Tworzywa silikatowe o ulepszonych właściwościach cieplnych: Część I

• Autorzy: Pytel Zdzisław

Warianty tytułu

EN

Silicate materials with improved thermal properties: Part I

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Wyroby wapienno-piaskowe, produkowane z wykorzystaniem tradycyjnych surowców mineralnych w postaci piasku kwarcowego i wapna palonego, odznaczają się wieloma cennymi zaletami. Jednocześnie obok korzystnych cech wytrzymałościowych oraz należytej trwałości, posiadają również mniej korzystne właściwości. Przykładem tego są ich właściwości cieplne, przejawiające się w relatywnie dużej wartości współczynnika przewodzenia ciepła λ, która zwykle zawiera się w przedziale 0,9-1,0 W/(m•K). Z tej przyczyny tego typu materiałów budowlanych nie możemy używać do wykonywania ścian jednowarstwowych w obiektach budowlanych, gdyż dla takiej przegrody nie uzyskamy wymaganej wartości współczynnika przenikania ciepła U. Zatem każde rozwiązanie technologiczne, prowadzące nawet do najmniejszej poprawy właściwości cieplnych wyrobów wapienno-piaskowych, jest bardzo interesujące, gdyż przynosi wymierne korzyści związane z obniżeniem kosztów eksploatacji obiektów z nich wykonanych. W związku z powyższym podjęto badania laboratoryjne zmierzające do uzyskania wyrobów silikatowych o ulepszonych właściwościach cieplnych. Zgodnie z przyjętą koncepcją badań efekt taki zakłada się osiągnąć poprzez częściową lub całkowitą substytucję tradycyjnego wypełniacza mineralnego w postaci piasku kwarcowego materiałem lekkim, odznaczającym się wysoką porowatością. Racjonalnym czynnikiem przemawiającym za przyjęciem takiego właśnie rozwiązania jest modyfikacja mikrostruktury tworzywa silikatowego szczególnie w zakresie mikroporowatości. Przykładem takiego surowca jest pył perlitowy powstający jako odpad w procesie produkcji perlitu ekspandowanego. Oceny efektywności wykorzystania tego materiału we wskazanym kierunku dokonano w oparciu o wynik analizy porównawczej obejmującej wartości współczynnika przewodzenia ciepła λ zasadniczo dwóch rodzajów tworzyw, tj. tworzywa referencyjnego uzyskanego z tradycyjnej mieszaniny surowcowej oraz serii tworzyw eksperymentalnych otrzymanych w oparciu o odpadowy pył perlitowy, pochodzący z różnych źródeł. Charakterystykę uzyskanych tworzyw autoklawizowanych uzupełniają również wyniki badań ich podstawowych cech użytkowych oraz struktury i mikrostruktury, przeprowadzonych metodami XRD oraz SEM + EDAX.

EN

Sand-lime products, produced using traditional mineral raw materials in the form of quartz sand and burt lime, have many valuable advantages. At the same time, in addition to their favourable strength characteristics and proper durability, they also have less favourable properties. An example of this are their thermal properties, manifested in a relatively large value of the thermal conductivity coefficient λ, which is usually in the range of 0.9-1.0 W/(m∙K). For this reason, this type of building materials cannot be used to make single-layer walls in buildings, because for such a partition the required value of the heat transfer coefficient U cannot be thus achieved. Therefore, any technological solution, leading to even the slightest improvement in the thermal properties of sand-lime products, is very interesting because it brings measurable benefits associated with reducing the operating costs of objects made from them. Therefore, laboratory tests were undertaken to obtain silicate products with improved thermal properties. According to the adopted research concept, this effect is assumed to be achieved through partial or complete substitution of traditional mineral filler in the form of quartz sand with light material, characterized by high porosity. A rational factor in favour of such a solution is the modification of the silicate material microstructure, especially in terms of microporosity. An example of such a raw material is perlite dust generated as waste in the production of expanded perlite. The assessment of the effectiveness of using this material in the indicated direction was made based on the result of a comparative analysis covering the values of the thermal conductivity coefficient λ of essentially two types of materials, i.e. a reference material obtained from a traditional raw material mixture and a series of experimental materials obtained on the basis of waste perlite dust from various sources. The characteristics of the obtained autoclaved materials are also complemented by the results of tests of their basic functional features as well as structure and microstructure, carried out by the XRD and SEM + EDAX methods.

Słowa kluczowe

PL

wyroby wapienno-piaskowe; odpadowy pył perlitowy; właściwości cieplne; współczynnik przewodzenia ciepła

EN

sand-lime bricks; waste pearlite dust; thermal properties; thermal conductivity

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 71, nr 3
• Strony: 258--275
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pytel Zdzisław

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, KTMB, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Wolfie, St.: Technologia wyrobów wapienno-piaskowych, Wydawnictwo Arkady, Warszawa, 1986.
• [2] Dobek, J.: Cegła wapienno-piaskowa. Surowce i proces technologiczny, Wydawnictwo Budownictwo i Architektura, Warszawa, 1955.
• [3] Rademaker, P.vD., Reiman, V.: Autoclaving calcium silicate bricks, Zement-Kalk-Gips, 47, 11, (1994), 636-642.
• [4] Dziennik Ustaw Rzeczpospolitej Polskiej, Poz. 2285, Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i budownictwa z dnia 14 listopada 2017 r.
• [5] Płoński, W., Pogorzelski, J. A.: Fizyka budowli. Zasady projektowania przegród budowlanych w zakresie cieplno-wilgotnościowym, Wydawnictwo Arkady, Warszawa, 1979.
• [6] Pampuch, R.: Budowa i właściwości materiałów ceramicznych, Wydawnictwa AGH, Kraków.
• [7] Skalmowski, Wł.: Chemia materiałów budowlanych, Wydawnictwo Arkady, Warszawa, 1971.
• [8] Handke, M.: Krystalochemia krzemianów, Wydanie drugie poprawione, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków, 2008.
• [9] Pytel, Z,. Pichór, W.: PL 230095 - Sposób wytwarzania materiału budowlanego o właściwościach termoizolacyjnych.
• [10] Bielański, A.: Chemia ogólna i nieorganiczna, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa, 1970.
• [11] Tkacz-Śmiech, K.: Termodynamika dla ceramików, Wydawnictwo AGH, Kraków 2013.
• [12] Taylor H. F. W.: The calcium silicate hydrates, Chapter 5 of The Chemistry of Cements, Vol. 1, 168-227, Academic Press, London and New York, 1964.
• [13] Taylor, H. F. W.: Hydrated calcium silicate products other than hydraulic cements. By G.E. Bassey, Chapter 16 of The Chemistry of Cements, Vol. 1, 168 - 227, Academic Press, London and New York, 1964.
• [14] Van Deburgh, G. E.: Patent brytyjski No 2470, 1866.
• [15] Michaelis, W.: Patent niemiecki Nr 14195 (Patentschnift No 14195), 1880.
• [16] PN-EN 771-2: 2004 – Wymagania dotyczące elementów murowych. Część 2: Elementy murowe silikatowe.
• [17] PN-EN 772-1: 2001 - Metody badań elementów murowych. Część 1: Określenie wytrzymałości na ściskanie.
• [18] PN-EN 772-13: 2001 - Metody badań elementów murowych. Część 13: Określenie gęstości netto i gęstości brutto elementów murowych w stanie suchym.
• [19] PN-EN 12390-7:2011 - Badanie betonu. Część 7 : Gęstość betonu.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).