Теплопроводность тяжелого бетона. Теплопроводность бетона в15


Коэффициент теплопроводности бетона | Все о бетоне

При использовании бетона обращают внимание на его состав, марку и основные эксплуатационные характеристики. В этой статье поговорим о том, какой коэффициент теплопроводности бетона.

1. Самым низким коэффициентом теплопроводности обладают легкие составы, которые изготавливаются из песка, воды, цемента и специальных добавок, в результате чего структура элементов становится пористой. В порах содержится воздух, а он является плохим теплопроводником.

2. К таким составам относятся газобетон и пенобетон. Так, пенобетон плотностью 1000 кг/м3 имеет коэффициент теплопроводности 0,29 м*К, а плотностью 300 кг/м3 — 0,08 м*К.

3. Бетон имеет коэффициент теплопроводности 1,28-1,51 м*К и зависит от плотности, керамзитобетон плотностью 500 кг/м3 имеет коэффициент 0,14 м*К.

4. Коэффициент теплопроводности бетона возможно узнать, только проведя при определенных условиях определенные эксперименты. Производят расчет по формулам, чаще всего по формуле Кауфмана.

5. Также этот показатель может зависит от внешних условий. Так, на коэффициент теплопроводности влияет влажность воздуха — чем она больше, тем больше коэффициент.

6. При строительстве конструкций необходимо знать этот показатель, поскольку именно от этого коэффициента зависит слой теплоизоляционного слоя.

7. Как мы говорили выше, что пенобетон и газобетон имеет низкие показатели теплопроводимости, из него делают на производстве строительных материалов отдельные элементы.

8. При строительстве из таких материалов требуется минимальный слой утеплителя. При строительстве из бетоновдля того, чтобы обеспечить хорошую теплоизоляцию зданию необходимо применять более толстый слой утеплителя.

wizard-beton.ru

Теплопроводность бетона | HouseBeton

Теплопроводность является важной эксплуатационной характеристикой бетона. Особенно важен этот момент, когда речь идет о строительстве дома или, например, погреба. Чем меньше тепла будет выходить через стены, тем меньше затрат на отопление будет в будущем. Поэтому следует с особым вниманием относиться не только к прочности, а и к теплопроводности

Что такое теплопроводность бетона?

Теплопроводность — это свойство бетона, которое определяет его способность во время перепадов температур проводить тепло по всему своему периметру. Чем больше тепловой энергии проходит через материал, тем выше теплопроводность. Поэтому для сбережения тепла внутри помещения нужно использовать материалы с низкой теплопроводностью. К слову, у бетона она ниже, чем у строительного кирпича.

Сравнительно невысокая теплопроводность позволяет обеспечить бетону огнестойкость, то есть способность выдерживать влияние высоких температур. Бетон может выдержать в течение длительного времени температуру выше 1000 ° С. При этом он не разрушается и не трескается.  

Измеряется теплопроводность как соотношение тепловой энергии  (в Вт), которая может изменить температуру воздуха на 1ºC при прохождении через строительный материал толщиной 1 м за один час.

Какие бетонные смеси менее теплопроводны?

Существует закономерность — чем легче бетон, тем ниже коэффициент его теплопроводности. Это связано с тем, что легкие бетоны имеют низкую плотность. Из-за невысокой плотности легкий бетон имеет множество пор внутри, в которых скапливается воздух. Именно он является отличным теплоизолятором в небольших порах.

Проблема в том, что уменьшение плотности влечет за собой и потери в прочности. Поэтому выбирают составы для конструкций с относительно малым объемным весом. Также используется армированный каркас.

Еще одной сложностью является снижение морозостойкости в пористых материалах и уязвимость к воздействию влаги. Атмосферная влага может вытеснять из пор воздух, по сравнению с которым является отличным проводником тепла. Поэтому необходимо позаботиться о гидро- и пароизоляции.

Повысить теплопроводность бетона помогают заполнители.хорошими теплоизоляторами являются заполнители в состав которых входит стекло, например, шлаковая пемза.

Коэффициенты теплопроводности самых распространенных бетонных растворов:

  • Сплошной материал – 1,75;
  • Пористый бетон – 1,4;
  • На каменном щебне – 1,3;
  • На песке – 0,7;
  • Теплоизоляционный — 0,18.

Виды теплоизоляционных бетонов и коэффициенты их теплопроводности:

  • Газобетон благодаря эффективному методу поризации имеет коэффициент теплопроводности 0,12 — 0,14;
  • Пенобетон имеет теплопроводность 0,3. Он имеет большую теплопроводность, чем первый вариант, но отличается более высоким уровнем прочности.
  • Керамзитбетон обладает теплопроводностью 0,23-0,4. Также прочность этого материала позволяет выдержать несколько этажей, при условии использования облегченных материалов.
  • Шлакопемзобетон в зависимости от плотности, влажности, структуры и фазового состава его компонентов имеет теплопроводность 0,2-0,63. Благодаря прочности его можно использовать для несущих конструкций.
  • Шлакобетон имеет самый высокий коэффициент теплопроводности — 0,6. Для этого материала может понадобиться дополнительная изоляция.

Теплопроводность бетона является важным фактором, на который обязательно следует обратить внимание в процессе подготовки и планирования строительства.

www.housebeton.com

Теплопроводность бетона |

Теплопроводность бетона

Теплопроводность — одно из важнейших свойств бетона, применяемого в ограждающих конструкциях. Чем легче бетон, тем, как правило, меньше его теплопроводность, поскольку уменьшение плотности бетона связано с повышением пористости, т. е. с вовлечением в объем бетона воздуха, являющегося в небольших порах прекрасным теплоизолятором.

Теплопроводность бетона в значительной мере определяется видом используемого заполнителя. Развитие производства пористых заполнителей для легких бетонов сделало возможным массовое применение легкобетонных стеновых панелей наружных стен в жилищном строительстве, теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов различного назначения.

Имеется определенная общая зависимость между плотностью и теплопроводностью, однако возможны и существенные отклонения от этой зависимости. Известно, что аморфные материалы менее теплопроводны, чем кристаллические.

Поэтому с точки зрения требований теплоизоляции предпочтительны заполнители, в составе которых больше стекла, например шлаковая пемза, получаемая быстрым охлаждением поризованно-го расплава (при быстром охлаждении расплава кристаллизация не происходит). Действительно, исследования показали сравнительно малую теплопроводность шлакопемзобетона.

На теплопроводность легкого бетона неплотной структуры (крупнопористого или малопесчаного) существенное влияние оказывает гранулометрический состав заполнителей, поскольку от него зависит характер межзерновой пористости. Из двух видов бетона с одинаковым общим объемом пор мелкопористый, как правило, будет иметь меньшую теплопроводность, так как эффективная теплопроводность воздуха, включающая и передачу излучением, зависит от размера пор.

Теплопроводность бетона зависит также от его влажности. Теплопроводность воды составляет 0,58 Вт/(м-°С), что во много раз больше теплопроводности воздуха. Поэтому, если поры бетона вместо воздуха заполняет вода, то теплопроводность его резко увеличивается, теплопотери через увлажненные ограждающие конструкции возрастают, а в зимний период возможно их промерзание. Теплопроводность льда составляет около 1,8 Вт/(м-°С), таким образом с промерзанием увлажненного бетона его теплопроводность еще более увеличивается.

Эксплуатационная влажность легкого бетона зависит от равновесной влажности примененного пористого заполнителя в условиях сорбции (т. е. поглощения влаги из окружающего воздуха) и десорбции (высыхания переувлажненного заполнителя). Десорбционная влажность, как правило, выше сорбционной, однако для таких заполнителей, как керамзит, аглопорит, пемза, она при относительной влажности воздуха до 60… 80% составляет лишь сотые доли процента и не имеет существенного значения. Такие заполнители, как древесные опилки, могут иметь равновесную влажность порядка 15% а это сказывается на теплопроводности.

При приготовлении бетонной смеси и пропаривании изделий пористые заполнители обычно переувлажняются. Поэтому большое значение имеет скорость высыхания бетона, связанная с влагоотдачей заполнителя. Некоторые заполнители отличаются замедленной влагоотдачей. К их числу относится, в частности, мелкий вспученный перлит.

midas-beton.ru

Состав бетона: расчет коэффициентов теплопроводности

Коэффициент теплопроводности представляет собой одну из самых важных характеристик строительных материалов. Что характеризует этот показатель? Он характеризует способность тела проводить тепло, или, более точно, его значение показывает, какое количество теплоты пройдет через образец данного материала толщиной 1 м, площадью 1 м2 за одну секунду (или час) при условии разницы температуры на противоположных границах в один градус. По сути, он показывает, как быстро остынет помещение, которое вы долго нагревали, например, тепловой пушкой или инфракрасным обогревателем. Уже из этого примера видно, что сэкономив один раз на материале в пользу более дешевого и обладающего большим коэффициентом теплопроводности, можно существенно потерять в дальнейшем на счетах за электричество.

Для расчетов, связанных с теплопроводностью широко используются эмпирические зависимости, которые, однако, справедливы для узкого диапазона изменения параметров. Для решения этой проблемы мы используем методы математического моделирования, которые позволяют с высокой точностью определить практически все параметры бетонов. Тем не менее, для быстрой оценки, иногда удобнее пользоваться формулами Б.Н. Кауфмана (для сухого бетона) или В.П. Некрасова (для бетона с влажностью 3%)

λ = 0,0935·(m)0,5·2,28m + 0,025,

λ = (0,196 + 0,22 m2)0,5 – 0,14,

где m – объемная масса сухого и влажного (3%) бетонов, соответственно, в т/м3, а λ – коэффициент теплопроводности бетона при температуре +25оС, ккал/м·ч·оС.

Рассчитаем, для примера, во сколько раз коэффициент теплопроводности тяжелого бетона (с m = 2300 кг/м3) больше, чем у керамзитобетона (с m = 1000 кг/м3) в сухом состоянии. Соответственно, для тяжелого бетона, имеем:

λ = 0,0935·(2,3)0,5·2,282,3 + 0,025 = 1,195 ккал/м·ч·оС,

для керамзитобетона:

λ = 0,0935·(1,0)0,5·2,281,0 + 0,025 = 0,238 ккал/м·ч·оС.

Мы видим интересный факт, что в то время, как масса бетона отличается в 2,3 раза, коэффициент теплопроводности отличается в 5 раз (керамзитобетон является более качественным теплоизолятором).

Проведем теперь расчет коэффициентов теплопроводности для влажных тяжелого бетона и термозитоперлитобетона по условиям задачи, описанной здесь. Итак, у нас имеются объемные массы сухих бетонов:

а) тяжелого бетона – 2300 кг/м3

б) термозитоперлитобетона – 1260 кг/м3.

С учетом 3% влажности, объемные массы будут равны:

а) тяжелого бетона m = 1,03·2300 = 2370 кг/м3

б) термозитоперлитобетона m = 1,03·1260 = 1300 кг/м3.

Подставив эти значения в формулу Некрасова (см. выше), получим коэффициенты теплопроводности для:

а) тяжелого бетона ‑ λ = (0,196 + 0,22·2,372)0,5 ‑ 0,14 = 1,05 ккал/м·ч·оС

б) термозитоперлитобетона ‑ λ = (0,196 + 0,22·2,372)0,5 ‑ 0,14 = 0,47 ккал/м·ч·оС

И наконец, в данной статье мы представим сравнительную таблицу параметров тяжелого бетона и термозитоперлитобетона на основе данных, полученных также в статье, описанной тут:

Показатели

Виды бетонов

Соотношения показателей легкого и тяжелого бетонов, %

тяжелый

легкий

Состав бетона

1 : 2 : 5

1 : 0,3 : 3

Водоцементное отношение

0,6

1,2

200

Расход цемента, кг/м3

280

280

100

Объемная масса, кг/м3:

бетонной смеси

2408

1540

64

сухого бетона

2300

1260

55

бетона при влажности 3%

2370

1300

55

Коэффициент теплоемкости, ккал/кг·оС

бетонной смеси

0,26

0,375

сухого бетона

0,2

0,2

100

Удельная объемная теплоемкость сухого бетона, ккал/м3·оС

450

252

55

Коэффициент теплопроводности бетона при влажности 3%, ккал/м·ч·оС

1,05

0,47

45

betonvtomske.ru

Теплопроводность бетона

Теплопроводность бетонаТеплопроводность  бетона имеет свойства меняться в широких пределах. По определению, теплопроводность является свойством материалов, которые передают от части к другой части более высокую температуру к температуре низкой. Такая температура определяется путем движения тепла различных молекул. Материалы, предназначенные для строительства, которые содержат в себе низкую теплопроводность, в построенных из них зданиях  очень хорошо предохраняют зимой от холода, а летом от избытка тепла.

Сохраняют при этом комфортные условия для проживания человека, а также экономят деньги на энергозатратах, которые так необходимы для обеспечения жилья теплом. Следует отметить, что материалы с высокой теплопроводностью с большой скоростью набирают окружающую температуру. В это время активно свойство прохода тепла и холода через их структуру.

Высокая теплопроводность наблюдается у тяжелых бетонов, среднее статистическое приравнивается к 1.5 Вт/м*К.  В зависимости от разновидности наполнителя, такие фактические данные могут немного отклоняться. Различия могут быть разными, это зависит от таких характеристик бетона: использование щебня, единицы объема в количестве цемента и влажность.

Легкие бетоны имеет более низкую теплопроводность, что позволяет использование эффективных строительных стеновых материалов. Их  используют в виде монолитных конструкций для строительства, а также в виде панелей, стеновых блоков, плит перекрытия. На сегодняшний день их использование широко применимо.

Теплопроводность бетона крайне зависит от влажности, то есть от содержания в порах воздуха и воды. Стоит заметить, что чем ниже теплопроводность бетона, тем больше является суммарное пространство в объеме. Замечательным примером являются газобетоны и пенобетоны. Благодаря пониженной теплопроводности воздуха, их высокие  теплозащитные свойства тесно связаны с пористостью. У газобетонов при низкой теплопроводности с герметичными бетонами поры между собой не связаны. Теплопроводность очень быстро увеличивается при намокании бетонов, потому что в это время воздух заменяется водой. А вода, как известно, имеет высокий коэффициент теплопроводности.

Итак, если бетон содержит в себе повышенную влажность, следовательно, он быстрее промерзает, а, если при замерзании происходит ледяные превращения – увеличение тепловые потери  неизбежны.

beton-lobnya.ru

Теплопроводность тяжелого бетона - от чего зависит теплопроводность?

Теплопроводность тяжелого бетона

Теплопроводность тяжелого бетона – это способность данного материала передавать через себя тепловой поток, который возникает из-за разности температур на противоположных поверхностях конструкции.  Обычно для её определения используют коэффициент теплопроводности, показывающий изменение количества тепла, проходящего через 1м материала при повышении температуры на 1 градус.

От чего зависит теплопроводность?

  1. Структуры. Внутреннее строение бетона очень сильно влияет на коэффициент теплопроводности. В качестве примера стоит привести легкие бетоны – пенно- и газобетон, объем которых насыщен порами с воздухом. Поскольку коэффициент теплопередачи воздуха намного меньше, чем у бетона, среднее значение оказывается достаточно привлекательным.  С тяжелым бетоном дело обстоит строго наоборот: его плотность достаточно высока, более того, внутри материала находятся элементы армирования, поэтому и теплопроводность такого образца может достигать 1.7 Вт/(м*С).

  2. Плотности. Как ясно из приведенного выше примера, с ростом плотности материала увеличивается и теплопроводность.

  3. Влажности. Бетон имеет пористую структуру, внутрь которой часто попадает вода. При понижении температуры находящаяся в микропорах вода замерзнет и станет настоящим проводником тепла, уводя его из помещения. Коэффициент теплопроводности льда составляет 1.8 единицы. Однако не нужно забывать, что лед сам по себе поглощает тепло, переходя в жидкую фазу, поэтому в процессе строительства прикладываются значительные усилия для защиты бетона от попадания воды внутрь его структуры.

Из вышесказанного следует, что теплопроводность тяжелого бетона, варьирующаяся в пределах 1.5-1.7 единиц – это явно не то, что требуется для утепления постройки, поэтому используются специальные теплоизоляционные материалы или же конструкционно-теплоизоляционные бетоны, которые нашли широкое применение и в малоэтажном строительстве.

betonmagnat.ru