Wprowadzenie
Beton komórkowy jest wszechstronnym materiałem budowlanym, szeroko stosowanym w przemyśle budowlanym ze względu na jego niewielką wagę i dobre właściwości izolacyjne. Jego struktura składa się z drobnych porów powietrza, generowanych w procesach chemicznych podczas produkcji. Beton komórkowy jest często stosowany w postaci bloków, płyt lub elementów. Dzięki swojej izolacyjności termicznej beton komórkowy szczególnie dobrze nadaje się do budynków energooszczędnych. Jest również łatwy w obróbce, co czyni go popularnym materiałem w branży budowlanej.
Znajomość przewodności cieplnej betonu komórkowego ma kluczowe znaczenie dla oceny jego właściwości izolacyjnych dla energooszczędnych budynków i osiągnięcia zminimalizowanego ogrzewania i chłodzenia. Umożliwia to projektantom budynków select dobór odpowiednich materiałów w celu spełnienia wymogów prawnych dotyczących efektywności energetycznej i poprawy komfortu życia.
Analiza laserowa lub Light Flash Analysis (LFA) jest uznaną metodą określania dyfuzyjności cieplnej; to z kolei, wraz z gęstością i właściwą pojemnością cieplną, pozwala na obliczenie przewodności cieplnej. W rzeczywistości idealne próbki do pomiaru LFA składają się z litych, nieporowatych materiałów. Wybierając odpowiedni model analizy (tutaj model penetracji), można również scharakteryzować częściowo porowate materiały, takie jak beton komórkowy.
Zaletą LFA w porównaniu z często używanymi urządzeniami typu płytowego (przepływomierz ciepła i strzeżona płyta grzejna) jest rozmiar próbki small. Nawet small ilości, które są często wykorzystywane w badaniach i rozwoju, mogą być badane bez żadnych trudności.
Eksperymentalny
Próbka LFA (ø 12,7 mm; grubość: 4 mm) została przetestowana w temperaturach 25°C, 50°C i 75°C w witrynie LFA 717 HyperFlash®. Gęstość została określona za pomocą masy i objętości w temperaturze pokojowej, a Pojemność cieplna właściwa (cp)Pojemność cieplna jest wielkością fizyczną specyficzną dla materiału, określoną przez ilość ciepła dostarczonego do próbki, podzieloną przez wynikający z tego wzrost temperatury. Pojemność cieplna właściwa jest związana z jednostką masy próbki. pojemność cieplna właściwa (Pojemność cieplna właściwa (cp)Pojemność cieplna jest wielkością fizyczną specyficzną dla materiału, określoną przez ilość ciepła dostarczonego do próbki, podzieloną przez wynikający z tego wzrost temperatury. Pojemność cieplna właściwa jest związana z jednostką masy próbki.cp) za pomocą metody DSC.
Wyniki i dyskusja
Rysunek 1 przedstawia właściwości termofizyczne starzonego betonu w temperaturze od 25°C do 75°C. 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 wykazuje niewielki wzrost wraz ze wzrostem temperatury. Jest to typowe zachowanie dla materiałów porowatych, ponieważ promieniowanie cieplne wzrasta w wyższych temperaturach.
Sygnały LFA zostały ocenione w oprogramowaniu Proteus® przy użyciu modelu Penetration, który zakłada, że energia przenika próbkę przez pory. Jest to szczególnie widoczne na początku sygnału; patrz rysunek 2. Model Penetration jest lepiej dopasowany do tego wzrostu niż model Standard, który zakłada, że energia jest pochłaniana tylko na powierzchni próbki.
Podsumowanie
Pomiary za pomocą LFA 717 HyperFlash® pokazują, że możliwe jest również scharakteryzowanie właściwości termofizycznych próbek o porowatej powierzchni przy zastosowaniu odpowiedniego modelu. Jest to korzystne dla rozwoju nowych materiałów termoizolacyjnych, takich jak beton komórkowy, i pomaga zwiększyć wydajność izolacji termicznych.