Introduktion
Porebeton er et af de mest kendte og hyppigst anvendte isoleringsmaterialer i byggebranchen. En af de vigtigste egenskaber ved isoleringsmaterialer er deres Termisk ledningsevneVarmeledningsevne (λ med enheden W/(m-K)) beskriver transporten af energi - i form af varme - gennem et masselegeme som følge af en temperaturgradient (se fig. 1). Ifølge termodynamikkens anden lov strømmer varmen altid i retning af den laveste temperatur.varmeledningsevne. Til termisk karakterisering er der to hovedinstrumenter. Steady-state-metoderne Heat Flow Meter (HFM) og Guarded Hot Plate (GHP) er standardiserede testmetoder til bestemmelse af isoleringsmaterialers Termisk ledningsevneVarmeledningsevne (λ med enheden W/(m-K)) beskriver transporten af energi - i form af varme - gennem et masselegeme som følge af en temperaturgradient (se fig. 1). Ifølge termodynamikkens anden lov strømmer varmen altid i retning af den laveste temperatur.varmeledningsevne.
Måleparametre
Den effektive Termisk ledningsevneVarmeledningsevne (λ med enheden W/(m-K)) beskriver transporten af energi - i form af varme - gennem et masselegeme som følge af en temperaturgradient (se fig. 1). Ifølge termodynamikkens anden lov strømmer varmen altid i retning af den laveste temperatur.varmeledningsevne for porøse materialer afhænger i høj grad af densiteten. To prøver af porøs beton (300 mm x 250 mm x 60 mm, se figur 3) med lidt forskellige densiteter blev undersøgt med hensyn til deres Termisk ledningsevneVarmeledningsevne (λ med enheden W/(m-K)) beskriver transporten af energi - i form af varme - gennem et masselegeme som følge af en temperaturgradient (se fig. 1). Ifølge termodynamikkens anden lov strømmer varmen altid i retning af den laveste temperatur.varmeledningsevne ved hjælp af HFM 446 LambdaMedium (figur 2) og GHP 456 HT Titan® (figur 1) fra 10 °C til 75 °C.
HFM 446 LambdaMedium anvender en relativ metode med en asymmetrisk opsætning ved hjælp af en kalibrering af varmefluxsensorer med et kendt referencemateriale. Prøverne undersøges individuelt. GHP 456 HT Titan® anvender en absolut metode med en symmetrisk opsætning, som bruger to lignende prøver til målingen.
Resultater af målinger
I dette tilfælde var massefylden for de to porøse betonprøver en smule forskellig. Prøve 1 havde en massefylde på ca. 516 kg/m³ og prøve 2 på ca. 543 kg/m³ (forskel ~5 %). Figur 4 viser varmeledningsevnen for begge betonprøver. De orange punkter repræsenterer måleværdierne for prøve 1 målt med HFM; de blå punkter repræsenterer prøve 2. Prøve 1 viser en 6-7 % lavere Termisk ledningsevneVarmeledningsevne (λ med enheden W/(m-K)) beskriver transporten af energi - i form af varme - gennem et masselegeme som følge af en temperaturgradient (se fig. 1). Ifølge termodynamikkens anden lov strømmer varmen altid i retning af den laveste temperatur.varmeledningsevne end prøve 2. De gennemsnitlige værdier beregnet ved hjælp af de individuelle målinger fra HFM falder næsten perfekt sammen med værdierne fra GHP-målingen, hvor begge prøver blev brugt. Afvigelsen er mindre end 0,8 %.
Steady-state-metoden til bestemmelse af Termisk ledningsevneVarmeledningsevne (λ med enheden W/(m-K)) beskriver transporten af energi - i form af varme - gennem et masselegeme som følge af en temperaturgradient (se fig. 1). Ifølge termodynamikkens anden lov strømmer varmen altid i retning af den laveste temperatur.varmeledningsevne kræver en konstant og endimensionel varmestrøm gennem prøverne til enhver tid. Dette realiseres ved kontinuerligt at tilføre en varmekilde og et varmedræn til prøven.
Måleteknik: Heat Flow Meter (HFM) og Guarded Hot Plate Apparatus (GHP)
I modsætning hertil er den varmeenergi, der overføres gennem prøven, ikke konstant i transiente metoder. Varmestrømningshastigheden varierer. Dette kan f.eks. skyldes en kort energiimpuls på prøven. Målingsteknikker: Laser (lys) flash-analyse (LFA)
Konklusion
Varmeledningsevnen for to forskellige porøse betonprøver blev undersøgt med to forskellige steady state-metoder. HFM-målingerne på de enkelte prøver viser de forskelle, der skyldes prøvernes forskellige tætheder. GHP-enheden kan også håndtere prøver med lidt forskellige egenskaber, hvilket giver en passende gennemsnitsværdi. Begge instrumenter er velegnede til karakterisering af isolerende materialer.