top of page

Etapa 3

     BIOCOMPOZITE DIN RESURSE REGENERABILE

 CERCETÄ‚RI ÅžI SOLUÅ¢II AVANSATE PENTRU CREÅžTEREA EFICIENÅ¢EI ENERGETICE A CLÄ‚DIRILOR                                                                                                                                                                                                    Bio4Build                                                                                                    

 Universitatea "Dunărea de Jos" din GalaÅ£i

                                         Facultatea de Inginerie ÅŸi Agronomie din Brăila

                                   Departament: Mediu, Inginerie Aplicată ÅŸi Agricultură

 

                                                          

 

                                                   

    

RAPORT ÅžTIINÅ¢IFIC ÅžI TEHNIC (RST 3)

FAZA DE EXECUÅ¢IE NR. 3

Elaborare model experimental panou compozit (structura tip sandwich) cu proprietăţi termoizolante utilizat la placările exterioare ale clădirilor.

Activitatea 3.1. 

Elaborare variante experimentale de laborator pentru obţinerea materialelor compozite pentru feţele de lucru ale panourilor (partea 2)

Parteneri implicaţi:

Universitatea "Dunărea de Jos" din Galaţi - Coordonator

​Centrul de Cercetare CERTINCON S.R.L. - Partener 1

Activitatea 3.2.. 

Verificarea variantelor de prindere ÅŸi asamblar a miezului ÅŸi feÅ£elor de lucru în structura compozită tip panou

Studiu privind tipurile de fibre şi răşini utilizate la obţinerea materialelor compozite pentru izolarea termică a clădirilor

Parteneri implicaţi:

Universitatea "Dunărea de Jos" din Galaţi - Coordonator

Universitatea Tehnică Gheorghe Asachi Iaşi - Partener 1

Activitatea 3.3.

Elaborare variante experimentale de panouri tip sandwich: dimensiune panou: 300 x 300 mm (partea 1)    a miezului ÅŸi feÅ£elor de lucru în structura compozită tip panou

Parteneri implicaţi

Universitatea "Dunărea de Jos" din Galaţi - Coordonator

Centrul de Cercetare CERTINCON S.R.L. - Partener 1

Universitatea Tehnică Gheorghe Asachi Iaşi - Partener 2

Activitatea 3.4.

Testarea in situ: analiza comportării sistemului perete panou în diferite condiÅ£ii ale mediului ÅŸi la acÅ£iuni mecanice, vânt – partea 2

Parteneri implicaţi

Universitatea "Dunărea de Jos" din Galaţi - Coordonator

Centrul de Cercetare CERTINCON S.R.L. - Partener 1

Universitatea Tehnică Gheorghe Asachi Iaşi - Partener 2

​

REZUMAT

​

      În cadrul etapei a treia a proiectului au fost realizate activităţi de cercetare industrială care au vizat îndeplinirea următoarelor obiective: realizarea unor probe de materiale compozite care să poată fi ataÅŸate la structurile miez formate în etapele anterioare, cu proprietăţi de rezistenţă mecanică corespunzătoare ÅŸi rezistenţă la factorii de mediu (umiditate, temperaturi extreme etc.); verificarea variantelor de prindere si asamblarea miezului de fetele de lucru în structura compozită tip panou; elaborarea variantelor experimentale de panouri tip sandwich dimensiunea panoului 300x300 - partea 1; testarea in situ: analiza comportarii sistemului perete panou în diferite conditii ale mediului si la acÅ£iuni mecanice, vânt; concluzii  obÅ£inute pe parcursul implementării proiectului. 

      În scopul dezvoltării unei tehnologii flexibile de obÅ£inere a unor panouri compozite (structură tip sandwich) cu performanÅ£e bune în procesul de izolare termică a clădirilor, s-a stabilit ca structura materialului compozit să fie sub formă de panou tip sandwich (dimensiuni 30 x 30 x 10 cm), care implică un ansamblu de trei tipuri de elemente cu proprietăţi specifice, după cum urmează: obÅ£inerea unor materiale compozite pentru fetele panourilor - fibre celulozice secundare - din hârtii ÅŸi cartoane reciclate din cutii de carton ondulat; agenÅ£i de retenÅ£ie - Cartaretine (dimethylamino-hydroxypropyl - diethylenetriamine); agenÅ£i de încleiere - Aquapel (alchil dimer cetenă); agenÅ£i pentru creÅŸterea rezistenÅ£ei în stare umedă - răşină poliamidaminepiclorhidrină – Kymene; răşini polimerice de tipul ureo ÅŸi melamin formaldehidice (Kronocol SU6C ÅŸi Kronocol SU66) pentru tratarea la suprafaţă a materialelor compozite.

      Cu privire la proprietăţile de izolare termică, mostrele obÅ£inute au înregistrat valori ale coeficientului de conductivitate termică între 0,0734 W/(mK) ÅŸi 0,1353 W/(mK), comparabile cu ale materialelor care se utilizează în prezent la izolarea termică a clădirilor.

      Analizând rezultatele s-a ajuns la concluzia că structura sandwich formată prezintă proprietăţi foarte bune de rezistenţă la umiditate, pătrunderea apei în panoul compozit după 48 ore ÅŸi în condiÅ£ii de presiune de 2 atm., fiind zero

Cercetările la faza de laborator au urmărit realizarea de compozite pe baza de fibre celulozice reciclate, răşini melamino-formaldehidice ÅŸi aditivi din care sa se poată obÅ£ine si prin utilizarea microundelor miezul ÅŸi feÅ£ele structurilor tip ”sandwich”.

      Noutatea  tipurilor de compozite obÅ£inute la faza de laborator este aceea ca în procesul de realizare a acestora se valorifică superior maculatura sau deÅŸeurile de plante textile în biocompozite ce pot forma structuri de tip miez-manta utilizate în construcÅ£ii.

      Biocompozitele rezultate sunt ecologice, nu dăunează mediului înconjurător, la sfârÅŸitul duratei de utilizare a reperelor fabricate din acestea, materialul fibros din compoziÅ£ia lor, se descompune, sub acÅ£iunea bacteriilor din sol.

      Au fost făcute verificări privind modul de prindere ÅŸi asamblare a miezului ÅŸi feÅ£elor de lucru în structura compozita tip panou.        Acestea au fost caracterizate prin următoarele analize fizico-mecanice:

  • capacitatea de umflare a plăcilor menÅ£inute în apă la 200C, timp de 2 ore;

  • capacitatea de absorbÅ£ie a umezelii prin menÅ£inerea plăcilor în atmosferă de vapori saturaÅ£i timp de 24 ore la temperatura de 200C;

  • rezistenta la ÅŸoc Charpy a epruvetelor obÅ£inute din plăci conform SR EN ISO 179-1:2000;

  • rezistenÅ£a la încovoiere conform ASTM :D 790 – 03.

      Din analizele realizate s-a observat o scădere a conÅ£inutului de umiditate proporÅ£ional cu timpul de termopresare. Aceasta este cuprinsă între 4.8-7.6%. S-a optat ca variantă optimă, proba 2 compusa din 12,5 g maculatura, 2,4 g răşină SM10 solidă, 5 g sol. 3,3 % NH4Cl, presare la rece la 100 atm, microunde 2 min MH, îndeplinind toate condiÅ£iile impuse la un timp de presare scăzut. Pentru determinarea rezistenÅ£ei la încovoiere a plăcilor s-a realizat un compozit optimizat sub forma de epruvete cu grosimea de 2.5 mm. A fost nevoie să fie modificaÅ£i parametrii de lucru în procesul de termopresare în funcÅ£ie de grosimea probei.

      Elaborarea variante experimentale de panouri tip sandwich: dimensiune panou 300x300mm - partea 1.

      Pentru obÅ£inerea de noi variante s-au ales următoarele materiale: diatomit pulbere, perlit expandat, fibre vegetale din tulpini de paie tocate, ÅŸrot din floarea soarelui, rumeguÅŸ, acizi graÅŸi din floarea soarelui, ulei de in si apa.

      S-au obÅ£inut patru probe cu densităţi cuprinse între 0,272 -0,358  ÅŸi  coeficienÅ£i de conductivitate termică  la temperatura de 100C între 0,0736-0,1680, iar la temperatura de 230C, 0,0776-0,1702. 

      Cele mai bune rezultate au fost obÅ£inute la proba 3 compusă din ÅŸrot de floarea soarelui, rumeguÅŸ,  acizi graÅŸi , ulei de in ÅŸi apă; anume, coeficientul de conductivitate termică la temperatura de 100C valoarea de 0,0736, iar la temperatura de 230C 0,0776.          Aceste probe au fost testate ÅŸi la impermeabilitate rezultatele fiind satisfăcătoare.

      Pentru o verificare mai amănunÅ£ită s-a apelat ÅŸi la analiza cu elemente finite folosită pentru abordarea numerică a problemei ALGOR v23. Această platformă de analiză cu elemente finite analizează o gamă extrem de variată de probleme, printre care ÅŸi problemele de transfer termic staÅ£ionar sau tranzitoriu. S-au realizat diagrame de flux termic ÅŸi temperaturi pe  perete suport placat cu panouri termoizolante.Peretele suport a fost ales unul de zidărie de cărămidă ÅŸi unul din beton.

      În urma analizei s-a ajuns la concluzia ca panoul aplicat pe peretele din zidărie se comporta bine, spre deosebire de cel de beton. Daca peretele din zidărie de cărămidă este protejat de îngheÅ£, la peretele din beton nu este suficient panoul de grosime 2,5 cm.

      Testarea in situ: analiza comportării sistemului perete panou în diferite condiÅ£ii ale mediului ÅŸi la acÅ£iuni mecanice-partea 2          Pentru a face aceasta testare am aplicat pe un perete exterior din cărămidă doua panouri compuse din miez si fete. Prinderea panourilor a fost făcută cu dibluri, neînregistrându-se fisuri în panou, dar ÅŸi orificiile realizate nu au prezentat ÅŸtirbiri sau alte neconformităţi.

      Panourile au fost supuse la condiÅ£iile atmosferice cu ploaie, ninsoare, fiind temperaturi intre -80C si 100C pe o perioada de 14 zile. În toată aceasta perioadă panourile nu au prezentat pete de umiditate ÅŸi nu s-au fisurat, păstrând proprietăţile fizice.

      Concluzia la care s-a ajuns este că, plăcile compozite se pot utiliza pentru placarea suprafeÅ£elor plane ale elementelor de construcÅ£ie.

​

  Această lucrare a fost realizată prin programul Parteneriate in domenii prioritare-PN II, derulat cu sprijinul MEN-UEFISCDI, proiect nr. 93/2014

bottom of page