Introduzione
Il calcestruzzo aerato è un materiale versatile, ampiamente utilizzato nell'industria delle costruzioni grazie alla sua leggerezza e alle buone proprietà isolanti. La sua struttura è costituita da sottili pori d'aria, generati da processi chimici durante la produzione. Il calcestruzzo aerato viene spesso utilizzato sotto forma di blocchi, piastre o elementi. Grazie al suo isolamento termico, il calcestruzzo aerato è particolarmente adatto per edifici ad alta efficienza energetica. È anche facile da lavorare, il che lo rende un materiale popolare nell'industria edilizia.
La conoscenza della conducibilità termica del calcestruzzo aerato è fondamentale per valutare le sue proprietà isolanti per edifici ad alta efficienza energetica e per ridurre al minimo il riscaldamento e il raffreddamento. Ciò consente ai progettisti di edifici di select materiali adatti a soddisfare i requisiti di legge per l'efficienza energetica e a migliorare il comfort abitativo.
L'analisi laser o Light Flash Analysis (LFA) è un metodo riconosciuto per determinare la Diffusività termicaLa diffusività termica (a con unità di misura mm2/s) è una proprietà specifica del materiale per caratterizzare la conduzione termica instabile. Questo valore descrive la velocità con cui un materiale reagisce a una variazione di temperatura.diffusività termica; a sua volta, insieme alla densità e alla Capacità termica specifica (cp)La capacità termica è una grandezza fisica specifica del materiale, determinata dalla quantità di calore fornita al campione, divisa per l'aumento di temperatura risultante. La capacità termica specifica è correlata all'unità di massa del campione. capacità termica specifica, consente di calcolare la Conduttività termicaLa conducibilità termica (λ con unità di misura W/(m-K)) descrive il trasporto di energia - sotto forma di calore - attraverso un corpo di massa come risultato di un gradiente di temperatura (vedi fig. 1). Secondo la seconda legge della termodinamica, il calore fluisce sempre nella direzione della temperatura più bassa.conduttività termica. In realtà, i campioni ideali per una misurazione LFA sono costituiti da materiali solidi e non porosi. Selezionando il modello di analisi appropriato (in questo caso, il modello di penetrazione), è possibile caratterizzare anche materiali parzialmente porosi, come il calcestruzzo aerato.
Il vantaggio dell'LFA rispetto ai dispositivi a piastra frequentemente utilizzati (misuratore di flusso di calore e piastra protetta) è la dimensione del campione small. Anche small quantità, spesso utilizzate nella ricerca e nello sviluppo, possono essere esaminate senza alcuna difficoltà.
Sperimentale
Un campione di LFA (ø 12,7 mm; spessore: 4 mm) è stato testato a 25°C, 50°C e 75°C nel sito LFA 717 HyperFlash®. La densità è stata determinata tramite massa e volume a temperatura ambiente e la Capacità termica specifica (cp)La capacità termica è una grandezza fisica specifica del materiale, determinata dalla quantità di calore fornita al campione, divisa per l'aumento di temperatura risultante. La capacità termica specifica è correlata all'unità di massa del campione. capacità termica specifica (Capacità termica specifica (cp)La capacità termica è una grandezza fisica specifica del materiale, determinata dalla quantità di calore fornita al campione, divisa per l'aumento di temperatura risultante. La capacità termica specifica è correlata all'unità di massa del campione.cp) con il metodo DSC.
Risultati e discussione
La Figura 1 mostra le proprietà termofisiche del calcestruzzo aerato tra 25°C e 75°C. La conducibilità termica mostra un leggero aumento con la temperatura. Si tratta di un comportamento tipico dei materiali porosi, poiché il trasferimento di calore per via radiativa aumenta a temperature più elevate.
I segnali LFA sono stati valutati nel software Proteus® utilizzando il modello di penetrazione, che presuppone che l'energia penetri nel campione attraverso i pori. Ciò è particolarmente evidente all'inizio del segnale; si veda la figura 2. Il modello di penetrazione si adatta meglio a questo aumento rispetto al modello standard. Il modello di penetrazione si adatta meglio a questo aumento rispetto al modello standard, che presuppone che l'energia venga assorbita solo dalla superficie del campione.
Sintesi
Le misurazioni effettuate con il sito LFA 717 HyperFlash® dimostrano che è possibile caratterizzare le proprietà termofisiche anche di campioni con una superficie porosa, applicando il modello appropriato. Ciò è utile per lo sviluppo di nuovi materiali termoisolanti come il calcestruzzo aerato e contribuisce ad aumentare l'efficienza degli isolamenti termici.