Influences of Physical Properties of Pumice on Its Dry Unit Volume Weight and Thermal Conductivity

Abstract

This study aimed to determine the influences of particle size and density of pumice on its dry unit volume weight (loose) values. The study also aimed to investigate the thermal conductivities of building blocks prepared using pumice samples having different specific gravities. For the tests, as-received pumice sample, obtained from Isparta province, Turkey, was classified in four different size fractions between 4.75 mm and 50 mm. Each sized pumice sample was subjected to laboratory scale float-sink tests in heavy medium liquids, prepared using zinc chloride (ZnCl₂), between 1.2 g/cm³ and 1.8 g/cm³ in order to get pumice samples with different densities. The results showed that dry unit volume weight (loose) values of pumice samples varied depending on the density and particle size of pumice samples. The pumice samples having lower densities and bigger particle sizes displayed lower dry unit volume weight values, compared to those of higher densities and smaller particle sizes. The results also showed that building blocks prepared using pumice samples having lower densities provided better thermal conductivities than high-density pumice samples.

Keywords

• Pumice,Particles size,Density,Dry unit volume weight,Thermal conductivity

Pomza'nın Fiziksel Özelliklerinin Kuru Birim Hacim Ağırlığı ve Termal İletkenliği Üzerine Etkileri

Abstract

Bu çalışmada, pomzada tane boyutu ve yoğunluğunun kuru birim hacim ağırlığı (gevşek) değeri üzerine etkilerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışma ayrıca, farklı özgül ağırlıklara sahip olan pomza numuneleri kullanılarak hazırlanan yapı bloklarının termal iletkenliklerini de araştırmayı amaçlamıştır. Yapılan testlerde, Isparta bölgesi, Türkiye’den temin edilen pomza örneği, 4.75 mm ile 50 mm arasında dört farklı boyutta sınıflandırılmış. Her bir boyuttaki pomza numunesi, farklı yoğunluklarda pomza örneklerinin elde edilmesi amacıyla 1.2 g/cm³ ve 1.8 gr/cm³ arasında, çinko klorür (ZnCl₂) kullanılarak hazırlanan ağır ortam sıvılarında laboratuvar ölçekli yüzdürme-batırma testlerine tabi tutulmuştur. Sonuçlar, kuru birim hacim ağırlık değerlerinin pomza numunelerinin yoğunluğuna ve tane boyutuna bağlı olarak değiştiğini; yüksek yoğunluklu pomza numuneleri ile karşılaştırıldığında düşük yoğunluklu pomza numunelerinin daha düşük kuru birim hacim ağırlık değerleri sergilediğini göstermiştir. Buna ek olarak, küçülen tane boyutu ve artan pomza yoğunluğu ile birlikte kuru birim hacim ağırlık değerlerinin arttığı belirlenmiştir. Sonuçlar ayrıca, düşük yoğunluklu pomza örnekleri kullanılarak hazırlanan yapı bloklarının, yüksek yoğunluklu pomza örnekleri ile hazırlanan yapı bloklarından daha iyi ısı iletkenliği sağladığını göstermiştir.

Keywords

• Pomza,tane boyutu,yoğunluk,kuru birim hacim ağırlık,termal iletkenlik

References

1. [1] Presyley, G.C., 2006. Pumice, Pumicite And Volcanic Cinder, Industrial Minerals And Rocks; Commodities, Markets And Uses (7th edition), 743-754.
2. [2] Adams, J.A., 1941. Pumice and pumicite, GMI Short Paper, No:6, State of Oregon, Department of Geology and Mineral Industries.
3. [3] Ersoy, B., Sarıışık, A., Dikmen, S., Sarıışık, G., 2010. Characterization of acidic pumice and determination of its electrokinetic properties in water, Powder Technology vol.197, 129–135.
4. [4] Karaipekli, A., Sarı, A., 2016. Development and thermal performance of pumice/organic PCM/gypsum composite plasters for thermal energy storage in buildings. Solar Energy Materials & Solar Cells vol.149, 19-28.
5. [5] TS 3234/T1, 1983. Bimsbeton yapım kuralları, karışım hesabı ve deney metotları, TSE, Ankara.
6. [6] Geitgey, R.P., 1994. Industrial Minerals and Rocks, 6.th Edition, Society for Mining, Metalurgy and Exploration, Inc. Littleton, s.803- 813, Colorado.
7. [7] Aksay Kilinc, E., 2005. Izmir-menderes yöresi pomza cevherinin kullanımına yönelik teknolojik özelliklerinin araştırılması, Doktora Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Dokuz Eylül Üniversitesi, s.278, İzmir.
8. [8] ] Dinçer, İ., Orhan, A., Çoban, S., 2015. Ahiler Kalkınma Ajansı; Pomza araştırma ve uygulama merkezi fizibilite raporu, Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Nevşehir.

9. [9] Doğan-Sağlamtimur, N., Güven, A., Bilgil, A., 2018. Physical and mechanical properties of cemented ash-based lightweight building materials with and without pumice, Advances in Materials Science and Engineering, vol. 2018, Article ID 9368787.
10. [10] Gündüz, L., 1998. Pomza Teknolojisi, Cilt 1, 285 s, Isparta.
11. [11] Aksay Kılınç, E., Cöcen, İ., Akar, A., 2016. Pomzanın su arıtımında filtre malzemesi olarak kullanımındaki gelişmeler, DPÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 36, 63-72.
12. [12] Deniz, V., Umucu, Y., Çayırlı, S., 2012. Estimation of the bond grindability index from the sink-float test data of two different particulate pumices, Particulate Science and Technology, 30(5), 403- 415
13. [13] Karaipekli, A., Sarı, A., 2016. Development and thermal performance of pumice/organic PCM/gypsum composite plasters for thermal energy storage in buildings, Solar Energy Materials & Solar Cells, 149, 19-28.
14. [14] Uysal, H., Demirboga, R., Sahin, R., Gul, R., 2004. The effects of different cement dosages, slumps, and pumice aggregate ratio on the thermal conductivity and density of concrete, Cement and Concrete Research, 34(5), 845-848.
15. [15] Demirboga, R., Gul, R., The effects of expendad perlite aggregate, silica füme and fly ash on the thermal conductivity of lightweight concrete, Cement and Concrete Research, 33(5), 723-727.
16. [16] Idris, I.H.M., Yusof, N.Z., 2018. Development of low thermal mass cement-sand block utilizing peat soil and effective microorganism, Case Studies in Construction materials 8, 8-15