Search
Search results for: concrete, durability, sustainability, cement, concrete design, co2 emission
-
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
-
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 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.
-
Modelling and parameter identification of steel–concrete composite beams in 3D rigid finite element method
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...
-
Effect of water infiltration through concrete block spillways on the slope stability of earth overflow dams
Publication -
Bacterial Inactivation on Concrete Plates Loaded with Modified TiO2 Photocatalysts under Visible Light Irradiation
Publication -
Accuracy of parameter identification using the dispersion of surface waves and the role of data quality for inhomogeneous concrete
Publication -
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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 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.
-
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...
-
Artur Piekarczuk dr hab. inż. prof. ITB
PeopleMy professional activity includes issues related to the examination and evaluation of construction products and the preparation of academic, technical and expert opinions on building construction structures as well as scientific articles in the field of buildings. My interests were focused on the use of modern methods of numerical analysis in research and expert works. I am currently the Manager of the Durability Testing Laboratory...
-
Exergy analysis of a negative CO2 emission gas power plant based on water oxy-combustion of syngas from sewage sludge gasification and CCS
PublicationA power cycle with water-injected oxy-combustion (water cycle) is investigated by exergy analysis. It is fueled with syngas (aka. producer gas) from gasification of sewage sludge. The cycle is equipped with a spray-ejector condenser (SEC). CO2 is separated and compressed for transportation and storage. The net delivered electric power is 31% of the fuel exergy. The task efficiency is 39% when the flue gas bleed to gasification...
-
Experimental validation of the use of energy transfer ratio (ETR) for damage diagnosis of steel-concrete composite beams
Publication -
Badania eksploatacyjne żelbetonu podczas realizacji ochrony katodowej. Investigations of cathodic protection of exposed reinforced concrete
PublicationPrzedstawiono wyniki badań realizacji ochrony katodowej stalowego zbrojenia betonu. Jako anodę zastosowano powłokę ochronną charakteryzującą się wysokim przewodnictwem elektrycznym. Podczas ekspozycji wykonywano pomiary potencjału powłok, który odzwierciedla zmiany rezystancji elektrycznej. Powłoki zawierające niskie zawartości grafitu charakteryzują się wysokimi rezystancjami rosnącymi podczas realizacji ochrony, ponadto w stosunku...
-
Analysis of concrete behaviour under cycling within coupled elasto-plastic-damage with non-local softening
PublicationArtykuł omawia wyniki symulacji zachowania sie elementów betonowych poddanych cyklicznemu obciążeniu. Do symulacji zastosowano 3 połączone modele sprężysto-plastyczne z degradacją sztywności i z nielokalnym osłabieniem. Wyniki symulacji porównano z doświadczeniami laboratoryjnymi..
-
Calculations of fracture process zones on meso-scale in notched concrete beams subjected to three-point bending.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numeryczne MES modelowanie belek betonowych z nacięciem na poziomie skali mezo. Beton został opisany na poziomie skali mezo jako stochastyczny materiał 3-składnikowy złożony z kruszywa, zaczynu cementowego oraz stref kontaktu. Obliczenia wykonano przy wykorzystaniu modelu degradacji sztywności z nielokalnym osłabieniem. Zbadano wpływ stochastycznego rozkładu kruszywa, średnicy, kształtu oraz zagęszczenia...
-
Application of enhanced elasto-plastic damage models to concrete under quasi-static and dynamic cyclic loading
PublicationArtykuł omawia wyniki symulacji zachowania sie elementów betonowych poddanych zginaniu w czasie cyklicznego obciążenia. Do symulacji zastosowano 3 połączone modele sprężysto-plastyczne z degradacją sztywności i z nielokalnym osłabieniem. Wyniki symulacji porównano bezpośrednio z doświadczeniami.
-
FE-analysis of the beaviour of concrete elements with coupled elasto-plastic-damage models with non-local softening
PublicationArtykuł omawia wyniki symulacji zachowania sie elementów betonowych poddanych cyklicznemu obciążeniu. Do symulacji zastosowano połączone modele sprężysto-plastyczne z degradacją sztywności i z nielokalnym osłabieniem. Wyniki symulacji porównano z doswiadczeniami.
-
FE-modelling of concrete behaviour under mixed mode conditions with non-local and cohesive constitutive models.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki symulacji rys zaokrąglonych w elementach betonowych w warunkach mieszanego sposobu obciążenia. Symulacje wykonano przy zastosowaniu modelu rys kohezyjnych i modeli mechaniki ośrodka ciągłego z nielokalnym osłabieniem.. Wyniki symulacji porównano z doświadczeniami.
-
Comparison of continuous and discontinuous constitutive models to simulate concrete behaviour under mixed mode failure conditions
PublicationW artykule porównano modele MES ciągłe i nieciągłe do symulacji zachowania betonu w warunkach mieszanego zniszczenia. W ramach modeli ciągłych zastosowano modele sprężysto-plastyczne oraz modele z redukcją sztywności sprężystej i nielokalnym osłabieniem. W ramach modeli nieciągłych zastosowano XFEM. Przedmiotem obliczeń były strefy lokalizacji i rysy w warunkach mieszanego zniszczenia wg testu doświadczalnego Nooru-Mohameda.
-
Parametric FE studies on a coupled energetic-statistical size effect in plain concrete beams under bending
PublicationW artykule omówiono wyniki połączonego deterministyczno-statystycznego efektu skali w betonowych belkach podczas zginania. Obliczenia wykonano stosując MES w zakresie sprężysto-plastyczności z nielokalnym osłabieniem. Obliczenia wykonano dla różnych długości korelacji i współczynnika zmienności.
-
Coupled DEM/CFD analysis of impact of free water on the static and dynamic response of concrete in tension regime
PublicationW tym artykule zbadano numerycznie quasi-statyczne i dynamiczne zachowanie częściowo nasyconego płynem betonu w warunkach dwuwymiarowego (2D) jednoosiowego rozciągania w mezoskali. Obliczono, jaki wpływ ma zawartość wolnego płynu porowego (gazu i wody) na proces pękania i wytrzymałość betonu w rozciąganiu. Do symulacji zachowania betonu całkowicie i częściowo nasyconego płynem w warunkach quasi-statycznych i dynamicznych wykorzystano...
-
Finite element analysis on failure of reinforced concrete corner in sewage tank under opening bending moment
PublicationW artykule omówiono mechanizm uszkodzenia żelbetowego zbiornika ściekowego w narożniku ściany, który uległ uszkodzeniu podczas próby wypełnienia na skutek nadmiernych przemieszczeń poziomych ścian pod wpływem otwierającego momentu zginającego. Aby wyjaśnić przyczyny awarii, przeprowadzono kompleksowe obliczenia metodą elementów skończonych (MES) żelbetowego zbiornika w warunkach odkształcenia płaskiego. Beton zamodelowano za pomocą...
-
Modelling of Capillary Pressure-driven Water Flow in Unsaturated Concrete Using Coupled DEM/CFD Approach.
PublicationSformułowano nowatorskie, połączone podejście do modelowania dwufazowego przepływu wody napędzanego kapilarami w nienasyconym betonie. Dzięki połączeniu metody elementów dyskretnych (DEM) z obliczeniową dynamiką płynów (CFD) w warunkach izotermicznych proces został zbadany numerycznie w mezoskali w warunkach dwuwymiarowych. Niewielkie próbki betonu o uproszczonej mezostrukturze cząstek poddano w pełni sprzężonym hydromechanicznym...
-
Hybrid geothermal-fossil power cycle analysis in a Polish setting with a focus on off-design performance and CO2 emissions reductions
Publication -
Enhanced coupled elasto-plastic-damage models to describe concrete behaviour in cyclic laboratory tests: comparison and improvement.
PublicationArtykuł omawia różne modele połączone sprężysto-plastyczne z degradacją sztywności do opisu zachowania się betonu pod obciążeniem cyklicznym. Modele zostały rozszerzone o długość charakterystyczną mikrostruktury w do opisu lokalizacji odkształceń. Wykonano obliczenia MES dla ściskania i zginania. Zaproponowano własny ulepszony model.
-
Asphalt concrete subjected to long-time loading at low temperatures – Deviations from the time-temperature superposition principle
PublicationThe article presents the observed deviations from the time-temperature superposition principle of asphalt concretes, tested in the bending beam creep test at low temperatures for a long time of loading. In almost all tested asphalt concretes, deviations appeared after 500 s of loading at the temperature of -10 C. Some types of bitumen presented deviations at other temperatures – usually the harder the grade of the bitumen, the...
-
Load-carrying capacity and state of effort of tubes made of glass and basalt fibre reinforced polymer filled with concrete
PublicationOpisano badania eksperymentalne słupów wykonanych z rur polimerowych zbrojonych włóknami szklanymi i bazaltowymi. Część rur wypełniano wewnątrz betonem. Słupy z wypełnieniem niszczyły się w sposób powolny, wykazując wysoką nośność pokrytyczną, podczas gdy słupy z rur pustych niszczyły się w sposób gwałtowny, niesygnalizowany. Nośności uzyskane eksperymentalnie porównano do nośności obliczonych teoretycznie na podstawie procedur...
-
Concrete beams under bending - calculations of size effects within stochastic elasto-plasticity with non-local softening
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej analizy efektów skali (efektu deterministycznego i stochastycznego) w belkach betonowych nacięciem 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 nośność.
-
Coupled elasto-plastic-damage model with non-local softening enhanced by 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.
-
A three-dimensional meso-scale approach with cohesive elements to concrete fracture based on X-ray μCT images.
PublicationArtykuł omawia wyniki numeryczne dotyczące pękania betonu uzyskane stosując trójwymiarowy model mezoskopowy z elementami kohezyjnymi. Obliczenia trójwymiarowe zostały wykonane dla zginanej belki betonowej. Beton został opisany jako model 3-fazowy. Mikrostruktura betonu odpowiadała zdjęciom tomograficznym. Wyniki numeryczne zostały porównane z wynikami doświadczalnymi. Uzyskano b. dobra zgodność między wynikami numerycznymi i doświadczalnymi.
-
International Journal of Concrete Structures and Materials
Journals -
Polyethylene Terephthalate Wastes as a Partial Replacement for Fine Aggregates in Concrete Mix, Case of Jimma Town, South West Ethiopia
Publication -
Notched concrete beams under bending - calculations of size effects within stochastic elasto-plasticity with non-local softening
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej analizy efektów skali (efektu deterministycznego i stochastycznego) w belkach betonowych nacięciem poddanych zginaniu z uwzględnieniem lokalizacji odkształceń. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody elementów skończonych i sprężysto-plastycznego modelu z nielokalnym osłabieniem. Pokazano wpływ wielkości belek na nośność z uwzględnieniem stochastycznego rozkładu wytrzymałości na...
-
Modelling of concrete facture at aggregate level using DEM based on x-ray mu CT images of internal structure
PublicationW artykule pokazano wyniki dyskretne DEM dla pękania betonu poddanego zginaniu. Beton został symulowany jako ośrodek 4-fazowy. Mikrostrukturę betonu określono na podstawie zdjęć uzyskanych mikro-tomografem. Szczególną uwagę zwrócono na zjawiska mikrostrukturalne podczas zarysowania na poziomie kruszywa.
-
Modelling of concrete fracture at aggregate level using FEM and DEM based on X-ray uCT images of internal structure
PublicationArtykuł podejmuje problem pękania w zginanych belkach betonowych. Proces pękania był obserwowany przy zastosowaniu mikrotomografii . Zaobserwowany proces był symulowany numerycznie przy zastosowaniu metody elementów skończonych i metody elementów dyskretnych. Beton był opisany jako materiał 4-fazowy. Otrzymano dobrą zgodność wyników numerycznych z doświadczalnymi.
-
Mesoscopic simulations of a fracture process in reinforced concrete beam in bending using a 2D coupled DEM/micro-CT approach
PublicationW tej pracy zbadano numerycznie w warunkach 2D złożony proces pękania w krótkiej prostokątnej belce betonowej wzmocnionej jednym prętem podłużnym (bez zbrojenia pionowego) i poddanej quasi-statycznemu zginaniu w trzech punktach. Krytyczne pęknięcie poprzeczne w belce spowodowało jej uszkodzenie podczas doświadczenia. Symulacje numeryczne przeprowadzono klasyczną metodą elementów dyskretnych (DEM). Przyjęto trójfazowy opis betonu:...
-
Meso-mechanical modelling of damage in concrete using discrete element method with porous ITZs of defined width around aggregates.
PublicationArtykuł omawia wyniki obliczeń numerycznych pękania dla betonu stosując metodę elementów dyskretnych. Beton był opisany jako materiał 4-fazowy i był poddany zginaniu. W obliczeniach uwzględniono strefy ITZ o skończonej szerokości dookoła wszystkich ziaren kruszywa. Nacisk położono na przebieg mikropęknięć przy kruszywie. Wyniki porównano bezpośrednio z doświadczeniami. Obliczenia wykonano także dla szorstkich ziaren kruszywa....
-
Effect of porosity on physical properties of lightweight cement composite with foamed glass aggregate
PublicationThis paper reports on a study of physical properties of lightweight cement composite. We investigate the possibility of replacing traditional aggregate with Granulated Ash Aggregate (GAA) and above all with Granulated Expanded Glass Aggregate (GEGA). For this purpose, 15 specimens of different percentage share of each aggregate in total aggregate volume were tested: 0%, 25%, 50%, 75% or 100% of foam glass aggregate (GEGA) partially...
-
Potential use of granite waste sourced from rock processing for the application as coarse aggregate in high-performance self-compacting concrete
Publication -
FE-analysis of spacing of localized zones in reinforced concrete bars under tension using elasto-plasticity with non-local softening
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej analizy lokalizacji odkształceń w pręcie żelbetowym poddanym rozciąganiu. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody elementów skończonych i sprężysto-plastycznego modelu z nielokalnym osłabieniem. Pokazano wpływ różnych parametrów na nośność pręta i rozstaw lokalizacji.
-
FE calculations of a deterministic and statistical size effect in concrete under bending within stochastic elasto-plasticity and non-local softening
PublicationW artykule przedstawiony wyniki obliczeń MES deterministycznego i statystycznego efektu skali w belkach betonowych podczas zginania. Zastosowano model w ramach stochastycznej sprężysto-plastyczności i nielokalnego osłabienia. Belki były geometrycznie podobne. Wyniki porównano z modelem efektu skali Bazanta.
-
Mechanical and microstructural properties of cement pastes containing carbon nanotubes and carbon nanotube-silica core-shell structures, exposed to elevated temperature
Publication -
Determination of percolation threshold in cement composites with expanded graphite by impedance spectroscopy
Publication