Mineral ve Fiber İçeren Polimer Betonların Plaka Sıcaklıklarına Bağlı Isı İletkenlik Katsayılarının İncelenmesi

Abstract

Polimer beton (PC) özellikle yüksek mukavemet ve kimyasal direncin gerekli olduğu yerlerde, onarım-güçlendirme işleri ve prefabrike sektörü başta olmak üzere inşaatın değişik dallarında giderek daha fazla uygulama alanı bulmaktadır. Bu çalışmada ısı iletkenlik cihazının farklı plaka sıcaklıkları ve polimer betonun farklı karışım bileşenlerine göre ısı iletim katsayılarının değişimi incelenmiştir. Bağlayıcı (matris) olarak iki farklı reçine (polyester ve vinilester), faz malzeme (dolgu) olarak ise mineral “kum” ve polipropilenin kullanıldığı polimer betonlar üretilmiştir. Polimer betonun ısı iletim katsayısı her bir faz malzemesi için üç farklı oranda kullanıldığı polimer betonlar üzerinde ve 5 farklı plaka sıcaklığında (ısı akışı için soğuk ve sıcak plakaların ortalama sıcaklıkları -10, 10, 20, 30, 50 oC) belirlenmiştir. Deneyler sonucunda, polimer betonun ısı iletim katsayısı geleneksel betona göre 5 ile 6 kat daha düşük olduğu gözlenmiştir. Polimer beton, ısı yalıtımı için daha uygun bir davranış göstermiştir. Çalışma sonucunda faz malzeme oranının artmasıyla ve/veya plaka sıcaklıklarının artmasıyla ısı iletkenlik katsayısı arttığı, ısı iletkenlik katsayısının ortam sıcaklığı, polimer beton bileşen ve bileşen oranlarına göre değiştiği sonucuna varılmıştır.

Keywords

• Polimer beton
• Isı iletim katsayısı
• Plaka sıcaklıkları
• Mineral
• Fiber

Investigation of Thermal Conductivity Depend on Plate Temperatures of Polymer Concrete Containing Mineral and Fiber

Abstract

Polymer concretes (PC) finds many application fields in civil engineering, especially the requirements on chemical resistance and high mechanical strength, repairing-retrofitting and precast industry. The thermal conductivity “λ” properties of PC were investigated according to different mix components conductivity apparatus, in this study. PC was produced with two different types of resins (polyester and vinylester) as binder (matrix) and two different types of phase materials (mineral “sand” and polypropylene fibers) as fillers. The thermal conductivity properties of PC were determined by varying the level of phase materials (three rates for each phase material) and by varying the plate temperatures of apparatus (average temperatures of hot and cold plate for heat flow are -10, 10, 20, 30, 50 oC). It was observed that the thermal conductivity properties of traditional concrete were approximately five to six times higher than that of the PC. It has been shown that polymer concrete is an appropriate material with respect to heat isolation. It was concluded that thermal conductivity coefficients are increases when the ratios of phase material and/or plate temperatures are increases. It was concluded that the thermal conductivity coefficients are changes depend on ambient temperature conditions along with types and mix ratios of PC component

Keywords

• Polymer concrete
• Thermal conductivity
• Plate temperatures
• Mineral
• Fiber

References

1. Abdou, A. A., Budaiwi, I. M., 2005. Comparison of
2. Thermal Conductivity Measurements of Building, Journal of Building Physics, 29; 171-184. Anonim, 2005, Introduction Heat Flow Meter (HFM) Apparatus
3. Resistance), http://www.engr.usask.ca/departments /mee/facilities/files/ME%20318%20-%20H3%2020 0pdf (Erişim Tarihi: 02.01.2014). and ASTM C518, 2003. Standard Test Method for Steady
4. State Thermal Transmission Properties by Means of the Heat Flow Meter Apparatus, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, Pa.,15 p. Baysal B., 1981. Polimer Kimyası Cilt 1
5. Polimerizasyon Reaksiyonu, ODTÜ, Ankara, 336s. Doğan, Ü. A., 2014. Termal Özellikler,http://akademi. itu.edu.tr/doganunal/DosyaGetir/94932/Termal%2 0Ozellikler.pdf (Erişim Tarihi: 15.04.2014).
6. Garas, V. Y., Vipulanandan, C., 2004. Review of
7. Polyester Polymer Concrete Properties. Construction, Geotechnical and Flooding Issues Related to Houston & Other Major Cities (CIGMAT), March 5, Texas, 3 p. Gnip, I., Vejelis, S., Vaitkus, S., 2012. Thermal conductivity of expanded polystyrene (EPS) at 10 oC and its conversion to temperatures within interval from 0 to 50 oC, Energy and Buildings, 52, 107–111.
8. Hazer B., 1993. Polimer Teknolojisi, KTÜ Matbaası, Trabzon, 156 s.

9. Kazancı, A., 2010. Polimer Schiff Bazları ve Metal
10. Komplekslerinin Sentezi ve Katalizör Özelliklerinin İncelenmesi, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Anabilim Dalı, Doktora Tezi, 108 sayfa, Isparta Lokuge, W.P., Aravinthan, T., 2012. Mechanical properties of polymer concrete with different types of resin, 22nd Australasian Conference on the Mechanics of Structures and Materials (ACMSM 22):
11. Theoretical Model for Effective Thermal Conductivity of Glass Microsphere Filled Polymer Composites, Plastic and Polymer Technology (PAPT) 2 (2), 39-47
12. Okay, O., 2003. Polimerik Malzemelerin Bugünü ve Yarını, http://web.itu.edu.tr/okayo/Davetli_okay.pdf (Erişim Tarihi: 29.12.2013).
13. Özer, M., 1982. Yapılarda Isı-Su Yalıtımları. Özer
14. Yayınları, İstanbul, 336 s. Öztürk M., 2013 Polimerle Modifiye Edilmiş Hafif
15. Betonun Bazı Fiziksel ve Mekanik Özelliklerinin Araştırılması, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, 67s., Trabzon Pişkin A., 2010. Polimer Beton Üretiminde Cam Tozu
16. Kullanımının Araştırılması, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yapı Eğitimi Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, 89s. Sakarya Poliya, 20 http://www.poliya.com/tr/support/documents/#pdf (Erişim Tarihi: 28.01.2013). Teknik Bülten. Soykan,
17. Kompozitlerin (Mermerit) Bazı Fiziksel ve Mekanik Özelliklerine Bileşenlerinin Etkisi, SDÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Yapı Eğitimi Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, 118 s., Isparta Polyester Esaslı Taneli Sytec, 2014. Modern Construction Material - Polymer Concrete, en.php#zastosowanie-polimerobetonu, Tarihi: 21.03.2014). (Erişim
18. TS EN 12664, 2009. Yapı malzemeleri ve mamulleri
19. Isıl direncin, korumalı tablalı ısıtıcı ve ısı akı ölçerin kullanıldığı metotlarla tayini - Isıl direnci orta ve düşük seviyede olan kuru ve rutubetli mamuller, Türk Standardları Enstitüsü, Ankara, 58 s. TS 825, 2013. Binalarda ısı yalıtım kuralları. Türk
20. Standardları Enstitüsü, Ankara, 83 s. TS EN 12667, 2003. Yapı malzemeleri ve mamullerinin ısıl performansı-Mahfazalı sıcak plaka ve ısı akış sayacı metotlarıyla ısıl direncin tayini
21. Yüksek ve orta ısıl dirençli mamuller, Türk Standardları Enstitüsü, Ankara, 47 s. Topsakal, A., 2013. Polimer Betonların Bazı Durabilite
22. Özelliklerinin İncelenmesi, SDÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Yapı Eğitimi Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, 141 s., Isparta Toydemir, N., Gürdal, E., Tanaçan L., 2004, Yapı
23. Elemanı Tasarımında Malzeme, Literatür Yayıncılık, İstanbul, 380 s. Weber, E. H., 2001. Development and Modeling of
24. Thermally Conductive Polymer/Carbon Composites, Michigan Engineering, Doctor of Philosophy, 278 p., Houghton, Michigan. University, Chemical