Detection of Steel Corrosion in Bridge Decks and Reinforced Concrete Pavement, HR-156, 1977

The Iowa Department of Transportation initiated this research to evaluate the reliability, benefit and application of the corrosion detection device. Through field testing prior to repair projects and inspection at the time of repair, the device was shown to be reliable. With the reliability established, twelve additional devices were purchased so that this evaluation procedure could be used routinely on all repair projects. The corrosion detection device was established as a means for determining concrete removal for repair. Removal of the concrete down to the top reinforcing steel is required for all areas exhibiting electrical potentials greater than 0.45 Volt. It was determined that the corrosion detection device was not applicable to membrane testing. The corrosion detection device has been used to evaluate corrosion of reinforcing steel in continuously reinforced concrete pavement.

Komposiittipakkausrakenteen valmistustekninen selvitys

Diplomityö on tehty Exel Oyj:lle tuotekehityprojektina. Tarkoituksena on kehittää Exel Oyj:n valmistamaa komposiittipakkausrakennetta. Työssä on keskitytty valmistustekniseen selvitykseen komposiittirakenteen teollisen mittakaavan tuotannossa. Työssä selvitettiin erilaisten tuoterakenteiden valmistettavuutta sekä suoritettiin kyseisen tuotteen vaatimusprofiilin mukaisia testejä valituille rakennevaihtoehdoille. Pakkausrakenteelle asetettuja vaatimuksia ovat mm. kuljetusvaatimukset, jotka määräytyvät lähinnä NATO standardien pohjalta. Lisäksi tuotteelta vaaditaan tiettyä pitkäaikaiskestoa käsittelyn kannalta sekä soveltuvuutta vallitseviin ilmasto-olosuhteisiin. Vaatimusten mukaisia ominaisuuksia tutkittiin lisäksi mm. ballistisilla ja mekaanisilla testeillä sekä kaasuläpäisytesteillä. Testien pohjalta voidaan todeta, etteivät perinteisen alipaineinjektoidun komposiittituotteen ballistiset ominaisuudet ole riittävällä tasolla suojatuotetta ajatellen. Ballististen ja mekaanisten testien kesken havaittiin joitain yhtäläisyyksiä ja tämä vaikuttaa olevan nimenomaan mekaanisesti optimoidun komposiitin ominaisuus. DI-työn lopputuloksena on saatu selkeä kuva pakkausrakenteen materiaalivaihtoehtojen soveltuvuudesta kyseiselle tuotteelle. Lisäksi pakkausrakenteelle on ehdotettu neljä erilaista tuotesuunnitelmaan, niiden valmistustekniikat sekä lopputuotteen kustannusarviointi.

Komposiittivaipan moderni optimisuunnittelu ja toteutus

Tavoitteena tällä tutkimuksella on soveltaa modernin optimisuunnittelun keinoja komposiittimuovisen nestesäiliön lieriömäisen vaipparakenteen suunnittelemiseksi optimaalisen tyydyttäviksi valmistustekniikan ja kustannusten kannalta. Kuormituksia on kahdenlaisia. Säiliön sisällä on neste, joka tuottaa hydrostaattisen painekuorman ja järjestelmään kytketty puhallin tuottaa ulkoisen ylipaineen. Säiliöt ovat pystysäiliöitä ja ne tukeutuvat alustaan suoran pohjalaatan avulla. FEM- malleissa kuoren alaosat ovat jäykästi kiinnitettyjä ja yläosissa säteensuuntaiset siirtymät ovat estettyjä. Materiaaleiksi kuoreen on valittu kahdella eri menetelmällä lujitetut komposiittimateriaalit. Kantavan kerroksen toimintona on kantaa kuormat. Sulkukerros toimii korroosiosuojana ja sen lujuus on kantavaa kerrosta pienempi. Keinoina käytetään ensin innovatiivista suunnittelua optimaalisten lähtövaihtoehtojen ideoimiseksi ja valitsemiseksi jatkokehittelyä varten. Tavoitteena on asiakkaan tyytyväisyyden maksimointi huomioiden tuotteen kustannukset ja kesto. Yhtenä suunnittelun keinona on käytetty kuoriteoriaa ja komposiittien materiaalimalleja. Kestoehtoina on sovellettu komposiiteille soveltuvia kriteerejä. Toisena keinona käytetään FEM-laskentaa. Elementtityypiksi on valittu kaksiulotteinen kuorielementti, jossa on ortotrooppisen ainemallin mukaiset materiaaliominaisuudet. Jännitystuloksien merkittävyys keston kannalta selvitettiin Tsai-Hillin kriteerillä. Tuloksina saatiin ensin innovoitua rakenteelle kaksi päävaihtoehtoa, joita alettiin optimoida. Valitussa ratkaisussa on huomioitu kokonaisuus ja eri yksityiskohdat, kuten paino, jäykisteet kustannustehokkuus, valmistusnopeus, laatu, hävikit, päästöt, lujuus ja kilpailukykyinen myyntihinta. Yhteenvetona voidaan todeta, että käytetyt keinot ovat hyvin tehokkaita ja niillä voidaan suunnitella ja toteuttaa komposiittirakenteita, jotka tyydyttävät optimaalisesti loppukäyttäjän teknis- taloudelliset vaatimukset. Lisäksi tulokset osoittavat, että standardin ja FEM-laskennan ennustukset ovat lähellä toisiaan sylinterimäisillä kuoriosilla, mutta standardit suosittavat suurempia mittoja itse jäykisteille.

Globaalin hankintastrategian komponentit, case: Joptek Oy Composites

Viimeiset vuosikymmenet ovat olleet voimakasta kansainvälistymisen aikaa liiketoiminnassa, jonka myötä globaalista hankinnasta on tullut yhä enenevässä määrin hyvin merkittävä osa yritysten hankintastrategiaa. Kansainvälisten hankintapäätösten tekeminen vaatii yritykseltä kansainvälistymisen asteesta riippuen taloudellisia-, ajallisia- ja henkilöresursseja. Suhteessa näihin panoksiin nähden kansainvälisestä hankinnasta on saavutettavissa merkittäviä etuja, joista tärkeimpiä ovat kustannussäästöt, kilpailuetu sekä laatu- ja teknologiaedut. Projektiluontoisessa liiketoiminnassa hankintastrategian muodostamiseen ja hankintaprosesseihin vaikuttavat yksittäisten projektien ominaisuudet ja niille asetetut tavoitteet. Projektitoiminnassa hankintastrategian mukauttaminen kulloinkin vallitseviin olosuhteisiin, tavoitteisiin ja asiakkaiden tarpeisiin on projektien onnistumisen kannalta tärkeää. Tutkielman teoriaosassa tarkasteltiin projektihankintaprosesseja sekä projekteihin perustuvan liiketoiminnan ominaispiirteitä ja niiden vaikutuksia hankintaan. Teorian keskeisimpänä asiakokonaisuutena on kansain-välinen hankintastrategia osana yrityksen kokonaisvaltaista hankinta-strategiaa. Globaalia hankintastrategiaa on tarkasteltu investointien, kilpailuedun, strategian muodostuksen, motiivien ja esteiden sekä sen eri komponenttien osalta. Empiiriaosassa tutkittiin tutkielman case –yrityksen ja toimeksiantajan, Joptek Oy Compositesin hankinnan nykytilaa sekä kansainvälisen hankintastrategian eri osa-alueita. Haastattelun avulla suoritetun tutkimuksen mukaan Joptek Oy:n liiketoimintaympäristö edellyttää yrityksen entistä aktiivisempaa panostamista kansainväliseen hankintaan. Projektiliiketoiminnassa kansainvälisen hankintastrategian muodostamisessa on pyrittävä yrityksen tarpeisiin vastaaviin räätälöityihin ratkaisuihin, huomioiden erillisten projektien muutokset ja riskitekijät.

L'ús de materials compostos en el reforç intern d'estructures de formigó

L’ús de materials compostos de matriu polimèrica (FRP, Fibre Reinforced Polymer) en el reforç intern d'estructures de formigó

Fiber-reinforced Composite as Oral Implant Material. Experimental studies of glass fiber and bioactive glass in vitro and in vivo

Fiber-reinforced composite as oral implant material: Experimental studies of glass fiber and bioactive glass in vitro and in vivo Department of Prosthetic Dentistry and Biomaterials Science, Institute of Dentistry, University of Turku, Turku, Finland 2008. Biocompatibility and mechanical properties are important variables that need to be determined when new materials are considered for medical implants. Special emphasis was placed on these characteristics in the present work, which aimed to investigate the potential of fiber-reinforced composite (FRC) material as an oral implant. Furthermore, the purpose of this study was to explore the effect of bioactive glass (BAG) on osseointegration of FRC implants. The biocompatibility and mechanical properties of FRC implants were studied both in vitro and in vivo. The mechanical properties of the bulk FRC implant were tested with a cantilever bending test, torsional test and push-out test. The biocompatibility was first evaluated with osteoblast cells cultured on FRC substrates. Bone bonding was determined with the mechanical push-out test and histological as well as histomorplanimetric evaluation. Implant surface was characterized with SEM and EDS analysis. The results of these studies showed that FRC implants can withstand the static load values comparably to titanium. Threaded FRC implants had significantly higher push-out strength than the threaded titanium implants. Cell culture study revealed no cytotoxic effect of FRC materials on the osteoblast-like-cells. Addition of BAG particles enhanced cell proliferation and mineralization of the FRC substrates The in vivo study showed that FRC implants can withstand static loading until failure without fracture. The results also suggest that the FRC implant is biocompatible in bone. The biological behavior of FRC was comparable to that of titanium after 4 and 12 weeks of implantation. Furthermore, addition of BAG to FRC implant increases peri-implant osteogenesis and bone maturation.

Calcium phosphate glasses: silanation process and effect on the bioactivity behavior of Glass-PMMA composites

This article presents the results of a study of the efficiency of silanation process of calcium phosphate glasses particles and its effect on the bioactivity behavior of glasspoly( methyl methacrylate) (PMMA) composites. Two different calcium phosphate glasses: 44.5CaO-44.5P2O5-11Na2O (BV11) and 44.5CaO-44.5P2O5-6Na2O-5TiO2 (G5) were synthesized and treated with silane coupling agent. The glasses obtained were characterized by Microprobe and BET while the efficiency of silanation process was determined using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and Thermal Analysis (DTA and TG)techniques. The content of coupling agent chemically tightly bond to the silanated glasses ascended to 1.69 6 0.02 wt % for BV11sil glass and 0.93 6 0.01 wt % for G5sil glass. The in vitro bioactivity test carried out in Simulated Body Fluid (SBF) revealed certain bioactive performance with the use of both silanated glasses in a 30% (by weight) as filler of the PMMA composites because of a superficial deposition of an apatite-like layer with low content of CO3 22 and HPO4 22 in its structure after soaking for 30 days occurred. VC 2013 Wiley Periodicals,Inc. J Biomed Mater Res Part B: Appl Biomater 00B: 000-000, 2013.

Bio-based composites from stone groundwood applied to new product development

This paper deals with the product design, engineering, and material selection intended for the manufacturing of an eco-friendly chair. The final product is expected to combine design attributes with technical and legal feasibility with the implementation of new bio-based materials. Considering the industrial design, a range of objectives and trends were determined after setting the market requirements, and the final concept was proposed and modeled. The product geometry, production technology, and legal specifications were the input data for product engineering. The material selection was based on the technical requirements. Polypropylene (PP) composite materials based on coupled-fiberglass, sized-fiberglass, and coupled-stone ground wood reinforcements were prepared and characterized. Final formulations based on these PP composites are proposed and justified

Research on the suitability of organosolv semi-chemical triticale fibers as reinforcement for recycled hdpe composites

The main objective of this research was to study the feasibility of incorporating organosolv semi-chemical triticale fibers as the reinforcing element in recycled high density polyethylene (HDPE). In the first step, triticale fibers were characterized in terms of chemical composition and compared with other biomass species (wheat, rye, softwood, and hardwood). Then, organosolv semi-chemical triticale fibers were prepared by the ethanolamine process. These fibers were characterized in terms of its yield, kappa number, fiber length/diameter ratio, fines, and viscosity; the obtained results were compared with those of eucalypt kraft pulp. In the second step, the prepared fibers were examined as a reinforcing element for recycled HDPE composites. Coupled and non-coupled HDPE composites were prepared and tested for tensile properties. Results showed that with the addition of the coupling agent maleated polyethylene (MAPE), the tensile properties of composites were significantly improved, as compared to non-coupled samples and the plain matrix. Furthermore, the influence of MAPE on the interfacial shear strength (IFSS) was studied. The contributions of both fibers and matrix to the composite strength were also studied. This was possible by the use of a numerical iterative method based on the Bowyer-Bader and Kelly-Tyson equations

Simulation of Delamination Propagation in Composites Under High-Cycle Fatigue by Means of Cohesive-Zone Models

A damage model for the simulation of delamination propagation under high-cycle fatigue loading is proposed. The basis for the formulation is a cohesive law that links fracture and damage mechanics to establish the evolution of the damage variable in terms of the crack growth rate dA/dN. The damage state is obtained as a function of the loading conditions as well as the experimentally-determined coefficients of the Paris Law crack propagation rates for the material. It is shown that by using the constitutive fatigue damage model in a structural analysis, experimental results can be reproduced without the need of additional model-specific curve-fitting parameters

Corrosion of steel reinforced concrete in the tropical coastal atmosphere of Havana City, Cuba

The influence of chloride deposition rate on concrete using an atmospheric corrosion approach is rarely studied in the literature. Seven exposure sites were selected in Havana City, Cuba, for exposure of reinforced concrete samples. Two significantly different atmospheric corrosivity levels with respect to corrosion of steel reinforced concrete were observed after two years of exposure depending on atmospheric chloride deposition and w/c ratio of the concrete. Changes in corrosion current are related to changes in chloride penetration and chloride atmospheric deposition. The influence of sulphur compound deposition could also be a parameter to consider in atmospheric corrosion of steel reinforced concrete.

HYDROLYTIC DEGRADATION BEHAVIOR OF PLLA NANOCOMPOSITES REINFORCED WITH MODIFIED CELLULOSE NANOCRYSTALS

Bionanocomposites derived from poly(L-Lactide) (PLLA) were reinforced with chemically modified cellulose nanocrystals (m-CNCs). The effects of these modified cellulose nanoparticles on the mechanical and hydrolytic degradation behavior of polylactide were studied. The m-CNCs were prepared by a method in which hydrolysis of cellulose chains is performed simultaneously with the esterification of hydroxyl groups to produce modified nanocrystals with ester groups. FTIR, elemental analysis, TEM, XRD and contact angle measurements were used to confirm and characterize the chemical modifications of the m-CNCs. These bionanocomposites gave considerably better mechanical properties than neat PLLA based on an approximately 100% increase in tensile strength. Due to the hydrophobic properties of the esterified nanocrystals incorporated into a polymer matrix, it was also demonstrated that a small amount of m-CNCs could lead to a remarkable decrease in the hydrolytic degradation rate of the biopolymer. In addition, the m-CNCs considerably delay the degradation of the nanocomposite by providing a physical barrier that prevents the permeation of water, which thus hinders the overall absorption of water into the matrix. The results obtained in this study show the nanocrystals can be used to reinforce polylactides and fine-tune their degradation rates in moist or physiological environments.

Hybridikomposiittien hyödyntäminen tuulivoimalan rakenteissa

Diplomityön tarkoituksena oli tutkia hybridikomposiittien soveltuvuutta tuulivoimalan osien tai osakokonaisuuksien rakennemateriaaliksi. Lähtökohtana oli selvittää erityisesti luonnonkuitukomposiitin materiaaliteknisten ominaisuuksien, etenkin lujuusominaisuuksi-en soveltuminen tuulivoiman rakenteisiin. Työn johdanto-osuudessa esitellään tuulivoiman rooli tämän päivän energiantuotannossa, yksittäisen tuulivoimalalaitoksen rakenne, rakenteiden suunnittelussa huomioitavat seikat, voimalan eri osien kuten tornin, lapojen ja nasellin yleisimmät valmistusmenetelmät, sekä muovien ja eri lujitteiden ohella puumuovikomposiitin materiaaliominaisuudet, valmistus-menetelmät ja yleisimmät käyttökohteet. Hybridikomposiittien lujuusominaisuuksia tutkittiin Lappeenrannan teknillisen yliopiston puutekniikan laboratoriossa suoritetuissa mittauksissa. Saatuja tuloksia verrattiin referens-situlosten ohella myös tällä hetkellä tuulivoimalan rakenteissa yleisesti käytettävien lasi- ja hiilikuidun, sekä teräksen ominaisuuksiin. Mittaustulosten perusteella bambu- ja lasikuitu-lujitteiset puumuovikomposiitit soveltuvat parhaiten tuulivoimalarakenteisiin, mutta niiden valmistaminen ekstruusiomenetelmällä on melko haasteellista.

Mapping of summer crops in the State of Paraná, Brazil, through the 10-day spot vegetation NDVI composites

The search for low subjectivity area estimates has increased the use of remote sensing for agricultural monitoring and crop yield prediction, leading to more flexibility in data acquisition and lower costs comparing to traditional methods such as census and surveys. Low spatial resolution satellite images with higher frequency in image acquisition have shown to be adequate for cropland mapping and monitoring in large areas. The main goal of this study was to map the Summer crops in the State of Paraná, Brazil, using 10-day composition of NDVI SPOT Vegetation data for 2005/2006, 2006/2007 and 2007/2008 cropping seasons. For this, a supervised digital classification method with Parallelepiped algorithm in multitemporal RGB image composites was used, in order to generate masks of Summer cultures for each 10-day composition. Accuracy assessment was performed using Kappa index, overall accuracy and Willmott's concordance index, resulting in good levels of accuracy. This methodology allowed the accomplishment, with free and low resolution data, of the mapping of Summer cultures at State level.