Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Development of lightweight geopolymer composites containing perlite and vermiculite

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

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2023

|

Vol. 117, nr 2

49--56

EN

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

2

Analysis of the effects of using various backfill materials in the buried pipelines construction

Kliszczewicz Barbara

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 4

227--245

EN

In the article the effects of backfilling an underground, flexible pipeline, using natural materials (ground backfill) and modified materials, so called Lightweight Backfilling Materials (LBMs) were analyzed. These materials, thanks their lower density, have a positive effect on reducing the loads on the underground pipeline and, consequently, reducing deformations and stresses in its wall. LBMs include lightweight expanded clay aggregates, recycled tire chips used directly in the trench or mixed with the soil, foam concrete, foam glass (granules or plates), and expanded polystyrene, embedded in the ground in the form of blocks. The assessment of the effects of modifying the backfill of the underground pipeline was carried out by means of multi-variant numerical analysis in which models of the pipe-soil system in a plane strain state (2D model) were tested. In these models PEHD pipes were represented, with differential of their diameter (DN315, DN600) and stiffness (SDR), as well as trenches of various shapes (trench with vertical walls and with sloping walls). In the numerical calculations, two variants of trench filling were analyzed: full filling with soil and filling with selected LBMs (expanded clay aggregates, expanded polystyrene, tire chips mixed with soil) in layers separated in the backfill. The results of numerical calculations for particular variants of the models were analyzed in terms of the distribution of vertical displacements and stresses in the soil and pipe deformation. The received pipe deflections and circumferential stresses in their wall were related to the permissible values for PEHD pipes.

PL

W niniejszej publikacji podjęto próbę zbadania efektów zastosowania wybranych materiałów typu LBMs w budowie podziemnych rurociągów PEHD. Badanie to przeprowadzono za pomocą wielowariantowej numerycznej analizy modelu 2D układu rura-grunt, wykonanej w programie ZSOIL [10]. Modele FEM, zbudowane na potrzeby analizy numerycznej, reprezentują rurociąg PEHD ułożony w gruncie metodą wykopową. Modele te typu 2D (płaski stan odkształcenia) przedstawiają przekrój poprzeczny rurociągu o jednostkowej długości, otoczonego gruntem (układ rura-grunt). W analizie rozpatrzono dwa warianty kształtu wykopu (wąski o ścianach pionowych i szeroki o ścianach nachylonych) oraz trzy warianty częściowego wypełnienia wykopów warstwami keramzytu (ozn. LECA), bloczkami z polistyrenu spienionego (ozn. EPS), odpadami gumowymi zmieszanymi z gruntem (ozn. TDA). Obliczenia wykonano dla 64. różnych modeli układu rura-grunt. Przedmiotem analizy były podatne rury PEHD, o średnicach DN315 i DN600 i zróżnicowanych sztywnościach (SDR 11, SDR 21, SDR 26 i SDR 41). Rury ułożone zostały na warstwie podsypki o grubości 0,2 m i obsypane gruntem (obsypka) na wysokość 0,3 m ponad górny punkt rury. Pozostała część wykopu wypełniona była wyłącznie gruntem (ozn. SOIL), lub wariantowo gruntem, do którego wprowadzano warstwę materiałów LBMs (grubość warstw 0.8 m). Na górnej krawędzi modeli, w strefie o szerokości odpowiadającej szerokości wykopu, przyłożono obciążenie LF, o charakterze statycznym, równomiernie rozłożonym. W wykonanych analizach numerycznych, które miały charakter przyrostowo-iteracyjny, obciążenie to narastało liniowo od wartości 0 do wartości 150 kN/m2. Warstwy gruntu, keramzytu i odpadów gumowych zmieszanych z gruntem modelowano za pomocą modelu Mohra-Coulomba, warstwę EPS ora z rurę PEHD – w zakresie sprężystym. Wykonane obliczenia numeryczne dostarczyły bardzo szeroką paletę wyników w zakresie przemieszczeń węzłów i napreżeń w elementach modeli. W artykule zaprezentowano tylko niektóre z nich, głównie te w których uzyskano ekstremalne analizowane wartości. Prezentowana wielowariantowa analiza numeryczna modeli układu rura-grunt nie pozwala jednak na sformułowanie uniwersalnych wniosków dotyczących efektów zastosowania warstw z wybranych materiałów jako częściowego wypełnienia wykopów. Wynika to z faktu, iż do obliczeń wprowadzono konkretne wartości parametrów poszczególnych stref materiałowych. Ponadto analizy MES mają charakter przybliżony. Należy zatem traktować prezentowaną analizę jako pewne studium przypadku, na podstawie którego można skomentować tendencje w badanych efektach.

3

Badanie kompozytu opartego na lekkich wypełniaczach (len i perlit) do zastosowań w budownictwie jako materiał ścienny

Fic S., Brzyski P.

Przegląd Budowlany

|

2015

|

R. 86, nr 2

30--35

PL

Zgodnie z zasadami zrównoważonego rozwoju w budownictwie coraz częściej wykorzystuje się ekologiczne materiały budowlane, które powstają na bazie produktów oddziałujących neutralnie lub pozytywnie na środowisko naturalne, np. pochłaniając dwutlenek węgla obecny w atmosferze. Przykładami są materiały celulozowe, takie jak odpady poprodukcyjne z lnu i konopi. W niniejszym artykule skupiono się na przedstawieniu wyników badań nad lekkim kompozytem na bazie słomy lnianej wraz z włóknem oraz perlitu ekspandowanego związanego modyfikowanym spoiwem wapiennym. Przebadano podstawowe właściwości mechaniczne oraz fizyczne trzech receptur kompozytu. Docelowym zastosowaniem badanego kompozytu jest wypełnienie konstrukcji szkieletowej ścian.

EN

According to the rules of sustainable development applicable in the building industry, more and more often building materials which are created on the basis of products which have no or which have positive impact on the environment are being use. Such positive impact is visible e.g. within the capability of absorbing the atmospheric carbon dioxide. Cellulose based materials, such as post-production waste from flax and hemp, may be a good example here. The present article is focused on presenting the results of research carried out with regards to the light composite material based on light flax straw along with the fibres and expanded pearlite, which is fixed with a modified calcium-based binding agent. The basic mechanical and physical properties of three possible compositions of the composite materials have been analyzed. Filling the structures of the wall - this is the basic purpose of the material which is being tested.

4

Wybrane właściwości lekkich kompozytów na bazie wypełniaczy celulozowych do zastosowania w budownictwie ekologicznym

Fic S., Brzyski P., Szewczak A., Jarosz-Hadam M.

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

|

2015

|

z. 62, nr 2

61--70

PL

Dynamiczny rozwój współczesnej technologii materiałowej w budownictwie energooszczędnym oparty jest na poszukiwaniu rozwiązań ekologicznych pozwalających na ograniczenie kosztów produkcji i wbudowania na miejscu budowy, a w konsekwencji na wykonywaniu obiektów przyjaznych dla środowiska. Istotne znaczenie, oprócz kosztów, ma tutaj także dostępność, łatwość zastosowania, skuteczność oraz opcjonalne dalsze kierunki rozwoju danego rozwiązania. Dzięki temu coraz szersze zastosowanie znajdują materiały pochodzenia naturalnego oraz materiały będące odpadami procesów przemysłowych lub recyklingu. W przypadku budownictwa energooszczędnego jednym z kryteriów poddanych badaniom jest możliwość uzyskania materiałów budowlanych o niskim współczynniku przewodzenia ciepła charakteryzujące się jednocześnie odpowiednią wytrzymałością. Poniższe opracowanie opisuje doświadczalną próbę wykonania kompozytu na bazie wapna, cementu portlandzkiego, pucolan, kruszywa lekkiego, słomy i włókna lnianego i łodygi konopnej. W pierwszej części przedstawione zostały receptury wykorzystane do wykonania próbnych zarobów spoiw. Na podstawie uzyskanych wyników badań średniej wytrzymałości spoiw na ściskanie określono przydatność poszczególnych spoiw do wykonania kompozytu. W drugiej części przedstawiono efekt wykorzystania spoiwa o najlepszych parametrach wytrzymałościowych do wykonania dwóch kompozytów w oparciu o dodatek kruszywa lekkiego oraz lnu (pociętej słomy i włókna) i konopi (pocięty rdzeń). Porównano także otrzymane wyniki właściwości mechanicznych (spoiw i kompozytów) oraz cieplnych – współczynnik przewodzenia ciepła uzyskanych kompozytów W opracowaniu zawarto także wnioski z badań oraz określono możliwe dalsze kierunki rozwoju zaproponowanych rozwiązań w oparciu o nowe doświadczenia.

EN

Dynamic development of modern materials technology in energy-saving building industry is based on search for environmental solutions enabling reduction of production cost and installation on the construction site, which consequently leads to building of eco-friendly objects. In addition to costs, other crucial factors include availability, ease of application, effectiveness, and optionally, further directions of the solution development. This allows for increased use of natural materials, and materials which constitute waste in the industrial processes or are products of recycling. In case of energy-saving building industry, one of the testing criteria is a possibility of achieving the building materials with a low coefficient of thermal conductivity, characterized by the adequate strength at the same time. This paper describes the experimental test of preparing the composite based on lime, portland cement, pozzolans, lightweight aggre-gate, flax straw and fiber, and core of hemp for use in building industry. The first part presents the recipes applied to make sample mixing binders. Based on the results of testing the average compressive strength of binders, the suitability of various binders to make the composite has been determined. The second part demonstrates the effect of using a binder with the best strength parameters to prepare two composites based on the addition of a lightweight aggregate and flax (chopped straw and fiber) and hemp (chopped core). The paper also compares the results of the mechanical properties (binders and composites) and thermal properties – thermal conductivity (composites). The study also includes the conclusions of the research and identifies possible directions of future development of the proposed solutions in light of new experiences.