The hemp-lime composite is a material with high porosity; therefore, it has a high ability to absorb water. Long-term contact of the composite with water is a destructive factor for the material due to the content of organic components and the lack of a hydraulic binder. It is important to look for ways to modify the composition of the composite in order to reduce water absorption. In traditional old construction, acid casein was used to improve the strength and water resistance of lime mortars. In this study, the influence of the admixture of casein in the amount of 1, 3, 5% of the binder mass on the water absorption and capillary rise of the hemp-lime composite was examined. Both the content of shives and the admixture of animal origin may contribute to the development of biological corrosion, which is why microbiological tests were performed on composite samples using the impression and swab method. As the casein content increased, the water absorption of the composite was reduced. The rate of capillary rise and the amount of rising water were also reduced. The addition of casein limited the ability to absorb water without significantly increasing the susceptibility to the development of microorganisms. The research should be extended to include, among others: the influence of this admixture on the composite's vapor permeability and mechanical properties.
Celem artykułu jest przedstawienie słabo rozpoznanej w Polsce technologii budowlanej wykorzystującej do wznoszenia przegród mieszankę konopno-wapienną – hempcrete. W artykule scharakteryzowano materiał na podstawie przeglądu światowych publikacji oraz obserwacji i analizy praktycznych zastosowań materiału. Zebrane dane wskazują na możliwości stosowania tej technologii w Polsce i określają warunki, które muszą zostać spełnione, aby stało się to efektywne. Popularyzacja zagadnienia ma na celu zachęcenie do inicjowania badań w tym obszarze przez specjalistów różnych branż. Potrzebne jest także usystematyzowanie wiedzy o tym popularnym i obecnie nośnym społecznie zagadnieniu technicznym, które z uwagi na braki w polskojęzycznej literaturze naukowej jest często w źródłach popularnonaukowych przedstawiane w sposób niepełny lub błędny.
EN
An aim of the article is to present a little known in Poland building technology which uses hemplime mixes (hempcrete) to construct building partitions. The material was characterised basing on world-wide scientific publications and also on observations and analyses of practical applications of the material. The gathered data indicate the capabilities of using the technology in Poland as well as conditions to be fulfilled to make it effective. Popularisation of the issue aims at encouraging specialists of different branches to initiate scientific research. There is also the need to systemise the knowledge of this popular technical issue, which due to lack of literature in Polish is often presented incompletely or incorrectly in popular science sources.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Wytrzymałość na ściskanie kompozytu konopno-wapiennego wynosi od ok. 0,2 do ponad 2 MPa, przy czym jest ona uznawana często za cechę drugorzędną, ponieważ materiał zazwyczaj nie ma zastosowania konstrukcyjnego. W prezentowanych badaniach analizowano wytrzymałość kompozytów: wytworzonych na bazie różnego spoiwa, o różnej gęstości będącej efektem różnego zagęszczenia mieszanki, różnego jej przygotowania i różniących się warunkami sezonowania próbek. Wyniki badań są zbieżne z wynikami z porównywalnych badań i dostarczają informacji na temat właściwości kompozytu oraz wniosków z procedury badania.
EN
Compressive strength of the composite oscillates in the range from about 0.2 to more than 2 MPa. However, it is often considered as a secondary feature because the material usually has no structural applications. In the presented tests, the strength of following composites has been verified: made with the use of different composition of the binder, with different densities resulting from varying degrees of compression of the mix, with different procedure of preparation of the mixture, with different curing conditions of samples. The results presented in this study fall within the range of results from comparable studies and provide information on properties of the composite as well as conclusions from the test procedure itself.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule zaprezentowano obszary zastosowania technologii kompozytów konopno-wapiennych, które wnoszą istotny wkład w rozwój budownictwa przyjaznego środowisku i człowiekowi. Ponadto wskazano możliwości jej zastosowania w polskich warunkach i szczegółowo omówiono ekologiczne właściwości materiałów. Jest to kontynuacja publikacji „Kompozyty konopno-wapienne (hempcrete)", opublikowanej w miesięczniku „Materiały Budowlane" nr 7/2016, w której scharakteryzowano omawianą technologię.
EN
The article identifies areas of hemp-lime composites technology, which have a significant potential for development of eco - and human - friendly construction and indicates the possibility of its application in polish conditions. The article focuses on ecological properties of the material. It is a continuation of the publication „Hemp - lime composites (hempcrere)" (Materiały Budowlane 07/2016), in which the discussed technology was characterized.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Celem niniejszego artykułu jest ukazanie możliwości zastosowania wybranych materiałów pochodzenia naturalnego w budownictwie jednorodzinnym. Impulsem do wykonania studialnej pracy projektowej jest wzrost globalnej emisji dwutlenku węgla, w którym sektor budowlany odgrywa istotną rolę. Rozwiązaniem ograniczającym emisję gazów cieplarnianych jest stosowanie materiałów biodegradowalnych, wśród których możemy wyróżnić kompozyt konopno-wapienny. Dzięki praktycznym cechom, konopia jest masowo wykorzystywana w różnorodnych gałęziach przemysłu w tym w architekturze. W pracy dyplomowej inżynierskiej zwrócono szczególną uwagę na możliwość zastosowania kompozytu konopnego w projektowanych elementach architektonicznych. Przyjęto założenie minimalizacji materiałów o niekorzystnych właściwościach i dużym śladzie węglowym, zmniejszając tym samym zużycie energii oraz negatywne oddziaływanie budynków mieszkalnych na środowisko.
EN
The purpose of this article is to show the possibility of using selected materials of natural origin in single-family housing. The impulse to carry out study design work is the increase in global carbon dioxide emissions, in which the construction sector plays an important role. The solution to reduce greenhouse gas emissions is the use of biodegradable materials, among which we can distinguish a hemp-lime composite. Thanks to its practical features, hemp is widely used in various industries, including architecture. In the engineering diploma thesis, special attention was paid to the possibility of using hemp composite in the designed architectural elements. The assumption was made to minimize materials with unfavorable properties and a large carbon footprint, thus reducing energy consumption and the negative impact of residential buildings on the environment.
Kompozyty wapienno-konopne są przedmiotem intensywnych badań ze względu na ich walor proekologiczny oraz potwierdzoną użyteczność w zastosowaniu w budownictwie. Tematem artykułu jest analiza prac naukowo-badawczych prezentujących właściwości tego typu materiałów umożliwiające oszczędność energii podczas użytkowania budynku. Zebrane wyniki potwierdzają wieloaspektowy potencjał kompozytów w omawianym zakresie i skłaniają do podjęcia prac nad implementacją rozwiązań w budownictwie krajowym.
EN
Hemp-lime composites are the subject of intensive research due to their pro-ecological value and proven usefulness in construction applications. The subject of the article is the analysis of scientific and research works presenting the properties of this type of materials enabling energy saving during the use of the building.The collected results confirm the multifaceted potential of the composites in the discussed scope and prompt to undertake work on the implementation of solutions in domestic construction.
The present paper presents results of a study on hemp-lime composite - a novel building material which is gaining attention thanks to its pro-ecological values, as well as interesting hygrothermal characteristics. The thermal conductivity and vapour permeability tests were performed on composites which varied in terms of composition and density as a result of use of various binders, different proportions of ingredients in a mixture and different compaction level during manufacturing with the use of the tamping method. The results obtained, indicating low thermal conductivity and very high vapor permeability, were tabulated with results of compressive strength obtained in the previous study on the same types of composites. The conclusions emphasise supreme importance of apparent density on properties of material, rather than binder composition - which exerts a significant effect only on compressive strength. The results of the performed tests were applied for determination of external walls’ construction, which were subjected to analysis of risk of interstitial water vapor condensation according to Glaser method. For locations in all Polish climatic zones, no condensation or only a small amount thereof, in which case it does not accumulate in subsequent years, was found.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań kompozytów konopno-wapiennych (hempcrete) - nowego materiału budowlanego, który zyskuje zainteresowanie dzięki swoim zaletom proekologicznym (niska energia wbudowana i ślad węglowy) oraz ciekawym właściwościom cieplno-wilgotnościowym. Hempcrete jest wytwarzany poprzez zmieszanie paździerza konopnego (łodygi rośliny Cannabus Sativa L poddanej obróbce mechanicznej), spoiwa wapiennego (najczęściej mieszaniny różnych spoiw o największym udziale wapna hydratyzowanego) oraz wody. Źródła literaturowe wskazują, że materiał charakteryzuje się niewielką wytrzymałością na ściskanie (w zakresie 0,1÷0,9 MPa), niskim przewodnictwem cieplnym (0,07÷0,14 W/(m·K)) i niewielkim oporem dyfuzyjnym (μ = ok. 5). Podstawowym zastosowaniem materiału jest wypełnienie ścian o drewnianym szkielecie nośnym. Stosuje się także mieszanki o mniejszym udziale spoiwa do wykonywania poziomych warstw izolacji termicznej oraz o większym udziale spoiwa do warstw izolacyjnych w podłodze na gruncie, a także mieszanki tynkarskie. Badania wykonano na kompozytach różniących się składem i gęstością w wyniku zastosowania różnego spoiwa (spoiwa specjalnego i jego zamiennika z ogólnodostępnych substancji wiążących), różnych proporcji składników w mieszance (większy i mniejszy udział spoiwa) oraz zróżnicowanego stopnia zagęszczenia podczas wytwarzania metodą ubijania. Wyniki wskazujące na współczynnik przewodzenia ciepła (określony wg EN 12664:2002) w zakresie 0,09÷0,13 W/(m·K) dla gęstości 323÷430 kg/m3 oraz bardzo mały współczynnik oporu dyfuzyjnego (określony wg EN ISO 12572:2016) - w zakresie 2,8÷4,7 dla gęstości 308÷415 kg/m3. Otrzymane wyniki podkreślają nadrzędne znaczenie gęstości objętościowej dla właściwości materiału; rodzaj spoiwa ma istotny wpływ jedynie na wytrzymałość na ściskanie, lecz niewielkie znaczenie dla wartości λ i μ w badanych zakresach. Zauważalne jest także znaczenie porowatości - kompozyt o bardziej zwartej strukturze charakteryzują wyższe wartości λ i μ niż kompozyt mniej zwarty o tej samej gęstości objętościowej. Wyniki badań laboratoryjnych posłużyły do określenia konstrukcji dwóch ścian zewnętrznych o współczynniku przenikania ciepła równym 0,2 W/(m2·K), które następnie poddano analizie ryzyka wgłębnej kondensacji pary wodnej dla 6 lokalizacji w Polsce należących do stref klimatycznych I-V. Analiza metodą Glasera wg EN ISO 13788:2012 wykazała niewielką ilość kondensacji w ścianie jednowarstwowej (wykończonej tynkiem glinianym od wewnątrz i tynkiem wapiennym od zewnątrz) w 2 lokalizacjach: Olsztyn (strefa IV) i Suwałki (strefa V), niemniej obliczono, że cały kondensat odparowuje w okresie wiosenno-letnim, a także brak kondensacji w ścianie warstwowej z pustką powietrzną w każdej z analizowanych lokalizacji. Wyniki wskazują na możliwość spełnienia wymagań przepisowych zawartych w „Warunkach Technicznych”, aczkolwiek konieczne są dalsze badania nad trwałością przegród oraz analiza kondensacji z zastosowaniem modeli fizycznych uwzględniających dużą pojemność wilgotnościową materiału.
W pracy przeanalizowano wpływ składu kompozytu wapienno konopnego na kluczowe właściwości mechaniczne i fizyczne. Artykuł zawiera wyniki badań wytrzymałości na ściskanie, paroprzepuszczalności oraz przewodności cieplnej kompozytu w zależności od składu mieszanek. Mieszanki różniły się miedzy sobą składem spoiwa oraz proporcjami spoiwa do paździerzy konopnych. Uzyskane wyniki porównano z wynikami z innej literatury naukowej. Na tej podstawie sformułowano wnioski, że skład spoiwa ma drugorzędne znaczenie na analizowane właściwości fizyczne i mechaniczne kompozytu wapienno konopnego. W toku badań i analiz wyników wykazano, że kluczowy wpływ na właściwości kompozytu wapienno konopnego ma jego gęstość. Wykazano również, na zależy ona od proporcji spoiwa do kruszywa. Rodzaj zastosowanego spoiwa ma drugorzędne znaczenie dla właściwości materiału. Z tego powodu zaleca się stosować spoiwa jak najbardziej ekologiczne, takie jak metakaolin, aby wpływ materiału na środowisko był jak najniższy.
EN
The following work analyzes the effect of the composition of a hemp-lime composite on key mechanical and physical properties. The article contains results from testing the compressive strength, vapor permeability, and thermal conductivity of the composite, depending on the composition of the mix. The mixes differed from each other in binder composition and in the proportion of binder to hemp shives. The obtained results were compared with the results from other scientific literature. Based on this, conclusions were drawn that the binder composition is of secondary importance for the analyzed physical and mechanical properties of the hemp-lime composite. The main property that determines the values of the thermal conductivity coefficient as well as the compression strength is the density of the material, which depends on the proportion of binder to aggregate and the level of compaction of the mix. The value of the diffusion resistance coefficient of the analyzed material was very low regardless of the composition of the composite.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Kompozyt wapienno-konopny (hempcrete) stosowany jest w budownictwie od ponad 30 lat. Głównymi jego zaletami są właściwości cieplno-wilgotnościowe oraz niewielki wpływ na środowisko. Artykuł przedstawia literaturowy przegląd metod badawczych i wyników badań w celu opisania trwałości kompozytu. Materiał wykazuje odporność na zmienne warunki wilgotnościowe oraz korozję biologiczną i chemiczną, ale w kontakcie z wodą traci wytrzymałość mechaniczną. Przegląd literatury wskazuje na złożoność problematyki oraz liczne ograniczenia techniczne i metodologiczne skutkujące brakiem jednoznacznych wniosków.
EN
Hemp-lime composite (hempcrete) has been used in construction for over 30 years. The main advantages of the material are thermal and hygric properties and low environmental impact. The article presents a literature review of research methods and experimental results in order to describe the durability of the composite. The material is resistant to changing humidity conditions as well as biological and chemical corrosion, and at the same time loses its mechanical strength in contact with water. The literature review indicates the complexity of the issues and numerous technical and methodological limitations resulting in the lack of clear conclusions.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Hempcrete to kompozytowy materiał budowlany, w skład którego wchodzą paździerze konopne, spoiwo wapienne, woda oraz ewentualne dodatki. Naturalne pochodzenie materiału, niewielki nakład energii potrzebnej do jego wytworzenia, a w efekcie niski poziom emisji CO2 w całym cyklu życia oraz możliwość poddania procesowi całkowitego recyklingu powodują, że w połączeniu z bardzo dobrymi parametrami ochrony cieplnej jest to materiał ekologiczny, mogący wnieść istotny wkład w rozwój zrównoważonego budownictwa. Hempcrete obejmuje technologie różniące się: sposobem wykonania elementów budynku; charakterystyką i proporcją komponentów użytych do otrzymania kompozytu oraz sposobem jego wytwarzania. Z uwagi na te różnice, właściwości materiału zawierają się w bardzo szerokim zakresie.
EN
Hempcrete is a composite construction material, generally consisting of hemp shiv (hurd), lime–based binder, water and alternative additives. Natural origin of the material, its low embodied energy and consequently low CO2 emission in a whole life-cycle, its full recyclability and high thermal insulation properties makes the material truly ecological, possibly making important contribution to development of sustainable construction. Hempcrete technology is a wide-ranging definition which includes methods differing in: a way the elements of buildings are being done, characteristics and proportions of the components used to production of the composite and methods applied to its formation. Due to the aforementioned differences, properties of the material fall within a wide range.
Alternatywą dla zmniejszenia zużycia energii oraz związanej z tym emisji dwutlenku węgla w sektorze budownictwa jest wykorzystywanie naturalnych materiałów budowlanych np. pochodzenia roślinnego. Coraz częściej stosowane są odpady takie jak słoma, a w ostatnich latach również półprodukt upraw konopi włóknistej – paździerze, w połączeniu ze spoiwem wykazującym aspekty ekologiczne – wapnem. W niniejszym artykule skupiono się na scharakteryzowaniu kompozytu wapienno-konopnego wykorzystywanego w budownictwie. Opisano jego składniki, sposoby produkcji kompozytu oraz podstawowe właściwości charakterystyczne dla tego materiału, takie jak: paroprzepuszczalność, właściwości cieplne, odporność na korozję biologiczną oraz ogień, a także zachowanie mechaniczne materiału pod wpływem przyłożonego obciążenia.
EN
Using natural construction materials, e.g. created with the use of plants, constitutes a valid alternative, offering an option of reducing the energy consumption and carbon dioxide emission in the field of construction. Waste, such as straw, is being used more and more often in order to realize the construction works. In the recent years, also the fibre hemp semi-manufactured product – shove harle, along with the environmentally friendly binder – lime, has been also extensively used. The present article focuses on creating a profile of the hemp-lime composite, which is widely applied in construction works. Its ingredients, ways of manufacturing and basic properties have been described, including the vapour permeability, thermal properties, biological corrosion resistance, fire resistance and mechanical profile of the material and its behaviour present if load is applied.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.