Toplotna prevodnost betona: značilnosti, koeficient in tabela

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-17 19:07

Ena najpomembnejših lastnosti betona je seveda njegova toplotna prevodnost. Ta indikator se lahko močno razlikuje za različne vrste materiala. Toplotna prevodnost betona je odvisna predvsem od vrste uporabljenega polnila. Lažji kot je material, boljši je izolator pred mrazom.

Kaj je toplotna prevodnost: definicija

Pri gradnji zgradb in objektov se lahko uporabljajo različni materiali. Stanovanjske in industrijske zgradbe v ruskem podnebju so običajno izolirane. To pomeni, da se med njihovo gradnjo uporabljajo posebni izolatorji, katerih glavni namen je vzdrževanje udobne temperature v prostorih. Pri izračunu potrebne količine mineralne volne ali polistirenske pene se upošteva toplotna prevodnost osnovnega materiala, uporabljenega za gradnjo ogradnih konstrukcij.

Zelo pogosto so zgradbe in objekti pri nas zgrajeni iz različnih vrst betona. V ta namen se uporabljata tudi opeka in les. Pravzaprav je sama toplotna prevodnost sposobnost snovi, da zaradi gibanja molekul prenaša energijo v svoji debelini. Pojdipodoben postopek lahko tako v trdnih delih materiala kot v njegovih porah. V prvem primeru se imenuje prevodnost, v drugem - konvekcija. Hlajenje materiala je v njegovih trdnih delih veliko hitrejše. Zrak, ki polni pore, ujame toploto, seveda bolje.

Kaj določa indikator

Sklepe iz zgornjega lahko potegnemo na naslednji način. Od njih je odvisna toplotna prevodnost betona, lesa in opeke, tako kot katerega koli drugega materiala:

• gostota;
• poroznost;
• vlažnost.

S povečanjem gostote betona se poveča tudi stopnja njegove toplotne prevodnosti. Več kot je por v materialu, boljši je izolator pred mrazom.

Vrste betona

V sodobni gradnji je mogoče uporabiti različne vrste tega materiala. Vendar pa lahko vse betone, ki obstajajo na trgu, razvrstimo v dve veliki skupini:

• težka;
• lahko penasto ali s poroznim polnilom.

Toplotna prevodnost težkega betona: indikatorji

Takšni materiali so tudi razdeljeni v dve glavni skupini. Beton se lahko uporablja v gradbeništvu:

• težka;
• še posebej težka.

Pri proizvodnji druge vrste materiala se uporabljajo polnila, kot so kovinski ostanki, hematit, magnetit, barit. Posebej težki betoni se običajno uporabljajo le pri gradnji objektov, katerih glavni namen je zaščita pred sevanjem. Ta skupina vključuje materiale z gostoto od 2500 kg/m3.

Navadni težki beton je izdelan z uporabo takšnih vrst polnila, kot so granit, diabaz ali apnenec, izdelan na osnovi drobljenega kamna. Pri gradnji zgradb in objektov se uporablja podoben material z gostoto 1600-2500 kg/m3.

Kakšna je lahko toplotna prevodnost betona v tem primeru? Spodnja tabela prikazuje zmogljivost različnih vrst težkih materialov.

Toplotna prevodnost težkega betona

Vrsta betona	Izjemno težka	težka za RC strukture	Na pesku
Toplotna prevodnost W/(m°C)	1, 28-1, 74	Pri gostoti 2500 kg/m3 - 1,7	Pri gostoti 1800-2500 kg/m3 - 0,7

Toplotna prevodnost lahkega celičnega betona

Ta material je prav tako razvrščen v dve glavni vrsti. Zelo pogosto se v gradbeništvu uporabljajo betoni na osnovi poroznega polnila. Kot slednje se uporablja ekspandirana glina, tuf, žlindra, plovec. V drugi skupini lahkih betonov se uporablja navadno polnilo. Toda v procesu gnetenja se tak material peni. Posledično po zorenju ostane veliko por.

Toplotna prevodnost lahkega betona je zelo nizka. Toda hkrati je po lastnostih trdnosti tak material slabši od težkega. Lahki beton se najpogosteje uporablja za gradnjo različnih vrst stanovanjskih ingospodarska poslopja, ki niso izpostavljena resnim obremenitvam.

Lahke betone ne razvrščamo le po načinu izdelave, temveč tudi po namenu. V zvezi s tem obstajajo materiali:

• toplotnoizolacijski (z gostoto do 800 kg/m3);
• strukturna in toplotna izolacija (do 1400 kg/m3);
• strukturna (do 1800 kg/m3).

Toplotna prevodnost celičnega lahkega betona različnih vrst je predstavljena v tabeli.

Lahki beton: indikatorji toplotne prevodnosti

Vrsta betona	Toplotnoizolacijski	Konstrukcijska in toplotna izolacija	gradbeni
Največja dovoljena toplotna prevodnost W/(m°C)	0, 29	0, 64	Ni standardizirano

Toplotnoizolacijski materiali

Takšni betonski bloki se običajno uporabljajo za oblaganje sten, sestavljenih iz opeke ali vlitih iz cementne m alte. Kot je razvidno iz tabele, se lahko toplotna prevodnost betona te skupine razlikuje v precej velikem razponu.

Toplotna prevodnost najlažjih betonov

Material	porobeton	ekspandirani beton
Toplotna prevodnost W/(m°C)	0, 12-0, 14	0, 23-0, 4

Beton te sorte se najpogosteje uporabljakot izolacijski materiali. Toda včasih se iz njih postavijo različne vrste nepomembnih ovojov stavb.

Konstrukcijski, toplotnoizolacijski in konstrukcijski materiali

Iz te skupine se v gradbeništvu najpogosteje uporabljajo penasti beton, žlindrobeton, žlindre beton. Tej sorti lahko pripišemo tudi nekatere vrste ekspandiranih glinenih betonov z gostoto nad 0,29 W / (m ° C).

Konstrukcijski betoni: toplotna prevodnost

Material	porobeton	žlindre iz plovca	žlindra beton
Toplotna prevodnost	0,3W/(m°C)	Do 0,63 W/(m°C)	0,6W/(m°C)

Zelo pogosto se tak beton z nizko toplotno prevodnostjo uporablja neposredno kot gradbeni material. Včasih pa se uporablja tudi kot izolator, ki ne prepušča mraza.

Kako je toplotna prevodnost odvisna od vlažnosti

Vsi vedo, da skoraj vsak suh material izolira pred mrazom veliko bolje kot moker. To je predvsem posledica zelo nizke stopnje toplotne prevodnosti vode. Ščitijo betonske stene, tla in strope pred nizkimi zunanjimi temperaturami, kot smo ugotovili, predvsem zaradi prisotnosti z zrakom napolnjenih por v materialu. Ko je mokra, jo voda izpodrine. In posledično se koeficient toplotne prevodnosti betona znatno poveča. V hladni sezoni se ujame v porematerial voda zmrzne. Posledica tega je, da so toplotne lastnosti sten, tal in stropov dodatno zmanjšane.

Stopnja prepustnosti vlage različnih vrst betona se lahko razlikuje. Glede na ta indikator je material razvrščen v več razredov.

Prepustnost betona za vlago

razred betona	W4	W6	W8	W10-W14	W16-W20
razmerje voda-cement (nič več)	0, 6	0, 55	0, 45	0, 35	0, 30

Les kot izolator

Tako "hladni" težki kot lahki betoni, katerih toplotna prevodnost je seveda nizka, sta seveda zelo priljubljena in iskana vrsta gradbenih materialov. V vsakem primeru so temelji večine zgradb in objektov zgrajeni iz cementne m alte, pomešane z drobljenim kamnom ali ruševinami.

Betonska mešanica ali iz nje izdelani bloki se uporabljajo tudi za gradnjo ovojov stavb. Toda precej pogosto se za sestavljanje tal, stropov in sten uporabljajo drugi materiali, na primer les. Tram in plošča se seveda razlikujeta po veliko manj trdnosti kot beton. Vendar pa je stopnja toplotne prevodnosti lesa seveda veliko nižja. Za beton je ta indikator, kot smo ugotovili, 0,12-1,74 W / (m ° C). V drevesu je koeficient toplotne prevodnosti odvisen, vključno zvključno in iz te posebne pasme.

Toplotna prevodnost različnih vrst lesa

Vrsta lesa	bor	Lipa, jelka	smreka	topol, hrast, javor
Toplotna prevodnost W/(m°C)	0, 1	0, 15	0, 11	0, 17-0, 2

Pri drugih pasmah je ta številka lahko drugačna. Menijo, da je povprečna toplotna prevodnost lesa čez vlakna 0,14 W / (m ° C). Najboljši način za izolacijo prostora pred mrazom je cedra. Njegova toplotna prevodnost je le 0,095 W/(m C).

Opeka kot izolator

Naprej za primerjavo razmislite o značilnostih glede toplotne prevodnosti in tega priljubljenega gradbenega materiala. Glede na trdnostne lastnosti opeka ne samo, da ni slabša od betona, ampak jo pogosto presega. Enako velja za gostoto tega gradbenega kamna. Vse opeke, ki se danes uporabljajo pri gradnji zgradb in objektov, so razvrščene v keramične in silikatne.

Obe vrsti kamna sta lahko:

• polno;
• z prazninami;
• reže.

Seveda polne opeke zadržujejo toploto slabše od votlih in z režami.

Toplotna prevodnost opeke

opeka	popoln silikat/keramika	Silikat/keramika z prazninami	silikat/keramika z režami
Toplotna prevodnost W/(m°C)	0, 7-0, 8/0, 5-0, 8	0, 66 /0, 57	0, 4/0, 34-0, 43

Toplotna prevodnost betona in opeke je tako skoraj enaka. Tako silikat kot keramični kamen precej šibko izolirata prostore pred mrazom. Zato je treba hiše, zgrajene iz takšnega materiala, dodatno izolirati. Kot izolatorji pri oblaganju opečnih sten, pa tudi tistih, ki se vlijejo iz navadnega težkega betona, se najpogosteje uporablja ekspandirani polistiren ali mineralna volna. V ta namen lahko uporabite tudi porozne bloke.

Kako se izračuna toplotna prevodnost

Ta indikator je določen za različne materiale, vključno z betonom, po posebnih formulah. Skupno je mogoče uporabiti dve metodi. Toplotno prevodnost betona je določena s Kaufmanovo formulo. Izgleda takole:

0,0935x(m) 0,5x2,28m + 0,025, kjer je m masa raztopine.

Za mokre (več kot 3%) raztopine se uporablja formula Nekrasova: (0,196 + 0,22 m2) 0,5 - 0,14.

Ekspandirani beton z gostoto 1000 kg/m3 ima maso 1 kg. V skladu s tem bo na primer po Kaufmanu v tem primeru dosežen koeficient 0,238. Toplotna prevodnost betona se določi pri temperaturi mešanice +25 C. Za hladne in segrete materiale je njegovaštevilke se lahko nekoliko razlikujejo.