بررسی تاثیر مواد افزودنی بر هدایت گرمایی چندسازه سیمان- الیاف گیاهی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، گروه علوم و صنایع چوب وکاغذ، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران

2 کارشناسی ارشد، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه

3 دانشیار، گروه علوم و صنایع چوب وکاغذ، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران

چکیده

در این پژوهش چندسازه‌های الیاف – سیمان نوع A و B با هدایت گرمایی کم تولید شد. چند‌سازه‌ها‌ی نوع B از 15 و 25 درصد الیاف گیاه دم‌اسبی (Equisetum telmateia)، صفر، 7 و 10 درصد ژل میکروسیلیس و صفر، 20 و 30 درصد خاکستر سبک، ساخته شدند. در چندسازه‌های نوع A به جای خاکستر سبک، صفر، 08/0 و 1/0 درصد میکرو پودر آلومینیوم (همه بر پایه جرم خشک سیمان)، برای تولید چندسازه‌هایی با چگالی و ضخامت  اسمی g/cm³ 1/1 و mm 13 مورد استفاده قرار گرفت. نتایج به دست آمده از بررسی تاثیر این مواد بر هدایت گرمایی چند سازه‌های یاد شده نشان داد که افزایش میزان هر کدام از آن‌ها اثر معنی‌داری بر کاهش هدایت گرمایی چندسازه‌های تولید شده داشته است. کم‌ترین ضریب هدایت گرمایی در چندسازه‌ها‌ی A مربوط به چندسازه‌ی ساخته شده از 25 درصد الیاف، 10 درصد ژل میکروسیلیس و 1/0 درصد پودر آلومینیوم بود که برابر W/mK 14/0 تعیین شد. در چندسازه‌های نوع A‌ با افزایش پودر آلومینیوم تا 1/0 درصد، ژل میکروسیلیس تا 10 درصد و 25- 15درصد الیاف، هدایت گرمایی به ترتیب در حدود 36، 78/34 و 86/42 درصد کاهش یافت. کمترین ضریب هدایت گرمایی در مورد چندسازه‌های نوع B معادل W/mK 17/0 و مربوط به چندسازه‌ی دارای 25 درصد الیاف، 10 درصد ژل میکروسیلیس و 30 درصد خاکستر سبک تعیین شد. در چندسازه‌های نوع B با افزایش خاکستر سبک  تا 30 درصد، ژل میکروسیلیس تا 10 درصد و 25- 15 درصد الیاف، هدایت گرمایی به ترتیب در حدود 18/39، 5/37 و 62/47 درصد کاهش نشان داد.

کلیدواژه‌ها


1-American Society of Heating, Refrigerating, and Air Conditioning Engineers (ASHRAE). Handbook of Fundamentals, Atlanta, GA, USA, 2001 [Chapter 23].

2-Arellano Aguilarr.R., Burciaga Diaz,O., Escalante Garcia, J.I.,(2010). Lightweight concretes of activated metakaolin-fly ash binders, with blast furnace slag aggregates. Construction and Building Materials 24:1166–1175.

3- Arsene, MA., Okwo, A., Bilba, K., Soboyejo, ABO., Soboyejo, WO.,(2007) Chemically and thermally treated vegetable fibers for reinforcement of cement-based composites. Mater Manuf Process;22:214–27.

4-Benazzouk,A., Douzane, O., Mezreb, K., Laidoudi, B., Queneudec, M., (2008). Thermal conductivity of cement composites containing rubber waste particles: Experimental study and modeling. Construction and Building Materials ,PP.573–579.

5-Bilba, K., Arsene, MA., Ouensanga, A.,(2004). First step of valorization of dictame fibers by elaboration of cementitious composites. In: Proccedings of NOCMAT  conference, Pirassununga, October–November;. p. 1–6.

6-Bilba, K., Ouensanga, A.,(1996). Fourier transform infrared spectroscopic study of thermal degradation of sugar cane bagasse. J Anal Appl Pyrol;38:61–73.

7-Bouguerra A, Laurent JP, Goual MS, Queneudec M. The measurement of the thermal conductivity of solid aggregates using the transient plane source technique. J Appl Phys 1997;30:2900–4.

8- Boustingorry, P., Grosseau, P., Guyonnet, R., Guilhot, B.,(2005) The influence of wood aqueous extractives on the hydration kinetics of plaster. Cem Concr Res;35:2081–6.

 

9-Cerny,R.,Podebadska,J.,Totova,M.,Toman,J.,Drachalova,J.,Rovnanikova,P.,anad Bayer,B.,(2004).Hygrothermal properties of glass fiber reinforced cements subjected to elevated temperature. Materials and Structures/Materiaux et Constrauctions, vol.37,November, pp 598-607.

10-Coutts, R.S.P.,(1992). From forest to factory to fabrication. In: Swamy RN, editor. In: Proceedings of the 4th international symposium of fibre reinforced cement and concrete. London: E & FN Spon; p. 31–47.

11-Demurboga, R., Gu, l R.,(2003). The effects of expanded perlite aggregate, silica fume and fly ash on the thermal conductivity of lightweight concrete. Cement Concrete Res;33:723–7.

12-Duman, V., Mladenovic, A., Suput, JS.,(2002). Lightweight aggregate based on waste glass and its alkali-silica reactivity. Cement Concrete Res;32:223–6.

13-Epstein, E.,(1999).silicon.Annual Review of Plant Biology;50, pp. 641-664.

14-Eusebio DA. Manufacturing parameters on the properties of cement-bonded boards using sugarcane baggase. In: Jorge FC, editor. ICECFOP1 – International conference on environmentally-compatible forest products. Oporto, Portugal: FernandoPessoaUniversity; 22–24 September 2004. p. 149–60.

15-Fedroff, D., Ahmed, S., Savas, DZ.,(1996). Mechanical properties of concrete with ground waste tire rubber. Transport Res Rec;1532:66–72.

16- Fu,X.,Chung,D.D.L.,(1999).Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behavior of cement paste, ACI Mater. J. 96 (4) 455– 461.

17-Goual,M.S.,Bali,A.,de Barquin,F.,Dheilly,R.M.,Queneudec,M.,(2006). Isothermal moisture properties of Clayey Cellular Concretes elaborated from clayey waste, cement and aluminium powder. Cement and Concrete Research 36: 1768–1776.

18-John, VM., Cincotto, M.A., Sjostrom, C., Agopyan, V., Oliveira, C.T.A.,(2005). Durability of slag mortar reinforced with coconut fibre. Cem Concr Compos;27:565–74.

19-Juarez, C., Duran, A., Valdez, P., Fajardo, G.,(2007). Performance of ‘‘Agave lecheguilla” natural fiber in Portland cement composites exposed to severe environment conditions. Build Environ;42:1151–7.

20-Karade,S.R.,(2010).Cement-bonded composites from lignocellulosic wastes. Construction and Building Materials 24 :1323–1330.

21-Kaufman,P.B.,LaCroix,J.D.,Dayanandan,P.,Allard,L.F,Rosen,J.J.,Bigelow.W.C. (1973).Silicification of developing internodes in the perennial scouring rush (Equisetum hyemale.Dedevelopmental Biology;31(1),pp.124-135.

22-Kearsley, EP., Wainwright, P.J.,(2001). The effect of high fly ash content on the compressive strength of foamed concrete. Cement Concrete Res;31:105–12.

23- Khedari, J., Suttisonk, B., Pratinthong, N., Hirunlabh, J.,(2001). New lightweight composite construction materials with low thermal conductivity. Cem Concr Compos;23:65–70.

24-Laukaitis,A.,Zurauskas,R.,Keriene.J.,(2005).The effect of foam polystyrene granules on cement composite properties. Cement Concrete Comp;27:41–7.

25-Neville, A.M.,(1995). Light weight concrete. In: Properties of concrete. United Kingdom: Wiley, John and Sons, Prentice Hall; ISBN 0582230705. p. 688–715.

26-Onesippe,C.,Passe-Coutrin,N.,Toro,F.,Delvasto,S.,Bilba,K.,Arsene,M.A.,(2010). Sugar cane bagasse fibres reinforced cement composites: Thermal considerations . Composites: Part A 41.549–556.

28-Serge,N.,Joekes,I.,(2000).Use of tire particles as addition to cement paste. Cement Concrete Res;30:1421–5.

29-Simatupang,M.H.,Seddig,N.,Habighorst,C.,Geimer,R.L.,(1991).Technologies for rapid production of mineral-bonded wood composite boards. In: Proceedings of the inorganic bonded wood and fiber composite materials forest products research society, Madison, WI; p. 14–7.

30-Soni,s.l.,Kaufman,P.B.,Bigelow,W.C.(1971).Studies on silicon accumulation in developing internodal epidermal cells of Cyperus alternifolius.Micron;3(3),pp348-356.

31-Sudin R, Swamy N. Bamboo and wood fibre cement composites for sustainable

infrastructure regeneration. J Mater Sci 2006;41:6917–24.

34-Wang,J., Carson, J.K., North, M.F., Cleland,D.,(2006).A new approach to modelling the effective thermal conductivity of heterogeneous materials. Int J Heat Mass Transfer;49:3075–83.