Araştırma özeti · KF-ARS-041
Yeni bağlayıcı karışımlarıyla kenevir-kireç kompozitlerin mekanik ve higrotermal özellikleri
Hempcrete'in tek bir performans değeri yoktur: karışımın yoğunluğu, bağlayıcı türü ve su miktarı sonucu birlikte belirler. Bu çalışma sekiz farklı karışımı aynı deney setinden geçirerek bu bağımlılığı ölçüyor.
Tek cümlede bulgu
- 1:1 bağlayıcı-kenevir oranı ve 300-400 kg/m³ yoğunlukta hazırlanan karışımlar, taşıyıcı olmayan yalıtım dolgusu için yeterli mekanik ve higrotermal özellik gösterdi.
- Tüm numunelerin ortalama nem tamponlama değeri 2,78 g/(m²·%BN) ölçüldü.
Araştırma sorusu
Hempcrete karışımlarında kenevir şivesi oranını en üst düzeye çıkarmak, malzemeyi yalıtım dolgusu olarak kullanılamaz hale getirir mi? Çalışma ayrıca geri dönüştürülmüş kırık tuğlanın puzolan olarak kireç bağlayıcıda kullanılabilirliğini sınıyor; yazarlar bunun bu amaçla ilk kez denendiğini belirtiyor.
Yöntem
Şive-bağlayıcı oranı 1:1 sabit tutularak, hedef yoğunluk 300 ve 400 kg/m³ olacak şekilde sekiz karışım tasarımı ve su içeriği değişen on beş parti hazırlandı. Bağlayıcılarda sönmüş kireç yanında metakaolin, doğal hidrolik kireç ve geri dönüştürülmüş kırık tuğla puzolan olarak kullanıldı. Numuneler yedi günde kalıptan çıkarıldı ve 22 ± 1 °C, yaklaşık %50 bağıl nemde 21-28 gün kürlendi. Basınç dayanımı 28, 60 ve 90. günde ASTM D4832'ye, yarmada çekme 90. günde ASTM C496'ya göre ölçüldü. Isı iletimi ve özgül ısı ısı akı ölçer ile ASTM C518 ve ASTM C1784'e göre belirlendi. Nem tamponlama, NORDTEST protokolüne göre 23 ± 1 °C'de, 8 saat %75 ± 2 ve 16 saat %33 ± 2 bağıl nem çevrimiyle ölçüldü; MBV son üç kararlı çevrimin ortalaması alındı.
Bulgular
Numunelerin yaklaşık %91'i 300-350 kg/m³ aralığında kaldı; ortalama yoğunluk 323 kg/m³. Ortalama basınç dayanımı 0,28 MPa (standart sapma 0,098 MPa), aralık 0,11-0,47 MPa. Ortalama yarmada çekme dayanımı 0,024 MPa, aralık 0,0101-0,0348 MPa. Isı iletimi kuru numunelerde 0,087-0,096, nemli numunelerde 0,091-0,101 W/(m·K); özgül ısı kuru 1250-1421, nemli 1398-1557 J/(kg·K). Yoğunluk ile ısı iletimi arasında güçlü doğrusal ilişki bulundu (R² = 0,907). Kararlı durumda ortalama nem tamponlama değeri 2,78 g/(m²·%BN), standart sapma 0,24. %10 kırık tuğla içeren numuneler, yoğunlukları dikkate alındığında en düşük ısı iletimini ve en yüksek nem tamponlama kapasitesini verdi. Su içeriğinin artması, daha düşük yoğunlukta bile basınç dayanımını yükseltti.
Sınırlılıklar
Ölçümler laboratuvar numuneleri üzerinde yapıldı; gerçek bir duvar kurgusunun nem yükü, hava akımı ve yüzey kaplaması temsil edilmiyor. Sıkıştırma ve deney yönü, mekanik ve ısıl özellikler için en olumsuz durumu verecek şekilde seçildi. Yarmada çekme dayanımı, önceki çalışmaların değerlerinin altında kaldı; yazarlar bunu daha düşük yoğunluk ve bağlayıcı oranına bağlıyor. Uzun dönemli dayanıklılık ve bozunma çalışılmadı; yazarlar bunu gelecek çalışma olarak belirtiyor. Değerler kullanılan şive kaynağına ve bağlayıcı türlerine bağlıdır.
| Ölçüm | Değer | Koşul | Kaynaktaki yeri |
|---|---|---|---|
| Yoğunluk (ortalama) | 323 kg/m³ | tüm numuneler; en düşük 290, en yüksek 372 | Bölüm 3.1 |
| Basınç dayanımı (ortalama) | 0,28 MPa | 28-90 gün; aralık 0,11-0,47 MPa | Tablo 3 |
| Yarmada çekme (ortalama) | 0,024 MPa | 90 gün; aralık 0,0101-0,0348 MPa | Tablo 3 |
| Elastisite modülü (ortalama) | 7,46 MPa | aralık 3,16-10,84 MPa | Tablo 3 |
| Isı iletimi — kuru | 0,087-0,096 W/(m·K) | 105 °C'de kurutulmuş numune | Tablo 4 |
| Isı iletimi — nemli | 0,091-0,101 W/(m·K) | 22 ± 1 °C, ~%50 BN | Tablo 4 |
| Özgül ısı — kuru | 1250-1421 J/(kg·K) | ASTM C1784 | Tablo 4 |
| Özgül ısı — nemli | 1398-1557 J/(kg·K) | ASTM C1784 | Tablo 4 |
| Nem tamponlama (MBV) | 2,78 g/(m²·%BN) | NORDTEST; %75/%33 BN çevrimi; ss 0,24 | Şekil 7 |
Bu çalışmayı alıntıla
Abdellatef, Y., Khan, M. A., Khan, A., Alam, M. I., Kavgic, M. (2020). Mechanical, Thermal, and Moisture Buffering Properties of Novel Insulating Hemp-Lime Composite Building Materials.
Materials 13(21): 5000. doi:10.3390/ma13215000
Sık sorulan sorular
Hempcrete taşıyıcı duvar olarak kullanılabilir mi?
Bu çalışmada ölçülen basınç dayanımı ortalama 0,28 MPa'dır ve yazarlar karışımları taşıyıcı olmayan yalıtım dolgusu için uygun buluyor. Yükü ahşap veya çelik iskelet taşır.
Şive oranını artırmak yalıtımı iyileştirir mi?
Yoğunluk düştükçe ısı iletimi de düşüyor: 290-310 kg/m³ numuneler, 320-336 kg/m³ olanlara göre %8-13 daha düşük ısı iletimi gösterdi. Aynı yönde basınç dayanımı da düşer, yani seçim bir denge sorusudur.
Nem tamponlama değeri ne anlama geliyor?
Malzemenin nemi emip geri verme kapasitesinin ölçüsüdür. Bu çalışmada ortalama 2,78 g/(m²·%BN) ölçüldü; yazarlar bunu literatürde bildirilen 2,14 ve 3,47 değerleri arasında konumlandırıyor.
Kırık tuğla neden kullanılmış?
Yıkım atığı tuğla, kirece karşı reaktif bir puzolandır. %10 kırık tuğla içeren numuneler yoğunluklarına göre en düşük ısı iletimini ve en yüksek nem tamponlama kapasitesini verdi; amaç yerel ve geri dönüştürülmüş malzemeyle bağlayıcı üretmek.
Bu çalışmaya atıf yapan sayfalar
Aşağıdaki sayfalar bu araştırmaya atıf yapıyor.