Conductivitatea termică a betonului: caracteristici, coeficient și tabel

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-17 19:05

Una dintre cele mai importante caracteristici ale betonului, desigur, este conductivitatea sa termică. Acest indicator poate varia semnificativ pentru diferite tipuri de material. Conductivitatea termică a betonului depinde în primul rând de tipul de umplutură utilizat în acesta. Cu cât materialul este mai ușor, cu atât este mai bine izolatorul de frig.

Ce este conductivitatea termică: definiție

În construcția clădirilor și structurilor pot fi utilizate diferite materiale. Clădirile rezidențiale și industriale în clima rusă sunt de obicei izolate. Adică, în timpul construcției lor, se folosesc izolatori speciali, al căror scop principal este menținerea unei temperaturi confortabile în interiorul incintei. La calcularea cantității necesare de vată minerală sau spumă de polistiren, se ia în considerare conductivitatea termică a materialului de bază utilizat pentru construcția structurilor de închidere.

De foarte multe ori, clădirile și structurile din țara noastră sunt construite din diferite tipuri de beton. În acest scop se folosesc și cărămidă și lemn. De fapt, conductivitatea termică în sine este capacitatea unei substanțe de a transfera energie în grosimea sa datorită mișcării moleculelor. Mergeun proces similar poate, atât în părțile solide ale materialului, cât și în porii acestuia. În primul caz, se numește conducție, în al doilea - convecție. Răcirea materialului este mult mai rapidă în părțile sale solide. Aerul care umple porii captează căldura, bineînțeles mai bine.

Ce determină indicatorul

Concluziile de mai sus pot fi trase după cum urmează. Conductivitatea termică a betonului, lemnului și cărămizii, ca orice alt material, depinde de acestea:

• densitate;
• porozitate;
• umiditate.

Odată cu creșterea densității betonului crește și gradul de conductivitate termică a acestuia. Cu cât materialul are mai mulți pori, cu atât este mai bine izolator de frig.

Tipuri de beton

În construcția modernă, pot fi utilizate o varietate de tipuri de acest material. Cu toate acestea, toate betoanele existente pe piață pot fi clasificate în două mari grupe:

• grea;
• spumos ușor sau cu umplutură poroasă.

Conductivitatea termică a betonului greu: indicatori

Astfel de materiale sunt, de asemenea, împărțite în două grupuri principale. Betonul poate fi folosit în construcții:

• grea;
• deosebit de grele.

În producția celui de-al doilea tip de material se folosesc materiale de umplutură precum resturi de metal, hematită, magnetită, barită. Betoanele deosebit de grele sunt utilizate de obicei numai în construcția de instalații al căror scop principal este protecția împotriva radiațiilor. Acest grup include materiale cu o densitate de la 2500 kg/m3.

Betonul greu obișnuit este realizat folosind astfel de tipuri de umplutură precum granitul, diabaza sau calcarul, realizate pe bază de piatră zdrobită. La construcția clădirilor și structurilor se folosește un material similar cu o densitate de 1600-2500 kg/m3.

Care poate fi conductivitatea termică a betonului în acest caz? Tabelul de mai jos arată performanța diferitelor tipuri de materiale grele.

Conductivitatea termică a betonului greu

Tip de beton	Extrem de greu	Gre pentru structuri RC	Pe nisip
Conductivitate termică W/(m°C)	1, 28-1, 74	La densitate 2500kg/m3 - 1,7	La densitate 1800-2500 kg/m3 - 0,7

Conductivitatea termică a betonului celular ușor

Acest material este, de asemenea, clasificat în două soiuri principale. Foarte des, în construcții se folosesc betoane pe bază de umplutură poroasă. Ca acesta din urmă, se utilizează argilă expandată, tuf, zgură, piatră ponce. În cel de-al doilea grup de betonuri ușoare, se folosește o umplutură obișnuită. Dar în procesul de frământare, un astfel de material spumează. Drept urmare, după maturare, rămâne o mulțime de pori.

Conductivitatea termică a betonului ușor este foarte scăzută. Dar, în același timp, în ceea ce privește caracteristicile de rezistență, un astfel de material este inferior celui greu. Betonul ușor este folosit cel mai adesea pentru construcția de diferite tipuri de locuințe șianexe care nu sunt supuse unor sarcini grave.

Betoanele usoare sunt clasificate nu numai dupa metoda de fabricatie, ci si dupa scop. În acest sens, există materiale:

• izolator termic (cu densitate de până la 800 kg/m3);
• structurale și termoizolante (până la 1400 kg/m3);
• structural (până la 1800 kg/m3).

Conductivitatea termică a betonului celular ușor de diferite tipuri este prezentată în tabel.

Beton ușor: indicatori de conductivitate termică

Tip de beton	Izolator termic	Izolație structurală și termică	Construcții
Conductivitate termică maximă admisă W/(m°C)	0, 29	0, 64	Nestandardizat

Materiale de izolare termică

Asemenea blocuri de beton sunt de obicei folosite pentru căptușeala pereților asamblați din cărămizi sau turnați din mortar de ciment. După cum se poate observa din tabel, conductivitatea termică a betonului din acest grup poate varia într-un interval destul de mare.

Conductivitatea termică a celor mai ușoare betonuri

Material	Beton celular	Beton expandat
Conductivitate termică W/(m°C)	0, 12-0, 14	0, 23-0, 4

Betonul din acest soi este cel mai des folositca materiale izolante. Dar uneori se ridică din ele diverse tipuri de plicuri nesemnificative ale clădirii.

Materiale structurale, termoizolante și structurale

Din acest grup, betonul spumos, betonul de zgură-ponce, betonul de zgură sunt cel mai des folosite în construcții. Unele tipuri de beton de argilă expandată cu o densitate de peste 0,29 W/(m °C) pot fi, de asemenea, atribuite acestui soi.

Betonuri structurale: conductivitate termică

Material	Beton celular	Beton de zgură ponce	Beton de zgură
Conductivitate termică	0,3W/(m°C)	Până la 0,63 W/(m°C)	0,6W/(m°C)

Foarte des, un astfel de beton cu conductivitate termică scăzută este utilizat direct ca material de construcție. Dar uneori este folosit și ca izolator care nu lasă frigul să treacă.

Cum depinde conductivitatea termică de umiditate

Toată lumea știe că aproape orice material uscat izolează mult mai bine de frig decât umed. Acest lucru se datorează în primul rând gradului foarte scăzut de conductivitate termică a apei. Acestea protejează pereții, podelele și tavanele din beton de temperaturile exterioare scăzute, așa cum am aflat, în principal datorită prezenței porilor umpluți cu aer în material. Când este umed, acesta din urmă este deplasat de apă. Și, în consecință, coeficientul de conductivitate termică a betonului crește semnificativ. În sezonul rece, prins în poriapa materială îngheață. Rezultatul este că calitățile de reținere a căldurii ale pereților, podelelor și tavanelor sunt și mai reduse.

Gradul de permeabilitate la umiditate al diferitelor tipuri de beton poate varia. Conform acestui indicator, materialul este clasificat în mai multe grade.

Permeabilitatea betonului la umiditate

Clasament beton	W4	W6	W8	W10-W14	W16-W20
Raport apă-ciment (nu mai mult)	0, 6	0, 55	0, 45	0, 35	0, 30

Lemn ca izolator

Atât betonul greu „rece”, cât și betonul ușor, a cărui conductivitate termică este, desigur, scăzută, sunt tipuri de materiale de construcție foarte populare și căutate. În orice caz, fundațiile majorității clădirilor și structurilor sunt construite din mortar de ciment amestecat cu piatră spartă sau moloz.

Amestecul de beton sau blocurile realizate din acesta sunt folosite și pentru construcția anvelopelor clădirilor. Dar destul de des, alte materiale sunt folosite pentru a asambla podeaua, tavanele și pereții, de exemplu, lemnul. Grinda și placa diferă, desigur, mult mai puțină rezistență decât betonul. Cu toate acestea, gradul de conductivitate termică a lemnului, desigur, este mult mai scăzut. Pentru beton, acest indicator, după cum am aflat, este de 0,12-1,74 W / (m ° C). Într-un copac, coeficientul de conductivitate termică depinde, inclusivinclusiv și din această rasă specială.

Conductivitatea termică a diferitelor tipuri de lemn

Tip de lemn	Pin	Linden, brad	Molid	Plop, stejar, artar
Conductivitate termică W/(m°C)	0, 1	0, 15	0, 11	0, 17-0, 2

La alte rase, această cifră poate fi diferită. Se crede că conductivitatea termică medie a lemnului între fibre este de 0,14 W / (m ° C). Cel mai bun mod de a izola spațiul de frig este cedrul. Conductivitatea sa termică este de numai 0,095 W/(m C).

Caramida ca izolator

În continuare, pentru comparație, luați în considerare caracteristicile din punct de vedere al conductivității termice și acest material de construcție popular. În ceea ce privește proprietățile de rezistență, cărămida nu numai că nu este inferioară betonului, dar îl depășește adesea. Același lucru este valabil și pentru densitatea acestei pietre de construcție. Toate cărămizile folosite astăzi în construcția clădirilor și structurilor sunt clasificate în ceramică și silicat.

Ambele aceste tipuri de piatră, la rândul lor, pot fi:

• corpulent;
• cu goluri;
• slot.

Desigur, cărămizile solide rețin căldura mai rău decât cele goale și cu fante.

Conductivitatea termică a cărămizilor

Caramida	Silicat/ceramic cu corp complet	Silicat/ceramic cu goluri	Silicat crestat/ceramic
Conductivitate termică W/(m°C)	0, 7-0, 8/0, 5-0, 8	0, 66 /0, 57	0, 4/0, 34-0, 43

Conductivitatea termică a betonului și cărămizii este aproape aceeași. Atat silicatul cat si piatra ceramica izoleaza destul de slab incaperile de frig. Prin urmare, casele construite din astfel de material ar trebui să fie izolate suplimentar. Ca izolatori atunci când acoperiți pereții de cărămidă, precum și cei turnați din beton greu obișnuit, cel mai des se utilizează polistiren expandat sau vată minerală. Puteți folosi și blocuri poroase în acest scop.

Cum se calculează conductivitatea termică

Acest indicator este determinat pentru diferite materiale, inclusiv beton, după formule speciale. În total, se pot folosi două metode. Conductivitatea termică a betonului este determinată de formula Kaufman. Arată așa:

0,0935x(m) 0,5x2,28m + 0,025, unde m este masa soluției.

Pentru soluții umede (mai mult de 3%) se utilizează formula Nekrasov: (0,196 + 0,22 m2) 0,5 - 0,14.

Betonul expandat cu o densitate de 1000 kg/m3 are masa de 1 kg. În consecință, de exemplu, conform lui Kaufman, în acest caz, se va obține un coeficient de 0,238. Conductivitatea termică a betonului este determinată la o temperatură a amestecului de +25 C. Pentru materialele reci și încălzite, sacifrele pot varia ușor.