Wpływ spoiwa na strukturę i właściwości mechaniczne kompozytów konopnych o dużej zawartości spoiwa

• Autorzy: Strzałkowski Jarosław , Horszczaruk Elżbieta

Identyfikatory

DOI

10.15199/33.2023.06.01

Warianty tytułu

EN

Effect of binder on the structure and mechanical properties of hemp composites with a high binder content

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu spoiwa cementowego i wapiennego na strukturę i wytrzymałość kompozytów, w których jako kruszywo zastosowano paździerze konopne. Celem badań było uzyskanie lekkiego kompozytu o klasie wytrzymałości na ściskanie zbliżonej do najniższej klasy wytrzymałości betonu lekkiego LC8/9. Jak pokazały przeprowadzone badania, zastosowanie paździerzy konopnych jako zamiennika kruszywa pozwala na uzyskanie kompozytów konopnych o wytrzymałości na ściskanie ok. 10 MPa. Poprawa właściwości mechanicznych betonów konopnych wymagała jednak znacznego zwiększenia ilości spoiwa. Zastosowanie dodatku wapna jako mineralizatora wpływa pozytywnie na kształtowanie strefy kontaktowej paździerz - spoiwo.

EN

The paper analyses Portland cement and lime's impact on the structure and strength of the composites containing hemp shives as an aggregate. The research aim was to obtain a lightweight material with a compressive strength class close to the lowest strength class of lightweight concrete, i.e. LC8/9. The tests show that using the hemp shives as the aggregate's substitute allows for manufacturing the hemp composite with a compressive strength of about 10 MPa. However, improving the composite's mechanical performance has required substantially increasing the binder's volume. Using lime as a mineraliser positively shapes the contact zone between hemp shives and binder.

Słowa kluczowe

PL

beton konopny; paździerze konopne; wytrzymałość na ściskanie; strefa kontaktowa; spoiwo cementowe; spoiwo wapienne; skład mieszanki betonowej

EN

hemp concrete; hemp shives; compressive strength; interfacial transition zone; cement binder; lime binder; concrete mix composition

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Materiały Budowlane
• Rocznik: 2023
• Tom: nr 6
• Strony: 1--4
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., il.

Twórcy

autor

Strzałkowski Jarosław

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Szczecin

• https://orcid.org/0000-0001-7001-9303

autor

Horszczaruk Elżbieta

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Szczecin

• https://orcid.org/0000-0003-0840-5048

Bibliografia

• [1] Ingrao C., Giudice A. L., Bacenetti J., Tricase C., Dotelli G., Fiala M., Siracusa V., Mbohwa C. Energy and environmental assessment of industrial hemp for building applications: a review. Renew. Sustain. Energy Rev. 2015; https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.06.002.
• [2] Amaducci S., Scordia D., Liu F.H., Zhang Q., Guo H., Testa G., Cosentino S.L. Key cultivation techniques for hemp in Europe and China, Ind. Crop. Prod. 2015; https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2014.06.041.
• [3] Brzyski P., Gładecki M., Rumińska M., Pietrak K., Kubiś M., Łapka P. Influence of Hemp Shives Size on Hygro-Thermal and Mechanical Properties of a Hemp-Lime Composite. Materials. 2020; https://doi.org/10.3390/ma13235383.
• [4] Benfratello S., Capitano C., Peri G., Rizzo G., Scaccianoce G., Sorrentino G. Thermal and structural properties of a hemp-lime biocomposite. Constr. Build. Mater. 2013; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.07.096.
• [5] Diquélou Y., Gourlay E., Arnaud L., Kurek B. Influence of binder characteristics on the setting and hardening of hemp lightweight concrete. Constr Build. Mater. 2016; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.02.138.
• [6] Allin S. Building with Hemp, second ed., Seed Press. 2012. Ireland.
• [7] Klementowski I., Pochwała S., Król A. Beton konopny do zastosowania w zrównoważonym budownictwie. Materiały Budowlane. 2020: 12: 16 - 17.
• [8] Kosiński P., Brzyski P., Tunkiewicz M., Suchorab Z., Wiśniewski D., Palczyński P. Thermal Properties of Hemp Shives Used as Insulation Material in Construction Indus. Energies. 2022; https://doi.org/10.3390/en15072461.
• [9] Latif E., Lawrence M., Shea A., Walker P. Moisture buffer potential of experimental wall assemblies incorporating formulated hemp-lime. Build. Environ. 2015; https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2015.07.011.
• [10] Wielgusz K. Uprawa konopi włóknistych i oleistych. Centrum Doradztwa Technicznego w Brwinowie, 2020.
• [11] Bies D. Ekologiczne kopuły do mieszkania. Modułowe domy z betonu konopnego. 2023; https://www.architekturaibiznes.pl/modulowe-domy-kopulowe,24940.html.
• [12] Elfordy S., Lucas F., Tancret F., Scudeller Y., Goudet L. Mechanical and thermal properties of lime and hemp concrete („hempcrete”) manufactured by a projection process. Constr. Build. Mater. 2008; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2007.07.016.
• [13] Glé P., Gourdon E., Arnaud L. Acoustical properties of materials made of vegetable particles with several scales of porosity. Appl. Acoust. 2011; https://doi.org/10.1016/j.apacoust. 2010.11.003.
• [14] Brzyski P., Gładecki M., Rumińska M., Pietrak K., Kubiś M., Łapka P. Influence of Hemp Shives Size on Hygro-Thermal and Mechanical Properties of a Hemp-Lime Composite. Materials. 2020; https://doi.org/10.3390/ma13235383.
• [15] Tronet P., Lecompte T., Picandet V., Baley C. Study of lime hemp concrete (LHC) e Mix design, casting process and mechanical behaviour. Cem. Conc. Comp. 2016; https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2015.12.004.
• [16] Gourlay E., Glé P., Marceau S., Foy C., Moscardelli S. Effect of water content on the acoustical and thermal properties of hemp concretes. Constr. Build. Mater. 2017; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.11.018.
• [17] Diquéloua Y., Gourlay E., Arnaud L., Kurek B. Influence of binder characteristics on the setting and hardening of hemp lightweight concrete. Constr. Build. Mater. 2016; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.02.138.
• [18] PN-EN 826:2013. Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie - Określanie zachowania przy ściskaniu.
• [19] Williams J., Lawrence M., Walker P. The influence of constituents on the properties of the bio-aggregate composite hemp-lime. Constr. Build. Mater. 2018; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.10.109.
• [20] Piątkiewicz W., Narloch P., Pietruszka B. Influence of Hemp-Lime Composite Composition on its Mechanical and Physical Properties. Archives of Civil Engineering 2020; DOI: 10.24425/ace.2020.134409.
• [21] Delhomme F., Prud’homme E., Julliot C., Guillot T., Amziane S., Marceau S. Effect of hemp on cement hydration: Experimental characterization of the interfacial transition zone. Results in Chemistry. 2022; https://doi.org/10.1016/j.rechem.2022.100440
• [22] Sedan D., Pagnoux C., Kowalski A., Chotard T. Mechanical properties of hemp fibre reinforced cement: Influence of the fibre/matrix interaction. Journal of the European Ceramic Society. 2008; https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2007.05.019.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).