Въведение
Газобетонът се използва често в строителството, особено за носещи и неносещи стени, тавани, покривни конструкции и фасади. Благодарение на ниската си плътност и добрите си топлоизолационни свойства газобетонът е популярен материал за енергийно ефективни сгради. Топлопроводимостта е важен параметър за контрол на качеството, но също така и за изследване и разработване на нови материали. Обичайните методи за определяне на топлопроводимостта на изолационните материали са методите на Heat Flow Meter (HFM) и Guarded Hot Plate (GHP).
Анализ на лазерната светкавица
Лазерният флаш анализ (LFA) е друг често използван метод за определяне на термични свойства, като например термична дифузия, специфичен топлинен капацитет и топлопроводимост. Обикновено той се ограничава до непорьозни материали. LFA обаче може да работи с порести материали, като използва модела на McMasters [1] за оценка на измервателния сигнал при следните условия:
- Материалът трябва да има сравнително small пори в сравнение с дебелината на образеца.
- Материалът трябва да бъде подготвен с определена геометрия.
- Материалът трябва да е непрозрачен или подходящо покрит с графит.
Аеробетонът отговаря на всички тези изисквания, така че този изолационен материал беше изследван с помощта на LFA. За да се потвърдят резултатите от LFA, бяха извършени допълнителни измервания с топломер (HFM) и защитена гореща плоча (GHP).
Експериментален
За тестовете бяха подготвени два образеца от по-големи блокове с размери 250 mm x 300 mm x 60 mm, подходящи за измервания на HFM и GHP. Образците бяха изследвани поотделно в HFM и заедно в симетрична конфигурация в GHP. Температурите бяха определени на 25°C, 50°C и 75°C с температурна разлика от 20 K между плочите.
За измерванията на LFA от един и същ голям блок бяха подготвени и два независими образеца с диаметър 12,7 mm и дебелина 5 mm. Образците бяха измерени при същите температурни стъпки, както при HFM и GHP. За оценка на топлинната дифузия на сигналите от LFA измерванията беше използван така нареченият модел на проникване, базиран на McMasters. Този модел отчита проникването на светлината в образеца, което се позволява от порестата повърхност на газобетона.
Специфичният топлинен капацитет, който е необходим за изчисляване на коефициента на топлопроводност, е определен върху прахообразни образци с помощта на диференциален сканиращ калориметър (ДСК). Плътността на всички образци е определена чрез измерване на масата и обема.
Резултати и обсъждане
На фигура 1 са показани резултатите за топлопроводимостта, получени с методите HFM, GHP и LFA. Топлопроводимостта нараства с увеличаване на температурата, както се очаква за порестите материали. Наблюдава се и влиянието на плътността. Колкото по-ниска е плътността, толкова по-ниска е ефективната топлопроводимост поради по-голямото количество обем на нископроводимата газова фаза. Резултатите показват добро съответствие между утвърдените методи HFM, GHP и LFA, като се използва моделът на проникване, базиран на McMasters. Максималното отклонение между различните образци и методи възлиза на приблизително 10 %.
Заключение
Измерванията показват, че методът LFA е подходящ и за характеризиране на порести материали. Благодарение на small размера на образеца, това може да бъде от голям интерес за научноизследователската и развойна дейност на нови материали от газобетон с ограничено количество образци.