ARHIVĂ   > >   2021 - Vol. 51

DOREL RADU, ZENO GHIZDĂVEȚ


Rezumat

Rezistența mecanică a sticlelor oxidice este determinată atât de factori endogeni, cât și de factori exogeni. Astfel, această proprietate are valori în funcție de particularitățile chimico-structurale ale sistemului vitros, dar și în funcție de condițiile de măsurare. Datorită acțiunii unor factori cu caracter aleatoriu, rezistența mecanică practică prezintă valori distribuite. Pentru evaluarea acesteia, se pot utiliza diferite legi statistice.

În lucrare, pentru o sticlă de geam, sunt testate patru tipuri de statistici: legea normală (Gauss-Laplace), legea Gamma, legea log-normală și legea Weibull. Pe baza datelor experimentale se calculeaza o serie de indicatori statistici și se decide care lege statistică modelează mai bine tipul de repartiție a acestora.

Cuvinte cheie

analiză statistică, rezistență mecanică, sticlă plană, distribuție probabilistica

Anul

2021

Numărul

51 (1)

Paginile

3-9

Domenii de interes

CERAMICĂ ȘI STICLĂ

Articol integral

AYLIN AKYILDIZ


Rezumat

There has been a rapid increase in interest in nanotechnology and nanoparticles. Nanotechnology has been increasingly brought into the study of cement-based materials in the recent years. Adding nanosized particles in small amounts as materials can affect their properties significantly. In this study, the effect of nano magnetite Fe3O4/humic acid mixture (used as addition of 0.1, 0.5, 1, 1.5, 2, 3, 4 and 5% in mass of the cement) on the microstructural development and mechanical properties of cement composites has been investigated. Hence, samples size of 40•40•160 mm were produced using obtained cement based composites. After 28th days, flexural and compressive strength and water absorption experiments were implemented for cement based mortar samples. The microstructural analysis of mixtures nanoparticles were performed by scanning electron microscopy. Results were compared with the reference composite. As a result, 1% substitution nanoparticles with cement supplied best performance in terms of strength, water absorption.

Cuvinte cheie

rezistență la compresiune, nanoparticule Fe3O4 / acid humic, mortar

Anul

2021

Numărul

51 (1)

Paginile

10-16

Domenii de interes

COMPOZITE ȘI NANOCOMPOZITE

Articol integral

GANESH BABU O., DANYA TR., SAKTHIESWARAN N, SURESH P., MUTHURAMASAN U.


Rezumat

Development of sustainable and energy efficient construction material has been the viewpoint of research efforts worldwide in recent years. Although the use of Portland cement is unavoidable, many efforts are being made to minimize the use of Portland cement in concrete to a greater extent in infrastructure applications. It is time to utilize new technology materials like geopolymers that offer waste utilization and emissions reduction with enormous ability. An alternate binding material to the OPC has been found out known as geopolymer concrete (GPC). In this study, GPC will be made of fly ash incorporating alccofine in various percentages of 5%, 10%,15% and 20% as partial replacement to fly ash. Zeolite was partially added to fine aggregate at 10%, 20%, 30% and 40%. Rubber fibers were added at 2% by the weight of binder. Alkaline activator for geopolymerisation was prepared by mixing Sodium hydroxide solution at 10M with Sodium silicate solutions are used. Control mix is casted for M30 grade concrete. The samples are proposed to be cured by hot-curing for 24 hours thus mechanical and durability properties were examined. Addition of zeolite at 30% and alccofine at 15% is found to be an optimal content in geopolymer content and when the concentration of zeolite in geopolymer concrete is increased the slump value decreases. The rubber fiber contents kept constant at 2%, only lesser voids are generated due to improper bonding between rubber fiber particles, which does not contribute more in compressive strength. Geopolymer presents denser microstructure, lower total pore volume and optimized pore structure compared to OPC paste and therefore geopolymer concrete is much more durable in an aggressive environment.

Cuvinte cheie

beton cu polimeri, cenușă de termocentrală, alccofine, zeolit, fibre de cauciuc

Anul

2021

Numărul

51 (1)

Paginile

17-24

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

P. MARIA ANTONY SEBASTIN VIMALAN , G. LAVANYA


Rezumat

The influence of glass powder as fine aggregate when used in combination with calcined zeolite for the betterment of the workability and strength improvement of self compacting concrete was analyzed in the study. Initially the fresh state properties such as the passing ability, flowing ability and the filling capacity of the SCC were examined. Then the mechanical strength of the zeolite- glass powder containing self compacting concrete was investigated using compression, flexural and split tensile tests. The durability of the SCC was assessed by the water absorption, porosity, chloride permeability and sorptivity tests. The durability and strength results were validated with microstructure analysis such as XRD and scanning electron microscopy studies. Furthermore the Alkali – silica reactivity of the concrete was characterized to analyze the reactivity of the glass aggregates. The results show that the SCC with 30% of glass powder as fine aggregate replacement and 20% of cement replacement by zeolite showed overall better performance. Thus the use of calcined zeolite can reduce the expansiveness in concrete caused by reactive glass powder aggregates and is also an eco-friendly option to minimize the cement utilization thereby reducing the global warming.

Cuvinte cheie

durabilitate, pudră de sticlă, rezistență mecanică, microstructură, zeolit natural, beton autocompactant

Anul

2021

Numărul

51 (1)

Paginile

25-32

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

MOBIN GHAVIDEL SHAHRBABAKI, ALI DELNAVAZ, MAJID GHASEMI, MOHAMMAD DELNAVAZ


Rezumat

The present study investigates the effect of aggregate type on the amount of chloride ion penetration in normal weight concrete (NWC) and lightweight concrete (LWC) samples under the influence of sulfate ion. To examine the effect of W/C ratio, all mixes are made with three different W/C ratios of 0.4, 0.45 and 0.5 in this research. Also, the amount of silica fume (SF) in three values of 0, 7% and 10% were substituted for cement to consider the effect of pozzolanic materials on the level of penetration of chloride and sulfate ions. Compressive strength tests, Capillary water absorption, electrical resistivity, Rapid chloride migration test (RCMT) and accelerated corrosion test were done on concrete samples with light-weight and normal aggregates. The results of these two concrete specimens were compared. The results showed that the corrosion rate of steel bar was higher with increasing ratio of W/C. Also, the mechanical and durability properties of concrete was improved by adding SF to the concrete mix design , resulting in the lowest corrosion rate in the two, chloride solution and combined magnesium sulfate - chloride solution. In addition, concrete samples in the chloride solution became more corrosive than the combined chloride - magnesium sulfate solution. Finally, a neural network model was developed to determine the chloride ion permeation coefficient and the corrosion rate of steel in normal and lightweight aggregates.

Cuvinte cheie

penerare ioni de Cl, sulfat de magneziu, silice ultrafină, coroziunea barelor de oțel pentru armătură, silice ultrafină

Anul

2021

Numărul

51 (1)

Paginile

33-42

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

A.VISHNU, V. PONMALAR


Rezumat

This research mainly focuses on the durability of self-compacting concrete replaced with cement and Nano-metakaolin (NMK). NMK was prepared by heating kaolin at (760-780) oC sustaining for 2 hrs. NMK was used in this study by replacing cement by weight with 1, 2, 3, 4, 5 and 6 % individually. The optimal proportion of replacement of river sand by manufactured sand is 45 %. The consistency, initial and final setting of NMK were predicted and compared with ordinary Portland cement (OPC). Fresh concrete tests like slump flow, T50 cm, U Box, V-funnel, and hardened concrete tests like compressive tests were conducted at 7, 28, 60 and 90 days. Water absorption, Porosity test (Absorbency), Acid Attack, sulphate Attack, Indicator of Concrete’s Capability to Attack Chloride Ion Penetration (RCPT) tests were conducted to observe the durability of Self-compacting concrete (SCC). From the analysis it is clear shown that addition of NMK increases with 7, 28, 60, 90 and 180 days compressive strength and the optimum level was found to be 4 %. The fissure width had diminished by the incorporation of Nanometakaolin while reducing the calcium hydroxide (CH) and mediating calcium silicates to calcium silicate hydrate (C-S-H). The final consequences of compressive strength, durability and flow property shows that 4 % of Nanometakaolin by weight of cement increases the workability, strength and compromises the durable properties.

Cuvinte cheie

nanometacaolin, beton autocompactant, încercare rapidă de penetrare clorură (RCPT), lucrabilitate absorbantă

Anul

2021

Numărul

51 (1)

Paginile

43-52

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

GOKHAN CALIS, MUHAMMET ENES AKPINAR SADIK ALPER YILDIZEL, MUSTAFA TOLGA ÇÖĞÜRCÜ


Rezumat

Due to high consumption of natural sources in the production of cement, scholars have been studying alternative materials that can replace cement in the concrete. Metakaolin and fly ash are used by scholars for their chemical properties and filler effect as pozzolanic material. In this study effect of PVA fiber, metakaolin and fly ash in concrete samples are investigated. The number of experiments to be carried out was reduced to 25 with the Taguchi optimization method, in this research. In addition, the recommended mixing ratios were obtained by this preliminary optimization study. Taguchi optimization were applied according to the experimental test results. F-value comparison of each ingredients were analyzed via ANOVA to list the most effective factors on the strengths based on the Taguchi optimization results. Later Response Surface Design was applied to the output parameters of the ANOVA and Taguchi methods to obtain better and detailed clarifications of relations between the input parameters and the strengths.

Cuvinte cheie

fibre PVA, beton armat cu fibră, optimizare

Anul

2021

Numărul

51 (1)

Paginile

53-66

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

OZER SEVIM, MEHMET BARAN, ŞÜKRÜ DEMIR


Rezumat

Fly ash (FA) and granulated blast furnace slag (GBFS) produced as waste materials from coal power plants and iron/steel sector are commonly used in the concrete industry for partial substitution of cement. As the production of cement releases a substantial amount of carbon dioxide, its replacement with FA or GBFS reduces carbon dioxide emissions. This study explores the effects of FA and GBFS fineness determined by particle size distribution (PSD) on the hydration rate and compactness of cementitious materials. Firstly, FA and GBFS were classified to have three different fineness ranges with the help of PSDs without any grinding process: FA and GBFS without PSD, FA and GBFS with 0-25 µm PSD and FA and GBFS with 0-63 µm PSD. Then, flexural strength, compressive strength, and water absorption properties of cementitious composites containing FA and GBFS with four different replacement levels up to 20% wt. of cement and with three different fineness were investigated at curing ages of 7, 28, and 90 days. Results revealed that cementitious composites that contain FA and GBFS with lower PSD yield better mechanical and physical properties.

Cuvinte cheie

compozite pe bază de ciment analiză granulometrică, finețe, cenușă de termocentrală, zgură de furnal granulată

Anul

2021

Numărul

51 (1)

Paginile

67-77

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

RĂZVAN LISNIC, SORIN ION JINGA


Rezumat

Centralele termoenergetice care funcționează pe bază de cărbune reprezintă sursa majoră de emisii de dioxid de sulf din România. Acest studiu prezintă influența unui sistem umed de desulfurare al unui bloc energetic de la centrala electrică Rovinari din județul Gorj asupra dispersiilor SO2 în ceea ce privește calitatea aerului. Emisiile de dioxid de sulf au fost modelate folosind software-ul AERMOD considerat un model de dispersie ultramodern pentru surse industriale.

Rezultatele au fost transpuse grafic în Google Earth Pro, arătând o scădere de 95,6% pentru concentrațiile maxime orare de SO2 și o scădere de 92,7% pentru concentrațiile maxime zilnice de SO2.

Cuvinte cheie

desulfurare gaze de ardere, eficiență, SO2, modelare emisii, model de dispersare, software AERMOD

Anul

2021

Numărul

51 (1)

Paginile

78-84

Domenii de interes

ȘTIINȚA MATERIALELOR

Articol integral

WEICHAO YING, GE ZHANG, YINGZI YANG


Rezumat

In winter construction, it is of crucial importance to predict the temperature field of concrete, to avoid frost damage, control the temperature gradient, and ensure the construction quality of concrete. In this study, a modified finite element model (FEM) considering the characteristics of winter construction was proposed to predict the temperature field of concrete. The freezing process of free water and the heat release of hydration varied with concrete temperature was involved in this model. Then, the temperature histories of two types of concrete placed at different subzero temperatures were monitored experimentally and simulated by using the modified FEM. Good agreement of these results confirms the validity and reliability of this model. Finally, some numerical experiments were performed to explore the effects of engineering parameters on the temperature field of early age concrete by using the validated finite element model. The results show the law of influence of concrete placing temperature and geometry, ambient temperature, and the thickness and thermal conductivity of insulation material on the concrete temperature field.

Cuvinte cheie

analiza elementului finit, construcție supusă la frig, domenii de temperatură, termoizolație

Anul

2021

Numărul

51 (1)

Paginile

85-95

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

HUSSEIN HAKIM HASAN, RADU PASCU, DAN PAUL GEORGESCU


Rezumat

Sistemul cu plase de armare din fibre de carbon înglobate într-o matrice de mortar bicomponent pe bază de ciment (FRCM) reprezintă o metodă relativ nouă de consolidare care este utilizat în scopul îmbunătățirii rezistenței și ductilității structurilor din beton. Articolul prezintă un studiu comparativ al performanțelor unor stâlpi confinați cu FRCM rezultate atât prin efectuarea unor cercetări experimentale cât și prin aplicarea unor relații de calcul analitice și a metodei elementelor finite (FEM). S-au încercat 6 stâlpi, 2 stâlpi de referința neconsolidați, 2 stâlpi la care s-a aplicat un strat de FRCM și 2 stâlpi la care s-au aplicat 2 straturi de FRCM. Pentru analiza comportării stâlpilor s-a dezvoltat un model neliniar tridimensional FEM cu ajutorul programului Abaqus pentru fiecare din stâlpii încercați experimental. De asemenea comportarea stâlpilor sub solicitări a fost analizata în conformitate cu Eurocode 2 în scopul obținerii curbelor efort unitar - deformație specifică ale stâlpilor supuși la compresiune axială. Modelul de beton cu plasticitate deteriorată a fost atribuit componentelor din beton. Performanțele stâlpilor au fost evaluate în termeni de forța ultimă la compresiune și în deformații axiale și deformații specifice. Datele obținute experimental au fost comparate de asemenea cu cele rezultate prin aplicarea unor relații de calcul propuse de diverși cercetători.

Cuvinte cheie

stâlpi din beton, matrice pe bază de ciment armată cu fibră (FRCM), confinare, matodă element finit (FEM), model de deformare plastică a betonului (CDPM), model analitic

Anul

2021

Numărul

51 (1)

Paginile

96-105

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

LEONID DVORKIN, VADIM ZHITKOVSKY, YURI RIBAKOV


Rezumat

The paper shows the use of activators for the hardening of cement-ash concrete, incl. passing when heating concrete. Such an activator is a composition of sodium fluorosilicate and naphthalene-formaldehyde superplasticizer. The addition of sodium fluorosilicate makes it possible to increase the early strength of the cement-ash binder, enhance the kinetics of pozzolanic reaction and reduce the drop in the strength of the cement-ash stone when it is heated to 800°C. Experimental dependences of concrete mixture water demand and concrete strength on the cement and aggregates consumption for different workability mixtures have been obtained. These dependences take into account the influence of complex admixtures of superplasticizer and sodium fluorosilicate that enabled to propose a method for design of ash and slag concrete compositions. The positive role of the proposed complex activating admixture on the change in strength and shrinkage of ash and slag concrete after drying and subsequent heating has been experimentally confirmed. A complex of experimental-statistical models of ash and slag concrete properties has been obtained, taking into account the influence of activation admixture, superplasticizer and sodium silicon fluoride consumption, cement-water ratio, temperature and the number of heating and cooling cycles.

Cuvinte cheie

beton rezistent la temperatură, cenușă de termocentrală, amestec cenușă - zgură, superplastifiant, fluorosilicat de sodiu

Anul

2021

Numărul

51 (1)

Paginile

106-115

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

DENG CHEN, ZHI-HAI HE, AI-GUO WANG, TAO YANG


Rezumat

Shrinkage of cement-based materials may cause cracking in concrete structure under restrained conditions. In this study, light-burnt dolomite (LBD) as a mixture of periclase and calcite obtained by calcinations of dolomite at 750-850 °C was incorporated in Portland cement to compensate shrinkage of cement-based materials at early age. The results show that the water requirement for normal consistency of blended cement is increased with the increase of dosage, calcination temperature and holding time of LBD. The addition of 10% LBD calcined at 800 °C for 2.0 h can effectively enhance the compressive strengths of blended cement at all ages. This is due to that 10% LBD can improve the microstructure attributed to the filler effect and hydration reactivity of LBD. Furthermore, the hydration of periclase in LBD leads to the expansion of blended cement at early age, and increases the expansion value with the increase of dosage, calcination temperature and holding time of LBD.

Cuvinte cheie

dolomit ușor ars, rezistență, deformare, ciment aditivat

Anul

2021

Numărul

51 (1)

Paginile

116-123

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

P. AMSAYAZHI, K. SARAVANA RAJA MOHAN


Rezumat

The study of High strength concrete with fibers had become the most popular topic as the demand for height and load carrying capacity of every infrastructure is increasing. The addition of fibers in concrete increases durability, tensile strength, toughness, energy absorption, high impact resistance, in terms of both static and dynamic loading. In this paper, the strength properties of glass fiber reinforced concrete as a structural element was investigated. Different ratios of GFRC mixes were designed, cast, tested, and compared with the results of compressive strength, tensile strength, flexural strength, and also impact strength.M50 grade of concrete was used in this study with five proportions (0, 0.5%, 1%, 1.5%, 2%) of Glass fibers. The impact strength test was analyzed using Weibull analysis to compare with the experimental data. The main objective of this study is to show how the increase in fibre percentage increased the strength of concrete.

Cuvinte cheie

fibră de sticlă, beton cu rezistență înaltă, rezistență la impact, metodă de rezistență Weibull, analiza numerică, proprietăți

Anul

2021

Numărul

51 (1)

Paginile

124-134

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

RUXANDRA- ELENA GEANALIU-NICOLAE ADRIAN- IONUȚ NICOARĂ, ECATERINA ANDRONESCU, ROXANA TRUȘCĂ


Rezumat

În vederea obținerii unui sistem cu eliberare controlată folosit în tratamentul antitumoral, această lucrare prezintă un studiu comparativ al unor materiale hibride folosind ca substanțe active, irinotecanul, respectiv uleiul de cimbru și suport silicea mezoporoasă sintetizată în A NOVEL METHOD OF SYNTHESIS FOR NANOPOROUS SILICA MATERIALS[1]. Silicea mezoporoasă s-a sintetizat utilizând două tehnici, clasicul sol-gel și o metodă adaptată, metoda hidrotermală cuplată cu microunde, obținându-se diferite caracteristici structurale. Încărcarea cu irinotecan s-a realizat în mediul apos, la pH neutru și acid, utilizându-se metoda directă a impregnării suportului cu soluția de medicament. Alte patru materiale au fost obținute cu ulei de cimbru 3% și 5%.

În acest studiu s-au comparat caracteristicile structurale și proprietățile materialelor hibride folosind diferite tehnici precum difracția de raze X, FT-IR, analize termice, microscopie electronică de baleiaj, care au oferit informații morfo-structurale, despre încărcarea principiilor active, adsorbția acestora și microstructura. Cinetica, eliberarea principiilor active și potențialul de utilizare al materialelor în aplicații de sisteme cu eliberare controlată au fost evaluate cu ajutorul UV-Vis.

Cuvinte cheie

MCM, silice mezoporoasa, mezostructura hexagonala, sistem de eliberare medicament, biomateriale, irinotecan, ulei de cimbru, tratament cancer

RADU MIREA, GIMI RÎMBU, MIHAI IORDOC,, ANDREI TIBERIU CUCURUZ


Rezumat

Lucrarea de față prezintă investigarea experimentală prin două metode a capacității de adsorbție a hidrogenului a unor materiale carbonice nanostructurate dopate cu Ruteniu. Este bine știut că materialele carbonice alături de hidrurile metalice sunt considerate a fi unele dintre cele mai promițătoare materiale care pot fi folosite pentru stocarea hidrogenului prin adsorbție, în special datorită fenomenului de "spill-over". Aceste materiale au diferite aplicații, iar una dintre cele mai importante este considerată a fi tehnologia celulelor de combustibil pentru aplicații mobile, respectiv stocarea hidrogenului la bordul autovehiculelor.

Prin folosirea metalelor tranziționale pentru a dopa materialele carbonice, capacitatea de stocare a acestora din urmă va crește, astfel putând ajunge la "ținta" de 4,5 % procent masic de hidrogen adsorbit în substrat, conform celor declarate de Biroul American pentru Eficiența Energetică și Energii Regenerabile [1]. În cadrul lucrării, nanomateriale pe bază de carbon, respectiv nanotuburi de carbon cu pereți multipli (MWNT) și polianilina (PANI) au fost folosite drept substrat pentru doparea cu Ruteniu, iar apoi le-a fost determinată capacitatea de stocare a hidrogenului. PANI a fost mai întâi preparată în laborator și apoi dopată cu Ru, în timp ce MWNT folosite au fost de tip comercial și au fost doar dopate în laborator. Procedura de dopare constă într-o serie de procese fizico-chimice care implică săruri de Ru și utilizarea ultrasunetelor pentru pregătirea substratului în vederea dopării.

Capacitatea de adsorbție și stocare a hidrogenului a materialelor carbonice a fost determinată într-un aparat PCT Pro User (SETARAM) care folosește fenomenul de "spill-over" dar a fost și calculată din voltamograme prin utilizarea voltametriei ciclice cu ajutorul unui aparat VoltaLab-40. Pentru a studia capacitatea de adsorbție a materialelor carbonice nanostructurate, experimentele au fost efectuate la diferite presiuni: 10, 20 și 30 bar. Ambele tipuri de materiale au fost investigate din punct de vedere structural, respectiv porozitate, suprafața specifică BET și XRD înainte și după dopare.

Cuvinte cheie

adsorbție de hidrogen, raport greutate, materiale carbonice dopate, poli-anilină, nanotuburi de carbon

Anul

2021

Numărul

51 (2)

Paginile

151-160

Domenii de interes

ȘTIINȚA MATERIALELOR

Articol integral

ALINA IULIA DUMITRU, GEORGETA VELCIU, DELIA PĂTROI, JANA PINTEA, TUDOR-GABRIEL DUMITRU, ILDIKO PETER


Rezumat

În această lucrare au fost cercetate unele compoziții aparținînd sistemului 0.98Pb(Zr1-xTix)O3 – 0.02La(Fe3+0.5, Nb5+0.5)O3. Materialele au fost obținute prin tehnica reacțiilor în stare solidă la temperatură ridicate. Au fost alese trei valori compoziționale specifice (în zona tetragonală, la limita morfotropică, respectiv în zona romboedrică), cu x între 0.42 și 0.58. Comportamentul materialelor feroelectrice la sinterizare a fost studiat prin determinarea experimentală a densității, prin metoda Arhimede și din punct de vedere structural prin analiza de difracție de raze X (DRX). Analiza DRX a pus în evidență formarea unei structuri de tip perovskit pentru toate compozițiile studiate. A fost studiată influența raportului Zr4+/Ti4+ și a temperaturii de sinterizare asupra gradului de asimilare a elementelor în soluția solidă formată. Toate compozițiile feroelectrice studiate au prezentat un grad de anizotropie ridicat, iar compozițiile cu structura PZT modificată prezintă proprietăți piezoelectrice dependente de raportul Zr4+/Ti4+, dar și de temperatura de sinterizare. Valoarea maximă a factorului de cuplaj electromecanic (kp), kp = 0.67, a fost obținută pentru compoziția cu x = 0.58, sinterizată la temperatura de 1200°C.

Cuvinte cheie

Ceramici PZT, compoziții feroelectrice, anizotropie înaltă, proprietăți piezoelectrice, proprietăți dielectrice

Anul

2021

Numărul

51 (2)

Paginile

161-168

Domenii de interes

CERAMICĂ ȘI STICLĂ

Articol integral

DORINEL TĂLPEANU, MAGDALENA VALENTINA LUNGU, DELIA PĂTROI, ANCA COJOCARU


Rezumat

În acest studiu s-au obținut materiale avansate prin procesarea unor pulberi de titan-hidroxiapatită (Ti-HAp) folosind tehnica de sinterizare în plasmă cu scânteie (SPS). Pulberile de Ti-HAp, cu un conținut masic de 95 % Ti și 5 % HAp au fost măcinate mecanic timp de 40 ore și apoi sinterizate la 900oC, 1000oC și 1075oC timp de 10 minute prin SPS. Suprafețele probelor obținute prin SPS au fost finisate prin șlefuire, astfel încât dimensiunile finale au avut un diametru de 20±0,05 mm și o înălțime de 4±0,03 mm. Probele au fost caracterizate prin difracție de raze X (XRD) și microscopie electronică de scanare (SEM). Densitatea a fost determinată prin metoda lui Arhimede în apă distilată, iar proprietățile mecanice au fost investigate prin încercări de indentare instrumentată și metoda Oliver & Pharr. Rugozitatea suprafeței Ra a fost determinată prin profilometrie de contact. Testele tribologice au inclus măsurarea coeficientului de frecare (COF) în condiții uscate. Toate probele sinterizate au evidențiat faze cristaline, microstructură omogenă, densitate ridicată (4,45-4,52 g/cm3, rugozitate redusă a suprafeței Ra (0,07-0,14 µm), duritate Vickers ridicată (786-879 HV), modulul lui Young de 111-137 GPa, rigiditatea de contact elastic între 6,48 N/µm și 6,9 N/µm și COF mediu de până la 0,47. Proprietățile au fost îmbunătățite odată cu creșterea temperaturii de sinterizare, datorită caracteristicilor avansate ale tehnicii SPS. Pulberea de Ti-HAp sinterizată la 1075 oC a prezentat cele mai bune proprietăți, care recomandă acest material a fi un candidat promițător în dezvoltarea aplicațiilor medicale.

Cuvinte cheie

titan - hidroxyapatită, pulberi Ti-HAp, sinterizare în plasmă cu scântee

Anul

2021

Numărul

51 (2)

Paginile

169-177

Domenii de interes

CERAMICĂ ȘI STICLĂ

Articol integral

DORINEL TĂLPEANU, MAGDALENA VALENTINA LUNGU, ANCA COJOCARU, DELIA PĂTROI, VIRGIL EMANUEL MARINESCU


Rezumat

Acest studiu s-a axat pe dezvoltarea unor materiale ceramice pe bază de hidroxiapatită (HAp) poroasă ca substitute osoase pentru cranioplastie. Probele de HAp au fost elaborate printr-o tehnică de turnare sub presiune la cald, la o temperatură de turnare de 90°C și presiune de 5 atm, cu un conținut masic de 77 % HAp și 23 % liant (parafină și ceară de albine). Probele au fost turnate atât fără, cât și cu un adaos de agent porogen de 5%, respectiv 10%. Apoi, probele turnate au fost uscate, deparafinate și sinterizate la 1150°C, 1200°C și 1250°C timp de 2 ore. Dimensiunile finale ale probelor sinterizate au fost de 10±0.05 mm în diametru și 40±0.3 mm în lungime. Proprietățile structurale au fost investigate prin difracție de raze X (XRD). Absorbția apei, porozitatea aparentă și densitatea au fost determinate prin metode standard de testare a materialelor ceramice. Proprietățile mecanice au fost investigate prin teste de încovoiere și compresiune. Microstructura a fost analizată prin microscopie electronică cu scanare (SEM). Toate probele sinterizate au prezentat faze cristaline și microstructură omogenă. Densitatea a fost de 1,28-1,76 g/cm3, porozitatea aparentă a fost de 43-57 %, rezistența la încovoiere a fost de 4-8,6 MPa, iar rezistența la compresiune a fost de 5,4-13,7 MPa. Rezultatele obținute se încadrează în cerințele tehnice impuse ceramicilor poroase utilizate în cranioplastie. Proprietățile au fost îmbunătățite odată cu creșterea temperaturii de sinterizare, dar adăugarea agentului porogen a contribuit la creșterea porozității aparente și la scăderea rezistenței mecanice. Probele sinterizate la 1250°C au prezentat cele mai bune proprietăți, fapt ce recomandă materialele HAp dezvoltate pentru aplicații biomedicale.

Cuvinte cheie

hidroxiapatită, biomateriale, turnare sub presiune la cald, agent porogen

B. SUGUMARAN, G. LAVANYA


Rezumat

Insufficient and ineffective curing may decrease the strength of self compacting concrete forming high shrinkage cracks and voids. The shrinkage due to evaporation is the main reason for the deterioration of concrete structures. The use of internal curing agents in combination with expansive agents can solve the problems of shrinkage and self desiccation caused due to self curing and has the potential for achieving predefined properties. The present research works aims at the production of self compacting concrete with higher strength and durability by utilizing GGBS, alccofine and nano metakaolin as cement admixture along with copper slag as partial substitute for fine aggregate. Several investigations were carried out to analyze the influence of using MgO based compounds as expansive agents in the concrete on the mechanical, fresh state and durability tests. The results show that addition of expansive agent provided desirable strength values and durability properties in the self compacting concretes. The use of highly free flowing concrete that are self compacting in nature with high strength and dimensional stability is also achieved due to the synergistic effect of expansive agents and mineral admixtures in the concrete.

Cuvinte cheie

beton autocompactant, nano metacaolin, alccofine, zgură de cupru, agent expansiune, agent de autoîntărire, rezistență, durabilitate

Anul

2021

Numărul

51 (2)

Paginile

186-194

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

ALI SADRMOMTAZI, NEGAR GHASEMI KHAMENEH, REZA KOHANI KHOSHKBIJARI, MORTEZA AMOOIE


Rezumat

As a novel solution, to reduce or even eliminate the dependence on the ordinary Portland cement (OPC) which as an energy-intensive and highly polluting production, and simultaneously, for effectively using waste materials, Geopolymer concrete (GPC) has emerged. GPC is manufactured by using alkali-activated binders instead of OPC. In this study, the differences and impacts of the partial replacement of the Slag by the most common pozzolans such as Rice Husk Ash (RHA), Fly Ash (FA), Metakaolin (MK), Silica Fume (SF), and Zeolite on the durability of the Slag-based GPC are investigated. To evaluate the durability performance of the specimens, a series of tests including compressive strength (7, 28 and 90-days), Rapid Chloride Permeability Test (RCPT), Rapid Chloride Migration Test (RCMT) and Accelerated Corrosion Test (ACT) were performed. Also, the samples were exposed to Sulfuric acid solution in order to investigate the effect of this corrosive environment on the weight reduction and compressive strength changes of the mix designs. The results indicated that using up to 10% replacement of Slag in GPC with FA, SF and MK can improve the durability in RCPT, RCMT, and ACT and also can cause significant improvements in durability against Sulfuric acid in all replacement ratios.

Cuvinte cheie

beton geopolimeric, zgură, durabilitate, înlocuitori de lianți solizi

Anul

2021

Numărul

51 (2)

Paginile

195-206

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

AHMET GÖKDEMİR, TALAT YATKIN


Rezumat

Throughout history, the Anatolian Peninsula, with its many fertile lands and many settlements of civilization, has seen a bridge between civilizations due to its position on commercial and military roads. Ankara, the capital, since the establishment of the Republic of Turkey; is a witness to many political, administrative and military events that have been up to date. For this reason, the city has a rich cultural heritage. Ankara Castle, which has always been in the same place since the Hittites, repaired many times during the Roman, Byzantine and Seljuk periods. It is very important that the materials used in the restoration work are compatible with the existing structure. In this; an analysis of the existing material was carried out which could shed light on the restoration work to be done on the Ankara castle.

Therefore, from Ankara Castle were taken samples from the materials used in the areas where structural deterioration occurred on the east, west, north and south facade walls. On the samples, material characteristics were analyzed by using methods such as SEM, EDS, F-TIR. In addition, density, water absorption, compressive strength and thermal conductivity properties of the samples were measured.

As a result, the physical, mechanical and thermal properties of the materials used in the construction of the Ankara Castle have been revealed. As a result, it is possible to apply materials compatible with the existing structure that can be used in the restoration works of the Ankara Castle.

Cuvinte cheie

Castelul Ankara, restaurare, materiale, rezistență, SEM, EDS

Anul

2021

Numărul

51 (2)

Paginile

207-213

Domenii de interes

ȘTIINȚA MATERIALELOR

Articol integral

LINCHUN ZHANG, AILIAN ZHANG, QIAN WANG, YAN HAN


Rezumat

This study aimed to investigate the preparation of cement foamed mortar mixed with coal gangue power. Moreover, the following rheological parameters and compressive strength were determined. Additionally, a scanning electron microscope (SEM) was used to reveal its compressive strength`s inner mechanism. Results indicated that slump flow of fresh coal gangue power foamed mortar increased first and then kept stable with water-reducing agent. The increasing content of coal gangue power could descend the compressive strength of foamed cement mortar. Compressive strength of foamed cement mortar decreased linearly with foam content and ascended in the exponential or linear functions with volume density. The scanning electron microscope (SEM) images showed that many shapes of hydration products existed in the specimens. Moreover, the microstructure of specimens became denser with decreasing cement-sand ratios.

Cuvinte cheie

Mortar spumat, pulbere din gangă de cărbune, parametrii reologici, rezistență la compresiune, SEM

Anul

2021

Numărul

51 (2)

Paginile

214-220

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

A. SIČÁKOVÁ, E. FIGMIGOVÁ


Rezumat

One of the progressive and currently rapidly developing methods for improving the properties of concrete with recycled aggregates is internal curing, which means the supply of curing water directly from the inside of the concrete. This article introduces two variants of internal curing of concrete with recycled brick aggregate (RBA) by pre-soaking process as a part of specific mixing course. The presented variants differ in the dosage of aggregates and water in the soaking process. Results of consistency, compressive strength, total water absorption capacity and capillary moisture content are analysed in terms of their change due to pre-soaking process, as well as due to time of processing the fresh concrete (90 minutes). The process of pre-soaking of RBA is beneficial for the consistency of concrete when evaluated immediately after mixing. For both the compressive strength and total water absorption capacity, the variant of pre-soaking is determining. Pre-soaking of only coarse RBA by amount of water derived of its absorbability (variant 1) gives better results than pre-soaking of all amount of aggregate by ½ of total mixing water (variant 2). The processing time 90 minutes does not adversely affect the compressive strength of concretes either with pre-soaked RBA or non pre-soaked RBA, even the strength increases slightly with processing time.

Cuvinte cheie

Beton, întărire internă, agregate din cărămidă reciclată, cenușă zburătoare, curs de amestecare, timp de amestecare

Anul

2021

Numărul

51 (2)

Paginile

221-228

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

ALI SABERI VARZANEH, MAHMOOD NADERI


Rezumat

Today, it is significantly important to perform non-destructive tests to evaluate the quality of cement materials. However, in such tests, some parameters are typically measured indirectly to estimate the strength of the material by specific relations. Thus, the present study evaluates the compressive and flexural strengths of cement mortars reinforced with polypropylene fibers at different ages by using the slight-destruction twist-off and pull-off tests. For this purpose, using the linear and power regression analyses, the relationships between the results of the mentioned in-situ tests and the strengths of fiber-reinforced mortars were identified. Then, calibration diagrams were provided to translate the twist-off and pull-off results into the compressive and flexural strengths of the fiber-reinforced mortars. Also, given that the proper connection between cement materials and steel is one of the crucial issues in civil engineering, in this paper, has investigated the effect of polypropylene fibers on the shear and tensile bond strength between cement mortar and steel plates, using “Push-out”, “Twist-off” and “pull-off” tests. At the end, using the finite element method (FEM), the fiber-reinforced and non-fiber reinforced samples were modeled, analyzing the effects of fibers on the tests. The results indicated a high correlation coefficient between the experimental results and semi-destructive tests. Moreover, the addition of fibers improved the behavior of cement mortars subjected to compression. The modeling results of the in-situ tests revealed the delayed cracks and increased strengths of the fiber-reinforced mortars. Also, the obtained results revealed the marked effect of fibers in increasing the bond strength between the mortar and steel.

Cuvinte cheie

încercări semidistructive, metoda elementului finit, legătură, mortar, oțel

Anul

2021

Numărul

51 (2)

Paginile

228-238

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

PAVLA BAUEROVÁ, PAVEL REITERMAN, VENDULA DAVIDOVÁ, EVA VEJMELKOVÁ, MAGDALENA KRACÍK ŠTORKÁNOVÁ, MARTIN KEPPERT


Rezumat

Linseed oil has been used as mortars admixture in times before the modern synthetic admixtures were introduced. The present study deals with influence of linseed oil on the engineering properties of air lime mortar. The composition of mortar was inspired by a mortar used for fixing of 1890´ mosaic in Krásná Lípa (Czech Republic). The knowledge of complex influence of the oil on mortar’s performance is important for the preparation of renovation mortars but also for possible application of the oil as sustainable mortar admixture, replacing the nowadays synthetic ones. The oil is reducing the yield stress of the fresh mortar (i.e. acts as plasticizer) and is increasing its air entrapment. The water-repealing effect is the most important impact of the oil admixing on the harden mortar; it was evaluated by measurement of water absorption coefficient. The higher air entrainment and water-repellence are resulting to the improved frost resistance of the mortar containing the oil.

Cuvinte cheie

mozaic, mortar, ulei de in, durabilitate

Anul

2021

Numărul

51 (2)

Paginile

239-248

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

AHMET ONUR PEHLİVAN


Rezumat

Concrete is a brittle material that should be enhanced with better tensile strength and toughness capacity. Concrete matrix is generally reinforced with fibers which are extremely helpful inhibiting the crack propagation and supplying the ability of strain accumulation into concrete matrix. In this study, an environment friendly type of fiber was introduced into concrete for the investigation of mechanical properties and fracture characteristics by size independent double-K fracture parameters asserted in the literature. Effect of basalt fibers with different lengths and contents were investigated under notched three-point bending tests and relevant parameters obtained and calculated, were compared for two distinct parameters: fiber length (6, 12, 24 mm) and content (0, 0.1%,0.3%, 0.5%, 1%). Shorter fibers confronted dispersion problems when used in higher content whereas 12 mm fiber specimens performed more stable results. Fracture energy dissipation was found to be linearly increasing with increasing fiber content and also longer fibers were found to be more efficient. Double-K fracture parameters were found to be resourceful when considering toughness and ductility of the material besides these parameters indicated useful information regarding the pre-cracking and post-cracking behavior of concrete. SEM investigations were also conducted to monitor the bonding between basalt fibers and concrete matrix.

Cuvinte cheie

parametrii de rupere, fibră de bazalt, CMOD, energie de rupere, lungime fibră

Anul

2021

Numărul

51 (2)

Paginile

247-255

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

A.SUMATHI, D. ELAVARASI, K. SARAVANA RAJA MOHAN


Rezumat

In this research, the flexural and impact resistance of steel fibre reinforced concrete (SFRC) under static and impact loadings was experimentally investigated. High-strength reinforced concrete steel fibre containing 1% by volume fibre content with a constant w/c 0.39. Hooked steel end fibers were used with a circular cross section of 1 mm in diameter and an aspect ratio of 30. Flexural behaviour of SFRC was carried out on a beam specimen of size 1200 x 100 x 200 mm subjected to two-point bending test as per ASTM C78 standard specification. Impact resistance was performed on a thin SFRC slab specimen of size 600 x 600 x 50 mm subjected to low velocity drop weight impact test as per the prescribed ACI 944-89. For comparison purpose, the conventional RCC specimens were also cast and tested. The test results found that the flexural strength and toughness of SFRC specimen remarkably increased by 35% and 50% respectively compared to RCC specimen. The addition of steel fibers to concrete increases the stiffness and ductility characteristics. The first crack and ultimate energy absorption potential of SFRC slab specimens were increased by 173.5 and 3.72 times, respectively, compared with RCC slab specimens. From the test results concluded that the flexural and impact resistance was significantly improved with addition of steel fibres in concrete.

Cuvinte cheie

HSFRC, duritate, ductilitate, energie de absorbție, raport rezistență reziduală la impact

Anul

2021

Numărul

51 (2)

Paginile

256-263

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

A.VISHNU, P. ARULMURUGAN, V. PONMALAR


Rezumat

The structural recital of axially loaded concrete containing Nano metakaolin (NMK) in filled steel composite columns is investigated. The ratio of height and breadth of the specimens are kept constant as 6.25 and M20 grade of concrete is used. The width to depth ratio is assumed to be taken as 1.00, 1.25, 1.50, 1.75 and 2.00. The foremost constraint of the task is to study the effectiveness of concrete in filled steel hollow sections with bolted connection incorporating NMK as cementitious substantial. The columns examined are different in cross-sectional dimensions. The axial load is provided to the core concrete alone and the behaviour of the confined cold form steel is studied, and axial load of reinforced concrete column and confined columns are compared. The optimal percentage at which cement can be substituted with Nano-Metakaolin is found to be 4 % and XRD analysis is carried out to predict the pozzolanic activity of cementitious materials. Also, consequences show that the column with greater cross-sectional area had higher load carrying capacity of about 33 kN while comparing to reinforced columns.

Cuvinte cheie

metacaolin, nano metacaolin, oțel format la rece, secțiune în formă de pălărie, coloane umplute, sarcina axială

Anul

2021

Numărul

51 (2)

Paginile

264-271

Domenii de interes

ȘTIINȚA MATERIALELOR

Articol integral

EYUBHAN AVCI


Rezumat

In this experimental study, the effects of different curing temperatures and curing conditions on the unconfined compressive strength of microfine cement injected sand samples were investigated. The experiments started with determination of the rheological properties of the microfine cement suspensions prepared in different Water/Cement (W/C) ratios. With the increase in the W/C ratio, setting times and bleeding percentage decreased and viscosity values increased. After determination of rheological properties, injection experiments were carried out microfine cement suspensions with W/C ratios of 1.5, 2.0, 2.5, 3.0. While the injectability was increased with the increase of W/C ratio, it also decreased with the increase of the fine sand content. The samples that were successful in injection were kept in different curing temperatures and conditions. Then, the unconfined compressive strength tests were carried out on the 3rd, 7th, 14th, 28th, 56th and 120th days. The unconfined compressive strengths of the grouted sand samples were increased with time and the rate of increase started to slow down after a certain value. Due to the increase of temperature, the grouted sand samples were gained faster strength. The unconfined compressive strength values of the injected samples increased with increasing temperature. The unconfined compressive strength of the sand samples that were grouted and kept in the air-dried environment was higher than the unconfined compressive strength of the sand samples that were injected and kept in the wet-curing conditions.

Cuvinte cheie

Condiții de întărire, temperatură de întărire, ciment microfin, rezistență la compresiune neconfinată

Anul

2021

Numărul

51 (2)

Paginile

272-280

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

SUHANG YANG, ZHIFENG XU, ZHENGNING BIAN


Rezumat

Shear strength is the essential mechanical property of structural concrete, especially for complex stress analysis and finite element analysis. Laboratory core double shear testing (LDST) is considered time-consuming and expensive testing for the measurement of the in-situ shear strength of concrete. The object of this paper is to introduce an innovative in-situ shear test (IST) method for the measurement of the shear strength of partial concrete cores. According to the principle of the clamping mechanism, the time required for field testing was reduced to less than 30 minutes. The core samples in different diameters and lengths were compared by IST and LDST. Student’s t-tests of shear strength results obtained by using LDST and IST showed an evident difference between the two methods. The shear strength of the core increases with the decrease of the core length and increases with the core diameter. The standard deviation of the results was considered as an increase with a reduction of core diameter for both LDST and IST. Since no extraction of core specimen is needed, and the core length is less than that of tested using LDST, and the specimens can be easily carried and quickly performed in-situ with less damage to the structure. The shear strength of concrete measured by IST is inferior to that of obtained by the LDST method, and correction efficiency must be adopted to adjust IST test results to that LDST. A good correlation between concrete IST strength and cube compressive strength is proposed in the paper.

Cuvinte cheie

beton, rezistență la compresiune, rezistență la forfecare, LDST, IST, rezistență la compresiune

Anul

2021

Numărul

51 (2)

Paginile

281-290

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

CRISTIAN DOBRESCU, SÂNZIANA ITTU, NICOLAE CONSTANTIN, BOGDAN FLOREA, VALERIU RUCAI, DRAGOȘ FLORIN MARCU


Rezumat

Această lucrare a avut drept scop analiza comportării în condiții industriale a pulberii de acoperire CENOTERM folosită la turnarea continuă a oțelului. Pulberea CENOTERM este realizată utilizând în rețetele de fabricație cenușă de termocentrală. Cenușa de termocentrală face parte din gama deșeurilor industriale. În cadrul prezentei lucrări s-a folosit în condiții industriale pulberea de acoperire CENOTERM la turnarea continuă a oțelului. Experimente industriale cu rețetele de pulberi pentru distribuitor pe bază de cenușă de termocentrală s-au desfășurat la MECHEL Târgoviște.

Testarea pulberilor de acoperire la un agent economic unde se practică turnarea continuă a oțelului, s-a efectuat în vederea definitivării tehnologiei de fabricație a acestor pulberi. În lucrare se prezintă analiza comportării în condiții industriale a pulberilor de acoperire realizate din materii prime indigene, unele fiind chiar deșeuri depozitate în halde . Cercetările efectuate au pus în evidență funcțiile exercitate de pulbere pe suprafața oțelului lichid și efectele finale ale pulberilor asupra calității oțelului.

Cuvinte cheie

pulbere de acoperire, materiale secundare, cenușă de termocentrală, turnarea continuă a oțelului

Anul

2021

Numărul

51 (2)

Paginile

291-299

Domenii de interes

ȘTIINȚA MATERIALELOR

Articol integral

COSMIN MIHAI MIRIŢOIU, DUMITRU BOLCU, MARIUS MARINEL STĂNESCU, ALIN DINIŢĂ, ALEXANDRU RĂDOI


Rezumat

În această lucrare sunt prezentate prorpetăţile mecanice ale unei răşini verzi noi, cu şi fără ranforsant. În prima parte a investigaţiilor, din încercarea la tracţiune sunt determinate caracteristici mecanice precum: rezistenţa la rupere, alungirea la rupere, coeficientul lui Poisson, modulul de elasticitate static şi rigiditatea la tracţiune. A fost prezentată şi o imagine reprezentativă cu secţiunea de rupere a epruvetelor folosind microscopia electronică de baleiaj. Apoi, din înregistrarea vibraţiilor libere prin încastrarea barei la un capăt şi lăsarea acesteia liberă la celălalt, sunt determinate factorul de amortizare pe unitatea de masă, pe unitatea de lungime, rigiditatea dinamică la încovoiere, modulul lui Young dinamic şi factorul de pierdere a energiei. Folosind analiza termogravimetrică TGA, s-a investigat stabilitatea termică a răşinii. În ultima parte a studiului, s-au fabricat câteva compozite verzi folosind răşina propusă ranforsată cu paie de grâu. S-a descoperit că eco-răşina propusă ranforsată cu paie de grâu are proprietăţi mecanice mărite în comparaţie cu alte eco-răşini din literatura de specialitate, cum ar fi: răşini pe bază de soia (ranforsate cu bumbac, iută, in, kenaf, henequen sau cânepă), răşină din acid polilactic ranforsată cu paie de grâu, etc.

Cuvinte cheie

materiale compozite ecologice, eco-rașini, comportare statică, comportare dinamiă, paie de grâu

Anul

2021

Numărul

51 (2)

Paginile

300-308

Domenii de interes

COMPOZITE ȘI NANOCOMPOZITE

Articol integral

OTLILIA CHIRCA, CORNELIA BICLEȘANU, ANAMARIA FLORESCU, LUDMILA MOTELICĂ, ALINA MARIA HOLBAN, ALEXANDRU BURCEA


Rezumat

Scopul acestui studiu este de a analiza cu ajutorul microscopiei electronice și a microscopiei FTIR, modul în care se realizează aderența la structura dentară și la diferite tipuri de ceramică a unor materiale adezive. Pentru acest studiu, s-au folosit 45 de dinți extrași, care au fost împărțiți în 3 grupe egale: grupul I restaurat cu coroane ceramice IPS E.max CAD-On, Ivoclar Vivadent cimentat cu Maxcem Elite, Kerr; grupul II restaurat cu coroane ceramice IPS E.max Press, Ivoclar Vivadent cimentat cu RelyX Ultimate Clicker, 3M Espe și grupul III restaurat cu coroane Novodent GS Zirconia cimentate cu Variolink Esthetic. Dinții au fost încorporați în rășină, secționați și supuși analizelor. Atât interfața dinte-ciment, cât și interfața coroană ciment-ceramică au fost evaluate cu ajutorul SEM și FTIR. Materialele utilizate au arătat o bună aderență la structura dentară, iar prezența microfisurilor a fost observată la interfața coroanei ceramice. Mai mult, materialele evaluate au aratat o capacitate de atașare microbiană diferită, cea mai semnificativa inhibare a aderenței a Lactobacillus acidophilus fiind observată în cazul coroanelor de zirconiu cimentate.

Cuvinte cheie

croană dentară, ceramică, SEM, ciment auto-adeziv

VASILE ADRIAN SURDU, ECATERINA ANDRONESCU


Rezumat

Entropia configurațională a fost recent utilizată pentru a dezvolta materiale inovatoare cu cationi sau anioni diferiți, aparținând diferitelor sisteme cristalografice. Oxizii de tip fluorit prezintă stabilitate chimică, stabilitate termică și proprietăți de izolare termică și, prin urmare, sunt de interes în aplicații la temperaturi ridicate. Ingineria entropiei prin considerații compoziționale s-a dovedit a fi benefică în creșterea durității și scăderea coeficientului de conductivitate termică. Mai multe aspecte trebuie luate în considerare și investigate pentru a înțelege mecanismele implicate în funcționalitatea acestor materiale.

Cuvinte cheie

ceramică, entropie, fluoriți, oxizi

Anul

2021

Numărul

51 (3)

Paginile

327-334

Domenii de interes

ȘTIINȚA MATERIALELOR

Articol integral

ALINA IULIA DUMITRU, GEORGETA VELCIU, DELIA PĂTROI, JANA PINTEA, VIRGIL MARINESCU, TUDOR-GABRIEL DUMITRU, ILDIKO PETER


Rezumat

În această lucrare, au fost luate în considerare și investigate câteva compoziții descrise de formula generală Pb(ZrλTi1-λ)1-3x/4FexO3. Compozițiile selectate au fost obținute prin reacții în stare solidă, unde x = 0,01 și λ corespunde cu 0,42, 0,52 și 0,58. Probele au fost tratate termic în intervalul 11000C -12500C și ținute timp de 2 ore la temperatura maximă.
S-a investigat influența temperaturii de sinterizare asupra microstructurii și asupra proprietăților electrice ale sistemului Pb(ZrλTi1-λ)O3 dopat cu Fe3+. Faza cristalografică și microstructura compozițiilor sinterizate au fost studiate în detaliu utilizând analiza de difracției cu raze X (DRX) și microscopia electronică de scanare (MES). Rezultatele experimentale obținute de DRX au dezvăluit că toate probele sinterizate au o structură de perovskit. Pentru a corela comportamentul materialelor sinterizate cu structura lor microscopică, structura domenilor au fost definite de analizele MES. S-au măsurat proprietățile dielectrice, precum permitivitatea dielectrică (εr) și pierderea dielectrică (tanδ). Buclele de histerezis la temperatura camerei ale tuturor compozițiilor sinterizate nepolarizate demonstrează un comportament similar cu ceramica PZT „dură”. Proprietățile piezoelectrice cum ar fi factorii de cuplare electromecanici (kp și kt) și anizotropia (kt/kp) au fost investigate după polarizare. Rezultatele obținute în urma unor astfel de investigații au arătat că unele compoziții sinterizate pot fi propuse cu succes ca fiind un bun candidat pentru ținte, materiale pentru depuneri în unele tehnologii de depunere, utilizate pentru diferite aplicații precum acoperirile ceramice.

Cuvinte cheie

PZT dopat, proprietăți dielectrice, proprietăți piezoelectrice, proprietăți feroelectrice

Anul

2021

Numărul

51 (3)

Paginile

335-341

Domenii de interes

CERAMICĂ ȘI STICLĂ

Articol integral

YASSINE BELAICHE, ABDELHAMID KHELEF, SALAH EDDINE LAOUINI, ABDERRHMANE BOUAFIA, MOHAMMED LAID TEDJANI, AHMED BARHOUM


Rezumat

Artemisia herba-alba is a medicinal plant, and its essential oil is used as an antiseptic and antispasmodic. In this study, green synthesis of silver/silver oxide (Ag/Ag2O) nanoparticles was successfully synthesized from Artemisia Herba-Alba aqueous leaves extract. The effect of temperature, reaction time, the concentration of AgNO3, the quantity of plant extract, and pH on the synthesis process of Ag/Ag2O was optimized. More interesting, the results showed that only 5 min were required for reducing 1 mM AgNO3 into Ag/Ag2O NPs at room temperature. The crystalline nature of Ag/Ag2O NPs with an average crystallize size of 10.7-36.8 nm. The green synthesizing Ag/Ag2O NPs having in general a spherical morphology with particle/aggregate size less than 100 nm. The maximum UV-Vis absorption peak of Ag/Ag2O NPs was observed at the range of 418- 435 nm giving optical band gaps of 2.05-2.30 eV. The TGA/DTA analysis shows significant organic contents (18 wt%) were physically and chemically adsorbed on the dry weight Ag/Ag2O NPs. Artemisia herba-alba is a source of phytochemicals for effective and prompt fabrication of Ag/Ag2O NPs with relevant insecticidal and anti-bactericidal activity against species of high public health importance.

Cuvinte cheie

nanoparticole de Ag/ oxid de argint, Artemisa - Herba - Alba, azotat de Ag, sinteză ecologică, XRD

Anul

2021

Numărul

51 (3)

Paginile

342-352

Domenii de interes

COMPOZITE ȘI NANOCOMPOZITE

ȘTIINȚA MATERIALELOR

Articol integral

ANDREI VIOREL PĂDURARU, OVIDIU OPREA, ADINA MAGDALENA MUȘUC, BOGDAN ȘTEFAN VASILE, ANTON FICAI, ECATERINA ANDRONESCU


Rezumat

Lucrarea descrie o metodă rapidă și simplă de preparare a compușilor fotoluminescenți cu concentrație diferită de europiu (0-10%) prin doparea hidroxiapatitei, sintetizată prin metoda coprecipitării. Nanomaterialul obținut a fost caracterizat în continuare prin spectroscopie infraroșie transfrom Fourier, difracției cu raze X, spectroscopie UV-vizibilă, spectroscopie cu fotoluminescență la temperatura camerei și microscopie electronică de scanare. S-a urmărit influența concentrației ionilor dopanți asupra structurii și morfologiei hidroxiapatitei. Prin urmare, studiul de față demonstrează integrarea ionilor de europiu în rețeaua hidroxiapatitei și îmbunătățirea proprietăților fotoluminescente a pulberilor obținute, chiar și la concentrații mai mici, astfel fiind pretabile pentru aplicatii in bioimagistica sau la livrarea de medicamente.

Cuvinte cheie

europiu, fotoluminescență, hidroxiapatită, coprecipitare

HAYRI AKMAN, KORAY SÜRME , MEHMET AKIN


Rezumat

This study evaluated the shear bond strength of self-adhesive flowable composite when used with acid etching or a self-etch adhesive system. Buccal enamel surfaces on 80 extracted human primary incisors were used and randomly assigned into four groups (n=20); group 1: Vertise™ Flow; group 2: Vertise Flow with acid etching; group 3: Vertise Flow with a self-etching bonding agent; group 4: Premise Flowable™ with a total-etch bonding agent as the control group. After 5000 rounds of thermocycling, the bond strength test was performed using a universal testing machine at a crosshead speed of 0.5 mm/min. The fracture analyzes of samples were evaluated using a light stereomicroscope. The results obtained were analyzed via analysis of variance (ANOVA) and Tukey’s tests. Statistically significant differences were observed among all groups (P<0.001). Group 1 generated a lower mean shear bond strength (2.63±1.08 MPa) than those of the other groups [group 2 (7.52±2.14 MPa), group 3 (5.12±2.93 MPa), and group 4 (14.18±2.93 MPa)]. Adhesive failure was the most common failure mode in Vertise Flow groups. Vertise Flow used with a self-etching agent or acid etching exhibited in lower shear bond strength than the control group.

Cuvinte cheie

materiale dentare, dentitie primară, capacitate de curgere a unui compozit autoadeziv, rezistența legăturii la forfecare, curgere Vertise™

İSMAİL HOCAOĞLU


Rezumat

Today, materials are produced with nanotechnology, which are new products as a result of the development of technology. For cement-based composites, porosity is very important in terms of the strength and durability of the material after the material hardens. Today, with the innovations in technology, new materials are produced in the construction sector. New generation materials are produced on nano-meter scale using nanotechnology. These materials are used in cement-based composites to reduce porosity and improve durability properties. This research is aimed to reduce the porosity of the mortars by adding the nanomaterial graphene oxide (GO) to cement-based mortars whose sizes are 4cm x 4cm x 16cm. To investigate the effect of graphene oxide on porosity, series were produced as water/cement ratios are 0.55, 0.70, 0.90, and 1.00, by substituting 0.025 % GO in the mortars instead of cement. Besides, to investigate the effect of DC stress intensity on porosity, 25 V DC current is applied to all series. Mortar internal temperatures were measured from the beginning of hydration reactions in fresh mortars. Various comparisons have been made by calculating the maturity values of the mortars. Hardened mortars were cured for 7 and 28 days, then current passes on the mortars were measured by using an ampere meter. It has been investigated whether a relationship can be established between flow transfer and porosity. As a result of this study, the porosity of mortars can be reduced and maturity values can be increased by adding GO to cement-based mortars and applying DC current. In addition, porosity of cement-based materials can be estimated by using electrical methods.

Cuvinte cheie

nanomaterial, oxid de grafen, DC curent, porozitate, măsurare electrică

Anul

2021

Numărul

51 (3)

Paginile

368-377

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

ȘTIINȚA MATERIALELOR

Articol integral

NICOLAE CONSTANTIN, ADRIAN IOANA, DANIELA TUFEANU, LUCIAN PĂUNESCU, DRAGOȘ FLORIN MARCU, BOGDAN FLOREA


Rezumat

Lucrarea prezintă rezultate experimentale obținute în procesul de fabricație a unei spume de sticlă obținută din reciclarea sticlei de la tuburi cu raze catodice(CRT).
Probele de spumă de sticlă au fost realizate experimental prin procesul de sinterizare-spumare. Tehnica de încălzire a fost neconvențională, a fost utilizată ca sursă de căldură energia furnizată de microunde. Procedeul este diferit de tehnicile convenționale aplicate atât în fabricarea spumei de sticlă industriale, cât și în numeroasele experimente la scară mică cunoscute din literatura de specialitate.
Probele de spumă de sticlă obținute au fost caracterizate prin metode tradiționale de analiză. Principalele caracteristici au fost: densitatea aparentă, porozitatea, conductivitatea termică, rezistența la compresiune, absorbția apei și configurația microstructurală a probelor.
Rezultatele experimentale au dovedit că prin procedeul aplicat s-a obținut o spumă de sticlă cu bune caracteristici (porozitate de 90%, conductivitate termică de 0,042 W/m-1 • K-1 și rezistență la compresiune de 2,1 MPa) utilizabile în construcții.

Cuvinte cheie

separare, reciclare, deșeuri de sticlă, câmp de microunde

Anul

2021

Numărul

51 (3)

Paginile

378-385

Domenii de interes

CERAMICĂ ȘI STICLĂ

Articol integral

AZHAR BADAOUI , M’HAMMED BADAOUI


Rezumat

The industry poses many problems to the disposal of waste materials; the impact on the environment and space occupied by storage sites. It is necessary to find a way to valorize and re-use this waste to protect the environment.
The research aims to apply a probabilistic approach to the simple leaching of mortars based on mineral fines of industrial by-products such as marble powder by pure or low mineralized water to maximize its recycling in the formulation of cementitious matrix building materials and to solve ecological and economic problems. The leaching phenomenon is studied using a probabilistic approach in this article. The statistics of the dissolving front in the material are investigated using a parametric approach that takes into account the variation of the mortar’s calcium diffusion coefficient porosity. A lognormal probability distribution is used in Monte Carlo simulations. In comparison to solely deterministic studies, the study found that probabilistic approaches are effective tools coupled with adequate deterministic models, providing extra information. As a result, concrete buildings may be better tailored for specific service life and environmental conditions.

Cuvinte cheie

lixiviere, coeficient de variație, simulare, mortar, deșeuri de marmură

Anul

2021

Numărul

51 (3)

Paginile

386-394

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

DENG CHEN , TAO YANG, KAI-WEI LIU, AI-GUO WANG


Rezumat

The effects of dolomite powder (DM) with different fineness on the hydration of Portland cement (PC) are investigated by using a multi-method approach. Results show that the addition of DM decreases the hydration heat and compressive strength of PC. However, at the same replacement of PC by DM, the hydration heat and compressive strength can increase with increasing the fineness of DM. When cured at 20 °C, an increase in the fineness and amount of DM can promote the formation of carboaluminate due to the improvement of the reaction degree of DM. When cured at 60 °C, hydrotalcite (Ht) is observed in the samples containing DM, and Ht may be formed in the surface layer of DM particles. With the increase of the DM fineness and amount, the Ht strongly increases.

Cuvinte cheie

praf de dolomită, finețe, produși de hidratare, temperatură de întărire

Anul

2021

Numărul

51 (3)

Paginile

395-404

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

R. TUĞRUL ERDEM , MURAT BERBEROĞLU


Rezumat

Grout mortars are non-permeable, non-shrink and flowing cement based construction materials. Due to reaching high strength values in a short time, grout mortars are used in construction works. However, behavior of cement mortars under sudden impact loading is complex. Because, loading duration is very short in impact scenarios, effect of strain rates is much higher than static loading. So, dynamic responses and failure modes of the materials are different. In this study, it is aimed to investigate the dynamic behavior of slabs that are produced by cement based grout mortars under impact loading. A drop test setup is developed for this purpose and several measurement devices utilized in the impact experiments. Acceleration, displacement and impact load values are obtained as well as drop durations and drop numbers. After completing the experimental part of the study, artificial neural networks (ANN) analysis which is used to model different physical dynamic processes depending on the experimental variables is performed to predict the impact results. So, ANN analysis is used in the verification of experimental study. Due to the comparison of experimental and analysis results, it is considered that proposed ANN model can be used for the evaluation of the dynamic responses of test specimens.

Cuvinte cheie

ANN, test picătură, chituri, impact, dale

Anul

2021

Numărul

51 (3)

Paginile

405-413

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

S.S.VIVEK


Rezumat

In the present research, ternary blended Self Compacting Concrete (SCC) was prepared to evaluate the performance by replacing cement with the Silica Fume (SF) from 5% to 20% and ground granulated blast furnace slag (GGBS) from 20% to 60% in the total percentage of the weight of the cement. An attempt was made to study the performance of fresh concrete by slump flow test, T-500, U-box and L-box test, and the hardened properties of concrete by cube compression and cylinder split tensile test. The superplasticizer and stabilizer were added in optimum dosages to prevent the segregation and bleeding of fresh concrete. More powder content, say 60% GGBS and varying SF from 5% to 20%, as cement replacement for ternary blended SCC has obtained better fresh property behaviour. But lower content of GGBS, say 20% blended with SF 10% and SF 15% obtained higher split tensile and compressive strength, respectively.

Cuvinte cheie

beton autocompactant, silice ultra fină, GGBS, EFNARC, rezistență la compresiune

Anul

2021

Numărul

51 (3)

Paginile

414-421

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

ALI NAJM ABED ALMAGSOOSI, DAN PAUL GEORGESCU, ION RADU PASCU


Rezumat

In the past years, it has commonly seen the use of Carbon Fibers Reinforced Polymer (CFRP) externally bonded as an active technique for strengthening and repairing of deficient existing concrete columns. Accurate design models for FRP – confined concrete are required to help engineers to design suitable FRP jacket and manage the cost-effective solutions for strengthening or repairing. In this paper the evaluating of the ultimate load carrying capacities of confined square concrete columns obtained from design models are presented. Five theoretical design models, provided in codes and researchers including: ACI 440.2R-2017; FIB Bulletin-90-2019; CNR-DT 200 R1-2013; Lam and Teng model (2003) and Ouyang and Liu model (2007) have been evaluated. A comparison was made between the load carrying capacities obtained from the experimental test data and the capacities obtained from the theoretical predictions results by the mentioned codes and researchers. All three models presented by Codes showed a good agreement with experimental values except for FIB Bulletin-90-2019 that showed conservative values in two confinement cases, while Lam and Teng model showed good agreement with experimental values and Ouyang and Liu model showed conservative values with respect to the experimental values.

Cuvinte cheie

FRP, coloană de beton, sectiune pătrată, închidere, capacitate de încărcare

Anul

2021

Numărul

51 (3)

Paginile

423-429

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

P. AMSAYAZHI , K. SARAVANA RAJA MOHAN


Rezumat

The strength, toughness and ductility of the High strength fiber reinforced concrete (HSFRC) is presented in this paper. the glass and polypropylene fibers are used in this study. The fiber volume fraction differs from 0.25 to 1.5. Single fibers and combined fibers in the concrete is added. From this entire study it can be understood that the hybrid fibers showed more strength, ductility and toughness when compared to the single fiber concrete. There was an increase of 67% in terms of ductility and 20% in terms of toughness in high strength hybrid fiber reinforced concrete (HSHFRC). Regression analysis is used to predict the strength, toughness and ductility of HSHFRC and HSFRC. The experimental and predicted results show a close agreement.

Cuvinte cheie

rezistență la compresiune, rezistență la tracțiune, beton armat cu fibre hibride, beton cu rezistență înaltă, duritate, alungire, ductilitate

Anul

2021

Numărul

51 (3)

Paginile

430-436

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

L. J. SANJEEV KUMAR, P. BHUVANESHWARI


Rezumat

The study concentrated on the resistance of lightweight concrete slabs against impact load using a low-velocity drop hammer impact test device. Coconut procured from nearby processing units has been observed to have high impact resistance on initial testing. The lesser density was achieved by replacing 30% of natural coarse aggregate with waste coconut shells (CS 30). In order to compensate for degradation in characteristic strength, cement was partially replaced with ultrafine Ground Granulated Blast Furnace Slag – GGBFS (Alccofine) in increasing percentage of 6% (CS 30 6A); 8% (CS 30 8A); 10% (CS 30 10A); 12% (CS 30 12A). Both strength tests (compressive strength, tensile strength, flexure strength, Impact strength) and durability tests (Water absorption, Porosity, Sorptivity, Acid resistance) were carried out for the combinations. Comparing the results, the optimum mix was fixed as CS 30 8A. Square slabs of 600 mm with 60 mm thickness were cast using the predesigned mix of M40 grade (slab-CC). Slab-CS 30 8A were cast using the optimum mix for the same dimensions. Low-velocity impact tests were performed on the slabs up to failure. Parametric analysis was carried out for crack pattern, energy absorption, crack resistance, ductility indices, crack resistance ratio for the slabs. Comparison of results shows that the coconut shell-based lightweight concrete slabs performed well under impact loading.

Cuvinte cheie

coji de nucă de cocos, GGBFS ultarafin, beton ușor, rezistență, durabilitate, impact, analiza parametrilor

Anul

2021

Numărul

51 (3)

Paginile

437-448

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

ABHIJIT WARUDKAR , S ELAVENIL


Rezumat

Since the exploration of natural aggregate for construction is leading to environmental concerns, the development of sustainable construction materials, such as steel slag, is being promoted. Ecology gets threatened by the disposal issue of steel slag, as million tonnes of steel slags are produced as a by-product in steel industry. This investigation, analyze the potential of steel slag as a partial and complete replacement for coarse aggregates in cement concrete. It is seen that the inclusion of steel slag improves the abrasion resistance property of cement concrete. This study is strengthened by Scanning Electron Microscopy and Energy Dispersive X-ray Spectroscopy analysis which is carried out on the basis experimental fallouts. It is concluded that, the use of steel slag improved compressive strength and the abrasion resistance property of cement concrete, that is applicable in flooring, pavements or in places where concrete surface being in contact with external forces and environment.

Cuvinte cheie

rezistență la abraziune, standard indian 9284, rezistența la compresiune, beton cu zgură de la oțelării

Anul

2021

Numărul

51 (3)

Paginile

449-455

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

SANAA EL MALYH , AZZEDDINE BOUYAHYAOUI, TOUFIK CHERRADI, ANCUȚA ROTARU


Rezumat

The externally bonded fiber-reinforced polymer is an innovative technique for enhancing the strength of masonry structures, however the link between fiber reinforced polymer (FRP) and the masonry presents the fragile zone. To improve the bond performance and to determine the influence of the unidirectional reinforcement bonded geometry on the local bond-slip behavior, this paper investigates the shear bond behavior of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) laminate externally bonded to masonry prisms, to ameliorate their structural applications and to assess their effectiveness on the stress distribution and also on the load capacity along the bonded zone. The single-lap shear tests was performed on five unidirectional carbon fiber reinforced polymer laminate externally bonded on masonry prisms via epoxy adhesive. The failure modes and the displacement behavior analysis show that the strengthening system is most effective when enhancing the bonded surface, as it reduce the stress concentration along the bonded length and it increase the load bearing capacity .

Cuvinte cheie

legătură CFRP, zidărie, polimer armat cu fibre, comportare legături, întărire, rezistență la forfecare (încercarea adezivității mortarului la suport)

Anul

2021

Numărul

51 (3)

Paginile

456-463

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

J. SHANMUGA PRIYA , K. CHINNARAJU , V.JAGANATHAN


Rezumat

This research studies self compacting concrete mixes with 0, 30, 40 and 50% fly ash as replacement which are internally cured with super absorbent polymer and lightweight expanded clay aggregates against Self Compacting Concrete which are conventionally cured by submerging in water for a specific period. The optimum dose of the Internal curing agent was determined based on the chemical shrinkage of cement paste and it was presoaked in the mixing water and incorporated at the time of mixing. Fresh properties like slump cone, V funnel and L box tests were made and the effect of fly ash and internal curing agent was reported. Properties like compressive strength and durability factors such as rate of water absorption and resistance to chloride penetration were studied. Also the relationship between compressive strength and chloride penetration was established. It was found that the addition of fly ash seems to be beneficial for self curing concrete specimens up to 40% in terms of strength and durability. Concrete internally cured with super absorbent polymer showed better performance when compared with concrete cured with clay aggregates.

Cuvinte cheie

întărire internă, beton autocompactant, ductibilitate, polimer superabsorbant, agregate ușoare din argilă expandate, cenușă zburătoare, întărire

Anul

2021

Numărul

51 (3)

Paginile

464-472

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

ALINA MELINESCU, ENIKŐ VOLCEANOV , MIHAI EFTIMIE, ADRIAN VOLCEANOV, LAVINIA POPESCU, ROXANA TRUȘCĂ


Rezumat

Nichelul electroless este aplicat pe multe tipuri de substraturi pentru a beneficia de proprietățile acoperirii. Calitatea finală a depunerilor pe bază de nichel electroless este la fel de bună ca și calitatea metalului substratului de bază, deoarece capacitatea acoperirii de a nivela sau ascunde imperfecțiunile din materialul de bază este slabă. De fapt, orice defect al substratului va fi mai vizibil după ce piesa este placată cu nichel electroless. O varietate de contaminanți includ uleiuri de prelucrare, lubrifianți de trefilare, compuși de lustruire, uleiuri sulfurate, uleiuri clorurate, ceară etc. S-au efectuat experimente pentru a stabili eficacitatea metodei de degresare a benzilor subțiri de oțel cu conținut scăzut de carbon înainte de acoperirea chimică. O soluție alcalină (soluția A) și două acide pe bază de deoxidanți (soluția B și soluția C) au fost testate la o temperatură de 75°C.
Înainte de depunerea chimică a straturilor de Ni-P și Ni-P-Al2O3, a fost efectuat testul de rupere a apei pe substrat de oțel pentru a evalua prezența contaminanților hidrofobi, care pot fi dăunătoare aderenței acoperirilor. Ca sursă de nichel a fost folosit sulfat de nichel hexahidrat, iar hipofosfitul de sodiu a fost folosit ca agent reducător, servind și ca sursă de fosfor în acoperire. Acetatul de sodiu, sulfatul de amoniu, citratul de sodiu, dodecil sulfat de sodiu și acetat de plumb au fost utilizați ca aditivi în baia de placare, pentru a accelera viteza de depunere a acoperirii sau ca stabilizatori pentru a preveni descompunerea băii de placare. În timpul placării (45 minute), temperatura băii a fost menținută la 80°C folosind o baie cu temperatură constantă și pH-ul băii care a fost menținut la 5,2.
Testul de rupere a apei a fost folosit pentru a evalua cât de curată poate fi o suprafață. Testul se bazează pe capacitatea unei suprafețe curățate corespunzător de a reține un film neîntrerupt sau o peliculă de apă. În mod normal, suprafețele murdare prezintă o rupere a peliculei.
Probele de bandă subțire de oțel înainte și după depunerea straturilor de Ni-P și Ni-P-nano - Al2O3 neelectrolitice au fost caracterizate în ceea ce privește compoziția chimică, grosimea stratului, aspectul macroscopic, uniformitatea și aderența. Compoziția chimică a substratului de oțel și a straturilor a fost determinată prin fluorescență cu raze X. Pentru a investiga morfologia și microcompoziția substratului metalic și a straturilor de depunere și grosimea straturilor de acoperire pentru probe au fost studiate cu microscopul electronic cu scanare cuplat cu spectroscopie cu raze X cu dispersie energetică.

Cuvinte cheie

placare depusă chimic, pretratamentul suprafeței de oțel, acoperiri compozite Ni-P, Ni-P-Al2O3

Anul

2021

Numărul

51 (4)

Paginile

475-484

Domenii de interes

COMPOZITE ȘI NANOCOMPOZITE

ȘTIINȚA MATERIALELOR

Articol integral

ENIKŐ VOLCEANOV, MIHAI EFTIMIE , ALINA MELINESCU, ADRIAN VOLCEANOV, ADRIAN SURDU


Rezumat

Lucrarea pune accent pe dezvoltarea acoperirilor chimice compozite de nichel cu încorporarea de particule oxidice dure nanodimensionale într-o matrice de Ni-P pentru a le îmbunătăți performanța. Pregătirea băii de depunere chimică a acoperirilor nanocompozite de nichel, metodele de introducere a particulelor dure în baie, factorii care afectează încorporarea particulelor în stratul de acoperire și efectul acesteia asupra structurii acoperirii sunt discutate în detaliu. Stratul de aliaj nichel-fosfor a fost depus printr-un proces auto-catalitic, fără utilizare de energie externă și constituie din acest punct de vedere un avantaj major față de tehnologia de nichelare electrolitică. Totuși, depunerea auto-catalitică a acoperirilor de Ni-P are un dezavantaj și anume, depunerea acestora are loc cu o viteză redusă. Investigațiile noastre s-au concentrat pe creșterea vitezei de depunere chimică și a omogenității acoperirilor Ni-P-XO, unde XO este un amestec de nanoparticule de Al2O3 + ZrO2, (in raportul gravimetric de 95: 5) depuse pe substraturi de bandă de oțel cu conținut scăzut de carbon.
In celula chimică (baie) s-a adăugat 10g/L de amestec oxidic și apoi a fost conectată prin scufundarea substratului de oțel pretratat in soluție, timp de 15, 30, 45, respectiv, 60 de minute. pH-ul soluției a fost menținut între 4,58 și 6,23. Temperatura a fost controlată folosind o baie de termostatare in intervalul 60 oC. -98 oC. Diferite intensități de agitare au fost testate in intervalul 50 – 400 rpm. Nu a existat aproape nicio diferență între aderența acoperirii Ni-P față de acoperirea Ni-P-Al2O3+ZrO2 obținută prin depunere chimică. În plus, prin depunere chimică stratul are o grosime aproape constantă de acoperire pe toate suprafețele, inclusiv marginile și geometria interioară complexă. Nodularitatea globulelor de Ni-P este redusă datorită încorporării nanoparticulelor oxidice de fază secundară.

Cuvinte cheie

acoperiri chimice compozite, nichel, particule de oxid de mărime nano, parametrii de proces

Anul

2021

Numărul

51 (4)

Paginile

485-494

Domenii de interes

COMPOZITE ȘI NANOCOMPOZITE

ȘTIINȚA MATERIALELOR

Articol integral

I.GOMOIU , M. ENACHE, S. NEAGU , R. RUGINESCU, M. DUMBRĂVICIAN, R. RADVAN, L. GHERVASE, I. MOHANU, R. COJOC


Rezumat

Dezvoltarea strategiilor eficiente și nedistructive de conservare se bazează pe înțelegerea rolului microorganismelor ca biodeteriogeni, în producerea metaboliților lor cu rol în biocurățare dar și în activittaea de control biologic. O alternativă eficientă la strategia tradițională de restaurare este biorestaurarea bazată pe diferite biotehnologii ecologice în care microorganismele și enzimele produse de acestea au rolul decisiv. Acestea se folosesc atât în bioconsolidare datorită capacității de a produce precipitarea carbonatului de calciu cât și a biocurățării. Microorganismele se folosesc atât ca celule viabile care se aplică prin pensulare pe suprafața operei de artă cît și incluse în diferite suporturi. Procesul de biorestaurare este caracterizat prin costuri și invazivitate scăzute, înaltă specificitate, control facil, absența toxicității față de restauratori și mediu. Datorită faptului că biorestaurarea are avantaje și dezavantaje este necesară o mai bună informare a conservatorilor și restauratorilor referitoare la folosirea biotehnologiilor în restaurare și conservare, rezultatele recente asupra optimizării biocurățării și bioconsolidării și la microorganismele producătoare de enzime și molecule bioactive. Acestea vor contribui la transferul tehnologic la scară largă.

Cuvinte cheie

microorganisme, biotehnologii, bio-consolidare, bio-curățare, control biologic, picturi murale, piatră

IONELA ANDREEA NEACȘU , LILIA MATEI, ALEXANDRA CĂTĂLINA BÎRCĂ, ADRIAN IONUȚ NICOARĂ, VLADIMIR LUCIAN ENE, LAURA DENISA DRAGU, ANTON FICAI, CORALIA BLEOTU, ECATERINA ANDRONESCU


Rezumat

Scopul acestui studiu a constat în sinteza și caracterizarea unor materiale pe bază de hidroxiapatită încărcată cu curcumină pentru tratamentul cancerului osos. Sinteza hidroxiapatitei a fost efectuată pornind de la Ca(OH)2 și (NH4)2HPO4, în condiții controlate, pentru a obține nanoparticule fine monodisperse și pentru a evita aglomerarea ulterioară necontrolată a acestora. Precipitatul obținut a fost uscat, calcinat, apoi suspendat în soluție de curcumină – diclormetan (în care curcumina adăugată a reprezentat 5%, 10% masic din cantitatea de hidroxiapatită) și omogenizat până la evaporarea solventului. Sistemele obținute au fost caracterizate din punct de vedere morfologic și structural, precum și din punct de vedere al comportamentului in vitro. Toate probele au fost de asmenea testate biologic, efectuându-se studii antitumorale.

Cuvinte cheie

tratamentul cancerului osos, curcumină, hidroxiapatită

MARIA PREDA, ILEANA RĂU, ALINA CORNELIA BACIU, CRISTIAN COVACIU, ALINA MELINESCU


Rezumat

Tialitul (Al2TiO5) este un compus cunoscut în special pentru proprietățile sale mecanice foarte bune și este utilizat în foarte multe domenii. Totuși trebuie remarcat că, acest compus are o stabilitate chimică foarte bună față de topiturile silicatice, de aceea în ultimul timp se constată și folosirea lui pentru obținerea de pigmenți ceramici. În această lucrare s-au sintetizat trei probe în pseudosistemul ternar MgAl2O4-CoAl2O4-Al2TiO5, care au fost tratate termic la temperaturi cuprinse între 1200 și 1450°C. Compoziția mineralogică a probelor a fost determinată prin difracție de raze X. Pigmenții obținuți s-au introdus într-o glazură mată în proporție de 2%. Caracterizarea cromatică atât a pigmenților cât și a glazurii colorate s-a realizat prin metoda CIELab.

Cuvinte cheie

titanat de aluminiu, pigment, DRX, metoda CIELab

Anul

2021

Numărul

51 (4)

Paginile

514-519

Domenii de interes

CERAMICĂ ȘI STICLĂ

Articol integral

HAJAR KADDOURI, TOUFIK CHERRADI, IBTISSAM KOURDOU, ANCUȚA ROTARU, NICOLAE ȚĂRANU, MARINELA BĂRBUȚĂ


Rezumat

Sistemele compozite realizate din materiale textile cu rezistență mecanică ridicată și încorporate într-o matrice de mortar (cunoscute și sub denumirea de matrice cementoase armate cu plasă de fibre - FRCM) se bucură de o atenție deosebită dat fiind faptul că utilizarea acestui material la consolidarea clădirilor de patrimoniu este promițătoare. Caracterizarea mecanică a sistemelor FRCM are o importanță deosebita în definirea corectă a parametrilor folosiți la proiectarea lucrărilor de consolidare. Cu toate acestea, este necesară evaluarea corectă a comportamentului la tracțiune a FRCM și influența acestuia asupra performanței structurale. Scopul acestei lucrări este de a analiza comportamentul mecanic al probelor FRCM supuse la tracțiune. În acest scop, lucrarea studiază efectul suprapunerii fibrelor în contextul general al sistemului. Încercările de tracțiune s-au efectuat pe cupoane din FRCM cu lungimi de suprapunere a fibrelor ce variază între 100 și 200 mm. Obiectivul este determinarea lungimii minime necesare de suprapunere a fibrelor astfel încât continuitatea fibrei să fie menținută și să fie păstrată rezistența la tracțiune în a probelor de FRCM.

Cuvinte cheie

materiale compozite, FRCM, suprapunere, încercare la întindere, întărire

Anul

2021

Numărul

51 (4)

Paginile

520-527

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

IAKOV ISKHAKOV, YURI RIBAKOV


Rezumat

Creep is a well-known property of concrete elements, which cannot be avoided. It is defined as an increase in deformations over time due to constant stresses at uniaxial compression. In general, linear and non-linear creep of concrete elements are considered. However, there are no strong dependences that govern these two types of creep. It is still not clear when linear creep becomes non-linear, how creep changes the concrete modulus of elasticity, which energy is dissipated by the concrete section at linear and non-linear creep, etc. Predicted creep values are important for accurate design of concrete elements at service and ultimate limit states. The present study analyzes linear and non-linear creep and proposes a creep effect algorithm. The methodology is based on Structural Phenomenon and new theoretical concepts, using just one empirical coefficient related to non-linear creep. It can be used by engineers in order to perform more accurate and rather simple design of concrete elements considering creep.

Cuvinte cheie

infiltrare beton, infiltrare liniară și neliniară, potențialul elastic și elastico - plastic al unui sistem RC la infiltrare, fenomen structural

Anul

2021

Numărul

51 (4)

Paginile

528-535

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

K. SARUMATHI , S. ELAVENIL, M. SATISH REDDY


Rezumat

When the sand can no longer be reused in the foundry, it is removed from the foundry and this high quality silica sand in large volumes is used in making concrete as partial replacement of fine aggregate. In this paper investigations were carried out on the mechanical properties and durability studies of concrete by adopting silica sand and fly ash during the formation of concrete where, fly ash is used as a partial replacement material of cement. Silica sand (SS) or foundry sand (FS) is incorporated (0%, 25% and 50%) along with fly ash (FA) in different proportions (0% and 25%) with water – cement ratio (w/c) as 0.5. The outcomes indicated that the inclusion of FA and SS improved the compressive as well as tensile strength of material. The study reveals the feasibility of using spent foundry sand as a partial replacement of M-sand and also that full factorial design method is a reliable tool to arrive the conclusion that the FA and SS can be replaced with 25% effectively. The statistical software was used with full factorial design to predict the values and to validate the results with true values.

Cuvinte cheie

nisip de siliciu, cenușă zburătoare, proprietăți mecanice, proiectare factorială

Anul

2021

Numărul

51 (4)

Paginile

536-542

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

ARATHI KRISHNA , SARAVANA RAJA MOHAN KALIYAPERUMAL


Rezumat

Reinforced concrete structures exposed to high temperatures may significantly reduce the characteristics of concrete in terms of strength, plastic deformation of reinforced steel bar and most precisely, the bond between the concrete and the reinforcing steel. Since there are only limited literature available in the field of concrete reinforced with hybrid fibres, which contain natural fibres subjected to elevated temperature, a thorough investigation needs to be done in this area. Hence, this investigation was carried out to evaluate the strength properties of concrete after adding different types of fibres under normal and elevated temperature conditions (27oC, 200oC, 400oC and 800oC). Micro steel, polypropylene and sisal fibres were used monolithically and in hybrid form with a volume fraction of 1%. The fresh property of the mixes was evaluated by conducting slump cone test, and the hardened properties were evaluated by density, compressive strength and split tensile strength tests. In addition, the bond between the concrete and the reinforcing bar was evaluated, and the residual properties were compared with the control mix. The results reveal that in elevated temperature conditions, the inclusion of micro steel fibres has a significant role in enhancing concrete strength and bond characteristics. The addition of polypropylene and sisal fibres mainly helps prevent spalling and has a slight effect on the bond characteristics of concrete compared to that of the control specimen subjected to elevated temperature.

Cuvinte cheie

fibre, fibre hibride micro oțel, polipropilenă, sisal, proprietăți de întărire, liant, extragere, temperaturi ridicate

Anul

2021

Numărul

51 (4)

Paginile

543-551

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

BEKİR ÇOMAK , ALPER BİDECİ, BATUHAN AYKANAT, ÖZLEM SALLİ BİDECİ


Rezumat

With the development of computer technologies in recent years, the usage of image processing techniques in different areas have significantly increased. Image processing is the computer study for altering the measured or saved digital image data in a manner to fit for a purpose in an electronical media. In this study, by adding red iron oxide pigment (RIOP) into cement mortars in 2%, 4%, 6% and 8% ratios, physical and mechanical characteristics of the mortars were analysed, and color homogenization of them were determined by image processing method. On the manufactured samples, consistency, density, water absorption, porosity, compressive strength, flexural strength tests and image processing analysis by open source coded ImageJ programme were performed. Also, SEM-EDS analyses were performed in order to determine the inner structure characteristics of the samples. As a result of this study, changes in physical and mechanical characteristics of the mortars have been observed in different ratios. When it is desired to obtain a red colored mortar, it is determined by image processing analysis that 6% of red iron oxide pigment (RIOP) addition to the mortar mixture would give the optimum result.

Cuvinte cheie

beton colorat, procesare imagine, microstructuri, SEM-EDS

Anul

2021

Numărul

51 (4)

Paginile

552-557

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

V. JAGANATHAN , K. CHINNARAJU


Rezumat

This study aims at simplifying the process of mix design of Self Compacting Concrete (SCC) which is generally done through trial and error. Concrete being a heterogeneous material, the desired qualities are attributed to several factors, in addition SCC has the requirement of better workability, which leads to the complexity in the design process. In this paper, the various factors affecting the strength and workability of SCC such as Total Cementitious Material (TCM) content, water-cementitious material ratio, percentage of fly ash replacement, coarse aggregate content and fine aggregate content were analyzed with four different values for each factor. Based on the Taguchi optimization method, an orthogonal array with sixteen experiments was designed to obtain the best factors for the SCC mix. The performance parameters selected were slump flow value for flowing ability, T5min of V funnel test for segregation resistance, L Box ratio for passing ability and compressive strength test for strength aspect. The results indicated that the TCM content and water-cementitious material ratio plays an important role in the workability of SCC, whereas TCM content and coarse aggregate content are predominant in the compressive strength of SCC.

Cuvinte cheie

beton autocompactant, șir ortogonal Taguchi, cenușă zburătoare, lucrabilitate

Anul

2021

Numărul

51 (4)

Paginile

558-563

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

P.KAVIMUHIL, A.BALAJI, R.SOORAJ, V.VADHUL KRISHNAN, B.KARTHIKEYAN


Rezumat

This paper discusses heavy density (HDC) concrete performance by partially replacing the fine and coarse aggregate in concrete with magnetite in its fine and coarser form. Three series of mixes, namely HDC-I, HDC-II and HDC-III, were developed for the research. HDC-I series contained 10% magnetite powder (MP) and 10% quartz powder (QP) as fine aggregates, whereas the HDC-II series had 15% magnetite power MP and 5% QP. The replacement level of magnetite aggregate as coarse aggregate was maintained constant by 30%, 40% and 50% for both the series. HDC-III series mix was made by replacing coarse aggregate with a significant content of 50%, 60% and 70% of magnetite aggregate by weight. Only 20% of magnetite powder was used for replacing the fine aggregate in HDC-III. Silica fume and nano-silica were also used in a constant replacement proportion in cement by 10% and 1%. Various tests related to the mechanical and durability characteristics of the concrete were performed. Compared with conventional concrete mix, the results revealed that increasing the proportion of magnetite aggregate leads to a considerable increase in unit weight and other mechanical properties. Also, it was observed that quartz powder and magnetite did not fetch any significant benefit in the mechanical properties.

Cuvinte cheie

beton de densitate mare, particule de magnetită, agregat magnetită, particule de cuarț, nano-silice, mediu agresiv, test la impact

Anul

2021

Numărul

51 (4)

Paginile

564-571

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral

ASIF HAMEED, MOHSIN USMAN QURESHI, ALI MURTAZA RASOOL, JAVAID KHALID, ASADULLAH QAZI, MUHAMMAD USMAN RASHID, ZAFAR MAHMOOD


Rezumat

Self-compacting concrete (SCC) can compact itself under its weight without any external effort and has characteristics of flowability, passing-ability, viscosity, inhibiting segregation and filling narrow architectural sections, etc. SCC requires a larger quantitative proportion of fines e.g. pozzolans like fly ash, blast furnace slag, silica fume, metakaolin, rice husk, or non-pozzolanic materials like limestone and sandstone. However, a higher quantity of pozzolanas with lower water content may cause autogenous shrinkage. The objective of this research is to find the best mix design of SCC to reach the highest compressive and flexural strength while maintaining flowability, passing ability, and segregation resistance. For this purpose, first twenty-eight (28) mix designs were prepared and tested in a fresh state for assessing flowability, passing-ability, and segregation resistance properties. The results of these tests were found compatible with previous studies without any significant variations. Then, hardened concrete was tested by casting 448 cylinders for determining the compressive strength at 7, 14, 28, 56, and 90 days and 168 prisms were tested to determine the flexural strength at 28, 56, and 90 days. It was observed that two combinations i.e. 30%FA, 17.5%SF, and 25%FA, 7.5%SF replacement are the most favorable mineral fine admixtures in producing good quality SCC.

Cuvinte cheie

beton autocompactant, cenușă zburătoare, silice ultrafină, puzzolane, coeficient de variație

Anul

2021

Numărul

51 (4)

Paginile

572-582

Domenii de interes

LIANȚI ȘI BETOANE

Articol integral