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다공성 콘크리트의 열 특성화 - 열유량계와 가드 핫 플레이트 방법을 사용한 밀도가 열전도율에 미치는 영향

소개

다공성 콘크리트는 건축 업계에서 가장 잘 알려져 있고 가장 자주 사용되는 단열재 중 하나입니다. 단열재의 가장 중요한 특성 중 하나는 열 전도성입니다. 열 특성 분석에는 두 가지 주요 기기가 있습니다. 정상 상태 방법인 열유량계(HFM)와 가드 핫 플레이트(GHP)는 단열재의 열전도도를 측정하는 표준화된 테스트 방법입니다.

1) GHP 456 HT Titan®
2) HFM 446 Lambda Medium

측정 매개변수

다공성 재료의 효과적인 열전도율은 밀도에 따라 크게 달라집니다. 밀도가 약간 다른 두 개의 다공성 콘크리트 시편(300mm x 250mm x 60mm, 그림 3 참조)을 10°C~75°C에서 HFM 446 Lambda Medium (그림 2)과 GHP 456 HT Titan® (그림 1)를 사용하여 열 전도성을 조사했습니다.

HFM 446 Lambda Medium 은 알려진 기준 물질로 열유속 센서를 보정하여 비대칭 설정의 상대적 방법을 적용합니다. 시편은 개별적으로 조사됩니다. GHP 456 HT Titan® 는 측정을 위해 두 개의 유사한 시편을 사용하는 대칭 설정의 절대 방법을 적용합니다.

3) 다공성 콘크리트 - 시편 1(왼쪽), 다공성 구조와 빵가루 가장자리(오른쪽)

측정 결과

본 실험의 경우 두 다공성 콘크리트 시편의 밀도는 약간 달랐습니다. 시편 1의 밀도는 약 516kg/m³, 시편 2의 밀도는 약 543kg/m³(차이 ~5%)였습니다. 그림 4는 두 콘크리트 시료의 열전도도를 보여줍니다. 주황색 점은 HFM으로 측정한 시편 1의 측정값을, 파란색 점은 시편 2를 나타냅니다. 시편 1은 시편 2보다 6~7% 낮은 열전도도를 보여줍니다. HFM의 개별 측정값을 사용하여 계산한 평균값은 두 시편이 사용된 GHP 측정값과 거의 완벽하게 일치합니다. 편차는 0.8% 미만입니다.

4) GHP와 HFM으로 측정한 열전도율 비교.

열전도도를 측정하기 위한 정상 상태 방법은 시편을 통해 항상 일정하고 일차원적인 열 흐름이 필요합니다. 이는 시편에 열원과 싱크를 지속적으로 가함으로써 실현됩니다.
측정 기술: 열유량계(HFM) 및 가드 핫 플레이트 장치(GHP)

이와 달리 과도 방식에서는 시편을 통해 전달되는 열 에너지가 일정하지 않습니다. 열 유량이 달라집니다. 이는 예를 들어 시편에 짧은 에너지 임펄스가 가해졌을 때 발생할 수 있습니다. 측정 기술: 레이저(광) 플래시 분석(LFA)

결론

두 가지 다른 다공성 콘크리트 시편의 열전도도를 두 가지 정상 상태 방법으로 조사했습니다. 개별 시료에 대한 HFM 측정은 시료의 밀도가 서로 다르기 때문에 발생하는 차이를 보여줍니다. 또한 GHP 장치는 약간 다른 특성을 가진 시료를 처리하여 적절한 평균값을 산출할 수 있습니다. 두 기기 모두 절연 재료의 특성 분석에 적합합니다.