S. Dawczyński

Self-Monitoring Strengthening System Based on Carbon Fiber Laminate

Externally bonded composites reinforced with high-strength fibers are increasingly popular in construction, especially in structures’ strengthening, where the best possible mechanical properties are required. At the same time the ability to autodetect threats is one of the most desirable features of contemporary structures. The authors of the paper have developed an intelligent fabric, wherein the carbon fibers play the role of not only tensile reinforcement but also strain sensor. The idea is based on the construction of the strain gauge, where the thread of carbon fibers arranged in zig-zag pattern works as electrical conductor and is insulated by parallel thread of glass or acrylic fibers. Preliminary laboratory tests were designed to create effective measurement techniques and assess the effectiveness of the strengthening of selected building structures, as reinforced concrete and timber beams. Presented in the paper, selected results of these studies are very promising, although there were some noted problems to be considered in next steps. The main problem here is the control of the cross section of the fibers tow, affecting the total resistance of the fabric. One of the main deficiencies of the proposed solution is also sensitivity to moisture.

Możliwości wtórnego wykorzystywania drewnianych elementów konstrukcyjnych

W Polsce drewno jako materiał konstrukcyjny kojarzone jest przede wszystkim z elementami konstrukcji dachów oraz obiektami sakralnymi bądź chatami, a tylko w niewielkim zakresie jako materiał na konstrukcje inżynierskie takie jak mosty, kładki czy wieże. Z uwagi na duże zalesienie obszaru Polski i mały popyt na drewno, zagadnienia recyklingu drewna kojarzone były, bądź nadal są, głównie ze spalaniem drewna lub przetwarzaniem go na materiały drewnopochodne. W związku z coraz większym rozwojem gospodarczym świata, kurczeniem się zasobów naturalnych oraz wzrastającym popytem na drewno – przede wszystkim jako materiał ekologiczny – zaistniała potrzeba wykorzystania, a także przetwarzania odpadów drewnianych na szeroką skalę. Zaczęto brać pod uwagę nie tylko recykling drewna, ale także ponowne wykorzystanie całych elementów konstrukcyjnych lub ich znacznych części. W krajach wysoko rozwiniętych, takich jak Australia czy Stany Zjednoczone, powstały liczne programy rządowe wspierające i zachęcające nie tylko do przetwarzania odpadów budowlanych, ale również do uwzględniania idei ich powtórnego wykorzystania (reuse). Częstokroć odzysk materiałów z rozbiórki pozwala inwestorowi na redukcję kosztów takiego przedsięwzięcia (uzyskany materiał można sprzedać i nie trzeba płacić za jego składowanie na wysypisku śmieci) [1]. Dotyczy to głównie drewnianych elementów konstrukcyjnych. Za granicą powstaje coraz więcej fi rm specjalizujących się w sprzedaży drewna z odzysku. Przykładowo w Au

Smart Textiles for Strengthening of Structures

Abstract This paper presents results of mechanical tests on a prototype of an innovative structural strengthening in form of self-monitoring fabric. Smart textile employs carbon fibers conductivity for measuring strains while monitoring changes of electric resistance under increasing load. A general solution was tested in a series of calibrating tests on strengthening of small size concrete slabs. Promising results of simple specimen, has encouraged the research team to perform the next tests using mastered carbon fibre reinforced fabric. Main tests were performed on natural scale RC beam. Smart textile proved its efficiency in both: strengthening and monitoring of strains during load increase. New strengthening proposal was given 10% increase of loading capacity and the readings of strain changes were similar to those obtained in classical methods. In order to calibrate the prototype and to define range limits of solution usability, textile sensor was tested in areas of large deformations (timber beam) and aswell as very small strains (bridge bearing block). In both cases, the prototype demonstrated excellent performance in the range of importance for structural engineering. This paper also presents an example of use of the smart strengthening in situ, in a real life conditions.