소개
폭기 콘크리트는 건축, 특히 내하력 및 비내하력 벽, 천장, 지붕 구조물 및 외벽에 자주 사용됩니다. 밀도가 낮고 단열성이 우수하기 때문에 폭기 콘크리트는 에너지 효율적인 건물을 위한 인기 있는 자재입니다. 열전도율은 품질 관리뿐만 아니라 신소재 연구 및 개발에도 중요한 파라미터입니다. 단열재의 열전도도를 측정하는 일반적인 방법은 열유량계(HFM)와 가드 핫 플레이트(GHP) 방법입니다.
레이저 플래시 분석
레이저 플래시 분석(LFA)은 열 확산도, 비열 용량 및 열 전도도와 같은 열 특성을 측정하는 또 다른 일반적인 방법입니다. 일반적으로 비다공성 재료로 제한됩니다. 그러나 LFA는 다음 조건에서 측정 신호를 평가하기 위해 McMasters의 모델[1]을 사용하여 다공성 물질을 처리할 수 있습니다:
- 재료는 시료의 두께에 비해 비교적 small 기공이 많아야 합니다.
- 재료는 정의된 형상으로 준비되어야 합니다.
- 재료가 불투명하거나 흑연으로 적절히 코팅되어 있어야 합니다.
폭기 콘크리트는 이러한 모든 요건을 충족하므로 이 단열재를 LFA를 통해 조사했습니다. LFA 결과를 검증하기 위해 열유량계(HFM)와 가드 핫 플레이트(GHP)로 추가 측정을 수행했습니다.
실험적
테스트를 위해 HFM 및 GHP 측정에 적합하도록 250mm x 300mm x 60mm 크기의 큰 블록으로 두 개의 시편을 준비했습니다. 시편은 HFM에서는 개별적으로, GHP에서는 대칭적인 설정으로 함께 조사되었습니다. 온도는 25°C, 50°C, 75°C로 설정하고 플레이트 간 온도 차이를 20K로 유지했습니다.
LFA 측정을 위해 동일한 큰 블록에서 직경 12.7mm, 두께 5mm의 두 개의 독립적인 시편도 준비했습니다. 시편은 HFM 및 GHP와 동일한 온도 단계에서 측정되었습니다. LFA 측정 신호의 열 확산도 평가에는 McMasters에 기반한 소위 침투 모델을 사용했습니다. 이 모델은 폭기 콘크리트의 다공성 표면에 의해 허용되는 시편으로의 빛의 투과를 고려합니다.
열전도율을 계산하는 데 필요한 비열 용량은 분말 시편에서 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하여 결정했습니다. 모든 시료의 밀도는 질량과 부피를 측정하여 결정했습니다.
결과 및 토론
그림 1은 HFM, GHP 및 LFA 방법으로 얻은 열전도도 결과를 보여줍니다. 다공성 물질의 경우 예상대로 온도가 증가함에 따라 열전도도가 증가합니다. 밀도의 영향도 관찰할 수 있습니다. 밀도가 낮을수록 전도성이 낮은 기체 상 부피의 양이 많아져 유효 열전도율이 낮아집니다. 결과는 맥마스터스에 기반한 침투 모델을 사용하여 잘 정립된 HFM, GHP 및 LFA 방법 간에 좋은 일치도를 보여줍니다. 서로 다른 시료와 방법 간의 최대 편차는 약 10%에 달합니다.
결론
측정 결과 LFA 방법은 다공성 재료의 특성 분석에도 적합하다는 것을 알 수 있습니다. small 시료 크기 덕분에 시료 양이 제한된 새로운 폭기 콘크리트 재료의 R&D에 큰 관심을 가질 수 있습니다.