English
Język Polski
Ocena długoterminowych właściwości użytkowych szkła piankowego jako podłoża izolacyjnego w zróżnicowanych warunkach wilgotnościowych i temperaturowych
DOI:
https://doi.org/10.24425/ace.2022.141879Abstrakt
W artykule przedstawiono ocenę właściwości szkła piankowego, popularnego materiału izolacyjnego stosowanego w różnych gałęziach przemysłu, m.in. w budownictwie, chemii i obronności, po kilku latach użytkowania w zmiennych warunkach obciążenia, temperatury i oddziaływania wody. Badaniom poddano materiał zastosowany jako podłoże izolacyjne pod stalowym zbiornikiem przemysłowym, który uległ awarii grożącej wyciekiem magazynowanego medium o temperaturze 200ºC. Po dokonaniu oceny makroskopowej i materiałowej próbek szkła piankowego, zbadano jego wytrzymałość na ściskanie, absorpcję wody oraz zachowanie się w złożonych warunkach obciążeniowych, termicznych i wilgotnościowych. Wyniki badań wykazały, że szkło piankowe poddane jednoczesnemu działaniu wody i podwyższonej temperatury ulega stopniowej degradacji, co skutkuje obniżeniem deklarowanych parametrów technicznych i utratą przydatności użytkowej. Oznacza to, że zapewnienie niezawodności szkła piankowego eksploatowanego w warunkach wysokich temperatur wymaga bezwzględnie skutecznego i trwałego zabezpieczenia tego materiału przed działaniem wody. Brak takiej ochrony może doprowadzić do poważnych i trudnych do usunięcia uszkodzeń nie tylko samego szkła piankowego, ale również konstrukcji, do izolacji której szkło piankowe zostało zastosowane.Bibliografia
[1] E. Bernardo, R. Castellan, S. Hreglich, I. Lancellotti, “Sintered sanidine glass-ceramics from industrial wastes”, Journal of the European Ceramic Society, 2006, vol. 26, no. 15, pp. 3335-3341, DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2005.09.110.
[2] A.M. Papadopoulos, “State of the art in thermal insulation materials and aims for future developments”, Energy and Buildings, 2005, vol. 37, no. 1, pp. 77-86, DOI: 10.1016/j.enbuild.2004.05.006.
[3] E. Bernardo, F. Albertini, “Glass foams from dismantled cathode ray tubes”, Ceramics International, 2006, vol. 32, pp. 603-608, DOI: 10.1016/j.ceramint.2005.04.019.
[4] J. König, R.R. Petersen, Y. Yue, “Fabrication of highly insulating foam glass made from CRT panel glass”, Ceramics International, 2015, vol. 41, no. 8, pp. 9793-9800, DOI: 10.1016/j.ceramint.2015.04.051.
[5] B. Chen, K. Wang, X. Chen, A. Lu, “Study of foam glass with high content of fly ash using calcium carbonate as foaming agent”, Materials Letters, 2012, vol. 79, pp. 263-265, DOI: 10.1016/j.matlet.2012.04.052.
[6] E. Ercenk, “The effect of clay on foaming and mechanical properties of glass foam insulating material”, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2017, vol. 127, pp. 137-146, DOI: 10.1007/s10973-016-5582-8.
[7] H.W. Guo, X.F. Wang, Y.X. Gong, X.N. Liu, D.N. Gao, “Improved mechanical property of foam glass composites toughened by glass fiber”, Materials Letters, 2010, vol. 64, pp. 2725-2727, DOI: 10.1016/j.matlet.2010.09.012.
[8] O.V. Kaz’Mina, V.I. Vereshchagin, B.S. Semukhin, “Structure and strength of foam-glass-crystalline materials produced from a glass granulate”, Glass Physics and Chemistry, 2011, vol. 37, pp. 371-377, DOI: 10.1134/S1087659611040092.
[9] F. Méar, P. Yot, R. Viennois, M. Ribes, “Mechanical behaviour and thermal and electrical properties of foam glass”, Ceramics International, 2007, vol. 33, no. 4, pp. 543-550, DOI: 10.1016/j.ceramint.2005.11.002.
[10] E. Bernardo, G. Scarinci, P. Bertuzzi, P. Ercole, L. Ramon, “Recycling of waste glasses into partially crystallized glass foams”, Journal of Porous Materials, 2010, vol. 17, pp. 359-365, DOI: 10.1007/s10934-009-9286-3.
[11] P. Colombo, G. Brusatin, E. Bernardo, G. Scarinci, “Inertization and reuse of waste materials by vitrification and fabrication of glass-based products”, Current Opinion in Solid State & Materials Science, 2003, vol. 7, no. 3, pp. 225-239, DOI: 10.1016/j.cossms.2003.08.002.
[12] A.S. Llaudis, M.J.O. Tari, F.J.G. Ten, E. Bernardo, P. Colombo, “Foaming of flat glass cullet using Si3N4 and MnO2 powders”, Ceramics International, 2009, vol. 35, pp. 1953-1959, DOI: 10.1016/j.ceramint.2008.10.022.
[13] Y.N. Qu, J. Xu, Z.G. Su, N. Ma, X.Y. Zhang, X.Q. Xi, J.L. Yang, “Lightweight and high-strength glass foams prepared by a novel green spheres hollowing technique”, Ceramics International, 2016, vol. 42, pp. 2370-2377, DOI: 10.1016/j.ceramint.2015.10.034.
[14] C. Zhai, Y. Zhong, Z. Li, X. Wang, L. Zhao, L. Pan, J. Zhang, “Preparation and characterization of mechanical properties of foam glass for artificial floating island carrier”, Advances in Mechanical Engineering, 2015, vol. 7, no. 6, pp. 1-6, DOI: 10.1177/1687814015589660.
[15] L. Ding, W. Ning, Q. Wang, D. Shi, L. Luo, “Preparation and characterization of glass-ceramic foams from blast furnace slag and waste glass”, Materials Letters, 2015, vol. 141, pp. 327-329, DOI: 10.1016/j.matlet.2014.11.122.
[16] H. Yin, M. Ma, J. Bai, Y. Li, S. Zhang, F. Wang, “Fabrication of foam glass from iron tailings”, Materials Letters, 2016, vol. 185, pp. 511-513, DOI: 10.1016/j.matlet.2016.09.034.
[17] H.W. Guo, Y.X. Gong, S.Y. Gao, “Preparation of high strength foam glass-ceramics from waste cathode ray tube”, Materials Letters, 2010, vol. 64, no. 8, pp. 997-999, DOI: 10.1016/j.matlet.2010.02.006.
[18] O.V. Kazmina, B.S. Semukhin, J. Njuguna, “Mechanical performance of foam glass with nanoscale structure elements”, in: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Bristol. IOP Publishing, 2012, art. ID 012042, DOI: 10.1088/1757-899X/40/1/012042.
[19] O.V. Kaz’mina, B.S. Semukhin, A.V. Votinov, V.P. Kaz’min, “Properties of Foam Glass Material Modified by Nanosize Zirconium Dioxide”, Glass and Ceramics, 2016, vol. 73, pp. 39-42, DOI: 10.1007/s10717-016-9821-z.
[20] B. Chen, K. Wang, X. Chen, A. Lu, “Study of foam glass with high content of fly ash using calcium carbonate as foaming agent”, Materials Letters, 2012, vol. 79, pp. 263-265, DOI: 10.1016/j.matlet.2012.04.052.
[21] B.S. Semukhin, O.V. Kazmina, A.Y. Volkova, V.I. Suslyayev, “Physical characteristics of foam glass modified with zirconium dioxide”, Russian Physics Journal, 2017, vol. 59, pp. 2130-2136, DOI: 10.1007/s11182-017-1024-8.
[22] Y.I. Vaisman, A.A. Ketov, P.A. Ketov, “The scientific and technological aspects of foam glass production”, Glass Physics and Chemistry, 2015, vol. 41, pp. 157-162, DOI: 10.1134/S1087659615020133.
[23] M. Zhu, R. Ji, Z. Li, H. Wang, L.L. Liu, Z. Zhang, “Preparation of glass ceramic foams for thermal insulation applications from coal fly ash and waste glass”, Construction and Building Materials, 2016, vol. 112, pp. 398-405, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.02.183.
[24] D. Ghosh, A. Wiest, R.D. Conner, “Uniaxial quasistatic and dynamic compressive response of foams made from hollow glass microspheres”, Journal of the European Ceramic Society, 2016, vol. 36, no. 3, pp. 781-789, DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2015.10.018.
[25] EN 13167 Thermal insulation products for buildings - Factory made cellular glass (CG) products - Specification. 2012.
[26] J. Li, X. Zhuang, E. Monfort, X. Querol, A.S. Llaudis, O. Font, N. Moreno, F.J.G. Ten, M. Izquierdo, “Utilization of coal fly ash from a Chinese power plant for manufacturing highly insulating foam glass: Implications of physical, mechanical properties and environmental features”, Construction and Building Materials, 2018, vol. 175, pp. 64-76, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.04.158.
[27] A. Ventrella, F. Smeacetto, M. Salvo, M. Ferraris, “Characterization of newglass coated foam glass insulating tiles by standard tests”, Journal of Materials Engineering and Performance, 2012, vol. 21, pp. 2380-2388, DOI: 10.1007/s11665-012-0164-9.
[28] H.R. Fernandes, D.U. Tulyaganov, J.M.F. Ferreira, “Production and characterisation of glass ceramic foams from recycled raw materials”, Advances in Applied Ceramics, 2009, vol. 108, no. 1, pp. 9-13, DOI: 10.1179/174367509X344971.
[29] J. König, A. Lopez-Gil, P. Cimavilla-Roman, M.A. Rodriguez-Perez, R.R. Petersen, M.B. Østergaard, N. Iversen, Y. Yue, M. Spreitzer, “Synthesis and properties of open- and closed-porous foamed glass with a low density”, Construction and Building Materials, 2020, vol. 247, art. ID 118574, DOI: 10.1016/j.conbuildmat. 2020.118574.
[30] A. Mueller, S.N. Sokolova, V.I. Vereshagin, “Characteristics of lightweight aggregates from primary and recycled raw materials”, Construction and Building Materials, 2008, vol. 22, no. 4, pp. 703-712, DOI: 10.1016/ j.conbuildmat.2007.06.009.
[31] K.S. Ivanov, “Preparation and Properties of Foam Glass-ceramic from Diatomite”, Journal of Wuhan University of Technology - Materials Science Edition, 2018, vol. 33, pp. 273-277, DOI: 10.1007/s11595-018-1817-8.
[32] EN 826 Thermal insulating products for building applications - Determination of compression behaviour. 2013.
Pobrania
Opublikowane
Jak cytować
Numer
Dział
