Tepelná vodivosť betónu: vlastnosti, koeficient a tabuľka

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-17 19:06

Jednou z najdôležitejších vlastností betónu je samozrejme jeho tepelná vodivosť. Tento indikátor sa môže výrazne líšiť pre rôzne typy materiálu. Tepelná vodivosť betónu závisí predovšetkým od typu plniva, ktoré sa v ňom používa. Čím ľahší materiál, tým lepšia izolácia pred chladom.

Čo je tepelná vodivosť: definícia

Pri stavbe budov a stavieb možno použiť rôzne materiály. Obytné a priemyselné budovy v ruskej klíme sú zvyčajne izolované. To znamená, že pri ich výstavbe sa používajú špeciálne izolátory, ktorých hlavným účelom je udržiavať príjemnú teplotu v priestoroch. Pri výpočte potrebného množstva minerálnej vlny alebo penového polystyrénu sa berie do úvahy tepelná vodivosť základného materiálu použitého na stavbu obvodových konštrukcií.

V našej krajine sú budovy a stavby veľmi často postavené z rôznych druhov betónu. Na tento účel sa používa aj tehla a drevo. V skutočnosti samotná tepelná vodivosť je schopnosť látky prenášať energiu vo svojej hrúbke v dôsledku pohybu molekúl. Choďpodobný proces môže prebiehať ako v pevných častiach materiálu, tak aj v jeho póroch. V prvom prípade sa to nazýva vedenie, v druhom - konvekcia. Ochladzovanie materiálu je oveľa rýchlejšie v jeho pevných častiach. Vzduch vypĺňajúci póry zachytáva teplo, samozrejme lepšie.

Čo určuje ukazovateľ

Závery z vyššie uvedeného možno vyvodiť nasledovne. Tepelná vodivosť betónu, dreva a tehál, ako každého iného materiálu, závisí od nich:

• hustota;
• poréznosť;
• vlhkosť.

So zvyšujúcou sa hustotou betónu rastie aj stupeň jeho tepelnej vodivosti. Čím viac pórov má materiál, tým lepšie izoluje pred chladom.

Druhy betónu

V modernej konštrukcii možno použiť rôzne druhy tohto materiálu. Všetky betóny existujúce na trhu však možno rozdeliť do dvoch veľkých skupín:

• heavy;
• ľahká pena alebo s poréznym plnivom.

Tepelná vodivosť ťažkého betónu: ukazovatele

Takéto materiály sa tiež delia do dvoch hlavných skupín. Betón možno použiť v stavebníctve:

• heavy;
• obzvlášť ťažký.

Pri výrobe druhého druhu materiálu sa používajú plnivá ako kovový šrot, hematit, magnetit, baryt. Najmä ťažké betóny sa zvyčajne používajú iba pri výstavbe zariadení, ktorých hlavným účelom je ochrana pred žiarením. Táto skupina zahŕňa materiály s hustotou od 2500 kg/m3.

Bežný ťažký betón sa vyrába s použitím takých druhov plniva, ako je žula, diabas alebo vápenec, vyrobených na báze drveného kameňa. Pri stavbe budov a stavieb sa používa podobný materiál s hustotou 1600-2500 kg/m3.

Aká môže byť v tomto prípade tepelná vodivosť betónu? Nižšie uvedená tabuľka zobrazuje výkon rôznych typov ťažkého materiálu.

Tepelná vodivosť ťažkého betónu

Typ betónu	Mimoriadne ťažké	Ťažké pre RC konštrukcie	Na piesku
Tepelná vodivosť W/(m°C)	1, 28-1, 74	Pri hustote 2500 kg/m3 - 1,7	Pri hustote 1800-2500 kg/m3 - 0,7

Tepelná vodivosť ľahkého pórobetónu

Tento materiál je tiež klasifikovaný do dvoch hlavných odrôd. Veľmi často sa v stavebníctve používajú betóny na báze pórovitého plniva. Ako druhý sa používa expandovaná hlina, tuf, troska, pemza. V druhej skupine ľahkých betónov sa používa bežné plnivo. Ale v procese miesenia takýto materiál pení. Výsledkom je, že po vyzretí zostáva veľa pórov.

Tepelná vodivosť ľahkého betónu je veľmi nízka. Zároveň je však takýto materiál z hľadiska pevnostných charakteristík horší ako ťažký. Ľahký betón sa používa najčastejšie na výstavbu rôznych druhov bytových aprístavby, ktoré nie sú vystavené vážnemu zaťaženiu.

Ľahké betóny sa klasifikujú nielen podľa spôsobu výroby, ale aj podľa účelu. V tomto ohľade existujú materiály:

• tepelno-izolačné (s hustotou do 800 kg/m3);
• konštrukčné a tepelnoizolačné (do 1400 kg/m3);
• konštrukčné (do 1800 kg/m3).

Tepelná vodivosť pórobetónu rôznych typov je uvedená v tabuľke.

Ľahký betón: ukazovatele tepelnej vodivosti

Typ betónu	Tepelne izolačné	Konštrukčná a tepelná izolácia	Konštrukčné
Maximálna povolená tepelná vodivosť W/(m°C)	0, 29	0, 64	Neštandardizované

Tepelne izolačné materiály

Takéto betónové bloky sa zvyčajne používajú na obloženie stien montovaných z tehál alebo liate z cementovej m alty. Ako je možné vidieť z tabuľky, tepelná vodivosť betónu tejto skupiny sa môže meniť v pomerne veľkom rozsahu.

Tepelná vodivosť najľahších betónov

Materiál	Pórobetón	Expandovaný betón
Tepelná vodivosť W/(m°C)	0, 12-0, 14	0, 23-0, 4

Betón tejto odrody sa používa najčastejšieako izolačné materiály. Ale niekedy sa z nich stavajú rôzne druhy bezvýznamných obvodových plášťov budov.

Konštrukčné, tepelnoizolačné a konštrukčné materiály

Z tejto skupiny sa v stavebníctve najčastejšie používa penobetón, škvarovo-pemzový betón, škvarový betón. K tejto odrode možno priradiť aj niektoré druhy keramzitbetónu s hustotou nad 0,29 W / (m ° C).

Konštrukčné betóny: tepelná vodivosť

Materiál	Pórobetón	Traskobetónová pemza	Traskobetón
Tepelná vodivosť	0,3 W/(m°C)	Až 0,63 W/(m°C)	0,6 W/(m°C)

Veľmi často sa takýto betón s nízkou tepelnou vodivosťou používa priamo ako stavebný materiál. Niekedy sa však používa aj ako izolant, ktorý neprepustí chlad.

Ako závisí tepelná vodivosť od vlhkosti

Každý vie, že takmer každý suchý materiál izoluje od chladu oveľa lepšie ako mokrý. Je to spôsobené predovšetkým veľmi nízkym stupňom tepelnej vodivosti vody. Ako sme zistili, chránia betónové steny, podlahy a stropy pred nízkymi vonkajšími teplotami najmä vďaka prítomnosti vzduchom vyplnených pórov v materiáli. Keď je vlhký, je vytlačený vodou. V dôsledku toho sa koeficient tepelnej vodivosti betónu výrazne zvyšuje. V chladnom období zachytené v pórochvoda materiálu zamrzne. Výsledkom je, že tepelno-akumulačné vlastnosti stien, podláh a stropov sú ďalej znížené.

Stupeň priepustnosti vlhkosti rôznych typov betónu sa môže líšiť. Podľa tohto ukazovateľa je materiál zaradený do niekoľkých tried.

Priepustnosť betónu pre vlhkosť

Trieda betónu	W4	W6	W8	W10-W14	W16-W20
Pomer voda-cement (nie viac)	0, 6	0, 55	0, 45	0, 35	0, 30

Drevo ako izolant

Veľmi obľúbeným a žiadaným druhom stavebných materiálov je „studený“ťažký aj ľahký betón, ktorého tepelná vodivosť je samozrejme nízka. V každom prípade sú základy väčšiny budov a stavieb postavené z cementovej m alty zmiešanej s drveným kameňom alebo kamennou drvinou.

Betónová zmes alebo tvárnice z nej vyrobené sa používajú aj na stavbu plášťov budov. Pomerne často sa však na montáž podlahy, stropov a stien používajú iné materiály, napríklad drevo. Trám a doska sa samozrejme líšia oveľa menšou pevnosťou ako betón. Stupeň tepelnej vodivosti dreva je však samozrejme oveľa nižší. Pre betón je tento ukazovateľ, ako sme zistili, 0,12-1,74 W / (m ° C). V strome závisí súčiniteľ tepelnej vodivosti vrátanevrátane az tohto konkrétneho plemena.

Tepelná vodivosť rôznych druhov dreva

Druh dreva	Borovica	Lipa, jedľa	Smrek	Topoľ, dub, javor
Tepelná vodivosť W/(m°C)	0, 1	0, 15	0, 11	0, 17-0, 2

U iných plemien môže byť tento údaj iný. Predpokladá sa, že priemerná tepelná vodivosť dreva naprieč vláknami je 0,14 W / (m ° C). Najlepší spôsob, ako izolovať priestor od chladu, je céder. Jeho tepelná vodivosť je iba 0,095 W/(m C).

Tehla ako izolant

Ďalej na porovnanie zvážte charakteristiky z hľadiska tepelnej vodivosti a tohto obľúbeného stavebného materiálu. Pokiaľ ide o pevnostné vlastnosti, tehla nielenže nie je nižšia ako betón, ale často ho aj prekonáva. To isté platí pre hustotu tohto stavebného kameňa. Všetky tehly, ktoré sa dnes používajú pri stavbe budov a stavieb, sú klasifikované ako keramické a silikátové.

Oba tieto typy kameňa môžu byť:

• korpulent;
• with voids;
• slotted.

Samozrejme, plné tehly udržujú teplo horšie ako duté a štrbinové.

Tepelná vodivosť tehál

Brick	Silikát/keramika s plným telom	Silikátová/keramická s dutinami	Drážkovaný silikát/keramika
Tepelná vodivosť W/(m°C)	0, 7-0, 8/0, 5-0, 8	0, 66 /0, 57	0, 4/0, 34-0, 43

Tepelná vodivosť betónu a tehly je teda takmer rovnaká. Silikátový aj keramický kameň izolujú miestnosti od chladu dosť slabo. Preto by sa domy postavené z takéhoto materiálu mali dodatočne izolovať. Ako izolanty pri opláštení tehlových stien, ako aj liatych z obyčajného ťažkého betónu sa najčastejšie používa expandovaný polystyrén alebo minerálna vlna. Na tento účel môžete použiť aj porézne bloky.

Ako sa vypočítava tepelná vodivosť

Tento indikátor je určený pre rôzne materiály, vrátane betónu, podľa špeciálnych vzorcov. Celkovo možno použiť dva spôsoby. Tepelná vodivosť betónu je určená Kaufmanovým vzorcom. Vyzerá to takto:

0,0935x(m) 0,5x2,28m + 0,025, kde m je hmotnosť roztoku.

Pre mokré (viac ako 3%) roztoky sa používa Nekrasov vzorec: (0,196 + 0,22 m2) 0,5 - 0,14.

Expandovaný betón s hustotou 1000 kg/m3 má hmotnosť 1 kg. Podľa toho napríklad podľa Kaufmana v tomto prípade dostaneme súčiniteľ 0,238 Tepelná vodivosť betónu sa určuje pri teplote zmesi +25 C. Pre studené a ohrievané materiály je jehočísla sa môžu mierne líšiť.