Termička provodljivost betona: karakteristike, koeficijent i tabela

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-17 18:43

Jedna od najvažnijih karakteristika betona, naravno, je njegova toplotna provodljivost. Ovaj indikator može značajno varirati za različite vrste materijala. Toplotna provodljivost betona prvenstveno ovisi o vrsti punila koji se u njemu koristi. Što je materijal lakši, to je bolji izolator od hladnoće.

Šta je toplotna provodljivost: definicija

Različiti materijali se mogu koristiti u izgradnji zgrada i građevina. Stambene i industrijske zgrade u ruskoj klimi obično su izolirane. Odnosno, prilikom njihove izgradnje koriste se posebni izolatori, čija je glavna svrha održavanje ugodne temperature unutar prostorija. Prilikom izračunavanja potrebne količine mineralne vune ili polistirenske pjene uzima se u obzir toplinska provodljivost osnovnog materijala koji se koristi za izgradnju ogradnih konstrukcija.

Vrlo često se zgrade i objekti u našoj zemlji grade od različitih vrsta betona. U tu svrhu koriste se i cigla i drvo. Zapravo, sama toplinska provodljivost je sposobnost tvari da prenosi energiju u svojoj debljini zbog kretanja molekula. Idisličan proces može, kako u čvrstim dijelovima materijala, tako iu njegovim porama. U prvom slučaju to se naziva vođenje, u drugom - konvekcija. Hlađenje materijala je mnogo brže u njegovim čvrstim dijelovima. Vazduh koji ispunjava pore zadržava toplotu, naravno bolje.

Šta određuje indikator

Zaključci iz gore navedenog mogu se izvući na sljedeći način. Toplotna provodljivost betona, drveta i cigle, kao i svakog drugog materijala, zavisi od njih:

• gustina;
• poroznost;
• vlažnost.

Sa povećanjem gustine betona, povećava se i stepen njegove toplotne provodljivosti. Što je više pora u materijalu, to je bolji izolator od hladnoće.

Vrste betona

U modernoj gradnji mogu se koristiti razne vrste ovog materijala. Međutim, svi betoni koji postoje na tržištu mogu se svrstati u dvije velike grupe:

• teška;
• lagano pjenasto ili sa poroznim punilom.

Toplotna provodljivost teškog betona: indikatori

Ovakvi materijali su takođe podeljeni u dve glavne grupe. Beton se može koristiti u građevinarstvu:

• teška;
• posebno težak.

U proizvodnji druge vrste materijala koriste se punila kao što su metalni otpad, hematit, magnetit, barit. Posebno teški betoni se obično koriste samo u izgradnji objekata čija je osnovna namjena zaštita od zračenja. Ova grupa uključuje materijale sa gustinom od 2500 kg/m3.

Obični teški beton se pravi pomoću vrsta punila kao što su granit, dijabaz ili krečnjak, napravljen na bazi lomljenog kamena. U izgradnji zgrada i objekata koristi se sličan materijal gustine 1600-2500 kg/m3.

Kolika može biti toplotna provodljivost betona u ovom slučaju? Tabela ispod pokazuje performanse različitih vrsta teškog materijala.

Toplotna provodljivost teškog betona

Vrsta betona	Izuzetno težak	Teška za RC strukture	Na pijesku
Toplotna provodljivost W/(m°C)	1, 28-1, 74	Pri gustini 2500kg/m3 - 1,7	Pri gustini 1800-2500 kg/m3 - 0,7

Toplotna provodljivost lakog celularnog betona

Ovaj materijal je takođe klasifikovan u dve glavne varijante. Vrlo često se u građevinarstvu koriste betoni na bazi poroznog punila. Kao potonje, koristi se ekspandirana glina, tuf, šljaka, plovućac. U drugoj grupi lakih betona koristi se obična punila. Ali u procesu gnječenja, takav materijal se pjeni. Kao rezultat toga, nakon sazrijevanja, ostaje puno pora.

Toplotna provodljivost lakog betona je veoma niska. Ali u isto vrijeme, u pogledu karakteristika čvrstoće, takav materijal je inferiorniji od teškog. Lagani beton se najčešće koristi za izgradnju raznih vrsta stambenih ipomoćne zgrade koje nisu podložne ozbiljnim opterećenjima.

Laki betoni se klasifikuju ne samo po načinu proizvodnje, već i po namjeni. S tim u vezi, postoje materijali:

• toploizolaciona (sa gustinom do 800 kg/m3);
• strukturalna i toplotna izolacija (do 1400 kg/m3);
• strukturna (do 1800 kg/m3).

Toplotna provodljivost celularnog lakog betona različitih tipova prikazana je u tabeli.

Laki beton: indikatori toplotne provodljivosti

Vrsta betona	Toplotna izolacija	Konstrukcijska i toplotna izolacija	konstrukcijski
Maksimalna dozvoljena toplotna provodljivost W/(m°C)	0, 29	0, 64	Nije standardizirano

Materijal za toplotnu izolaciju

Ovakvi betonski blokovi se obično koriste za oblaganje zidova sastavljenih od cigle ili izlivenih od cementnog m altera. Kao što se može vidjeti iz tabele, toplotna provodljivost betona ove grupe može varirati u prilično velikom rasponu.

Toplotna provodljivost najlakših betona

Materijal	porobeton	Prošireni beton
Toplotna provodljivost W/(m°C)	0, 12-0, 14	0, 23-0, 4

Beton ove sorte se najčešće koristikao izolacioni materijali. Ali ponekad se od njih podižu razne vrste beznačajnih omotača zgrada.

Konstrukcijski, toplotnoizolacioni i konstrukcijski materijali

Iz ove grupe u građevinarstvu se najčešće koriste pjenasti beton, šljaka-plovec beton, šljaka beton. Neke vrste ekspandiranih betona od gline sa gustinom preko 0,29 W/(m°C) takođe se mogu pripisati ovoj sorti.

Konstrukcijski betoni: toplotna provodljivost

Materijal	porobeton	Beton od šljake	Beton od šljake
Toplotna provodljivost	0.3W/(m°C)	Do 0,63 W/(m°C)	0.6W/(m°C)

Veoma se često takav beton niske toplotne provodljivosti koristi direktno kao građevinski materijal. Ali ponekad se koristi i kao izolator koji ne propušta hladnoću.

Kako toplotna provodljivost zavisi od vlažnosti

Svi znaju da skoro svaki suvi materijal izoluje od hladnoće mnogo bolje nego mokar. To je prvenstveno zbog vrlo niskog stepena toplotne provodljivosti vode. Štiti betonske zidove, podove i stropove od niskih vanjskih temperatura, kako smo saznali, uglavnom zbog prisutnosti pora ispunjenih zrakom u materijalu. Kada je vlažan, potonji se istiskuje vodom. I, posljedično, koeficijent toplinske provodljivosti betona značajno se povećava. U hladnoj sezoni, uhvaćen u porematerijalna voda se smrzava. Rezultat je da su svojstva zadržavanja topline zidova, podova i stropova dodatno smanjena.

Stupanj propusnosti vlage različitih vrsta betona može varirati. Prema ovom pokazatelju materijal se razvrstava u nekoliko razreda.

Propustljivost betona za vlagu

Kvaliteta betona	W4	W6	W8	W10-W14	W16-W20
Odnos vode i cementa (ne više)	0, 6	0, 55	0, 45	0, 35	0, 30

Drvo kao izolator

I "hladni" teški i laki betoni čija je toplotna provodljivost niska, naravno, veoma su popularni i traženi tipovi građevinskih materijala. U svakom slučaju, temelji većine zgrada i objekata izgrađeni su od cementnog m altera pomešanog sa lomljenim kamenom ili šljunkom.

Betonska mešavina ili blokovi napravljeni od nje se takođe koriste za izradu omotača zgrada. Ali vrlo često se za sastavljanje poda, stropova i zidova koriste drugi materijali, na primjer drvo. Greda i daska razlikuju se, naravno, mnogo manjom čvrstoćom od betona. Međutim, stepen toplotne provodljivosti drveta je, naravno, mnogo niži. Za beton, ovaj pokazatelj je, kako smo saznali, 0,12-1,74 W / (m ° C). U drvetu koeficijent toplinske provodljivosti ovisi, uključujućiuključujući i iz ove određene rase.

Termička provodljivost različitih vrsta drveta

Vrsta drveta	Pine	Lipa, jela	Smreka	Topola, hrast, javor
Toplotna provodljivost W/(m°C)	0, 1	0, 15	0, 11	0, 17-0, 2

Kod drugih pasmina, ova brojka može biti drugačija. Smatra se da je prosječna toplotna provodljivost drveta preko vlakana 0,14 W/(m°C). Najbolji način za izolaciju prostora od hladnoće je kedar. Njegova toplotna provodljivost je samo 0,095 W/(m C).

Cigla kao izolator

Dalje, radi poređenja, razmotrite karakteristike u smislu toplotne provodljivosti i ovog popularnog građevinskog materijala. U pogledu svojstava čvrstoće, cigla ne samo da nije inferiorna od betona, već ga često i nadmašuje. Isto važi i za gustinu ovog građevinskog kamena. Sve cigle koje se danas koriste u izgradnji zgrada i objekata svrstavaju se u keramičke i silikatne.

Obje ove vrste kamena, zauzvrat, mogu biti:

• korpulentan;
• sa prazninama;
• prorez.

Naravno, pune cigle zadržavaju toplinu lošije od šupljih i prorezanih.

Toplotna provodljivost cigle

cigla	Silikat/keramika punog tijela	Silikat/keramika sa šupljinama	prorezani silikat/keramika
Toplotna provodljivost W/(m°C)	0, 7-0, 8/0, 5-0, 8	0, 66 /0, 57	0, 4/0, 34-0, 43

Toplotna provodljivost betona i cigle je stoga skoro ista. I silikat i keramički kamen prilično slabo izoliraju prostorije od hladnoće. Stoga kuće izgrađene od takvog materijala treba dodatno izolirati. Kao izolatori pri oblaganju zidova od opeke, kao i onih izlivenih od običnog teškog betona, najčešće se koristi ekspandirani polistiren ili mineralna vuna. Za ovu svrhu možete koristiti i porozne blokove.

Kako se izračunava toplotna provodljivost

Ovaj indikator se određuje za različite materijale, uključujući beton, prema posebnim formulama. Ukupno se mogu koristiti dvije metode. Toplotna provodljivost betona određena je Kaufmanovom formulom. To izgleda ovako:

0,0935x(m) 0,5x2,28m + 0,025, gdje je m masa rješenja.

Za vlažne (više od 3%) rastvore koristi se formula Nekrasova: (0,196 + 0,22 m2) 0,5 - 0,14.

Ekpandirani beton gustine 1000 kg/m3 ima masu od 1 kg. Shodno tome, na primjer, prema Kaufmanu, u ovom slučaju će se dobiti koeficijent od 0,238. Toplotna provodljivost betona se određuje pri temperaturi mješavine od +25 C. Za hladne i zagrijane materijale, njegovabrojke se mogu neznatno razlikovati.