مقدمة
الخرسانة الهوائية هي مادة بناء متعددة الاستخدامات، وتستخدم على نطاق واسع في صناعة البناء والتشييد نظراً لخفة وزنها وخصائصها العازلة الجيدة. ويتكون هيكلها من مسام هوائية دقيقة ناتجة عن العمليات الكيميائية أثناء الإنتاج. وغالباً ما تستخدم الخرسانة المُحماة في شكل كتل أو ألواح أو عناصر. وبفضل عزلها الحراري، فإن الخرسانة المُحَمَّدة مناسبة بشكل خاص للمباني الموفرة للطاقة. كما أنها سهلة المعالجة، مما يجعلها مادة شائعة في صناعة البناء.
تُعد معرفة الموصلية الحرارية للخرسانة المُحرّقة أمرًا بالغ الأهمية لتقييم خصائص عزلها للمباني الموفرة للطاقة وتحقيق الحد الأدنى من التدفئة والتبريد . وهذا يمكّن مصممي المباني من select المواد المناسبة لتلبية المتطلبات القانونية لكفاءة الطاقة وتحسين راحة المعيشة.
التحليل بالليزر أو تحليل الوميض الضوئي (LFA) هو طريقة معترف بها لتحديد الانتشار الحراري؛ وهذا بدوره يسمح إلى جانب الكثافة والسعة الحرارية النوعية بحساب التوصيل الحراري. في الواقع، تتكون العينات المثالية لقياس LFA من مواد صلبة غير مسامية. من خلال اختيار نموذج التحليل المناسب (هنا، نموذج الاختراق)، يمكن أيضًا توصيف المواد المسامية جزئيًا مثل الخرسانة المسامية جزئيًا.
وتتمثل ميزة LFA على أجهزة قياس المسامية المنخفضة على الأجهزة ذات النمط اللوحي المستخدمة بشكل متكرر (مقياس التدفق الحراري واللوح الساخن المحمي) في حجم العينة small. يمكن فحص حتى small الكميات، التي غالبًا ما تستخدم في البحث والتطوير، دون أي صعوبة.
تجريبي
تم اختبار عينة LFA (ø 12.7 مم؛ السمك: 4 مم) عند درجة حرارة 25 درجة مئوية و50 درجة مئوية و75 درجة مئوية في LFA 717 HyperFlash®. تم تحديد الكثافة عن طريق الكتلة والحجم عند درجة حرارة الغرفة والسعة الحرارية النوعية (cp) عن طريق طريقة DSC.
النتائج والمناقشة
يوضح الشكل رقم 1 الخواص الفيزيائية الحرارية للخرسانة المحماة بين 25 درجة مئوية و75 درجة مئوية. تُظهر الموصلية الحرارية زيادة طفيفة مع درجة الحرارة. هذا هو السلوك النموذجي للمواد المسامية، حيث يزداد انتقال الحرارة الإشعاعي عند درجات الحرارة الأعلى.
تم تقييم إشارات LFA في البرنامج Proteus® باستخدام نموذج الاختراق، ويفترض هذا النموذج أن الطاقة تخترق العينة من خلال المسام. وهذا واضح بشكل خاص في بداية الإشارة؛ انظر الشكل 2. ويُعد نموذج الاختراق أفضل ملاءمة لهذه الزيادة من النموذج القياسي، الذي يفترض أن الطاقة تمتص فقط عند سطح العينة.
الملخص
توضح القياسات باستخدام LFA 717 HyperFlash® أنه من الممكن أيضًا توصيف الخصائص الفيزيائية الحرارية للعينات ذات السطح المسامي عند تطبيق النموذج المناسب. وهذا الأمر مفيد لتطوير مواد عازلة حرارية جديدة مثل الخرسانة المسامية ويساعد على زيادة كفاءة العزل الحراري.