Właściwości mechaniczne i struktura betonów konopnych w warunkach oddziaływania wysokiej temperatury

• Autorzy: Horszczaruk Elżbieta , Rychtowski Piotr , Łukowski Paweł

Identyfikatory

DOI

10.15199/33.2023.05.01

Warianty tytułu

EN

Mechanical performance and structure of hemp concrete exposed to high temperature

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu wysokiej temperatury na wytrzymałość mechaniczną i strukturę betonów konopnych. Jako kruszywo zastosowano paździerze konopne. Ich udział objętościowy w betonach był stały - współczynnik spoiwo/konopie wynosił 1,3. Betony wykonano przy użyciu trzech różnych spoiw: wapiennego, cementowo-wapiennego i cementowego. Program badawczy obejmował badania wytrzymałości na ściskanie i ubytku masy próbek betonów konopnych po wygrzewaniu w piecu do temperatury 450°C. Wykonano również analizę termograwimetryczną paździerzy i badanych betonów. Wykazano, że wytrzymałość betonów konopnych w temperaturze 450°C i wyższej zależy od zastosowanego spoiwa.

EN

The paper presents an analysis of the influence of high temperature on the mechanical strength and structure of hemp concrete. Hemp shives were used as an aggregate. The volumetric content of the hemp shoves in concrete was constant; the binder-to-hemp shives ratio was 1.3. Concrete specimens were prepared using three types of binders: lime, cement-lime and Portland cement. The research program covered testing the concrete’s compressive strength and mass loss after heating up to 450°C. The thermogravimetric analysis of the hemp shives and tested concrete specimens have also been carried out. It has been demonstrated that the hemp concrete’s strength at the temperature up to 450°C depends on the binder used.

Słowa kluczowe

PL

beton konopny; paździerze konopne; temperatura wysoka; wytrzymałość na ściskanie; temperatura wygrzewania; skład mieszanki

EN

hemp concrete; hemp shives; high temperature; compressive strength; heating temperature; mixture composition

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Materiały Budowlane
• Rocznik: 2023
• Tom: nr 5
• Strony: 1--4
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., il.

Twórcy

autor

Horszczaruk Elżbieta

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

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

autor

Rychtowski Piotr

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej, Szczecin

• https://orcid.org/0000-0002-7317-3012

autor

Łukowski Paweł

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej

• https://orcid.org/0000-0002-4636-1034

Bibliografia

• [1] Wielgusz K. Uprawa konopi włóknistych i oleistych. Centrum Doradztwa Technicznego w Brwinowie, 2020.
• [2] Sassoni S., Manzi A., Motori M., Montecchi M., Canti M. Novel sustainable hemp-based composites for application in the building industry: physical, thermal and mechanical characterization. Energy Build. 2014; https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2014.03.033.
• [3] Diquélou Y., Gourlay E., Arnaud L., Kurek B. Impact of hemp shiv on cement setting and setting: influence of the extracted components from the aggregates and study of the interfaces with the inorganic matrix. Cem Concr Compos. 2015; https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2014.09.004.
• [4] 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.
• [5] 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.
• [6] 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.
• [7] Hirst E.A.J., Walker P., Paine K.A., Yates T. Characteristics of low-density hemp-limebuilding materials. Proceedings of the Institution of Civil Engineers - Construction Materials. 2012; https://doi.org/10.1680/coma.1000021.
• [8] Collet F., Chamoin J., Pretot S., Lanos C. Comparison of the hygric behaviour of three hemp concretes. Energy Build. 2013; https://doi.org/10.1016/j. enbuild.2013.03.010.
• [9] Klementowski I., Pochwała S., Król A. Beton konopny do zastosowania w zrównoważonym budownictwie. Materiały Budowlane. 2020: 12, 16-17.
• [10] Balciunas G., Pundiene I., Boris R., Kairyte A., Zvironaite J., Gargasas J. Long-term curing impact on properties, mineral composition and microstructure of hemp shive-cement composite. Constr Build Mater. 2018; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.08.126.
• [11] Balciunas G., Pundiene I., Lekunaite-Lukosiune L., Vejelis S., Korjakins A. Impact of hemp shives aggregate mineralization on physical-mechanical properties and structure of composite with cementitious binding material. Ind. Crops Prod. 2015; https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2015.09.011.
• [12] 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.
• [13] Baduge S.K., Mendis P., San Nicolas R., Nguyen K., Hajimohammadi A. Performance of lightweight hemp concrete with alkali-activated cenosphere binders exposed to elevated temperature. Constr Build Mater. 2019; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.07.069.
• [14] 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.
• [15] PN-EN 13791:2019. Ocena wytrzymałości betonu na ściskanie w konstrukcjach i prefabrykowanych wyrobach betonowych.
• [16] 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.
• [17] RILEM Technical Committees 129-MHT. Test methods for mechanical properties of concrete at high temperatures, Part 1: Introduction, Part 2: Stress-strain relation, Part 3: Compressive strength for service and accident conditions. Mater Struct. 1995; 28.
• [18] PN-EN 826:2013. Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie - Określanie zachowania przy ściskaniu.
• [19] Amziane S., Collet F., Lawrence M. Recommendation of the RILEM TC 236-BBM: Characterisation testing of hemp shiv to determine the initial water content, water absorption, dry density, particle size distribution and thermal conductivity. Mater Struct. 2017: https://doi.org/10.1617/s11527-017-1029-3.
• [20] Le Troedec M., Sedan D., Peyratout C., Bonnet J.P., Smith A., Guinebretiere R., Gloaguen V., Krausz P. Influence of various chemical treatments on the composition and structure of hemp fibres.Composites: Part A. 2008; https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2007.12.001.
• [21] Balcerowiak W. Phase analysis of high-calcium lime by TG. J. Therm. Anal. Calorim. 2000; https://doi.org/10.1023/A:1010168401224.

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).