Giriş
Gazbeton, özellikle taşıyıcı ve taşıyıcı olmayan duvarlar, tavanlar, çatı yapıları ve cepheler için inşaatta sıklıkla kullanılır. Düşük yoğunluğu ve iyi ısı yalıtım özellikleri nedeniyle gaz beton, enerji tasarruflu binalar için popüler bir malzemedir. Isı iletkenliği, kalite kontrolünün yanı sıraarch ve yeni malzemelerin geliştirilmesi için de önemli bir parametredir. Yalıtım malzemelerinde ısı iletkenliğini belirlemek için kullanılan yaygın yöntemler Isı Akış Ölçer (HFM) ve Korumalı Sıcak Plaka (GHP) yöntemleridir.
Lazer Flaş Analizi
Lazer Flaş Analizi (LFA), Termal DifüziviteTermal difüzivite (mm2/s birimiyle a), kararsız ısı iletimini karakterize etmek için malzemeye özgü bir özelliktir. Bu değer, bir malzemenin sıcaklıktaki bir değişikliğe ne kadar hızlı tepki verdiğini açıklar.termal difüzivite, özgül ısı kapasitesi ve Termal İletkenlikTermal iletkenlik (W/(m-K) birimiyle λ), sıcaklık gradyanının bir sonucu olarak enerjinin - ısı şeklinde - kütleli bir cisim boyunca taşınmasını tanımlar (bkz. Şekil 1). Termodinamiğin ikinci yasasına göre, ısı her zaman düşük sıcaklık yönünde akar.termal iletkenlik gibi termal özelliklerin belirlenmesi için kullanılan bir diğer yaygın yöntemdir. Genellikle gözeneksiz malzemelerle sınırlıdır. Bununla birlikte, LFA, aşağıdaki koşullar altında ölçüm sinyalinin değerlendirilmesi için McMasters [1] modelini kullanarak gözenekli malzemeleri işleyebilir:
- Malzeme, numunenin kalınlığına göre nispeten small gözeneklere sahip olmalıdır.
- Malzeme tanımlanmış bir geometri ile hazırlanmalıdır.
- Malzeme opak olmalı veya grafit ile uygun şekilde kaplanmış olmalıdır.
Gazbeton tüm bu gereklilikleri yerine getirdiğinden, bu yalıtım malzemesi LFA ile incelenmiştir. LFA sonuçlarını doğrulamak için, bir ısı akış ölçer (HFM) ve korumalı bir sıcak plaka (GHP) ile ek ölçümler yapılmıştır.
Deneysel
Testler için, HFM ve GHP ölçümlerine uygun olacak şekilde 250 mm x 300 mm x 60 mm boyutlarında daha büyük bloklardan iki numune hazırlanmıştır. Numuneler HFM'de ayrı ayrı ve GHP'de simetrik bir düzenekte birlikte incelenmiştir. Sıcaklıklar, plakalar arasında 20 K sıcaklık farkı olacak şekilde 25°C, 50°C ve 75°C olarak ayarlanmıştır.
LFA ölçümleri için, aynı büyük bloktan 12,7 mm çapında ve 5 mm kalınlığında iki bağımsız numune de hazırlanmıştır. Numuneler HFM ve GHP ile aynı sıcaklık adımlarında ölçülmüştür. LFA ölçüm sinyallerinin termal difüzivitesinin değerlendirilmesi için McMasters'a dayalı penetrasyon modeli kullanılmıştır. Bu model, gazbetonun gözenekli yüzeyi tarafından izin verilen ışığın numuneye nüfuz etmesini dikkate alır.
Termal iletkenliği hesaplamak için gerekli olan özgül ısı kapasitesi, Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) kullanılarak toz numuneler üzerinde belirlenmiştir. Tüm numunelerin yoğunluğu kütle ve hacim ölçümleri ile belirlenmiştir.
Sonuçlar ve Tartışma
Şekil 1'de HFM, GHP ve LFA yöntemleriyle elde edilen ısıl iletkenlik sonuçları gösterilmektedir. Termal iletkenlik, gözenekli malzemeler için beklendiği gibi artan sıcaklıkla birlikte artmaktadır. Yoğunluğun etkisi de gözlemlenebilir. YoğunlukKütle yoğunluğu, kütle ve hacim arasındaki oran olarak tanımlanır. Yoğunluk ne kadar düşük olursa, düşük iletken gaz fazı hacminin daha yüksek olması nedeniyle etkili Termal İletkenlikTermal iletkenlik (W/(m-K) birimiyle λ), sıcaklık gradyanının bir sonucu olarak enerjinin - ısı şeklinde - kütleli bir cisim boyunca taşınmasını tanımlar (bkz. Şekil 1). Termodinamiğin ikinci yasasına göre, ısı her zaman düşük sıcaklık yönünde akar.termal iletkenlik o kadar düşük olur. Sonuçlar, McMasters'a dayalı penetrasyon modeli kullanılarak HFM, GHP ve LFA'nın köklü yöntemleri arasında iyi bir uyum olduğunu göstermektedir. Farklı numuneler ve yöntemler arasındaki maksimum sapma yaklaşık %10'dur.
Sonuç
Ölçümler, LFA yönteminin gözenekli malzemelerin karakterizasyonu için de çok uygun olduğunu göstermektedir. small numune boyutu sayesinde bu, sınırlı numune miktarına sahip yeni gaz beton malzemelerin Ar-Ge'si için büyük ilgi çekebilir.