Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Development of lightweight geopolymer composites containing perlite and vermiculite

Korniejenko K., Pławecka K., Bulut A., Şahin B., Azizağaoğlu G., Figiela B.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2023

|

Vol. 117, nr 2

49--56

EN

Purpose: The aim of this work was to prepare and characterise geopolymer composites containing lightweight aggregates - perlite and vermiculite. Design/methodology/approach: The geopolymer matrix was prepared on the basis of fly ash, sand and a 6M sodium hydroxide solution with sodium silicate. The properties of the materials were tested 28 days after the preparation of the samples. The following research methods were used to characterise the composites: compressive and flexural strength tests, microstructural tests using a scanning electron microscope, and thermal conductivity were measured. Findings: The results obtained showed a slight effect of the additives on the strength properties. Lightweight aggregates are characterised by good coherence with the matrix material. Their addition allowed to reduce the density and lowered the thermal conductivity of the materials. The results obtained indicate that the proposed additives can improve the properties of the geopolymer composite for use in the construction industry. Research limitations/implications: Further research should focus on geopolymer composites with perlite and involve fire-resistant and water-absorption tests. Practical implications: The production of lightweight building materials brings a number of benefits, such as reducing the density of building elements and, at the same time, the entire structure, which results in a reduction in their weight, as well as lower transport costs. Such elements have better thermal and acoustic insulation, reflected in the parameters of buildings. An additional advantage is the reduced environmental impact through better insulation properties, lower fuel consumption during transport, etc. Originality/value: The density of the material can be reduced by using lightweight aggregates or obtaining porous material in the foamed process. In the case of geopolymer composites, a number of studies related to foamed materials have been provided, but there is only a few previous research connected with lightweight aggregates such as perlite and vermiculite.

2

Zastosowanie perlitu w budownictwie

Gajewska Gabriela, Szymczak-Graczyk Anna

Przegląd Budowlany

|

2022

|

R. 93, nr 7-8

120--122

PL

W pracy omówiono zastosowanie perlitu w budownictwie. Podano jego główne cechy i właściwości. Omówiono rozwiązanie zalecane przez normę PN-EN 14620-3, stosowane od niedawna w Polsce, tj. sposób używania ekspandowanego perlitu do izolacji termicznej zbiorników na skroplony gaz. Omówiono także inne zastosowania perlitu z uwagi na jego cechy izolacyjne.

EN

This paper presents the application of perlite in the construction industry. Its main features and properties were given. The solution recommended by PN-EN 14620-3 standard, recently applied in Poland, i.e. the method of using expanded perlite for thermal insulation of LNG tanks, is discussed. Other applications of perlite were also discussed due to its insulating properties.

3

Characterization of perlite powders from Izmir, Türkiye region

Aksoy Özay, Alyamaç Elif, Mocan Merve, Sütçü Mücahit, Özveren-Uçar Nihan, Özgür Seydibeyoğlu, M.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2022

|

Vol. 58, iss. 6

art. no. 155277

EN

Perlite is an amorphous volcanic glass-type rock which is collected in open mines in various parts of the world. In this study, eight different perlite samples, supplied from the mines located in the Bergama, Izmir region, were used. The perlite samples were structurally, morphologically, and mineralogically characterized via a wide range of analytical techniques such as Thermogravimetric Analysis (TGA), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Brunauer-Emmett-Teller (BET) Surface Area Analysis, Optical Microscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Diffraction (XRD), X-ray Fluorescence (XRF), and a liquid pycnometer. Platelet shaped-like structures were observed in the SEM analysis of the expanded perlites in contrast to the images of spongy or cracked expanded perlites reported in literature. The O-H bending and Si-O-Si vibrations (both asymmetric and symmetric stretching) of perlite structures were confirmed by FTIR. Highly amorphous phases with a rather low percentage of crystalline phases were observed by XRD. In the BET surface area analysis, expanded perlite materials exhibited higher surface area compared to unexpanded ones. A detailed characterization of perlite structures is essential as there is a significant potential to use these minerals in various biocomposite applications and it is useful to explain structure-property relationships in this class of materials.

4

Wpływ wybranych dodatków lekkich na zmianę parametrów technologicznych zaczynu

Kremieniewski Marcin

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 6

426--434

PL

W celu obniżenia gęstości zaczynów przeznaczonych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w warunkach obniżonego ciśnienia złożowego czy w strefach skał słabo zwięzłych stosuje się lekkie dodatki, takie jak mikrosfera bądź perlit. Użycie tego rodzaju materiałów pozwala na zredukowanie wartości ciśnienia hydrostatycznego i tym samym zapobiega ucieczce cementu w strefy słabo zwięzłe. Dodatkowo zaczyny o obniżonej gęstości mogą być stosowane w przypadku konieczności tłoczenia cementu w przestrzeni pozarurowej na dużą wysokość. Jednak wykorzystanie dodatków redukujących gęstość zaczynu nie pozostaje bez znaczenia dla parametrów technologicznych zarówno świeżego, jak i stwardniałego zaczynu. W przypadku płynnego zaczynu obecność lekkich frakcji powoduje zmianę parametrów reologicznych zaczynu, wzrost wartości filtracji bądź też odstoju wody. Natomiast analizując parametry stwardniałego zaczynu cementowego, należy się spodziewać obniżenia wartości wytrzymałości na ściskanie, wytrzymałości na zginanie, przyczepności do rur stalowych itp. Z uwagi na konieczność stosowania w recepturach zaczynów lekkich dodatków redukujących gęstość w niniejszej publikacji omówiono to zagadnienie na podstawie przeprowadzonych prac badawczych. W artykule przedstawiono wyniki badań zaczynów zawierających 4 różne dodatki (mikrosferę glinokrzemianową dotychczas stosowaną, mikrosferę glinokrzemianową nowej generacji CSF K, mikrosferę szklaną oraz perlit filtracyjny E100F). Dodatki lekkie stosowano w ilości 15% w stosunku do masy cementu. Przeprowadzono badania dla zaczynu kontrolnego (bez dodatków lekkich). Zaczyn ten zawierał w swoim składzie środki niezbędne do kontrolowania parametrów decydujących o efektywności uszczelniania otworu wiertniczego. Następnie receptura kontrolna była modyfikowana dodatkiem lekkich frakcji. Przeprowadzono badania laboratoryjne parametrów technologicznych zarówno świeżych, jak i stwardniałych zaczynów cementowych. Na podstawie uzyskanych wyników określono wpływ badanych lekkich dodatków na parametry świeżych i stwardniałych zaczynów cementowych.

EN

Light additives such as microsphere or perlite are used to reduce the density of slurries intended for sealing casing columns in conditions of reduced deposit pressure or in the zones of weakly concise rocks. The use of this type of materials allows to reduce the value of hydrostatic pressure and thus prevents the cement slurry from escaping into weakly consolidated zones. In addition, lightweight cement slurries can be used for pressing the cement slurry to a great height. However, the use of additives reducing the density of the cement slurry changes the technological parameters of both fresh and hardened cement slurry. In the case of a liquid cement slurry, the presence of light fractions changes the rheological parameters of the slurry, increases the filtration value or free water. On the other hand, when analyzing the parameters of the hardened cement slurry, a decrease in the compressive strength, bending strength, adhesion to steel pipes and others should be expected. Due to the necessity to use light additives reducing the density in the cement slurry formulas, this publication discusses this issue on the basis of the conducted research. The article presents the results of tests of slurries containing 4 different additives (the previously used aluminosilicate microsphere, the new generation CSF K aluminosilicate microsphere, glass microsphere and E100F filter perlite). Light additives were used in the amount of 15% in relation to the weight of the cement. Tests were carried out for the control cement slurry (without light additives). This slurry contained in its composition the additives necessary to control the parameters determining the effectiveness of sealing the borehole. Then the control recipe was modified with the addition of light fractions. Laboratory tests of technological parameters of both fresh and hardened cement slurries were carried out. On the basis of the obtained results, the influence of the tested light additives on the parameters of fresh and hardened cement slurries was determined.

5

Structure and Properties of the S49 Rail after a Long Term Outdoor Exposure

Konieczny Jarosław, Labisz Krzysztof

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2022

|

Vol. 16, no 2

280--290

EN

The subject of the research in this work was the S49 rail made of R260 rail steel (1.0623). The carried out investigations concern microstructure tests and tests of mechanical properties of rails after several years of exposure in the open air without usage. The purpose of the work was to determine on the basis of the results of research the possibilities of using the tested rail for usage and application for the construction of tracks on railway sidings. For investigations there were used diverse techniques reaching such engineering materials investigations like light or scanning electron microscope for microstructure investigations, as well as hardness and microhardness test were performed for determinations of the microstructural changes occurred in the upper area of the rails surface. The microstructure changes concerns especially the ferritic and pearlitic structure and the breaks in the present carbide mesh. During investigations it was found out that the tested railway rails are fully useful for application, after machining to achieve required dimensional parameters. It is also of high importance, of the economical point of view, that their price, also in case of earlier installation of the rails, may be lower than the current price offered on the marked for a entire new product. The price difference reaches dimensions in the range of 5% - 10%.

6

Wpływ perlitu ekspandowanego na zmianę wytrzymałości i parametrów cieplnych zaprawy z matrycą cementową

Mamzer Kinga, Rucińska Teresa

Kruszywa : produkcja - transport - zastosowanie

|

2021

|

Nr 1

30--34

PL

W artykule przedstawiono wpływ perlitu ekspandowanego na zmianę wytrzymałości i parametrów cieplnych zaprawy z matrycą cementową. Omówiono metodykę i zakres wykonanych badań oraz przedstawiono wynikające z nich wnioski.

EN

The article presents the effect of expanded perlite on the change of strength and thermal parameters of a mortar with a cement matrix. The methodology and scope of the conducted tests are discussed and the resulting conclusions are presented.

7

The Effects of Additives to Lightweight Aggregate on the Mechanical Properties of Structural Lightweight Aggregate Concrete

Khoshvatan Mehdi, Pauraminia Majid

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2021

|

Vol. 31, no. 1

139--160

EN

In the paper, the effects of different percentages of additives (perlite, LECA, pumice) on the mechanical properties of structural lightweight aggregate concrete were tested and evaluated. For the research, 14 mixing designs with different amounts of aggregate, water, and cement were made. Experimental results showed that the specific gravity of lightweight structural concrete made from a mixture of LECA, pumice, and perlite aggregates could be 25-30% lighter than conventional concrete. Lightweight structural concrete with a standard specific gravity can be achieved by using a combination of light LECA with perlite lightweight aggregates (LA) and pumice with perlite in concrete. The results indicated that LECA lightweight aggregates show more effective behavior in the concrete sample. Also, the amount of cement had a direct effect on increasing the strength regardless of the composition of LAs. The amount of cement causes compressive strength to increase. Furthermore, the stability of different experimental models increased from 156 to 345 kg m3 while increasing the amount of cement from 300 to 400 kg m3 in the mixing designs of LECA and perlite for W/C ratios of 0.3, 0.35, and 0.4. For a fixed amount of cement equal to 300 kg, the compressive strength is reduced by 4% by changing the water to cement ratio from 0.5 to 0.4. The compression ratios of strength for 7 to 28 days obtained in this study for lightweight concrete were between 0.67-0.8. rate of tensile strength to compressive strength of ordinary concretes, which is approximately 10, this ratio is about 13.5 to-17.8 in selected and optimal lightweight concretes in this research, which can be considered good indirect tensile strength for structural lightweight concretes.

8

Przegląd metod dociepleń ścian zewnętrznych wykonywanych od strony wewnętrznej budynku

Rejman Mariusz, Dziadosz Agnieszka

Builder

|

2021

|

R.25, nr 5

40--43

PL

W artykule opisano trzy najczęściej stosowane obecnie w Polsce metody dociepleń ścian zewnętrznych od strony wewnętrznej budynków. Dla każdej z metod scharakteryzowano innowacyjne materiały termoizolacyjne oraz sposoby ich produkcji, opisano sposoby wykonania/montażu dociepleń. W podsumowaniu wskazano zalety, a także wady poszczególnych metod, dokonano ich porównania i oceny, wskazano konsekwencje dociepleń ścian zewnętrznych od strony wewnętrznej budynku oraz podano zalecenia projektowe i wykonawcze.

EN

The article describes three methods of thermal insulation of external walls from the inside of buildings, most often used nowadays in Poland. For each of the methods, the authors have characterized the innovative thermal insulation materials ae well as the methods of their production, and the methods of assembling of the thermal insulation on buildings’ external walls. The summary indicates the advantages and disadvantages of the individual methods. The authors have made the comparison and evaluation of the methods as well as have indicated the consequences of thermal insulation of external walls from the inside of the building. In the conclusions the authors have given some design and implementation recommendations.

9

Influence of lightweight fillers on the performance of cement-based skim coat

Kupiński Marcin, Stobieniecka Karolina, Skowera Karol

Structure and Environment

|

2020

|

Vol. 12, no. 1

5--11

EN

Lightweight fillers are used in dry-mixed building mortars in order to improve thermal insulation properties, yield, and workability. In the case of thin layer products, used as a finishing layer, reduced thermal conductivity coefficient enables to restrain of water vapor condensation on walls - which inhibits mold growth. The aim of the study was to determine the influence of 4 types of lightweight fillers on the performance of cement-based skim coat - with emphasis on the economic aspect. Formulas reflecting typical commercial products were used. The dosage of different components - such as expanded perlite, glass and polymeric bubbles or expanded glass - was optimized for sufficient yield and workability, keeping the constant price of 1 kg of the final product. Mechanical parameters, capillary absorption coefficient, and thermal conductivity coefficient were determined. Observations by Scanning Electron Microscope revealed poor incorporation of polymer microspheres in the cement matrix, leading to loss of mechanical strength. With the addition of expanded glass, an increase of flexural and compressive strength thanks to the pozzolanic reaction was observed. Glass bubbles were found the most effective additive.

PL

Stosowanie lekkich wypełniaczy w suchym mieszankach chemii budowlanej pozwala na poprawę termoizolacyjności, wydajności oraz właściwości roboczych zapraw. W przypadku cienkowarstwowych wyrobów wykończeniowych obniżony współczynnik przewodzenia ciepła hamuje kondensację pary wodnej na ścianach wewnętrznych, redukując powstawanie pleśni. Celem przeprowadzonych badań było określenie wpływu czterech rodzajów lekkich wypełniaczy na właściwości gładzi cementowej, ze szczególnym uwzględnieniem aspektu ekonomicznego. Sporządzono receptury odzwierciedlające skład typowych komercyjnych produktów. Dozowanie poszczególnych dodatków: perlitu ekspandowanego, kulek szklanych i polimerowych oraz spienionego szkła, zoptymalizowano pod kątem odpowiedniej wydajności oraz konsystencji, zachowując przy tym stałą cenę 1 kg ostatecznego wyrobu. Dokonano pomiarów właściwości mechanicznych, absorpcji kapilarnej oraz współczynnika przewodzenia ciepła. Obserwacje pod skaningowym mikroskopem elektronowym pozwoliły wykazać niską przyczepność mikrosfer polimerowych do matrycy cementowej prowadzącą do pogorszenia wytrzymałości. Przy dodatku granulowanego spienionego szkła zaobserwowano wzrost wytrzymałości na zginanie i ściskanie na skutek reakcji pucolanowej. Za najkorzystniejszy uznano dodatek kulek szklanych.

10

Wpływ wybranych domieszek obniżających gęstość na parametry zaczynu cementowego

Kremieniewski Marcin, Kędzierski Miłosz

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 3

143--153

PL

Zaczyny lekkie najczęściej stosowane są podczas uszczelniania kolumn rur okładzinowych w warunkach obniżonego ciśnienia złożowego czy w strefach słabozwięzłych. Odpowiednie zmniejszenie gęstości zaczynu umożliwia obniżenie wartości ciśnienia hydrostatycznego, co zapobiega ucieczce zaczynu cementowego w strefy słabo zwięzłe. Dodatkowo, zaczyny o obniżonej gęstości mogą być stosowane w przypadku konieczności podniesienia cementu w przestrzeni pozarurowej na dużą wysokość (głębokie otwory). Podczas opracowywania receptury lekkiego zaczynu cementowego najczęściej stosuje się lekkiego rodzaju dodatki i domieszki, które określane są mianem wypełniaczy. Środki te pozwalają na obniżenie gęstości zaczynu i tym samym zastosowanie go w określonych warunkach geologicznych. Jednakże stosowanie tego rodzaju dodatków i domieszek wywiera znaczny wpływ na parametry technologiczne zarówno świeżego, jak i stwardniałego zaczynu cementowego. W przypadku płynnego zaczynu – obecność lekkich frakcji powoduje zmianę parametrów reologicznych zaczynu, wzrost filtracji czy zmianę wartości odstoju wody. Natomiast płaszcz cementowy powstały z zaczynu lekkiego może posiadać niższe wartości wytrzymałości na ściskanie czy wyższą porowatość. Należy zauważyć, że receptury zaczynów lekkich są najczęściej stosowane do uszczelniania kolumn rur okładzinowych posadowionych na niewielkich głębokościach. Dlatego też istotne jest również uzyskanie odpowiedniego czasu przejścia od punktu początku wiązania do punktu końca wiązania. Przyczynia się to do wyeliminowania możliwości tworzenia się dróg migracji gazu w wiążącym zaczynie cementowym. W związku z powyższym w niniejszej publikacji omówiony został wpływ wybranych domieszek obniżających gęstość na parametry technologiczne zaczynu cementowego. W artykule badaniom poddano 4 rodzaje wypełniaczy (mikrosferę glinokrzemianową dotychczas stosowaną, mikrosferę glinokrzemianową nowej generacji CSF K, mikrosferę szklaną oraz perlit filtracyjny E100F). Wstępne badania przeprowadzone zostały dla zaczynów bazowych składających się tylko z wody i cementu. Wypełniacze lekkie stosowano jako 5% domieszki do zaczynu. Na tym etapie badaniom poddano czas wiązania płynnego zaczynu oraz wpływ tych domieszek na uzyskane wartości parametrów mechanicznych. W kolejnym etapie przeprowadzono badania dla konkretnego zaczynu cementowego, który zawierał w swoim składzie inne środki, niezbędne do kontrolowania parametrów decydujących o efektywności uszczelniania otworu wiertniczego. W tych recepturach zastosowano 15% dodatku wytypowanych wypełniaczy lekkich i określono wpływ tych materiałów wypełniających na parametry świeżych i stwardniałych zaczynów cementowych.

EN

Lightweight slurries are most commonly used for sealing columns of casing pipes in conditions of reduced reservoir pressure or in low-density zones. Through appropriate reduction of the cement slurry density, the hydrostatic pressure can be lowered, which prevents the cement slurry from escaping into the weakly compacted zones. In addition, cement slurries with reduced density can be used when it is necessary to raise cement in annulus to a large height (deep boreholes). When developing a lightweight cement slurry formula, light additives and admixtures are commonly used as fillers. These measures make it possible to reduce the slurry density and thus to apply it in specific geological conditions. However, the use of such additives and admixtures has a significant impact on the technological parameters of both fresh and hardened cement stone. In the case of fresh cement slurry, the presence of light fractions changes the rheological parameters of the leaven, increases filtration, and changes the water loss value. On the other hand, the cement bond resulting from lightweight slurry may have lower compressive strength values or higher porosity. It should be noted that lightweight slurry formulas are most often used to seal columns of casing pipes installed at small depths. Therefore, it is also important to obtain a proper transition time from the initial setting time to the final setting time. The above contributes to eliminating the possibility of gas migration pathways in the set cement slurry. In connection with the above, the publication discusses the impact of selected density-reducing admixtures on selected technological parameters of cement slurry. In the article, 4 types of fillers were tested (aluminosilicate microsphere used so far, new generation aluminosilicate microsphere CSF K, glass microsphere and filter perlite E100F). Initial tests were carried out for base cement slurries consisting only of water and cement. Lightweight fillers were used as a 5% grout admixture. At this stage, the setting time of fresh cement slurry and the effect of these admixtures on the obtained values of mechanical parameters were tested. In the next stage, tests were carried out for specific cement slurry, which contained other means necessary to control the parameters determining the effectiveness of sealing the borehole. In these recipes, 15% of the addition of selected lightweight fillers was used and the effect of these filling materials on the parameters of fresh and hardened cement slurries was determined.

11

Structural-phase transformations in 0.34C–1CRr–1Ni–1Mo–Fe steel during plasma electrolytic hardening

Rakhadilov B. K., Kozhanova R. S., Popova N. A., Nugumanova A. B., Kassymov A. B.

Materials Science Poland

|

2020

|

Vol. 38, No. 4

699--706

EN

Structural-phase transformations in 0.34C–1Cr–1Ni–1Mo–Fe steel during plasma electrolytic hardening were investigated. Electrolytic-plasma hardening of steel samples was carried out by surface quenching with rapid concentrated heating of the surface by plasma action and subsequent rapid cooling by heat removal from the depth of the sample by electrolyte jet. Plasma electrolytic hardening was carried out in the cathode mode in an electrolyte made from an aqueous solution containing 20 % sodium carbonate and 10 % carbamide. To study the structural-phase states of the modified layer, we used the method of transmission diffraction electron microscopy on thin foils. The study of steel samples was carried out before and after the plasma electrolytic hardening. Initially, the steel was a mixture of pearlite and ferrite grains. Surface hardening of 0.34C–1Cr– 1Ni–1Mo–Fe ferrite-pearlite steel led to a change in the structural-phase state and the formation of a packet-lamellar martensite structure. It was found that PEH leads to distortion of the crystal lattice and the formation of long-range internal stresses, as well as to the release of small particles of cementite and carbide of M23C6 type, uniformly distributed throughout the volume of the material. Surface hardening led to the increase in all quantitative parameters of the fine structure (ρ, ρ±, χ, σL, σd).

12

Wpływ kruszyw lekkich - perlitu i granulatu styropianowego na właściwości zapraw budowlanych

Jakubowska Patrycja

Builder

|

2020

|

R.24, nr 12

30--35

PL

Wzrost świadomości społeczeństwa skłonił przedsiębiorców do poszukiwania materiałów zmniejszających zapotrzebowanie budynków na ciepło. Jednym z przykładów takich materiałów są zaprawy ciepłochronne, w których stosowane są składniki polepszające termiczną izolacyjność zapraw. Materiały termoizolacyjne mają coraz większe znaczenie w zakresie oszczędzania energii w budynkach. Ze względu na rozwój budownictwa energooszczędnego wzrasta zainteresowanie badaniami zapraw ciepłochronnych z kruszywami lekkimi, takimi jak perlit czy granulat styropianowy. W artykule przedstawiono wyniki badań i analiz dotyczących oceny wpływu zastosowania drobnoziarnistych kruszyw lekkich – perlitu oraz granulatu styropianowego – na właściwości zapraw budowlanych. Zbadano wpływ zastosowania kruszyw lekkich na wytrzymałość, a także przewodność cieplną zapraw. Wykorzystane w badaniach kruszywa cieszą się coraz większą popularnością w przemyśle budowlanym ze względu na swoje specyficzne właściwości. W Polsce dopiero od niedawana została zapoczątkowana "era" wyrobów na bazie tych wypełniaczy, w przeciwieństwie do rynku zagranicznego.

EN

The increase in public awareness prompted entrepreneurs to look for materials to reduce the heat demand of buildings. One example of such materials are heat-protective mortars, in which components improving the thermal insulation of mortars are used. Thermal insulation materials are increasingly important in terms of energy saving in buildings. Due to the development of energy-efficient construction, there is a growing interest in research on heat-protective mortars with lightweight aggregates such as perlite or polystyrene granulate. This article presents the results of research and analysis concerning the assessment of the influence of the application of fine lightweight aggregates of perlite and polystyrene granulate on the properties of building mortars. The influence of the application of lightweight aggregates on the strength and thermal conductivity of mortars was examined. Aggregates used in the research are more and more popular in the construction industry due to their specific properties. In Poland, only recently, an era of products based on these fillers has begun, as opposed to the foreign market.

13

The effect of natural pozzolans on properties of vibropressed interlocking concrete blocks in different curing conditions

Hunyak Oleksii, Sobol Khrystyna, Markiv Taras, Bidos Volodymyr

Production Engineering Archives

|

2019

|

Vol. 22

3--6

EN

Concrete block pavements have become an attractive engineering and economical alternative to both flexible and rigid pavements because of it’s high strength and durability. The influence of pozzolanic mineral additions – natural zeolite and expanded perlite powder on the properties of concrete interlocking blocks in different curing conditions has been studied. The use of zeolite as a substitute for cement in the production of concrete blocks increased the water demand but decreased the water absorption of the blocks. Obtained results show, that concrete blocks with 10% substitution of cement with zeolitic tuff is characterized by higher strength, lower mass loss and absence of efflorescence.

14

Calibration of bulk material model in Discrete Element Method on example of perlite D18-DN

Karwat Bolesław, Machnik Ryszard, Niedźwiedzki Jerzy, Nogaj Magdalena, Rubacha Piotr, Stańczyk Emil

Eksploatacja i Niezawodność

|

2019

|

Vol. 21, no. 2

351--357

EN

Analytical methods for calculations of the transport machinery are often insufficient especially when untypical granular materials are considered. Discrete Element Method (DEM) is a very useful numerical tool supporting designing and optimization of the transport equipment. However, to obtain reliable DEM simulation results an accurate set of input parameters values is needed. The most common calibration approach is to make use of a procedure where laboratory tests are performed and then the same experiments are numerically replicated in DEM. The article presents calibration of the DEM input parameters on the example of perlite D18-DN Based on the performed calibration, the model of perlite transport in a screw conveyor has been shown.

PL

Analityczne metody obliczeniowe parametrów konstrukcyjnych maszyn i urządzeń transportowych są często niewystarczające, zawłaszcza w przypadku transportu nietypowych materiałów sypkich. Pomocnym narzędziem numerycznym wspierającym proces projektowania i optymalizacji urządzeń do transportu materiałów sypkich jest Metoda Elementów Dyskretnych (DEM). Uzyskanie wiarygodnych wyników symulacji wymaga kalibracji parametrów wejściowych modelowanego materiału wykorzystując wyniki badań laboratoryjnych właściwości fizykochemicznych rzeczywistych materiałów. W artykule przedstawiono metodologię kalibracji modelu DEM na przykładzie perlitu D18-DN. W oparciu o przeprowadzoną kalibrację zaprezentowano możliwości zastosowania metody DEM do symulowania transportu materiału przenośnikiem ślimakowym.

15

Wpływ dyspersji perlitu w stali węglowej na procesy zmęczeniowe

Vakulenko I., Proydak S., Kawałek A., Vakulenko L.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2018

|

T. 29, nr 3

243--252

PL

W stali węglowej o strukturze perlitycznej charakterystyczny jest wpływ grubości płytek ferrytu w perlicie na rozwój procesów zmęczeniowych. Poza znaną zależnością wytrzymałości zmęczeniowej od dyspersji kolonii perlitycznych, stwierdzono także istnienie korelacji pomiędzy pojawieniem się zaburzeń w monotonicznym przebiegu krzywej zmęczeniowej. Z analizy przebiegów wykresów zmęczeniowych wynika, że jednocześnie ze spadkiem dyspersji perlitu występuje przesunięcie punktu pojawienia się odchyleń w obszarze granicznej wytrzymałości zmęczeniowej, a co za tym idzie, spadek amplitudy cyklu. Po przekształceniu zależności analitycznej, opisującej przebieg krzywej zmęczeniowej, otrzymano zależność współczynnika kątowego stycznej od jej położenia na określonym punkcie krzywej. Jeśli zwiększenie grubości płytek ferrytu w perlicie dla małej liczby cykli zmęczeniowych jest zależnością odwrotnie proporcjonalną, to dla dużej liczby cykli uzyskuje się określoną zależność z przeciwnym znakiem. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że wartość współczynnika kątowego stycznej może być wielkością charakterystyczną, co umożliwia wyznaczenie ograniczonej wytrzymałości zmęczeniowej w warunkach zróżnicowanego cyklicznego obciążania metalu.

EN

An example of carbon steel with perlite structure is the character of the effect of thickness ferrite layer of perlite on the development of fatigue processes. In addition to the known dependence of the strength of fatigue on the dispersion of the perlite colony, in addition, a correlation connection was found between the appearance of violations on the monotonous course of the curve. An analysis of the appearance of the curves of fatigue determined that, when the perlite dispersion decreases simultaneously with the shift of the moment of occurrence of the anomaly in the region of increasing the limited endurance during fatigue, there is a decrease in the throw of magnitude amplitude of the cycle. After converting the analytic dependence, which determines the course of the fatigue curve, we obtained the relation for the angular coefficient of the tangent at a definite point of the curve. If for area of the low cycle fatigue an increase in the thickness of the ferrite layer of perlite is accompanied by an inversely proportional relation, then for regions with high cyclic fatigue, an opposite sign-dependence is obtained. On the basis of the analysis of obtained results, it was determined that the magnitude of the angular coefficient of the tangent can be proposed as a characteristic, which allows to estimate the resource of limited endurance under conditions of different degrees of cyclic overload of the metal.

16

Effect of different substrates on yield and fruit quality of tomato grown in soilless culture

Kılıç P., Erdal I., Aktas H.

Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich

|

2018

|

nr II/1

249--261

EN

Purpose of this study was to examine plant growth, yield, and fruit quality responses of tomato cultivar "Delgado F1” grown in different soilless culture substrates, such as perlite, rock wool, and coconut fiber, under greenhouse conditions. Horizontal bag culture was used as a growing system. The yield, plant biomass, leaf, height, width, fruit taste, aroma, acidity, water-soluble solids content (TSS) and lycopene content were measured. According to the results, the best fruit quality was determined for the coconut fiber media, while the highest total yield was obtained for the perlite media.

17

Lightweight mortars with expanded perlite modified by admixtures

Nocuń-Wczelik W., Nowak M., Kapeluszna E.

Structure and Environment

|

2017

|

Vol. 9, no. 2

102--111

EN

The lightweight insulating cement mortars with expanded perlite reveal high porosity bound with the presence of this filler. However, their properties are lowered due to the absorption of water. The studies were performed with aim to improve the composition of cement – perlite mortars and their parameters, such as, density and the percentage of absorbed water by use of admixtures. The three series of mortars of similar consistency were produced with cement to perlite volume ratio of 1/3, 1/5 and 1/7 respectively. The water repellent and air entraining agents were used. The density and water absorption were measured and the observations of microstructure were carried out under SEM. The transport of water in the mortars was significantly slower and limited by use of admixtures. The proportions giving the lowered density at fairly low absorbability complying with the standard requirements have been pointed out. The advantageous effect of water repellent and air entraining agent has been proved.

PL

Lekkie zaprawy ciepłochronne sporządzone z udziałem perlitu ekspandowanego charakteryzują się podwyższoną porowatością, co skutkuje pogorszeniem niektórych właściwości użytkowych w obecności wilgoci. Praca stanowi podsumowanie badań mających na celu poprawę właściwości termoizolacyjnych tworzyw perlitowych poprzez wprowadzenie domieszek o działaniu hydrofobizującym i modyfikującym mikrostrukturę materiału. Sporządzono kilka serii zapraw cementowo-perlitowych o różnej zawartości perlitu. Przeprowadzono pomiary podciągania kapilarnego i standardową ocenę nasiąkliwości. Dokonano obserwacji pod elektronowym mikroskopem skaningowym, podczas których potwierdzono zwartą mikrostrukturę warstwy na granicy rozdziału: wypełniacz perlitowy – matryca cementowa. Ustalono proporcje cement/perlit/domieszka, zapewniające istotne zmniejszenie nasiąkliwości. Wskazano też na korzyści wynikające z zastosowania domieszki hydrofobizującej i napowietrzającej.

18

Właściwości betonu lekkiego na bazie wermikulitu

Ciak N., Ciak M., Łuba-Dunajska J.

Materiały Budowlane

|

2017

|

nr 10

41--43

PL

W artykule przedstawiono charakterystykę wermikulitu i mączki perlitowej oraz lekkich betonów wytwarzanych z zastosowaniem tych lekkich kruszyw. Podczas badań mieszankę betonową modyfikowano przez dodanie superplastyfikatora (ze zmianą w/c w celu zachowania konsystencji) i włókien polipropylenowych. Przedstawiono wpływ włókien i superplastyfikatora na wybrane właściwości betonu lekkiego (wytrzymałość, gęstość, nasiąkliwość itd.). Wykazano, że zastosowane domieszki i dodatek włókien mają istotny wpływ na właściwości mechaniczne betonu. Zmiana składu mieszanek nie zwiększyła odporności na oddziaływanie wysokiej temperatury.

EN

The article presents the characteristics of vermiculite and perlite powder as well as the use of lightweight concrete produced with these lightweight aggregates. In the research, the concrete mix was modified by adding a superplasticizer (with a w/c change to maintain a consistency) and polypropylene fibers. The results of studies on the effect of fibres and superplasticizer addition on selected lightweight concrete properties (strength, density, absorbability, etc.) were presented. The applied dopants and fiber additions have a significant effect on the mechanical properties on concrete. Changing the composition of blends did not increase the resistance to high temperatures.

19

Application of isothermal heat treatment for perlite rail-steel

Dopierała K., Ćwiek J., Labisz K., Konieczny R.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 2

82--87

EN

Rail steel production consists of proper combination of alloying elements and heat treatment, where a wide range of grades can be produced, differing in terms of hardness and the corresponding resistance to wear. A railway’s choice of rail grade is made in terms of traffic and track conditions and excellent service life can be achieved, particularly if modern rail head lubrication and grinding practices are used. This investigations deal with changing the standard heat treatment, based on classic perlitic steel to save energy during the production. For this reason the investigated R350HT steel was subjected to isothermal heat treatment, consisting of hardening to obtain bainitic microstructure. The steel was then annealed, after this step a further cooling took place with furnace then final cooling have been made in air. The microstructure of the steel was examined in the light metallographic microscope Zeiss and scanning electron microscope. In addition, on samples cross-section Vicker's microhardness examination was performed as well as friction wear test was carried out with the use of a tribometer. Also Charpy impact toughness test was performed at room temperature for evaluation of the obtained mechanical properties. On the basis of the carried out analysis of the light microscope structure investigations, it was found, that the microstructure of the R350B steel was formed of relative large irregular grains. The obtained results of the mechanical properties investigations reveals only a low increase of the hardness, wear resistance of the 350B steel compared to the classical 350HT steel. The obtained results have not confirmed the occurrence of the bainitic structure in the 350B steel, however the present ferritic structure reveals some advantage related mainly to lower energy consumption during heat treatment with a hardness and wear resistance values nearly on the same level as in case of the 350HT steel.

PL

Stawiane obecnie wymagania dotyczący szyn kolejowych są coraz bardziej restrykcyjne i obejmują coraz więcej wcześniej nie uwzględnianych parametrów. Wraz ze zwiększającymi się wymaganiami idzie potrzeba usprawniania procesu technologicznego obejmującego szereg etapów, takich jak: ciągłe odlewanie stali, walcowanie, obróbka cieplna i prostowanie. Konieczne jest opracowywanie nowych gatunków stali o lepszych właściwościach, w szczególności odporności na wady kontaktowo zmęczeniowe. Największe możliwości sterowania właściwościami stali stosowanych na szyny daje modyfikacja mikrostruktury z perlitycznej na bainityczną. Celem podjętej pracy było uzyskanie w stali szynowej o składzie chemicznym odpowiadającym gatunkowi R350HT struktury bainitu, a następnie porównanie twardości i odporności na ścieranie oraz struktury stali zahartowanej ze stalą w stanie przed obróbką izotermiczną (struktura perlityczna). W skład badanego materiału wykorzystanego do produkcji stali szynowej wchodziły odpowiednio dobrane dodatki stopowe oraz została zastosowana określona obróbka cieplna. Istnieje wiele gatunków stali szynowych różniących się twardością i odpornością na zużycie ścierne. Dobór stali odbywa się pod kątem warunków eksploatacyjnych torów, a odpowiednią trwałość można osiągnąć, zapewniając otrzymanie wymaganej mikrostruktury, odpowiednie smarowanie oraz wyszlifowanie powierzchni. Badania dotyczyły w szczególności modyfikacji standardowej obróbki cieplnej stosowanej dla klasycznej stali bainitycznej w celu zmniejszenia energochłonności procesu produkcyjnego.

20

Prediction of adsorption efficiencies of Ni (II) in aqueous solutions with perlite via artificial neural networks

Turp S. M.

Archives of Environmental Protection

|

2017

|

Vol. 43, no. 4

26--32

EN

This study investigates the estimated adsorption efficiency of artificial Nickel (II) ions with perlite in an aqueous solution using artificial neural networks, based on 140 experimental data sets. Prediction using artificial neural networks is performed by enhancing the adsorption efficiency with the use of Nickel (II) ions, with the initial concentrations ranging from 0.1 mg/L to 10 mg/L, the adsorbent dosage ranging from 0.1 mg to 2 mg, and the varying time of effect ranging from 5 to 30 mins. This study presents an artificial neural network that predicts the adsorption efficiency of Nickel (II) ions with perlite. The best algorithm is determined as a quasi-Newton back-propagation algorithm. The performance of the artificial neural network is determined by coefficient determination (R2), and its architecture is 3-12-1. The prediction shows that there is an outstanding relationship between the experimental data and the predicted values.