Топлопроводимост на бетона: характеристики, коефициент и таблица

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-17 18:41

Една от най-важните характеристики на бетона, разбира се, е неговата топлопроводимост. Този индикатор може да варира значително за различните видове материали. Топлопроводимостта на бетона зависи преди всичко от вида на използвания в него пълнител. Колкото по-лек е материалът, толкова по-добър е изолаторът от студа.

Какво е топлопроводимост: дефиниция

При изграждането на сгради и конструкции могат да се използват различни материали. Жилищните и промишлените сгради в руския климат обикновено са изолирани. Тоест, по време на тяхното изграждане се използват специални изолатори, чиято основна цел е да поддържат комфортна температура вътре в помещенията. При изчисляване на необходимото количество минерална вата или пенополистирол се взема предвид топлопроводимостта на основния материал, използван за изграждането на ограждащите конструкции.

Много често сградите и конструкциите у нас се изграждат от различни видове бетон. За тази цел също се използват тухли и дърво. Всъщност самата топлопроводимост е способността на веществото да пренася енергия в своята дебелина поради движението на молекулите. Отивамподобен процес може, както в твърдите части на материала, така и в неговите пори. В първия случай се нарича проводимост, във втория - конвекция. Охлаждането на материала е много по-бързо в неговите твърди части. Въздухът, запълващ порите, улавя топлината, разбира се по-добре.

Какво определя индикатора

Изводите от горното могат да бъдат направени по следния начин. Топлопроводимостта на бетон, дърво и тухла, както всеки друг материал, зависи от тях:

• плътност;
• порьозност;
• влажност.

С увеличаването на плътността на бетона се увеличава и степента на неговата топлопроводимост. Колкото повече пори в материала, толкова по-добър изолатор от студа е той.

Видове бетон

В съвременното строителство могат да се използват различни видове от този материал. Въпреки това, всички съществуващи бетони на пазара могат да бъдат класифицирани в две големи групи:

• тежък;
• леко пенест или с порест пълнител.

Топлопроводимост на тежък бетон: индикатори

Такива материали също са разделени на две основни групи. Бетонът може да се използва в строителството:

• тежък;
• особено тежък.

При производството на втория вид материал се използват пълнители като метален скрап, хематит, магнетит, барит. Особено тежките бетони обикновено се използват само при изграждането на съоръжения, чиято основна цел е защита от радиация. Тази група включва материали с плътност от 2500 kg/m3.

Обикновеният тежък бетон се произвежда с помощта на такива видове пълнители като гранит, диабаз или варовик, направен на основата на натрошен камък. При строителството на сгради и конструкции се използва подобен материал с плътност 1600-2500 kg/m3.

Каква може да бъде топлопроводимостта на бетона в този случай? Таблицата по-долу показва производителността на различни видове тежък материал.

Топлопроводимост на тежък бетон

Вид бетон	Изключително тежък	Тежък за RC структури	На пясъка
Топлопроводимост W/(m°C)	1, 28-1, 74	При плътност 2500kg/m3 - 1,7	При плътност 1800-2500 kg/m3 - 0,7

Топлопроводимост на лек клетъчен бетон

Този материал също е класифициран в две основни разновидности. Много често в строителството се използват бетони на основата на порест пълнител. Като последното се използва експандирана глина, туф, шлака, пемза. Във втората група леки бетони се използва обикновен пълнител. Но в процеса на месене такъв материал се пени. В резултат на това след узряването остава много пори.

Топлопроводимостта на лекия бетон е много ниска. Но в същото време по отношение на якостните характеристики такъв материал е по-нисък от тежкия. Лекият бетон се използва най-често за изграждане на различни видове жилищни истопански постройки, които не са подложени на сериозни натоварвания.

Леките бетони се класифицират не само по метода на производство, но и по предназначение. В тази връзка има материали:

• топлоизолационен (с плътност до 800 kg/m3);
• структурни и топлоизолационни (до 1400 kg/m3);
• структурен (до 1800 kg/m3).

Топлопроводимостта на клетъчен лек бетон от различни видове е представена в таблицата.

Лек бетон: индикатори за топлопроводимост

Вид бетон	Топлоизолация	Конструктивна и топлоизолация	Строителни
Максимално допустима топлопроводимост W/(m°C)	0, 29	0, 64	Нестандартизирано

Топлоизолационни материали

Такива бетонни блокове обикновено се използват за облицовка на стени, сглобени от тухли или изляти от циментов разтвор. Както се вижда от таблицата, топлопроводимостта на бетона от тази група може да варира в доста голям диапазон.

Топлопроводимост на най-леките бетони

Материал	Газобетон	Разширен бетон
Топлопроводимост W/(m°C)	0, 12-0, 14	0, 23-0, 4

Най-често се използва бетон от този сорткато изолационни материали. Но понякога от тях се издигат различни видове незначителни сгради.

Конструктивни, топлоизолационни и структурни материали

От тази група най-често в строителството се използват пенобетон, шлако-пемзобетон, шлакобетон. Някои видове експандиран бетон с плътност над 0,29 W / (m ° C) също могат да бъдат приписани на този сорт.

Конструкционни бетони: топлопроводимост

Материал	Газобетон	Шлаков пемза бетон	Шлаков бетон
Топлопроводимост	0,3W/(m°C)	До 0,63 W/(m°C)	0,6W/(m°C)

Много често такъв бетон с ниска топлопроводимост се използва директно като строителен материал. Но понякога се използва и като изолатор, който не пропуска студа.

Как зависи топлопроводимостта от влажността

Всеки знае, че почти всеки сух материал изолира от студа много по-добре от мокрия. Това се дължи преди всичко на много ниската степен на топлопроводимост на водата. Те предпазват бетонните стени, подове и тавани от ниски външни температури, както установихме, главно поради наличието на пълни с въздух пори в материала. Когато се намокри, последният се измества от водата. И следователно коефициентът на топлопроводимост на бетона се увеличава значително. В студения сезон, уловени в поритематериалната вода замръзва. Резултатът е, че задържащите топлина качества на стени, подове и тавани са допълнително намалени.

Степента на влагопропускливост на различните видове бетон може да варира. Според този показател материалът се класифицира в няколко степени.

Влагопропускливост на бетона

Еталон на бетон	W4	W6	W8	W10-W14	W16-W20
Соотношение вода-цимент (не повече)	0, 6	0, 55	0, 45	0, 35	0, 30

Дърво като изолатор

Както "студеният" тежък, така и лек бетон, чиято топлопроводимост е ниска, разбира се, са много популярни и търсени видове строителни материали. Във всеки случай основите на повечето сгради и конструкции са изградени от циментов разтвор, смесен с натрошен камък или чакъл.

Бетонната смес или блоковете, направени от нея, се използват и за изграждане на ограждащи конструкции. Но доста често се използват други материали за сглобяване на пода, тавани и стени, например дърво. Гредата и дъската се различават, разбира се, много по-малко якост от бетона. Въпреки това, степента на топлопроводимост на дървото, разбира се, е много по-ниска. За бетон този индикатор, както разбрахме, е 0,12-1,74 W / (m ° C). В едно дърво коефициентът на топлопроводимост зависи, включителновключително и от тази конкретна порода.

Топлопроводимост на различни видове дървесина

Вид дърво	бор	Липа, ела	смърч	Топола, дъб, клен
Топлопроводимост W/(m°C)	0, 1	0, 15	0, 11	0, 17-0, 2

При други породи тази цифра може да е различна. Смята се, че средната топлопроводимост на дървесината през влакната е 0,14 W / (m ° C). Най-добрият начин да изолирате пространството от студа е кедърът. Неговата топлопроводимост е само 0,095 W/(m C).

Тухла като изолатор

След това, за сравнение, разгледайте характеристиките по отношение на топлопроводимостта и този популярен строителен материал. По отношение на якостните свойства тухлата не само не отстъпва на бетона, но често го превъзхожда. Същото се отнася и за плътността на този строителен камък. Всички тухли, използвани днес в строителството на сгради и конструкции, се класифицират на керамични и силикатни.

И двата вида камък от своя страна могат да бъдат:

• пълен;
• с празнини;
• с прорези.

Разбира се, твърдите тухли задържат топлината по-зле от кухите и нарязаните.

Топлопроводимост на тухли

тухла	Пълно тяло силикат/керамика	Силикат/керамика с кухини	Прорезен силикат/керамика
Топлопроводимост W/(m°C)	0, 7-0, 8/0, 5-0, 8	0, 66 /0, 57	0, 4/0, 34-0, 43

Топлопроводимостта на бетон и тухла е почти еднаква. И силикатният, и керамичният камък изолират помещенията от студа доста слабо. Следователно къщите, построени от такъв материал, трябва да бъдат допълнително изолирани. Като изолатори при облицовка на тухлени стени, както и тези, изляти от обикновен тежък бетон, най-често се използва експандиран полистирол или минерална вата. Можете също да използвате порести блокове за тази цел.

Как се изчислява топлопроводимостта

Този индикатор се определя за различни материали, включително бетон, по специални формули. Като цяло могат да се използват два метода. Топлопроводимостта на бетона се определя по формулата на Кауфман. Изглежда така:

0,0935x(m) 0,5x2,28m + 0,025, където m е масата на разтвора.

За мокри (повече от 3%) разтвори се използва формулата на Некрасов: (0,196 + 0,22 m2) 0,5 - 0,14.

Разширеният бетон с плътност 1000 kg/m3 има маса 1 kg. Съответно, например, според Кауфман, в този случай ще се получи коефициент от 0,238. Топлопроводимостта на бетона се определя при температура на сместа от +25 С. За студени и нагрети материали неговатацифрите може да се различават леко.