Mechanical wave damping research in innovative solutions for concrete masonry units

openaccess, Vol. 624 (8) 2024 / poniedziałek, 2 września, 2024

Badania tłumienia fal mechanicznych w innowacyjnych betonowych elementach murowych

(Open Access)

DOI: 10.15199/33.2024.08.08

citation/cytuj: Adamczyk I., Major M., Kalinowski J. Mechanical wave damping research in innovative solutions for concrete masonry units. Materiały Budowlane. 2024. Volume 624. Issue 8. Pages 54-61. DOI: 10.15199/33.2024.08.08

The article presents a new type of APS (openwork masonry unit) and WAPS (filled openwork masonry unit) concrete masonry units with a frame made of concrete modified with recycled materials. The technical data of the developed masonry unit and the composition of concrete modified with a mixture of SBR (styrene butadiene rubber) and PET (polyethylene terephthalate) recycling additives, as well as the composition of the composite damping mixture based on these two materials, are given. In order to demonstrate the effectiveness of the developed solution in reducing mechanical vibrations, the influence of the impact of different mechanical wave frequencies on the developed APS and WAPS concrete masonry unitswas assessed. The test results were presented graphically and showed that filling the holes of a new type of concrete masonry unit with a recycled composite mixture improves its effectiveness in limiting the propagation of mechanical waves in the analyzed range from 8 to 5000 Hz, simultaneously allowing the effective management of recycled materials.

W artykule przedstawiono nowego typu betonowe murowe elementy ścienne APS (ażurowy pustak ścienny) iWAPS (wypełniony ażurowy pustak ścienny) o szkielecie wykonanym z betonu modyfikowanego materiałami recyklingowymi. Podano dane techniczne opracowanego elementu ściennego i skład betonu modyfikowanego mieszanką dodatków recyklingowych SBR (styrene butadiene rubber) i PET (politereftalan etylenu) oraz skład kompozytowej mieszanki tłumiącej powstałej na bazie tych dwóch materiałów.Wcelu wykazania efektywności opracowanego rozwiązania w redukcji drgań mechanicznych dokonano oceny wpływu oddziaływania różnych częstotliwości fali mechanicznej na opracowane betonowe murowe elementy ścienne APS i WAPS. Wyniki badań przedstawiono graficznie i wykazano, że wypełnienie otworów nowego typu betonowego murowego elementu ściennego recyklingową mieszanką kompozytową poprawia jego efektywność w ograniczeniu propagacji fal mechanicznych w analizowanym zakresie od 8 do 5000 Hz, pozwalając jednocześnie skutecznie zagospodarowywać materiały pochodzące z recyklingu.
innovative masonry unit; mechanical vibrations; SBR; PET.

innowacyjny murowy element ścienny; drgania mechaniczne; SBR; PET.
  1. Zou Ch, Wang Y, Zhang X, Tao Z. Vibration isolation of over-track buildings in a metro depot by using trackside wave barriers. Journal of Building Engineering. 2020, DOI: 10.1016/j.jobe. 2020.101270
  2. Arjunan A, Baroutaji A, Robinson J, Vance A, Arafat A. Acoustic metamaterials for sound absorption and insulation in buildings. Building and Environment. 2024; DOI: 10.1016/j.buildenv. 2024.111250.
  3. Ekanayake SD, Liyanapathirana DS, Leo CJ. Attenuation of ground vibrations using in-filled wave barriers. Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 2014; DOI: 10.1016/j.soildyn.2014.10.004.
  4. Rzeszutko M. Ściany akustyczne z pustaków ceramicznych Porotherm, Ściana międzymieszkaniowa z bloczków SILIKAT A. Materiały Budowlane. 2008; 8: 7 – 10.
  5.  Fraile-Garcia E, Ferreiro-Cabello J, Mendivil-Giro M, San Vicente-Navarro A. Thermal behaviour of hollow blocks and bricks made of concrete doped with waste tyre rubber. Construction and Building Materials. 2018; DOI: 10.1016/j. conbuildmat. 2018.05.015.
  6.  Adlahaug SK, Kvande T, Time B, Peuhkuri R. H, Kalamees T, Johansson P, Berardi U, Lohne J,Moisture control strategies of habitable basements in cold climates. Building and Environment. 2020; DOI: 10.1016/j.buildenv.2019.106572.
  7. Nikbin IM, Ahmadi H, Fracture behaviour of concrete containing waste tire and waste polyethylene terephthalate: An sustainable fracturedesign. Construction and Building Materials. 2020; DOI: 10.1016/j. conbuildmat. 2020.119960.
  8.  Halbiniak J, Katzer J, Major M, Langier B, Major I,An example of harnessing crushed ceramic pots for the production of watertight concrete. Structural Concrete. 2021; DOI: 10.1002/suco. 202000039.
  9. Katzer J, Halbiniak J, Langier B,MajorM,Major I. Influence of VariedWaste Ceramic Fillers on the Resistance of Concrete to Freeze – Thaw Cycles.Materials. 2021; DOI: 10.3390/ma14030624.
  10.  Major M, Adamczyk I, Kalinowski J. An Innovative Absorption Propagation System Hollow Block Made of Concrete Modified with Styrene–Butadiene Rubber and Polyethylene Terephthalate Flakes to Reduce the Propagation of Mechanical Vibrations in Walls. Materials. 2023; DOI: 10.3390/ma16145028.
  11. Adamczyk I, Major M, Kalinowski J. Ocena efektywności tłumienia drgań przez recyklingową mieszankę kompozytową. Materiały Budowlane. 2022; DOI: 10.15199/33.2022.12.35.
  12.  Dang B-L, Nguyen-Ngoc H, Duc Hoang T, Nguyen-Xuan H, Abdel Wahab M. Numerical investigation of novel prefabricated hollow concrete blocks for stepped-type seawall structures, Engineering Structures. 2019; DOI: 10.1016/j.engstruct. 2019.109558.
  13.  Major M, Adamczyk-Królak I. Patent nr PL 235427 B1. pt.: Ażurowy pustak ścienny, Politechnika Częstochowska 2020.
  14.  Major M, Adamczyk-Królak I. Patent nr PL. 237899 B1 P. Cz. pt.:Wkładka do ażurowych pustaków ściennych, Politechnika Częstochowska 2021.
  15.  Kucharski T, System pomiaru drgań mechanicznych, WNT 2018.
  16. Osiński Z, Tłumienie drgań. Warszawa, PWN, 1997.
dr inż. Izabela Adamczyk, Częstochowa University of Technology, Faculty of Construction
ORCID: 0000-0002-2880-4065
dr hab. inż. Maciej Major, prof. PCz, Częstochowa University of Technology, Faculty of Construction
ORCID: 0000-0001-5114-7932
dr inż. Jarosław Kalinowski, Częstochowa University of Technology, Faculty of Construction
ORCID: 0000-0001-8922-4788

dr hab. inż. Maciej Major, prof. PCz, Częstochowa University of Technology, Faculty of Construction
ORCID: 0000-0001-5114-7932

Corespondence address: maciej.major@pcz.pl

Full paper:

DOI: 10.15199/33.2024.08.08

Article in PDF file

Received / Wpłynął do redakcji: 06.05.2024
Revised / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 04.07.2024
Published / Opublikowano: 21.08.2024