Influence of hemp-lime composite composition on its mechanical and physical properties

• Autorzy: Piątkiewicz W. , Narloch P. , Pietruszka B.

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2020.134409

Warianty tytułu

PL

Wpływ składu kompozytu wapienno konopnego na jego właściwości mechaniczne i fizyczne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The following work analyzes the effect of the composition of a hemp-lime composite on key mechanical and physical properties. The article contains results from testing the compressive strength, vapor permeability, and thermal conductivity of the composite, depending on the composition of the mix. The mixes differed from each other in binder composition and in the proportion of binder to hemp shives. The obtained results were compared with the results from other scientific literature. Based on this, conclusions were drawn that the binder composition is of secondary importance for the analyzed physical and mechanical properties of the hemp-lime composite. The main property that determines the values of the thermal conductivity coefficient as well as the compression strength is the density of the material, which depends on the proportion of binder to aggregate and the level of compaction of the mix. The value of the diffusion resistance coefficient of the analyzed material was very low regardless of the composition of the composite.

PL

W pracy przeanalizowano wpływ składu kompozytu wapienno konopnego na kluczowe właściwości mechaniczne i fizyczne. Artykuł zawiera wyniki badań wytrzymałości na ściskanie, paroprzepuszczalności oraz przewodności cieplnej kompozytu w zależności od składu mieszanek. Mieszanki różniły się miedzy sobą składem spoiwa oraz proporcjami spoiwa do paździerzy konopnych. Uzyskane wyniki porównano z wynikami z innej literatury naukowej. Na tej podstawie sformułowano wnioski, że skład spoiwa ma drugorzędne znaczenie na analizowane właściwości fizyczne i mechaniczne kompozytu wapienno konopnego. W toku badań i analiz wyników wykazano, że kluczowy wpływ na właściwości kompozytu wapienno konopnego ma jego gęstość. Wykazano również, na zależy ona od proporcji spoiwa do kruszywa. Rodzaj zastosowanego spoiwa ma drugorzędne znaczenie dla właściwości materiału. Z tego powodu zaleca się stosować spoiwa jak najbardziej ekologiczne, takie jak metakaolin, aby wpływ materiału na środowisko był jak najniższy.

Słowa kluczowe

EN

hemp-lime composite; hempcrete; compressive strength; thermal conductivity; vapour diffusion resistance factor; sustainable material; building material

PL

hempcrete; kompozyt wapienno-konopny; konopie przemysłowe; wytrzymałość na ściskanie; przewodność cieplna; współczynnik oporu dyfuzyjnego; materiał zrównoważony; materiał budowlany

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 66, nr 3
• Strony: 485--503
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Piątkiewicz W.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Warsaw, Poland

autor

Narloch P.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Warsaw, Poland

autor

Pietruszka B.

• Building Research Institute, Department of Thermal Physics, Acoustics and Environment, Warszawa, Poland

Bibliografia

• [1] Global Alliance for Buildings and Construction, International Energy Agency, i The United Nations Environment Programme (2019), „2019 global status report for buildings and construction: Towards a zero-emission, efficient and resilient buildings and construction sector.”, 2019.
• [2] A. Sofiane i A. Laurent, Bio-aggregate-based building materials : applications to hemp concretes, 1. wyd. John Wiley & Sons, Incorporated, 2013.
• [3] F. Pittau, F. Krause, G. Lumia, i G. Habert, „Fast-growing bio-based materials as an opportunity for storing carbon in exterior walls”, Build. Environ., t. 129, nr August 2017, ss. 117–129, 2018.
• [4] M. Sinka, A. Korjakins, i D. Bajare, „Enhancement of lime-hemp concrete properties using different manufacturing technologies”, nr June, 2015.
• [5] F. Collet i S. Pretot, „Thermal conductivity of hemp concretes: Variation with formulation, density and water content”, Constr. Build. Mater., t. 65, ss. 612–619, 2014.
• [6] P. Brzyski, „Hemp-lime composite as wall material meeting the requirements for sustainable development in construction industry”, Lublin University of Technology, 2018.
• [7] M. Sinka, P. Van Den Heede, N. De Belie, D. Bajare, i G. Sahmenko, „Comparative life cycle assessment of magnesium binders as an alternative for hemp concrete”, Resour. Conserv. Recycl., t. 133, nr February, ss. 288–299, 2018.
• [8] W. Stanwix i A. Sparrow, The Hempcrete Book. Cohabitat Fundation, 2016.
• [9] R. Walker, S. Pavia, i R. Mitchell, „Mechanical properties and durability of hemp-lime concretes”, Constr. Build. Mater., t. 61, ss. 340–348, 2014.
• [10] G. Delannoy i in., „Influence of binder on the multiscale properties of hemp concretes”, Eur. J. Environ. Civ. Eng., t. 8189, ss. 1–17, 2018.
• [11] S. Benfratello, C. Capitano, G. Peri, G. Rizzo, G. Scaccianoce, i G. Sorrentino, „Thermal and structural properties of a hemp – lime biocomposite”, Constr. Build. Mater., t. 48, ss. 745–754, 2013.
• [12] J. Sheridan i in., „Effect of linseed oil and metakaolin on the mechanical, thermal and transport properties of hemp-lime concrete”, 2017.
• [13] S. Elfordy, F. Lucas, i F. Tancret, „Mechanical and thermal properties of lime and hemp concrete (‘‘hempcrete’’) manufactured by a projection process”, t. 22, ss. 2116–2123, 2008.
• [14] L. Arnaud i E. Gourlay, „Experimental study of parameters influencing mechanical properties of hemp concretes”, Constr. Build. Mater., t. 28, nr 1, ss. 50–56, 2012.
• [15] J. Williams, M. Lawrence, i P. Walker, „The influence of the casting process on the internal structure and physical properties of hemp-lime”, Mater. Struct., t. 50, nr 2, ss. 1–10, 2017.
• [16] K. Sandin, C. Nilsson, P. Brigitte, i D. Bruijn, „Mechanical properties of lime – hemp concrete containing shives and fibres”, t. 103, ss. 474–479, 2009.
• [17] P. L. Narloch, P. Woyciechowski, i P. Jęda, „The Influence of Loam Type and Cement Content on the Compressive Strength of Rammed Earth”, Arch. Civ. Eng., t. 61, nr 1, ss. 73–88, 2015.
• [18] P. L. Narloch, P. Woyciechowski, E. Dmowska, i K. Halemba, „Durability Assessment of Monolithic Rammed Earth Walls”, Arch. Civ. Eng., t. 61, nr 2, ss. 73–88, 2015.
• [19] P. Narloch i P. Woyciechowski, „Assessing Cement Stabilized Rammed Earth Durability in A Humid Continental Climate”, Buildings, t. 10 (26), ss. 1–20, 2020.
• [20] P. Narloch, P. Woyciechowski, J. Kotowski, I. Gawriuczenkow, i W. Emilia, „The Effect of Soil Mineral Composition on the Compressive Strength of Cement Stabilized Rammed Earth”, Materials (Basel)., t. 13 (324), ss. 1–21, 2020.
• [21] U. Dhakal, U. Berardi, M. Gorgolewski, i R. Richman, „Hygrothermal performance of hempcrete for Ontario ( Canada ) buildings”, J. Clean. Prod., t. 142, ss. 3655–3664, 2017.
• [22] P. Brzyski i S. Fic, „Characteristics of lime-hemp composite and its use in construction industry”, Bud. i Archit., t. 14, nr 2, ss. 11–19, 2015.
• [23] R. Walker i S. Pavía, „Moisture transfer and thermal properties of hemp – lime concretes”, Constr. Build. Mater., t. 64, ss. 270–276, 2014.
• [24] „EN 12667:2001 Thermal performance of building materials and products. Determination of thermal resistance by means of guarded hot plate and heat flow meter methods - products of high and medium thermal resistance”.
• [25] „EN 12086:2013 Thermal insulating products for building applications. Determination of water vapour transmission properties”.
• [26] M. Sinka, A. Pina, P. Ferrão, J. Fournier, B. Lacarrière, i O. Le Corre, „In-situ measurements of hemp-lime insulation materials for energy efficiency improvement”, Energy Procedia, t. 147, ss. 242–248, 2018.
• [27] E. Haustein, „Thermal insulation properties of the lime-cement composite with hemp shives”, Ecol. Eng., t. 19, nr 4, ss. 72–78, 2018.