Introduction
Le béton cellulaire est un matériau de construction polyvalent, largement utilisé dans l'industrie de la construction en raison de sa légèreté et de ses bonnes propriétés isolantes. Sa structure est constituée de fins pores d'air, générés par des processus chimiques au cours de la production. Le béton cellulaire est souvent utilisé sous forme de blocs, de plaques ou d'éléments. Grâce à son isolation thermique, le béton cellulaire est particulièrement bien adapté aux bâtiments à haute efficacité énergétique. Il est également facile à mettre en œuvre, ce qui en fait un matériau très prisé dans le secteur de la construction.
La connaissance de la Conductivité thermiqueLa conductivité thermique (λ avec l'unité W/(m-K)) décrit le transport d'énergie - sous forme de chaleur - à travers un corps de masse sous l'effet d'un gradient de température (voir fig. 1). Selon la deuxième loi de la thermodynamique, la chaleur s'écoule toujours dans la direction de la température la plus basse.conductivité thermique du béton cellulaire est essentielle pour évaluer ses propriétés d'isolation en vue de construire des bâtiments économes en énergie et de minimiser le chauffage et la climatisation. Les concepteurs de bâtiments peuvent ainsi consulter le site select pour trouver des matériaux adaptés aux exigences légales en matière d'efficacité énergétique et d'amélioration du confort de vie.
L'analyse laser ou Light Flash Analysis (LFA) est une méthode reconnue pour déterminer la Diffusivité thermiqueLa diffusivité thermique (a avec l'unité mm2/s) est une propriété propre au matériau qui permet de caractériser la conduction thermique instable. Cette valeur décrit la rapidité avec laquelle un matériau réagit à un changement de température.diffusivité thermique, qui, avec la densité et la Capacité thermique spécifique (cp)La capacité thermique est une grandeur physique spécifique au matériau, déterminée par la quantité de chaleur fournie à l'échantillon, divisée par l'augmentation de température qui en résulte. La capacité thermique spécifique est liée à une unité de masse de l'échantillon.capacité thermique spécifique, permet de calculer la Conductivité thermiqueLa conductivité thermique (λ avec l'unité W/(m-K)) décrit le transport d'énergie - sous forme de chaleur - à travers un corps de masse sous l'effet d'un gradient de température (voir fig. 1). Selon la deuxième loi de la thermodynamique, la chaleur s'écoule toujours dans la direction de la température la plus basse.conductivité thermique. En fait, les échantillons idéaux pour une mesure LFA sont des matériaux solides et non poreux. En sélectionnant le modèle d'analyse approprié (ici, le modèle de pénétration), les matériaux partiellement poreux tels que le béton aéré peuvent également être caractérisés.
L'avantage de la LFA par rapport aux appareils à plaque fréquemment utilisés (débitmètre de chaleur et plaque chauffante protégée) est la taille de l'échantillon ( small ). Même les quantités small, qui sont souvent utilisées dans la recherche et le développement, peuvent être examinées sans difficulté.
Expérimental
Un échantillon de LFA (ø 12,7 mm ; épaisseur : 4 mm) a été testé à 25°C, 50°C et 75°C sur le site LFA 717 HyperFlash®. La densité a été déterminée par la masse et le volume à température ambiante et la Capacité thermique spécifique (cp)La capacité thermique est une grandeur physique spécifique au matériau, déterminée par la quantité de chaleur fournie à l'échantillon, divisée par l'augmentation de température qui en résulte. La capacité thermique spécifique est liée à une unité de masse de l'échantillon.capacité thermique spécifique (Capacité thermique spécifique (cp)La capacité thermique est une grandeur physique spécifique au matériau, déterminée par la quantité de chaleur fournie à l'échantillon, divisée par l'augmentation de température qui en résulte. La capacité thermique spécifique est liée à une unité de masse de l'échantillon.cp) au moyen de la méthode DSC.
Résultats et discussion
La figure 1 montre les propriétés thermophysiques du béton aéré entre 25°C et 75°C. La Conductivité thermiqueLa conductivité thermique (λ avec l'unité W/(m-K)) décrit le transport d'énergie - sous forme de chaleur - à travers un corps de masse sous l'effet d'un gradient de température (voir fig. 1). Selon la deuxième loi de la thermodynamique, la chaleur s'écoule toujours dans la direction de la température la plus basse.conductivité thermique augmente légèrement avec la température. Il s'agit d'un comportement typique des matériaux poreux, car le transfert de chaleur par rayonnement augmente à des températures plus élevées.
Les signaux LFA ont été évalués dans le logiciel Proteus® à l'aide du modèle de pénétration, qui suppose que l'énergie pénètre dans l'échantillon à travers les pores. Ceci est particulièrement évident au début du signal (voir figure 2). Le modèle de pénétration correspond mieux à cette augmentation que le modèle standard, qui suppose que l'énergie n'est absorbée qu'à la surface de l'échantillon.
Résumé
Les mesures effectuées avec le site LFA 717 HyperFlash® démontrent qu'il est également possible de caractériser les propriétés thermophysiques d'échantillons présentant une surface poreuse en appliquant le modèle approprié. Ceci est bénéfique pour le développement de nouveaux matériaux d'isolation thermique tels que le béton aéré et permet d'augmenter l'efficacité des isolants thermiques.