Теплопроводность бетона таблица: коэффициент теплопередачи легких и тяжелых бетонов – "Строим Дом"

Содержание

коэффициент теплопередачи легких и тяжелых бетонов

Коэффициент теплопроводности бетона – одна из важных характеристик, учитываемых при проектировании здания. Эта величина применяется в теплотехнических расчетах, позволяющих точно определить минимально допустимую толщину стен.

Понятие коэффициента теплопроводности

Эта величина определяет количество тепла, проходимое через единицу объема образца при разнице температур в 1 градус Цельсия. Единица измерения – Вт/(м*C). Чем больше эта характеристика, тем выше способность материала передавать тепло и тем хуже он выполняет функции теплоизолятора.

Бетон имеет неоднородную структуру. Теплопередача определяется компонентами, входящими в состав строительного материала. Наименьшую теплопроводность имеет воздух, который находится в микропорах заполнителей и капиллярах цементного камня. Поэтому чем выше его содержание, тем лучше теплоизоляционные свойства бетонного элемента.

Факторы, влияющие на теплопропускаемость бетона

Из-за неоднородности структуры бетонных конструкций и разных условий эксплуатации коэффициент теплопроводности в этом случае – величина условная.

На этот параметр оказывают влияние:

Плотность. Чем плотнее материал, тем ближе друг к другу находятся его частицы, тем быстрее передается тепло. Это значит, что тяжелые бетоны имеют больший коэффициент теплопроводности, по сравнению с легкими (керамзитовыми, вермикулитовыми, перлитовыми).
Пористость и структура пор. Чем больше объем, занятый воздухом, тем лучше материал задерживает тепло. Но на теплоизоляционные характеристики влияет не только процентное содержание воздуха, но и размеры, а также замкнутость пор. Лучше всего прохождению тепла препятствуют мелкие замкнутые поры. Крупные поры, которые сообщаются между собой, увеличивают теплопередачу.
Влажность. Это еще один фактор, влияющий на коэффициент теплопередачи бетона. Вода способна проводить тепло в 20 раз лучше воздуха. Поэтому увлажненный материал резко теряет теплоизоляционные характеристики. При отрицательных температурах вода в увлажненном слое замерзает, вызывая не только повышенные теплопотери здания, но и быстрое разрушение строительного материала. В таблицах, применяемых при точных теплотехнических расчетах, часто указывают три значения коэффициента теплопроводности – в сухом виде, при нормальной влажности, в увлажненном состоянии.

Температура. С повышением температуры коэффициент теплопроводности увеличивается.

Сравнение коэффициента теплопроводности тяжелого бетона, пено- и газобетона, керамзитобетона, фибробетона.

Наиболее высоким коэффициентом теплопроводности обладает тяжелый бетон, армированный стальными стержнями или проволокой (железобетон) – до 2,04 Вт/(м*C). Немного ниже этот показатель у неармированных бетонных элементов.

Более низким коэффициентом теплопроводности и повышенными теплоизоляционными характеристиками обладают: керамзитобетон, изготовленный с использованием кварцевого или перлитового песка, сухой пено- и газобетон. Уровень теплопередачи фибробетона сравним с аналогичным показателем плотного керамзитобетона.

Таблица коэффициентов теплопроводности различных видов бетона

Вид бетона	*Коэффициент теплопроводности, Вт/(мC)**
Тяжелый армированный бетон	1,68- 2,04
Тяжелый бетон	1,29-1,52
Керамзитобетон (в зависимости от плотности)	0,14-0,66
Пенобетон (в зависимости от плотности)	0,08-0,37
Газобетон разной плотности	0,1-0,3
Фибробетон	0,52-0,75

Правильное проведение теплотехнических расчетов позволяет определить оптимальную толщину стен, что обеспечивает уменьшение расходов на отопление и комфортный микроклимат внутри здания.

Поделиться ссылкой:

Производим и предлагаем продукцию:

Теплопроводность бетона: таблица, коэффициент теплопередачи

Часто домашнему мастеру приходится выбирать материалы для постройки или обновления сооружений, поэтому важно обращать внимание на различные характеристики. Теплопроводность бетона — одна из них. Это свойство может отличаться у разных видов. В основном на теплопроводность влияет тип наполнителя. Чем легче материал, тем выше у него теплоизоляция, а чем тяжелее деталь — тем она прочнее.

Определение теплопроводности

При возведении различных зданий и сооружений используются разные материалы. Из-за довольно сурового климата чаще всего приходится проводить дополнительное утепление. Например, при возведении жилых помещений используются специальные изоляторы, поддерживающие комфортную для проживания температуру. Поэтому при выборе стройматериалов в обязательном порядке необходимо обратить внимание на их теплоизоляционные свойства.

Теплопроводность — это способность тела передавать энергию от более нагретых частей менее нагретым. Процесс может протекать как в твердых частях детали, так и в его порах. В твердых частях — это кондукция, в порах — конвекция. Материал быстрее остывает в его твердых частях. В порах же застаивается воздух, вследствие чего материал дольше держит тепло.

Зависимость от различных показателей

Теплоизоляционные характеристики бетона, кирпича, гипсокартона, дерева и многих других стройматериалов зависят от ряда параметров. Например:

Влаги.
Пористости.
Плотности.

Чем больше пор в детали, тем она теплее, а тяжелый стройматериал — прочнее. В современных условиях строительства используются различные типы материала. Но их условно можно поделить на два основных — это тяжелые и легкие пенистые типы.

Тяжелый сорт бетона тоже можно разделить на два вида: тяжелые и особо тяжелые. Для усиления прочности во второй вид добавляют различные наполнители — магнетит, металлический скреп, барит и др. Особо тяжелый бетон применяется при строительстве объектов, нуждающихся в защите от радиации. Плотность материала в этой категории начинается от 2500 кг/куб. м.

Обычный тяжелый бетон изготавливают с добавлением гранита, диабаза, известняка, на основе горного щебня. Плотность материала здесь варьируется от 1500 до 2500 кг/куб. м.

Легкий сорт бетона тоже можно поделить на две группы. Довольно часто в строительных работах используют виды на базе пористого наполнителя, в роли которого выступают шлак, керамзит, пемза и др.

Для изготовления второй группы применяется обычный наполнитель, который вспенивается в процессе замеса. В итоге получается материал с очень большим количеством пор.

Теплоизоляция легкого бетона, конечно же, высокая, но вот прочность гораздо ниже тяжелого. Применяются такие стройматериалы при сооружении зданий, которые не подвергаются серьезным перегрузкам.

Ячеистый бетон можно разделить по назначению:

Теплоизолирующий (плотностью до 800 кг/куб.м).
Конструкционно-теплоизолирующий (плотность до 1350 кг/куб. м).
Конструкционный (до 1850 кг/куб.м).

Теплоизоляционные блоки чаще всего применяют для утепления стен, которые возводили из кирпича или цементного раствора. Кроме того, из такого бетона можно соорудить небольшие ограждающие конструкции.

К конструкционно-теплоизолирующим и просто конструкционным видам можно отнести керамзитобетон, шлакопемзобетон, пенобетон и др. Их можно использовать в качестве теплоизоляционного и строительного материала.

Влияние влаги

В строительных кругах известно утверждение, что сухие стройматериалы изолируют тепло гораздо лучше влажных. Объясняется это довольно-таки высокой степенью теплопроводности воды. Стены, потолки, полы защищены от холода благодаря порам в стройматериале, заполненным воздухом. При воздействии с влагой воздух вытесняется. Это приводит к повышению коэффициента теплопередачи бетона.

В холодный сезон влага, попавшая в материал, замерзает, что приводит к еще более печальным последствиям. Степень подверженности материала к проницаемости влагой у разных марок может быть отличной друг от друга.

Коэффициент теплопроводности бетона и железобетона составляет 0,18−1,75 Вт/м*К. Таблица теплопроводности бетона и других материалов:

Кирпич как изолятор

Для сопоставления свойств теплопроводности можно сравнить бетон и кирпич. По прочностным свойствам кирпич ничуть не уступает своему собрату, а иногда и превосходит его. То же самое можно сказать и про плотность. Современные виды кирпича, используемые в строительных работах, можно разделить на силикатный и керамический. Те, в свою очередь, могут быть полнотелыми, пустотелыми и щелевыми.

Таким образом, теплоизоляция кирпича и бетона идентична. Что силикатный кирпич, что керамический держат тепло довольно слабо. Это значит, что сооружения необходимо дополнительно утеплять. Изоляторами как в кирпичных, так и бетонных зданиях служат чаще всего пенополистирол и минеральная вата.

Теплопроводность бетона: особенности, определение коэффициента

При выполнении мероприятий по строительству зданий или ремонту ранее возведенных построек важно надежно теплоизолировать стены строения. Для уменьшения объема тепловых потерь и снижения затрат на поддержание комфортной температуры важно ответственно подойти к выбору теплоизоляционных материалов и выполнению тепловых расчетов. Решая задачи, связанные с обеспечением энергоэффективности бетонных строений, необходимо учитывать теплопроводность бетона. Этот показатель характеризует способность проводить тепло и является одной из наиболее важных характеристик.

Теплопроводность бетонного массива

Как влияет теплопроводность бетона на микроклимат внутри помещения

Из множества строительных материалов, применяемых для возведения зданий, одним из наиболее распространенных является бетон. Среди главных рабочих характеристик материала выделяется коэффициент теплопроводности бетона. На этапе проектирования необходимо предусмотреть применение в процессе строительства теплоизоляционных материалов, позволяющих превратить возведенную железобетонную конструкцию в жилое строение. Ведь важно возвести не только устойчивое, экологически чистое и оригинальное здание, но и создать благоприятные условия для проживания.

Зная теплопроводность бетонного массива, и правильно выбрав теплоизоляционные материалы, можно добиться значительных результатов:

существенно сократить тепловые потери;
снизить затраты на обогрев помещения;
обеспечить внутри здания комфортный микроклимат.

Влияние уровня теплопроводности на внутренний микроклимат выражается простой зависимостью:

при возрастании коэффициента, интенсивность тепловой передачи возрастает, и строение, возведенное из материала с такими характеристиками, быстрее остывает и, соответственно, ускоренными темпами нагревается;

снижение способности бетонного массива передавать тепло позволяет на протяжении увеличенного периода времени сохранять внутри помещения комфортную температуру, с соответственным уменьшением тепловых потерь.

Зная теплопроводность бетонного массива можно обеспечить внутри здания комфортный микроклимат

Если подытожить, то степень теплопроводимости бетона является определяющим фактором, влияющим на комфортность жилища. Различные виды бетона отличаются структурой массива, свойствами применяемого наполнителя и, соответственно, степенью теплопроводности. Важно использовать такие марки бетона совместно с утеплителями, чтобы обеспечить надежное удержание бетонным массивом тепла в помещении. Выбор применяемых для строительства материалов производится на проектной стадии.

Теплопроводность железобетона и тепловое сопротивление – знакомимся с понятиями

Принимая решение об использовании для строительства здания определенной марки бетона или другого строительного материала, следует обращать внимание на следующие характеристики, обеспечивающие энергоэффективность строения:

коэффициент теплопроводности железобетона или бетона. Это специальный показатель, характеризующий объем тепловой энергии, которая может пройти через различные стройматериалы за определенный промежуток времени. При снижении величины коэффициента, способность материала проводить тепло уменьшается, а при возрастании показателя – скорость отвода тепла возрастает;
тепловое сопротивление строительных конструкций. Этот параметр характеризует свойства стройматериалов препятствовать потерям тепловой энергии. Тепловое сопротивление является обратным показателем, если сравнивать со степенью теплопроводности. При повышенном значении показателя теплового сопротивления стройматериал может применяться для теплоизоляционных целей, а при пониженном – для ускоренного отвода тепла.

Разрабатывая проект будущего здания, и выполняя тепловые расчеты, необходимо учитывать указанные показатели.

Коэффициент теплопроводности материалов

Коэффициент теплопроводности бетона для различных видов монолита

Определяясь с видом бетона, который будет использоваться для постройки жилого дома, следует оценить, как изменяется теплопроводность монолита для разновидностей этого строительного материала. Поможет сравнить теплопроводность бетона таблица, которая охватывает характеристики всех типов бетона. Рассмотрим, как изменяется уровень теплопроводности бетонного массива, который выражается в Вт/м²х ºC для наиболее распространенных разновидностей материала.

Наименьшее значение коэффициента у бетонных композитов с ячеистой структурой:

для сухого пенобетона и газонаполненного бетона величина показателя небольшая, по сравнению с другими видами. Она возрастает при повышении плотности материала. При удельном весе 0,6 т/м³ коэффициент равен 0,14, а при плотности 1 т/м³ уже составляет 0,31. При базовой влажности значения возрастают от 0,22 до 0,48, а при повышенной от 0,26 до 0,55;
керамзитонаполненный бетон, в зависимости от плотности массива, также имеет различную величину коэффициента, который изменяется пропорционально возрастанию удельного веса. Так керамзитобетон с плотностью 0,5 т/м³ имеет низкий коэффициент, равный 0,14, а при возрастании плотности до 1,8 т/м³ параметр теплопроводности возрастает до 0,66.

Величина коэффициента определяется также используемым для приготовления бетонной смеси наполнителем:

для тяжелого бетона плотностью 2,4 т/м³, содержащего щебеночный наполнитель, показатель составляет 1,51;
бетон, где в качестве наполнителя используются шлаки, характеризуется уменьшенной величиной теплопроводности, составляющей 0,3–0,7;
керамзитобетон, содержащий кварцевый или перлитовый песок, имеет плотность 0,8–1 и, соответственно, уровень теплопроводности, равный 0,22–0,41.

Коэффициент теплопроводности бетона

надежно теплоизолируют возводимое строение. При сооружении стен зданий из бетона, имеющего пористую структуру и пониженный уровень теплопроводности, необходим тонкий слой теплоизолятора. Применение тяжелых марок бетона требует усиленного утепления строения. Для этого укладывается толстый слой теплоизолятора. При подборе материала следует учитывать, что с возрастанием плотности увеличивается теплопроводность бетонного массива.

Какие факторы влияют на коэффициент теплопроводности железобетона

Уровень теплопроводимости бетона, независимо от его марки и наличия в массиве стальной арматуры, зависит от комплекса факторов. Рассмотрим показатели, каждый из которых оказывает определенное влияние на данную характеристику:

структура бетонного массива. При создании внутри монолита воздушных полостей процесс передачи тепла через ячеистый массив осуществляется на небольшой скорости и с минимальными потерями. Если подытожить, то увеличенная концентрация ячеек позволяет снизить потери тепла;

удельный вес материала. Плотность бетонного массива влияет на его структуру и, соответственно, на интенсивность процесса теплообмена. При возрастании плотности материала увеличивается степень теплопередачи и возрастает объем тепловых потерь;
концентрация влаги в бетонных стенах. Бетонный массив, имеющий пористую структуру, гигроскопичен. Частицы влаги, которые по капиллярам просачиваются вглубь бетона, заполняют воздушные поры и ускоряют тем самым процесс теплопередачи.

Выполняя расчеты необходимо учитывать, что с уменьшением влажности материала снижается степень теплопроводимости, и теряется меньшее количество тепла. Применение пористого заполнителя позволяет снизить потери тепла и обеспечить комфортный микроклимат помещения. Стройматериалы с низкой теплопроводностью целесообразно использовать для теплоизоляционных целей. Зная зависимость теплопроводности бетона от его характеристик можно выбрать оптимальный вид материала для постройки стен.

Коэффициент теплопроводности железобетона

Теплопроводность бетона и утепление зданий

Решение о теплоизоляции стен возводимых зданий принимается в зависимости от того, из каких видов бетона производится сооружение стен. Бетонные изделия делятся на следующие виды:

конструкционные, применяемые для капитальных стен. Отличаются повышенной нагрузочной способностью, увеличенной плотностью, а также способностью ускоренными темпами проводить тепло;
теплоизоляционные, используемые в ненагруженных конструкциях. Характеризуются уменьшенным удельным весом, ячеистой структурой, благодаря которой снижается теплопроводность стен.

Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты

Для поддержания комфортной температуры в помещении можно возводить стены из различных видов бетона. При этом толщина стен будет существенно изменяться. Одинаковый уровень теплопроводности капитальных стен обеспечивается при следующей толщине:

пенобетон – 25 см;
керамзитобетон – 50 см;
кирпичная кладка – 65 см.

Для поддержания благоприятного микроклимата, в рамках мероприятий по энергосбережению, выполняется теплоизоляция строительных конструкций. На стадии разработки проекта специалисты определяют возможные пути потери тепла и выбирают оптимальный вариант утеплителя.

Сравнительный график коэффициентов теплопроводности некоторых строительных материалов и утеплителей

Основной объем тепловых потерь происходит из-за недостаточно эффективной теплоизоляции следующих частей здания:

поверхности пола;
капитальных стен;
кровельной конструкции;
оконных и дверных проемов.

При профессиональном подходе и выборе эффективных утеплителей можно сделать свой дом более комфортным, а также сэкономить значительный объем денежных средств на отоплении.

Как производится расчет с учетом коэффициента теплопроводности бетона

Для поддержания комфортной температуры и снижения теплопотерь несущие стены современных зданий выполняются многослойными и включают капитальные конструкции, теплоизоляционные материалы, отделочные покрытия. Каждый слой сэндвича имеет определенную толщину.

Решая задачу по расчету толщины теплоизолятора, необходимо использовать формулу расчета теплового сопротивления – R=p/k, которая расшифровывается следующим образом:

R – величина температурного сопротивления;
p – значение толщины слоя, указанное в метрах;
k – коэффициент теплопроводности железобетона, бетона или другого материала, из которого изготовлены стены.

Используя данную зависимость можно самостоятельно выполнить расчет, используя обычный калькулятор. Для этого необходимо разделить толщину строительной конструкции на коэффициент теплопроводимости бетона или другого материала. Рассмотрим пример расчета для стен толщиной 0,3 метра, возведенных из газобетона с удельным весом 1000 т/м³ и степенью теплопроводности, равной 0,31.

Алгоритм вычислений:

Рассчитайте термосопротивление, разделив толщину стен на коэффициент теплопроводности – 0,3:0,31=0,96.
Отнимите полученный результат от предельно допустимого для определенной климатической зоны – 3,28-0,96=2,32.

Перемножив коэффициент теплопроводности утеплителя на величину термического сопротивления, получим в результате требуемый размер слоя. Например, толщина листового пенопласта с коэффициентом теплопроводности 0,037 составит – 0,037х2,32=0,08 м.

Заключение

При выполнении проектных работ и осуществлении мероприятий по теплоизоляции зданий необходимо учитывать теплопроводность бетона. Она зависит от структуры, плотности и влажности стройматериала. Понимая определение теплопроводности, и владея методикой расчетов, несложно определить толщину утеплителя для бетонных стен здания. Правильно подобранный теплоизолятор позволит минимизировать тепловые потери, уменьшить затраты на отопление, а также обеспечить поддержание благоприятной температуры.

Теплопроводность бетона (монолитного железобетона)

При возведении частного дома или проведении утепляющих работ необходимо ответственно подойти к вопросам покупки материалов. Чтобы уменьшить потери тепловой энергии и снизить расходы на обогрев, следует учитывать такой параметр, как теплопроводность бетона. Он определяет способность блоков пропускать тепло и считается важнейшей эксплуатационной характеристикой.

Влияние теплопроводности на микроклимат внутри помещения

Среди большого разнообразия материалов бетонный массив считается достаточно популярным. Его ключевым свойством считается степень теплопередачи. Чтобы избежать непредвиденных теплопотерь, нужно учитывать это значение еще при составлении проекта теплоизоляции. В таком случае постройка будет как надежной и долговечной, так и комфортной для пребывания.

Если определить коэффициент теплопроводности бетона и найти подходящие материалы теплоизоляции, это позволит получить такие преимущества:

снизить затраты тепловой энергии;
уменьшить расходы на отопление;
организовать в помещении комфортный микроклимат.

Зависимость микроклимата в доме от степени теплопередачи объясняется следующими особенностями:

По мере роста значений увеличивается интенсивность подачи тепла. В результате помещение быстрее остывает, но так же быстрее прогревается.
Если теплопередача снижается, тепло долго удерживается внутри здания и не выходит наружу.

В результате степень проводимости тепловой энергии становится ключевым фактором, определяющим комфорт пребывания в доме. В зависимости от особенностей материала, он может обладать разной структурой и свойствами, а также теплопроводностью. Перед выбором блоков нужно внимательно изучить их эксплуатационные свойства и подготовить грамотный проект.

Теплопроводность железобетона и тепловое сопротивление

Начиная строительство помещения, следует ознакомиться с такими характеристиками:

Коэффициент проводимости тепла. Он указывает на объемы тепла, которое проходит через блок в течение заданного интервала. Если значение снижается, это уменьшает способность пропускать тепловую энергию. При повышении значений ситуация выглядит противоположным образом.
Сопротивление конструкций к потере тепла. Показатель указывает на способность материала сохранять тепло внутри постройки. Если он высокий, бетон подходит для теплоизоляции, если низкий — для быстрого отвода тепла наружу.

При составлении проекта здания и проведении тепловых расчетов важно уделять таким значениям особое внимание.

Коэффициент теплопроводности

В поисках хорошего материала для строительства необходимо определить, как меняется степень теплопроводности в зависимости от типа и модели монолита.

Коэффициент для различных видов монолита

Для сравнения показателей теплопроводности следует ознакомиться с таблицей, охватывающей свойства всех типов материала. Наименьшая степень присутствует у пористых конструкций:

Сухие блоки и газонаполненный бетон обладают небольшой теплопроводностью. Она зависит от показателей плотности. Если удельный вес блока составляет 0,6 т/м³, коэффициент составит 0,14. При плотности 1 т/м³ — 0,31. Если влажность находится на базовом уровне, показатели увеличатся от 0,22 до 0,48. При повышении влажности — от 0,25 до 0,55.
Бетон с наполнением керамзитом. С учетом значений плотности определяется теплопроводность. Изделие с плотностью 0,5 т/м³ получит показатель 0,14. По мере увеличения плотности до 1,8 т/м³ свойство вырастет до 0,66.

Еще коэффициент зависит от применяемых наполнителей. Так, если тяжелый бетон (2,4 т/м³) будет иметь в составе щебенку, параметр составит 1,51.

При использовании шлака теплопроводность составит 0,3-0,7. Изделия на основе кварцевого или перлитового песка с плотностью 0,8-1 получат проводимость тепла 0,22-0,41.

Факторы влияющие на коэффициент

Степень проводимости бетона любой марки определяется множеством факторов. В их числе:

Структура массива. Если в монолите присутствуют воздушные полости, передача тепла будет медленной и без больших потерь. По мере увеличения пористости теплоизоляция улучшается.
Удельный вес массива. Монолит обладает разной плотностью, которая определяет его структуру и интенсивность обмена тепла. При росте показателей плотности растет и теплоотдача. В результате конструкция быстрее лишается тепла.
Содержание влаги в стенах из бетона. Массивы с пористой структурой гигроскопичны. Остатки влаги, находящейся в капиллярах, могут просачиваться в бетон и заполнять воздушные поры, способствуя быстрой передаче тепла.

При выполнении расчетов нужно учитывать, что снижение влажности минимизирует проводимость тепла, из-за чего уровень теплопотерь становится невысоким.

С помощью пористых компонентов можно защитить постройку от быстрого расходования тепла и обеспечить хорошие климатические условия в здании. Изделия с низкой теплопроводностью эффективны при изоляции помещений, поэтому их применяют в северных регионах с суровыми зимами.

Теплопроводность и утепление зданий

Приступая к организации эффективной теплозащиты частного жилища, важно обращать внимание на тип материала, из которого создаются стены. С учетом специфики конструкции и эксплуатационных свойств, выделяют такие разновидности бетонных масивов:

Конструкционные. Необходимы при возведении капитальных стен. Их характеризует повышенная устойчивость к нагрузкам и способность быстро пропускать тепловую энергию.
Материалы для теплоизоляции. Задействуются при обустройстве помещений с минимальными нагрузками на стены. Обладают небольшим весом, пористым строением и малой теплопередачей.

Чтобы в помещении всегда сохранялась комфортная температура, рекомендуется использовать для возведения стен разные виды бетона. Однако в таком случае показатели толщины стен будут меняться. Оптимальный уровень проводимости тепла возможен при таких параметрах толщины:

Пенобетон — не больше 25 см.
Керамзитобетон — до 50 см.
Кирпичи — 65 см.

Как производится расчет

Для сохранения тепла внутри дома и сокращения потерь тепловой энергии несущие стены делаются многослойными. Чтобы рассчитать толщину слоя изоляции, необходимо руководствоваться следующей формулой — R=p/k.

Она имеет следующую расшифровку:

R — показатель устойчивости к скачкам температуры;
p — толщина слоя в метрах;
k — Проводимость тепла монолитом.

С помощью такой формулы можно благополучно выполнить расчет с помощью простого калькулятора. Это решается путем разделения толщины на коэффициент теплопроводности.

Теплопроводность строительных материалов таблица

Конструкционные материалы и их показатели

Конструкционный бетон, теплопроводность которого зависит от применяемых наполнителей, пользуется большой популярностью. Это обусловлено его прочностью и эластичностью, что позволяет возводить надежные и защищенные от потерь тепла постройки.

Чем тяжелее наполняющий компонент, тем выше степень теплопроводности раствора. Тяжелый материал не сможет долго удерживать тепло, поэтому большинство построек из конструкционных материалов требуют дополнительной теплоизоляции, в большинстве случаев — снаружи.

Для таких материалов характерны следующие коэффициенты:

Тяжелый — 1,2-1,5 Вт/м К.
Легкий — 0,25-0,52 Вт/м К.

Материалы из бетона с добавлением пористых заполнителей

Пористые конструкции характеризуются хорошим удержанием тепла, при этом точный показатель теплопроводности зависит от следующих факторов:

Параметры ячеистости.
Уровень влажности.
Показатели плотности.
Теплопроводность матрицы.

Так, кирпич керамический пустотелый обладает теплопроводностью в 0,4-0,7 Вт/(м град). Полнотелые разновидности проводят тепло в 1,5-2 раза лучше.

Показатели теплоизоляционных материалов

Теплоизоляционные конструкции, состоящие из шлакового наполнителя и керамзита, характеризуются минимальной теплопроводностью. Однако их прочностные свойства остаются невысокими, поэтому основная сфера применения — изоляция несущих стен и пола. Возводить основные конструкции из таких материалов запрещено.

Таблица показателей

Таблица значений для разных материалов выглядит следующим образом:

Материал	Плотность кг/м³	Теплопроводность Вт/(м/С)	Паро- проницаемость	Сопротивление теплопередаче
Железобетон	2500	1.69	0.03	7.10
Бетон	2400	1.51	0.03	6.34
Керамзитобетон	1800	0.66	0.09	2.77
Кирпич красный	1800	0.56	0.11	2.35
Пенобетон	300	0.08	0.26	0.34
Гранит	2800	3.49	0.008	14.6
Мрамор	2800	2.91	0.008	12.2

Руководствуясь сведениями из этой таблицы, можно подобрать оптимальный строительный материал для возведения надежной и защищенной от холода постройки.

Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты

ПОДЕЛИТЕСЬ
В СОЦСЕТЯХ

Любое строительство независимо от его размера всегда начинается с разработки проекта. Его цель – спроектировать не только внешний вид будущего строения, еще и просчитать основные теплотехнические характеристики. Ведь основной задачей строительства считается сооружение прочных, долговечных зданий, способных поддерживать здоровый и комфортный микроклимат, без лишних затрат на отопление. Несомненную помощь при выборе сырья, используемого для возведения постройки, окажет таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты.

Тепло в доме напярямую зависит от коэффициента теплопроводности строительных материалов

Что такое теплопроводность?

Теплопроводность – это процесс передачи энергии тепла от нагретых частей помещения к менее теплым. Такой обмен энергией будет происходить, пока температура не уравновесится. Применяя это правило к ограждающим системам дома, можно понять, что процесс теплопередачи определяется промежутком времени, за который происходит выравнивание температуры в комнатах с окружающей средой. Чем это время больше, тем теплопроводность материала, применяемого при строительстве, ниже.

Отсутствие теплоизоляции дома скажется на температуре воздуха внутри помещения

Для характеристики проводимости тепла материалами используют такое понятие, как коэффициент теплопроводности. Он показывает, какое количество тепла за одну единицу временного промежутка пройдет через одну единицу площади поверхности. Чем выше подобный показатель, тем сильнее теплообмен, значит, постройка будет остывать значительно быстрее. То есть при сооружении зданий, домов и прочих помещений необходимо использовать материалы, проводимость тепла которых минимальна.

Сравнительные характеристики теплопроводности и термического сопротивления стен, возведенных из кирпича и газобетонных блоков

Что влияет на величину теплопроводности?

Тепловая проводимость любого материала зависит от множества параметров:

Пористая структура. Присутствие пор предполагает неоднородность сырья. При прохождении тепла через подобные структуры, где большая часть объема занята порами, охлаждение будет минимальным.
Плотность. Высокая плотность способствует более тесному взаимодействию частиц друг с другом. В результате теплообмен и последующее полное уравновешивание температур происходит быстрее.
Влажность. При высокой влажности окружающего воздуха или намокании стен постройки, сухой воздух вытесняется капельками жидкости из пор. Теплопроводность в подобном случае значительно увеличивается.

Теплопроводность, плотность и водопоглощение некоторых строительных материалов

Применение показателя теплопроводности на практике

В строительстве все материалы условно подразделяются на теплоизоляционные и конструкционные. Конструкционное сырье отличается наибольшими показателями теплопроводности, но именно его применяют для постройки стен, перекрытий, прочих ограждений. Согласно таблице теплопроводности строительных материалов, при возведении стен из железобетона, для низкого теплообмена с окружающей средой толщина конструкции должна быть около 6 метров. В таком случае строение получится огромным, громоздким и потребует немалых затрат.

Наглядный пример — при какой толщине различных материалов их коэффициент теплопроводности будет одинаковым

Поэтому при возведении постройки следует отдельное внимание уделять дополнительным теплоизолирующим материалам. Слой теплоизоляции может не понадобиться только для построек из дерева или пенобетона, но даже при использовании подобного низкопроводного сырья толщина конструкции должна быть не менее 50 см.

Нужно знать! У теплоизоляционных материалов значения показателя теплопроводности минимальны.

Теплопроводность готового здания. Варианты утепления конструкций

При разработке проекта постройки необходимо учесть все возможные варианты и пути потери тепла. Большое его количество может уходить через:

стены – 30%;
крышу – 30%;
двери и окна – 20%;
полы – 10%.

Теплопотери неутепленного частного дома

При неверном расчете теплопроводности на этапе проектирования, жильцам остается довольствоваться только 10% тепла, получаемого от энергоносителей. Именно поэтому дома, возведенные из стандартного сырья: кирпича, бетона, камня рекомендуют дополнительно утеплять. Идеальная постройка согласно таблице теплопроводности строительных материалов должна быть выполнена полностью из теплоизолирующих элементов. Однако малая прочность и минимальная устойчивость к нагрузкам ограничивает возможности их применения.

Нужно знать! При обустройстве правильной гидроизоляции любого утеплителя высокая влажность не повлияет на качество теплоизоляции и сопротивление постройки теплообмену будет значительно выше.

Сравнительный график коэффициентов теплопроводности некоторых строительных материалов и утеплителей

Самым распространенным вариантом сочетание несущей конструкции из высокопрочных материалов с дополнительным слоем теплоизоляции. Сюда можно отнести:

Каркасный дом. При его постройке каркасом из древесины обеспечивается жесткость всей конструкции, а укладка утеплителя производится в пространство между стойками. При незначительном уменьшении теплообмена в некоторых случая может потребоваться утепление еще и снаружи основного каркаса.
Дом из стандартных материалов. При выполнении стен из кирпича, шлакоблоков, утепление должно проводиться по наружной поверхности конструкции.

Необходимая тепло- и гидроизоляция для сохранения тепла в частном доме

Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты

В этой таблице собраны показатели теплопроводности самых распространенных строительных материалов. Пользуясь подобными справочниками, можно без проблем рассчитать необходимую толщину стен и применяемого утеплителя.

Таблица коэффициента теплопроводности строительных материалов:

Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты

Теплопроводность строительных материалов (видео)

ОЦЕНИТЕ
МАТЕРИАЛ Загрузка… ПОДЕЛИТЕСЬ
В СОЦСЕТЯХ

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ

REMOO В ВАШЕЙ ПОЧТЕ

Таблицы теплопроводимости материалов (металлы, бетон, гранит, дерево и др.)

Взято из: «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии» /под ред. Романкова. Приложение.
Н.И. Кошкин, М.Г. Ширкевич. Справочник по элементарной физике // Издание девятое, М.: «Наука», 1982 г.

Коэффициент теплопроводности металлов

Металл	Вт/(м•К)
Алюминий	209,3
Бронза	47-58
Железо	74,4
Золото	312,8
Латунь	85,5
Медь	389,6
Платина	70
Ртуть	29,1
Серебро	418,7
Сталь	45,4
Свинец	35
Серый чугун	50
Чугун	62,8

Коэффициент теплопроводности других материалов

Материал	Влажность массовая доля %	Вт/(м•К)
Бакелитовый лак	–	0,29
Бетон с каменным щебнем	8	1,28
Бумага обыкновенная	Воздушно-сухая	0,14
Винипласт	–	0,13
Гравий	Воздушно-сухая	0,36
Гранит	–	3,14
Глина	15-20	0,7-0,93
Дуб (вдоль волокон)	6-8	0,35-0,43
Дуб (поперек волокон)	6-8	0,2-0,21
Железобетон	8	1,55
Картон	Воздушно-сухая	0,14-0,35
Кирпичная кладка	Воздушно-сухая	0,67-0,87
Кожа	>>	0,14-0,16
Лед	–	2,21
Пробковые плиты	0	0,042-0,054
Снег свежевыпавший	–	0,105
Снег уплотненный	–	0,35
Снег начавший таять	–	0,64
Сосна (вдоль волокон)	8	0,35-0,41
Сосна (поперек волокон)	8	0,14-0,16
Стекло (обыкновенное)	–	0,74
Фторопласт-3	–	0,058
Фторопласт-4	–	0,233
Шлакобетон	13	0,698
Штукатурка	6-8	0,791

Коэффициент теплопроводности асбеста и пенобетона при различных температурах

(ρ_a=576кг/м³, ρ_п=400кг/м³,λ, Вт/(м•К))

Материал	-18^oС	0^oС	50^oС	100^oС	150^oС
Асбест	–	0,15	0,18	0,195	0,20
Пенобетон	0,1	0,11	0,11	0,13	0,17

Коэффициент теплопроводности жидкости Вт/(м•К) при различных температурах

Материал	0^oС	50^oС	100^oС
Анилин	0,19	0,177	0,167
Ацетон	0,17	0,16	0,15
Бензол	–	0,138	0,126
Вода	0,551	0,648	0,683
Масло вазелиновое	0,126	0,122	0,119
Масло касторовое	0,184	0,177	0,172
Спирт метиловый	0,214	0,207	–
Спирт этиловый	0,188	0,177	–
Толуол	0,142	0,129	0,119

Запись опубликована автором admin в рубрике Полезные материалы. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Теплопроводность бетона (монолитного железобетона)

Монолитный железобетон: характеристики и применение материала

Монолитный железобетон связан с понятием монолитного строительства. Если сборные или монолитно-сборные конструкции выпускаются готовыми, то монолитные стены и фундаменты формируются непосредственно при строительстве. Давайте поговорим о таком материале, его характеристиках, технологии возведения зданий из монолитного железобетона.

Особенности материала

Основным отличием монолитного материала от сборного является способ изготовления. Сборный железобетон – сваи, стеновые панели, лестницы, производятся на заводе в формах и транспортируются на строительную площадку в готовом виде.

Монолитный предполагает иной метод.

На первом этапе сооружают арматурный каркас. Поскольку речь идет о несущих конструкциях, то обычно диаметр арматуры составляет 12 мм и больше. Кроме того, используются арматурные сетки, фиксаторы и прочее.
Затем вокруг будущей конструкции сооружают опалубку, выполняющую роль формы.
Заливают в форму бетон соответствующей марки – шлакобетон, керамзитобетон, тяжелый. Материал уплотняют механическим методом с помощью глубинных или поверхностных вибраторов.
Выдерживается необходимое время для отвердевания бетона.

Следующее видео расскажет вам о проверке прочности железобетонной конструкции:

Достоинства и недостатки

Монолитный железобетон имеет свои достоинства и недостатки. Связаны они именно с технологическим процессом. Характеристики же самой конструкции будут зависеть от марки бетона и качества арматуры.

Скорость возведения сооружения из бетона намного выше, чем из кирпича или камня.
Использование плит позволяет уменьшить толщину стен, а, значит, увеличить площадь квартиры. Монолитные работы позволяют усложнить планировку и отказаться от стандартных схем, так как блоки не привязаны к типовому размеру плит, как при строительстве из сборного железобетона.
Монолитная конструкция отличается большой прочностью и выдерживает землетрясение до 8 баллов без разрушения.
Минимальное количество или полное отсутствие швов увеличивает теплоизоляцию.

К недостаткам метода относят следующее.

Высокая трудоемкость сооружения, так как, по сути, на строительной площадке осуществляется весь производственный цикл, исключая только приготовление бетона, да и то не всегда.
Монолитный железобетон требует участия дополнительной грузоподъемной техники, особенно когда речь идет о надземной части здания.
Сооружение монолитной конструкции требует больших финансовых затрат.

Технические характеристики

Бетон характеризуется хорошей сопротивляемостью на сжатие, но недостаточной – на растяжение. Нивелировать это свойство и призван металлический каркас из монолитного железобетона, который, в свою очередь, показывает прекрасные результаты при растяжении, но недостаточные при сжатии. Комбинация обоих материалов позволяет при строительстве воспользоваться только достоинствами.

Остальные характеристики конструкций определяет вид бетона.

Легкие бетоны – керамзитобетон, опилкобетон и прочее, используются для облегченных конструкций и для уменьшения теплопроводности, так как по этим показателям бетон уступает глиняному кирпичу.
Тяжелые бетоны – с плотностью в 2200–2500 кг/ куб.м обеспечивают надежность несущих конструкций и фундамента. Смесь подбирают по кассам – B1, B2, B1,5.

А теперь давайте поговорим про теплопроводность монолитного железобетона. Теплопроводность камня зависит от наполнителя.

Максимальной теплопроводностью обладает именно монолитный бетон без присадок – 1,75 Вт/(м·град).
Чуть лучше показатели у смеси с добавкой щебня и гравия – 1,51 Вт/(м·град).
Показатели материала на песке, шлаках и с добавкой силикатов колеблются от 0,3 до .81 Вт/(м·град).
Максимальными теплоизоляционными характеристиками обладает специальный теплоизоляционный бетон – 0,18 Вт/(м·град), а также смесь на вулканическом шлаке – 0,2–0,5 Вт/(м·град), что соответствует показателям керамического щелевого и пустотелого кирпича.

Конструктивное решение монолитного железобетона регулируется ГОСТ и соответствующими требованиями СНиП. В документах указываются возможные схемы и те изделия, которые можно использовать для сооружения тех или иных элементов. По ГОСТ несущая система здания должна составлять единое целое из фундамента, вертикальных опор – стены и колонны, и горизонтальных плит – перекрытия и покрытия.

Стоит отметить, что плиты, по сути, являются уже элементами сборно-монолитного строительства. Однако в документации они также именуются монолитными конструкциями.

Для чего требуется получение монолитного железобетона, какова его область применения, читайте далее.

Среда применения

Конструкции из железобетона на сегодня являются базой строительства, поэтому сферой их применения можно смело назвать все мыслимые строительные работы (строительство частных домов из монолитного железобетона, коттеджей, других зданий и т.п.).

Тип фундамента зависит от геодезических условий. Однако основой большинства конструкций является монолитный железобетон.
- Ленточный фундамент – плиты переменной толщины укладывают под колонны или под стены и колонны сооружения.
- Монолитная плита под площадью всего здания – наиболее материалоемкий вариант.
- Плитный фундамент при большой толщине можно модифицировать, если это допускает конструкционная схема. В этом случае используются ребристые и коробчатые плиты.
- Свайный фундамент – применяют на слабых грунтах.
Колонны – выступают вертикальными опорами вместо или вместе со стенами. Сечение зависит от конструкционной схемы: колонны могут быть прямоугольными, круглыми, уголковыми, кольцевыми и так далее.
Из монолитного железобетона возводят несущие стены как наружные, так и внутренние.
Для перекрытий с балками и без используют сплошные, пустотные и ребристые плиты.
Лестничные марши – прямые, винтовые, комбинированные.
Декоративные архитектурные элементы – бетон отличается высокой пластичностью при кладке, что позволяет сооружать, арки, фронтоны, декоративные колонны без всяких ограничений.
Туннели – под дорогой, мостом и для метро.
В сооружении мостов монолитный железобетон незаменим.
Площадки, где предполагается высокая нагрузка – аэродром, испытательный полигон и прочее.

Далее вы узнаете, какие требуются документы для приемки монолитного железобетона.

Про технологию строительства зданий из монолитного железобетона расскажет следующий видеосюжет:

Документы для приемки

Сооружение монолитных железобетонных конструкций является частью строительных работ и принимается по мере возведения специальной приемной комиссией.

Обязательным условием является проведение лабораторного анализа готовой бетонной смеси перед заливкой. В акте приема есть соответствующие графы, где требуется указать технические характеристики материала – морозостойкость, водонепроницаемость и среднюю прочность, вычисленную по сериям контрольных образцов.

Проверке также подвергается стальная арматура. При отклонении от норм СНиП материал не может быть использован при строительстве.

Документом для приемки готовой конструкции является акт освидетельствования и приемки. В нем указываются:

номера использованных рабочих чертежей;
номера проведенных работ из журнала строительства и журнала авторского надзора;
акты приемки предварительных работ, если они были;
результаты лабораторных испытаний;
геометрические размеры конструкции и отклонения их от плановых, если они есть;
соответствие рабочему проекту и СНиП;
освидетельствование – здесь указываются возможные дефекты, оценивается состояние поверхности и прочее.

Акт приема проводится при сдаче любой промежуточной готовой конструкции, а не в целом стены или этажа.

Расчет монолитного железобетона

Наиболее важной характеристикой монолитной конструкции является величина расчетной нагрузки, то есть, максимум веса, который может выдержать плита без учета ее собственной массы. Определяется величина 3 факторами:

толщиной стены или перекрытия;
классом бетона – классификация по прочности на сжатие;
содержанием арматуры.

Для примера пустотная монолитная плита рассчитана на нагрузку в 800 кг/кв. м. Сплошная плита из напряженного бетона способна выдержать до 1250 кг/кв. м.

Расчеты при возведении многоэтажного здания чрезвычайно сложны, так как включают не только вычисление необходимой расчетной нагрузки, но учитывают и общую нагрузку на фундамент, характер стены – передающей фундамент нагрузку только своего веса или всего этажа, оценку сопротивления разрушению, степень деформации оснований и так далее.

В частном строительстве чаще всего сталкиваются с сооружением фундамента – ленточного или платного, расчеты которого более просты. Для определения площади фундамента, который должен быть чуть больше площади здания, используется формула:

S > γ_n F/γ_c Ro, где

γ_n – коэффициент надежности и равен 1,2;
F – нагрузка. Включает в себя вес всего здания и полезную нагрузку – мебель, бытовая техника, внутренние сооружения, отделка, люди. В стандартных случаях, если речь идет о жилом доме, полезная нагрузка составляет 150 кг/кв. м. Очевидно, что при облицовке камнем лестницы и полов нагрузка будет намного выше.
γ_{c —} коэффициент условий, определяется типом грунта. Для крупных песков, например, составляет 1,2, для пластичной глины – 1,0.
Ro – условное сопротивление грунта. В данном случае речь идет о мелкозаглубленном фундаменте. Величину берут из таблицы сопротивлений, где учитывается характер грунта и самого здания.

Получив величину, подбирают значения длины и ширины исходя из конфигурации дома.

Глубину основания вычисляют по справочнику СНиП для чего требуется установить три параметра.

Глубина фактического промерзания определяется как произведение нормативной глубины для региона и коэффициента отопления. Если зданием будут пользоваться зимой, то есть дом отапливается, то коэффициент будет меньше единицы. В противном случае его принимают равным 1,1.
Уровень грунтовых вод определяют самостоятельно, выкопав шурф. Принципиальным является положение воды выше или ниже на 2 м от точки промерзания.
По таблице 2 СНиПа 2.02.01-83 с учетом типа грунта и двух полученных величин определяют глубину фундамента.

Объем основания дает возможность вычислить необходимое количество бетона и арматуры.

В завершение мы поговорим про демонтаж монолитного железобетона.

Демонтаж конструкций

Причины демонтажа могут быть разными: перепланировка, изменение всей конструкции, уменьшение нагрузки на какие-то элементы конструкции и прочее. Мероприятие это нелегкое и в любом случае требует много времени и затрат.

Для демонтажа используются различные методы и инструменты. По их характеристикам различают следующие способы:

механический – предполагает применение спецтехники и вспомогательных механизмов – клин-молот, например;
полумеханический включает пневматический и электрический инструмент – алмазный бур, механическую пилу, канатную пилу, пневматический отбойный молоток;
для работы в небольших помещениях используются специальные мини-роботы. Их же применяют для демонтажа в опасных условиях;
взрывной способ – применяется при сносе, однако опасен и требует высокой профессиональности;
электрогидравлический метод разрешает применение гидроклинов. По степени воздействия он вполне сравним со взрывом, но безопаснее, так как не порождает взрывной волны;
комбинированный – объединяет при необходимости разные способы демонтажа.

Демонтаж осуществляется только после отключения и разборки любых инженерных коммуникаций. Если речь идет о сносе постройки, то обязательным является возведение временного ограждения опасного участка.

Монолитный железобетон составляет значительную часть конструкционных материалов, используемых при строительстве. Уступая сборному методу по скорости, монолитный превышает все известные способы по прочности и надежности сооружений. Подпорные стены из монолитного железобетона, возведение фундаментов — вот лишь малая толика того, что можно сделать при помощи подобного материала.

Следующее видео расскажет вам об одном из новых видов монолитного железобетона:

Какие показатели влияют на коэффициент теплопроводности бетона?

Важную роль при строительстве дома играет теплопроводность бетона. Это свойство указывает на способность строения удерживать тепловую энергию. Показатель изменяется в зависимости от вида и влажности материала. Стройматериал с высокой способностью удерживать тепло позволяет сэкономить на утеплении помещения. Пористые виды бетона чаще используют в качестве утеплителя, но при этом учитывают, что с повышением объема пор в материале происходит ухудшение устойчивости к механическим нагрузкам.

Что это такое?

При строительстве конструкций и домов со значительной нагрузкой на стены лучше выбрать конструкционный вид материала, а потом утеплить его с помощью полистирола.

Коэффициент теплопроводности бетона служит основной характеристикой при выборе теплоизоляционного сырья. Этот показатель указывает на способность стройматериала удерживать тепло внутри помещения. Высокое значение способствует более оперативному охлаждению дома в зимнее время и нагреванию летом. Блоки повышенной плотности быстрее передают тепло, в то время как поросодержащий материал задерживает нагретый воздух внутри сооружения. Поэтому материалы с более пористой структурой чаще всего применяют в качестве утеплителя.

Что влияет на показатель?

От теплопроводности материала, из которого построен дом, зависит микроклимат в нем. При выборе сырья для сооружения стен учитывают все факторы, влияющие на изоляционные способности. Выбрав бетон, как основной стройматериал, рекомендуется учитывать такие показатели:

Плотность. Высокое значение свидетельствует о близком расположении молекул материала друг к другу, что способствует более быстрой передаче тепла. Такой бетон является более прочным, но в то же время малоэффективен для утепления помещения. Плотный вид стройматериала требует дополнительных расходов на теплоизоляцию.
Пористость. Поризованная структура бетона делает материал неоднородным, что препятствует быстрой передачи тепла. Поэтому большое количество пустот свидетельствует о хороших теплоизоляционных свойствах. Теплопроводность керамзитобетона меньше чем у жестких бетонов в 5 раз. Минусом такого сырья является низкая прочность, что препятствует использованию материала при возведении несущих конструкций.
Влажность. Мокрые стены лучше проводят тепло, поэтому дома, построенные на влажном фундаменте без хорошей гидроизоляции склонны к повышению теплоотдачи.

Коэффициент теплопроводности

Значение показателя указывает на объем тепловой энергии, которую материал толщиной 1 м и площадью 1 м2 может провести за 1 секунду. При этом разница температур по обе стороны стройматериала составляет 1 °C. Значение показателя характеризует способность помещения из этого бетона удерживать тепло в зимнее время. Правильно подобранный материал при строительстве жилья позволит сэкономить на оплате за услуги тепла.

Как проводятся расчеты?

Чтобы определить этот показатель пользуются такими формулами:

Кауфмана. Применяется для определения коэффициента на сухом бетоне. Выглядит так: λ = 0,0935*(m)0,5*2,28m + 0,025;
Некрасова. При изменении влажности и показатель меняется. Поэтому для бетона с влажностью более 3% используют такую формулу: λ = (0,196 + 0,22 m2)0,5—0,14.

Для расчета нужно иметь сведения об исследуемых экземплярах. Знак m обозначает объемную массу объекта, а λ — непосредственно искомый коэффициент. Так как вес различных видов бетона при одинаковом объеме меняется, то и значение показателя также изменяется. Коэффициент теплопроводности керамзитобетона имеет одно из самых низких значений. Поэтому этот материал чаще всего применяют в качестве утеплителя.

Важную роль в строительстве играет влажность бетона, которая сказывается не только на теплопроводности стройматериала, но и его прочностных показателях. Гидроизоляционные мероприятия помогут предупредить такие побочные эффекты.

Утепление и показатели теплопроводности бетона

Сравнительная таблица теплопроводности различных видов материала:

В зависимости от вида стройматериала, используемого при строительстве дома, проводятся дополнительные изоляционные работы. Это приводит к повышению способности стен к удерживанию тепла. Бетон выступает, как самостоятельный стройматериал, который требует утепления, или утеплитель. Во втором случае материал не подходит для строительства несущих конструкций, так как имеет низкую прочность. Как видно из таблицы, теплопроводность монолитного железобетона самая высокая, поэтому из него строят ответственные объекты, а при необходимости повышения теплоизоляционных способностей здания применяют пенополистирол, минвату или керамзитобетон. Поэтому перед строительством дома оценивают возможные пути потери тепла и проводят утепление помещения.

Как определить коэффициент теплопроводности бетона и от чего он зависит?

Как влияет теплопроводность бетона на микроклимат внутри помещения

существенно сократить тепловые потери;
снизить затраты на обогрев помещения;
обеспечить внутри здания комфортный микроклимат.

Влияние уровня теплопроводности на внутренний микроклимат выражается простой зависимостью:

при возрастании коэффициента, интенсивность тепловой передачи возрастает, и строение, возведенное из материала с такими характеристиками, быстрее остывает и, соответственно, ускоренными темпами нагревается;
снижение способности бетонного массива передавать тепло позволяет на протяжении увеличенного периода времени сохранять внутри помещения комфортную температуру, с соответственным уменьшением тепловых потерь.

Зная теплопроводность бетонного массива можно обеспечить внутри здания комфортный микроклимат

Теплопроводность железобетона и тепловое сопротивление – знакомимся с понятиями

коэффициент теплопроводности железобетона или бетона. Это специальный показатель, характеризующий объем тепловой энергии, которая может пройти через различные стройматериалы за определенный промежуток времени. При снижении величины коэффициента, способность материала проводить тепло уменьшается, а при возрастании показателя – скорость отвода тепла возрастает;
тепловое сопротивление строительных конструкций. Этот параметр характеризует свойства стройматериалов препятствовать потерям тепловой энергии. Тепловое сопротивление является обратным показателем, если сравнивать со степенью теплопроводности. При повышенном значении показателя теплового сопротивления стройматериал может применяться для теплоизоляционных целей, а при пониженном – для ускоренного отвода тепла.

Разрабатывая проект будущего здания, и выполняя тепловые расчеты, необходимо учитывать указанные показатели.

Коэффициент теплопроводности бетона для различных видов монолита

Определяясь с видом бетона, который будет использоваться для постройки жилого дома, следует оценить, как изменяется теплопроводность монолита для разновидностей этого строительного материала. Поможет сравнить теплопроводность бетона таблица, которая охватывает характеристики всех типов бетона. Рассмотрим, как изменяется уровень теплопроводности бетонного массива, который выражается в Вт/м 2 х ºC для наиболее распространенных разновидностей материала.

Наименьшее значение коэффициента у бетонных композитов с ячеистой структурой:

для сухого пенобетона и газонаполненного бетона величина показателя небольшая, по сравнению с другими видами. Она возрастает при повышении плотности материала. При удельном весе 0,6 т/м 3 коэффициент равен 0,14, а при плотности 1 т/м 3 уже составляет 0,31. При базовой влажности значения возрастают от 0,22 до 0,48, а при повышенной от 0,26 до 0,55;
керамзитонаполненный бетон, в зависимости от плотности массива, также имеет различную величину коэффициента, который изменяется пропорционально возрастанию удельного веса. Так керамзитобетон с плотностью 0,5 т/м 3 имеет низкий коэффициент, равный 0,14, а при возрастании плотности до 1,8 т/м 3 параметр теплопроводности возрастает до 0,66.

Величина коэффициента определяется также используемым для приготовления бетонной смеси наполнителем:

для тяжелого бетона плотностью 2,4 т/м 3 , содержащего щебеночный наполнитель, показатель составляет 1,51;
бетон, где в качестве наполнителя используются шлаки, характеризуется уменьшенной величиной теплопроводности, составляющей 0,3–0,7;
керамзитобетон, содержащий кварцевый или перлитовый песок, имеет плотность 0,8–1 и, соответственно, уровень теплопроводности, равный 0,22–0,41.

Коэффициент теплопроводности бетона

Какие факторы влияют на коэффициент теплопроводности железобетона

структура бетонного массива. При создании внутри монолита воздушных полостей процесс передачи тепла через ячеистый массив осуществляется на небольшой скорости и с минимальными потерями. Если подытожить, то увеличенная концентрация ячеек позволяет снизить потери тепла;
удельный вес материала. Плотность бетонного массива влияет на его структуру и, соответственно, на интенсивность процесса теплообмена. При возрастании плотности материала увеличивается степень теплопередачи и возрастает объем тепловых потерь;
концентрация влаги в бетонных стенах. Бетонный массив, имеющий пористую структуру, гигроскопичен. Частицы влаги, которые по капиллярам просачиваются вглубь бетона, заполняют воздушные поры и ускоряют тем самым процесс теплопередачи.

Коэффициент теплопроводности железобетона

Теплопроводность бетона и утепление зданий

конструкционные, применяемые для капитальных стен. Отличаются повышенной нагрузочной способностью, увеличенной плотностью, а также способностью ускоренными темпами проводить тепло;
теплоизоляционные, используемые в ненагруженных конструкциях. Характеризуются уменьшенным удельным весом, ячеистой структурой, благодаря которой снижается теплопроводность стен.

Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты

пенобетон – 25 см;
керамзитобетон – 50 см;
кирпичная кладка – 65 см.

Сравнительный график коэффициентов теплопроводности некоторых строительных материалов и утеплителей

поверхности пола;
капитальных стен;
кровельной конструкции;
оконных и дверных проемов.

При профессиональном подходе и выборе эффективных утеплителей можно сделать свой дом более комфортным, а также сэкономить значительный объем денежных средств на отоплении.

Как производится расчет с учетом коэффициента теплопроводности бетона

R – величина температурного сопротивления;
p – значение толщины слоя, указанное в метрах;
k – коэффициент теплопроводности железобетона, бетона или другого материала, из которого изготовлены стены.

Используя данную зависимость можно самостоятельно выполнить расчет, используя обычный калькулятор. Для этого необходимо разделить толщину строительной конструкции на коэффициент теплопроводимости бетона или другого материала. Рассмотрим пример расчета для стен толщиной 0,3 метра, возведенных из газобетона с удельным весом 1000 т/м 3 и степенью теплопроводности, равной 0,31.

Алгоритм вычислений:

Рассчитайте термосопротивление, разделив толщину стен на коэффициент теплопроводности – 0,3:0,31=0,96.
Отнимите полученный результат от предельно допустимого для определенной климатической зоны – 3,28-0,96=2,32.

Перемножив коэффициент теплопроводности утеплителя на величину термического сопротивления, получим в результате требуемый размер слоя. Например, толщина листового пенопласта с коэффициентом теплопроводности 0,037 составит – 0,037х2,32=0,08 м.

Заключение

Что такое теплопроводность бетона, коэффициент теплопроводности монолитного железобетона

Влияние теплопроводности на микроклимат внутри помещения

снизить затраты тепловой энергии;
уменьшить расходы на отопление;
организовать в помещении комфортный микроклимат.

Зависимость микроклимата в доме от степени теплопередачи объясняется следующими особенностями:

По мере роста значений увеличивается интенсивность подачи тепла. В результате помещение быстрее остывает, но так же быстрее прогревается.
Если теплопередача снижается, тепло долго удерживается внутри здания и не выходит наружу.

Теплопроводность железобетона и тепловое сопротивление

Начиная строительство помещения, следует ознакомиться с такими характеристиками:

Коэффициент проводимости тепла. Он указывает на объемы тепла, которое проходит через блок в течение заданного интервала. Если значение снижается, это уменьшает способность пропускать тепловую энергию. При повышении значений ситуация выглядит противоположным образом.
Сопротивление конструкций к потере тепла. Показатель указывает на способность материала сохранять тепло внутри постройки. Если он высокий, бетон подходит для теплоизоляции, если низкий — для быстрого отвода тепла наружу.

Коэффициент теплопроводности

Коэффициент для различных видов монолита

Сухие блоки и газонаполненный бетон обладают небольшой теплопроводностью. Она зависит от показателей плотности. Если удельный вес блока составляет 0,6 т/м³, коэффициент составит 0,14. При плотности 1 т/м³ — 0,31. Если влажность находится на базовом уровне, показатели увеличатся от 0,22 до 0,48. При повышении влажности — от 0,25 до 0,55.
Бетон с наполнением керамзитом. С учетом значений плотности определяется теплопроводность. Изделие с плотностью 0,5 т/м³ получит показатель 0,14. По мере увеличения плотности до 1,8 т/м³ свойство вырастет до 0,66.

Факторы влияющие на коэффициент

Степень проводимости бетона любой марки определяется множеством факторов. В их числе:

Структура массива. Если в монолите присутствуют воздушные полости, передача тепла будет медленной и без больших потерь. По мере увеличения пористости теплоизоляция улучшается.
Удельный вес массива. Монолит обладает разной плотностью, которая определяет его структуру и интенсивность обмена тепла. При росте показателей плотности растет и теплоотдача. В результате конструкция быстрее лишается тепла.
Содержание влаги в стенах из бетона. Массивы с пористой структурой гигроскопичны. Остатки влаги, находящейся в капиллярах, могут просачиваться в бетон и заполнять воздушные поры, способствуя быстрой передаче тепла.

Теплопроводность и утепление зданий

Конструкционные. Необходимы при возведении капитальных стен. Их характеризует повышенная устойчивость к нагрузкам и способность быстро пропускать тепловую энергию.
Материалы для теплоизоляции. Задействуются при обустройстве помещений с минимальными нагрузками на стены. Обладают небольшим весом, пористым строением и малой теплопередачей.

Пенобетон — не больше 25 см.
Керамзитобетон — до 50 см.
Кирпичи — 65 см.

Как производится расчет

Она имеет следующую расшифровку:

R — показатель устойчивости к скачкам температуры;
p — толщина слоя в метрах;
k — Проводимость тепла монолитом.

Теплопроводность строительных материалов таблица

Конструкционные материалы и их показатели

Материалы из бетона с добавлением пористых заполнителей

Параметры ячеистости.
Уровень влажности.
Показатели плотности.
Теплопроводность матрицы.

Показатели теплоизоляционных материалов

Таблица показателей

Таблица значений для разных материалов выглядит следующим образом:

Материал	Плотность кг/м³	Теплопроводность Вт/(м/С)	Паро- проницаемость	Сопротивление теплопередаче
Железобетон	2500	1.69	0.03	7.10
Бетон	2400	1.51	0.03	6.34
Керамзитобетон	1800	0.66	0.09	2.77
Кирпич красный	1800	0.56	0.11	2.35
Пенобетон	300	0.08	0.26	0.34
Гранит	2800	3.49	0.008	14.6
Мрамор	2800	2.91	0.008	12.2

От чего зависит коэффициент теплопроводности бетона: влияние плотности и заполнителей, классификация бетонов, строительство

Способность различных бетонов сохранять тепло в помещении в первую очередь зависит от их плотности или внутренней структуры, то есть, материал делится на классы, например, B20 или В25. К тому же, в состав раствора могут входить различные заполнители, от которых тоже зависит термопередача у готовой продукции.

Обо всём этом мы поговорим ниже, а также продемонстрируем вам по нашей теме видео в этой статье.

Влияние плотности и заполнителей на термические свойства

Диаграмма теплопроводности материалов

Пояснение. Теплопроводностью материала называется его способность переносить внутреннюю энергию от горячих участков к холодным посредством хаотического движения молекул. Данное понятие является противоположностью термическому сопротивлению, которое означает способность верхних слоёв материала препятствовать распространению тепла.

Какие бывают бетоны

Примечание. Бетоном называют искусственный камень, получаемый при размешивании и твердении вяжущего компонента (в данном случае — цемент), воды, песка и более крупного заполнителя (щебень, гравий, керамзит, пластик). Его цена зависит от плотности материала и способа изготовления.

Монолитные ЖБ стены

Бетоны в первую очередь классифицируются по своей плотности, так они бывают: 1) особо лёгкие, где плотность составляет менее 500кг/м 3 ; 2) лёгкие — от 500кг/м 3 до 1800кг/м 3 ; 3) тяжёлые — от 1800кг/м 3 до 2500кг/м 3 ; 4) особо тяжёлые — от 2500кг/м 3 и выше.
Также материал классифицируется по структуре и бывает: 1) крупнозернистым; 2) ячеистым; 3) поризованным; 4) плотным. При этом коэффициент теплопроводности железобетона, который относится к четвёртому классу, является самым высоким и составляет от 1,28 Вт/м*K до 1,51 Вт/м*K, то есть, чем выше плотность, тем легче и быстрее внутренняя энергия (тепло) передаётся на более холодные участки.
Бетоны могут классифицироваться по виду вяжущего вещества:

цементные;
силикатные;
гипсовые;
шлакощелочные;
полимербетоны;
полимерцементные.

Безусловно, полимеры обладают наиболее низкой теплопроводностью, поэтому коэффициент теплопроводности полистиролбетона самый низкий — от 0,057Вт*⁰C до 0,2Вт*⁰C (в зависимости от плотности), то есть, ним можно утеплять помещение.

Ну и, конечно, все ЖБИ классифицируются по назначению и бывают:

конструкционными;
конструкционно-теплоизоляционными;
теплоизоляционными;
гидротехническими;
дорожными;
химически устойчивыми.

Нас в данном случае интересует 2-ой и 3-ий пункты, где ЖБК при сравнительно малой толщине способны обеспечить не только несущую способность, но и сохранить тепло в помещении. Например, коэффициент теплопроводности пенобетона в зависимости от наполнителя (песок, зола) и назначения составляет от 0,08Вт*⁰C до 0,29Вт*⁰C, а коэффициент теплопроводности газобетона, учитывая те же параметры, от 0,072Вт*⁰C до 0,183Вт*⁰C.

Строительство

Заполнитель	Масса (кг/м 3 )		Средний коэффициент теплопроводности (Вт/м*⁰C)
Штыкованный бетон (цемент 165кг/м 3 )
Пемза	775		0,193
Кусковой пористый и доменный гранулированный шлак	1045		0,324
Котельный шлак	1190		0,314
Песок, котельный шлак	1450		0,461
Песок, кирпичный щебень	1660		0,620
Песок, гравий	2055		1,319
Трамбованный бетон (цемент 165кг/м 3 )
Пемза	864		0,24
Кусковой пористый и доменный гранулированный шлак	1140		0,327
Котельный шлак	1258		0,335
Песок, котельный шлак	1340		0,393
Песок, кирпичный щебень	1560		0,544
Песок, гравий	1816		0,733
Трамбованный бетон (цемент 245кг/м 3 )
Пемза	885	0,262
Кусковой пористый и доменный гранулированный шлак	1165	0,317
Котельный шлак	1300	0,348
Песок, котельный шлак	1375	0,42
Песок, кирпичный щебень	1820	0,7
Песок, гравий	2127	1,372

Таблица теплопроводности бетонов в сухом виде

Стены из пеноблоков. Фото

Масса (кг/м 3 )	Среднее количество ячеек/см 2 (штук)	Средний диаметр ячеек (мм)	Средний коэффициент теплопроводности (Вт/м*⁰C)
253	221	0,63	0,069
282	53	1,28	0,087
314	23	1,86	0,101
368	201	0,64	0,088
373	161	0,71	0,088
366	88	0,97	0,098
370	60	1,17	0,102
415	186	0,66	0,096
415	123	0,81	0,102
420	42	1,38	0,112
563	284	0,51	0,129
539	202	0,61	0,11
559	145	0,71	0,127
580	94	0,89	0,14
611	300	0,49	0,14
633	70	1,07	0,154
620	22	1,79	0,158
913	313	0,41	0,217
927	58	0,96	0,234
956	22	1,53	—

Таблица теплопроводности пенобетонов в сухом виде

В настоящее время, благодаря изобилию материалов на строительном рынке, при строительстве дома своими руками можно выбрать наиболее «тёплые» элементы для кладки, что в дальнейшем скажется на стоимости эксплуатации (меньший расход энергоносителей для отопительных приборов). Например, коэффициент теплопроводности керамзитобетонных блоков с плотностью 1000кг/м 3 составляет 0,41Вт/м⁰C, что вдвое меньше аналогичного показателя кирпичной кладки!

А вот коэффициент теплопроводности керамзитобетона с плотностью 1200кг/м 3 будет больше — 0,52Вт/м⁰C и так далее, но любой из таких блоков подойдёт для малоэтажного строительства, следовательно, настоящий материал как нельзя лучше подходит для частного сектора.

Конечно, здесь может возникнуть проблема из-за более высокой стоимости, но можно также использовать более дешёвые ячеистые блоки с другим наполнителем из пено-, газо- или шлакобетона. Конечно, очень важно учитывать способность материала впитывать волу — чем она больше, тем хуже, так как мокрая кладка превосходно проводит тепло и в таких случаях потребуется дополнительная лицевая отделка с гидробарьером.

Заключение

При выборе материала для строительства дома вы можете ориентироваться на таблицы, приведенные в этой статье, и это будет для вас инструкция по теплопроводности. Но, тем не менее, для проектировки нужны общие расчёты, где учитывается не только возможность стен удерживать тепло, но также среднегодовая температура воздуха в регионе и вид отопления, которое вы будете использовать при эксплуатации здания.

Монолитный бетон: характеристики, состав, изготовление, применение

Монолитная технология бетонирования сегодня активно применяется при возведении крупных объектов, таких как торговые центры, многоэтажные жилые и административные здания, терминалы, спортивные комплексы, а также для сооружения малоэтажного индивидуального жилья. В монолитном строительстве используют тяжелые и легкие бетоны и два вида опалубки: традиционную съемную и стремительно набирающую популярность несъемную.

Преимущества монолитного строительства

Монолитная технология возведения зданий из бетона позволяет:

Строить здания сложных архитектурных форм, в том числе криволинейных. Монолитное строительство активно ведется в Москве, Санкт-Петербурге, Самаре, Томске.
Создавать проекты с высокими потолками и большими пролетами.
Получать поверхности без швов и стыков, ослабляющих прочность строительной конструкции.
Возводить здания любой этажности.

Особенности монолитного строительства со съемной опалубкой

Возведение конструкций из монолитного бетона включает опалубочные, арматурные, бетонные работы.

Виды съемной опалубки

Деревянная. Для ее изготовления применяют пиломатериалы из древесины хвойных пород с естественной влажностью. Доски сколачивают в щиты. Вариант – водостойкая ламинированная фанера. Такой вид опалубки отличается низкой теплопроводностью, небольшой массой, простотой демонтажа, благодаря малым силам сцепления с бетонной смесью. Недостатки – гигроскопичность, слабая сопротивляемость деформациям, ограниченная оборачиваемость, невысокий эксплуатационный период.
Металлическая. Обычно ее изготавливают из «черной» углеродистой стали Ст3 в цехе по производству металлоконструкций. Стороны, которые соприкасаются с бетонной смесью, покрывают особой смазкой, облегчающей процесс демонтажа, противоположные поверхности окрашиваются. Все элементы опалубки маркируются. Преимущества – длительный эксплуатационный период, оборачиваемость от 50 раз, жесткость, устойчивость к деформациям. Недостатки – большая масса, теплопроводность и высокая стоимость.

Наиболее популярна, особенно в частном строительстве, деревянная опалубка. Правила установки опалубочных элементов зависят от вида строительной конструкции.

Арматурные работы

Для повышения устойчивости бетона к различным нагрузкам бетонные элементы усиливают арматурной сталью, которая разделяется на горячекатаные стержни (с гладкой поверхностью и периодическим профилем) и холоднокатаную проволоку (гладкую и периодического профиля).

Бетон, усиленный арматурной сталью, называют железобетоном. По назначению арматуру делят на рабочую, распределительную, монтажную. Арматура может располагаться штучно или соединяться в арматурные сетки и каркасы. Стержни и проволоку в сетки и каркасы соединяют связыванием или сваркой.

Бетонные работы

Основные этапы бетонных работ: изготовление бетонной смеси на месте строительства или ее доставка с бетонного завода, заливка в опалубку, обеспечение условий твердения, гарантирующих набор марочной прочности.

В общем случае для возведения стен, устройства фундаментов и плит перекрытия используется тяжелый бетон, в состав которого входят:

Вяжущее, чаще всего портландцемент марок М400 и М500.
Мелкий заполнитель – песок очищенный, карьерный или речной.
Щебень – гранитный, гравийный, известняковый.
Вода – из питьевого трубопровода или проверенная на качество в лаборатории.
Добавки – для обеспечения требуемых свойств пластичности продукта или отвердевшего бетонного элемента.

В рядовом монолитном строительстве для сооружения фундаментов, стен, покрытий и перекрытий чаще всего применяют бетон марок М200, М250, М300, которым соответствуют классы прочности В15, В20, В25. Пропорции компонентов зависят от требуемого класса прочности и марки вяжущего.

Таблица состава тяжелого бетона для монолитного строительства при использовании цемента марок М400 и М500

Пропорции компонентов Ц:П:Щ:В по массе

Расход компонентов на 1 м 3 , кг

В малых объемах бетонная смесь изготавливается на месте строительства с использованием бетономешалок. Большие объемы пластичного строительного материала заказывают на бетонном заводе. Смесь доставляют на место автобетоносмесителями или бетононасосами, если планируется укладка бетона в сложнодоступные места. Во время транспортировки пластичную смесь защищают от осадков, в летнее время – от жары, в зимнее – от замерзания. Смесь укладывают с уплотнением, необходимым для ликвидации воздушных пазух. Чаще всего для уплотнения используются электромеханические вибраторы.

После укладки смеси в опалубку начинается процесс твердения. Для обеспечения нормативных условий требуется:

В летнее время защищать бетонную поверхность от ярких солнечных лучей и слишком быстрого высыхания под воздействием ветра.
В зимнее время обеспечивать нормальные условия твердения до набора минимум 50% нормативной прочности. Этого добиваются с помощью утепления конструкций теплоизоляционными матами, шлаком, опилками. Для зимнего бетонирования в смесь добавляют противоморозные добавки, прогревают ее перед укладкой в опалубку, используют способ электрического прогрева.

Опалубку снимают в последовательности, которая указывается в проектной документации. Перед снятием опалубки открытые бетонные поверхности осматривают и простукивают. В слабых местах при простукивании молотком раздается глухой звук, а при увеличении силы удара на бетонном элементе остаются вмятины.

Особенности монолитного бетонирования с несъемной опалубкой

Монолитный бетон в несъемной опалубке – достаточно новая строительная технология, получающая все большее распространение. Чаще всего для осуществления такого строительства используется пенобетон. Это легкий ячеистый материал, получаемый в результате твердения смеси из вяжущего, песка, воды и пенообразователя. Структура пористая, поры закрытые, что обеспечивает достаточно высокую влагостойкость. В зависимости от вида используемой опалубки, применяют пенобетон различной плотности – D250-D800. Пенобетон должен быть хорошего качества, иначе застывшую внутри опалубки смесь заменить будет невозможно. Целесообразно приобретать готовый пенобетон у проверенных производителей. В его состав входят:

Портландцемент марок М400 Д0 (без минеральных добавок) или М500 Д0 первой группы активности при пропаривании. Если партия цемента имеет вторую или третью группу активности, что можно выяснить только с помощью лабораторных испытаний, количество цемента в смеси увеличивают в соответствии с рекомендациями специалистов.
Очищенный речной песок с модулем крупности 1-2,5 мм. Присутствие глины недопустимо, поскольку она снижает прочность затвердевшего пенобетона.
Пена. Концентрат должен соответствовать типу генератора.
Вода. Она должна быть чистой, а ее температура – соответствовать температуре пенообразователя.

Вид несъемной опалубки выбирается, в зависимости от этажности дома и климатических условий региона, в котором ведется строительство. Наиболее популярны:

Несъемная кирпичная опалубка – наиболее надежный вариант, используемый даже в многоэтажном строительстве. Кирпич – прочный строительный материал, поэтому в этом случае берут теплоизоляционный пенобетон низкой плотности. Кирпичная кладка может выполнять роль двусторонней опалубки (колодцевая кладка) или односторонней. Во втором случае функции внутренней опалубки выполняет листовой материал высокой прочности и жесткости.
Облегченный вариант. В этом случае используются листовые материалы – цементно-стружечные плиты, фанера, ОСП, влагостойкие и пожаростойкие листы ГВЛ.
Специальные системы для несъемной опалубки из пенополистироловых пустотелых блоков. Строители их называют лего-блоки. Они не могут служить фасадной облицовкой, но обеспечивают прекрасные теплоизоляционные характеристики.

Теплопроводность

63

9007 9007 34,7000 9007 900000057

Материал	Теплопроводность (кал / сек) / (см ² C / см)	Теплопроводность (Вт / м K) *
Алмаз	…	1000
Серебро	1,01	406,0
Медь	0,99	385,0
Золото	…	314
Латунь…	109,0
Алюминий	0,50	205,0
Железо	0,163	79,5
Сталь	…				50,2
Меркурий	…	8,3
Лед	0,005	1,6
Стекло обычное	0,0025	0.8
Бетон	0,002	0,8
Вода при 20 ° C	0,0014	0,6
Асбест	0,0004	0,08	0,08	…
Стекловолокно	0,00015	0,04
Кирпич изоляционный	…	0,15
Кирпич красный	…	0,6
Пробковая плита	0,00011	0,04
Войлок	0,0001	0,04
Каменная вата	…	)	…	0,033
Полиуретан	…	0,02
Дерево	0,0001	0,12-0,04
Воздух при	0 ° C	0,024
Гелий (20 ° C)	…	0,138
Водород (20 ° C)	…	0,172
Азот (20 ° C)	…	0,0234
Кислород (20 ° C)	…	0,0238
Аэрогель кремнезема	…	0,003

* Большая часть от Янга, Хью Д., Университетская физика, 7-е изд.Таблица 15-5. Значения для аэрогеля алмаза и диоксида кремния из Справочника по химии и физике CRC.

Обратите внимание, что 1 (кал / сек) / (см ² C / см) = 419 Вт / м K. Имея это в виду, два приведенных выше столбца не всегда совпадают. Все значения взяты из опубликованных таблиц, но не могут считаться достоверными.

Значение 0,02 Вт / мК для полиуретана можно принять как номинальное значение, которое определяет пенополиуретан как один из лучших изоляторов. NIST опубликовал программу численного приближения для расчета теплопроводности полиуретана на сайте http: // cryogenics.nist.gov/NewFiles/Polyurethane.html. Их расчет для полиуретана, наполненного фреоном, плотностью 1,99 фунт / фут ³ при 20 ° C дает теплопроводность 0,022 Вт / мК. Расчет для полиуретана с наполнителем CO ₂ плотностью 2,00 фунт / фут ³ дает 0,035 Вт / мК.

Индекс

Таблицы

Каталожный номер
Young
Ch 15.

Теплопроводность

Теплопроводность – это свойство материала.Не будет отличаться от размеры материала, но это зависит от температуры, плотность и влажность материала. Тепловой проводимость материала зависит от его температуры, плотности и содержание влаги. Теплопроводность, обычно встречающаяся в таблицах, составляет значение действительно для нормальной комнатной температуры. Это значение не будет отличаться значительно между 273 и 343 К (0 – 70 ° C). Когда высокие температуры например, в духовках, влияние температуры должно быть учтено.

Как правило, легкие материалы являются лучшими изоляторами, чем тяжелые, потому что легкие материалы часто содержат воздухозаборники. Сухой неподвижный воздух очень низкая проводимость. Слой воздуха не всегда будет хорошим изолятором, потому что тепло легко переносится излучением и конвекция.

Когда материал, например изоляционный, становится влажным, воздух корпуса наполняются водой и, поскольку вода является лучшим проводником чем воздух, увеличивается проводимость материала.Вот почему это очень важно устанавливать изоляционные материалы, когда они сухие и следите за тем, чтобы они оставались сухими.

Проводимость против проводимости

Электропроводность (k) – это свойство материала, означающее его способность проводить тепло через его внутреннюю структуру. Поведение по отношению к другому рука является свойством объекта и зависит как от его материала, так и от толщина. Электропроводность равна удельной электропроводности, умноженной на толщину, в дюймах. единиц Вт / м²К. Поскольку проводимость обратно пропорциональна удельному сопротивлению, поэтому общее сопротивление материала может быть выражено как его общее толщина, деленная на общую проводимость.В таблице ниже представлен список строительных материалов и их теплопроводности для сухой (закрытой) и влажные (наружные) условия.

Группа	Материал	Удельная масса (кг / м3)	Теплопроводность (Вт / мК)
Группа	Материал	Удельная масса (кг / м3)	Сухая	мокрый
Металл	Алюминий	2800	204	204
	Медь	9000	372	372
	Свинец	12250	35	35
	Сталь, Чугун	7800	52	52
	цинк	7200	110	110
Натуральный камень	Базальт, Гранит	3000	3.5	3,5
	Голубой камень, Мрамор	2700	2,5	2,5
	Песчаник	2600	1,6	1,6
Каменная кладка	Кирпич	1600-1900	0,6-0,7	0,9–1,2
	Кирпич силикатный	1900	0.9	1,4
		1000-1400	0,5-0,7
Бетон	Гравийный бетон	2300-2500	2,0	2,0
	Легкий бетон	1600-1900	0,7-0,9	1,2–1,4
		1000-1300	0.35-0,5	0,5-0,8
		300-700	0,12-0,23
	Пемзобетон	1000-1400	0,35-0,5	0,5–0,95
		700–1000	0,23–0,35
	Изоляционный бетон	300-700	0.12-0,23
	Ячеистый бетон	1000-1300	0,35-0,5	0,7–1,2
		400-700	0,17-0,23
	Шлакобетон	1600-1900	0,45-0,70	0,7–1,0
		1000-1300	0.23-0.30	0,35-0,5
Неорганическое	Асбестоцемент	1600-1900	0,35-0,7	0,9–1,2
	Гипсокартон	800-1400	0,23–0,45
	Гипсокартон	900	0,20
	Стекло	2500	0.8	0,8
	Пеностекло	150	0,04
	Минеральная вата	35-200	0,04
	Плитка	2000	1,2	1,2
Пластыри	Цемент	1900	0,9	1.5
	Лайм	1600	0,7	0,8
	Гипс	1300	0,5	0,8
Органическое	Пробка (развернутая)	100-200	0,04–0,0045
	Линолеум	1200	0,17
	Резина	1200-1500	0.17-0,3
	Древесноволокнистая плита	200-400	0,08-0,12	0,09–0,17
Дерево	Твердая древесина	800	0,17	0,23
	Хвойная древесина	550	0,14	0,17
	Фанера	700	0.17	0,23
	Оргалит	1000	0,3
	Мягкая доска	300	0,08
	ДСП	500–1000	0,1-0,3
	ДСП	350-700	0,1-0,2
Синтетика	Полиэстер (GPV)	1200	0.17
	Полиэтилен, полипропилен	930	0,17
	Поливинилхлорид	1400	0,17
Синтетическая пена	Пенополистирол, эксп. (PS)	10-40	0,035
	То же, экструдированный	30-40	0.03
	Пенополиуретан (PUR)	30–150	0,025–0,035
	Твердая пена на основе фенольной кислоты	25-200	0,035
	ПВХ-пена	20-50	0,035
Изоляция полости	Изоляция стены полости	20–100	0.05
Битумные материалы	Асфальт	2100	0,7
Битумные материалы	Битум	1050	0,2
Вода	Вода	1000	0,58
	Лед	900	2.2
	Снег свежий	80-200	0,1-0,2
	Снег, старый	200-800	0,5–1,8
Воздух	Воздух	1,2	0,023
Почва	Лесная почва	1450	0.8
	Глина с песком	1780	0,9
	Влажная песчаная почва	1700	2,0
	Почва (сухая)	1600	0,3
Напольное покрытие	Плитка напольная	2000	1.5
	Паркет	800	0,17-0,27
	Ковер нейлоновый войлочный	0,05
	Ковер (поролон)	0,09
	Пробка	200	0,06-0,07
	Шерсть	400	0.07

Эффективное прогнозирование теплопроводности бетона с использованием метода нейронных сетей | Международный журнал бетонных структур и материалов

Принципы нейронной сети

Поскольку такие проблемы, как распознавание образов, идентификация системы и управление системой, стало трудно решать с использованием традиционных вычислительных методов, концепция нейронных сетей была вдохновлена биологическим обучением и решением. – процесс создания нейронной системы человека.В гражданском строительстве нейронные сети хорошо применялись для обнаружения структурных повреждений (Feng and Bahng 1999), идентификации и контроля структурных систем (Feng and Bahng 1999; Chen et al. 1995), моделирования поведения материалов (Adeli and Park 1995) и пропорции бетонных смесей (Oh et al. 1999). Кроме того, прочность бетона на сжатие (Kim et al. 2004; Kim et al. 2005) была эффективно оценена несколькими исследователями, включая авторов этой статьи, которые применили нейронные сети.Основное преимущество нейросетевого подхода заключается в простоте выполнения прогнозов, которые зависят от нескольких переменных и затрудняют разработку аналитической модели.

В этой статье мы использовали нейронные сети с прямой связью, основанные на алгоритме обратного распространения, для обучения сети. Основными обрабатывающими элементами сети являются искусственные нейроны и соединительные веса, а сложные отношения между входными данными и соответствующими целевыми значениями обучаются обнаружению закономерностей в данных.Во время обучения сети соединительные веса обновляются в соответствии с определенным правилом обучения до тех пор, пока разница между предсказанными значениями из процесса прямой связи и целевыми значениями не достигнет предела допуска. Вычисления проводятся от входа сети к выходным данным, а ошибки, вычисленные в выходном слое, затем распространяются обратно на входной уровень. После этого обученная нейронная сеть применяется для прогнозирования результатов новых независимых входных данных.

Структура нейронной сети

Чтобы установить взаимосвязь между TCC и одиннадцатью параметрами, в этом исследовании была создана двухуровневая сеть с двадцатью нейронами, представленная на рис. 1. Каждый уровень полностью связан с последующими уровнями через соединение. веса. Нейронная сеть может быть представлена как

$$ {\ text {net}} \, {=} \, f \ left ({\ sum \ limits_ {i} {W_ {ji} P_ {i} + B_ {j }}} \ right) $$

(1)

, в котором P _i – элемент входных наборов, а W _ji и B _j – это веса связи и смещения нейронов. {{- {x}}}}} $$

(2)

и линейная передаточная функция на втором уровне,

. Во время обучения сети веса и смещения сети итеративно корректировались, чтобы минимизировать производительность сети с помощью алгоритма обратного распространения.{2}} $$

(4)

в котором T _k – расчетное значение в сети, a _k – это желаемая теплопроводность бетона, а N – количество выходных нейронов. Ошибки, связанные с желаемыми выходными данными, корректируются таким образом, чтобы уменьшить эти ошибки в каждом нейроне от выходных до входных слоев.Функция ошибок была минимизирована алгоритмом обратного распространения Левенберга – Марквардта, который сочетает в себе градиентный спуск и метод Гаусса – Ньютона. Когда решение далеко от правильного, веса обновляются в направлении отрицательного градиента. Когда решение близко к правильному, к обучению применяется метод Гаусса – Ньютона, поскольку он более точен и быстрее вблизи минимума ошибки, чем метод градиентного приличия.

Доступные наборы данных, полученные из литературы, были разделены на два набора; обучающие и тестовые наборы.Всего наборов экспериментальных данных 152, из которых 124 данных (что составляет 80% от общего числа данных) были случайным образом выбраны для обучения модели нейронной сети, а остальные 28 данных (что составляет 20%) были использованы для тестирование производительности сети. Программа моделирования нейронной сети реализована в программном пакете MATLAB 7.01. Количество нейронов во входном и выходном слоях равно количеству входных и выходных наборов данных. Оптимальное количество нейронов в скрытом слое было определено равным двадцати путем обучения сетей с увеличением количества нейронов.

Обучение нейронной сети

Для обучения нейронной сети TCC в этом исследовании использовались экспериментальные данные, полученные от предыдущих исследователей с 1980-х по 2000-е годы. Данные обучения сети были составлены из 124 наборов из Harmathy (1983), Morabito (1989), Yamazaki et al. (1995), Ли и Кодур (1996), Ван Гем и др. (1997), Хан и др. (1998), Хан (2002), Кодур и Султан (2003) и Ким и др. (2003). В таблице 1 представлены образцы наборов данных, используемых при обучении сети с одиннадцатью параметрами: водоцементное соотношение, процент мелкого заполнителя, процент крупного заполнителя, удельный вес воды, удельный вес цемента, удельный вес мелкозернистого заполнителя. , единица веса крупного заполнителя, единица массы летучей золы, единица веса кварцевого дыма, температура бетона, содержание воды в бетоне.

Таблица 1 Примеры наборов входных данных для обучения нейронной сети.

Во время обучения нейронной сети веса и смещения сети обновлялись до тех пор, пока ее среднеквадратичная ошибка не стала меньше целевой среднеквадратичной ошибки. В этом исследовании изучалась производительность нейронных сетей на основе четырех различных целевых ошибок: 0,10, 0,05, 0,01 и 0,005. Эффективность прогнозирования сетей оценивалась с использованием среднеквадратичной ошибки (MSE) и статистического коэффициента корреляции ( R ).На рисунке 2 показаны вариации средних квадратов ошибок и корреляции всех данных обучения. Нейронная сеть, обученная целевой ошибкой 0,10, представляет ошибку 0,086 и корреляцию 0,850 между выходными данными сети и обучающими наборами. Поскольку целевые ошибки уменьшились с 0,10 до 0,005, среднеквадратические ошибки также уменьшились с 0,086 до 0,003. В дополнение к среднеквадратическим ошибкам корреляция между выходными данными сети и обучающими данными увеличилась до 0,928,0.983 и 0,995 при целевых ошибках 0,05, 0,01 и 0,005 соответственно. Кроме того, как показано на рис. 3, распределения сетевых ошибок, разница между выходными данными сети и наборами обучающих данных, показали уменьшение по мере уменьшения целевых ошибок с 0,10 до 0,005. Нейронные сети, обученные с помощью целевых ошибок 0,01 и 0,005, обнаруживают, что большинство сетевых ошибок находятся в диапазоне от -0,1 до 0,1 Вт / м К. Поскольку диапазон разницы достаточно точен при термическом анализе бетонных конструкций, это исследование определяет что две нейронные сети могут быть применены в качестве оптимальных моделей для прогнозирования TCC.

Рис. 2

Вариации среднеквадратических ошибок и корреляции с наборами обучающих данных.

Рис. 3

Распределения сетевых ошибок для обучающих наборов данных.

Цемент с высокой теплопроводностью для геотермальной эксплуатации

Багбан М. Х., Ховде П. Дж. И Якобсен С. (2012). Аналитическое и экспериментальное исследование теплопроводности затвердевших цементных паст. Материалы и конструкции, 46, 1537–1546.

Статья Google ученый

Бласкес, К. С., Мартин, А. Ф., Ньето, И. М., Гарсия, П. К., Перес, Л. С. С., и Гонсалес-Агилера, Д. (2017). Анализ и исследование различных материалов для затирки в вертикальных геотермальных замкнутых системах. Возобновляемая энергия, 114, 1189–1200.

Статья Google ученый

Чен, В. Х., Дэн, Л., Цзян Ю. и Дяо Л. З. (2018). Развитие пеногасителя, используемого в бетоне. Beton Chinese Edition – товарный бетон, 8, 23–32.

Google ученый

Донг, М. Ю., Ли, К., Лю, Х., Лю, К. Т., Вуйчик, Э. К., Шао, К., и др. (2018). Нанокомпозитное покрытие из термопластичного полиуретана с сажей: изготовление и устойчивость к эрозии твердых частиц. Полимер, 158, 381–390.

Статья Google ученый

Файзал М., Буазза А. и Сингх Р. М. (2016). Повышение теплоотдачи свай геотермальной энергии. Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, 57, 16–33.

Статья Google ученый

Фэн, А. Л., Цзя, З. Р., Ю, К., Чжан, Х. Х. и Ву, Г. Л. (2018). Получение и определение характеристик углеродных нанотрубок / углеродных волокон / фенольных композитов по механическим свойствам и свойствам теплопроводности. Nano Краткие отчеты и обзоры, 13 (04), 1–10.

Google ученый

Гарнье, Б., и Буденн, А. (2016). Использование полых металлических частиц для увеличения теплопроводности и осветления наполненного полимера. Разложение и стабильность полимеров, 127, 113–118.

Статья Google ученый

Ишим, А., Теодориу, К., & Фальконе, Г. (2016). Влияние термических свойств цемента на теплообмен в стволе скважины. В Труды: 41-й семинар по разработке геотермальных резервуаров .

Ишим, А., Теодориу, К., и Фальконе, Г. (2018). Оценка термических свойств цемента с помощью трехфазной модели применительно к геотермальным скважинам. Энергия, 11, 1–11.

Статья Google ученый

Кештели, А.Н., Шейхолеслами М. (2019). Применение PCM, усиленного наночастицами, для улучшения тепловых характеристик в строительстве. Журнал молекулярных жидкостей, 274, 516–533.

Google ученый

Ким, Д., & О, С. (2019). Взаимосвязь между тепловыми свойствами и степенью насыщения цементных растворов, используемых в теплообменниках с вертикальными скважинами. Энергетика и строительство, 201, 1–9.

Google ученый

Li, C., Xie, B., Chen, D., Chen, J., Li, W., Chen, Z., et al. (2019). Ультратонкие графитовые листы, стабилизированные стеариновой кислотой, в качестве композитного материала с фазовым переходом для хранения тепловой энергии. Energy, 166, 246–255.

Google ученый

Ли, Р., Ван, Г., Сун, X., Сюй, З., Ши, Ю., Чжэн, Р., и др. (2018). Численный анализ влияния цементной оболочки на теплоотвод геотермальной системы коаксиальных скважинных теплообменников. Building Science, 34, 36–40.

Google ученый

Лунд, Дж. У. и Бойд, Т. Л. (2016). Прямое использование геотермальной энергии Мировой обзор за 2015 год. Геотермия, 60, 66–93.

Статья Google ученый

Паскуаль-Муньос, П., Индакоеча-Вега, И., Самора-Барраса, Д., и Кастро-Фресно, Д. (2018).Экспериментальный анализ улучшенных геотермальных цементно-песчаных материалов для затирки. Строительные и строительные материалы, 185, 481–488.

Статья Google ученый

Santoyo, E., Garcia, A., Morales, J. M., Contreras, E., & Espinosa-Paredes, G. (2001). Эффективная теплопроводность мексиканских геотермальных систем цементирования в диапазоне температур от 28 ° C до 200 ° C. Прикладная теплотехника, 21, 1799–1812.

Статья Google ученый

Сонг, X., Wang, G., Shi, Y., Li, R., Xu, Z., Zheng, R., et al. (2018a). Численный анализ теплоотдачи геотермальной системы глубокого коаксиального скважинного теплообменника. Energy, 64, 1298–1310.

Статья Google ученый

Сун, X., Zheng, R., Li, G., Shi, Y., Wang, G., & Li, J.(2018b). Эффективность отвода тепла скважинной геотермальной системы с коаксиальным теплообменником с учетом потока жидкости в пласте. Геотермия, 76, 190–200.

Статья Google ученый

Теодориу, К., Фальконе, Г., Романовски, Н., и Ишим, А. (2016). Влияние фильтрационной корки на теплопередачу в геотермальных скважинах. В Труды: 41-й семинар по разработке геотермальных резервуаров .

Wang, L., Qiu, H., Liang, C. B., Song, P., Han, Y. X., Han, Y. X., et al. (2019). Защита от электромагнитных помех MWCNT-Fe ₃ O ₄ @ Ag / эпоксидные нанокомпозиты с удовлетворительной теплопроводностью и высокой термостойкостью. Карбон, 141, 506–514.

Google ученый

Викторски, Э., Кобба, К., Суй, Д., и Халифе, М. (2019). Экспериментальное исследование влияния температуры на свойства материала ствола скважины для улучшения моделирования температурного профиля добывающих скважин. Journal of Petroleum Science and Engineering, 176, 689–701.

Google ученый

Ву П., Лу, Х. Дж., Лян, З. К., Чжу, К. З., и Чен, Ю. Н. (2014). Механизм и применение ускорителя твердения бетона. Metal Mine, 462, 20–25.

Google ученый

Wu, W. X., Wu, W., & Wang, S. F.(2019). Формоустойчивый и термоиндуцированный гибкий композитный материал с фазовым переходом для аккумулирования тепловой энергии и управления температурным режимом. Applied Energy, 236, 10–21.

Google ученый

Zhang, X., & Hu, Q. (2018). Освоение геотермальных ресурсов Китая. Journal of Earth Science, 29, 452–467.

Google ученый

Чжан Ю., Хео, Ю. Дж., Сон, Ю. Р., Ин, И., Ан, К. Х., Ким, Б. Дж. И др. (2019a). Последние усовершенствованные термические межфазные материалы: обзор проводящих механизмов и параметров углеродных материалов. Карбон, 142, 445–460.

Google ученый

Zhang, Y., Yu, C., Li, G., Guo, X., Wang, G., Shi, Y., et al. (2019b). Анализ характеристик скважинной геотермальной системы с коаксиальным теплообменником с различными рабочими жидкостями. Прикладная теплотехника, 163, 1–13.

Google ученый

Плотность, теплоемкость, теплопроводность

О бетоне

Бетон – это композитный материал, состоящий из песка, гравия и цемента. Цемент представляет собой связующее, вещество, используемое для строительства, которое затвердевает, затвердевает и прилипает к другим материалам, связывая их вместе. Портландцемент – самый распространенный тип цемента, широко используемый во всем мире.Большая часть бетона заливается армирующими материалами (такими как арматура), заделанными для обеспечения прочности на растяжение, в результате чего получается железобетон.

Сводка

Имя	Бетон
Фаза на STP	цельный
Плотность	2400 кг / м3
Предел прочности на разрыв	2 МПа
Предел текучести	НЕТ
Модуль упругости Юнга	60 ГПа
Твердость по Бринеллю	6 Моос
Точка плавления	1527 ° С
Теплопроводность	0.5 Вт / м · K
Тепловая мощность	1050 Дж / г К
Цена	0,07 $ / кг

Плотность бетона

Типичные плотности различных веществ указаны при атмосферном давлении. Плотность определяется как масса на единицу объема . Это интенсивное свойство , которое математически определяется как масса, разделенная на объем: ρ = м / В

Другими словами, плотность (ρ) вещества – это общая масса (m) этого вещества, деленная на общий объем (V), занимаемый этим веществом.Стандартная единица СИ – килограммов на кубический метр ( кг / м ³ ). Стандартная английская единица составляет фунтов массы на кубический фут ( фунт / фут ³ ).

Плотность бетона 2400 кг / м ³.

Пример: плотность

Вычислите высоту куба из бетона, который весит одну метрическую тонну.

Решение:

Плотность определяется как масса на единицу объема .Математически это определяется как масса, разделенная на объем: ρ = м / В

Поскольку объем куба равен третьей степени его сторон (V = a ³), высоту этого куба можно вычислить:

Высота этого куба равна a = 0,747 м .

Плотность материалов

Механические свойства бетона

Прочность бетона

В механике материалов прочность материала – это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Прочность материалов в основном учитывает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. При проектировании конструкций и машин важно учитывать эти факторы, чтобы выбранный материал имел достаточную прочность, чтобы противостоять приложенным нагрузкам или силам, и сохранять свою первоначальную форму.

Прочность материала – это его способность выдерживать эту приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.Что касается растягивающего напряжения, способность материала или конструкции выдерживать нагрузки, имеющие тенденцию к удлинению, известна как предел прочности при растяжении (UTS). Предел текучести или предел текучести – это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться, тогда как предел текучести – это точка, в которой начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация. В случае растягивающего напряжения однородного стержня (кривая «напряжение-деформация») закон Гука описывает поведение стержня в упругой области.Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости для растягивающего и сжимающего напряжения в режиме линейной упругости при одноосной деформации и обычно оценивается с помощью испытаний на растяжение.

См. Также: Сопротивление материалов

Предел прочности бетона на растяжение

Предел прочности бетона на разрыв 2 МПа.

Предел текучести бетона

Предел текучести бетона – N / A.

Модуль упругости бетона

Модуль упругости бетона Юнга составляет 60 ГПа.

Твердость бетона

В материаловедении твердость – это способность противостоять вдавливанию поверхности ( локализованная пластическая деформация ) и царапанию . Испытание на твердость по Бринеллю – это одно из испытаний на твердость при вдавливании, которое было разработано для испытания на твердость. При испытаниях по Бринеллю твердый сферический индентор прижимается под определенной нагрузкой к поверхности испытываемого металла.

Твердость по Бринеллю (HB) – это нагрузка, деленная на площадь поверхности вмятины.Диаметр слепка измеряется с помощью микроскопа с наложенной шкалой. Число твердости по Бринеллю рассчитывается по формуле:

Твердость бетона составляет примерно 6 по шкале Мооса.

См. Также: Твердость материалов

Пример: Прочность

Предположим, пластиковый стержень, сделанный из бетона. Этот пластиковый стержень имеет площадь поперечного сечения 1 см ². Рассчитайте растягивающее усилие, необходимое для достижения предельного значения прочности на разрыв для этого материала, которое составляет: UTS = 2 МПа.

Решение:

Напряжение (σ) можно приравнять к нагрузке на единицу площади или силе (F), приложенной к площади поперечного сечения (A), перпендикулярной силе, как:

, следовательно, сила растяжения, необходимая для достижения предела прочности на разрыв, составляет:

F = UTS x A = 2 x 10 ⁶ x 0,0001 = 200 N

Сопротивление материалов

Упругость материалов

Твердость материалов

Тепловые свойства бетона

Бетон – точка плавления

Температура плавления бетона 1527 ° C .

Обратите внимание, что эти точки связаны со стандартным атмосферным давлением. В общем, плавление представляет собой фазовый переход вещества из твердой в жидкую фазу. точка плавления вещества – это температура, при которой происходит это фазовое изменение. Точка плавления также определяет состояние, в котором твердое вещество и жидкость могут существовать в равновесии. Для различных химических соединений и сплавов трудно определить температуру плавления, поскольку они обычно представляют собой смесь различных химических элементов.

Бетон – теплопроводность

Теплопроводность бетона 0,5 Вт / (м · К) .

Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью , k (или λ), измеренным в Вт / м · K . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье применяется ко всем веществам, независимо от их состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.

Коэффициент теплопроводности большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры. Для паров это также зависит от давления. Всего:

Большинство материалов почти однородны, поэтому обычно можно записать k = k (T) . Подобные определения связаны с теплопроводностью в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.

Бетон – удельная теплоемкость

Удельная теплоемкость бетона 1050 Дж / г K .

Удельная теплоемкость, или удельная теплоемкость, – это свойство, связанное с внутренней энергией , которое очень важно в термодинамике. Интенсивные свойства c _v и c _p определены для чистых простых сжимаемых веществ как частные производные внутренней энергии u (T, v) и энтальпии ч. (Т, п) соответственно:

, где индексы v и p обозначают переменные, фиксированные во время дифференцирования.Свойства c _v и c _p упоминаются как удельная теплоемкость (или теплоемкость ), потому что при определенных особых условиях они связывают изменение температуры системы с количеством энергии, добавляемой теплопередача. Их единицы СИ: Дж / кг K или Дж / моль K .

Пример: расчет теплопередачи

Теплопроводность определяется как количество тепла (в ваттах), передаваемое через квадратную площадь материала заданной толщины (в метрах) из-за разницы температур.Чем ниже теплопроводность материала, тем выше его способность сопротивляться теплопередаче.

Рассчитайте скорость теплового потока через стену площадью 3 x 10 м (A = 30 м ²). Стена толщиной 15 см (L ₁) сделана из бетона с теплопроводностью k ₁ = 0,5 Вт / м · К (плохой теплоизолятор). Предположим, что внутренние и внешние температуры составляют 22 ° C и -8 ° C, а коэффициенты конвективной теплопередачи на внутренней и внешней сторонах равны h ₁ = 10 Вт / м ² K и h ₂ = 30 Вт / м ² K соответственно.Обратите внимание, что эти коэффициенты конвекции сильно зависят, в частности, от внешних и внутренних условий (ветер, влажность и т. Д.).

Рассчитайте тепловой поток (потеря тепла ) через эту стену.

Решение:

Как уже было написано, многие процессы теплопередачи включают композитные системы и даже включают комбинацию проводимости и конвекции . С этими композитными системами часто удобно работать с общим коэффициентом теплопередачи , , известным как коэффициент U .Коэффициент U определяется выражением, аналогичным закону охлаждения Ньютона :

Общий коэффициент теплопередачи связан с общим тепловым сопротивлением и зависит от геометрии проблемы.

Предполагая одномерную теплопередачу через плоскую стенку и не принимая во внимание излучение, общий коэффициент теплопередачи можно рассчитать как:

Общий коэффициент теплопередачи тогда равен: U = 1 / (1/10 + 0.15 / 0,5 + 1/30) = 2,31 Вт / м ² K

Тепловой поток можно рассчитать просто как: q = 2,31 [Вт / м ² K] x 30 [K] = 69,23 Вт / м ²

Суммарные потери тепла через эту стену будут: q _потерь = q. A = 69,23 [Вт / м ²] x 30 [м ²] = 2076,92 Вт

Точка плавления материалов

Теплопроводность материалов

Теплоемкость материалов

Теплопроводность обычных материалов

В этой статье приведены данные о теплопроводности для ряда распространенных материалов.Теплопроводность измеряет способность материала пропускать тепло через проводимость.

Теплопроводность измеряет способность материала пропускать тепло через проводимость. Теплопроводность материала сильно зависит от состава и структуры. Вообще говоря, плотные материалы, такие как металлы и камень, являются хорошими проводниками тепла, в то время как вещества с низкой плотностью, такие как газ и пористая изоляция, плохо проводят тепло.

Теплопроводность материалов требуется для анализа сетей теплового сопротивления при изучении теплопередачи в системе.

Дополнительную информацию см. В статье «Значения теплопроводности для других металлов и сплавов».

В следующих таблицах показаны значения теплопроводности для обычных веществ.

Асбест 9000 9000 Стекло 208054 %0003 0 0,026 0,07 9000 9000 9000 9000

Материал	Температура	Теплопроводность	Температура	Теплопроводность
									Земля 0.600	68	0,347
Гравий	20	2,50	68	1,44
Недра (Влажность 8% по весу)	20	0,900	68	0,520
Грунт, сухой песчаный	20	0,300	68	0,173
влажный песок (Влажность 8%)	20	0,600	68	0,347
Строительные материалы
Кирпич (здание)	20	0.720	68	0,416
Кирпич (глинозем)	430	3,10	806	1,79
Клинкеры (цемент)	20 9000	20 9000	20 9000	Бетон, тяжелый	20	1,30	68	0,751
Бетон, изоляция	20	0,207	68	0,120
200003							418	68	0,242
Стекло	20	0,935	68	0,540
Дерево	20	0,170	68	68	0	0,160	32	0,092
100	0,190	212	0,110
200	0.210	392	0,121
Силикат кальция	20	0,046	68	0,027
Пробка	30	0,043	0,043	0,042	68	0,024
Магнезия 85%	20	0,070	68	0,040
Магнезит	200	200	392	2,20
Слюда	50	0,430	122	0,248
Rockwool	20	0,034	0,034	0,034	Резина 20	0,130	68	0,075
Твердая резина	0	0,150	32	0,087
Опилки	20	052	68	0,030
Пена уретановая (жесткая)	20	0,026	68	0,015
Прочие твердые частицы
				1,329
Графит	0	151	32	87,2
Кожа человека	20	0,370	68	0.214
Жидкости
Уксусная кислота, 50%	20	0,350	68	0,202
Ацетон	30	0,1703	30	0,1703	20	0,170	68	0,098
Бензол	30	0,160	86	0,092
Хлорид кальция, 30% 30	550	86	0,318
Этанол, 80%	20	0,240	68	0,139
Глицерин, 60%	20 67	0,3803	20 67	0,3803		Глицерин, 40%	20	0,450	68	0,260
Гептан	30	0,140	86	0,081
0,081
	68	4,93
	28	8,36	82	4,83
Кислота серная, 90%	30	0,360		86	30	0,430	86	0,248
Вода	20	0,613	68	0,354
	30	0.620	86	0,358
	60	0,660	140	0,381
Газы
Воздух	0	0,024	0,024		68	0,015
	100	0,031	212	0,018
	Диоксид углерода	0	0,015	32 0 .0007	009
Этан	0	0,018	32	0,010
Этилен	0	0,017	32	0,010
0,088
Водород	0	0,170	32	0,098
Метан	0	0,029	32	0.017
Азот	0	0,024	32	0,014
Кислород	0	0,024	32	0,014
212	0,014

Статья создана: 5 ноября 2013 г.
Теги статей
Тепловые свойства строительных материалов
Предыдущие колонки технических данных охватывали тепловые свойства многих материалов, которые являются общими для упаковки электроники.Технические данные по этому вопросу шире по объему и касаются обычных строительных материалов, некоторые из которых используются в лабораторных условиях теплопередачи в дополнение к их обычным строительным применениям. Знание теплопроводности и теплоемкости элементов, используемых для создания или поддержки испытательного набора, часто требуется для понимания и интерпретации результатов (или, по крайней мере, для понимания того, почему для достижения теплового равновесия требуется так много времени).
В таблице 1 перечислены некоторые строительные материалы и их термические свойства при номинальной комнатной температуре.Металлы и сплавы не были включены, потому что они были рассмотрены ранее. Следует отметить, что эти значения являются приблизительными и репрезентативны для конкретного типа материала. Некоторые материалы поглощают воду, которая, в свою очередь, меняет их свойства. Например, теплопроводность древесины во влажном состоянии может увеличиваться на 15%. Материалы, используемые в качестве изоляторов, которые полагаются на воздух, такие как одеяла из стекловолокна, демонстрируют большее изменение свойств во влажном состоянии. Следует отметить, что диапазон значений теплопроводности для этих материалов довольно скромный (около двух порядков).
Таблица 1. Тепловые свойства конструкционного материала при комнатной температуре [1-4]
Материал Теплопроводность
(Вт / м · К) при ~ 300 К Удельная теплоемкость
(Дж / кг · К) Плотность
(кг / м ³⁾
Кирпич 0,7 840 1600
Бетон плотный 1.4 840 2100
Бетон – светлый 0,4 1000 1200
Гранит 1,7 – 3,9 820 2600
Стекло (окно) 0,8 880 2700
Твердая древесина (дуб) 0,16 1250 720
Хвойные породы (сосна) 0.12 1350 510
Поливинилхлорид 0,12 – 0,25 1250 1400
Бумага 0,04 1300 930
Акустическая плитка 0,06 1340 290
ДСП (низкой плотности) 0,08 1300 590
ДСП (высокой плотности) 0.17 1300 1000
Стекловолокно 0,04 700 150
Пенополистирол 0,03 1200 50
Рост затрат на электроэнергию и осознание того, что минимизация нежелательной теплопередачи является выгодной, продолжает создавать стимулы для использования строительных методов и материалов с меньшим энергопотреблением. Преимущества эффективного терморегулирования внутренней электроники также должны сочетаться с термически эффективной конструкцией помещения.Использование изолирующих материалов (с низкой теплопроводностью) может быть желательным, но природа не обеспечила настоящих теплоизоляционных материалов, по крайней мере, по сравнению с диапазоном выбора материалов для электропроводности. Исследование термических свойств этих типов материалов приведет к получению данных со значительными отклонениями из-за различий в составе и различных условий испытаний.
Для многих материалов данные могут быть найдены в виде значения R. Значение R представляет собой обратную величину теплопроводности и имеет единицы измерения ft ² ��F�h / Btu (иногда данные отображаются в единицах СИ, K�m ² / Вт и обычно обозначаются как RSI).Более высокое значение R указывает на более ограниченный путь теплового потока. При условии, что указана толщина, возможно получение приблизительной теплопроводности. Однако путаница и разногласия по поводу экстраполяции значений R на значение толщины и тот факт, что большинство этих материалов используются в средах с влажностью и движущимся воздухом и подвержены старению, вынудили стандарты в отношении того, как их следует измерять, сообщать и рекламировать. [5,6]. Если требуются более чем приблизительные значения, обычно требуется дальнейшее тестирование.
Список литературы
Incropera, F., De Witt, D., Introduction to Heat Transfer, 2nd Edition, John Wiley and Sons, 1990.

коэффициент теплопередачи легких и тяжелых бетонов

Понятие коэффициента теплопроводности

Факторы, влияющие на теплопропускаемость бетона

Производим и предлагаем продукцию:

Читайте также:

Теплопроводность бетона: таблица, коэффициент теплопередачи

Определение теплопроводности

Зависимость от различных показателей

Влияние влаги

Кирпич как изолятор

Теплопроводность бетона: особенности, определение коэффициента

Как влияет теплопроводность бетона на микроклимат внутри помещения

Теплопроводность железобетона и тепловое сопротивление – знакомимся с понятиями

Коэффициент теплопроводности бетона для различных видов монолита

Какие факторы влияют на коэффициент теплопроводности железобетона

Теплопроводность бетона и утепление зданий

Как производится расчет с учетом коэффициента теплопроводности бетона

Заключение

Теплопроводность бетона (монолитного железобетона)

Влияние теплопроводности на микроклимат внутри помещения

Теплопроводность железобетона и тепловое сопротивление

Коэффициент теплопроводности

Коэффициент для различных видов монолита

Факторы влияющие на коэффициент

Теплопроводность и утепление зданий

Как производится расчет

Теплопроводность строительных материалов таблица

Конструкционные материалы и их показатели

Материалы из бетона с добавлением пористых заполнителей

Показатели теплоизоляционных материалов

Таблица показателей

Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты

Что такое теплопроводность?

Что влияет на величину теплопроводности?

Применение показателя теплопроводности на практике

Теплопроводность готового здания. Варианты утепления конструкций

Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты

Теплопроводность строительных материалов (видео)

Таблицы теплопроводимости материалов (металлы, бетон, гранит, дерево и др.)

Коэффициент теплопроводности металлов

Коэффициент теплопроводности других материалов

Коэффициент теплопроводности асбеста и пенобетона при различных температурах

Коэффициент теплопроводности жидкости Вт/(м•К) при различных температурах

Теплопроводность бетона (монолитного железобетона)

Монолитный железобетон: характеристики и применение материала

Особенности материала

Достоинства и недостатки

Технические характеристики

Среда применения

Документы для приемки

Расчет монолитного железобетона

Демонтаж конструкций

Какие показатели влияют на коэффициент теплопроводности бетона?

Что это такое?

Что влияет на показатель?

Коэффициент теплопроводности

Как проводятся расчеты?

Утепление и показатели теплопроводности бетона

Как определить коэффициент теплопроводности бетона и от чего он зависит?

Как влияет теплопроводность бетона на микроклимат внутри помещения

Теплопроводность железобетона и тепловое сопротивление – знакомимся с понятиями

Коэффициент теплопроводности бетона для различных видов монолита

Какие факторы влияют на коэффициент теплопроводности железобетона

Теплопроводность бетона и утепление зданий

Как производится расчет с учетом коэффициента теплопроводности бетона

Заключение

Что такое теплопроводность бетона, коэффициент теплопроводности монолитного железобетона

Влияние теплопроводности на микроклимат внутри помещения

Теплопроводность железобетона и тепловое сопротивление

Коэффициент теплопроводности

Коэффициент для различных видов монолита

Факторы влияющие на коэффициент

Теплопроводность и утепление зданий

Как производится расчет

Теплопроводность строительных материалов таблица

Конструкционные материалы и их показатели

Материалы из бетона с добавлением пористых заполнителей

Показатели теплоизоляционных материалов

Таблица показателей

От чего зависит коэффициент теплопроводности бетона: влияние плотности и заполнителей, классификация бетонов, строительство