49 / 64
49
ZEB
annual report 2014
Figure 1: variation in (left) compressive and flexural strengths and (right) thermal conductivity of AIM samples prepared with UHPC recipe as a
function of aerogel loading after curing for 28 days, w/c = 0.2. (left) Dotted lines (almost overlapping) represent strengths of AIM samples calculated
by simple linear approach when the strengths of AIM prisms were only based on the proportion of UHPC mortar in sample. Red line marks the
aerogel loading of AIM sample with a compressive strength of 20 MPa.
|
Figur 1: Variasjon i (venstre) kompresjons- og bøyestyrke og (høyre)
termisk ledningsevne av AIM prøver framstilt med UHPC oppskrift som funksjon av aerogelinnhold etter herding I 28 dager, w/c = 0.2. Stiplede linjer
(venstre, nesten overlappende) representerer styrkene til AIM prøver kalkulert ved en enkel lineær tilnærming hvor styrkene til AIM prismene var
bare basert på UHPC mørtelproporsjonene i prøvene. Rød linje markerer aerogelinnhold i en AIM prøve med en kompresjonsstyrke på 20 MPa.
At an aerogel loading of 50 vol% where a
minimum compressive strength of 20 MPa
was maintained, the AIM samples registered
a thermal conductivity value of 0.55 W/
(mK). At higher aerogel loading, where the
thermal resistance is within the desired range,
the UHPC model showed no significant
improvement in performance as compared to
a normal silica fume/cement mortar,
In its current condition, this novel composite
of UHPC modified AIM system is unsuitable
as a standalone system for thermal insulation
purposes. Nevertheless, the ability to bring
down thermal conductivity by a factor of
about 5 as compared to the neat cured
mortar signifies that when such composites
are employed, much less insulation and
construction materials are needed to cover the
concrete building envelope in order to obtain
the desired thermal resistance with sufficient
strength. Thus, slimmer building walls are to
be expected. These experiments may also
be viewed as a stepping-stone towards the
ultimate goal of a concrete or construction
material exhibiting both satisfactory thermal
and mechanical properties.
|
Innovasjon innen bygningsmaterialer er
et vidt felt med mange utfordringer som skal
løses, deriblant for både konstruksjons- og
varmeisolasjonsmaterialer. Ideelt sett ville det
ha vært mest gunstig å redusere ulempene
med disse, og en mulig innovasjonsvei er
å kombinere de kritiske funksjonene styrke
og termisk isolasjonsevne og samtidig
være i stand til å opprettholde en minimal
materialtykkelse. Dette kan oppnås ved
framstilling av komposittmaterialer ved
å benytte nanoteknologi til å produsere
en tynnere vegg som fortsatt ivaretar de
nødvendige krav til konstruksjonsstyrke
og termisk isoleringsevne. Et slikt
komposittmateriale som en frittstående
konstruksjonsbetong bør inneha en styrke på
minimum 20 MPa og samtidig ha en termisk
ledningsevne på 0.1 W/(mK) eller lavere. De
mekaniske egenskapene til betong forbedres
vanligvis ved reduksjon i vann/sement
forholdet (w/c) eller en bedret pakningstetthet.
En optimert modell av dette systemet er
ultrahøy-ytelses betong (UHPC, ultrahigh
performance concrete), hvor en benytter
en blanding av grove, fine og mikrofine
aggregater, svært lavt vanninnhold, silika fume
(støv) og store mengder sement. Silikastøv