Search
Search results for: concrete
-
Automatic strength assessment of the virtually modelled concrete interfaces based on shadow-light images
Publication -
Effect of Nano-SiO2 on the Microstructure and Mechanical Properties of Concrete under High Temperature Conditions
Publication -
Evaluation of effectiveness of hydrated lime additive in protecting asphalt concrete against water and frost
PublicationArtykuł przedstawia wyniki badań laboratoryjnych odporności betonu asfaltowego z dodatkiem wapna hydratyzowanego na działanie wody i mrozu. Niszczące oddziaływanie wody i mrozu oceniano przez zestawienie wytrzymałości na pośrednie rozciąganie i modułu sztywnosci sprężystej przed i po laboratoryjnej symulacji działania wody i mrozu zmodyfikowaną metodą Lottmana. Działanie 2 środków adhezyjnych (wapna hydratyzowanego i aminu tłuszczowego)...
-
The effect of aggregate characteristics on the fracture behaviour of fine-grained concrete under tensile loading
PublicationArtykuł przedstawia analizę wpływu kruszywa na zjawisko pękania drobnoziarnistego betonu podczas quasi-statycznego trzypunktowego zginania. Beton został opisany jako stochastyczny i niejednorodny materiał trzyfazowy. Dwuwymiarowe obliczenia numeryczne dla betonowych belek z nacięciem wykonano metodą elementów skończonych stosując izotropowy materiałowy model z degradacją sztywności rozszerzony o długość charakterystyczną mikrostruktury...
-
Numerical studies on size effects in concrete beams. Architecture Civil Engineering Environment ACEE
PublicationW artykule przedstawiony wyniki obliczeń efektów skali w belkach betonowych podczas zginania. Zastosowano model sprężysto-plastyczny z nielokalnym osłabieniem. Rozkład wytrzymałości na rozciąganie był stochastyczny - przestrzennie skorelowany. Belki były geometrycznie podobne. Wyniki porównano z modelem efektu skali Bazanta.
-
The role of tricalcium aluminate and gypsum dehydration level in cement for effective air entrainment of concrete
Publication -
Mechanical properties and interfacial transition zone microstructure of concrete with waste basalt powder addition
Publication -
Gypsum dehydration in cement and its impact on air-void structure in air-entrained concrete
Publication -
Simulation of fracture process in concrete elements with steel fibres using discrete lattice model
PublicationArtykuł omawia wyniki modelowania procesu zarysowania w elementach betonowych zawierające stalowe włókna przy zastosowaniu dyskretnego modelu kratownicowego. Beton był modelowany na poziomie mezoskali z uwzględnieniem 5 faz: kruszywa, zaczynu cementowego, włókien i obu stref kontaktu. Obliczenia wykonano dla jednoosiowego ściskania, jednoosiowego rozciągania i zginania prostego.
-
Effect of steel fibres on concrete behavior in 2D and 3D simulations using lattice model.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej symulacji betonu zbrojonego włóknami stalowymi. Beton został opisany w skali mezo jako materiał 3-fazowy przy zastosowaniu modelu sieciowego. Obliczenia wykonano dla rozciągania jednoosiowego. Porównano ze sobą wyniki dwu- i trójwymiarowe.
-
Experimental and numerical investigations of size effects in reinforced concrete beams with steel or basalt bars.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki obliczeń efektów skali w belkach betonowych zbrojonych prętami stalowymi i bazaltowymi podczas zginania. Zastosowano model sprężysto-plastyczny z nielokalnym osłabieniem. Rozkład wytrzymałości na rozciąganie był stochastyczny – przestrzennie skorelowany. Belki były geometrycznie podobne. Wyniki porównano z modelem efektu skali Bazanta
-
Experimental investigations of strain localization in concrete using Digital Image Correlation (DIC) technique
PublicationW artykule przedstawiono wyniki pomiarów tensora odkształceń w belkach betonowych podczas zginania. Pomiary stref pękania wykonano przy zastosowaniu techniki fotooptycznej DIC.
-
Numerical investigations of size effects in notched and un-notched concrete beams under bending
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej analizy efektów skali (efektu deterministycznego i stochastycznego) w belkach betonowych z nacięciem i bez nacięcia poddanych zginaniu z uwzględnieniem lokalizacji odkształceń. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody elementów skończonych i sprężysto-plastycznego modelu z nielokalnym osłabieniem. Pokazano wpływ wielkości belek betonowych na ich nośność oraz rozkład lokalizacji odkształceń.
-
Experimental investigations of fracture process in concrete by means of x-ray micro-computed tomography
PublicationW artykule pokazano doświadczalne wyniki badań procesu pękania w betonie stosując mikro-tomografię. Doświadczenia wykonano dla zginanych belek betonowych. Wyniki doświadczalne modelowano stosując MES na bazie modelu z degradacją sztywności sprężystej z nielokalnym osłabieniem. Beton symulowano jako materiał 4-fazowy. Uzyskano dobra zgodność wyników MES z doświadczeniami.
-
Wave propagation signals in concrete beams under 3-point bending
Open Research DataThe DataSet contains the results of the mechanical behaviour of a concrete beams with dimensions 40 x 40 x 160 cm3under the 3-point bending. The beams were made of concrete with the following ingredients: CEM I 42.5R (450 kg/m3), water (177 kg/m3), sand 0-2 (675 kg/m3) and gravel 2-8 (675 kg/m3). The bending test was performed using a Zwick/Roell Z10...
-
EXPERIMENTAL AND NUMERICAL INVESTIGATIONS OF CONCRETE BEHAVIOUR AT MESO-LEVEL DURING QUASI-STATIC SPLITTING TENSION
PublicationThe paper describes experimental and numerical results of quasi-static splitting tensile tests on concrete specimens at meso-scale level. The loading strip was made of plywood or steel. Fracture in concrete was detected at the aggregate level by means of three non-destructive methods: 3D x-ray micro-computed tomography, 2D scanning electron microscope and manual 2D digital microscope. The discrete element method was used to directly...
-
Reinforced concrete thin wall dome after eighty years of operation in maritime climate environment
PublicationThe paper presents a description of the construction elements of the Gdynia Seaport main hall dome. Firstly, it provides information about the technical condition of the dome’s structure. Secondly, it examines the strength analysis of the thin-walled reinforced concrete dome covering. Throughout the last 80 years the building has been exposed to an unfavourable marine climate. The analysis of the state of stress and deformations...
-
Computational Complexity and Its Influence on Predictive Capabilities of Machine Learning Models for Concrete Mix Design
PublicationThe design of concrete mixtures is crucial in concrete technology, aiming to produce concrete that meets specific quality and performance criteria. Modern standards require not only strength but also eco-friendliness and production efficiency. Based on the Three Equation Method, conventional mix design methods involve analytical and laboratory procedures but are insufficient for contemporary concrete technology, leading to overengineering...
-
Reference-free determination of debonding length in reinforced concrete beams using guided wave propagation
PublicationThis paper presents theoretical and experimental investigations of guided wave propagation in reinforced concrete beams, with pre-existing debonding between steel rebars and concrete blocks, for the purpose of damage detection. The primary aim of these investigations was a detailed analysis of the possible applications of wave propagation in single and multiple debonding detection in reinforced concrete structures and reference-free...
-
Experimental investigations on the mechanical properties and damage detection of carbon nanotubes modified crumb rubber concrete
PublicationThis study presents a modified crumb rubber (MCR) concrete design mix reinforced with multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs), mechanical characterization, and cracking monitoring using the acoustic emission (AE) technique. The results showed that the bridging effect of MWCNTs and MCR in the concrete mix mitigated the shortcomings of MWCNT-MCR concrete and improved the flexural and compressive strengths by 18.3% and 26.5%, respectively,...
-
Flow cytometric approach to evaluate the impact of hydro-technical concrete compounds’ release to the freshwater microbiome
PublicationThe aim of this research was to test the potential of applying a flow cytometric procedure to evaluate the impact of concrete compounds’ release to the freshwater microbiome. Cells from the collected samples were stained with a fluorogenic redox indicator dye that measures the redox potential of microbial cells. This novel approach was combined with the assessment of microorganisms’ penetration into the internal structures of concrete...
-
Experimental Investigations of Fracture Process Using DIC in Plain and Reinforced Concrete Beams under Bending
PublicationThe fracture behaviour of concrete and reinforced concrete beams under quasi-static three-point bending was comprehensively investigated with experiments at laboratory scale. The eight various concrete mixes were tested. The influence of the shape, volume and size of aggregate particles and reinforcement on concrete fracture under bending was studied. Displacements on the surface of concrete beams were measured by means of the...
-
Numerical simulation of the influence of the selected factors on the performance of a concrete road barrier H2/W5/B
PublicationThis paper discuss the influence of selected factors on the performance of a concrete road barrier H2/W5/B. Modelling techniques of a concrete road safety system were briefly discussed. Comparison to the full scale crash test results has been shown. The concrete road safety barrier has been investigated for evaluation of the overall damage after collision under various initial conditions. The failure assessment criterion has been...
-
A study on fibre-reinforced concrete elements properties based on the case of habitat modules in the underwater sills
PublicationHydrotechnical constructions are mostly objects functioning in extreme conditions and requiring a custom-made construction project. In the case of using prefabricated elements, it is required to develop production, transport, assembly, conservation and repair technology. Concerning the problem of concrete cracks, modern repair systems allow positive effects to be achieved in many cases of concrete elements repair. In this work...
-
Experimental Studies of Concrete-Filled Composite Tubes under Axial Short- and Long-Term Loads
PublicationThe paper presents experimental studies on axially compressed columns made of concrete-filled glass fiber reinforced polymer (GFRP) tubes. The infill concrete was C30/37 according to Eurocode 2. The investigated composite pipes were characterized by different angles of fiber winding in relation to the longitudinal axis of the element: 20, 55 and 85 degrees. Columns of two lengths, 0.4 m and 2.0 m, were studied. The internal diameter...
-
Size effect in concrete beams under bending – influence of the boundary layer and the numerical description of cracks
PublicationIn the paper the size effect phenomenon in concrete is analysed. The results of numerical simulations of using FEM on geometrically similar un-notched and notched concrete beams under bending are presented. Concrete beams of four different sizes and five different notch heights under three-point bending test were simulated. In total 18 beams were analysed. Two approaches were used to describe cracks in concrete. First, eXtended...
-
Mechanical Performance and Environmental Assessment of Sustainable Concrete Reinforced with Recycled End-of-Life Tyre Fibres
PublicationThe presented research’s main objective was to develop the solution to the global problem of using steel waste obtained during rubber recovery during the tire recycling. A detailed comparative analysis of mechanical and physical features of the concrete composite with the addition of recycled steel fibres (RSF) in relation to the steel fibre concrete commonly used for industrial floors was conducted. A study was carried out using...
-
The vibration-based assessment of the influence of elevated temperature on the condition of concrete beams with pultruded GFRP reinforcement
PublicationConcrete beams reinforced with glass fiber reinforced polymer (GFRP) bars subjected to elevated temperature have been experimentally studied. The influence of high temperatures on GFRP-reinforced concrete beams condition has been check both, destructively and nondestructively. The nondestructive tests foresaw vibration-based tests to obtain the natural frequency values after exposure to varying temperatures. The vibration-based...
-
Experimental and analytical analysis of punching shear in flat slabs supported on column topped with concrete head
PublicationAn experimental laboraatory test of the two series of slab-column elements topped with drop panels of varying sizes is described in this paper. The scope of the paper is to investigate the influence of the drop panel size and stiffness on the behaviour of the connection between the flat slab and the column topped by the concrete head. The impact of the head size and stiffness is analysed analytically and experimentally. The experimental...
-
Machine-Learning Methods for Estimating Performance of Structural Concrete Members Reinforced with Fiber-Reinforced Polymers
PublicationIn recent years, fiber-reinforced polymers (FRP) in reinforced concrete (RC) members have gained significant attention due to their exceptional properties, including lightweight construction, high specific strength, and stiffness. These attributes have found application in structures, infrastructures, wind power equipment, and various advanced civil products. However, the production process and the extensive testing required for...
-
Size effect at aggregate level in microCT scans and DEM simulation – Splitting tensile test of concrete
PublicationThe paper describes an experimental and numerical study of size effect on concrete cylindrical specimens in splitting tensile test. Own experimental campaign was performed on specimens with 5 various diameters from D = 74, 105, 150, 192 and 250 mm with hardboard loading strips (distributed load according to standard methods) scaled proportionally to the specimen diameter. The crack opening-control system was applied to obtain the...
-
SFEM Analysis of Beams with Scaled Lengths including Spatially Varying and Cross-Correlated Concrete Properties
PublicationThis paper presents the results obtained for plain concrete beams under four-point bending with spatially varying material properties. Beams of increasing length but constant depth were analyzed using the stochastic finite element method. Spatial fluctuation of a uniaxial tensile strength, fracture energy and elastic modulus was defined within cross-correlated random fields. The symmetrical Gauss probability distribution function...
-
Effect of water infiltration through concrete block spillways on the slope stability of earth overflow dams
Publication -
Accuracy of parameter identification using the dispersion of surface waves and the role of data quality for inhomogeneous concrete
Publication -
FE analysis of strain localization in concrete in elasto-plasticity and damage mechanics with non-local softening
PublicationW artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznych zjawiska lokalizacji odkształceń w betonie wykonanaych przy zastosowaniu metody elementów skończonych (MES). Do opisu betonu wykorzystano dwa prawa materiałowe zdefiniowane w ramach teorii plastyczności (kryterium Druckera-Pragera w ściskaniu i warunek Rankine'a w rozciąganiu) oraz mechaniki uszkodzeń w sformułowaniu odkształceniowym. Dla poprawnego opisu lokalizacji (regularyzacji...
-
Bacterial Inactivation on Concrete Plates Loaded with Modified TiO2 Photocatalysts under Visible Light Irradiation
Publication -
Mechanical Strength and Thermal Properties of Cement Concrete Containing Waste Materials as Substitutes for Fine Aggregate
Publication -
Modelling and parameter identification of steel–concrete composite beams in 3D rigid finite element method
Publication -
FE-investigations on crack spacing in reinforced concrete beams within non-local continuum mechanics.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej analizy rozstawu rys w belkach żelbetowych przy zastosowaniu dwóch ciągłych modeli nielokalnych. Zbadano wpływ wielu różnych parametrów na rozstaw rys.
-
Analysis of strain localization in reinforced concrete elements with explicit second-gradient strain damage approach
PublicationArtykuł omawia obliczanie elementów żelbetowych przy zastosowaniu modelu zniszczeniowego z degradacją sztywności z uwzględnieniem lokalizacji odkształceń. Obliczenia wykonano dla belek żelbetowych.
-
An elasto-plastic constitutive model with non-local softening and viscosity to describe dynamic concrete behaviour.
PublicationW artykule zaproponowano model do opisu betonu podczas dynamicznego obciążenia. Przyjęto model sprężysto-plastyczny z degradacją sztywności i nielokalnym osłabieniem rozszerzony o lepkość. Obliczenia MES dla elementów betonowych pod obciążeniem dynamicznym o różnej prędkości obciążenia porównano z doświadczeniami.
-
Two - scale model for concrete beams subjected to three point bending - numerical analyses and experiments
PublicationArtykuł omawia dwu-skalowe podejście do betonu przy wykorzystaniu połączonych modeli. Metodę elementów skończonych zastosowano na poziomie makro. Na poziomie mikro zastosowano metodę elementów dyskretnych. Macierz sztywności wyznaczono na podstawie tensora naprężeń wyznaczonego w skali mikro. Wyniki numeryczne dw-skalowe porównano z wynikami dyskretnymi dla całego obszaru.
-
Comparative DEM calculations of fracture process in concrete considering real angular and artificial spherical aggregates
PublicationArtykuł omawia wyniki obliczeń numerycznych pękania dla betonu stosując metodę elementów dyskretnych (DEM). Beton był opisany jako materiał 4-fazowy i był poddany zginaniu. Zbadano wpływ kształtu kruszywa na proces pekania i na zalezność obciązenia od ugięcia. Wyniki dwuwymiarowe i trzywymiarowe porównano bezpośrednio z doświadczeniami. Wyniki pokazały duzy wpływ kształtu kruszywa na wyniki numeryczne.
-
Experimental and numerical investigations of concrete behaviour at meso-level during quasi-static splitting tension.
PublicationArtykuł omawia wyniki numeryczne dotyczące pękania betonu uzyskane stosując metodę elementów dyskretnych. Dwuwymiarowe obliczenia wykonano dla próbek betonowych podczas rozłupywania. Beton został opisany jako model 4-fazowy. Mikrostruktura betonu odpowiadała zdjęciom tomograficznym. Zbadano wpływ warunków brzegowych na proces pękania. W obliczeniach zwrócono uwagę na porzebieg zjawisk mikrostrukturalnych przebieg pękania. Wyniki...
-
Fracture evolution in concrete compressive fatigue experiments based on X-ray micro-CT images
PublicationArtykuł omawia ewolucje pękania w betonie podczas cyklicznego ściskania betonu. Przestrzenną ewolucję pękania zobrazowano stosując mikro-tomograf rentgenowski. Zdjęcia wykonano dla różnych cykli zmęczeniowych. Wyniki porównano z testami monotonicznymi. Jakościowa ewolucja objętości pękania ze wzrostem zmęczeniowego zniszczenia pokazała silnie nieliniowy kształt.
-
Experimental and numerical assessment of size effect in geometrically similar slender concrete beams with basalt reinforcement
PublicationW artykule przedstawiono doświadczalne i numeryczne wyniki badań efektu skali w geometrycznie podobnych smukłych belkach betonowych ze zbrojeniem bazaltowym. Doświadczenia zostały symulowane stosując metodę elementów skończonych w oparciu o model sprężysto-plastyczny z degradacją sztywności i nielokalnym osłabieniem. Otrzymano dobrą zgodność wyników doświadczalnych z numerycznymi.
-
Measurements of the heat of hydration released by concrete specimens cured under adiabatic conditions
Open Research DataThe DataSet contains measurements of heat of hydartion of concrete cubes (150 x 150 x 150 mm) cured under adiabatic conditions. The specimens were moulded from six types of concrete mixtures produced in the laboratory conditions. Mix #1: Portland cement CEM I 42.5R and gravel aggregate, mix #2: CEM I 42.5R and basalt aggregate, mix#3: Portland-composite...
-
Investigations of size effect in concrete at aggregate level - experiments and calculations results using discrete element method
PublicationSize effect is a fundamental phenomenon in concrete. It is characterised by decreasing strength and increasing brittleness of concrete with increasing size. The thesis includes experimental and theoretical elements. The main goal of the thesis were investigations of a size effect at the aggregate level by taking fracture into account with the discrete element method (DEM) for various failure modes. Comprehensive experiments on...
-
Electrochemical investigations on the corrosion behaviour of reinforcing steel in diatomite- and zeolite-containing concrete exposed to sulphuric acid
PublicationCorrosion is a major concern for most structural applications. Its detrimental effect significantly reduces the life of metallic components. This paper presents the results of an experimental investigation of corrosion in the steel reinforcement of concrete samples having three different substituents: 20% diatomite, 20% zeolite, and a reference without zeolite or diatomite. All concrete specimens were subjected to a solution of...
-
Modelling reinforced concrete beams under mixed shear-tension failure with different continuous FE approaches
PublicationThe paper presents quasi-static numerical simulations of the behaviour of short reinforced concrete beams without shear reinforcement under mixed shear-tension failure using the FEM and four various constitutive continuum models for concrete. First, an isotropic elasto-plastic model with a Drucker-Prager criterion defined in compression and with a Rankine criterion defined in tension was used. Next, an anisotropic smeared crack...