Wprowadzenie
Gazobeton jest często wykorzystywany w budownictwie, w szczególności do budowy nośnych i nienośnych ścian, stropów, konstrukcji dachowych i fasad. Ze względu na niską gęstość i dobre właściwości termoizolacyjne, gazobeton jest popularnym materiałem do budowy energooszczędnych budynków. Przewodność cieplnaPrzewodność cieplna (λ z jednostką W/(m-K)) opisuje transport energii - w postaci ciepła - przez ciało o masie w wyniku gradientu temperatury (patrz rys. 1). Zgodnie z drugą zasadą termodynamiki, ciepło zawsze przepływa w kierunku niższej temperatury.Przewodność cieplna jest ważnym parametrem dla kontroli jakości, ale także dla badańarch i rozwoju nowych materiałów. Powszechnymi metodami określania przewodności cieplnej materiałów izolacyjnych są metody przepływomierza ciepła (HFM) i strzeżonej płyty grzejnej (GHP).
Analiza błysku lasera
Laserowa analiza błyskowa (LFA) to kolejna popularna metoda określania właściwości termicznych, takich jak dyfuzyjność cieplna, pojemność cieplna właściwa i Przewodność cieplnaPrzewodność cieplna (λ z jednostką W/(m-K)) opisuje transport energii - w postaci ciepła - przez ciało o masie w wyniku gradientu temperatury (patrz rys. 1). Zgodnie z drugą zasadą termodynamiki, ciepło zawsze przepływa w kierunku niższej temperatury.przewodność cieplna. Jest ona zwykle ograniczona do materiałów nieporowatych. Jednak LFA może obsługiwać materiały porowate przy użyciu modelu McMastersa [1] do oceny sygnału pomiarowego pod następującymi warunkami:
- Materiał powinien mieć stosunkowo small porów w stosunku do grubości próbki.
- Materiał powinien być przygotowany z określoną geometrią.
- Materiał powinien być nieprzezroczysty lub odpowiednio pokryty grafitem.
Beton komórkowy spełnia wszystkie te wymagania, więc ten materiał izolacyjny został zbadany za pomocą LFA. Aby zweryfikować wyniki LFA, przeprowadzono dodatkowe pomiary za pomocą miernika przepływu ciepła (HFM) i strzeżonej płyty grzejnej (GHP).
Eksperymentalny
Do testów przygotowano dwie próbki z większych bloków o wymiarach 250 mm x 300 mm x 60 mm, aby były odpowiednie do pomiarów HFM i GHP. Próbki były badane indywidualnie w HFM i razem w symetrycznym układzie w GHP. Temperatury zostały ustawione na 25°C, 50°C i 75°C z różnicą temperatur 20 K pomiędzy płytami.
Do pomiarów LFA przygotowano również dwie niezależne próbki o średnicy 12,7 mm i grubości 5 mm z tego samego dużego bloku. Próbki mierzono w tych samych krokach temperaturowych, co w przypadku HFM i GHP. Do oceny dyfuzyjności cieplnej sygnałów pomiarowych LFA wykorzystano tak zwany model penetracji oparty na McMasters. Model ten uwzględnia przenikanie światła do próbki, na co pozwala porowata powierzchnia gazobetonu.
Pojemność cieplna właściwa, która jest potrzebna do obliczenia przewodności cieplnej, została określona na sproszkowanych próbkach za pomocą różnicowego kalorymetru skaningowego (DSC). Gęstość wszystkich próbek określono poprzez pomiar masy i objętości.
Wyniki i dyskusja
Rysunek 1 przedstawia wyniki przewodności cieplnej uzyskane metodami HFM, GHP i LFA. Przewodność cieplnaPrzewodność cieplna (λ z jednostką W/(m-K)) opisuje transport energii - w postaci ciepła - przez ciało o masie w wyniku gradientu temperatury (patrz rys. 1). Zgodnie z drugą zasadą termodynamiki, ciepło zawsze przepływa w kierunku niższej temperatury.Przewodność cieplna wzrasta wraz ze wzrostem temperatury, zgodnie z oczekiwaniami dla materiałów porowatych. Można również zaobserwować wpływ gęstości. Im niższa gęstość, tym niższa efektywna Przewodność cieplnaPrzewodność cieplna (λ z jednostką W/(m-K)) opisuje transport energii - w postaci ciepła - przez ciało o masie w wyniku gradientu temperatury (patrz rys. 1). Zgodnie z drugą zasadą termodynamiki, ciepło zawsze przepływa w kierunku niższej temperatury.przewodność cieplna ze względu na większą objętość niskoprzewodzącej fazy gazowej. Wyniki wykazują dobrą zgodność między dobrze ugruntowanymi metodami HFM, GHP i LFA przy użyciu modelu penetracji opartego na McMasters. Maksymalne odchylenie między różnymi próbkami i metodami wynosi około 10%.
Wnioski
Pomiary pokazują, że metoda LFA jest również odpowiednia do charakteryzacji materiałów porowatych. Dzięki rozmiarowi próbki small może to być bardzo interesujące dla badań i rozwoju nowych materiałów z betonu komórkowego przy ograniczonej ilości próbek.