Institute of Fundamental Technological Research
Polish Academy of Sciences

Staff

Prof. Andrzej Brandt, PhD, DSc

Department of Experimental Mechanics (ZMD)
Division of Strain Fields (PPO)
retiree
direct telephone: (+48) 22 826 31 43
telephone: (+48) 22 826 12 81 ext.: 217
room: 332
e-mail:
personal site: http://bluebox.ippt.pan.pl/~abrandt/

Doctoral thesis
1962 Kształtowanie wytrzymałościowe belek sprężonych 
supervisor -- Prof. Zbigniew Wasiutyński, PhD, IPPT PAN
 
Habilitation thesis
1967 Ewolucja pojęć i metod badania natychmiastowych odkształceń obciążonych elementów betonowych 
Professor
1979 Title of professor
Supervision of doctoral theses
1.  2005-01-06 Jóźwiak-Niedźwiedzka Daria   Przeciwdziałanie niszczeniu powierzchni betonowych spowodowanemu cyklicznym zamrażaniem i odmrażaniem 
2.  1991 Glinicki Michał   Wpływ prędkości obciążenia na wytrzymałość i odkształcalność kompozytów z matrycą cementową 
3.  1990 Potrzebowski Janusz   Procesy odspajania i wywlekania stalowych włókien z matrycy cementowej 
4.  1984 Babut Roman   Analiza doświadczalna i teoretyczna nośności zginanych elementów betonowych uzbrojonych krótkimi włóknami stalowymi 
5.  1983 Łoziński Wojciech   Elastooptyczna metoda badania nieciągłości pól przemieszczeń 
6.  1979 Burakiewicz Andrzej   Przyczepność włókien do matrycy w kompozytach fibrobetonowych 
7.  1977 Kuczyńska-Marks Maria   Analiza płyt jako ciał z więzami 
8.  1975 Jamboliew Konstantin   Pola odkształceń walców ściskanych z materiałów kompozytowych 
9.  1971 Kasperkiewicz Janusz   Naprężenia i odkształcenia skurczowe w betonie 

Recent publications
1.  Glinicki M. A., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Brandt A., Diagnostics of premature damage to surface-hardened industrial concrete floors, CEMENT, WAPNO, BETON, ISSN: 1425-8129, DOI: 10.32047/CWB.2023.28.6.4, Vol.28, No.6, pp.409-427, 2024

Abstract:
The article presents the diagnostic results on surface-hardened industrial concrete floors. Selected examples of floors showcased premature damage to surface layers, characterized by intense dusting, delamination, and local spalling, while the structural system remained unaffected. Quantitative petrographic analysis of concrete was applied to core specimens from the floors, involving the examination of digital images from a polarizing optical microscope and a scanning electron microscope. The hardening compound and powdered specimens of the cement matrix were characterized using differential thermal analysis and X-ray diffraction. A multiple microindentation method was employed to assess local variations in mechanical properties. Concrete cross-section analysis revealed areas with a non-uniform distribution of air voids, identified regions exhibiting increased porosity, highlighted areas of cracking in the concrete, indicated local variability in the phase composition of cement hydration products, and pointed out the presence of carbonated areas. The causes of the damage were discussed based on these findings,. The crucial role of quantitative petrographic analysis in diagnosing premature surface damage to industrial floors was demonstrated.

Keywords:
concrete, delamination, quantitative microscopy, porosity, industrial floors, dusting, surface hardening

Affiliations:
Glinicki M. A. - IPPT PAN
Jóźwiak-Niedźwiedzka D. - IPPT PAN
Brandt A. - IPPT PAN
2.  Glinicki M. A., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Brandt A., Dziedzic K., Ilościowa charakterystyka mikrostruktury betonu w diagnostyce powierzchniowych uszkodzeń posadzki przemysłowej / Quantitative assessment of concrete microstructure in tlie diagnosis of surface damage to industrial floor, INŻYNIERIA I BUDOWNICTWO, ISSN: 0021-0315, DOI: 10.5604/01.3001.0054.7476, Vol.80, No.6, pp.400-404, 2024

Abstract:
Przedstawiono wyniki oceny diagnostycznej posadzki przemysłowej przy wykorzystaniu metodyki ilościowej oceny mikrostruktury betonu. Objawy uszkodzeń obejmowały pylenie powierzchniowe i delaminację warstwy utwardzonej. Przeprowadzono analizę petrograficzną składu betonu w próbkach-odwiertach. Zaobserwowano nadmierne napowietrzenie betonu, gromadzenie się porów powietrznych i występowanie ukierunkowanych spękań, miejscową zmienność składu fazowego produktów hydratacji cementu, w tym występowanie obszarów o intensywnej karbonatyzacji, co wpływało na przedwczesne uszkodzenia powierzchniowe.
Diagnostic assessment of industrial floor using the methodology of quantitative evaluation of concrete microstructure is presented. Symptoms of damage included surface dusting and delamination of the top layer. A petrographic analysis of the concrete composition in core specimens was carried out. Excessive air content, accumulation of air voids and the occurrence of oriented cracks, local variability of the phase composition of cement hydration products, including the occurrence of carbonated areas were observed and associated with the premature surface damage.

Keywords:
delaminacja, mikroskopia ilościowa, porowatość, posadzki betonowe, utwardzenie powierzchniowe, delamination, quantitative microscopy, porosity, concrete floors, surface hardening

Affiliations:
Glinicki M. A. - IPPT PAN
Jóźwiak-Niedźwiedzka D. - IPPT PAN
Brandt A. - IPPT PAN
Dziedzic K. - IPPT PAN
3.  Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Dąbrowski M., Brandt A.M., Burakowska A., Baran T., The results of the concrete shield of the EWA nuclear reactor/Wyniki badania betonu z obudowy reaktora jądrowego EWA, CEMENT, WAPNO, BETON, ISSN: 1425-8129, Vol.3, pp.226-238, 2018

Keywords:
nuclear reactor, concrete shield, radiation influence

Affiliations:
Jóźwiak-Niedźwiedzka D. - IPPT PAN
Dąbrowski M. - IPPT PAN
Brandt A.M. - other affiliation
Burakowska A. - other affiliation
Baran T. - Institute of Ceramics and Building Materials (PL)
4.  Glinicki M.A., Brandt A.M., Dąbrowski M., Gibas K., Jaskulski R., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Baran T., Gryziński M., Ładyżyński K., Nowowiejski G., Beton osłonowy w konstrukcjach narażonych na promieniowanie jonizujące, INŻYNIERIA I BUDOWNICTWO, ISSN: 0021-0315, Vol.12, pp.637-643, 2017

Abstract:
W artykule opisano podstawowe wyniki uzyskane w trakcie realizacji projektu badawczego „Trwałość i skuteczność betonowych osłon przed promieniowaniem jonizującym w obiektach energetyki jądrowej” [1]. Przedstawiono też wytyczne techniczne i kryteria oceny betonu osłonowego. Uzyskane wyniki mogą stanowić podstawę dalszych prac przy projektowaniu obiektów elektrowni jądrowych, składowisk materiałów radioaktywnych i innych miejsc powstawania, stosowania lub przechowywania materiałów wytwarzających promieniowanie jonizujące. Artykuł obejmuje zagadnienia związane z wymaganą skutecznością betonowych konstrukcji osłonowych przez zapewnienie bezpieczeństwa personelu i otoczenia przed oddziaływaniem promieniowania jonizującego. Rozpatrzono również trwałość osłon betonowych, tzn. zachowanie właściwości mechanicznych i nieprzepuszczalności w okresie przewidzianej eksploatacji pod wpływem przewidywanych oddziaływań zewnętrznych i procesów starzenia, a także przy podwyższonej temperaturze i promieniowaniu jonizującym. Artykuł nie obejmuje zagadnień integralności osłon pod obciążeniami wyjątkowymi, spowodowanymi awarią reaktora, uderzeniem samolotu, działaniami terrorystycznymi itp.

Affiliations:
Glinicki M.A. - IPPT PAN
Brandt A.M. - other affiliation
Dąbrowski M. - IPPT PAN
Gibas K. - IPPT PAN
Jaskulski R. - other affiliation
Jóźwiak-Niedźwiedzka D. - IPPT PAN
Baran T. - Institute of Ceramics and Building Materials (PL)
Gryziński M. - National Centre for Nuclear Research (PL)
Ładyżyński K. - Hydrobudowa-1 Betoniarnia-Laboratorium (PL)
Nowowiejski G. - other affiliation
5.  Brandt A.M., Jeszcze o habilitacji, PAUZA AKADEMICKA, ISSN: 1689-488X, Vol.X, No.402, pp.1, 2017
6.  Brandt A.M., O wpływie promieniowania jonizującego na beton, przegląd stanu wiedzy, CEMENT, WAPNO, BETON, ISSN: 1425-8129, Vol.6, pp.423-438, 2016

Abstract:
Zagadnienie wpływu promieniowania jonizującego na osłony betonowe było rozpatrywane już przez badaczy parędziesiąt lat temu, na przykład Hilsdorf i in. w 1978 r., co jednak wobec przewidywanej wówczas eksploatacji reaktorów przez 30-40 lat mogło nie mieć istotnego znaczenia. Obecnie działające i budowane elektrownie jądrowe będą zapewne działać przez 60-80 lat, więc wpływ promieniowania na mikrostrukturę i właściwości betonu w osłonach wymaga starannego zbadania. Prace takie podjęte w okresie ostatnich dziesięciu lat w laboratoriach w USA, Japonii i innych krajów wskazują na niebezpieczeństwo degradacji betonu po przyjęciu określonej dawki promieniowania, a zmiany mikrostruktury i pęcznienie betonu mogą w znacznym stopniu zmniejszyć szczelność i wytrzymałość osłon w okresie przewidzianej eksploatacji reaktorów. Podobne zjawisko może dotyczyć, choć po dłuższym okresie, także składowisk odpadów radioaktywnych. W artykule przedstawione obecną wiedzę w tej tematyce oraz zagadnienia wymagające nadal intensywnych badań.

Affiliations:
Brandt A.M. - other affiliation
7.  Dąbrowski M., Gibas K., Brandt A.M., Glinicki M.A., Wpływ kruszyw specjalnych na porowatość i przepuszczalność betonów osłonowych, Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture, ISSN: 2300-5130, DOI: 10.7862/rb.2016.11, Vol.XXXIII, No.63 (1/I/2016), pp.97-106, 2016

Abstract:
Przedstawiono wyniki badań podciągania kapilarnego (PK), porowatości dostępnej dla wody (E) oraz współczynnika migracji jonów chlorkowych w stanie nieustalonym (Dnssm). Zakres badań obejmował betony z kruszywem magnetytowym, barytowym, serpentynitowym oraz kruszywem referencyjnym w postaci grysu amfibolitowego, które wcześniej poddane zostały selektywnemu kruszeniu i przesiewaniu, tak by zapewnić jednakowe krzywe uziarnienia/stosy okruchowe. Prze analizowano wpływ mikrostruktury porów wyznaczonej za pomocą porozymetrii rtęciowej z odpornością na wnikanie jonów i cieczy w matrycę cementową. Z badań wynika, że betony z kruszywami specjalnymi osiągają wskaźniki przepuszczalności porównywalne lub nieco gorsze niż próbki referencyjne. Nie zaobserwowano systematycznego wpływu porowatości kapilarnej na wyniki badań przepuszczalności.

Keywords:
podciąganie kapilarne, migracja jonów chlorkowych, kruszywo magnetytowe, kruszywo barytowe, kruszywo serpentynitowe, porowatość

Affiliations:
Dąbrowski M. - IPPT PAN
Gibas K. - IPPT PAN
Brandt A.M. - other affiliation
Glinicki M.A. - IPPT PAN
8.  Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Brandt A.M., Gibas K., Ocena możliwości wystąpienia reakcji alkalicznej w betonach osłonowych z kruszywami specjalnymi, Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture, ISSN: 2300-5130, DOI: 10.7862/rb.2016.15, Vol.XXXIII, No.63 (1/I/2016), pp.133-140, 2016

Abstract:
Możliwość wystąpienia reakcji alkalicznej wodorotlenków sodu i potasu (Alkali Silica Reaction, ASR) w betonowych osłonach reaktorów wymaga szczególnej ostrożności przy doborze składników betonów do realizacji programu energii jądrowej w Polsce. Uszkodzenia osłon reaktorów w USA i w Belgii wskazują kierunki niezbędnych badań, [1-3]. W badaniach przedstawionych w artykule zastosowano kruszywa o dużej gęstości (osłabianie promieniowania gamma): magnetytowe, barytowe oraz hematytowe oraz kruszywo o wysokiej zawartości wody związanej (absorpcja promieniowania neutronowego) – kruszywo serpentynitowe. Przeprowadzono badania mikroskopowe kruszyw na cienkich szlifach w celu identyfikacji potencjalnie szkodliwych minerałów z uwagi na zagrożenie ASR, oraz przyspieszone i długotrwałe badania w celu określenia potencjalnej reaktywności alkalicznej tych kruszyw. Wyniki badań wykluczyły możliwość stosowania kruszywa hematytowego do betonów osłonowych. Wyniki badań odnośnie do wykorzystania dostępnych kruszyw specjalnych tworzą podstawy projektowania bezpiecznych osłon w warunkach krajowych

Keywords:
reakcja krzemionki z wodorotlenkami sodu i potasu (ASR), ekspansja, beton osłonowy, kruszywo specjalne

Affiliations:
Jóźwiak-Niedźwiedzka D. - IPPT PAN
Brandt A.M. - other affiliation
Gibas K. - IPPT PAN
9.  Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Brandt A.M., Gibas K., Denis P., The alkali - aggregate reaction hazard in the case of barite concretes, CEMENT, WAPNO, BETON, ISSN: 1425-8129, Vol.19, No.4, pp.234-242, 2014

Abstract:
Concretes for the shields against ionizing radiation should be executed with particular care to satisfy all requirements, not only effective attenuation of different radiation but also sufficient durability. In the paper fundamental problems are presented that are related with designing of such protective concretes in order to avoid alkali-aggregate reaction. The results of preliminary investigations are presented that indicate how to select barite aggregate and to define composition of concrete mix. Present knowledge in that area of materials engineering should be completed before initiation of construction of nuclear power stations at industrial scale in Poland.

Keywords:
Alkali Aggregate Reaction (AAR), heavy aggregate, ionizing radiation

Affiliations:
Jóźwiak-Niedźwiedzka D. - IPPT PAN
Brandt A.M. - other affiliation
Gibas K. - IPPT PAN
Denis P. - IPPT PAN
10.  Brandt A.M., O potrzebie modyfikacji Rozporządzenia Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego z dnia 1 września 2011 r., NAUKA, ISSN: 1231-8515, Vol.4, pp.105-109, 2014
11.  Brandt A.M., Radomski W., Nauka we współczesnej inżynierii lądowej i wodnej, INŻYNIERIA I BUDOWNICTWO, ISSN: 0021-0315, Vol.4, pp.187-195, 2014
12.  Brandt A.M., Posiedzenie Komitetu Technicznego ISO/TC98 w Tokio (Japonia), PRZEGLĄD BUDOWLANY, ISSN: 0033-2038, Vol.1, pp.5-7, 2014
13.  Brandt A.M., Jeszcze o finansowaniu nauki, Forum Akademickie, ISSN: 1233-0930, Vol.4, pp.30-31, 2014
14.  Brandt A.M., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., The influence of ionizing radiation on microstructure and properties of concrete shields – a review, CEMENT, WAPNO, BETON, ISSN: 1425-8129, Vol.18, No.4, pp.216-237, 2013

Abstract:
Concrete is used universally as a basic material for shields against ionizing radiation in various buildings related to nuclear energy plants and for other applications of fission materials, e.g. for material testing, therapeutic treatment installations and radioactive materials deposits. In order to fulfil their structural functions, concrete containment walls should have sufficient durability and the control of the ageing of concrete is necessary in all conditions of their functioning. Apart from climatic actions there are serious problems related to the influence of radiation on concrete microstructure and properties during many years of exploitation, particularly in the case of high doses of irradiation with neutrons and rayons gamma (γ).

Keywords:
concrete shields, nuclear power plant, special aggregate, ionizing radiation

Affiliations:
Brandt A.M. - other affiliation
Jóźwiak-Niedźwiedzka D. - IPPT PAN
15.  Brandt A.M., Application of concrete as a material for anti-radiation shielding – a review, CEMENT, WAPNO, BETON, ISSN: 1425-8129, Vol.XVIII/LXXX, No.2, pp.115-132, 2013
16.  Brandt A.M., Posiedzenia Komitetu ISO/TC 98 oraz podkomitetów SC 2 i SC 3 i grup roboczych w Warszawie, PRZEGLĄD BUDOWLANY, ISSN: 0033-2038, Vol.1, pp.6, 2013
17.  Brandt A.M., Radomski W., Powszechny stan bylejakości, Forum Akademickie, ISSN: 1233-0930, Vol.R. XIX, No.3, pp.35-37, 2013
18.  Ranachowski Z., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Brandt A.M., Dębowski T., Application of Acoustic Emission Method to Determine Critical Stress in Fibre Reinforced Mortar Beams, ARCHIVES OF ACOUSTICS, ISSN: 0137-5075, Vol.37, No.3, pp.261-268, 2012

Abstract:
The objective of this investigation was to test the effectiveness of the Acoustic Emission (AE) measurements in determining the critical stresses during four-point bending of mortar beams. Within the measuring procedure the parameter σcr/σ300 was calculated and analysed. Additionally, the influence of cement replacement by high calcium fly ash (HCFA) on the process of crack healing was discussed. Mortar beams with different content of HCFA and reinforced by steel microfibres were prepared for tests. After curing in standard conditions the beams were subjected to four-point bending test in order to introduce the pre-cracking. Thereafter the beams were cured in the lime water and loaded after 56 and 112 days in the same way as for the first time. Additionally the microstructure of mortars was studied in a stereo optical microscope as well in an electron scanning microscope including the Energy Dispersive X-ray analysis (EDX). The results of microstructural characterization of mortar containing HCFA from lignite combustion are presented. The applied load level slightly exceeded the critical stress, producing intense crack growth processes however did not significant affected the load capacity of the beams. During the consecutive loading the decreasing tendency of σcr/σ300 ratio was noted. The obtained results confirm that the latter parameter can be applied as a measure of the composite degradation level for the elements carrying the repeated loads of amplitude close to the critical stress of the structure and also that the cement replacement with HCFA influences the process of crack healing.

Keywords:
critical stress, Acoustic Emission, microcracking, self-healing, concrete microstructure, fly ash

Affiliations:
Ranachowski Z. - IPPT PAN
Jóźwiak-Niedźwiedzka D. - IPPT PAN
Brandt A.M. - other affiliation
Dębowski T. - IPPT PAN
19.  Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Brandt A.M., Ranachowski Z., Self-healing of cracks in fibre reinfored mortar beams made with high calcium fly ash, CEMENT, WAPNO, BETON, ISSN: 1425-8129, Vol.XVII/LXXIX, No.1, pp.38-49, 2012

Abstract:
Mortar beams were cast with various content of high calcium fly ash as a partial replacement of Portland cement. The results of microstructural characterization of mortar containing fly ash class C (High Calcium Fly Ash – HCFA) from lignite combustion are presented. The evaluation of the microstructure was performed using SEM and optical microscopy. At the age of 28 days the beams were subjected to 4-point bending until opening of a system of microcracks and cracks. Then, the beams were cured in lime water for 56 and 112 days after precracking and again subjected to loading. The results in a form of partial self-healing were recorded with load-deflection curves and using optical methods. The results show the percentage of replacement of cement by fly ash influenced the process of crack healing.

Keywords:
Microcracking, Self-healing, Microstructure, Fly Ash

Affiliations:
Jóźwiak-Niedźwiedzka D. - IPPT PAN
Brandt A.M. - other affiliation
Ranachowski Z. - IPPT PAN
20.  Brandt A.M., Inżynieria lądowa i wodna w strukturach Polskiej Akademii Nauk (Nauka w budownictwie, budownictwo w nauce), NAUKA, ISSN: 1231-8515, Vol.2, pp.131-140, 2012
21.  Brandt A.M., Posiedzenie Komitetu technicznego ISO/TC98 w Stellenbosch (Republika Południowej Afryki), PRZEGLĄD BUDOWLANY, ISSN: 0033-2038, Vol.1, pp.13-15, 2012
22.  Brandt A.M., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Diagnosis of Concrete Quality by Structural Analysis, Advances in Civil Engineering Materials, ISSN: 2379-1357, Vol.1, No.1, pp.1-21, 2012

Abstract:
In this review paper the structure of concrete investigated as a composite material is analyzed on different levels from the viewpoint of its diagnosis. The diagnosis of a complex structure of concrete should cover identification and estimation of existing damages and possible failures. The aim is to ensure adequate durability and high quality of concrete in infrastructure works. The most effective methods that are actually available are shortly described. Beside various non destructive techniques, the optical and scanning electron microscopy that is applied on specimens representing material used in a diagnosed structure, are shortly described. The importance of quantitative results of material analysis and of image processing is stressed. On the basis of a thorough structural analysis of the concrete treated as a multicomponent material it is possible to determine its quality, to check correct execution of the designed diverse composition and to verify used components. All these data form necessary basis for a diagnosis of concrete quality and conformity with requirements. The review is partly based on research developed and realized at IPPT PAN during past several years in the scope of concrete treated as a structural composite material.

Keywords:
Concrete, Durability, Image analysis, Microstructure

Affiliations:
Brandt A.M. - other affiliation
Jóźwiak-Niedźwiedzka D. - IPPT PAN
23.  Brandt A.M., Czy komitety naukowe PAN mają nowe możliwości działania?, NAUKA, ISSN: 1231-8515, Vol.4, pp.125-132, 2011
24.  Brandt A.M., O parametryzacji ocen w nauce w Polsce, NAUKA, ISSN: 1231-8515, Vol.3, pp.135-144, 2011
25.  Brandt A.M., Jeszcze o „nauce zaściankowej”, NAUKA, ISSN: 1231-8515, Vol.2, pp.125-130, 2011
26.  Chmielewski T., Brandt A.M., Normy ISO/TC98 i Normy EN - Podobieństwa i Różnice, ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI RZESZOWSKIEJ, SERIA: BUDOWNICTWO I INŻYNIERIA ŚRODOWISKA, ISSN: 0209-2646, Vol.58(3/11/I), No.276, pp.5-20, 2011

Abstract:
Celem artykułu jest podanie podstawowych informacji o Międzynarodowej Organizacji Normalizacyjnej - ISO; historii, strukturze i dotychczas opracowanych normach w ramach Komitetu Technicznego ISO/98, którego sekretariat prowadzi Polska od 1960 r.; przedstawienie zbioru norm europejskich EN w dziedzinie budownictwo, a następnie dokonanie wzajemnego porównania norm opracowanych przez dwie różne międzynarodowe organizacje normalizacyjne ISO/TC 98 i CEN/TC 250 w celu wykazania podobieństw i istotnych różnic.

Keywords:
normy ISO/TC 98, normy CEN/TC 250, podobieństwa, różnice

Affiliations:
Chmielewski T. - Opole University of Technology (PL)
Brandt A.M. - other affiliation
27.  Brandt A.M., Diagnostyka betonu na podstawie badania struktury, PRZEGLĄD BUDOWLANY, ISSN: 0033-2038, Vol.10, pp.53-61, 2011
28.  Brandt A.M., Posiedzenie Komitetu Technicznego ISO/TC98 w Delft, PRZEGLĄD BUDOWLANY, ISSN: 0033-2038, Vol.1, pp.5-6, 2011
29.  Brandt A.M., Komisje czy liczydła?, Forum Akademickie, ISSN: 1233-0930, Vol.12, pp.50-51, 2011
30.  Brandt A.M., Czy reformy pomogą zarabiać na nauce?, Forum Akademickie, ISSN: 1233-0930, Vol.6, pp.36-37, 2011
31.  Brandt A.M., Building reliable structures, IBM SYSTEMS JOURNAL, ISSN: 0018-8670, Vol.5, No.10, pp.19-20, 2008
32.  Brandt A.M., Fibre reinforced cement-based (FRC) composites after over 40 years of development in building and civil engineering, COMPOSITE STRUCTURES, ISSN: 0263-8223, DOI: 10.1016/j.compstruct.2008.03.006, Vol.86, No.1-3, pp.3-9, 2008

Abstract:
Fibres have been used since Biblical times to strengthen brittle matrices; for example straw and horse-hair was mixed with clay to form bricks and floors. In modern technology, steel fibres were for the first time proposed as dispersed reinforcement for concrete by Romualdi in his two papers in 1963 and 1964. Since that time, the concept of dispersed fibres in cement-based materials has developed considerably: hundreds of books and papers, many dissertations, and also applications in building and civil engineering structures all over the world. After over forty years, it is interesting to review the present state of knowledge and technology of FRC. The balance of achievements and shortcomings is certainly positive. Our knowledge, based on theoretical solutions and experimental findings, is rich and quite large. Test methods that are transferred from the so called high-strength composites are very effective. However, practical applications are not so numerous as it was initially expected with developments not exactly in the foreseen directions. In this paper the main fields of application of FRC composites are examined and future perspectives discussed. After a brief review of various kinds of fibres and applied techniques, some attention is paid to computation methods and composite materials’ design approaches. Large practical application of FRC in construction is mostly hampered by insufficient development of relevant standards, based on performance concepts. It should also be admitted that the cost of fibre reinforcement and related technological operations is certainly an obstacle for use of FRC in ordinary structures. On the other hand, in successful applications in demanding structures very special requirements are satisfied; probably future developments will go in this direction

Keywords:
Fibres, Cement-based matrix, Fibre reinforced concretes (FRC), High performance concretes (HPC)

Affiliations:
Brandt A.M. - other affiliation
33.  Brandt A.M., Glinicki M.A., Ocena jakości betonu w budynku, który uległ katastrofie w wyniku przemrożenia betonu, PRZEGLĄD BUDOWLANY, ISSN: 0033-2038, Vol.11, pp.50-54, 2007

Abstract:
Główne tendencje kształtujące rozwój betonu w ostatnich latach zostały przedstawione w referacie L.Czarneckiego i W.Kurdowskiego, natomiast nieco wcześniej, w latach 2003-2003, na łamach Kwartalnika „Budownictwo-Architektura-Technologie” miała miejsce dyskusja na temat przyszłości betonu. Omówione zostały m.in. zewnętrzne uwarunkowania rozwoju betonu w skali globalnej; wymieniono tu masowe zużycie surowców naturalnych i energii, znaczący udział w globalnej emisji CO2 oraz wzrost populacji ludności świata. Na podstawie tzw. uogólnionej krzywej rozwoju zilustrowano postęp jakościowy, reprezentowany wzrostem wytrzymałości na ściskanie, jak też ilościowy, mierzony wzrostem masy betonu produkowanego na świecie. Stwierdzono też, że beton przyszłości będzie materiałem „opartym na wiedzy” i zaproponowano, aby wiedzę tę rozwijać. Celem niniejszego referatu jest uzupełnienie takiego przeglądu tendencji rozwojowych o spostrzeżenia na podstawie doświadczeń i wyników działania europejskich sieci naukowych oraz niektórych projektów badawczych fundowanych przez UE.

Keywords:
analiza cyklu życia, oddziaływania środowiskowe, projektowanie na trwałość, reologia mieszanki, technologia betonu, zbrojenie rozproszone

Affiliations:
Brandt A.M. - other affiliation
Glinicki M.A. - IPPT PAN
34.  Brandt A.M., Trwałość konstrukcji inżynierskich, Magazyn Autostrady, ISSN: 1730-0703, Vol.10, pp.24-33, 2006
35.  Brandt A.M., For buildings as solid as a rock, ISO Focus, ISSN: 1729-8709, No.3, pp.32-34, 2005
36.  Brandt A., Glinicki M.A., Potrzebowski J., Application of FRC in construction of the underground railway system, CEMENT AND CONCRETE COMPOSITES, ISSN: 0958-9465, DOI: 10.1016/0958-9465(96)00019-4, Vol.18, No.5, pp.305-312, 1996

Abstract:
The results of a series of tests of specimens made of fibre reinforced concrete (FRC) are reported. The tests were performed to evaluate FRC for use in the underground railway system in Warsaw. The tests were initiated as a result of the successful replacement of an ordinary plain concrete for substrate under rails with polypropylene fibre reinforced concrete, this composite material being of practically the same cost as the plain concrete. The tests performed on various mixture compositions showed considerable improvement of several properties with respect to the ordinary plain concrete.

Affiliations:
Brandt A. - IPPT PAN
Glinicki M.A. - IPPT PAN
Potrzebowski J. - IPPT PAN
37.  Brandt A.M., Badania doświadczalne w mechanice zniszczenia kompozytów o matrycach cementowych, Prace IPPT - IFTR Reports, ISSN: 2299-3657, No.29, pp.1-52, 1979
38.  Babut R., Brandt A.M., Wstępne badanie czujników strunowych polskiej produkcji do pomiarów odkształceń betonu, Prace IPPT - IFTR Reports, ISSN: 2299-3657, No.35, pp.1-24, 1976
39.  Brandt A.M., Kasperkiewicz J., On the errors in experimental measurements of strains in concrete and prestressed concrete elements, MATERIALS AND STRUCTURES, ISSN: 1359-5997, DOI: 10.1007/BF02479128, Vol.4, pp.147-153, 1971

Abstract:
A basic error is determined, which may be defined from the characteristics of measuring devices used in the field of strain measurements, Well known mathematical operation is then used to obtain the formula for the error of an indirectly measured function, which is assumed to be expressed by a differential of this function.

The analysis gives the limit values of errors for given state of strain and for given position of measuring device. The deduced formulae are used to find out the errors in the measurements principal values of strain and their directions are calculated from the direct readings. The proposed conclusions are directly applicable to the experimental analysis of deformation of concrete and prestressed concrete elements.

Affiliations:
Brandt A.M. - IPPT PAN
Kasperkiewicz J. - IPPT PAN
40.  Brandt A.M., Analiza dokładności kilku metod pomiarów odkształceń betonu, Prace IPPT - IFTR Reports, ISSN: 2299-3657, No.9, pp.1-32, 1970
41.  Wasiutyński Z., Brandt A., Pomiary sześciu składowych odkształcenia w ściskanym walcu betonowym, JOURNAL OF THEORETICAL AND APPLIED MECHANICS, ISSN: 1429-2955, Vol.3, No.2, pp.21-30, 1965

Abstract:
The paper deals with measurements of the six strain-components inside a concrete cylinder loaded by axial compression. The measurements have been performed by means of a spatial system of electrical strain-gauges, located in the vicinity of the mid-length cross-section of the cylinder. As a result of investigation, the diagrams of all strain-components as a function of applied load are obtained. In conclusion, attention is drawn to the fact that the existing state of strain differs from that obtained on the basis of usual hypothesis. This fact concerns the shearing strains which appeared during the axial compression arranged with technical accuracy, and the variability in the investigated cross-section of longitudinal strains parallel and perpendicular to the direction of loading.

Affiliations:
Wasiutyński Z. - IPPT PAN
Brandt A. - IPPT PAN

List of recent monographs
1. 
Glinicki M.A., Brandt A.M., Dąbrowski M., Gibas K., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Baran T., Garbacik A., Gryziński M., Ładyżyński K., Nowowiejski G., Wytyczne techniczne i kryteria oceny betonów osłonowych w zależności od ich umiejscowienia w konstrukcji narażonej na promieniowanie jonizujące, IPPT PAN, pp.1-38, 2018
2. 
Brandt A.M., Cement based composites: Materials, mechanical properties and performance, 2nd ed., Taylor & Francis Group, pp.1-535, 2009

List of chapters in recent monographs
1. 
Brandt A.M., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Nowowiejski G., Denis P., Dni betonu, Tradycja i Nowoczesność, rozdział: Wyniki badania betonu osłonowego z kruszywem magnetytowym, SPC Stowarzyszenie Producentów Cementu, pp.839-850, 2014
2. 
Brandt A.M., Zastosowanie popiołów lotnych z kotłów fluidalnych w betonach konstrukcyjnych, rozdział: Studia z Zakresu Inżynierii, Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, pp.1-355, 2011
3. 
Brandt A.M., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Małolepszy J., Marks M., Śliwiński J., Kasperkiewicz J., Zastosowanie popiołów lotnych z kotłów fluidalnych w betonach konstrukcyjnych, rozdział: Podsumowanie i wnioski, Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN, 72, pp.339-351, 2010
4. 
Brandt A.M., Zagadnienia materiałowo-technologiczne infrastruktury i budownictwa, Problemy naukowo-badawcze budownictwa, rozdział: Trwałość obiektów inżynierskich a zrównoważony rozwój, Wydawnictwa Politechniki Białostockiej (Białystok), Łapko A., Broniewicz M., Prusiel J.A. (Eds.), V, pp.169-183, 2008
5. 
Glinicki M.A., Brandt A.M., High performance fiber reinforced cement composites (HPFRCC5), rozdział: Quantification of glassfibre - cement interfacial properties by SEM-based push-out test, RILEM (France), Reinhardt H.W., Naaman A.E. (Eds.), pp.343-350, 2007

Editor of monographs
1. 
Brandt A.M., Olek J., Glinicki M.A., Leung K.Y., Brittle Matrix Composites - 11, Institute of Fundamental Technological Research, Warsaw, pp.1-500, 2015
2. 
Brandt A.M., Olek J., Glinicki M.A., Leung C.K.Y., Brittle Matrix Composites - 10, Woodhead Publishing Ltd, Cambridge and Institute of Fundamental Technological Research, Warsaw, pp.1-409, 2013
3. 
Brandt A.M., Olek J., Marshall I.H., Brittle Matrix Composites 9, Woodhead Publ. Ltd. (Cambridge) i ZTUREK (Warsaw), pp.1-409, 2009

Conference papers
1.  Glinicki M.A., Brandt A.M., Garbacik A., Baran T., Cementy specjalne do wykonawstwa betonów w obiektach energetyki jądrowej, Dni Betonu, IX Konferencja Dni Betonu "Tradycja i nowoczesność", 2016-10-10/10-12, Wisła (PL), No.1, pp.617-632, 2016

Abstract:
Przedstawiono wyniki badań cementów, przeznaczonych do stosowania jako spoiwo w technologii wykonawstwa betonowych osłon przed promieniowaniem jonizującym w energetyce jądrowej. Zakres badań objął cementy spełniające wymagania stawiane cementom specjalnym o niskim cieple hydratacji, odpornym na siarczany oraz o niskiej zawartości alkaliów. Badano cementy powszechnego użytku; portlandzki CEM I bez dodatku mineralnego oraz wieloskładnikowe z dodatkami mineralnymi. Wykonano cementy specjalne z normowymi dodatkami mineralnymi oraz z dodatkami nie ujętymi w normie cementowej PN EN 197-1, stosując autorskie rozwiązania, dotyczące produkcji cementów z proszkowym dodatkiem minerałów ciężkich: barytu, magnetytu i getytu. Na podstawie przeprowadzonych badań cementów wykazano specjalne właściwości tych cementów w zakresie niskiego ciepła hydratacji i odporności na siarczany, w przypadku cementu portlandzkiego oraz cementów z dodatkami mineralnymi ujętymi w normie PN-EN 197-1. Stosowanie cementów normowych do betonu zwiększa odporność na reakcję kruszywa z wodorotlenkami sodu i potasu w betonie, nawet niwelując ekspansję betonu z dodatkiem kruszywa reaktywnego. Stosowanie CEM III/A 42,5N LH/HSR/NA w miejsce CEM I 42,5N LH/SR3/NA w betonie ciężkim o gęstości 3200-3600 kg/m3 spowodowało spadek współczynnika szybkości absorpcji wody, zmniejszenie współczynnika migracji jonów chlorkowych oraz zwiększenie szybkości karbonatyzacji. Zaobserwowano znaczny wpływ zróżnicowania rodzaju kruszywa w betonie ciężkim na wytrzymałość i wskaźniki nieprzepuszczalności betonu.

Affiliations:
Glinicki M.A. - IPPT PAN
Brandt A.M. - other affiliation
Garbacik A. - Institute of Ceramics and Building Materials (PL)
Baran T. - Institute of Ceramics and Building Materials (PL)
2.  Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Gibas K., Brandt A.M., Glinicki M.A., Dąbrowski M., Denis P., Mineral composition of heavy aggregates for nuclear shielding concrete in relation to alkali-silica reaction, Procedia Engineering, ISSN: 1877-7058, DOI: 10.1016/j.proeng.2015.06.132, Vol.108, pp.162-169, 2015

Abstract:
The results of microscopic analysis on thin sections of aggregates intended for nuclear shielding concrete are presented. The petrographic analysis was performed on different barite, magnetite and hematite aggregates used as the high-density aggregate to absorb gamma radiation. Both optical microscopy and accelerated expansion tests were used to recognise the potential for alkali-reactivity of the aggregates. The mineral composition of the tested aggregates was analysed on thin sections in transmitted cross-polarized light and XRD tests were additionally performed. Expansion tests of mortar bars exposed to 1 N NaOH solution at the temperature of 80°C were also performed following ASTM C1260. The high-density aggregates contained ore deposits - metallic opaque phases providing the required shielding properties. These aggregates also contained various amounts of non-metallic phases, with both innocuous non-ore minerals and deleterious, potentially reactive materials. Barite aggregates contained siderite, fluorite and hawleyite in varying amounts, apart from the barium sulphate being the principal component. Moreover, particularly reactive cristobalite and muscovite were identified in barite aggregates from certain quarries. Tests according to ASTM C1260 performed on mortars showed the expansion above the accepted criterion for non-reactive aggregate and confirmed the threat due to the presence of cristobalite in barite aggregates.

Keywords:
high-density aggregate, heavy concrete, alkali-silica reaction, thin section, XRD

Affiliations:
Jóźwiak-Niedźwiedzka D. - IPPT PAN
Gibas K. - IPPT PAN
Brandt A.M. - other affiliation
Glinicki M.A. - IPPT PAN
Dąbrowski M. - IPPT PAN
Denis P. - IPPT PAN
3.  Brandt A.M., Trwałość betonu w konstrukcjach związanych z energetyką atomową, XXVII Konferecja Naukowo - Techniczna AWARIE BUDOWLANE, 2015-05-20/05-23, Międzyzdroje (PL), pp.27-42, 2015

Abstract:
Trwałość poważnych konstrukcji betonowych jest rozpatrywana zawsze uwzględniając wszystkie warunki ich użytkowania przeważnie z uwagi na wymagania ekonomiczne. W przypadku elektrowni jądrowych trwałość betonu jest ściśle związana z wymaganiami bezpieczeństwa personelu i otoczenia. Beton jest jednym z głównych materiałów w rozmaitych konstrukcjach w elektrowni jądrowej, a także w osłonach w składach materiałów radioaktywnych i w urządzeniach leczniczych. Problem trwałości obejmuje wpływ wszystkich oddziaływań środowiska i powolne procesy wewnętrzne w betonie, a szczególnie studiowany jest wpływ długotrwałego promieniowania na beton w okresie 60. lat i nawet dłużej. W referacie zagadnienie wpływu jonizującego promieniowania na beton jest rozpatrzone na podstawie najnowszych wyników badań i wymagań normowych.

Keywords:
starzenie betonu, osłona reaktora, trwałość betonu

Affiliations:
Brandt A.M. - other affiliation
4.  Brandt A.M., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., On the application of dispersed fibres as reinforcement for concrete shields against radiation, HPFRCC7, 7th RILEM Workshop on High Performance Fiber Reinforced Cement Composites, 2015-06-01/06-03, Stuttgart (DE), pp.153-160, 2015

Abstract:
The application of fibre reinforced concrete (FRC) in the various constructions in Nuclear Power Plants and particularly in the shields for protection against y and neutron radiation seems possible and useful. A few examples of shields built with FRC are described and rewieved and the question is formulated why this kind of cement based composites are rather infrequently used in that area.

Keywords:
fibre reinforced concrete (FRC), nuclear power plant (NPP), special concrete

Affiliations:
Brandt A.M. - other affiliation
Jóźwiak-Niedźwiedzka D. - IPPT PAN
5.  Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Gibas K., Brandt A.M., Denis P., Influence of barite composition on potential alkali aggregate reaction in radiation-shielding concrete, TINCE 2014, 2nd International Conference on Technological Innovations in Nuclear Civil Engineering, 2014-09-01/09-04, Paryż (FR), pp.1-12, 2014

Abstract:
In the paper the barite aggregate has been analyzed as a potential source of ASR in heavy concrete. Special attention was paid to BaSO4 and minor mineral components in aggregates and their influence on ASR development in tested mortars

Keywords:
heavy aggregate, Alkali Silica Reaction (ASR), ionizing radiation

Affiliations:
Jóźwiak-Niedźwiedzka D. - IPPT PAN
Gibas K. - IPPT PAN
Brandt A.M. - other affiliation
Denis P. - IPPT PAN
6.  Brandt A.M., Beton jako materiał osłonowy w budownictwie związanym z energetyka jądrową, Konferencja Dni Betonu "Tradycja i nowoczesność", 2012-10-08/10-10, Wisła (PL), Vol.1, pp.255-277, 2012

Abstract:
Beton jest głównym materiałem stosowanym do budowy osłon przed promieniowaniem ze względu na stosunkowo niski koszt oraz możliwość spełniania także funkcji konstrukcyjnych. Betony osłonowe muszą być komponowane i wykonywane w sposób szczególny, aby spełniały wszystkie wymagania, nie tylko skutecznego osłabiania różnorodnego promieniowania, ale także trwałości. W referacie przedstawiono podstawowe zagadnienia związane z projektowaniem betonów osłonowych na tle obecnego stanu wiedzy. Aktualna znajomość tego tematu inżynierii materiałowej jest potrzebna przed przystąpieniem do budowy przemysłowych reaktorów atomowych w Polsce, niezależnie od sposobu realizacji takiej inwestycji.

Affiliations:
Brandt A.M. - other affiliation
7.  Brandt A.M., Diagnostyka betonu na podstawie badania struktury, 56 Konferencja Naukowa KILiW PAN i KN PZITB, 2010-09-19/09-24, Kielce-Krynica (PL), pp.57-71, 2010
8.  Brandt A.M., Trwałość obiektów budowlanych a zrównoważony rozwój, Konferencja Problemy Naukowo-Badawcze Budownictwa Białystok-Krynica, 2008-09-21/09-26, Krynica (PL), Vol.IV, pp.169-183, 2008

Patents
Filing No./Date
Filing Publication
Autors
Title
Protection Area, Applicant Name
Patent Number
Date of Grant
pdf
421123
2017-03-31
BUP 21/2018
2018-10-08
Glinicki M.A., Dąbrowski M., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Gibas K., Sobczak M., Brandt A.M.
Mixture for impregnation of mineral aggregate, crushed-stone mineral aggregate and structural protective concrete, preferably for radiation shields
PL, Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN
239725
WUP 1/2022
2022-01-03



390206
2010-01-18
BUP 20/2010
2010-09-27
Małolepszy J., Deja J., Łagosz A., Mróz R., Śliwiński J., Tracz T., Kańka S., Zybura A., Domagała K., Czarnecki L., Woyciechowski P., Radomski W., Mossakowski P., Brandt A.M., Glinicki M.A., Marks M., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Sobczak M.
An agent for improving the durability and tightness of structural concrete
PL, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica
215644
WUP 01/2014
2014-01-31



154652
1972-04-11

1973-05-30
Brandt A.M.
Probe for measuring the deformation of the component, in particular binding material
PL, Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN
81933

1977-02-15



Category A Plus

IPPT PAN

logo ippt            Pawińskiego 5B, 02-106 Warsaw
  +48 22 826 12 81 (central)
  +48 22 826 98 15
 

Find Us

mapka
© Institute of Fundamental Technological Research Polish Academy of Sciences 2024