Εισαγωγή
Το ελαφροσκυρόδεμα είναι ένα ευέλικτο δομικό υλικό, που χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευαστική βιομηχανία λόγω του μικρού βάρους και των καλών μονωτικών του ιδιοτήτων. Η δομή του αποτελείται από λεπτούς πόρους αέρα, οι οποίοι δημιουργούνται από χημικές διεργασίες κατά την παραγωγή. Το αερόσκυρο χρησιμοποιείται συχνά με τη μορφή μπλοκ, πλακών ή στοιχείων. Χάρη στη θερμομόνωσή του, το Αεριοσκυρόδεμα είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για ενεργειακά αποδοτικά κτίρια. Είναι επίσης εύκολο στην επεξεργασία, γεγονός που το καθιστά δημοφιλές υλικό στην οικοδομική βιομηχανία.
Η γνώση της θερμικής αγωγιμότητας του αιωρούμενου σκυροδέματος είναι ζωτικής σημασίας για την αξιολόγηση των μονωτικών ιδιοτήτων του για ενεργειακά αποδοτικά κτίρια και την επίτευξη ελαχιστοποιημένης θέρμανσης και ψύξης . Αυτό επιτρέπει στους σχεδιαστές κτιρίων να select κατάλληλα υλικά για την τήρηση των νομικών απαιτήσεων για ενεργειακή απόδοση και τη βελτίωση της άνεσης διαβίωσης.
Η ανάλυση με λέιζερ ή Light Flash Analysis (LFA) είναι μια αναγνωρισμένη μέθοδος για τον προσδιορισμό της θερμικής διάχυσης- αυτή με τη σειρά της, μαζί με την πυκνότητα και την ειδική θερμοχωρητικότητα, επιτρέπει τον υπολογισμό της θερμικής αγωγιμότητας. Στην πραγματικότητα, τα ιδανικά δείγματα για μια μέτρηση LFA αποτελούνται από στερεά, μη πορώδη υλικά. Με την επιλογή του κατάλληλου μοντέλου ανάλυσης (εδώ, το μοντέλο διείσδυσης), μπορούν επίσης να χαρακτηριστούν μερικώς πορώδη υλικά, όπως το αεριούχο σκυρόδεμα.
Το πλεονέκτημα της LFA έναντι των συχνά χρησιμοποιούμενων συσκευών τύπου πλάκας (μετρητής ροής θερμότητας και προστατευόμενη θερμή πλάκα) είναι το μέγεθος του δείγματος small. Ακόμη και small ποσότητες, οι οποίες χρησιμοποιούνται συχνά στην έρευνα και την ανάπτυξη, μπορούν να εξεταστούν χωρίς καμία δυσκολία.
Πειραματικό
Ένα δείγμα LFA (ø 12,7 mm, πάχος: 4 mm) δοκιμάστηκε στους 25°C, 50°C και 75°C στο LFA 717 HyperFlash®. Η πυκνότητα προσδιορίστηκε μέσω της μάζας και του όγκου σε θερμοκρασία δωματίου και η ειδική θερμοχωρητικότητα (Ειδική θερμοχωρητικότητα (cp)Η θερμοχωρητικότητα είναι ένα φυσικό μέγεθος ειδικό για κάθε υλικό, το οποίο καθορίζεται από την ποσότητα θερμότητας που παρέχεται στο δείγμα, διαιρούμενη με την προκύπτουσα αύξηση της θερμοκρασίας. Η ειδική θερμοχωρητικότητα σχετίζεται με τη μονάδα μάζας του δείγματος.cp) με τη μέθοδο DSC.
Αποτελέσματα και συζήτηση
Στο Σχήμα 1 παρουσιάζονται οι θερμοφυσικές ιδιότητες του αεριούχου σκυροδέματος μεταξύ 25°C και 75°C. Η θερμική αγωγιμότητα παρουσιάζει μικρή αύξηση με τη θερμοκρασία. Αυτή είναι τυπική συμπεριφορά για πορώδη υλικά, καθώς η μεταφορά θερμότητας με ακτινοβολία αυξάνεται σε υψηλότερες θερμοκρασίες.
Τα σήματα LFA αξιολογήθηκαν στο λογισμικό Proteus® χρησιμοποιώντας το μοντέλο διείσδυσης.Αυτό το μοντέλο υποθέτει ότι η ενέργεια διεισδύει στο δείγμα μέσω των πόρων. Αυτό είναι ιδιαίτερα εμφανές στην αρχή του σήματος- βλέπε σχήμα 2. Το μοντέλο διείσδυσης ταιριάζει καλύτερα σε αυτή την αύξηση από το μοντέλο Standard, το οποίο υποθέτει ότι η ενέργεια απορροφάται μόνο στην επιφάνεια του δείγματος.
Περίληψη
Οι μετρήσεις με το LFA 717 HyperFlash® αποδεικνύουν ότι είναι επίσης δυνατό να χαρακτηριστούν οι θερμοφυσικές ιδιότητες δειγμάτων με πορώδη επιφάνεια, όταν εφαρμόζεται το κατάλληλο μοντέλο. Αυτό είναι επωφελές για την ανάπτυξη νέων θερμομονωτικών υλικών, όπως το αεριοποιημένο σκυρόδεμα, και συμβάλλει στην αύξηση της αποτελεσματικότητας των θερμομονωτικών υλικών.