwości mechanicznych prętów. Względy ekonomiczne skłaniają do ograniczenia procentowego udziału włókien węglowych w prętach HFRP do rozsądnej wielkości, oraz zastosowaniu włókien węglowych o stosunkowo niedużej wy-trzymałości (Low Strength Carbon Fibres) jak na włókna CFRP. W pracy przedstawiony został opis struktury pręta hybrydowego, oszacowanie właściwości mechanicznych wzdłuż i w poprzek włókien, a także wpływ układu włókien w przekroju poprzecznym pręta na jego zachowanie mechaniczne. Analizę przeprowadzono dla różnych proporcji udziału włókien węglowych do włókien bazaltowych (1:9; 1:4; 1:3; 1:2; 1:1) w prętach HFRP. Rozpatrzono dwa przypadki rozmieszczenia włókien w przekroju poprzecznym pręta (Bar Architecture). Pierwszy z włóknami węglowymi zlokalizowanymi w rdzeniu, natomiast drugi z włóknami węglowymi usytuowanymi w po-wierzchniowej warstwie pręta
project[245084 POLON] Innovative hybrid FRP rebar for construction infrastructure with enhanced durability. Project leader: Garbacz Andrzej, , Phone: 22 234 6489, start date 01-10-2015, planned end date 30-09-2018, PBS3/A2/20/2015, Implemented
WIL Projects financed by NCRD [Projekty finansowane przez NCBiR (NCBR)]
Languagepl polski
Score (nominal)9
ScoreMinisterial score = 9.0, 28-11-2017, ArticleFromJournal
Ministerial score (2013-2016) = 9.0, 28-11-2017, ArticleFromJournal
Citation count*3 (2018-07-20)
Cite
Share Share

Get link to the record
msginfo.png


* presented citation count is obtained through Internet information analysis and it is close to the number calculated by the Publish or Perish system.
Back