Úvod
Pórobeton je univerzální stavební materiál, který se díky své nízké hmotnosti a dobrým izolačním vlastnostem hojně používá ve stavebnictví. Jeho struktura se skládá z jemných vzduchových pórů, které vznikají chemickými procesy při výrobě. Pórobeton se často používá ve formě bloků, desek nebo prvků. Díky své tepelné izolaci se eternitový beton hodí zejména pro energeticky úsporné budovy. Je také snadno zpracovatelný, což z něj činí oblíbený materiál ve stavebnictví.
Znalost tepelné vodivosti eternitového betonu je klíčová pro hodnocení jeho izolačních vlastností pro energeticky úsporné budovy a dosažení minimalizace vytápění a chlazení . To umožňuje projektantům budov select vhodné materiály pro splnění zákonných požadavků na energetickou účinnost a zlepšení komfortu bydlení.
Laserová analýza nebo analýza světelným zábleskem (LFA) je uznávanou metodou pro stanovení tepelné difuzivity; ta zase spolu s hustotou a měrnou tepelnou kapacitou umožňuje výpočet tepelné vodivosti. Ideální vzorky pro měření LFA jsou vlastně pevné, neporézní materiály. Výběrem vhodného analytického modelu (zde penetračního modelu) lze charakterizovat i částečně porézní materiály, jako je například aeretický beton.
Výhodou LFA oproti často používaným zařízením typu plat (měřič tepelného toku a hlídaná horká deska) je velikost vzorku small. Bez problémů lze zkoumat i small množství, která se často používají ve výzkumu a vývoji.
Experimentální
Vzorek LFA (ø 12,7 mm; tloušťka: 4 mm) byl testován při teplotách 25 °C, 50 °C a 75 °C na LFA 717 HyperFlash®. HustotaHmotnostní hustota je definována jako poměr mezi hmotností a objemem. Hustota byla stanovena pomocí hmotnosti a objemu při pokojové teplotě a Měrná tepelná kapacita (cp)Tepelná kapacita je fyzikální veličina specifická pro daný materiál, která se určuje jako podíl množství tepla dodaného vzorku a výsledného zvýšení teploty. Měrná tepelná kapacita se vztahuje k jednotkové hmotnosti vzorku.měrná tepelná kapacita (Měrná tepelná kapacita (cp)Tepelná kapacita je fyzikální veličina specifická pro daný materiál, která se určuje jako podíl množství tepla dodaného vzorku a výsledného zvýšení teploty. Měrná tepelná kapacita se vztahuje k jednotkové hmotnosti vzorku.cp) pomocí metody DSC.
Výsledky a diskuse
Obrázek 1 ukazuje termofyzikální vlastnosti aeračního betonu při teplotách 25 °C až 75 °C. Tepelná vodivostTepelná vodivost (λ s jednotkou W/(m-K)) popisuje přenos energie - ve formě tepla - hmotným tělesem v důsledku teplotního gradientu (viz obr. 1). Podle druhého termodynamického zákona teplo vždy proudí ve směru nižší teploty.Tepelná vodivost vykazuje mírný nárůst s teplotou. To je typické chování pro porézní materiály, protože při vyšších teplotách se zvyšuje sálavý přenos tepla.
Signály LFA byly vyhodnoceny v softwaru Proteus® pomocí penetračního modelu.Tento model předpokládá, že energie proniká vzorkem skrz póry. To je patrné zejména na začátku signálu; viz obrázek 2. Penetrační model lépe odpovídá tomuto nárůstu než standardní model, který předpokládá, že energie je absorbována pouze na povrchu vzorku.
Souhrn
Měření na LFA 717 HyperFlash® ukazují, že při použití vhodného modelu je možné charakterizovat i termofyzikální vlastnosti vzorků s porézním povrchem. To je výhodné pro vývoj nových tepelněizolačních materiálů, jako je například aereovaný beton, a pomáhá to zvýšit účinnost tepelných izolací.