The Mechanical Characteristics of Polymer Flexible Joint Working Under Compression in Concrete Precast Pavement

• Autorzy: Paweł Kisiel

Warianty tytułu

Parametry mechaniczne polimerowego złącza podatnego poddanego ściskaniu w prefabrykowanych nawierzchniach betonowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The expansion of joints in precast concrete pavements is highly compressed due to large annual temperature amplitudes, which often leads to concrete failure, caused by stress concentration. Within Polymer Flexible Joint (PFJ) technology development it is being examined if the technology is suitable for precast concrete pavements. This paper presents a verification of the joint mechanical behavior under compression, occurring in thermal load cases. In this work, there is tested a set of 20 compressed specimens of side dimension of cross section varying between 100 and 400 mm. All experiments are held up to a limit 80% of polymer strain. All specimens are modelled in Abaqus 6.12 with the use of Finite Element Method. Computed and laboratory experimental test results are compared. The convergence of empirical results with calculated data is shown in the paper, using different polymer material parameters. (original abstract)

Dylatacje w prefabrykowanych nawierzchniach betonowych mogą być poddawane silnemu ściskaniu spowodowanemu wysoką wartością rocznych amplitud temperatur. Obciążenie to może wywoływać koncentrację naprężeń w konstrukcji nawierzchni, co w rezultacie może prowadzić do uszkodzenia betonu. W ramach prac badawczych poświęconych Polimerowemu Złączu Podatnemu (PZP) sprawdzane jest, czy technologia może być stosowana w prefabrykowanych nawierzchniach betonowych. W pracy zaprezentowano weryfikację doświadczalną pracy mechanicznej złącza. Próbki obciążono siłą ściskającą, która może występować w konstrukcji poddanej obciążeniom termicznym. Przebadano 20 próbek PZP poddanych ściskaniu o wymiarach boków prostokątnego przekroju poprzecznego wynoszących od 100 mm do 400 mm. Badania prowadzono do maksymalnego odkształcenia inżynierskiego w polimerze o wartości 80%. Wszystkie próbki zamodelowano w pakiecie obliczeniowym Abaqus 6.12, bazując na Metodzie Elementów Skończonych. Porównano numeryczne i eksperymentalne wyniki badań. Pokazano różnice w wynikach dla modeli numerycznych bazujących na różnych parametrach materiałowych. (abstrakt oryginalny)

Słowa kluczowe

EN

Polymers; Composite materials; Strength of materials

PL

Polimery; Materiały kompozytowe; Wytrzymałość materiałów

• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Numer: nr 4, CD 3
• Strony: 9142--9150

Twórcy

autor

Paweł Kisiel

• Cracow University of Technology

Bibliografia

• [1] Fwa, T.F. (ed.)., 2006. Handbook of highway engineering. CRC Press, Taylor & Francis Group.
• [2] Delatte N.J., 2014. Concrete Pavement Design, Construction, and Performance. CRC Press.
• 3] Kwiecień A.: New repair method of cracked concrete airfield surfaces using of polymer joint, Proc. 13th Int. Congress of Polymers in Concrete - ICPIC 2010 (edit. J.B. Aguiar, S. Jalali, A. Camões, R.M. Ferreira), Funchal - Madeira, Portugal, p. 657-664.
• [4] Wu, W., Chen, T., Zang, W., Chen, R.: 2003. Study of the causes of crack in concrete pavement of airfield. In RILEM Proceedings PRO 32, Advances in concrete and structures, ICACS 2003, Xuzhou.
• [5] Kwiecień A.: Polymer flexible joints in masonry and concrete structures. Monography No. 414, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Seria Inżynieria Lądowa, Kraków 2012.
• [6] Kwiecień A., Gruszczyński M., Zając B.: Tests of flexible polymer joints repairing of concrete pavements and of polymer modified concretes influenced by high deformations, "Trans Tech Publications, Key Engineering Materials" Vol. 466/2011, pp. 225-239.
• [7] Zając B.: Potentials of using PU in structural joints in civil engineering considering aspect of thermal work. Science and Technology Conference "Polyurethanes 2013 -current development trends", 10/2013 Ustron, Poland, Volume: O21.
• [8] Definition Of Technology Readiness Levels, http://esto.nasa.gov/files/trl_definitions.pdf.
• [9] Kwiecień A., Kuboń P., Zając B.: 2011. Experimental verification of hyperelastic model of polymer on a case study of the flexible polymer joint. "Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej", Rzeszów. (in Polish).
• [10] Abaqus Theory Manual, Abaqus On-line documentation http://baribal.cyf-kr.edu.pl:2080/v6.7.
• [11] EN1992-1-1 Eurocode 2: Design of concrete structures