Introducción
El hormigón celular se utiliza con frecuencia en la construcción, sobre todo para muros de carga y sin carga, techos, estructuras de cubierta y fachadas. Debido a su baja DensidadLa densidad de masa se define como la relación entre la masa y el volumen. densidad y a sus buenas propiedades de aislamiento térmico, el hormigón celular es un material popular para edificios energéticamente eficientes. La Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica es un parámetro importante para el control de calidad, pero también para la investigación y el desarrollo de nuevos materiales. Los métodos más comunes para determinar la Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica de los materiales aislantes son el medidor de flujo de calor (HFM) y la placa caliente protegida (GHP).
Análisis de destellos láser
El análisis de flash láser (LFA) es otro método habitual para determinar las propiedades térmicas, como la Difusividad térmicaLa difusividad térmica (a con la unidad mm2/s) es una propiedad específica de los materiales para caracterizar la conducción de calor inestable. Este valor describe la rapidez con la que un material reacciona a un cambio de temperatura.difusividad térmica, la Capacidad calorífica específica (cp)La capacidad calorífica es una magnitud física específica de un material, determinada por la cantidad de calor suministrada a la probeta, dividida por el aumento de temperatura resultante. La capacidad calorífica específica está relacionada con una unidad de masa de la muestra.capacidad calorífica específica y la Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica. Normalmente se limita a materiales no porosos. Sin embargo, LFA puede manejar materiales porosos usando el modelo de McMasters [1] para la evaluación de la señal de medida bajo las siguientes condiciones:
- El material debe tener comparativamente small poros en relación con el espesor de la muestra.
- El material debe estar preparado con una geometría definida.
- El material debe ser opaco o estar debidamente recubierto de grafito.
El hormigón celular cumple todos estos requisitos, por lo que se investigó este material aislante mediante LFA. Para validar los resultados del LFA, se realizaron mediciones adicionales con un medidor de flujo de calor (HFM) y una placa caliente protegida (GHP).
Experimental
Para las pruebas, se prepararon dos especímenes a partir de bloques más grandes con unas dimensiones de 250 mm x 300 mm x 60 mm para que fueran adecuados para las mediciones en el HFM y en la GHP. Los especímenes se investigaron individualmente en el HFM y juntos en una configuración simétrica en el GHP. Las temperaturas se fijaron en 25°C, 50°C y 75°C con una diferencia de temperatura de 20 K entre las placas.
Para las mediciones LFA, también se prepararon dos especímenes independientes con un diámetro de 12,7 mm y un grosor de 5 mm a partir del mismo bloque grande. Las probetas se midieron en los mismos pasos de temperatura que con HFM y GHP. Para la evaluación de la Difusividad térmicaLa difusividad térmica (a con la unidad mm2/s) es una propiedad específica de los materiales para caracterizar la conducción de calor inestable. Este valor describe la rapidez con la que un material reacciona a un cambio de temperatura.difusividad térmica de las señales de medición del HFM se utilizó el llamado modelo de penetración basado en McMasters. Este modelo tiene en cuenta la penetración de la luz en la muestra, permitida por la superficie porosa del hormigón celular.
La Capacidad calorífica específica (cp)La capacidad calorífica es una magnitud física específica de un material, determinada por la cantidad de calor suministrada a la probeta, dividida por el aumento de temperatura resultante. La capacidad calorífica específica está relacionada con una unidad de masa de la muestra.capacidad calorífica específica, necesaria para calcular la Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica, se determinó en especímenes pulverulentos mediante un calorímetro diferencial de barrido (DSC). La DensidadLa densidad de masa se define como la relación entre la masa y el volumen. densidad de todas las muestras se determinó midiendo la masa y el volumen.
Resultados y debate
La figura 1 muestra los resultados de Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica obtenidos con los métodos HFM, GHP y LFA. La Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica aumenta al aumentar la temperatura, como es de esperar en los materiales porosos. También puede observarse la influencia de la DensidadLa densidad de masa se define como la relación entre la masa y el volumen. densidad. Cuanto menor es la DensidadLa densidad de masa se define como la relación entre la masa y el volumen. densidad, menor es la Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica efectiva debido a la mayor cantidad de volumen de la fase gaseosa de baja conductividad. Los resultados muestran una buena concordancia entre los métodos bien establecidos de HFM, GHP y LFA utilizando el modelo de penetración basado en McMasters. La desviación máxima entre las distintas muestras y métodos es de aproximadamente un 10%.
Conclusión
Las mediciones muestran que el método LFA también es adecuado para la caracterización de materiales porosos. Gracias al tamaño de la muestra small, puede ser de gran interés para la I+D de nuevos materiales de hormigón celular con una cantidad de muestra limitada.