Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Właściwości celulozy jako materiału termoizolacyjnego w przegrodach budowlanych

Pietruszka Barbara, Gołębiewski Michał, Oleksiienko Olena

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 6

22--25

PL

Przy opracowywaniu nowych materiałów o lepszych parametrach termoizolacyjnych, stosowanych do poprawy efektywności energetycznej budynków ważna jest także niewielka energochłonność procesów produkcji. W tym kontekście zasadne jest badanie możliwości wykorzystania surowców z recyklingu. W artykule przedstawiono wyniki badań przewodności cieplnej celulozy w zależności od zawilgocenia, w dużym zakresie deklarowanej gęstości. Przewodność cieplna celulozy w stanie suchym jest prawie stała (średnia wartość λ = 0,041W/(m·K)) i nie zależy od gęstości objętościowej. Zawilgocenie materiału przy 50% i 80% RH wykazuje wzrost przewodności cieplnej w zależności od gęstości. Otrzymane wyniki potwierdzają potencjał celulozy jako materiału termoizolacyjnego przegród budowlanych.

EN

When developing new materials with better thermal insulation parameters to improve the energy efficiency of buildings, low energy consumption of production processes is also important. In this context, it is justified to investigate the possibilities of use of recycled resources. This paper presents the results of testing the thermal conductivity of cellulose depending on moisture content, in a large range of declared densities. The thermal conductivity of cellulose in the dry state is almost constant (on average λ = 0.041 W/(m·K)) and does not depend on the apparent density. The rise of the moisture content of the material at 50% and 80% RH shows an increase in thermal conductivity, depending on the density. The obtained results confirm the potential of cellulose as a thermal insulation material in building partitions.

2

Możliwości wykorzystania popiołów paleniskowych ze spalania osadów ściekowych w betonach cementowych

Głowacka Anna, Kiper Justyna, Horszczaruk Elżbieta, Strzałkowski Jarosław

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 8

11--14

PL

Poszukiwanie alternatywnych materiałów mogących zastąpić podstawowe składniki betonu to jeden z najważniejszych kierunków badań naukowych ostatnich lat. W artykule przedstawiono wyniki badań zastosowania w betonie popiołów paleniskowych powstających w wyniku obróbki termicznej osadów ściekowych w jednej z polskich spalarni. Opisano zmiany właściwości mechanicznych i termicznych betonów cementowych, w których cement został zastąpiony popiołem paleniskowym w ilości: 0, 10, 20 i 30% objętości cementu. Przeprowadzone badania wykazały możliwość stosowania popiołów paleniskowych ze spalania osadów ściekowych w betonach konstrukcyjnych.

EN

The search for alternative materials that can replace the basic components of concrete is one of the most important directions of scientific research in recent years. The article presents the results of research on the use of bottom ash generated as a result of thermal treatment of sewage sludge in concrete in one of the Polish incinerators. Changes in the mechanical and thermal properties of cement concretes were described in which the cement was replaced with bottom ash in the following amounts: 0, 10, 20 and 30% of the cement volume. The tests carried out showed the possibility of using bottom ash from the combustion of sewage sludge in structural concrete.

3

The influence of measurement conditions on the determined values of thermal parameters of different types of concrete

Garbalińska Halina, Matys Małgorzata

Archives of Civil Engineering

|

2024

|

Vol. 70, nr 2

493--511

EN

In recent years, great emphasis has been placed on the introduction of energy-saving solutions to the construction sector. Building envelopes made of concrete with a specially selected composition give great opportunities in this regard. As part of a wide-ranging experiment, the authors undertook to diagnose how much thermal conductivity, volumetric specific heat and thermal diffusivity can be improved with an aerating admixture and different types of aggregates. Three groups of composites were tested: B1 – on stone aggregate, B2 – on expanded clay aggregate, B3 – on sintered fly ash aggregate. Each of the groups was divided into 4 formulations made without an aerating admixture and with its increasingly higher content of 0.8, 1.1, 1.4% in relation to the weight of cement. The thermal parameters were measured on the top (T) and bottom (B) surfaces of 36 rectangular samples (3 samples from each of the 12 mixtures) with the ISOMET 2104 apparatus. Diagnostic tests concerning the influence of measurement conditions were carried out on dry and water-saturated samples. It has been proven that for each composite and in both conditions, the values of thermal parameters determined on the lower surfaces will not correctly describe the properties of the real structure present in the main volume of the element. Only measurements carried out on surfaces with a structure corresponding to the interior of the element provide adequate data that can be used in decision-making processes and in numerical simulations to assess the real thermal qualities of building envelopes.

PL

W ostatnich latach kładzie się duży nacisk na wprowadzenie energooszczędnych rozwiązań do sektora budownictwa. Duże możliwości w tym względzie dają przegrody budowlane wykonane z betonów o specjalnie dobranym składzie. Autorki w ramach szeroko zakrojonego eksperymentu podjęły się zdiagnozowania, na ile można poprawić przewodność cieplną λ, objętościowe ciepło właściwe CV oraz dyfuzyjność termiczną za pomocą domieszki napowietrzającej oraz różnego rodzaju kruszyw. Badaniom poddano trzy grupy kompozytów: B1 – na kruszywie kamiennym, B2 – na kruszywie keramzytowym, B3 – na kruszywie popiołoporytowym. Równocześnie każda z grup została podzielona na 4 receptury wykonane bez domieszki napowietrzającej oraz z coraz to wyższą jej zawartością wynoszącą 0.8, 1.1, 1.4% w stosunku do masy cementu. Badania parametrów cieplnych zrealizowano techniką niestacjonarną wykorzystując aparat ISOMET 2104. Pomiary przeprowadzono na górnych i dolnych powierzchniach 36 próbek prostopadłościennych (po 3 próbki z każdej z 12 mieszanek), wykonując je na każdej z powierzchni dwukrotnie. Górne powierzchnie reprezentowały faktyczną strukturę występującą we wnętrzu każdego z badanych kompozytów. Dolne powierzchnie ukształtowane na styku z dnem formy odznaczały się na tyle zmienioną strukturą, że w bardzo istotny sposób zmieniały wartości sczytywanych na nich parametrów. Badania diagnostyczne, dotyczące wpływu warunków pomiarowych, przeprowadzono na próbkach suchych i nasyconych wodą. Udowodniono, że w przypadku każdego kompozytu i w każdych warunkach wilgotnościowych, wyznaczone na dolnych powierzchniach wartości parametrów cieplnych nie będą prawidłowo opisywać właściwości realnej struktury występującej w zasadniczej objętości tego elementu.

4

The impact of particle size in fluidized bed on heat transfer behavior: a review

Darweesh Ahmed Hammood, Weis Musa Mustafa

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2024

|

Vol. 41, nr 1

39-46

EN

This review paper explores the significance of fluidized bed heat exchangers in various industrial applications. By delving into the operation of fluidized beds as multiphase flow systems, the aim is to enhance their capabilities and efficiency. Key parameters such as minimum fluidization velocity and local gas holdup are crucial for characterizing the hydrodynamic behavior of materials within fluidized beds. Fluidization, achieved by passing atmospheric air through particulate solids, imparts fluid-like properties to the bed. Fluidized beds serve as reactors where this phenomenon takes place, offering several advantages in industrial processes, including high rates of heat and mass transfer, low pressure drops, and uniform temperature distribution. In future work, a focus on understanding and optimizing the fluidization process will contribute to further advancements in the performance of fluidized bed heat exchangers.

PL

W artykule przedstawiono przegląd literatury dotyczący znaczenia wymienników ciepła ze złożem fluidalnym w różnych zastosowaniach przemysłowych. Zwiększenie możliwości i wydajności złóż fluidalnych jest celem badań tych wielofazowych systemów przepływowych. Kluczowe parametry, takie jak minimalna prędkość fluidyzacji i lokalne zatrzymywanie gazu, mają kluczowe znaczenie dla scharakteryzowania zachowania hydro-dynamicznego materiałów w złożach fluidalnych. Fluidyzacja, osiągnięta poprzez przepuszczanie powietrza atmosferycznego przez cząstki stałe, nadaje złożu właściwości zbliżone do płynu. Złoża fluidalne służą jako reaktory, w których zachodzi zjawisko fluidyzacji, oferując szereg korzyści w procesach przemysłowych, w tym wysokie szybkości wymiany ciepła i masy, niskie spadki ciśnienia i równomierny rozkład temperatury. W przyszłych pracach skupienie się na zrozumieniu i optymalizacji procesu fluidyzacji przyczyni się do dalszego postępu w wydajności wymienników ciepła ze złożem fluidalnym.

5

Paper-sawdust composites: fabrication and comparison in terms of heat transfer and strength properties

Robert Ubong Williams, Ekong Sylvester Andrew, Akpan Samuel Sunday, Etuk Sunday Edet, Inyang Namdie Joseph, Agbasi Okechukwu Ebuka

Structure and Environment

|

2023

|

Vol. 15, no. 1

38--49

EN

This study was designed to examine the feasibility of recycling cassava effluent, sawdust, and unused paper products to enhance their utilization for beneficial purpose. Waste newspaper paste (WNP), Waste writing-paper paste (WWP), and Waste carton paper paste (WCP) were prepared and then used separately to similarly fabricate composite panels with Sawdust particle (SDP) proportioned at 0%, 25%, 50%, 75%, and 100% by weight. The binder used was cassava starch slurry prepared from the effluent. Bulk density, water absorption, thermal conductivity, specific heat capacity, thermal diffusivity, nailability, and flexural strength were determined for the developed samples. From the results obtained, the samples were found to be light-weight and their thermal insulation performance improved with increasing proportions of the SDP. Though samples containing the WCP exhibited the best satisfactory performance, it was found that all the studied samples could perform more effectively and efficiently as ceilings compared to some of those reported in the literature. From scientific-economic viewpoint, valorizing the above-mentioned wastes as described in this paper could help to protect the environment and also yield value-added insulation ceilings for enhancement of sustainable building construction especially in tropical areas.

PL

Celem pracy było określenie możliwości recyklingu ścieków z manioku, trocin i odpadowych materiałów papierniczych w celu ich szerszego wykorzystania. Nitki z makulatury gazetowej (WNP), nitki z makulatury z papieru do pisania (WWP) i nitki z makulatury z kartonu (WCP) zostały przygotowane, a następnie użyte osobno do wytworzenia paneli kompozytowych z dodatkiem trocin (SDP) przy udziale masowym 0%, 25%, 50 %, 75% i 100%. Zastosowanym spoiwem była przygotowana z odcieku zawiesina skrobi z manioku. Dla przygotowanych próbek określono gęstość nasypową, nasiąkliwość, przewodność cieplną, ciepło właściwe, dyfuzyjność cieplną, zdolność do wbijania gwoździ i wytrzymałość na zginanie. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że próbki miały małą gęstość objętościową, a ich właściwości termoizolacyjne poprawiały się wraz ze wzrostem udziału trocin (SDP). Chociaż próbki zawierające WCP wykazywały najlepsze właściwości, stwierdzono, że z wszystkich badanych próbek można wytworzyć sufity o lepszych właściwościach w porównaniu z podobnymi opisanymi w literaturze. Z naukowo-ekonomicznego punktu widzenia zastosowanie wyżej wymienionych odpadów, jak opisano w tym artykule, może pomóc w ochronie środowiska, a także w uzyskaniu bardziej ciepłochronnych stropów, a co za tym idzie przyczyni się do rozwoju bardziej zrównoważonego budownictwa, zwłaszcza w obszarach tropikalnych.

6

Własności termofizyczne wybranych stali lufowych

Koniorczyk Piotr, Zieliński Mateusz

Problemy Techniki Uzbrojenia

|

2023

|

R, 52, z. 164

19--41

PL

Artykuł poświęcono badaniom własności termofizycznych, tzn. dyfuzyjności cieplnej, przewodności cieplnej, rozszerzalności cieplnej oraz ciepła właściwego wybranych stali lufowych. W typowych stalach lufowych, np. 30HN2MFA występuje przemiana strukturalna w temp. około 730℃, w której zachodzi skurcz materiału. Sposobem na podwyższenie trwałości luf jest zmiana rodzaju stali na taki, w którym ta przemiana nie zachodzi lub ma miejsce, ale w wyższych temperaturach. W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych wszystkich wymienionych powyżej własności termofizycznych pięciu wybranych stali lufowych, tzn. 38HMJ, 30HN2MFA, DUPLEX 2205, WCL oraz MARAGING 350. Pomiary wykonano w zakresie temperatury od pokojowej do około 1100℃. W ten sposób utworzono bazę danych własności termofizycznych tych stali jako dane wejściowe do wykonania obliczeń wymiany ciepła w lufach broni strzeleckiej i armat.

EN

This paper is devoted to the study of thermophysical properties, i.e. thermal diffusivity, thermal conductivity, thermal expansion and specific heat of selected barrel steels.In typical barrel steels, e.g.30HN2MFA, a structural trans-formation occurs at about 730℃, at which material shrinkage occurs. The way to increase the durability of the barrels is to change the steel grade to one in which this transformation does not occur or does occur, but at higher temperatures. The paper presents the results of experimental studies of all the above-mentioned thermophysical properties of five selected barrel steels, i.e. 38HMJ, 30HN2MFA, DUPLEX 2205, WCL and MARAGING 350. Measurements were made in the range from room temperature to about 1100°C. In this way, a data-base of thermophysical properties of these steels was created as input data for the calculation of heat transfer in the barrels of small arms and cannons.

7

Szacowanie wartości współczynnika przewodności cieplnej skał dolomitu głównego na podstawie składu mineralnego i porowatości

Przelaskowska Anna, Kubik Benedyk

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 1

3--10

PL

Jednym z niezbędnych parametrów do określenia warunków termicznych zbiornika geotermalnego jest współczynnik przewodności cieplnej skał. Przewodność cieplna zależy od innych własności skał, takich jak skład mineralny i porowatość. Do obliczenia wartości tego parametru można więc stosować modele matematyczne uwzględniające zarówno zawartość objętościową i przewodność cieplną poszczególnych minerałów i roztworów porowych, jak i strukturę skały. W pracy wykorzystano różnego rodzaju modele, od najprostszych, warstwowych, po bardziej skomplikowane modele inkluzji niesferycznych. Obliczone wartości zweryfikowano na podstawie pomiarów laboratoryjnych przewodności cieplnej. Badania wykonano na próbkach dolomitu charakteryzujących się mało zróżnicowanym składem mineralnym, a jednocześnie dużą zmiennością porowatości (od 3% do 27%). Parametr porowatości ma widoczny wpływ na dopasowanie poszczególnych modeli matematycznych. Najlepszą zbieżność wartości pomierzonych i wyliczonych uzyskano w przypadku próbek o wysokiej porowatości (powyżej 25%) za pomocą modelu średniej arytmetycznej. W przypadku próbek o niższej porowatości najlepsze dopasowanie otrzymano przy wykorzystaniu modelu średniej harmonicznej, modelu inkluzji sferycznych (przypadek skały składającej się ze sferycznych ziaren rozproszonych w roztworze porowym) oraz modeli inkluzji niesferycznych (przypadek porów w formie szczelin o kształcie dysków). Wszystkie modele dobrze odzwierciedlają trendy zmienności otrzymane dla wartości pomierzonych. Uzyskane korelacje charakteryzują się wysokimi współczynnikami determinacji R2, przekraczającymi 0,86. Wysoka jakość korelacji pozwoliła na wprowadzenie poprawki umożliwiającej przybliżenie wartości wymodelowanych do rzeczywistych. Otrzymane wyniki pozwoliły na dobór optymalnych modeli umożliwiających ocenę wartości przewodności cieplnej dolomitów na podstawie składu mineralnego. W przypadku skał o bardzo wysokiej, przekraczającej 25%, porowatości najlepiej dopasowuje się model średniej arytmetycznej. W przypadku pozostałych próbek najlepszą zgodność wartości wyliczonych i pomierzonych uzyskano po zastosowaniu poprawki; wyniki są bardzo zbliżone dla wszystkich zastosowanych modeli.

EN

Thermal conductivity is one of the parameters essential to determine thermal conditions of a geothermal reservoir. The value of this parameter depends on other rock properties, such as mineral composition and porosity. Therefore, mathematical models that take into account both the volumetric content and thermal conductivity of individual minerals and pore solutions as well as the rock structure, can be used to calculate the value of thermal conductivity. In this study, different types of mathematical models were used, from the simplest layer models to more complex non-spherical inclusion models. The calculated values were verified by laboratory measurements of thermal conductivity. The tests were carried out on dolomite samples characterized by similar mineral composition and varied porosity (from 3 to 27%). The porosity parameter has an apparent influence on particular mathematical models. The best fitting of measured and calculated values was obtained for samples with high porosity (above 25%), with the use of the arithmetic mean model. For samples with lower porosity, the best fit was obtained for harmonic mean, spherical inclusions (the case of a rock consisting of spherical grains dispersed in a pore solution), and non-spherical inclusions (the case of pores in the form of disc-shaped fractures) models. All models reflect well the variation trends obtained for the measured values. The correlations obtained are characterized by high determination coefficients R2, exceeding 0.86. Based on high quality correlations, a correction allowing to approximate the modelled values to the laboratory measured ones was introduced. The results made it possible to select optimum models for estimating the value of thermal conductivity of dolomites based on their mineral composition. For rocks of very high porosity, exceeding 25%, the arithmetic mean model fitted best. For the other samples, the best fit was obtained after applying a correction; the results are very similar for all models used.

8

Badania laboratoryjne nad zwiększeniem przewodności cieplnej płuczek wiertniczych przeznaczonych do wierceń geotermalnych

Błaż Sławomir, Zima Grzegorz, Jasiński Bartłomiej

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 5

338--348

PL

Jednym z potencjalnych kierunków rozwoju energetyki w Polsce jest wykorzystanie dla celów geotermalnych jako źródła energii głęboko zlokalizowanych wód o wysokich temperaturach. Udostępnianie złóż geotermalnych wiąże się z wysokimi wymogami stawianymi stosowanym płuczkom wiertniczym. Wysoka temperatura i ciśnienie panujące na dnie otworu wiertniczego są główną przyczyną zmiany parametrów reologicznych, ekwiwalentnej gęstości cyrkulacyjnej i objętości płuczki wiertniczej. Dlatego niezmiernie istotne jest, aby płuczka wiertnicza miała odpowiednią charakterystykę przewodnictwa cieplnego. Szczególnie ważne jest to w przypadkach wiercenia otworów, gdzie występująca różnica między ciśnieniem porowym a ciśnieniem szczelinowania jest niewielka. Właściwości termofizyczne, takie jak przewodność cieplna i ciepło właściwe płuczki wiertniczej, wpływają na wymianę ciepła i odgrywają zasadniczą rolę w profilu temperaturowym cieczy wiertniczych cyrkulujących w otworze. Przewodność cieplna i właściwa pojemność cieplna są zależne od składu płuczki wiertniczej, gęstości, właściwości reologiczno-strukturalnych i zawartości fazy stałej. W artykule przedstawiono badania przewodności cieplnej wodnodyspersyjnych płuczek wiertniczych przeznaczonych do wierceń geotermalnych. Określono wpływ podstawowych składników płuczki oraz środków do regulowania jej parametrów na właściwości termofizyczne. Zaprezentowane zostały wyniki badań z zakresu prac eksperymentalnych zmierzających do wyboru i zastosowania środków chemicznych poprawiających przewodność cieplną płuczek wiertniczych. Na podstawie analizy otrzymanych wyników z badań laboratoryjnych opracowano skład płuczki wiertniczej do wiercenia otworów geotermalnych charakteryzującej się zwiększonymi wartościami przewodności cieplnej przy zachowaniu wysokiej odporności na działanie wysokiej temperatury i ciśnienia.

EN

One of the potential directions of energy development in Poland is the use of deep waters with high temperatures as a source of energy for geothermal purposes. Accessing geothermal deposits is associated with exacting requirements in terms of the drilling muds used. The high temperature and pressure at the bottom of the borehole are the main cause of changes in rheological parameters, equivalent circulation density and drilling mud volume. Therefore, it is of the utmost importance that the drilling mud has adequate thermal conductivity characteristics. This is especially important in cases of drilling holes where the difference between the pore pressure and the fracture pressure is small. Thermophysical properties such as the thermal conductivity and heat capacity of the drilling mud affect heat transfer and play an essential role in the temperature profile of the drilling fluids circulating in the hole. Thermal conductivity and proper heat capacity depend on the drilling mud composition, density, rheological and structural parameters and solid phase content. The article presents the study of thermal conductivity of water based drilling muds intended for geothermal drilling. The influence of basic mud components and agents regulating its parameters on thermophysical properties was determined. The results of experimental research designed to select and apply chemicals to improve the thermal conductivity of drilling muds are presented. Based on the analysis of the results obtained from laboratory tests, a composition for drilling mud for drilling geothermal boreholes was created with enhanced thermal conductivity while maintaining strong resistance to high temperature and pressure.

9

Effects of variable fluid properties and mixed convection on biomagnetic fluid flow and heat transfer over a stretching sheet in the presence of magnetic dipole

Murtaza M. G., Alam Jahangir, Tzirtzilakis E. E., Shamshuddin Md., Ferdows M.

Journal of Power Technologies

|

2023

|

Vol. 103, nr 4

193--208

EN

This investigations covers the numerical analysis of a steady biomagnetic fluid flow (BFD) that passed through a two dimensional stretching sheet under the influence of magnetic dipole. The effect of fluid variable viscosity and thermal conductivity are also taken into consideration as assumed to vary as linear function of temperature. Our model mathematically formulated for BFD namely blood which consist of principles of magnetohydrodynamic (MHD) and ferrohydrodynamic (FHD), where blood treated as an electrically conducting fluid as well as polarization. Using similarity transformations, the governing system of partial differential equations are transferred into system of ordinary differential equations (ODE). The resulting coupled non linear ODE is numerically solved by employing bvp4c function technique available in MATLAB software. The effects of pertinent parameters namely ferromagnetic interaction parameter, magnetic field parameter, mixed convection parameter, viscosity variation parameter, Prandtl number, thermal conductivity parameter etc are plotted and discussed adequately for velocity and temperature profile as well as skin friction coefficient and rate of heat transfer. The results revels that velocity profile decreases as enhanced values of ferromagnetic number whereas temperature profile increased. Also found that skin friction coefficient reduces and rate of heat transfer increases by increasing values of thermal conductivity parameter and viscosity variation parameter. For numerical validation a comparisons has been made for some specific values with previous investigators. We hope that the present analysis will present in bio-medical and bio-engineering sciences.

10

Modeling and computer heat analysis of the proposed sample for testing hardenability of steel as a simplification of Grossman methods

Gierz Łukasz, Łykowski Wiktor, Fryczyński Ksawery

Journal of KONBiN

|

2023

|

Vol. 53, iss. 2

17--31

EN

The article presents a calculation model of the proposed sample to test the hardenability of steel to replace a series of samples - one. Previous studies have not included this type of sample shape. The FEM simulation of the sample was also compared with that of a cylindrical cross-sectional sample. The calculations made it possible to verify the initial assumption and provided new opportunities to develop a simplification of real steel hardenability tests of steel. Test results may also allow for the simplification of the designed structure. The work also includes perspectives on the development of the method.

PL

W artykule przedstawiono model obliczeniowy proponowanej próbki do badań hartowności stali celem zastąpienia serii próbek - jedną. Dotychczasowe badania nie obejmowały tego typu kształtu próbki. Symulacja MES próbki została także porównana z próbką cylindryczną na przekroju poprzecznym. Obliczenia pozwoliły na weryfikację przyjętego założenia początkowego i dostarczyły nowych możliwości opracowania uproszczenia badań rzeczywistych hartowności stali. Wyniki badań mogą pozwolić również na uproszczenie projektowanej konstrukcji. Praca zawiera także perspektywy rozwoju metody.

11

Studying the influence of waste glass and montmorillonite powders on the thermal conductivity and hardness of poly(methyl methacrylate) polymer matrix

Almansoori A., Ghadban R. A., Ali M. H., Sabri M. M.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2023

|

Vol. 118, nr 2

49--56

EN

Purpose: The present study aims to evaluate the effect of montmorillonite nanoclay (MMT) and waste glass powder (WGP) on the hardness and thermal conductivity of PMMA polymer composites. Thus, this study concentrates on the potential use of MMT and WGP as reinforcements, in different concentrations, in PMMA polymer matrix, with the expectation of improving the performance of PMMA polymer composites in various applications. Design/methodology/approach: There is a growing demand for PMMA with increased mechanical properties and thermal stability for applications where inorganic glass would fail. Montmorillonite (MMT) clay and Waste Glass Powder (WGP) have physical and chemical properties compatible with PMMA. Therefore, they could potentially enhance PMMA’s hardness and thermal conductivity. Silicon dioxide in glass silica and MMT and octahedral aluminium hydroxide sheet in MMT can strengthen both covalent and hydrogen bonding architecture in PMMA composite for better mechanical strength and thermal conductivity. Thus, PMMA composites were designed by combining MMT powder and WGP powder in different ratios before being incorporated into the PMMA polymer matrix and tested for hardness and thermal conductivity. Findings: The present study measured Brinell Hardness (HB) and electrical conductivity values of four PMMA composites containing different proportions of MMT and WGP. MMT/WGP filler mix had optimal hardiness (HB number = 74) when glass content was 1% (3MMT1G) or better still (HB number = 63) when an equal mix ratio was used (1MMT1G). PMMA composite with 3MMT1G also had the highest thermal conductivity (0.01899W/m.K-1). However, the higher the glass content, the lower the thermal conductivity of the PMMA composite. Thus, the present study has demonstrated that 3MMT1G filler was the best for enhancing the thermal and mechanical properties of PMMA composite. Research limitations/implications: The results of this study demonstrate the potential of this new composite material for a variety of applications. Further research is needed to explore the full potential of this material and to develop new and improved versions. Practical implications: Reusing waste glass as filler materials in composites requires minimal processing and therefore has lower environmental impacts than synthetic options. Originality/value: Experimental data from the present study has provided new insights into Glass/MMT mix design in PMMA composites. The PMMA composite containing 3MMT1G exhibited the best hardness and thermal conductivity characteristics. Thus, the present study has successfully optimised Glass/MMT mix design for PMMA composite for applications requiring these features.

12

Wpływ dodatku napowietrzającego na przewodność cieplną zapraw geopolimerowych

Kępniak Maja, Prochoń Piotr, Piątkiewicz Wojciech

Cement Wapno Beton

|

2023

|

R. 28, nr 3

186--193

PL

Artykuł dotyczy badań nad zrównoważonymi materiałami budowlanymi - zaprawami aktywowanymi alkaliami o dużej odporności termicznej. Badania przeprowadzono z wykorzystaniem bezcementowego spoiwa z popiołów lotnych ze spalania węgla, metakaolinitu i zeolitu, aktywowanego alkalicznie [geopolimeru] z zastosowaniem piasku i pyłu perlitowego oraz mikrosfer jako dodatków potencjalnie zwiększających izolacyjność termiczną kompozytów. Celem badań była weryfikacja wpływu tych modyfikatorów na współczynnik przewodności cieplnej, wytrzymałość na ściskanie i mikrostrukturę zapraw bezcementowych. Wyniki pokazały, że najbardziej skutecznym dodatkiem okazał się piasek perlitowy w ilości 30%. Pozostałe badane wypełniacze lekkie nie zmieniły w znaczny sposób przewodności cieplnej badanych zapraw.

EN

The article deals with research on sustainable building materials - alkali-activated mortars with high temperature resistance. A cement-free alkali-activated binder [geopolymer] based on alkali-activated fly ash from coal combustion using perlite, perlite dust and cenospheres as filler. The object of the analysis was to study the effect of fillers on the coefficient of thermal conductivity, compressive strength and microstructure of the cementless mortars. The results showed that the most effective addition was perlite sand in the amount of 30%. The other tested lightweight fillers did not significantly change the thermal conductivity of the tested mortars.

13

Review of selected aspects of shaping of physical, mechanical and thermal properties and manufacturing technology of lightweight and ultra-lightweight autoclaved aerated concrete

Yakymechko Yaroslav, Jaskulski Roman, Banach Maciej, Perłowski Piotr

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 1

385--402

EN

The paper provides an overview of selected scientific articles presenting research carried out in recent years on methods for producing autoclaved aerated concrete. Traditional technologies are briefly presented, together with innovative solutions for the production of low-density and ultra-lowdensity materials. In addition to the presentation of the manufacturing methods themselves, the results of research into the properties of the autoclaved aerated concrete obtained and their dependence on the technology used are also presented. A subjective selection and review of articles covering research into the thermal conductivity of concrete, the technological factors influencing them and the ways in which they can be shaped was also carried out. A significant number of the cited articles do not function in the world scientific circulation due to the language barrier (they are mainly in Ukrainian). In the meantime, they contain interesting research results which can inspire further research into the issues discussed concerning the production technology and the thermal and strength properties of autoclaved aerated concrete, with particular emphasis on lightweight and ultra-lightweight concrete.

PL

W artykule dokonano przeglądu wybranych artykułów naukowych prezentujących prowadzone w ostatnich latach badania nad metodami wytwarzania betonu komórkowego. Przedstawiono skrótowo tradycyjne technologie oraz innowacyjne rozwiązania pozwalające uzyskać materiał o niskiej i bardzo niskiej gęstości. Poza prezentacją samych metod wytwarzania materiału przedstawiono także wyniki badań właściwości uzyskiwanego betonu komórkowego i ich zależność od zastosowanej technologii. Dokonano również subiektywnego wyboru i przeglądu artykułów obejmujących badania właściwości cieplnych betonu, czynników technologicznych mających na nie wpływ oraz sposobów ich kształtowania. Znaczna liczba cytowanych artykułów nie funkcjonuje w światowym obiegu naukowym ze względu na barierę językową (są one głównie w języku ukraińskim). Tymczasem zawierają one interesujące wyniki badań, które mogą być inspiracją do dalszych badań nad omawianymi zagadnieniami dotyczącymi technologii produkcji oraz właściwości cieplnych i wytrzymałościowych betonu komórkowego ze szczególnym uwzględnieniem betonu lekkiego i ultralekkiego.

14

Influence of initial casting temperature on the properties and microstructure of ultra-light cement-based foam composites for energy-saving buildings

Zhang Yangkai, Sang Guochen, Zhao Caiyun, Guo Teng, Cui Xiaoling, Guo Zhiqiang, Zou Saisai

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 3

art. no. e190, 2023

EN

The application of ultra-light cement-based foam composites (ULCF) in buildings has been verified as an effective way to achieve energy conservation in the building sector. However, the production process of ULCF is difficult to complete at the ideal constant temperature during practical industrial production due to cost control and other factors. The sun exposure and residual heat from the machines will cause the initial casting temperature of ULCF to be raised in the preparation process, which will inevitably have an impact on the macroscopic properties of ULCF. In this study, a series of tests were conducted to explore the effect of initial casting temperature (30–55 °C) on the macroscopic properties and microstructure of ULCF for the first time. The results indicated that the 28-day compressive strength of ULCF exhibited a tendency to first increase and then decrease with the increase of initial casting temperature, which was attributed to the variation of its internal pore structure. The thermal conductivity test shows that the thermal conductivity of ULCF existed a minimum value of 0.0651 Wm−1 K−1 when the initial casting temperature reached 40 °C. Meanwhile, SEM and XRD were employed to examine the microstructure and hydration products of ULCF with different initial casting temperatures. Furthermore, the internal pore structure parameters of ULCF were quantitatively analyzed through Image-Pro Plus software, and the results demonstrated that there is a critical value for the initial casting temperature of ULCF, which allows the internal pore structure of ULCF to have characteristics of small size and approximate spherical shape.

15

Evaluation of thermophysical and strength properties of composite panels produced from sugarcane bagasse and waste newspapers

Etuk Sunday Edet, Robert Ubong Williams, Agbasi Okechukwu Ebuka, Inyang Namdie Joseph

Advances in Materials Science

|

2023

|

Vol. 23, nr 1(75)

19--31

EN

Large quantities of waste newspapers and sugarcane bagasse are prevalently discarded by open burning or indiscriminate dumping, thereby posing severe danger to the environment and public health. This study sought to examine the feasibility of managing the wastes by recycling them into value-added products for building construction. Composite panels were fabricated using waste newspaper paste (WNP) with sugarcane bagasse particles (SBP) varied at 0, 25, 50, 75, and 100 % by weight of the composite mix. Epoxy resin was thoroughly mixed with its hardener and applied as binder. The samples were developed in triplicates per proportion of the SBP adopted and then dried completely before their thermophysical and strength properties were evaluated. It was observed that variations in mean values of water absorption (28.57 – 39.43 %), thickness swelling (6.21 - 8.33 %), specific heat capacity (1232 - 1312Jkg-1K-1) trended positively with increasing proportions of the SBP. Whereas nailability remained 100.0 % in all the cases, bulk density (689.4 - 640.5 kgm-3), thermal conductivity (0.1186 - 0.1163 Wm-1K-1), thermal diffusivity (1.396 - 1.384 x 10-7 m2s-1), and flexural strength (2.572 - 2.280 N/mm2) correlated inversely with the added fractions of the SBP. Generally, it was found that the samples could perform satisfactorily if applied as ceiling or partition elements in building design. Therefore, recycling of sugarcane bagasse and waste newspapers as described in this study could serve as a promising way of solving their disposal problems and also enhance achievement of low-cost and safe buildings.

16

Badania parametrów termicznych skał na potrzeby geotermii

Przelaskowska Anna

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2022

|

R. 25, Nr 3 (279)

4-6

PL

Artykuł stanowi przegląd prac wykonywanych w celu określenia parametrów termicznych skał i basenów sedymentacyjnych w Instytucie Nafty i Gazu - Państwowym Instytucie Badawczym w Krakowie. Opisano badania laboratoryjne takich parametrów jak przewodność cieplna i ciepło radiogeniczne. Zaprezentowano również metody szacowania przewodności cieplnej na podstawie innych danych laboratoryjnych i w oparciu o dane geofizyczne. Na koniec przedstawiono prace dotyczące analizy danych temperaturowych, zarówno ciągłych profilowań termicznych jak i pomiarów punktowych.

EN

The article is an overview of investigations of the rock’s thermal parameters at the Oil and Gas Institute - National Research Institute in Krakow. Laboratory studies of parameters such as thermal conductivity and radiogenic heat are described. Next, the methods of the thermal conductivity estimation based on other laboratory and geophysical data are introduced. Finally the analysis of temperature data, both continuous thermal measurements and single temperature recordings is presented.

17

Zastosowanie cementu CSA w pianobetonie o małej gęstości

Gołaszewski Jacek, Klemczak Barbara, Smolana Aneta, Gołaszewska Małgorzata, Cygan Grzegorz, Mankel Christoph, Peralta Ignacio, Röser Frank, Koenders Eduardus A. B.

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 6

53--55

PL

Możliwym rozwiązaniem problemu stabilności pianobetonów o małej gęstości oraz poprawy ich właściwości jest zastosowanie cementu CSA. W artykule przedstawiono wyniki badań pianobetonów o małej gęstości, w których zastosowano cement portlandzki CEM I 52,5R oraz alternatywnie cement CSA. Uzyskane wyniki pokazały, że pianobetony z cementem CSA charakteryzują się większą wytrzymałością, mniejszym współczynnikiem przewodzenia ciepła i strukturą o mniejszych porach niż pianobetony z cementem CEM I.

EN

A possible solution to the problem of the stability of low-density foam concrete stability and improvement of its properties is the use of CSA cement. The article presents the results of tests of low-density foam concrete, produced with CEM I 52.5R Portland cement and, alternatively, CSA cement. The obtained results showed that foam concrete with CSA cement is characterized by higher strength, lower thermal conductivity, and a structure with smaller pores than foam concrete with CEM I cement.

18

Wybrane parametry zapraw z dodatkiem cenosfer

Strzałkowski Jarosław, Stolarska Agata, Kożuch Dominik, Dmitruk Joanna

Inżynieria i Budownictwo

|

2022

|

R. 78, nr 9-10

422--425

PL

W pracy zaprezentowano wpływ procentowego zastąpienia piasku kwarcowego cenosferami na wybrane właściwości zapraw cementowych. Stopniowano ilość dodatku cenosfer co 20% całkowitej objętości kruszywa, zaczynając od zaprawy referencyjnej bez wypełniacza, po zaprawę wykonaną wyłącznie na bazie cenosfer. Oceniano takie parametry, jak gęstość, współczynnik przewodzenia ciepła i wytrzymałość na zginanie i ściskanie.

EN

The paper presents the effect of the percentage replacement of quartz sand with cenospheres on selected properties of cement mortars. The amount of cenospheres addition was graded every 20% of the total aggregate volume, starting from the reference mortar without filler, to mortar made solely on the basis of cenospheres. Parameters such as density, thermal conductivity as well as bending and compressive strength were assessed.

19

Research of energy efficient solutions for heat insulation of constructions and pipelines with aerogel

Sokolan Iuliia, Maidan Pavlo, Mashovets Nataliia

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2022

|

Vol. 69

45--58

EN

Ways of energy saving in buildings, namely compliance with the regulatory framework of European standards, possibilities to reduce heat losses during energy transportation through pipelines on the example of heating systems and reducing heat losses during the operation of buildings and structures are studied in the article. It was found that, despite the regular updates of the State Construction Norms of Ukraine, the coefficient of thermal conductivity of insulation materials is not brought into line with generally accepted European standards. The second part of the article presents the results of analytical studies of various thermal insulation materials that are widely used in the territory of Ukraine. After comparing the results, we concluded that the most common at this stage of development of insulation materials will not fully satisfy all the requirements, which must meet all the materials for insulation of structures. The use of some materials is impossible of thermal insulation of structures and pipelines with complex configuration. The solution of energy efficiency along with increasing soundproofing properties, reducing the fire hazard, reducing the load on the bearing structures of buildings and structures is possible through the use of aerogel as a thermal insulation material. The material is characterized by low dependence of the thermal conductivity coefficient on changes in ambient temperature, which makes it the best option for use in harsh operating conditions. After analytical studies of various insulating materials, it was found that aerogel in roll in addition to low coefficient of heat transfer is characterized by better operating properties, namely, non-combustibility of the material, environmental safety, light weight, which reduces the burden on the structure, ease of installation, the possibility of using the structures with high rate of sound insulation.

20

Design study of natural fiber reinforced honeycomb panel for lightweight and portable shelter materials for typical Malaysian climate

Zulkarnain Muhammad, Tofrowaih Khairul Amri, Ahmed Yaseen Adnan

Composites Theory and Practice

|

2022

|

R. 22, nr 1

44--49

EN

An evacuation shelter provides simple living facilities made of lightweight materials for repeated use and ensures that the shelters provide a safe and suitable long-term environment. Improving the shelter material in terms of thermal quality in the Malaysian climate is one requirement when evacuating victims to emergency shelters in open areas. The article aims to investigate the effect of using local natural fibers for composite honeycomb skin on the thermal and mechanical performance. The composite skin is a natural fiber processed in a concrete panel to make a honeycomb sandwich. This work introduces a model of natural fiber distribution embedded in a concrete panel, which is subjected to thermal analysis and three-point bending (TPB) to optimize the honeycomb structure. In order to understand the thermal interaction of the panel sheet for an insulating system, the model provides a six-level range of the number of fibers (100, 200, 300, 400, 500 and 600) to analyze the fiber network. The simulation demonstrated that improvement in the insulating panel of about 2.58% could be achieved by using the number of 600 coconut fibers, which is much lower compared to plain concrete. The morphology study successfully demonstrates the understanding of the fiber distribution and thermal absorption by the concrete. Moreover, the mechanical performance is also positively affected by using fiber in the panel, especially sugar cane, which achieved a 47% improvement. This successfully simulated model provides a promising solution to promote local products for shelter material applications.