Inleiding
Luchtbeton is een veelzijdig bouwmateriaal dat veel wordt gebruikt in de bouwindustrie vanwege zijn lichte gewicht en goede isolerende eigenschappen. De structuur bestaat uit fijne luchtporiën die ontstaan door chemische processen tijdens de productie. Geregenereerd beton wordt vaak gebruikt in de vorm van blokken, platen of elementen. Dankzij de thermische isolatie is gasbeton bijzonder geschikt voor energiezuinige gebouwen. Het is ook gemakkelijk te verwerken, waardoor het een populair materiaal is in de bouwindustrie.
Kennis van de Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid van spuitbeton is cruciaal om de isolatie-eigenschappen ervan te evalueren voor energie-efficiënte gebouwen en om verwarming en koeling tot een minimum te beperken. Hierdoor kunnen ontwerpers van gebouwen select geschikte materialen kiezen om te voldoen aan de wettelijke vereisten voor energie-efficiëntie en het wooncomfort te verbeteren.
Laser- of lichtflitsanalyse (LFA) is een erkende methode om de Thermische diffusieThermische diffusie (a met de eenheid mm2/s) is een materiaalspecifieke eigenschap voor het karakteriseren van onstabiele warmtegeleiding. Deze waarde beschrijft hoe snel een materiaal reageert op een verandering in temperatuur.thermische diffusie te bepalen; samen met de DichtheidDe massadichtheid wordt gedefinieerd als de verhouding tussen massa en volume. dichtheid en de Specifieke warmtecapaciteit (cp)Warmtecapaciteit is een materiaalspecifieke fysische grootheid, bepaald door de hoeveelheid warmte die aan een proefstuk wordt toegevoerd, gedeeld door de resulterende temperatuurstijging. De specifieke warmtecapaciteit is gerelateerd aan een massa-eenheid van het proefstuk.specifieke warmtecapaciteit kan hiermee de Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid worden berekend. De ideale monsters voor een LFA meting bestaan uit vaste, niet-poreuze materialen. Door het juiste analysemodel te kiezen (hier het penetratiemodel), kunnen gedeeltelijk poreuze materialen zoals gasbeton ook gekarakteriseerd worden.
Het voordeel van LFA ten opzichte van de vaak gebruikte platetype apparaten (warmtestroommeter en afgeschermde verwarmingsplaat) is de small monstergrootte. Zelfs small hoeveelheden, die vaak gebruikt worden in onderzoek en ontwikkeling, kunnen zonder problemen onderzocht worden.
Experimenteel
Een LFA-monster (ø 12,7 mm; dikte: 4 mm) werd getest bij 25°C, 50°C en 75°C in de LFA 717 HyperFlash®. De DichtheidDe massadichtheid wordt gedefinieerd als de verhouding tussen massa en volume. dichtheid werd bepaald via massa en volume bij kamertemperatuur en de Specifieke warmtecapaciteit (cp)Warmtecapaciteit is een materiaalspecifieke fysische grootheid, bepaald door de hoeveelheid warmte die aan een proefstuk wordt toegevoerd, gedeeld door de resulterende temperatuurstijging. De specifieke warmtecapaciteit is gerelateerd aan een massa-eenheid van het proefstuk.specifieke warmtecapaciteit (Specifieke warmtecapaciteit (cp)Warmtecapaciteit is een materiaalspecifieke fysische grootheid, bepaald door de hoeveelheid warmte die aan een proefstuk wordt toegevoerd, gedeeld door de resulterende temperatuurstijging. De specifieke warmtecapaciteit is gerelateerd aan een massa-eenheid van het proefstuk.cp) door middel van de DSC-methode.
Resultaten en discussie
Figuur 1 toont de thermofysische eigenschappen van gasbeton tussen 25°C en 75°C. De Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid neemt licht toe met de temperatuur. Dit is typisch gedrag voor poreuze materialen, aangezien de stralingswarmteoverdracht toeneemt bij hogere temperaturen.
De LFA-signalen werden geëvalueerd in de software Proteus® met behulp van het penetratiemodel. Dit model gaat ervan uit dat de energie door de poriën van het monster dringt. Dit is vooral duidelijk aan het begin van het signaal; zie figuur 2. Het Penetratiemodel past beter bij deze toename dan het Standaardmodel. Het Penetratiemodel past beter bij deze toename dan het Standaardmodel, dat aanneemt dat energie alleen aan het oppervlak van het monster wordt geabsorbeerd.
Samenvatting
De metingen met LFA 717 HyperFlash® tonen aan dat het ook mogelijk is om de thermofysische eigenschappen van monsters met een poreus oppervlak te karakteriseren wanneer het juiste model wordt toegepast. Dit is gunstig voor de ontwikkeling van nieuwe warmte-isolerende materialen zoals gasbeton en helpt de efficiëntie van warmte-isolatie te verhogen.