Визначення впливу міцності на розтяг на ширину тріщини високоміцної залізобетонної балки з поліпропіленовим волокном з відходів медичних масок

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.298842

Ключові слова:

міцність на розрив, ширина тріщини, високоміцність, залізобетонна балка, відходи медичної маски, поліпропіленове волокно

Анотація

Тріщини в бетонних конструкціях через слабкість на розтяг можна усунути за допомогою фібробетону, в тому числі відходів медичної маски як добавки до високоміцних бетонних сумішей. Це дослідження впливу поліпропіленового волокна з відходів медичної маски на механічні характеристики, поведінку при вигині та ширину тріщини балок із високоміцного залізобетону (ЗБ). На початковому етапі досліджували властивості бетонних складових матеріалів. Процес випробування базувався на проектуванні високоміцної бетонної суміші з використанням таблиці розрахунку суміші за методом Айтчина. Міцність на стиск і міцність на розрив випробовували при вмісті волокон (0 %, 0,15 %, 0,20 % і 0,25 %). Процедуру триточкового випробування на згин проводили через 28 днів на RC балках 1200×100×150 (мм). Використання лінійного змінного диференціального перетворювача, тензодатчиків та інших вимірювальних пристроїв підтримало отримання необхідних даних. Результати показали, що міцність на розрив досягла оптимального значення 66,19 МПа при вмісті волокна 0,24 %. Поліпропіленове волокно з відходів медичної маски в ЗБ балках продемонструвало позитивний вплив на зменшення ширини тріщини при збільшенні міцності на розрив. Вміст клітковини у відпрацьованій масці 0,15 %, 0,20 % і 0,25 % дав стабільні та кращі результати порівняно з 0 % вмістом (без клітковини). Завдяки високому напруженню сталі (fs) і високій деформації він пропонує потенціал для покращення механічних властивостей високоміцного бетону, тим самим зменшуючи ширину тріщин, які виникають. Це покращує міцність бетону на розрив. Вплив межі міцності на розрив на ширину тріщини (w) балок із підходом формули: wexp=3,74ftf-1,513, wan=0,187ftf-0,022 показує, що експериментальні результати мають значний вплив на зменшення ширини тріщини, яка виникає в високоміцні ЖБ балки, тим самим покращуючи якість бетону

Спонсор дослідження

  • We thank LPPM Brawijaya University for providing financial support in the Doctoral Dissertation Research (PDD) DRTPM DIKTI TA Research Program 2023, thus assisting in the completion of this research.

Біографії авторів

Diana Ningrum, Brawijaya University; Tribhuwana Tungga Dewi University

Student Civil Engineering Doctoral Program

Department of Civil Engineering

Lecturer

Department of Civil Engineering

Agoes Soehardjono, Brawijaya University

Professor Civil Engineering Doctoral Program

Department of Civil Engineering

Hendro Suseno, Brawijaya University

Associate Professor Civil Engineering Doctoral Program

Department of Civil Engineering

Ari Wibowo, Brawijaya University

Asisstant Professor Civil Engineering Doctoral Program

Department of Civil Engineering

Посилання

  1. Harussani, M. M., Sapuan, S. M., Rashid, U., Khalina, A., Ilyas, R. A. (2022). Pyrolysis of polypropylene plastic waste into carbonaceous char: Priority of plastic waste management amidst COVID-19 pandemic. Science of The Total Environment, 803, 149911. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.149911
  2. Prioleau, R. M. (1995). Recycling of Polypropylene. Plastics, Rubber, and Paper Recycling, 80–88. https://doi.org/10.1021/bk-1995-0609.ch007
  3. Mavrokefalidis, D. (2020). Coronavirus face masks ‘could have a devastating effect on the environment’. Energy Live. Available at: https://www.energylivenews.com/2020/03/17/coronavirus-face-masks-could-have-a-devastating-effect-on-the-environment/
  4. Sadiqul Islam, G. M., Gupta, S. D. (2016). Evaluating plastic shrinkage and permeability of polypropylene fiber reinforced concrete. International Journal of Sustainable Built Environment, 5 (2), 345–354. https://doi.org/10.1016/j.ijsbe.2016.05.007
  5. Kilmartin-Lynch, S., Saberian, M., Li, J., Roychand, R., Zhang, G. (2021). Preliminary evaluation of the feasibility of using polypropylene fibres from COVID-19 single-use face masks to improve the mechanical properties of concrete. Journal of Cleaner Production, 296, 126460. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.126460
  6. Xu, H., Shao, Z., Wang, Z., Cai, L., Li, Z., Jin, H., Chen, T. (2020). Experimental study on mechanical properties of fiber reinforced concrete: Effect of cellulose fiber, polyvinyl alcohol fiber and polyolefin fiber. Construction and Building Materials, 261, 120610. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120610
  7. Skarżyński, Ł., Tejchman, J. (2021). Investigations on fracture in reinforced concrete beams in 3-point bending using continuous micro-CT scanning. Construction and Building Materials, 284, 122796. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.122796
  8. Yin, S., Tuladhar, R., Shi, F., Combe, M., Collister, T., Sivakugan, N. (2015). Use of macro plastic fibres in concrete: A review. Construction and Building Materials, 93, 180–188. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.05.105
  9. Naotunna, C. N., Samarakoon, S. M. S. M. K., Fosså, K. T. (2021). Experimental investigation of crack width variation along the concrete cover depth in reinforced concrete specimens with ribbed bars and smooth bars. Case Studies in Construction Materials, 15, e00593. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2021.e00593
  10. Soehardjono, A., Wibowo, A., Nuralinah, D., Aditya, C. (2023). Identifying the influence of reinforcement ratio on crack behaviour of rigid pavement. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (7 (125)), 87–94. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.290035
  11. Gribniak, V., Rimkus, A., Pérez Caldentey, A., Sokolov, A. (2020). Cracking of concrete prisms reinforced with multiple bars in tension–the cover effect. Engineering Structures, 220, 110979. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2020.110979
  12. He, S., Mustafa, S., Chang, Z., Liang, M., Schlangen, E., Luković, M. (2023). Ultra-thin Strain Hardening Cementitious Composite (SHCC) layer in reinforced concrete cover zone for crack width control. Engineering Structures, 292, 116584. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2023.116584
  13. Ningrum, D., Soehardjono, A., Suseno, H., Wibowo, A. (2023). Analysis of the effect of using Covid-19 medical mask waste with polypropylene on the compressive strength and split tensile strength of high-performance concrete. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (6 (121)), 40–46. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.272529
  14. Lloyd, N. A., Rangan, B. V. (1994). High-Performance Concrete Columns. “SP-149: High-Performance Concrete - Proceedings, International Conference Singapore, 1994.” https://doi.org/10.14359/4167
  15. Krisnamurti, Soehardjono, A., Zacoeb, A., Wibowo, A. (2018). Development of Mix Design Method in Efforts to Increase Concrete Performance Using Portland Pozzolana Cement (PPC). Journal of Physics: Conference Series, 953, 012016. https://doi.org/10.1088/1742-6596/953/1/012016
  16. Uomoto, T., Ishibashi, T., Nobuta, Y., Satoh, T., Kawano, H., Takewaka, K., Uji, K. (2008). Standard Specifications for Concrete Structures-2007 by Japan Society of Civil Engineers. Concrete Journal, 46 (7), 3–14. https://doi.org/10.3151/coj1975.46.7_3
  17. El Aal, A. A., Abdullah, G. M. S., Qadri, S. M. T., Abotalib, A. Z., Othman, A. (2022). Advances on concrete strength properties after adding polypropylene fibers from health personal protective equipment (PPE) of COVID-19: Implication on waste management and sustainable environment. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 128, 103260. https://doi.org/10.1016/j.pce.2022.103260
Ідентифікація впливу міцності на розтяг на ширину тріщини високоміцної залізобетонної балки з поліпропіленовим волокном з відходів медичних масок

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-02-28

Як цитувати

Ningrum, D., Soehardjono, A., Suseno, H., & Wibowo, A. (2024). Визначення впливу міцності на розтяг на ширину тріщини високоміцної залізобетонної балки з поліпропіленовим волокном з відходів медичних масок. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(7 (127), 14–21. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.298842

Номер

Том 1 № 7 (127) (2024): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Diana Ningrum, Agoes Soehardjono, Hendro Suseno, Ari Wibowo

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.