ZEB_Annual Report_2014

50 / 64

50 ZEB annual report 2014
er en vesentlig ingredient i UHPC som øker
pakningstettheten pga. dets nanodimensjoner,
og som også videre forsterker bindingen
mellom sementpastaen og aggregatpartiklene
gjennom deres hydratiseringsreaksjon med
sementen. På den annen side så er det
vanlig å benytte varmeisolasjonsmaterialer
for å øke den termiske motstanden i
komposittmaterialer.
Basert på disse grunnene, så anvender
denne undersøkelsen UHPC modellen
for modifisering av aerogel-inkorporert
mørtel (AIM) for å forbedre de strukturelle
egenskapene som f.eks. kompresjonsstyrke
og samtidig bevare de termisk
isolerende egenskapene opppnådd ved
aerogelinkorporasjonen. Det ble observert at
økt aerogelinnhold førte til redusert termisk
ledningsevne i AIM prøvene (Figur 1).
Imidlertid ble det også observert en kraftig
svekkelse av den mekaniske styrken til
disse AIM prøvene grunnet reduksjon i både
pakningstetthet og effektivt bindemiddel. Den
mest betydningsfulle nedgangen i styrke ble
detektert ved 20 vol% aerogelinnhold, noe
som kanskje kan bli tilskrevet introduseringen
av mikrohull i en veldefinert pakningsmatriks
(Figur 2), mens avvik fra det lineære tilfellet
økte videre med økende aerogelinnhold
da flere hull kunne bli dannet mellom
aerogelgranulatene og sementmatriksen.
Tilstedeværelsen av hull kan tilskrives
lav adhesjon mellom de hydrofobe
aerogelgranulatene og den vannrike mørtelen.
Ved et aerogelinnhold på 50 vol% hvor en
minimum kompresjonsstyrke på 20 MPa ble
opprettholdt, ble det registrert en termisk
ledningsevne på 0.55 W/(mK) for AIM
prøvene. Ved høyere aerogelinnhold, hvor
den termiske ledningsevnen var innenfor det
ønskede området, viste UHPC modellen ingen
signifikant ytelsesforbedring sammenlignet
med en normal silikastøv/sementmørtel.
I sin nåværende tilstand er ikke dette nye
kompositt UHPC modifiserte AIM systemet
brukbart som et frittstående system for
varmeisolasjonsmessige formål. Ikke desto
mindre innebærer evnen til å redusere
termisk ledningsevne med en faktor på
omkring 5 sammenlignet med ren, herdet
mørtel, at når slike kompositter anvendes
så trengs det mye mindre isolasjons- og
konstruksjonsmaterialer for å dekke
betongbygningskroppen med den ønskede
varmeisolasjonsevnen med tilstrekkelig
styrke. Dermed kan en forvente tynnere
bygningskropper. Disse eksperimentene kan
også bli sett på som et skritt på veien mot
det ultimate målet å framstille et betong- eller
konstruksjonsmateriale som innehar både
tilfredsstillende termiske og mekaniske
egenskaper.
References | Referanser
Ng S, Jelle, B.P, Sandberg, L.I.C, Gao, T,
Wallevik, O.H. Experiomental Investigations of
Aerogel-Incorporated Ultra-High Performance
Concrete. Construction and Building
Materials; 2015; 77:307-316. DOI: 10.1016/j.
conbuildingmat.2014.12.064
Figur 2: Scanning electron microscope (SEM)
images of a sample with norm sand content
and 0 vol% aerogel (left) and an AIM sample
with 40 vol% aerogel (right). Magnification is
500x and scale bar is 50 μm for both images.
| Figur 2: Skanning elektronmikroskop (SEM)
bilder av en prøve med standard sandinnhold
og 0 vol% aerogel (venstre) og en AIM prøve
med 40 vol% aerogel (høyre). Forstørrelsen
er 500x og skalastreken er 50 μm for begge
bildene.