Effect of Different Binders on the Thermal, Moisture, Fire and Acoustic Performance of Hemp Fiber Composite Materials

Abstract

Kenevirin sağladığı düşük yoğunluk, yüksek ısı yalıtım kapasitesi ve kenevirin hızlı büyümesi, biyolojik çeşitlilik, karbon tutma kapasitesi gibi çevre dostu özellikler, bu levhaların enerji verimliliğini artırırken, yapıların dayanıklılığını da desteklemektedir. Bu tez çalışması, bu levhaların potansiyel kullanım alanlarını, malzeme karışımındaki farklı oranların etkisini ve levhaların performansını incelemektedir. Yapılan bu çalışma, yapı sektöründe yenilikçi ve sürdürülebilir çözümler arayışına önemli bir katkı sağlanması hedeflenmektedir. Kenevir kıtığının yapı malzemesi olarak kullanımı, hem çevresel etkileri azaltma hem de enerji verimliliğini artırma potansiyeli taşımaktadır. Konya Teknik Üniversitesi Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu İnşaat Laboratuvarı'nda ham MDF malzemeden deney düzeneği oluşturulmuştur. Oluşturulan deney düzeneğinde 1. grup olarak %35, %25 ve %15 oranında ağırlıkça kenevir kıtığı, kil ve kireç karışımdan eni ve boyu 50 cm ölçülerinde 5 cm kalınlığında levhalar üretilmiştir. 2. Grup olarak %35, %25 ve % 15 oranında ağırlıkça kenevir kıtığı, kil, kireç ve çimento karışımından eni ve boyu 50 cm ölçülerinde 5 cm kalınlığında levhalar üretilmiştir. Üretilen bu levhalarla içten kaplanarak her bir malzeme için mevcut ortam sıcaklığı, 15, 20, 25, 30, 35 ve 40 °C sıcaklıklarda ve sabit sıcaklık için de 100, 125, 250, 500, 1000 ve 2000 Hz'de olmak üzere deneyler yapılmıştır. Isı ve ses deney sonuçları, ayrıca 6 farklı malzeme için tek noktadan yanma deneyi ve nem sonuçları kıyaslanmıştır. Yapılan deneyler sabit sıcaklıkta ses geçirimliliği ve ısı geçirimliliği en düşük %35 oranında kenevir kıtığı, kil ve kireç karışımlı levha olmuştur. Tek nokta yanma deneyinde ise yanma dayanımı en yüksek %15 oranında kenevir kıtığı, kil, kireç ve çimento olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Nem oranı deneyinde ise nem oranının en yüksek olan levha %35 oranlı kenevir kıtığı, kil ve kireç karışımıdır.Hemp's low density and high thermal insulation capacity, along with its environmentally friendly properties such as rapid growth, biodiversity support, and carbon sequestration, contribute to improved energy efficiency and structural durability in building boards. This thesis explores the potential applications of these boards, the effects of varying material ratios, and their overall performance. The study aims to contribute significantly to the development of innovative and sustainable solutions in the construction industry. Using hemp shiv as a construction material has the potential to reduce environmental impacts while enhancing energy efficiency. An experimental setup was established using raw MDF at the Construction Laboratory of Konya Technical University, Technical Sciences Vocational School. In this setup, Group 1 boards were produced using 35%, 25%, and 15% hemp shiv, clay, and lime. Group 2 boards were made with the same hemp shiv ratios, but with the addition of cement to the mixture. All boards were produced with a width and height of 50 cm and a thickness of 5 cm. The boards were used for internal wall cladding. Experiments were conducted at ambient temperatures of 15, 20, 25, 30, 35, and 40°C. Additionally, tests were performed at fixed temperatures for frequencies of 100, 125, 250, 500, 1000, and 2000 Hz. Thermal and acoustic performance, single-point combustion resistance, and moisture content were evaluated across six different material types. Results showed that the board with 35% hemp shiv, clay, and lime had the lowest heat and sound transmission. The highest fire resistance was observed in the board containing 15% hemp shiv, clay, lime, and cement. The highest moisture content was found in the board with 35% hemp shiv, clay, and lime.