Теплопровідність бетону: особливості, коефіцієнт таблиця

Однією з найважливіших характеристик бетону, безумовно, є його теплопровідність. Змінюватися цей показник у різних видів матеріалу може в значних межах. Залежить теплопровідність бетону, п режде все, від види використаного в ньому наповнювача. Ніж легший матеріал, тим кращим ізолятором від холоду він є.

Що таке теплопровідність: визначення

При зведенні будівель і споруд можуть використовуватися різні матеріали. Житлові та виробничі споруди в умовах російського клімату зазвичай утеплюються. Тобто, при їх будівництві застосовуються спеціальні ізолятори, основним призначенням яких є підтримання комфортної температури усередині приміщень. При розрахунку необхідної кількості мінеральної вати або пінополістиролу в обов'язковому порядку приймається до уваги теплопровідність використаного для зведення огороджувальних конструкцій основного матеріалу.


Дуже часто будівлі і споруди в нашій країні будуються з різних видів бетону. Також для цієї мети використовує ю ться цегла і дерево. Власне самої теплопровідністю називається здатність речовини до переносу енергії в своїй товщі чинності руху молекул. Йти подібний процес може, як в твердих частинах матеріалу, так і в його порах. У першому випадку він називається кондукцией, у другому — конвекцією. Охолодження матеріалу набагато швидше йде в його твердих частинах. Повітря, що заповнює пори, затримує тепло, звичайно ж, краще.

Від чого залежить показник

Висновки з усього вищесказаного можна зробити наступні. Залежить т еплопроводность бетону, дерева і цегли, як і будь-якого іншого матеріалу, від їх :

щільності;

пористості;

вологості.

Із збільшенням щільності бетону підвищується і ступінь його теплопровідності. Чим більше у матеріалі пір, тим кращим ізолятором від холоду він є.

Види бетону

В сучасному будівництві можуть використовуватися різні типи цього матеріалу. Однак усі існуючі на ринку бетони можна класифікувати на дві великі групи:

важкі;

легкі пінисті або з пористим наповнювачем.

Теплопровідність важкого бетону: показники

Такі матеріали також поділяються на дві основні групи. У будівництві можуть використовуватися бетони:

важкі;

особливо важкі.

При виробництві другий різновиди матеріалу застосовуються такі наповнювачі, як металевий скрап, гематит, магнетит, барит. Використовуються особливо важкі бетони зазвичай тільки при будівництві об'єктів, основним призначенням яких є захист від радіації. У цю групу входять матеріали з щільністю від 2500 кг/м 3 .


Звичайні важкі бетони виготовляють із застосуванням таких видів наповнювача, як граніт, діабаз або вапняк, виготовлені на базі гірничого щебеню. В будівництві будівель і споруд використовується подібний матеріал щільністю 1600-2500 кг/м 3 . Яка ж може бути в даному випадку теплопровідність бетону? Таблиця, подана нижче, демонструє показники, характерні для різних типів важкого матеріалу. Теплопровідність важких бетонів

Вид бетону



Особливо важкий



Важкий для з/б конструкцій



На піску



Показник теплопровідності Вт/(м°С)



128-174



При щільності 2500кг/м3 — 17



При щільності 1800-2500 кг/м3 - 07

Теплопровідність ніздрюватого бетону легкого

Такий матеріал класифікується на два основні різновиди. Дуже часто в будівництві використовуються бетони на основі пористого наповнювача. В якості останнього застосовується керамзит, туф, шлак, пемза. У другій групі легких бетонів наповнювач використовується звичайний. Але в процесі замісу такий матеріал спінюється. В результаті після дозрівання в ньому залишається багато пор.
Т еплопроводность бетону легкого дуже низька. Але при цьому і за характеристиками міцності такий матеріал важкого поступається . Використовують легкі бетони найчастіше для будівництва різного роду житлових і господарських споруд, що не піддаються серйозним навантаженням. Класифікують легкі бетони не тільки за способом виготовлення, але і за призначенням. В цьому плані існують матеріали:

теплоізоляційні (з щільністю 800 кг/м3);

конструкційно-теплоізоляційні (до 1400 кг/м3);

конструкційні (до 1800 кг/м3).

Теплопровідність ніздрюватого бетону легкого різних видів представлена у таблиці. Легкі бетони: показники теплопровідності

Вид бетону



Теплоізоляційний



Конструкційно-теплоізоляційний



Конструкційний



Максимально допустима теплопровідність Вт/(м°С)



029



064



Не нормується

Теплоізоляційні матеріали

Такі бетонні блоки зазвичай використовують для обкладання стін, зібраних з цегли або залитих з цементного розчину. Як видно з таблиці, теплопровідність бетон а цієї групи може змінюватись в досить великому діапазоні. Теплопровідність самих легких бетонів

Матеріал



Газобетон



Керамзитобетон



Коефіцієнт теплопровідності Вт/(м°С)



012-014



023-04

Бетони цього різновиду найчастіше використовуються як утеплюючі матеріали. Але іноді з них зводять і різного роду незначущі огороджувальні конструкції.

Конструкційно-теплоізоляційні та конструкційні матеріали

З цієї групи у будівництві найчастіше використовуються пінобетон, шлакопемзобетон, шлакобетон. Деякі типи керамзитобетону щільністю понад 029 Вт/(м°С) також можуть бути віднесені до цієї різновиди.
Конструкційні бетони: теплопровідність

Матеріал



Пінобетон



Шлакопемзобетон



Шлакобетон



Коефіцієнт теплопровідності



03 Вт/(м°С)



До 063 Вт/(м°С)



06 Вт/(м°С)

Дуже часто такий бетон з низькою теплопровідністю використовується безпосередньо в якості будівельного матеріалу. Але інколи його застосовують і як ізолятор, не пропускає холоду.

Як теплопровідність залежить від вологості

Всім відомо, що практично будь-який сухий матеріал ізолює від холоду набагато краще вологого. Пов'язано це, перш за все, з дуже низьким ступенем теплопровідності води. Захищають бетонні стіни, підлоги і стелі приміщення від знижених вуличних температур як ми з'ясували, в основному завдяки наявності в матеріалі пор, заповнених повітрям. При намоканні останній витісняється водою. А, отже, і значно підвищується коефіцієнт теплопровідності бетону. У холодну пору року потрапила в пори матеріалу вода замерзає. Результатом стає те, що теплозберігаючі якості стін, підлоги і стель знижуються ще більше. Ступінь вологопроникності у різних видів бетону може бути неоднаковою. За цим показником матеріал класифікуються на декілька марок. Вологопроникність бетонів

Марка бетону



W4



W6



W8



W10-W14



W16-W20



Водоцементне відношення (не більше)



06



055



045



035



030

Дерево як ізолятор

І «холодний» важкий і легкий бетон, теплопровідність до оторого низька, звичайно ж, дуже популярні е і затребувані вид и будівельне ьних матеріал ів . У будь-якому випадку, фундаменти більшості будівель і споруд зводяться саме цементного розчину в суміші з щебенем або бутовим каменем . Застосовують б етонную суміш або ж виготовлені з неї блоки і для зведення огороджувальних конструкцій. Але досить часто для складання підлоги, стелі і стін використовуються і інші матеріали, наприклад, дерево. Брус дошка відрізняються, звичайно ж, набагато меншою міцністю, ніж бетон. Однак і ступінь теплопровідності у дерева, зрозуміло, набагато нижче. У бетону цей показник, як ми з'ясували, становить 012-174 Вт/(м°С). У дерева коефіцієнт теплопровідності залежить, в тому числі і від даної конкретної породи. Теплопровідність різних порід деревини

Вид деревини



Сосна



Липа, ялиця



Ялина



Тополя, дуб, клен



Коефіцієнт теплопровідності Вт/(м°С)



01



015



011



017-02

У інших порід цей показник може бути іншим. Вважається, що в середньому теплопровідність деревини поперек волокон дорівнює 014 Вт/(м°С) . Найкраще ізолює простір від холоду кедр. Його показник теплопровідності становить всього 0095 Вт/(м С).

Цегла як ізолятор

Далі для порівняння розглянемо характеристики щодо теплопровідності і цього популярного будівельного матеріалу. За міцнісними якостями цегла не тільки не поступається бетону, але часто і перевершує його. Те ж саме стосується і щільності цього будівельного каменю. Весь використовуваний сьогодні при зведенні будівель і споруд цегла до лассифицируется на керамічний і силікатний. Обидві ці різновиди каменю в свою чергу можуть бути:

повнотілими;

з пустотами;

щілинними .

Звичайно ж, повнотіла цегла затримують тепло гірше пустотних і щілинних. Теплопровідність цегли

Цегла



Повнотіла силікатна/керамічний



Силікатна/керамічний з порожнечами



Щілинний силікатна/керамічний



Коефіцієнт теплопровідності Вт/(м°С)



07-08/05-08



066 /057



04/034-043

Теплопровідність бетону і цегли, т аким чином, практично однакова. Як силікатна, так і керамічний камінь ізолюють приміщення від холоду досить-таки слабо. Тому будинки, зведені з такого матеріалу, слід додатково утеплювати. В якості ізоляторів при обшивці цегляних стін так само, як і залитих із звичайного важкого бетону, найчастіше застосовують пінополістирол або мінеральна вата. Можна використовувати для цієї мети і пористі блоки.

Як розраховується коефіцієнт теплопровідності

Визначається цей показник у різних матеріалів, в тому числі і у бетону, за спеціальними формулами. Всього може бути використано дві методики. Теплопровідність бетону визначається за формулою Кауфмана. Виглядає вона наступним чином:

00935 х(m) 05х228m + 0025 де m — маса розчину.

Для вологих (більше 3%) розчинів використовується формула Некрасова: (0196 + 022 m2) 05 – 014 . До ерамзитобетон густиною 1000 кг/м3 має масу 1 кг. Відповідно, приміром, за Кауфману в даному випадку вийде коефіцієнт 0238. Визначається теплопровідність бетонів при температурі суміші в +25 С. У холодних і розігрітих матеріалів її показники можуть трохи змінюватися.