Wprowadzenie
Beton porowaty jest jednym z najbardziej znanych i najczęściej stosowanych materiałów izolacyjnych w budownictwie. Jedną z najważniejszych właściwości materiałów izolacyjnych jest ich 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. Do charakterystyki termicznej służą dwa główne instrumenty. Metody stacjonarne Heat Flow Meter (HFM) i Guarded Hot Plate (GHP) są znormalizowanymi metodami testowymi do określania przewodności cieplnej materiałów izolacyjnych.
Parametry pomiaru
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 materiałów porowatych zależy w dużej mierze od ich gęstości. Dwie próbki porowatego betonu (300 mm x 250 mm x 60 mm, patrz rysunek 3) o nieco różnej gęstości zostały zbadane pod kątem ich przewodności cieplnej za pomocą HFM 446 Lambda Medium (rysunek 2) i GHP 456 HT Titan® (rysunek 1) w zakresie od 10°C do 75°C.
HFM 446 Lambda Medium stosuje metodę względną z asymetryczną konfiguracją wykorzystującą okołolibration czujników strumienia ciepła ze znanym materiałem odniesienia. Próbki są badane indywidualnie. GHP 456 HT Titan® stosuje metodę bezwzględną z symetryczną konfiguracją, która wykorzystuje dwie podobne próbki do pomiaru.
Wyniki pomiarów
W tym przypadku gęstość dwóch porowatych próbek betonu była nieco inna. Próbka 1 miała gęstość ok. 516 kg/m³, a próbka 2 ok. 543 kg/m³ (różnica ~5%). Rysunek 4 przedstawia przewodność cieplną obu próbek betonowych. Pomarańczowe punkty reprezentują wartości pomiarowe dla próbki 1 zmierzone za pomocą HFM; niebieskie punkty reprezentują próbkę 2. Próbka 1 wykazuje o 6-7% niższą przewodność cieplną niż próbka 2. Średnie wartości obliczone na podstawie indywidualnych pomiarów z HFM pokrywają się prawie idealnie z wartościami z pomiaru GHP, w którym zastosowano obie próbki. Odchylenie wynosi mniej niż 0,8%.
Metoda stanu ustalonego do określania przewodności cieplnej wymaga stałego i jednowymiarowego przepływu ciepła przez próbki przez cały czas. Jest to realizowane poprzez ciągłe przykładanie źródła ciepła i radiatora do próbki.
Technika pomiarowa: przepływomierz ciepła (HFM) i urządzenie z osłoniętą płytą grzejną (GHP)
W przeciwieństwie do metod przejściowych, energia cieplna przenoszona przez próbkę nie jest stała. Natężenie przepływu ciepła zmienia się. Może to być spowodowane na przykład krótkim impulsem energii na próbce. Techniki pomiarowe: Laserowa (świetlna) analiza błyskowa (LFA)
Wnioski
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 dwóch różnych porowatych próbek betonowych została zbadana za pomocą dwóch różnych metod w stanie ustalonym. Pomiary HFM na poszczególnych próbkach pokazują różnice spowodowane różną gęstością próbek. Ponadto urządzenie GHP może obsługiwać próbki o nieco innych właściwościach, uzyskując odpowiednią wartość średnią. Oba urządzenia dobrze nadają się do charakteryzacji materiałów izolacyjnych.