Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The Analysis of Thermal Properties of Selected Rock Materials by Thermovision Methods

Stempkowska A., Izak P., Mastalska-Popławska J., Staszewska M.

Inżynieria Mineralna

|

2018

|

R. 20, nr 2

337--344

EN

Heat accumulation means denotes the of a material to collect and store inside a specific amount of thermal energy, which can be then returned for a period time from the material. There are many investigations devoted to finding a method to collect heat when there is an excess and to use it when there is a deficit. The parameter determining whether the returned heat long for a term will have an impact on the room temperature, is the time of emission of stored energy. For the specified amount of stored energy, the emission time cannot be too short (in such a case too much heat in the unit time is returned) or too long (in this case a too small amount of heat in the time unit is returned, for example insufficient for heating rooms). The main aim of this research is to investigate the behavior (during cooling) of natural rock materials. On the basis of research and performed calculations the evaluation of tested materials to serve as the heat accumulator was performed. This analysis would allow them to be applied for the production of components, including precast, working at elevated temperatures, in which the accumulation and transfer of heat is important (eg. housing furnaces and fireplaces).

PL

Akumulacja ciepła oznacza zdolność materiału do gromadzenia i magazynowania w jego wnętrzu określonej porcji energii cieplnej, która następnie może być przez pewien okres czasu przez ten materiał oddawana. Szuka się więc sposobów gromadzenia ciepła wtedy, gdy jest jego nadmiar oraz wykorzystania, gdy występuje deficyt. Parametrem, decydującym o tym czy oddający ciepło materiał w sposób długotrwały będzie oddziaływał na temperaturę pomieszczenia, jest czas oddawania (emisji) zgromadzonej energii. Przy danej ilości zgromadzonej energii, czas jej emisji nie może być zbyt krótki (wtedy w jednostce czasu oddawane są zbyt duże ilości ciepła) ani zbyt długi (wtedy w jednostce czasu oddawane są zbyt małe ilości ciepła, niewystarczające np. do ogrzania pomieszczenia). W niniejszej pracy zrelacjonowano eksperyment polegający na badaniu zachowania się, podczas studzenia, naturalnych surowców mineralnych. Na tej podstawie badań oraz wykonanych obliczeń oceniono jego zdolność do akumulacji cieplnej. Pozwoliłoby to na stosowanie ich do wytwarzania elementów, w tym prefabrykatów, pracujących w podwyższonych temperaturach, gdzie jest istotna akumulacja i oddawanie ciepła (np. obudowy palenisk i komików).

2

Właściwości lepkosprężyste iłowo-cementowych spoiw uszczelniających

Litwinek E., Izak P., Wójcik Ł.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 4

347--350

PL

Spoiwa iłowo-cementowe znajdują zastosowanie zwłaszcza przy budowie i renowacji zabezpieczeń przeciwpowodziowych. Jednym z głównych kryteriów przydatności spoiw są ich parametry reologiczne w stanie płynnym, determinujące ich właściwości użytkowe, tj. możliwości wtłoczenia do gruntu i odpowiedniego usieciowania. W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki badań reologicznych spoiw iłowo-cementowych, sporządzonych na bazie iłu polimineralnego Bełchatów oraz kaolinu KOC a także dodatku modyfikującego w postaci szkła wodnego. Przeanalizowano krzywe płynięcia, wartości modułów zachowawczego G' i stratności G'' oraz czas, po którym ich stosunek jest mniejszy od jeden. Określono wpływ zmian składu na właściwości reologiczne spoiw w stanie płynnym w aspekcie ich właściwości użytkowych.

EN

Clay-cement mixed binders are used in many areas especially in the construction and renovation of flood protection. The rheological parameters in the liquid state belong to the main criteria for their usefulness, which determine their application properties, i.e. the possibility of submerging to the ground and proper crosslinking. In this paper, the results of rheological studies are shown concerning clay-cement binders based on Bełchatów clay and KOC kaolin, and water glass as a modifying additive. The flow curves, values of conservative modulus G', loss modulus G" and time of the ‘crossover’ phenomenon were compared. The effects of composition changes on the rheological properties of the binders in the liquid state in terms of their performance were determined.

3

Synteza i charakterystyka hydrożeli krzemianowo-polimerowych z wybranymi retardantami palenia

Mastalska-Popławska J., Ryś S., Izak P.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 1

33--39

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących otrzymywania hydrożeli krzemianowo-poliakrylanowych z dodatkiem różnych retardantów palenia, mających na celu poprawę ich właściwości ognioochronnych. Polimery były syntetyzowane na drodze polimeryzacji rodnikowej z wykorzystaniem układu redox substancji inicjujących - tiosiarczan sodu / nadsiarczan potasu (NTS/KPS) - i N,N'-metylenobisakryloamidu (NNMBA) jako monomeru sieciującego. Część krzemianową opisywanego materiału hybrydowego stanowiło szkło wodne sodowe o module molowym (M) mieszczącym się w zakresie 2,0-3,32 i symbolu handlowym R-137, R-145 lub R-150. Jako substancje poprawiające właściwości ognioochronne, tzw. opóźniacze palenia, zastosowano nanokrzemionkę, mocznik oraz sole takie jak chlorek glinu i octan sodu. Otrzymane hydrożele scharakteryzowano pod kątem ich właściwości reologicznych, termicznych i ognioochronnych. Pozwoliło to na określenie wpływu modułu krzemianowego na szybkość żelowania syntetyzowanych mieszanin, a także wpływu składu mieszaniny na jej właściwości lepkosprężyste oraz zachowanie w trakcie kontaktu z ogniem. Wyniki badań reologicznych, wykonanych na mieszaninach utworzonych na bazie szkła wodnego sodowego R-150, dla którego otrzymywano substancje o najlepszej transparentności, wykazały, że dodatek octanu sodu, siarczanu sodu oraz mocznika powodują szybsze żelowanie, natomiast wraz ze wzrostem zawartości nanokrzemionki, mieszanina ulega polimeryzacji w dłuższym czasie, czego powodem jest zmiana modułu molowego. Dodatkowo, mocznik oraz octan sodu powodują słabsze związanie powstałego żelu i jego większą elastyczność, podczas gdy wprowadzenie do mieszaniny nanokrzemionki skutkuje otrzymaniem bardziej wytrzymałego materiału. Analiza termiczna przeprowadzona w celu określenia degradacji termicznej hydrożeli wykazała, że hydrożel w porównaniu do czystego szkła wodnego przejawia większą stabilność termiczną, co pozwala uznać za słuszne ich zastosowanie w aplikacjach ogniochronnych. Ponadto, najlepszą trwałość w wysokich temperaturach ujawnia próbka hydrożelu z octanem sodu, co dowodzi, iż wprowadzenie odpowiednich dodatków powoduje zwiększenie ogniotrwałości powstałego żelu.

EN

The results of research are described, concerning the synthesis of polyacrylate-silicate hydrogels with different fire retardants added for improving their thermal properties. Polymers were synthesized with the use of radical polymerization in the presence of redox initiators, i.e. sodium tiosulphate/potassium persulphate (NTS/KPS), and N,N'-methylenebisacrylamide (NNMBA) as a cross-linking monomer. Sodium water glasses with a silicate modulus (M) in the range 2,00-3,32 and trade names R-137, R-145 and R-150 were providers of silicate species. Nanosilica, urea, aluminum chloride and sodium acetate were the fire retardants. The obtained hydrogels were characterized towards their rheological, thermal and fireproof properties. This helped to determine the influence of silicate modulus on the gelling time as well as the impact of mixture composition on the viscoelastic and fireproof properties of the tested hydrogels. The results of rheological measurements, that were made in case of the mixtures based on sodium water glass R-150 giving the best transparency, revealed that the addition of sodium acetate, sodium sulphate and urea caused faster gellation, while the increasing of nanosilica content entailed elongation of polymerization what was caused by the change of molar modulus. Additionally, urea and sodium acetate caused weaker cross-linking of the gel and its higher elasticity, whereas the incorporation of nanosilica resulted in a more durable material. Thermal analysis carried out to determine thermal degradation of the gels showed that hydrogel had better thermal stability in comparison to the pure water glass, what could substantiate their use in fireproof applications. Moreover, the hydrogel sample with sodium acetate showed the best stability at high temperatures. This proves that the application of proper additives causes higher fire resistance of the synthesized hydrogel.

4

Ceramiczne retardanty palenia w polioctanowinylowych klejach do drewna

Góral Z., Izak P., Mastalska-Popławska J., Wójcik Ł., Gajek M.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 4

351--358

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań związanych z otrzymaniem receptury kleju o zmniejszonej palności, przeznaczonego do klejenia elementów drewnianych i drewnopochodnych. W celu zwiększenia odporności ogniowej do dyspersji klejowej na bazie polioctanu winylu wprowadzono ceramiczne retardanty palenia, takie jak krzemionka, sole fosforanowe, szkło wodne potasowe oraz tzw. wypełniacze. Dodatkowo, celem poprawy właściwości reologicznych, zastosowano glicerynę. Gotowe mieszaniny poddano badaniom reologicznym w tym starzeniowym (stabilność lepkości próbek od czasu przygotowania), termicznym (DSC-TG), wytrzymałościowym, a także przeprowadzono wstępne testy palności. Uzyskano mieszaniny, w których lepkość pozorna klejów mieściła się w zakresie 4700–11900 mPa∙s, co jest wymagane dla ich aplikacji. Badania analizy termicznej wykazały mniejszy średni całkowity ubytek masy. Ponadto stwierdzono korzystny wpływ retardantów na wytrzymałość mechaniczną kleju (ponad 5000 N na zrywanie). Badania palności wykazały, że nastąpiło znaczące opóźnienie w zapaleniu się kleju, co świadczy o zwiększonej odporności ogniowej.

EN

The paper presents the results of studies related to the development of an adhesive formula with reduced flammability for bonding wood and wood-based elements. To obtain the enhanced fireproof properties, ceramic fire retardants such as silica, phosphate salts, potassium water glass and so-called filling materials were added to the adhesive dispersion based on poly(vinyl acetate). In addition, glycerin was employed to improve the rheological properties. Prepared mixtures were tested rheologically, including aging tests (stability of sample viscosity vs. time), and thermally (DSC-TG). They have also been subjected to strength and flammability tests. Viscosity of the obtained adhesive mixtures was in the range of 4 700-11 900 mPa∙s, what is required for their application. The results of thermal analysis have shown lower weight loss. Moreover, it was found that the addition of selected retardants increases the breaking strength of the adhesive (to over 5000 N). The flammability tests indicated significant delay in ignition of samples, what confirms their improved fire resistance.

5

Wymiana kationowa w środowisku kwaśnym wybranych pierwiastków na powierzchni sorbentów wytworzonych na bazie modyfikowanego węgla brunatnego

Stempkowska A., Izak P., Mastalska-Popławska J.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2017

|

T. 33, z. 1

139--149

PL

Przeprowadzono badania sorpcji i desorpcji wybranych kationów Na+, Ca2+, Mg2+, Mn2+, Cu2+, Cr3+, przez materiały wytworzone na bazie węgla brunatnego. Modyfikacja chemiczna materiału sorbentowego polegała na rozdrobnieniu z udziałem różnych związków nieorganicznych w tym z polimerami organicznymi. Próbki po modyfikacji chemicznej poddano działaniu podwyższonej temperatury przez kilka godzin. W celach porównawczych przeanalizowano także próbki surowego węgla brunatnego bez i po oczyszczeniu, bowiem wyseparowane czyste kwasy huminowe z węgla brunatnego są znane z największej kationowej pojemności wymiennej. Pojemność jonową określano w warunkach statycznych, mierząc różnicę stężenia kationów w sorbacie przed i po sorpcji (etap I), a następnie po przemyciu sorbentu (etap II) wodą destylowaną (A), oraz po procesie desorpcji kwasem solnym (B). Badania wykazały, że sorbenty na bazie zmodyfikowanego węgla brunatnego wykazały dość znaczne pojemności wymienne w granicach od 270−450 meq/100 g, w przypadku etapu pierwszego, i od 90−200 meq/100 g w przypadku etapu drugiego. Stwierdzono także, że najwyższą pojemność wymienną posiada oczyszczony kwas huminowy 450/200 meq/100 g, a najniższą modyfikat węgla brunatnego otrzymany w temperaturze 250°C. Pomiary desorpcji wykazały, że około 10% kationów jest wymywanych przez wodę destylowaną, pozostałość desorbuje się pod wpływem 10% kwasu solnego, jednakże suma kationów jest zgodna z pomiarem etapu drugiego. Powinowactwo sorpcyjne względem poszczególnych kationów jest różne. W przypadku pomiarów różnicy stężeń sorbenty modyfikowane wykazują najwyższe powinowactwo sorpcyjne względem wapnia, natomiast niemodyfikowany surowy węgiel brunatny względem chromu. Badania desorpcji wykazały, że najwyższy wpływ na powinowactwo sorpcyjne ma wartościowość kationu.

EN

Studies on the sorption and desorption of selected Na+, Ca2+, Mg2+, Mn2+, Cu2+ and Cr3+ cations by materials based on modified brown coal were carried out. The chemical modification of the sorbent material consisted of grinding involving different inorganic substances and organic polymers. Samples were subjected to chemical modification at elevated temperatures for several hours. For comparative purposes, as apart from brown coal, pure humic acids are known for the highest cations exchange capacity, samples of brown coal before and after purification were also analyzed. The ion capacity was determined under static conditions, measuring the difference in the concentration of cations in the sorbent before and after sorption and then after rinsing the sorbent with distilled water (A), and after the desorption process with hydrochloric acid (B). Studies have shown that sorbents based on modified brown coal have rather significant exchange capacities in the range of 270−450 meq/100 g for the first stage and 90−200 meq/100 g for the second stage. It was also found that purified humic acid (450−200 meq/100 g) has the highest exchange capacity and modified brown coal obtained at 250°C has the lowest. T he measurement of desorption showed that approximately 10% of the cations are already leached by distilled water and the residue is desorbed under the influence of 10% hydrochloric acid, but the total amount of cations is compatible with the measurement process of the second stage. The sorption affinity to various cations is different. In the case of the sorption measurements, modified sorbents show the highest sorption affinity with respect to calcium, while the unmodified raw brown coal with respect to chromium. The next stage of the measurement showed that the valence of the cation has the highest impact on the sorption affinity.

6

Mechanizm działania aerozolu gaśniczego

Izak P., Kidoń A., Mastalska-Popławska J.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2017

|

Vol. 46, iss. 2

56--71

PL

Cel: Celem artykułu jest dyskusyjne omówienie reakcji fizykochemicznych zachodzących w trakcie pożaru oraz przedstawienie mechanizmu działania inhibitorów palenia stosowanych w aerozolowych środkach gaśniczych. W artykule opisano również wyniki badań wpływu aerozolu gaśniczego na przedmioty muzealne. Wprowadzenie: Zazwyczaj w środkach gaśniczych wykorzystywany jest jeden z dwóch mechanizmów działania – obniżenie temperatury źródła pożaru (np. poprzez zastosowanie wody, proszków) albo odcięcie dostępu tlenu lub znaczne obniżenie jego ilości (np. za pomocą pian gaśniczych, z wyjątkiem tzw. gazów chlorowcopochodnych). Jednak w przypadku aerozoli gaśniczych zasada działania jest inna. Opiera się ona na przerwaniu reakcji fizykochemicznych zachodzących podczas spalania poprzez związanie wolnych rodników palenia prawdopodobnie powstałych z przekształcenia cząsteczek wody. Odbywa się to przy udziale aktywnych powierzchni nanoziaren aerozolu, który, w zależności od sposobu wyzwalania generatorów, może działać miejscowo lub objętościowo. Metoda ta jest bardzo efektywna. Mimo że nie zmniejsza poziomu tlenu w przestrzeni objętej pożarem, to w przeciwieństwie do proszków gaśniczych pozostawia śladową ilość zanieczyszczeń. Przede wszystkim nie wpływa negatywnie na środowisko poprzez zubożanie warstwy ozonowej i wzmożenie efektów cieplarnianych, gdyż w nowych aerozolach gaśniczych nie stosuje się halogenowych retardantów palenia. Metodologia: W pierwszej części artykułu dokonano przeglądu literatury z zakresu mechanizmów reakcji spalania, z uwzględnieniem udziału wody w tego typu procesach. W drugiej części artykułu skupiono się na przedstawieniu dyskusyjnego mechanizmu działania aerozolu gaśniczego, popierając te rozważania analizą wstępnych wyników badań dotyczących wykorzystania aerozolowych środków gaśniczych typu AGS 11/1 w celach ochrony eksponatów muzealnych, tj. figur drewnianych oraz starodruków. Wnioski: Przeprowadzona analiza literatury z zakresu mechanizmów reakcji spalania oraz działania aerozoli gaśniczych, a także wstępne wyniki badań pozwoliły na sformułowanie poniższych tez: – w początkowej fazie pożaru woda stanowi efektywny inhibitor palenia, jednak w późniejszych etapach aktywne rodniki powstałe na skutek jej rozkładu mogą podtrzymywać reakcję spalania płomieniowego, – aerozole gaśnicze nie wpływają na zmianę barwy figur drewnianych, ani nie zmieniają właściwości starodruków, przez co z powodzeniem mogą być stosowane w muzeach i budowlach zabytkowych.

EN

Aim: The aim of this article is to discuss the physicochemical reactions which occur during a fire and to present the mechanism of action of fire inhibitors used in fire-extinguishing aerosols. The article also presents the results of research into the impact of fire-extinguishing aerosols on museum items. Introduction: Typically, there are two mechanisms used to extinguish fire, i.e. by lowering the temperature of the fire (e.g. by applying water or powders) or by cutting off the supply of oxygen or its significant reduction (with the exception of so-called chlorinated gases) by blanketing it with fire-extinguishing foams. However, in the case of fire-extinguishing aerosols, their action principle is different. It is based on the stopping of combustion reactions by binding active radicals which probably result from the conversion of water molecules through the active surface effect (whether local or by volume) of aerosol nanograins. This method is very efficacious. It does not reduce the level of oxygen in the air but, in contrast to the powders, leaves a trace amount of impurities. Most of all, however, it does not adversely affect the environment by ozone depletion or enhance the greenhouse effect due to there being no release of halogen-based fire retardants (in the latest type of aerosols). Methodology: The first part of the article includes a review of the literature on fire mechanisms, with the involvement of water in these processes. The second part focuses on the presentation of the mechanism of action of fire-extinguishing aerosols. This presentation is supported by an analysis of the preliminary research results concerning the use of aerosols type AGS 11/1 for the purposes of museum exhibits protection, i.e. wooden figures and old prints. Conclusions: The literature analysis in the field of combustion reactions mechanisms and action of fire-extinguishing aerosols, as well as the preliminary results of the research, allowed us to draw the following conclusions: – water is an effective inhibitor of combustion at the initial stage of the fire, but at later stages, active radicals generated by its decomposition can maintain the flame combustion reaction; – fire-extinguishing aerosols do not affect the colour of wooden figures, nor change the properties of old prints, which is why they can be successfully used in museums and historical buildings.

7

Dodatki ognioochronne w polioctanowinylowych klejach do drewna

Mastalska-Popławska J., Izak P., Potyka A., Wójcik Ł., Gajek M.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 4

329--334

PL

W pracy przedstawiono wstępne wyniki badań dotyczące opracowania receptury kleju do drewna z wybranymi dodatkami ceramicznymi mającymi na celu poprawę właściwości ognioochronnych takich spoin. Medium podstawowym była dyspersja na bazie polioctanu winylu o pH mieszczącym się w zakresie 3-5, do której wprowadzano różne opóźniacze palenia, takie jak krzemionka, wodne roztwory krzemianów sodu i litu, mocznik oraz chlorek glinu, których zadaniem jest m.in. wspomożenie tworzenia zwęglonej warstwy izolującej termicznie, zmniejszenie palności klejonego drewna czy tworzenie rodników hamujących proces palenia. Wybrane mieszaniny scharakteryzowano pod kątem ich właściwości reologicznych (pomiar lepkości w różnych temperaturach), termicznych (analiza TG/DTA) oraz wytrzymałościowych (wytrzymałość na zrywanie). Najlepszą mieszalnością cechowały się wodne roztwory krzemianów sodu i litu, odpowiednio o module molowym 3,2 oraz 4,5 i pH=11. Dodatek krzemianów sodu i litu oraz krzemionki powodował wzrost lepkości mieszanin w temperaturze pokojowej z około 3000 mPa∙s do nawet 14000 mPa∙s, natomiast obecność soli i mocznika nie wprowadzała większych zmian. Wraz ze wzrostem temperatury lepkość badanych mieszanin malała. Jedynie w przypadku próbki kleju D2 z dodatkiem 15% wag. mocznika lepkość mieszaniny pozostawała stabilna aż do 60 ºC. Wyniki analizy termicznej wykazały, że całkowita zmiana masy badanych próbek wynosi powyżej 90%, a największa ubytek masy występuję w zakresie temperatur 300-350 ºC (ok. 60% całkowitej masy). Badane dodatki nie wpływały znacznie na zmniejszenie ubytku masy, ale powodowały przesunięcie charakterystycznych temperatur w stronę wyższych wartości. Przeprowadzone badania wytrzymałościowe na zrywanie wykazały, że zastosowane opóźniacze palenia nie pogarszają znacząco parametrów wytrzymałościowych spoin klejowych, a w niektórych przypadkach nawet je poprawiają. Maksymalne naprężenie rozciągające dla czystego kleju wynosiło 6,34 MPa, natomiast dla badanych mieszanin mieściło się ono w zakresie 6,17-6,87 MPa. Jedynie dla mieszaniny kleju D2 z dodatkiem 15% wag. chlorku glinu wartość ta była znacznie niższa (5,18 MPa).

EN

Preliminary results of research on the development of a recipe of wood adhesive with selected ceramic additives aimed at improving its fireproof properties are presented. A basic medium was dispersion with pH in the range 3-5 based on polyvinyl acetate, to which various fire retardants such as silica, aqueous solutions of sodium and lithium silicates, urea and aluminum chloride were introduced. Their task is to help, among other things, to create a thermally insulating charred layer, to reduce the flammability of laminated wood, or to produce radicals which inhibit the combustion process. Such prepared mixtures were tested towards its rheological (viscosity measurements in different temperatures), thermal (TG/DTA analysis) and strength (tensile strength) properties. It was noticed that the best miscibility characterizes the adhesive mixtures with aqueous solutions of lithium and sodium silicates with molar modulus 3.2 and 4.5, respectively, and pH = 11. Addition of sodium and lithium silicates, as well as addition of silica, increased viscosity of the tested mixtures at room temperature from about 3000 mPa∙s up to 14 000 mPa∙s, while the presence of salt and urea did not cause major changes. An increase in temperature caused a decrease in viscosity. Only in the case of the D2 adhesive with 15 wt% of urea the viscosity of the mixture remained stable up to 60 ºC. The results of thermal analysis showed that the total change in weight of the tested samples were greater than 90%, and the maximum loss in mass was in the temperature range of 300-350 ºC (approx. 60% of total weight). The additives did not significantly affect the weight loss, but shifted the characteristic temperatures to higher values. The carried out tensile strength tests revealed that the applied fire retardants did not significantly impair the strength parameters of adhesive joints, and in some cases even improved them. A maximum extension stress for pure glue was 6.34 MPa, and for other tested mixtures it fell within the range of 6.17-6.87 MPa. Only for D2 adhesive with 15 wt% of aluminum chloride this value was significantly lower (5.18 MPa).

8

Pseudo-niestabilność reologiczna zawiesin iłowo-cementowych

Izak P.

Cement Wapno Beton

|

2016

|

R. 21/83, nr 6

396--404

PL

W artykule przedstawiono charakterystykę reologiczną zawiesin iłowo-cementowych. Dla takich cieczy, których właściwości reologiczne zależą od szybkości gradientu ścinania, czasu ścinania i kinetyki nieodwracalnych reakcji żelowania zaproponowano nową nazwę pseudoreoniestabilnych. Szczególną uwagę zwrócono na właściwości tiksotropowe zawiesin iłowo-cementowych. Tiksotropię określono poprzez zróżniczkowanie krzywych płynięcia przy wzrastających i malejących szybkościach ścinania. Taki sposób umożliwił ocenę szybkości wykonywania pracy na niszczenie i odbudowę struktury tiksotropowej. Pomiary wykazały, że struktura tiksotropowa zawiesin iłowo-cementowych w początkowym okresie zależy od ilości cementu i szybkości ścinania. W okresie późniejszym zawiesina zmienia swoje właściwości już nieodwracalnie w wyniku reakcji hydratacji. Kinetyka reakcji hydratacji również jest uzależniona od szybkości ścinania. Znajomość tych właściwości zawiesin umożliwia skuteczną aplikację zawiesin iłowo-cementowych do stabilizacji podłoży gruntowych.

EN

The rheological characteristics of clay-cement suspension is presented in the article. For such fluids whose rheological properties depend on the shear stress gradient, shear time and kinetics of the irreversible gelation reactions new name is proposed, i.e. pseudo-nonrheostable fluids. Special attention was paid to the thixotropic properties of clay-cement suspensions. Thixotropy was determined by the differentiation of the flow curves at increasing and decreasing shear rates. This method enabled for the evaluation of speed work on destruction and reconstruction of the thixotropic structure. Tests have shown that thixotropic structure of the clay-cement suspensions at the initial stage depends on the amount of cement and shear rate. Later, suspension changes irreversibly its properties as a result of hydration reaction. Kinetics of the hydration reaction also depends on the shear rate. Knowledge of these properties enables for effective application of the clay-cement suspensions in the stabilizalion of the subsoils.

9

Reologia zawiesin spoiw uszczelniających

Izak P., Wójcik Ł., Słowikowski D.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 2

158--163

PL

Wtryskowe techniki wprowadzania zawiesin uszczelniających do gruntu są najczęściej stosowane w pracach hydro-inżynieryjnych. Techniki te są coraz bardziej rozwijane i wymagają określenia szczegółowej charakterystyki reologicznej zawiesin. W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości zawiesin iłowo-cementowych zarówno z punktu widzenia reologii, jak i aplikacyjnych.

EN

A technique of injection of soil binder suspensions is the most frequently used technology of hydro engineering works. The technique is still developed in a direction of automation of the process and improvement of the properties of soil binders suspensions. In the article, properties of dispersions containing soil and cement are studied and reported taking into account viewpoints of both the rheology and the application in hydro-geological industry.

10

Ocena możliwości zastosowania pogórniczych odpadów TG3 z Turoszowa w produkcji ceramiki sanitarnej

Hybner S., Stempkowska A., Izak P., Lis J.

Szkło i Ceramika

|

2014

|

R. 65, nr 6

12--15

PL

Przedstawiono wstępne wyniki badań zastosowania gliny TG3 z Turoszowa jako taniego i alternatywnego surowca do produkcji ceramiki sanitarnej. Celem było wprowadzenie jak największej ilości surowca bez pogorszenia parametrów technologicznych masy, takich jak: lepkość, ciężar właściwy, nabieranie czerepu przy zachowaniu założonego składu racjonalnego. Maksymalna ilość gliny TG3 możliwa do wprowadzenia to 37% w stosunku do wszystkich składników masy. Większa ilość tego surowca zmienia przede wszystkim skład racjonalny ustalający temperaturę wypalania tworzywa.

EN

In this paper preliminary results of imputing TG3 clay, such as cheap and alternative material in sanitary ware have been presented. The main purpose was to find the highest amount of TG3 clay that is possible to replace the original raw clay material for producing ceramics parts without decreasing technological parameters, such as: viscosity, density, filtration etc. The maximum was reached on level 37% in all components ratio. The over dosage changes clay equilibrium in suspension and among others has influence on burning temperature and deformations.

11

Zastosowanie spoiw iłowo-cementowych dla potrzeb poprawy warunków geotechnicznych gruntów w budownictwie hydrotechnicznym

Słowikowski D., Kuś R., Izak P.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 3

382--385

PL

Od kilkunastu lat w Polsce intensywnie prowadzone są remonty i budowy obiektów hydrotechnicznych, w tym zabezpieczeń przeciwpowodziowych. Podstawowy zakres tych robót sprowadza się do poprawy warunków geotechnicznych podłoża oraz obiektów inżynieryjnych. Modyfikacja parametrów geotechnicznych gruntów w wielu przypadkach sprowadza się do wprowadzenia do gruntu twardniejącego spoiwa przy użyciu różnych technologii. Coraz częściej stosowane są spoiwa na bazie modyfikowanych iłów pochodzących z naturalnych złóż, których podstawowymi cechami są: bardzo dobre własności hydroizolacyjne, zachowanie długoletniej funkcjonalności, odporność na ciśnienie hydrostatyczne, odporność na deformacje wywierane przez czynniki zewnętrzne, wysoka odporność na korozję powodowaną przez wody o różnych typach mineralizacji, brak negatywnego wpływu na otaczające środowisko. Bardzo ważny aspekt stosowania płynnych spoiw iłowo-cementowych stanowią ich własności reologiczne, odpowiednio dobrane do technologii aplikacji spoiwa do gruntu. Artykuł przedstawia porównanie wyników badań wybranych parametrów geotechnicznych podłoża gruntowego budowli hydrotechnicznych zmodyfikowanych spoiwami iłowo-cementowymi.

EN

For several years in Poland fixes and reconstruction of hydro-technical objects, including flood protection are intensively carried on. An important element of the works is an improvement of hydroinsulation barriers. Depending on local conditions, the barriers are made using different technologies and to various depths. The basic expectations for waterproofing barriers can be determined as follows: high insulating properties, long-term functionality, resistance to hydrostatic pressure, resistance to deformation, high resistance to water corrosion, no negative impact on the environment. These requirements are met by a waterproofing barrier made using binders based on modified clays. Application of clay–cement systems to geotechnical works requires suitable rheological parameters of liquid binders. The article shows the results of a comparison of selected geotechnical parameters, before and after construction of waterproofing barriers.

12

Niektóre aspekty zastosowania odpadowych surowców mineralnych oraz pochodzących z recyklingu w celach modyfikacji mas dla ceramiki sanitarnej

Stempkowska A., Hybner S., Izak P.

Szkło i Ceramika

|

2012

|

R. 63, nr 5

12-17

PL

Przemysł ceramiczny odgrywa i będzie odgrywał jeszcze większą rolę w wielu dziedzinach życia. Tak jest między innymi z ceramiką sanitarną, która obecnie przeżywa swój rozwój i wprowadza nowe rozwiązania techniczne. Zachodzące zmiany na rynku sprawiają, że nowoczesne wyroby ceramiki sanitarnej powinny charakteryzować się przede wszystkim funkcjonalnością, wygodą, estetyką oraz wysokimi parametrami jakościowymi wyrobu. Aby spełnić te wymagania istnieje konieczność opracowania i wprowadzania nowych technologii produkcji w szczególności formowania jak również nowych receptur i składów mas. Szczególną uwagę zwraca się na tworzywo ceramiczne o niewielkich skłonnościach do deformacji w czasie wypalania (piroplastyczności), które pozwalają na produkcję poszukiwanych wyrobów wielkogabarytowych o wyższych parametrach jakościowych. Celem niniejszych badań była ocena takich składów modyfikowanych mas ceramicznych, które umożliwią wytwarzanie wyrobów sanitarnych o dużych gabarytach i złożonych kształtach. Jednocześnie wyroby te powinny się charakteryzować dobrymi parametrami użytkowymi w szczególności niewielką nasiąkliwością, tj. poniżej 1 procenta. Ponadto badano, jaki rodzaj dodatku i w jakiej ilości będzie optymalny dla osiągnięcia masy o obniżonych właściwościach piroplastycznych. Wytypowano modyfikację produkcyjnej masy sanitarnej ZCS "Hybner", z dodatkiem różnych rodzajów surowców szamotowych oraz rozdrobnioną stłuczkę z klasycznej porcelany twardej jako materiał recyklingowy. Badano właściwości technologiczne wytworzonych modyfikowanych mas, zarówno w skali laboratoryjnej jak i przemysłowej.

EN

Ceramics industry has very important role in many fields of life, especially sanitary ware which presently has expansion and needs new technological solutions. Changes in economic market causes that modern ceramics material should be functional, comfortable, esthetic and has very good quality parameters. This requirements need developing and introducing new technologies of production, especially forming methods and modifications of ceramic masses compositions. Special attention has been paid on ceramics material with very low tendency to distortions during burning - low piroplasticity. This materials leads to producing large-size sanitary ware having good technological parameters. The purpose of investigations was to get an answer what kind and what dosage of raw additive is optimal for sanitary ceramic mass with low inclination to deformations. Large size sanitary ware produced from this masses should have good technical parameters especially very low water absorbability estimated less than 1 percent, and should also keep shape and dimension. Industrial mass for sanitary ware produced by "Hybner" was investigated and modificated by following wasted raw and recycled materials: Chamotte from Germany (Chamotte 26), Chamotte from Bulgaria (Kaoline AD CHK M125), Grinded porcelain breakage. Technological parameters of modificated materials such as absorbability, piroplasticity, mechanical strength was check both in laboratory and industrial scale.

13

Wykorzystanie diagnostyki termowizyjnej w badaniach ognioodporności kompozytów krzemoorganicznych

Mastalska J., Izak P., Wójcik Ł., Stempkowska A.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 4

519-523

PL

W artykule przedstawiono wyniki dotyczące wykorzystania pomiarów termowizyjnych w badaniach ognioodporności kompozytów organicznych wykorzystywanych w przegrodach budowlanych. W tym celu zaprojektowano stanowisko badawcze składające się z kamery termowizyjnej (NEC Thermo Gear G100) oraz pieca wyposażonego w wymienne palniki zasilane gazem propan-butan. W urządzeniu tym można badać próbki znajdujące się w zakresie izolacyjności (I) i szczelności ogniowej (E) o dwóch wielkościach 20 cm × 30 cm oraz 10 cm × 10 cm dla tzw. temperatury średniej (< 140stopniC) i punktowej (< 180stopniC). Skład kompozytu opracowano na bazie szkła wodnego sodowego R-145 oraz mieszaniny polimerów organicznych spełniający parametry określone klasyfikacją odporności ogniowej (EI). Określono także optymalne warunki pomiarowe do badania ognioodporności cienkich przegród budowlanych. Badania przeprowadzone na transparentnych żelach krzemoorganicznych wykazały, że optymalne wyniki odporności izolacyjnej uzyskuje się, gdy ich grubość wynosi ok. 2 mm. Udowodniono, że za pomocą analizy wyników pochodzących z kamery termowizyjnej można ocenić zakres działania dwóch mechanizmów izolacyjności termicznej, tj. w wyniku pochłaniania ciepła w czasie odparowywania żelu oraz w wyniku tworzenia się ognioodpornej warstwy izolacyjnej.

EN

The article presents the results of the use of infrared mapping for studies of fire resistance of silicaorganic composites used as building barriers. For this purpose, a test stand consisting of a thermal imaging camera (NEC Thermo Gear G100) and a furnace equipped with a removable burners fueled with propane-butane was designed. Test samples of two sizes, i.e. 20 cm × 30 cm and 10 cm × 10 cm for the point temperature of < 180 stopniC and the average temperature of < 140 stopniC can be tested for fireproof (EI) properties in this device. A composite was prepared, basing on water glass R-145 and a mixture of polymers which fulfils requirements specified by the fireproof classification (EI). Optimal conditions for measuring fire resistance of thin building barriers were determined. The research carried out for transparent gels showed that the best results are obtained when the thickness of fireproof gel is 2 mm. It was also found that the analysis of the results derived from the infrared camera can be used to evaluate the extent of operation of two mechanisms for thermal insulation, i.e. heat absorption during evaporation of the gel and formation of the insulating layer.

14

Reologia żeli stosowanych w przegrodach ognioodpornych

Mastalska J., Izak P., Stempkowska A., Ogłaza L., Kochanowski A.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 4

563-566

PL

Reologia jest dziedziną nauki zajmującą się odkształceniami oraz płynięciem materiałów. Jednym z jej zadań jest pomiar lepkości badanych płynów w różnych warunkach otoczenia. W szczególności interesujący jest pomiar lepkości w układach żelowych, gdyż w zależności od czasu i temperatury można ustalić przebieg reakcji żelowania. Celem niniejszej pracy było zbadanie wpływu temperatury na szybkość oraz sposób żelowania mieszaniny krzemoorganicznej opartej na bazie szkła wodnego sodowego z dodatkiem polimeru organicznego. Badano także wpływ dwutlenku węgla na przebieg reakcji żelowania. Badania starzeniowe, przeprowadzone w różnych odstępach czasu, miały na celu ocenę stabilności żelu. Powyższe testy dostarczyły informacji w zakresie reologicznego charakteru zawiesin krzemoorganicznych przydatnych do celów aplikacyjnych. Badania przeprowadzono na wiskozymetrze marki Brookfield, model DV-III.

EN

Rheology is the science dealing with deformation and flow of materials. One of its tasks is to measure viscosity of fluids for determining the influence of temperature and time on the course of gelation of the suspension. The basic aim of this study was to examine the effect of temperature on the rate and way of gelation of a silicaorganic mixture based on sodium water glass with the addition of polymer. The influence of other modifiers, such as carbon dioxide, on properties of the tested suspension was also examined. Aging tests, conducted at different intervals, were designed to check the stability of the gel. These measurements provided information on the rheological nature of silicaorganic suspensions. The study was conducted by using a Brookfield viscometer, model DV-III.

15

Wykorzystanie układu topników do sporządzania mas na ceramiczne wyroby sanitarne

Stempkowska A., Hybner S., Izak P., Lis J.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 3

542-546

PL

W artykule przedstawiono próby obniżenia kosztów masy ceramicznej na wyroby sanitarne przy doborze układu topników zawierających skalenie i spodumen, a także surowca ilastego Turoszów, będącego materiałem ubocznym w kopalni węgla brunatnego. Uzyskano interesujące wyniki w zakresie obniżenia temperatury wypalania oraz polepszenia parametrów użytkowych tworzywa. Badania wykazały, że stosując odpowiednie kompozycje wspomnianych składników można obniżyć temperaturę wypalania o 50°C przy jednoczesnym zwiększeniu wytrzymałości tworzywa do ok. 50 %.

EN

In this paper, ways of decrease of sanitary masses costs have been shown. The first one is the use of a set of flux containing feldspar and spodumene, second one is an additive of Turoszów clay which is the accessory material in brown coal mines. The interesting results have been obtained as regards decreasing the temperature of fi ring and increasing technical parameters of sanitary masses. Investigations show that the use of adequate compositions of the ingredients mentioned above can decrease the sintering temperature of about 50°C. Simultaneously, an increase of ceramic materials durability of 50 % has been noticed.

16

Właściwości reologiczne zawiesin ceramicznych modyfikowanych krzemianami sodu, potasu i litu

Stempkowska A., Izak P., Ogłaza L.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 3

547-551

PL

Przedstawiono wyniki badań upłynniania wodnej zawiesiny kaolinowej na bazie kaolinu KOC krzemianami sodu, potasu i litu o różnych modułach krzemianowych. Scharakteryzowano krzywe płynięcia modyfi kowanych zawiesin kaolinu KOC o stężeniu 40 % obj., jak i efektywność upłynniania tych dyspergatorów.

EN

Deflocculation of a water suspension containing 40 vol.% of the KOC kaolin with different water soluble silicates was studied and the results are shown. Sodium, potassium and lithium silicates were applied. Flow curves have demonstrated different activity of these deflocculants.

17

Rheological behaviour of gold containing screen paints

Izak P., Stępkowska A.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 1

127-130

EN

A technique of silk-screen printing is the most of all used technology of decoration of ceramic articles. It is still developing in the direction of automation process and manner of bringing, fixing and the other useful properties of decoration. In the article, the results of rheological behaviour of both gold colours belong to the so-called screen paints no-water systems and lustre gold screen paints that due to their special behaviour are practically used in ceramic industry have been presented.

PL

Sitodruk jest najczęściej wykorzystywaną techniką zdobienia artykułów ceramicznych. Jest wciąż rozwijana w kierunku automatyzacji i sposobu przeprowadzenia, utrwalania i innych użytkowych właściwości dekoracji. W pracy zaprezentowano wyniki badań nad właściwościami reologicznymi zarówno farb złotych należących do tzw. niewodnych układów farb do sitodruku, jak i lustrzanych farb złotych do sitodruku, które ze względu na swoje specjalne zachowanie stosowane są przemyśle ceramicznym.

18

Pseudotiksotropowe właściwości zawiesin iłowo-cementowych

Wójcik Ł., Izak P., Stempkowska A.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 2

278-282

PL

Przedstawiono nową koncepcję reologicznej kwalifikacji zawiesin iłowo-cementowych zawierających składniki strukturotwórcze. Szczególną uwagę zwrócono na odwracalne i nieodwracalne właściwości tiksotropowe. Wykazano, że w zawiesinach iłowo-cementowych w czasie ścinania zachodzą skomplikowane zjawiska mechaniczne powiązane z synerezą i przepływem kanałowym. Odwracalna, słaba struktura tiksotropowa związana z minerałami ilastymi jest przeplatana z nieodwracalną, mocną strukturą wewnętrzną powstałą w wyniku hydratacji cementu. W czasie kształtowania się takiej struktury pseudotiksotropowej, zawiesina iłowo-cementowa w stanie spoczynku przybiera postać żelu, który sukcesywnie wzmacnia się w wyniku reakcji hydratacji. Ostatecznie z takiej zawiesiny tworzy się wysokiej jakości spoiwo hydroizolacyjne.

EN

A new concept of rheological qualification of clay-cement suspensions containing structure agents has been shown. Special attention has been paid on reversible and irreversible thixotropic properties. This paper display, that some complicated phenomena connected with syneresis and channel flow occur inside clay-cement suspensions during shearing. The reversible week thixotropic structure connected with clay minerals is interlaced with the irreversible strong internal structure, creating as a result of the cement hydratation process. During developing this quasi-thixotropic structure, the clay-cement suspension at a rest state gains a gel structure, which successively becomes stronger as a result of the hydratation process, and finally arises a high-quality hydro-isolation binder.

19

Energooszczędna technologia przygotowania granulatów ceramicznych. Cz. II – Właściwości granulatu

Izak P., Serkowski S.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 3

552-557

PL

Nowe konstrukcje maszyn do mielenia, mieszania i granulacji stwarzają szanse znacznych oszczędności energii przy zachowaniu wymaganego poziomu jakości, a nawet umożliwiają osiągnięcie znaczącego postępu jakościowego w procesie przygotowania mas i granulatów. W pracy przedstawiono charakterystykę masy ceramicznej gres porcellanato, granulowanej metodą mieszalnikową Eiricha oraz suszenia rozpyłowego. Szczególną uwagę zwrócono na sposoby określania właściwości mas granulowanych.

EN

The new installation of milling, mixing and granulation machines, preserving high quality of mass preparing, causes appreciable economy of energy. In this paper, characteristics of ceramic gres porcellanato mass granulated by both Eirich typ R mixer and spray dryer have been shown. Special attention has been paid to methods of property determination of granulated ceramic masses.

20

Badanie możliwości wytwarzania kompozytów krzemiano-organicznych

Mastalska J., Izak P., Kochanowski A., Stempkowska A.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 3

490-494

PL

W pracy przedstawiono rezultaty badań dotyczących sposobu otrzymywania kompozytów krzemiano-organicznych opartych na bazie monomerów akrylowych i szkła wodnego sodowego. Kierując się wstępnymi wynikami badań, przyjęto trzy różne algorytmy postępowania: 1) wprowadzenie monomerów akrylowych do szkła wodnego, a następnie polimeryzacja powstałej mieszaniny; 2) uzyskanie struktury żeli krzemiano-polimerowych poprzez wykorzystanie sorpcji wodnych roztworów przez hydrożele; 3) wykorzystanie technik mieszanych polegających na wprowadzeniu roztworu szkła wodnego do hydrożelu i utwardzeniu otrzymanej mieszaniny. Otrzymane kompozyty badano pod względem stopnia przezroczystości oraz ich barwy. Przeprowadzono także testy ogniowe w zakresie EI. Wyniki badań wykazały, że dwa ostatnie schematy postępowania dają najlepsze rezultaty. Kompozyty otrzymane tą drogą posiadają właściwości ognioochronne i mogą znaleźć zastosowanie w budownictwie.

EN

The paper presents the results of a study on how to obtain transparent silicate-organic composite materials based on acrylic monomers and water glass. Guided by the preliminary studies, we accepted three different methods: (i) introduction of acrylic monomers to water glass, and then polymerization of the resultant mixture; (ii) obtaining the structure of silica-polymer gels through the use of sorption of aqueous solutions by hydrogels; (iii) using mixed techniques based on introduction of the water glass solution to hydrogel and then curing the resultant mixture. The obtained composite materials were tested in terms of transparency grade and colour. The ability to create apertures in EI class during the fire tests was also analyzed. Analysis of the results led to the conclusion that further proceedings concerning the preparation of transparent silicate-organic composites should develop last two schemes of the procedure, because they gave the best results. The composites obtained in this way have a fi re protection property and can be used in building engineering.