Heat transfer in mortar with addition of aluminum fibers

O incentivo pela redução no consumo de energias convencionais resulta da impossibilidade em atender sua crescente demanda. O planeta, não conseguindo suprir sustentavelmente esta necessidade imediata, é degradado em vastas áreas consideradas vitais ao suporte da vida. Diante desses fatos, busca-se captar fontes inesgotáveis e limpas de energia, desenvolvendo tecnologias para produção de novos compósitos com o propósito de captar e utilizar energias sustentáveis. A radiação solar incidente em nossa atmosfera transmite energia térmica por radiação eletromagnética através do espectro de luz e possibilita o princípio físico da absortividade e emissividade em materiais. Estas características estão energeticamente sendo empregadas em sistemas que ofereçam a parcela de autonomia necessária na utilização das edificações. Porém, os modelos existentes têm alto custo, reduzida durabilidade e frequentemente contrapõem valores estéticos de arquitetura. O presente estudo busca desenvolver uma argamassa, utilizando a capacidade calorífica do basalto e a condutividade térmica do alumínio. O estudo foi desenvolvido utilizando matriz de cimento combinada com areia de basalto, com granulometria caracterizada, seguindo traço simples de 1:3, à qual foram adicionadas fibras de alumínio nos teores; 0, 10, e 20% em relação à massa total. Utilizaram-se corpos de prova cilíndricos: Ø = 25 e l = 50 mm para determinar a condutividade térmica, pelo método da placa quente protegida e de micro tomografia, para analisar a disposição dos agregados e das fibras. Nos ensaios de resistência mecânica e resistividade elétrica, os corpos de prova tinham dimensões: Ø = 50mm e l = 100mm. Os resultados demonstraram que os desempenhos na transferência de calor e capacidade calorífica em relação aos diferentes teores de fibras de alumínio. A interação dos materiais favoreceu a aceleração da condução na argamassa, permitindo ainda o armazenamento prolongado de calor devido a sua capacidade calorífica. Os teores de fibras próximos a 10% indicaram melhor capacidade de mistura, menor incorporação de ar e índices de hidratação com o aumento da condutividade térmica em até três vezes, sendo que o fator de forma das fibras não influenciou na capacidade de transferência de calor, sendo o fator de forma menor, mais adequado para que as fibras e partículas de alumínio se distribuam uniformemente na argamassa no que se refere as capacidades reológicas e de trabalhabilidade.The incentive for the reduced consumption of conventional energy results from the inability to meet its growing demand. The planet, failing to sustainably to meet this immediate need, is degraded vast areas considered vital to support life. Given these facts, we seek to capture inexhaustible and clean energy sources, developing new technologies for the production of composites for the purpose of taking and using sustainable energy. The incident solar radiation into our atmosphere transmits thermal energy through magnetism of the light spectrum and allows the physical principle of absorptivity and emissivity of materials. These features are being to use in energy systems that provide the necessary amount of autonomy in the use of buildings. However, existing models have high cost, low durability and aesthetic values often contradict architecture. This study seeks to develop a mortar, using the heat capacity of the basalt and the thermal conductivity of aluminum. The study was conducted using cement matrix combined with basalt sand with a particle size characterized by following simple line of 1: 3, to which aluminum fibers were added in concentrations; 0, 10, and 20% in relation to total mass. We used Cylindrical specimens: Ø = 25 mm and l = 50 mm to determine the thermal conductivity by the guarded hot plate and micro tomography method to analyze the arrangement of aggregates and fibers. In tests of mechanical strength and electrical resistivity, the specimens had dimensions: Ø = 50mm l = 100mm. The results demonstrated that the performance in heat transfer and heat capacity in relation to the different amounts of aluminum fibers. The interaction of the materials favored in the acceleration of the driving mortar, even allowing prolonged storage of heat due to heat capacity. The fiber contents near 10% indicating better mixing capacity, lower incorporation rates of air and moisture with increased thermal conductivity up to three times, and the form factor of the fibers do not influence the ability of heat transfer, being more suitable for the fibers and aluminum particles distributed uniformly in the mortar smaller form factor as regards workability and rheological capabilities