Inleiding
Poreus beton is een van de bekendste en meest gebruikte isolatiematerialen in de bouwindustrie. Een van de belangrijkste eigenschappen van isolatiematerialen is hun 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. Voor thermische karakterisering zijn er twee belangrijke instrumenten. De steady-state methodes Heat Flow Meter (HFM) en Guarded Hot Plate (GHP) zijn gestandaardiseerde testmethodes om 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 isolatiematerialen te bepalen.
Meetparameters
De effectieve 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 poreuze materialen hangt sterk af van de DichtheidDe massadichtheid wordt gedefinieerd als de verhouding tussen massa en volume. dichtheid. Twee proefstukken van poreus beton (300 mm x 250 mm x 60 mm, zie figuur 3) met licht verschillende dichtheden werden onderzocht op hun warmtegeleidingscoëfficiënt met de HFM 446 Lambda Medium (figuur 2) en de GHP 456 HT Titan® (figuur 1) van 10°C tot 75°C.
De HFM 446 Lambda Medium past een relatieve methode toe met een asymmetrische opstelling die gebruik maakt van een kalibratie van warmtestroomsensoren met een bekend referentiemateriaal. De monsters worden individueel onderzocht. De GHP 456 HT Titan® past een absolute methode toe met een symmetrische opstelling die twee gelijksoortige preparaten gebruikt voor de meting.
Meetresultaten
In dit geval was de DichtheidDe massadichtheid wordt gedefinieerd als de verhouding tussen massa en volume. dichtheid van de twee poreuze betonspecimens licht verschillend. Proefstuk 1 had een DichtheidDe massadichtheid wordt gedefinieerd als de verhouding tussen massa en volume. dichtheid van ongeveer 516 kg/m³ en proefstuk 2 van ongeveer 543 kg/m³ (verschil ~5%). Afbeelding 4 toont 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 beide betonspecimens. De oranje punten geven de meetwaarden voor proefstuk 1 weer, gemeten met de HFM; de blauwe punten geven proefstuk 2 weer. Proefstuk 1 heeft een 6-7% lagere warmtegeleidingscoëfficiënt dan proefstuk 2. De gemiddelde waarden berekend met behulp van de individuele metingen van de HFM vallen bijna perfect samen met de waarden van de GHP-meting waarbij beide proefstukken zijn gebruikt. De afwijking is minder dan 0,8%.
De steady-state methode voor het bepalen van 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 vereist een constante en eendimensionale warmtestroom door de proefstukken op elk moment. Dit wordt gerealiseerd door continu een warmtebron en een koellichaam op het proefstuk aan te brengen.
Meettechniek: Warmtestromingsmeter (HFM) en Guarded Hot Plate Apparatus (GHP)
Bij transiënte methoden daarentegen is de warmte-energie die door het proefstuk wordt overgedragen niet constant. De warmtestroomsnelheid varieert. Dit kan bijvoorbeeld veroorzaakt worden door een korte energie-impuls op het proefstuk. Meettechnieken: Laser (Licht) Flash Analyse (LFA)
Conclusie
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 twee verschillende poreuze betonspecimens werd onderzocht met twee verschillende steady-state methoden. De HFM-metingen aan de individuele proefstukken tonen de verschillen die veroorzaakt worden door de verschillende dichtheden van de proefstukken. Het GHP-apparaat kan ook monsters aan met licht verschillende eigenschappen en levert een geschikte gemiddelde waarde op. Beide instrumenten zijn zeer geschikt voor de karakterisering van isolatiematerialen.