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Detailergebnis zu DOK-Nr. 70194

Die Einflüsse der Korngröße und des Feinkorngehalts auf die Wärmeleitfähigkeit von Quarzsanden (Orig. engl.: Effects of particle size and fines content on thermal conductivity of quartz sands)

Autoren	N. Zhang A.J. Puppala X. Yu A. Pradhan
Sachgebiete	7.1 Baugrunderkundung; Untersuchung von Boden und Fels

Geology and Properties of Earth Materials 2015. Washington, D.C.: Transportation Research Board (TRB), 2015 (Transportation Research Record (TRB) H. 2510) S. 36-43, 9 B, 2 T, 30 Q

Die thermischen Eigenschaften von Böden haben in den letzten Jahren große Forschungsbemühungen ausgelöst. Dabei ist die Wärmeleitfähigkeit die wichtigste Eigenschaft, besonders für die Planung geothermischer Einrichtungen in geringer Tiefe, zum Beispiel für Wärmepfähle oder für Bohrlöcher zur Wärmeenergiespeicherung. Eine erst kürzlich entwickelte Messeinrichtung für den Wärmefluss wurde eingesetzt, um die Wärmeleitfähigkeit von Quarzsand mit der Spitzenwertmethode zu bestimmen. Drei Quarzsandarten mit unterschiedlichen Korngrößen und Kornformen wurden bei den Versuchen eingesetzt. Dabei sollte der Einfluss der Korngrößen und des Anteils an Feinkorn auf die Wärmeleitfähigkeit untersucht werden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Wärmeleitfähigkeit mit der Korngröße bei gleichkörnigen Sanden ansteigt. Bei trockenen Feinsanden war die Wärmeleitfähigkeit kleiner als bei Grobsanden, bei geringen Wassergehalten war sie jedoch in den Feinsanden höher als in den Grobsanden. Die Wärmeleitfähigkeit steigerte sich bei Grobsanden zu einem Maximum durch Steigerung des Feinsandanteils bis zum Anteil an Feinkorn entsprechend der höchsten Wärmeleitfähigkeit. Der kritische Feinkornanteil sank mit der Abnahme der mittleren Korngröße. Der Einfluss der Kornform wurde über den Hohlraumgehalt untersucht.