Die Autoren möchten ihre Sika SAU danken für ihre Unterstützung und vor allem für ihre Versorgung des Materials für die Anker und die Verstärkungen. Betazul ist vor allem für ihre Hilfe mit dem angepassten Bohrer und bei der Erstellung des Videos bestätigt.

1. Anker Installationsmethode
Hinweis: Diese Methode beinhaltet das Loch bohren, Reinigung und Glättung der Lochrand, sowie Imprägnierung und Einfügung des Ankers.
<ol><li>Bohren Sie das Loch auf die erforderliche Einbettung Länge und mit dem angegebenen Durchmesser.
	<ol>
<li>Verwenden Sie eine geeignete Bohrwerkzeug (d. h. elektrische Hammer oder Diamant Kern). Für Betonkonstruktionen die Kriterien für die Auswahl von Bohrwerkzeugen sind die gleichen wie Klebstoff Anker, und finden Sie im zuvor veröffentlichte Arbeit10,11. Bohren Sie für eine elektrische Hammer mit einer maximalen Geschwindigkeit von 800 u/min.<ol>
<li>Bieten Sie einen Loch-Abstand (d.h. die Differenz zwischen dem Durchmesser des Bohrers und des Steckers) von nicht weniger als 4 mm. Darüber hinaus wird empfohlen, dass dieser Unterschied 8-10 mm betragen. Dies erleichtert die Glättung des Lochs und ermöglicht die Biegung des Ankers in die Bohrmaschine. Hinweis: Es sei darauf hingewiesen, dass kommerzielle Faser Seile Nennweiten (wenn imprägniert) von 10 bis 12 mm haben. Die Anker in das gefilmte Protokoll angezeigt wurden aus Faser Seile mit einem nominalen Durchmesser von 12 mm hergestellt.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
	<li>Die Einbettung Länge zu kontrollieren und das Loch glatt. Längenkontrolle ist äußerst wichtig, da Anker Leistung extrem Länge-empfindlich ist. Einbettung Längen von 75 bis 150 mm sind zu empfehlen.
	<ol>
<li>Um Längenkontrolle auszuführen, legen Sie eine starre Bar in das Bohrloch, und vergleichen Sie die gesamte Länge des Balkens und die Länge, die aus dem Loch, wenn mit einem Maßband eingelegt bleibt.</li>
		<li>Verwenden Sie eine Blow-Out-Handpumpe, nach Abschluss der Bohrungen, eine erste Staubentfernung durchführen. Folgen Sie den Anweisungen des Herstellers der Pumpe. Blasen Sie nicht weniger als zwei Mal für die erste Entstaubung aus.</li>
		<li>Glätten Sie das Loch mit einem rotierenden, nicht-perkussiven Werkzeug. Siehe Abbildung 2 für Details der angepassten Bohrkrone. Ein Bohrer wie z. B. die vorgeschlagene kann die meisten elektrische Hämmer leicht angepasst. Kühlen Sie das Substrat mit Wasser während der Arbeit kontinuierlich. Glättung ist abgeschlossen, wenn keine scharfen Kanten erscheinen, und der obere Teil des Bohrers der Betonoberfläche berührt.</li>
	</ol></li>
	<li>Reinigen Sie die Öffnung mit einer Kombination aus weht und Zyklen, Bürsten, da es entscheidend, die höchste Klebkraft zu erreichen ist. Der Reinigungsprozess ist ähnlich wie für die FRP Spikes und für selbstklebende Anker. Es wird empfohlen, dass mindestens zwei Reinigungszyklen durchgeführt werden. Verweisen Sie wir auf bestehende Leitlinien10 weitere Empfehlungen auf den Reinigungsprozess, und befolgen Sie die Empfehlungen des Herstellers, wenn andere Reinigungsgeräte verwendet werden.
	<ol>
<li>Immer Schlag vor und nach dem Zähneputzen. Deshalb werden jeden Zyklus des mechanischen Bürsten zwei Blowings und einem Bürsten.</li>
		<li>Schlag von innen nach der Öffnung der Bohrung um die losen Partikel in das gebohrte Loch zu entfernen. Es gibt zwei Möglichkeiten des Bombenanschlags. Wenn der Anker auf trockenem Beton installiert ist, kann bläst mit einer Handpumpe Ausblasen erfolgen. Wenn es auf nassen Beton installiert ist, muss Ausblasen mit Druckluft (max. Druck von 10 Bar) erfolgen. Hinweis: Das Protokoll für trockene unterstützt wurde entwickelt obwohl es auf nasse Bedingungen angepasst werden kann. Es ist erwähnenswert, dass die Glättung Technik beinhaltet das Substrat befeuchten. Daher, der daraus resultierenden Grad der Feuchtigkeit hängt von den Umgebungsbedingungen und auf die Zeit zwischen der Glättung des Loches und das Einsetzen des Steckers. Der Zustand des trockenen Unterstützung ist für eine Relative Luftfeuchtigkeit von unter 5 % definiert, die normalerweise normalen Trocknungsbedingungen von mehreren Tagen entspricht. Bei bestehenden Betonbauten können die Löcher trocken betrachtet werden, wenn 24 h vergangen zwischen der Glättung der Lochrand und das Einsetzen des Dübels. Ein feuchter Zustand bezieht sich auf 100 % Relative Luftfeuchtigkeit, in der Nähe von das maritime Strukturen in der Regel entspricht.</li>
		<li>Verwenden Sie eine Drahtbürste, radial das Loch putzen. Der Durchmesser der Bürste muss gleich oder bis zu 20 mm größer als der Durchmesser des Bohrers. Wählen Sie den Durchmesser des Pinsels, so nah wie möglich an, dass das Loch, um gleich Reibung um den Loch-Abschnitt zu ermöglichen.</li>
		<li>Installieren Sie die Anker, unmittelbar nach der Reinigung. Wenn dies ist nicht möglich (wenn der Anker nicht innerhalb von 1 h von der Reinigung eingesetzt ist), führen Sie eine zusätzliche Reinigungszyklus vor dem Einsetzen der Anker. Diese letzten Reinigungszyklus ist besonders wichtig für horizontale Anker und Löcher auf der Oberseite des Substrates.</li>
	</ol></li>
	<li>Bereiten Sie vor und installieren Sie die Anker. Dies beinhaltet drei verschiedene Prozesse.
	<ol>
<li>Schneiden Sie die Faserbündel oder Seil auf die gewünschte Länge. Die Länge des Dübels muss gleich der Einbettung (oder Dübel Länge) plus die Länge der Anker-Fan.</li>
		<li>Imprägnieren Sie den Anker Dübel mit niedrigviskosen Epoxy-Primer mit einer weichen Bürste. Respektieren Sie immer die Topfzeit des Harzes, nach Angaben des Herstellers. Ca. 150 g Harz pro Anker sind erforderlich. Imprägnierung erfordert teilweise fanning, die Faserbündel, das Eindringen des Harzes zu maximieren.<ol>
<li>Imprägnieren Sie immer gegen Ende des Steckers Verbiegen der Fasern zu vermeiden. Halten Sie die Biege Region um Schlupf einige Fasern aus dem Bündel zu verhindern und zu verhindern, dass das freie Ende wird bei diesem Schritt aufgefächert.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Befestigen Sie imprägnierte Ende unmittelbar nach der Imprägnierung mit einem Kabelbinder. Fügen Sie dann den Anker Dübel. Unterstützen Sie die Aufnahme mit einem Draht, der schiebt den Kabelbinder, um sicherzustellen, dass die Fasern tatsächlich die erforderliche Einbettung Länge erreichen.</li>
	</ol></li>
	<li>Schließen Sie die Verstärkung an den Anker zu gewährleisten eine ordnungsgemäße Übertragungsmechanismus an den Stecker an. Dieses Protokoll wurde entwickelt und wird weiter erklärt für Ende Verankerung der GfK-Verstärkungen Multiple versorgt nach außen verklebt werden. Siehe Abbildung 3 eine grafische Erläuterung des Prozesses.
	<ol>
<li>Anwenden der ersten Lage der Bewehrung vor dem Einsetzen des Dübels (aber immer nach Aufbereitung und Reinigung des Lochs), wie dargestellt in Abbildung 3. Alternativ können Sie eine erste Lage kürzer als diejenigen auf der Anker Fan sein, um die Einfügung des Ankers vor dem Auftragen der ersten Schicht der Bewehrung ermöglichen geklebt.</li>
		<li>Geben Sie an-Endplatte debonding (oder Delamination) auftreten, wird voraussichtlich Ende Anchorage. Für die nasse Anwendung der externe Verstärkung immer bereiten Sie die Oberfläche des Substrats nach aktuellen Standards oder Leitlinien12,13. Hinweis: Anker-Fans sollten voll zur Stärkung, verklebt werden, da diese Bindung der Stress-Datenübertragungsmechanismus ansammelt. Bei GfK-Verstärkungen aus mehreren Schichten und mit Ende-Anchorage empfiehlt Anker Lüfter Einbau zwischen zwei Lagen. Dies eliminiert die Notwendigkeit für das Laminat mit dem Anker piercing und Beschädigung der Bewehrung vermeiden. Bisher wurde in der Literatur keine minimale Fan-Länge bestimmt. Die Autoren empfehlen, dass Fan Längen von nicht weniger als 50 mm verwendet werden.</li>
		<li>Die externe GfK-Bewehrung und der Anker Lüfter Epoxidharz zuweisen. Das Harz kann mit entweder einer Rolle oder einem Pinsel aufgetragen. Verwenden Sie die gleichen Harz, um die externe FRP-Verstärkung auf dem Untergrund und den Anker Lüfter an die externe Verstärkung zu verbinden. Betrachten Sie immer die Topfzeit des Harzes, nach Angaben des Herstellers.<ol>
<li>Verhindern Sie die Entstehung von Luftporen zwischen die Lagen der Bewehrung mit Hilfe einer Blase Walze, die Luft Erleichterung nach der Imprägnierung der einzelnen Ebenen (einschließlich des Anker Lüfters) ermöglicht. Hinweis: Für die Entwicklung des Protokolls wurde eine Harz mit einer Topfzeit von 90 min bei 20 ° C eingesetzt.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
</ol>(2) Design mit Spike-Anker
Hinweis: Die Design-Methode ist hier für Lüfter Anker erklärt, aber ähnliche Verfahren könnte für verschiedene Anchorage Geräte. Diese Methode besteht aus der Evaluierung der Anker Kapazität, Klebkraft und Beitrag der Anker, die Gesamtstärke des betreffenden verstärkten.
<ol><li>
Bewerten Sie den Anker Kapazität. Dies hängt in erster Linie ob der Anker Zugkraft ausgesetzt ist oder Scherkräfte. In den meisten Fällen mit Dübel Winkel kleiner als 180° (scher Anwendungen) wird der Dübel Winkel die Wirksamkeit des Steckers durch Spannungskonzentration in der Biegebereich beschränken. Steuern Sie die Stärke der Biegung durch Anschluss an die oben dargestellte Methode zur Installation.
	<ol>
<li>Drücken Sie die Anker-Kapazität als Bruchzahl seine Zugfestigkeit. Die Kapazität für den Anker wird das Minimum der folgenden sein: die konkrete Kegel Stärke, Haftfestigkeit (wie in jeder nachträglich Anker in konkrete10berechnet), biegen Sie Stärke und Zugfestigkeit mit einem Sicherheitsfaktor. Dies führt zu einer Designkapazität von der (Anker). In Villanueva Llauradó Et al. 14, Ausdrücke für die vorhersehbaren Versagensarten der Spike Anker werden diskutiert.</li>
		<li>Schätzen Sie die konkrete Kegel Stärke mit einem Ausdruck wie im Kim und Smith15 um das konkrete Kegel Scheitern zu verhindern. Die konkrete Kegel Stärke ist nur für extrem flachen Anker, und im Allgemeinen kann es für Anker mit Einbettung Längen größer als 75 mm ignoriert werden.</li>
		<li>Berechnen Sie die Klebkraft der Anker Dübel. Dies kann mit der allgemeine Ausdrücke für nachträglich Anker von Codes und Design-Richtlinien durchgeführt werden. Nach diesen Ausdrücken die Klebkraft hängt von folgenden: die Zugfestigkeit des Betons, der Durchmesser der Bohrung und der Einbettung Länge15,16. Adoptieren Sie einen Wert für die durchschnittliche Scherfestigkeit in der Beton-Harz-Schnittstelle zwischen 8 bis 15 MPa bei Epoxidharz verwendet wird.</li>
		<li>Schätzen Sie die Verringerung der Stärke durch Biegen. Dies hängt hauptsächlich von der inneren Biegeradius, gemäß den Ausdruck von JSCE8, die weithin für interne GfK-Armierung angenommen wurden zur Verfügung gestellt. Ergänzende Tests auf isolierte Anker empfiehlt jedoch für die Beurteilung der real als gebaut Stärke der Stecker in einer bestimmten geometrischen Konfiguration. Diese Tests sollten mit schertests und Anker installiert nach in diesem Papier vorgeschlagene Verfahren durchgeführt werden.</li>
		<li>Die Zugfestigkeit des Ankers mit dem Bruch der Fasern in den Querschnitt der Anschlüsse und die Zugfestigkeit der Faser zu berechnen. Geben Sie für Faser Seile Hersteller in der Regel die Zugfestigkeit des imprägnierten Connectors, die Design mit einer ausreichenden Reduktionsfaktor (von 1,25 bis 1,5) angenommen werden konnten. Für Faserbündel von Hand gefertigte Ankern sollte wie in ASTM Standards17flachen Coupon Tests durchgeführt werden.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Berechnen Sie die Klebkraft der unverankerte Verstärkungen durch einen beliebigen Ausdruck von internationalen Vorwahlen oder analytische Modelle wie Sie in den Referenzen18,19. Alternativ können einfache oder doppelte schertests verklebt, nicht verankerten Proben durchgeführt werden. Der Bemessungswert der Haftfestigkeit (PDb, d) muss in weiteren Berechnungen verwendet werden.</li>
	<li>Schätzen Sie die Gesamtstärke als Ergebnis der Klebkraft der Bewehrung sowie Anker Kapazität für Verstärkungen mit einem Anker. Diese Hypothese kann angenommen werden, nach den vorhandenen Daten, wenn der Anker Lüfter komplett die Breite der FRP abdeckt, die kohärent mit den Erkenntnissen von Autoren Vergleich der Leistungsfähigkeit der gebundenen und ungebundenen verankerte Exemplare20ist, 21. Berechnen Sie die Designstärke für verankerte FRP mit einem Spike Anker mit folgender Gleichung: 
	   Pd = PDb, d + PAnc, d (1)</li>
	<li>Für mehrere Anker zu bestimmen, die Anker Effizienz und Beitrag in Abhängigkeit von der Anordnung der Anker (Anzahl der lagen und Reihen, Abstand zu verankern). Bitte testen Sie die gewünschte Anordnung um die Verringerung der Effizienz durch mehrere Anker zu bewerten, und Ausdrücken Sie Designstärke verankerten gemeinsamen (Pd) wie folgt: 
	  Pd = PDb, d + y' • n • PAnc, d (2) Erhalten der Koeffizient y' aus Tests mit jeweils spezifische Anordnung des Projekts, da die Zahl der Spike-Anker, wie die Referenzen20,23. Als Alternative zu testen, prüfen die Effizienz y' wie vorgeschlagen in den Ansätzen aus solche Tests in den gleichen Publikationen20,23gemeldet.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Grelle, S., Sneed, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+evaluation+of+anchorage+systems+for+fiber-reinforced+polymer+(FRP)+laminates+bonded+to+reinforced+concrete+elements.">An evaluation of anchorage systems for fiber-reinforced polymer (FRP) laminates bonded to reinforced concrete elements.</a> Struct Cong. , 1157-1168 (2011).</li><li>Kalfat, R., Al-Mahaidi, R., Smith, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anchorage+devices+used+to+improve+the+performance+of+reinforced+concrete+beams+retrofitted+with+FRP+composites:+State-of-the-art+review.">Anchorage devices used to improve the performance of reinforced concrete beams retrofitted with FRP composites: State-of-the-art review.</a> J Compos Constr. , 14-33 (2013).</li><li>Orton, S. L., Jirsa, J. 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T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FRP-to-concrete+joint+assemblages+anchored+with+multiple+FRP+anchors.">FRP-to-concrete joint assemblages anchored with multiple FRP anchors.</a> Compos Struct. 94 (2), 403-414 (2012).</li></ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Eine Schritt für Schritt Protokoll für Einbau und Gestaltung des FRP Spike Anker wird vorgestellt. Nach bestem Wissen der Autoren sind keine detaillierte Protokolle auf Spike Anker über die Wirkung der Installationsparameter und Prozess auf Anker Kapazität entwickelt worden.
Die vorgeschlagenen Glättung Bohrkrone ist vorteilhaft bei der Erfüllung der Spike-Anker, durch Verringerung der Kerbwirkung und hat seine Wirksamkeit bei der Verringerung der Streuung über die durchgeführten auf isolierte Anker bewiesen. Dies bezieht sich auf die Verbesserung der Qualitätskontrolle der Installation. Auch die geringe Streuung der Anker ausgeführt im Anschluss an die vorgeschlagenen Anlage-Protokoll eine Reduzierung der Standardabweichung ermöglicht, trägt somit zu einer zuverlässigen Konstruktion.
Bezug auf die Testergebnisse präsentiert gibt es keine signifikanten Unterschiede zwischen Vorimprägnierte und nassen Installation in Bezug auf die Bruchlast. Jedoch ist für das vorgeschlagene Protokoll empfohlen, dass die Anker Dübel unmittelbar vor dem einsetzen, um richtige Imprägnierung der Biegung Region garantieren imprägniert werden. Darüber hinaus verhindert das spröde Versagen aufgrund von gehärteten Harz in der Biegung Region. Vorimprägnierte Installation beschäftigt ist, muss dann es gewährleistet sein, dass die gehärtete Teil kürzer als das gerade Bein den Anker Dübel. Richtige Imprägnierung der Biegung Region nach dem Einfügen ist schwierig, für Testbedingungen zu erreichen. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass dieses Problem reduziert wird, wenn die Spreizfuß Region des Steckers aufgefächert.
Der größte Nachteil verbunden mit dem angepassten Bohrer ist, dass es mit einem Radius von 20 mm, was zu einem 25 mm inneren Biegeradius für 10 mm Durchmesser Anker in 20 mm Durchmesser Löcher entworfen wurde. Im Vergleich mit einem größeren Inneren Biegeradius, gibt es niedrigere Connector Effizienz. Es empfiehlt sich, wenn hohe Biegung Kraft erforderlich ist, dass der Bohrer mit einem nicht-konstanten Radius Spannungskonzentration minimieren (durch Maximierung der Inneres Biegeradius) gestaltet werden.
Das vorgeschlagene Verfahren umfasst alle notwendigen Schritte für einen vollständigen Entwurf verankerten extern geklebte GfK-Verstärkungen. Der Beitrag der Anker muss immer im Hinblick auf eine Ergänzung der Klebkraft betrachtet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass Tests auf isolierte Anker an Proben mit der Geometrie (Durchmesser Loch und Anker, Einbettung Länge und Biegeradius, insbesondere) für die Anker geführt werden müssen. Dann kann der Beitrag der Anker als Ergänzung zu der Klebkraft der GfK-Bewehrung berechnet. Bis heute sind die wichtigsten Einschränkungen für das Design der Höchstbeitrag der Anker und die optimale Anordnung der mehrere Anker. Die Autoren wollen darauf hinweisen, dass nach den verfügbaren Datenbanken Spike Anker allein tragen können könnte so viel als die anhaftende Mechanismus allein zu laden, die bedeuten würde, dass die Gesamtstärke der verankerten Gelenke voraussichtlich zweimal derjenigen nicht verankerten Klebeverbindungen. Dieser Wert kann jedoch getrost als ein Bemessungswert angesichts der begrenzten Zahl vorhandener Daten angenommen werden.
Die vorgestellte Protokoll für Installation und Design soll eine Grundlage für zukünftige Entwicklungen im Bereich der Verankerung von außen geklebten GfK-Verstärkungen.

FRP Anker Angebot ein vielversprechender Ansatz zur Verbesserung der Leistung von außen FVK auf bereits bestehende Strukturen verklebt, gegeben, um sie zu verzögern oder gar verhindern debonding Ausfall1,2angewendet. Allerdings bringt ein wichtiges Anliegen für Designer den vorzeitigen Ausfall der Anker in Scherung durch Kerbwirkung im Bereich biegen. Verlegequalität und Vorbereitung der die Durchgangsbohrungen sind entscheidend für diese Spannungskonzentration zu begrenzen, die solche vorzeitigen Ausfall provoziert.
Dieses Papier befasst sich mit eine Installationsmethode, die Verringerung der Auswirkungen der Spannungskonzentration und eine angemessene Kontrolle der Qualität der Vorbereitung der Bohrung und der Installation der Anker bieten soll. Die Methode besteht aus vier Teilen: Bohr- und Reinigung der Löcher, Glätten der Kanten Loch mit einem angepassten Bohrer, Unregelmäßigkeiten in der Spannungsverteilung innerhalb der Biegung Region, Montage des Dübels, einschließlich die Imprägnierung von zu vermeiden der Anker Dübel und seine Einfügung und Haftung des Dübels zur Stärkung.
Von zuvor veröffentlichten Forschungsergebnisse3,4,5,6,7, kann daraus geschlossen werden, dass Spike Anker mit einer Biegung Region (das ist zu sagen, mit einem bestimmten Winkel zwischen dem freien Ende und die eingebettete Region), leiden Kerbwirkung, die anfällig für vorzeitigen Ausfall zu provozieren. Dies kann nicht immer durch die Geometrie der Gründungsmitglieder vermieden werden. In vielen Fällen sind Dübel 90 ° Winkel im großen und ganzen beschäftigt, obwohl es allgemein anerkannt ist, dass 135° Dübel Winkel eine Reduzierung in Kerbwirkung ermöglichen und zu einer besseren Leistung der Spike-Anker führen. Die Hauptgründe für die Verwendung von 90° Winkel Dübel sind, dass sie einfacher sind zu führen und in eine beliebige Richtung zu kontrollieren und sie die Möglichkeit reduzieren, interne Verstärkungen zu erfüllen.
Abbildung 1 zeigt einen typische Spitze Anker mit den am häufigsten verwendeten Dübel Winkeln. Spike-Anker mit 90° Winkel Dübel installiert können trotzdem eine relativ gute Leistung anzeigen, sofern angemessene Kontrolle der Spannungskonzentration. Begrenzung der Spannungskonzentration in der Regel beinhaltet die Anker mit einer großen inneren Biegeradius, entwerfen, wie der innere Biegeradius gefunden wurde, um eine wichtige Rolle in der Faser Knicken8,9. In diesem Sinne, Autoren wie Orton Et al. 3 zufolge ein Biegeradius von vier Mal der Anker Durchmesser verwendet werden soll. Dieser Empfehlung Ergebnisse in unpraktisch Biegeradien, sogar für kleine Anker Durchmesser wie die Erhöhung des Biegeradius beinhaltet vermindern die tatsächliche Einbettung Länge für einen gegebenen Bohrtiefe.
Die Autoren sind der Meinung, dass die Empfehlung des großen Biegeradius zusammenhängt, die Schwierigkeiten bei der Kontrolle der echten Inneres Biegeradius, aus geometrischer Sicht bei der Glättung von hand gemacht wird. Ein maßgeschneiderte Bohrer wurde folglich entwickelt, das ermöglicht eine einfache Kontrolle der Qualität der Anlage und sorgt dafür, dass der Biegeradius bei der Gestaltung berücksichtigt wird.
Zwei unterschiedliche Prozesse gelten als in der Zeitung. Ersteres bezieht sich auf den Installationsvorgang für die Anschlüsse (Anker, vor allem vor, das freie Ende fanning), während die zweite die vorgeschlagene Methode für Design mit Spike Ankern und die Überprüfung beinhaltet braucht.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:957px;" width="957">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Concrete</td>
			<td style="width:96px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:527px;">The concrete for support has a dosage made by the authors, and a strength class no lower than C40</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">SikaWrap anchor C</td>
			<td style="width:96px;">SIKA</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:527px;">This material has been used for the FRP spike anchors. SikaWrap Anchor C is a unidirectional, carbon fiber rope, sheathed in an elastic gauze. The gauze can be cut onsite to create a fan end that anchors CFRP fabrics and plates used in the structural strengthening of masonry and concrete.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">Sikadur 330</td>
			<td style="width:96px;">SIKA</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:527px;">Impregnating resin, apt for manual saturation methods. The product was used for impregnating the anchor dowel before insertion</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Sikadur 30</td>
			<td style="width:96px;">SIKA</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:527px;">Thixotropic, two part epoxy resin applied by spatula and therefore suitable for virtually any application, including overhead</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Drill bit</td>
			<td style="width:96px;">Betazul</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:527px;">Drill bit employed to smooth the holes that was designed by the authors and developed by Betazul SA</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Hammer drill</td>
			<td style="width:96px;">Hilti</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:527px;">Tool for the execution of anchor holes on masonry and concrete, for different drilling ranges</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Wire brush</td>
			<td style="width:96px;">Hilti</td>
			<td style="width:119px;">Hit series</td>
			<td style="width:527px;">For the proper brushing of drilled holes of varying diameters and embedment depths</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Blow-out pump</td>
			<td style="width:96px;">Hilti</td>
			<td style="width:119px;">Hit series</td>
			<td>Manual blow-out pump&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">SikaWrap-230 C</td>
			<td style="width:96px;">SIKA</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:527px;">Unidirectional woven carbon fiber fabric for dry application process</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Aluminium Bubble Roller</td>
			<td style="width:96px;">Fibre glast</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:527px;">For laminations where increased pressure is necessary to release air bubbles. They are straight across the width of the head and provide excellent air relief for nearly all applications.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Brush</td>
			<td style="width:96px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>For impregnation of FRP bundle and sheet</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">600 kN testing machine</td>
			<td style="width:96px;">Proeti</td>
			<td style="width:119px;">DI-CP/S</td>
			<td style="width:527px;">This is used for the shear test of anchors, in order to evaluate the efficacy of the proposed insertion method</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">Cable ties</td>
			<td style="width:96px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:527px;">Cable ties are needed to fasten the end of the anchor dowel in order to prevent fanning out of the fibers during insertion</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Measuring tape</td>
			<td style="width:96px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:527px;">The measuring tape is necessary to control the embedment length as well as the diameter of the drill bit and hole clearance</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Steel wire</td>
			<td style="width:96px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Required to assist insertion</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Rigid (steel) bar</td>
			<td style="width:96px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:527px;">A rigid bar of any material (in this case, it was made with a steel bar) is needed to control the embedment length</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

installation method to enhance quality control for fiber reinforced polymer spike anchors

Glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) Anker sind ein vielversprechender Ansatz zur Leistungssteigerung von außen verklebt FVK angewendet zu bestehenden Strukturen, wie sie können verzögern oder sogar debonding Scheitern verhindern. Allerdings ist ein wichtiges Anliegen von Designern konfrontiert den vorzeitigen Ausfall der Anker durch Spannungskonzentration. Falsche Installationsqualität und Zubereitung der die Durchgangslöcher können Spannungskonzentration führen, die dieser vorzeitigen Ausfall provoziert. Dieses Papier befasst sich mit eine Installationsmethode, die Verringerung der Auswirkungen der Spannungskonzentration und eine angemessene Kontrolle der Qualität der Vorbereitung der Bohrung zur Verfügung stellen soll. Die Methode besteht aus drei Teilen: das Bohren und Reinigung der Löcher, die Glättung der Kanten mit einem angepassten Bohrer und die Installation des Ankers, einschließlich die Imprägnierung der Anker Dübel und seine Einfügung Loch. Anker-Fans (die freie Länge der Spikes) werden dann die externe GfK-Bewehrung verbunden. Für die Ende-Ankerplatz und im Falle von Verstärkungen mit mehreren Lagen empfiehlt es sich, dass der Anker Lüfter zwischen zwei Lagen, die Stress-Transfermechanismus zu unterstützen eingefügt werden.
Das vorgeschlagene Verfahren wird ergänzt um einen Gestaltungsansatz für Spike Anker, basierend auf einer umfangreichen Datenbank. Es wird vorgeschlagen, dass das Design eine Reihe von Schritten, nämlich folgen: Auswahl der Anker Durchmesser und anschließende Zugfestigkeit des Steckers (d. h. den Anker vor, das freie Ende fanning), Bewertung der Reduzierung die Zugfestigkeit Biegen, Bereitstellung von genügend Einbettung, Schlupf Ausfall zu verhindern und Berücksichtigung der Anzahl und der Abstand der Anker für eine gegebene Verstärkung. In diesem Sinne ist anzumerken, dass weitere Forschung notwendig ist, um ein allgemeiner Ausdruck für den Beitrag von Spike Anker insgesamt Klebkraft des GFK-Verstärkungen zu erhalten.

Die Tests wurden auf isolierte Anschlüsse zur Bewertung der Wirksamkeit der Glättungsverfahren durchgeführt. Darüber hinaus wurden zwei Methoden der Imprägnierung und Einstecken der Stecker verglichen. Die Nassmethode beteiligt Imprägnieren der Anker sofort vor dem einsetzen, wie im vorliegenden Protokoll. Die gehärtete (oder vorimprägnierte) Methode bestand der Imprägnierung der eingebetteten Region der Anker im Voraus mindestens 24 h vor dem einsetzen.
Bei Prüfungen nach der vorgeschlagenen Methode wurde eine durchschnittliche Steigerung von 27 MPa erreicht im Vergleich zu nicht geglättet Exemplare von der gleichen Einbettung und Loch-Durchmesser. Bemerkenswert ist der Unterschied in Bezug auf die Standardabweichung, die nur 10,9 MPa für geglättete Exemplare, die nach der Methode war, war es für eine identische Konfiguration und nicht geglättet Exemplare 88.2 MPa. Es sei darauf hingewiesen, dass die Zugfestigkeit der getesteten Kohlefaser-Seile nicht in jedem Test erreicht wurde wie alle Anker vorzeitigen Ausfall wegen in Scherung ausgestellt.
Der Unterschied zwischen den beiden Methoden der Imprägnierung und Installation war nicht wichtig in Bezug auf die Bruchlast, aber es war bedeutend für die Streuung. Dies hat in Verbindung gebracht, die relative Leichtigkeit der Qualitätskontrolle, die kritisch für Spike Anker ist. Es sei darauf hingewiesen, dass der Umgang mit GfK-Anker geschickte Arbeiter erfordert. Angesichts der Tatsache, dass die Qualität der Imprägnierung schwer zu kontrollieren in der gehärteten Methode ist, ist diese Methode allerdings nicht empfohlen. Vorimprägnierte Anschlüsse hatte höhere Standardabweichungen als Einbettung Länge Anhänger Versäumnis (100 und 125 mm Einbettung Längen, hEmb) zu verhindern. Nass und gehärteten Anker mit geglätteten Löchern erzielten Ergebnisse sind in Abbildung 4angezeigt.
Tragfähigkeit berechnet nach den Gleichungen präsentiert passt die verfügbaren Daten in Pull-Out und Scherung. Erfahren Sie mehr über dieses Design-Modellierung und die Testergebnisse finden Sie in früheren Werken der Autoren7,14.
Sobald die Tragfähigkeit der isolierte Spitze Anker gerichtet worden ist, ist es wichtig, den Beitrag zur die Gesamtstärke der Außen geklebten Verstärkungen zu bewerten. Die vorhandenen Daten für verankerte FRP Gelenke in einfachen Situationen mit Spike Anker (d.h., Einzel- oder Doppelzimmer schertests auf konkrete Exemplare) sind ziemlich begrenzt. Die vorgeschlagenen Schritte für Entwurf mit GfK-Anker wurden gefunden, um akzeptable passen gut in die vorhandene Datenbank einschließlich Tests von verschiedenen Autoren5,19,20,21,22 .
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56886/56886fig1.jpg"> Abbildung 1 : Konfiguration und Dübel Winkel der FRP spike Anker. Der Dübel-Winkel, zusammen mit der Einbettung Länge spielt eine wichtige Rolle in Spannungskonzentration in Spike Anker. Der Fan-Winkel muss die Breite der externe Bewehrung angepasst werden. (ein) typische FRP Spike Anker. (b) Variablen für Design (Fan Winkel, Dübel, Winkel, Einbettung Länge und Fan Länge) zusammengefasst. Der Parameter d0 und deine sind den Nenndurchmesser des Ankers und der Bohrungsdurchmesser. Diese Zahl wurde von Villanueva Llauradó Et Al. 201714geändert. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56886/56886fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a> 
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56886/56886fig2.jpg"> Abbildung 2 : Bohrer Customized. Generieren Sie individuelle Bohrer mit dem gewünschten Radius. Diamant-Bits können Wahl aus Gründen der Haltbarkeit. Das vorgeschlagene Tool (ein) hat acht Kutter. Der glättungsprozess wird beendet, wenn das Werkzeug Runde Platte des Werkzeugs berührt die Oberfläche des Substrats. Das daraus resultierende Profil der Bohrung ist in (b) dargestellt. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56886/56886fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a> 
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56886/56886fig3.jpg"> Abbildung 3: Verbindung zwischen Spike Anker und externe Verstärkung. Die wichtigsten Schritte beteiligt bei der Installation und Verbindung zwischen der externe Verstärkung und der Spike-Anker sind hier abgebildet. (ein) die erste Falte (oder Ebene) der GfK-Bewehrung wird das Substrat mit Harz. (b) die Einfügung der Anker Dübel in das Loch. (c) die freie Länge des Dübels ist aufgefächert und zur Stärkung mit Harz verklebt. (d) nach jedem Schritt der Anwendung des Harzes, die Luftporen mit einer Walze Blase entleert werden. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56886/56886fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56886/56886fig4.jpg"> Abbildung 4 : Einfluss der Methode auf die Streuung der Ergebnisse. Ergebnisse von Tests, durchgeführt von den Autoren (Mittelwerte und Fehlerbalken Vertreter der zentralen 95 % liegen). Es gibt eine nahezu lineare Erhöhung der Anker Kapazität mit Einbettung Länge. Dies wird zusammen mit dem Einfluss des Installationsverfahrens in die Streuung der Ergebnisse angezeigt. Die horizontalen und vertikalen Achsen darstellen bzw. die Einbettung Länge (hEmb) und das Verhältnis zwischen der tatsächlichen Leistung der Anker (Pein) und ihre Zugfestigkeit (Pu). <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56886/56886fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>

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Installation Method to Enhance Quality Control for Fiber Reinforced Polymer Spike Anchors

Dieses Manuskript stellt eine Methode zur Steuerung der Qualität der Installation für Spike Anker zur Delamination von extern geklebte Glasfaser verstärkte Polymere zu verzögern. Das Protokoll umfasst die Vorbereitung der die Bohrung und der Einfügevorgang. Die einflussreichsten Parameter auf die Effizienz der Anker werden diskutiert.

Installationsmethode zur Verbesserung der Qualitätskontrolle für Faser verstärkt Polymer Spike Anker

Fiber reinforced polymer (FRP) anchors are a promising way to enhance the performance of externally-bonded FRPs applied to existing structures, as they ...

installation-method-to-enhance-quality-control-for-fiber-reinforced

Nanyang Technological University

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Civil Engineering

Engineering

Unit 1

Horizontal and Vertical Curves

Fresh Concrete

SCIENTISTS IN ACTION

7.0K Aufrufe.  Technical University of Madrid. Dieses Manuskript stellt eine Methode zur Steuerung der Qualität der Installation für Spike Anker zur Delamination von extern geklebte Glasfaser verstärkte Polymere zu verzögern. Das Protokoll umfasst die Vorbereitung der die Bohrung und der Einfügevorgang. Die einflussreichsten Parameter auf die Effizienz der Anker werden diskutiert.

Serie: Installation Method to Enhance Quality Control for Fiber Reinforced Polymer Spike Anchors

Micropunching Lithography for Generating Micro- and Submicron-patterns on Polymer Substrates

Conducting polymers have attracted great attention since the discovery of high conductivity in doped polyacetylene in 19771. They offer the advantages of low weight, easy tailoring of properties and a wide spectrum of applications2,3. Due to sensitivity of conducting polymers to environmental conditions (e.g., air, oxygen, moisture, high temperature and chemical solutions), lithographic techniques present significant technical challenges when working with these materials4. For example, current photolithographic methods, such as ultra-violet (UV), are unsuitable for patterning the conducting polymers due to the involvement of wet and/or dry etching processes in these methods. In addition, current micro/nanosystems mainly have a planar form5,6. One layer of structures is built on the top surfaces of another layer of fabricated features. Multiple layers of these structures are stacked together to form numerous devices on a common substrate. The sidewall surfaces of the microstructures have not been used in constructing devices. On the other hand, sidewall patterns could be used, for example, to build 3-D circuits, modify fluidic channels and direct horizontal growth of nanowires and nanotubes.
A macropunching method has been applied in the manufacturing industry to create macropatterns in a sheet metal for over a hundred years. Motivated by this approach, we have developed a micropunching lithography method (MPL) to overcome the obstacles of patterning conducting polymers and generating sidewall patterns. Like the macropunching method, the MPL also includes two operations (Fig. 1): (i) cutting; and (ii) drawing. The "cutting" operation was applied to pattern three conducting polymers4, polypyrrole (PPy), Poly(3,4-ethylenedioxythiophen)-poly(4-styrenesulphonate) (PEDOT) and polyaniline (PANI). It was also employed to create Al microstructures7. The fabricated microstructures of conducting polymers have been used as humidity8, chemical8, and glucose sensors9. Combined microstructures of Al and conducting polymers have been employed to fabricate capacitors and various heterojunctions9,10,11. The "cutting" operation was also applied to generate submicron-patterns, such as 100- and 500-nm-wide PPy lines as well as 100-nm-wide Au wires. The "drawing" operation was employed for two applications: (i) produce Au sidewall patterns on high density polyethylene (HDPE) channels which could be used for building 3D microsystems12,13,14, and (ii) fabricate polydimethylsiloxane (PDMS) micropillars on HDPE substrates to increase the contact angle of the channel15.

A micropunching lithography approach is developed to generate micro- and submicron-patterns on top, sidewall and bottom surfaces of polymer substrates. It overcomes the obstacles of patterning conducting polymers and generating sidewall patterns. This method allows rapid fabrication of multiple features and is free of aggressive chemistry.

Micropunching Lithographie zur Erzeugung von Mikro-und Submikron-Muster auf Polymersubstrate

Conducting polymers have attracted great attention since the discovery of high conductivity in doped polyacetylene in 19771. They offer the advantages of ...

Forschung

Ingenieurwesen

Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method

Metamaterials are man-made composite materials, fabricated by assembling components much smaller than the wavelength at which they operate 1. They owe their electromagnetic properties to the structure of their constituents, instead of the atoms that compose them. For example, sub-wavelength metal wires can be arranged to possess an effective electric permittivity that is either positive or negative at a given frequency, in contrast to the metals themselves 2. This unprecedented control over the behaviour of light can potentially lead to a number of novel devices, such as invisibility cloaks 3, negative refractive index materials 4, and lenses that resolve objects below the diffraction limit 5. However, metamaterials operating at optical, mid-infrared and terahertz frequencies are conventionally made using nano- and micro-fabrication techniques that are expensive and produce samples that are at most a few centimetres in size 6-7. Here we present a fabrication method to produce hundreds of meters of metal wire metamaterials in fiber form, which exhibit a terahertz plasmonic response 8. We combine the stack-and-draw technique used to produce microstructured polymer optical fiber 9 with the Taylor-wire process 10, using indium wires inside polymethylmethacrylate (PMMA) tubes. PMMA is chosen because it is an easy to handle, drawable dielectric with suitable optical properties in the terahertz region; indium because it has a melting temperature of 156.6 &deg;C which is appropriate for codrawing with PMMA. We include an indium wire of 1 mm diameter and 99.99% purity in a PMMA tube with 1 mm inner diameter (ID) and 12 mm outside diameter (OD) which is sealed at one end. The tube is evacuated and drawn down to an outer diameter of 1.2 mm. The resulting fiber is then cut into smaller pieces, and stacked into a larger PMMA tube. This stack is sealed at one end and fed into a furnace while being rapidly drawn, reducing the diameter of the structure by a factor of 10, and increasing the length by a factor of 100. Such fibers possess features on the micro- and nano- scale, are inherently flexible, mass-producible, and can be woven to exhibit electromagnetic properties that are not found in nature. They represent a promising platform for a number of novel devices from terahertz to optical frequencies, such as invisible fibers, woven negative refractive index cloths, and super-resolving lenses.

Metamaterials at terahertz frequencies offer unique opportunities, but are challenging to fabricate in bulk. We adapt the fabrication procedure for microstructured polymer optical fibers to inexpensively fabricate metamaterials potentially on an industrial scale. We produce polymethylmethacrylate fibers containing ~10 &mu;m diameter indium wires separated by ~100 &mu;m, which exhibit a terahertz plasmonic response.

Herstellung Metamaterialien Mit dem Fiber Drawing Methode

Metamaterials are man-made composite materials, fabricated by assembling components much smaller than the wavelength at which they operate 1. They owe ...

Integrating a Triplet-triplet Annihilation Up-conversion System to Enhance Dye-sensitized Solar Cell Response to Sub-bandgap Light

The poor response of dye-sensitized solar cells (DSCs) to red and infrared light is a significant impediment to the realization of higher photocurrents and hence higher efficiencies. Photon up-conversion by way of triplet-triplet annihilation (TTA-UC) is an attractive technique for using these otherwise wasted low energy photons to produce photocurrent, while not interfering with the photoanodic performance in a deleterious manner. Further to this, TTA-UC has a number of features, distinct from other reported photon up-conversion technologies, which renders it particularly suitable for coupling with DSC technology. In this work, a proven high performance TTA-UC system, comprising a palladium porphyrin sensitizer and rubrene emitter, is combined with a high performance DSC (utilizing the organic dye D149) in an integrated device. The device shows an enhanced response to sub-bandgap light over the absorption range of the TTA-UC sub-unit resulting in the highest figure of merit for up-conversion assisted DSC performance to date.

An integrated device, incorporating a dye-sensitized solar cell and triplet-triplet annihilation up-conversion unit was produced, affording enhanced light harvesting, from a wider section of the solar spectrum. Under modest irradiation levels a significantly enhanced response to low energy photons was demonstrated, yielding a record figure of merit for dye-sensitized solar cells.

Integration einer Triplett-Triplett-Annihilation Up-Conversion-System, um Farbstoffsolarzellantwort auf Sub-Bandgap-Licht Enhance

The poor response of dye-sensitized solar cells (DSCs) to red and infrared light is a significant impediment to the realization of higher photocurrents ...

Preparation and Friction Force Microscopy Measurements of Immiscible, Opposing Polymer Brushes

Solvated polymer brushes are well known to lubricate high-pressure contacts, because they can sustain a positive normal load while maintaining low friction at the interface. Nevertheless, these systems can be sensitive to wear due to interdigitation of the opposing brushes. In a recent publication, we have shown via molecular dynamics simulations and atomic force microscopy experiments, that using an immiscible polymer brush system terminating the substrate and the slider surfaces, respectively, can eliminate such interdigitation. As a consequence, wear in the contacts is reduced. Moreover, the friction force is two orders of magnitude lower compared to traditional miscible polymer brush systems. This newly proposed system therefore holds great potential for application in industry. Here, the methodology to construct an immiscible polymer brush system of two different brushes each solvated by their own preferred solvent is presented. The procedure how to graft poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) from a flat surface and poly(methyl methacrylate) (PMMA) from an atomic force microscopy (AFM) colloidal probe is described. PNIPAM is solvated in water and PMMA in acetophenone. Via friction force AFM measurements, it is shown that the friction for this system is indeed reduced by two orders of magnitude compared to the miscible system of PMMA on PMMA solvated in acetophenone.

The methodology to perform friction force microscopy experiments for contacting brushes is presented: Two polymer brushes that are grafted from (a) substrates and (b) colloidal probes are slid to show that, by using two contacting immiscible brush systems, friction in sliding contacts is reduced compared to miscible brush systems.

Vorbereitung und Reibungskraftmikroskopie Messungen mischbar, Entgegenpolymerbürsten

Solvated polymer brushes are well known to lubricate high-pressure contacts, because they can sustain a positive normal load while maintaining low ...

A Testing Platform for Durability Studies of Polymers and Fiber-reinforced Polymer Composites under Concurrent Hygrothermo-mechanical Stimuli

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites under service condition is a critical aspect to be addressed for their robust designs and condition-based maintenance. These materials are adopted in a wide range of engineering applications, from aircraft and ship structures, to bridges, wind turbine blades, biomaterials and biomedical implants. Polymers are viscoelastic materials, and their response may be highly nonlinear and thus make it challenging to predict and monitor their in-service performance. The laboratory-scale testing platform presented herein assists the investigation of the influence of concurrent mechanical loadings and environmental conditions on these materials. The platform was designed to be low-cost and user-friendly. Its chemically resistant materials make the platform adaptable to studies of chemical degradation due to in-service exposure to fluids. An example of experiment was conducted at RT on closed-cell polyurethane foam samples loaded with a weight corresponding to ~50% of their ultimate static and dry load. Results show that the testing apparatus is appropriate for these studies. Results also highlight the larger vulnerability of the polymer under concurrent loading, based on the higher mid-point displacements and lower residual failure loads. Recommendations are made for additional improvements to the testing apparatus.

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites in service is a critical aspect for their designs and condition-based maintenance. We present a novel low-cost laboratory testing platform for the investigation of the influence of concurrent mechanical and environmental loadings, and may help design more efficient yet safer composite structures.

Eine Testplattform in Haltbarkeit Studien von Polymeren und faserverstärkten Polymerverbundwerkstoffe unter Concurrent Hygrothermogeber mechanischen Stimuli

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites under service condition is a critical aspect to be addressed for their robust designs ...

Electroactive Polymer Nanoparticles Exhibiting Photothermal Properties

A method for the synthesis of electroactive polymers is demonstrated, starting with the synthesis of extended conjugation monomers using a three-step process that finishes with Negishi coupling. Negishi coupling is a cross-coupling process in which a chemical precursor is first lithiated, followed by transmetallation with ZnCl2. The resultant organozinc compound can be coupled to a dibrominated aromatic precursor to give the conjugated monomer. Polymer films can be prepared via electropolymerization of the monomer and characterized using cyclic voltammetry and ultraviolet-visible-near infrared (UV-Vis-NIR) spectroscopy. Nanoparticles (NPs) are prepared via emulsion polymerization of the monomer using a two-surfactant system to yield an aqueous dispersion of the polymer NPs. The NPs are characterized using dynamic light scattering, electron microscopy, and UV-Vis-NIR-spectroscopy. Cytocompatibility of NPs is investigated using the cell viability assay. Finally, the NP suspensions are irradiated with a NIR laser to determine their effectiveness as potential materials for photothermal therapy (PTT).

A protocol is presented for the synthesis and preparation of nanoparticles consisting of electroactive polymers.

Elektroaktiven Polymer-Nanopartikel Teilnahmephotothermische Eigenschaften

A method for the synthesis of electroactive polymers is demonstrated, starting with the synthesis of extended conjugation monomers using a three-step ...

Fiber Optic Distributed Sensors for High-resolution Temperature Field Mapping

The reliability of computational fluid dynamics (CFD) codes is checked by comparing simulations with experimental data. A typical data set consists chiefly of velocity and temperature readings, both ideally having high spatial and temporal resolution to facilitate rigorous code validation. While high resolution velocity data is readily obtained through optical measurement techniques such as particle image velocimetry, it has proven difficult to obtain temperature data with similar resolution. Traditional sensors such as thermocouples cannot fill this role, but the recent development of distributed sensing based on Rayleigh scattering and swept-wave interferometry offers resolution suitable for CFD code validation work. Thousands of temperature measurements can be generated along a single thin optical fiber at hundreds of Hertz. Sensors function over large temperature ranges and within opaque fluids where optical techniques are unsuitable. But this type of sensor is sensitive to strain and humidity as well as temperature and so accuracy is affected by handling, vibration, and shifts in relative humidity. Such behavior is quite unlike traditional sensors and so unconventional installation and operating procedures are necessary to ensure accurate measurements. This paper demonstrates implementation of a Rayleigh scattering-type distributed temperature sensor in a thermal mixing experiment involving two air jets at 25 and 45 &#176;C. We present criteria to guide selection of optical fiber for the sensor and describe installation setup for a jet mixing experiment. We illustrate sensor baselining, which links readings to an absolute temperature standard, and discuss practical issues such as errors due to flow-induced vibration. This material can aid those interested in temperature measurements having high data density and bandwidth for fluid dynamics experiments and similar applications. We highlight pitfalls specific to these sensors for consideration in experiment design and operation.

We demonstrate use of a fiber optic distributed sensor for mapping the temperature field of mixing air jets. The Rayleigh scattering-based sensor generates thousands of data points along a single fiber to provide exceptional spatial resolution that is unattainable with traditional sensors such as thermocouples.

Temperaturfeldzuordnung Glasfaser verteilten Sensoren für hochauflösendes

The reliability of computational fluid dynamics (CFD) codes is checked by comparing simulations with experimental data. A typical data set consists ...

Morphology Control for Fully Printable Organic&#8211;Inorganic Bulk-heterojunction Solar Cells Based on a Ti-alkoxide and Semiconducting Polymer

The photoactive layer of a typical organic thin-film bulk-heterojunction (BHJ) solar cell commonly uses fullerene derivatives as the electron-accepting material. However, fullerene derivatives are air-sensitive; therefore, air-stable material is needed as an alternative. In the present study, we propose and describe the properties of Ti-alkoxide as an alternative electron-accepting material to fullerene derivatives to create highly air-stable BHJ solar cells. It is well-known that controlling the morphology in the photoactive layer, which is constructed with fullerene derivatives as the electron acceptor, is important for obtaining a high overall efficiency through the solvent method. The conventional solvent method is useful for high-solubility materials, such as fullerene derivatives. However, for Ti-alkoxides, the conventional solvent method is insufficient, because they only dissolve in specific solvents. Here, we demonstrate a new approach to morphology control that uses the molecular bulkiness of Ti-alkoxides without the conventional solvent method. That is, this method is one approach to obtain highly efficient, air-stable, organic-inorganic bulk-heterojunction solar cells.

A method for fully printable, fullerene-free, highly air-stable, bulk-heterojunction solar cells based on Ti alkoxides as the electron acceptor and the electron-donating polymer fabrication is described here. Moreover, a method for controlling the morphology of the photoactive layer through the molecular bulkiness of the Ti-alkoxide units is reported.

Morphologie-Steuerung für Volldruck organisch-anorganische Masse-Heterosolarzellen Basierend auf einem Ti-Alkoxid und halbleitendes Polymer

The photoactive layer of a typical organic thin-film bulk-heterojunction (BHJ) solar cell commonly uses fullerene derivatives as the electron-accepting ...

Fabrication of Polymer Microspheres for Optical Resonator and Laser Applications

This paper describes three methods of preparing fluorescent microspheres comprising &#960;-conjugated or non-conjugated polymers: vapor diffusion, interface precipitation, and mini-emulsion. In all methods, well-defined, micrometer-sized spheres are obtained from a self-assembling process in solution. The vapor diffusion method can result in spheres with the highest sphericity and surface smoothness, yet the types of the polymers able to form these spheres are limited. On the other hand, in the mini-emulsion method, microspheres can be made from various types of polymers, even from highly crystalline polymers with coplanar, &#960;-conjugated backbones. The photoluminescent (PL) properties from single isolated microspheres are unusual: the PL is confined inside the spheres, propagates at the circumference of the spheres via the total internal reflection at the polymer/air interface, and self-interferes to show sharp and periodic resonant PL lines. These resonating modes are so-called "whispering gallery modes" (WGMs). This work demonstrates how to measure WGM PL from single isolated spheres using the micro-photoluminescence (&#181;-PL) technique. In this technique, a focused laser beam irradiates a single microsphere, and the luminescence is detected by a spectrometer. A micromanipulation technique is then used to connect the microspheres one by one and to demonstrate the intersphere PL propagation and color conversion from coupled microspheres upon excitation at the perimeter of one sphere and detection of PL from the other microsphere. These techniques, &#181;-PL and micromanipulation, are useful for experiments on micro-optic application using polymer materials.

Protocols for the synthesis of microspheres from polymers, the manipulation of microspheres, and micro-photoluminescence measurements are presented.

Herstellung von Polymer-Mikrosphären für optische Resonator- und Laseranwendungen

This paper describes three methods of preparing fluorescent microspheres comprising &#960;-conjugated or non-conjugated polymers: vapor diffusion, ...

Study of Siphon Breaker Experiment and Simulation for a Research Reactor

Under the design conditions of a research reactor, the siphon phenomenon induced by pipe rupture can cause continuous outward flow of water. To prevent this outflow, a control device is required. A siphon breaker is a type of safety device that can be utilized to control the loss of coolant water effectively.
To analyze the characteristics of siphon breaking, a real-scale experiment was conducted. From the results of the experiment, it was found that there are several design factors that affect the siphon breaking phenomenon. Therefore, there is a need to develop a theoretical model capable of predicting and analyzing the siphon breaking phenomenon under various design conditions. Using the experimental data, it was possible to formulate a theoretical model that accurately predicts the progress and the result of the siphon breaking phenomenon. The established theoretical model is based on fluid mechanics and incorporates the Chisholm model to analyze two-phase flow. From Bernoulli&#39;s equation, the velocity, quantity, undershooting height, water level, pressure, friction coefficient, and factors related to the two-phase flow could be obtained or calculated. Moreover, to utilize the model established in this study, a siphon breaker analysis and design program was developed. The simulation program operates on the theoretical model basis and returns the result as a graph. The user can confirm the possibility of the siphon breaking by checking the shape of the graph. Furthermore, saving the entire simulation result is possible and it can be used as a resource for analyzing the real siphon breaking system.
In conclusion, the user can confirm the status of the siphon breaking and design the siphon breaker system using the program developed in this study.

The siphon breaking phenomenon was investigated experimentally and a theoretical model was proposed. A simulation program based on the theoretical model was developed and the results of the simulation program were compared with experimental results. It was concluded that the results of the simulation program matched the experimental results well.

Studium der Siphon Breaker Experiment und Simulation für einen Forschungsreaktor

Under the design conditions of a research reactor, the siphon phenomenon induced by pipe rupture can cause continuous outward flow of water. To prevent ...