ساخت یک اندود بر پایه گچ و بررسی خواص عایق بندی حرارتی آن

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار

چکیده

تحقیق حاضر تلاش کرده است ضمن معرفی یک اندود بر اساس تلفیقی از مصالح نوین و کهن، گامی هرچند کوچک در پیشرفت صنعت عایق­ های حرارتی چه از نظر کیفیت و چه از بابت هزینه بردارد. در تولید این اندود که بر پایه گچ می ­باشد در مرحله اول، بررسی ­ها و آزمایش ­هایی بر روی مصالح متفاوتی از جمله انواع مخلوط کاهگل سنتی صورت گرفت. سپس محصول نهایی با ترکیب مصالح در دسترس مانند گچ، خاک رس، پودر چوب، پشم شیشه و برخی مواد نانو با هدف تولید یک اندود با ضریب هدایت حرارتی کمتر از اندودهای موجود حاصل گردید. این اندود مانند اندود گچ برای اندودکاری داخل ساختمان استفاده می­شود و دارای محاسنی از جمله عدم داشتن پل حراررتی در کل سطح، نداشتن درز و شکاف و همچنین نداشتن تخریب و ریزش به­ مرور زمان به ­دلیل چسبندگی بالا می ­باشد. قابل ذکر است نتایج به ­دست آمده نشان می ­دهد که ضریب هدایت حرارتی اندود ساخته شده با ضخامت 50 میلی­متر برابر با W/m.k21/0 می ­باشد که در مقایسه با ملات­ های دیگر از جمله گچ، ماسه سیمان، کاهگل و ملات گچ و ماسه (در حالت نمونه با ابعاد برابر) دارای ضریب هدایتی پایین ­تر و همچنین قابلیت ماندگاری بیشتر انرژی در فضای اتاق می­ باشد. شایان ذکر است میزان کاهش ضریب هدایت حرارتی اندود معرفی شده در مقایسه با اندودهای گچ، ماسه سیمان، کاهگل و ملات گچ و ماسه به­ ترتیب برابر با 53، 87، 38 و 76 درصد می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Plaster Based on Gypsum and Investigation of Its Thermal Insulation Properties

نویسندگان [English]

  • Ehsan Moazzen
  • Rasoul Shadnia
Department of Civil Engineering, Hakim Sabzevari University, Sabzevar 9617976487, Iran
چکیده [English]

Considering the increasing consumption and decreasing of energy on the planet, creating new methods to reduce energy consumption by humans is one of the necessary priorities for continuation and survival. In civil engineering, many researchers are trying to reduce energy consumption by conducting laboratory and theoretical research on building materials (Ajouguim et al., 2021; Singh et al., 2022) especially linings and plaster trodes (Touil et al., 2022). In the present paper, an attempt has been made to present a plaster based on a combination of new and old materials, which can be a step in the development of the thermal insulation industry, both in terms of quality and cost. The purpose of this research is to reach a plaster with characteristics similar to thatch, but with the elimination of defects such as cracking due to continuous cold and heat, erosion due to rain and moisture, and continuous drying. In the production of this plaster, which is based on gypsum, in the first step, some investigations and tests were carried out on different materials, including traditional thatch mixtures. In the end, the final product was obtained by adding materials such as gypsum, clay, wood powder, glass wool and some nano materials with the aim of producing a plaster with a thermal conductivity coefficient lower than the existing ones. This plaster will be used for plastering inside the building like gypsum plaster and has advantages such as not having a thermal bridge on the entire surface, not having seams and cracks, as well as not destroying and falling over time due to its high adhesion. This research has tried to increase the quality of thermal insulation in the construction industry and by taking the idea from the behavior of straw, to produce a much more optimal coating, both in terms of efficiency, availability and saving energy consumption, as well as in terms of costs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Plaster
  • Thatch
  • Gypsum
  • Thermal insulation
  • Thermal conductivity
کاظمی­ پوران بدر س، دانشجو ف، معصومی حقیقی ع، شایانفر م ع، "بررسی تأثیر سیستم مدیریت ساختمان و عایق­ سازی در کاهش مصرف انرژی با استفاده از تحلیل انرژی ساختمان­ های مسکونی"، نشریه علمی- پژوهشی سازه و ساخت، 1399، 7 (2)، 5-23.https://doi.org/10.22065/JSCE.2018.117885.1452
کاکایی و، اقتداری ع، اسدی نیک م، "بررسی عایق ­بندی حرارتی در ساختمان­ ها راهکاری در صرفه­ جویی در مصرف انرژی"، دومین همایش ملّی- مهندسی عمران و توسعه پایدار، استهبان، 1396. ESTAHBANCCE02_129
مهرآبادی ع، فاطمی م، "مطالعه آزمایشگاهی عایق­ های مرسوم در صنعت ساختمان جهت به حداقل رساندن اتلاف انرژی"، دومین کنفرانس بین ­المللی مهندسی مکانیک، مواد و متالوژی، تفلیس- گرجستان، سازمان بین ­المللی مطالعات دانشگاهی، با همکاری دانشگاه جورجیا در شهر تفلیس، 1398. MEMCONF02_009
Ajouguim S, Talibi S, Djelal-Dantec C, Hajjou H, Waqif M, Stefanidou M, Saadi L, “Effect of Alfa fibers on the mechanical and thermal properties of compacted earth bricks”, Materials Today: Proceedings, 2021, 37, 4049-4057.        https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.07.539
Bicer A, Kar F, “Thermal and mechanical properties of gypsum plaster mixed with expanded polystyrene and tragacanth”, Thermal Science and Engineering Progress, 2017, 1, 59-65. https://doi.org/10.1016/j.tsep.2017.02.008
Bozsaky D, “The historical development of thermal insulation materials”, Periodica Polytechnica Architecture, 2010, 41 (2), 49-56. https://doi.org/10.3311/pp.ar.2010-2.02
Cardinale T, Arleo G, Bernardo F, Feo A, De Fazio P, “Investigations on thermal and mechanical properties of cement mortar with reed and straw fibers”, International Journal of Heat and Technology, 2017, 35 (S1), 375-382.        https://doi.org/10.18280/ijht.35Sp0151
Chen L, Li Y, “Research on feature of thermal performance of integrated composite system”, International Journal of Low-Carbon Technologies, 2021, 16 (3), 894-909. https://doi.org/10.1093/ijlct/ctab016
Cherki AB, Remy B, Khabbazi A, Jannot Y, Baillis D, “Experimental thermal properties characterization of insulting cork-gypsum composite”, Construction and Building Materials, 2014, 54, 202-209. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.12.076
Smith C, “This cold house: the simple science of energy efficiency”, Johns Hopkins University Press, 2007, ISBN-13:9780801886225.
De Oliveira KA, Oliveira CAB, Molina, JC, “Lightweight recycled gypsum with residues of expanded polystyrene and cellulose fiber to improve thermal properties of gypsum”, Materiales de Construcción, 2021, 71 (341), e242-e242. https://doi.org/10.3989/mc.2021.07520
Dillehay TD, Ramírez C, Pino M, Collins MB, Rossen J, Pino-Navarro JD, “Monte Verde: seaweed, food, medicine, and the peopling of South America”, science, 2008, 320 (5877), 784-786. https://doi.org/10.1126/science.1156533
Durgun MY, “Experimental research on gypsum-based mixtures containing recycled roofing tile powder at ambient and high temperatures”, Construction and Building Materials, 2021, 285, 122956. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.122956
Fatma N, Allègue L, Salem M, Zitoune R, Zidi M, “The effect of doum palm fibers on the mechanical and thermal properties of gypsum mortar”, Journal of Composite Materials, 2019, 53 (19), 2641-2659.‏ https://doi.org/10.1177/0021998319838319
Fiore V, Di Bella G, Valenza A, “Effect of sheep wool fibers on thermal insulation and mechanical properties of cement-based composites”, Journal of Natural Fibers, 2020, 17 (10), 1532-1543. https://doi.org/10.1080/15440478.2019.1584075
Iucolano F, Liguori B, Aprea P, Caputo D, “Thermo-mechanical behaviour of hemp fibers-reinforced gypsum plasters”, Construction and Building Materials, 2018, 185, 256-263. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.07.036
Khabbazi A, Bencheikh C, Ennaceri H, Khaldoun A, “Insulation Material for a Model House in Zaouiat Sidi Abdessalam”, International Renewable and Sustainable Energy Conference (IRSEC), 2017, 1-6. IEEE.‏ https://doi.org/10.1109/IRSEC.2017.8477582
Maaloufa Y, Mounir S, Khabbazi A, Elhamdounia Y, “Effect of ecological insulating fiber on the thermal and mechanical properties of plaster”, International Journal of Applied Engineering Research, 2017, 12 (15), 5078-5088.‏
Maaloufa Y, Mounir S, Khabbazi A, Kettar J, “Thermal and mechanical behavior of the plaster reinforced by fiber alpha or granular cork”, International Journal of Civil Engineering, 2017, 8 (7), 1026-1040.
Maheri MR, Maheri A, Pourfallah S, Azarm R, Hadjipour A, “Improving the durability of straw-reinforced clay plaster cladding for earthen buildings”, International Journal of Architectural Heritage, 2011, 5 (3), 349-366.‏        https://doi.org/10.1080/15583051003663859
M'ghari O, Hassani FZSA, Mekhzoum MEM, Zari N, Bouhfid R, “Elaboration of a composite material based on plaster reinforced with phase change material/Oakum Fiber: physical, thermal and mechanical properties”, Journal of Energy Storage, 2021, 35, 102321. https://doi.org/10.1016/j.est.2021.102321
Shadnia R, Zhang L, Li P, “Experimental study of geopolymer mortar with incorporated PCM”, Construction and building materials, 2015, 84, 95-102.‏ https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.03.066
Singh S, Maiti S, Bisht RS, Balam NB, Solanki R, Chourasia A, Panigrahi SK, “Performance behaviour of agro-waste based gypsum hollow blocks for partition walls”, Scientific Reports, 2022, 12 (1), 1-16.‏ https://doi.org/10.1038/s41598-022-07057-y
Touil M, Lachheb A, Saadani R, Kabiri MR, Rahmoune M, “A new experimental strategy assessing the optimal thermo-mechanical properties of plaster composites containing Alfa fibers”, Energy and Buildings, 2022, 111984. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2022.111984
Valenza A, Fiore V, Nicolosi A, Rizzo G, Scaccianoce G, Di Bella G, “Effect of sheep wool fibres on thermal-insulation and mechanical properties of cement matrix”, Academic Journal of Civil Engineering, 2015, 33 (2), 40-45. https://doi.org/10.26168/icbbm2015.5