Tepelná vodivost betonu: vlastnosti, koeficient a tabulka

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-17 18:44

Jednou z nejdůležitějších vlastností betonu je samozřejmě jeho tepelná vodivost. Tento ukazatel se může výrazně lišit pro různé typy materiálu. Tepelná vodivost betonu závisí především na typu plniva v něm použitého. Čím lehčí materiál, tím lepší izolace před chladem.

Co je tepelná vodivost: definice

Při stavbě budov a konstrukcí lze použít různé materiály. Obytné a průmyslové budovy v ruském klimatu jsou obvykle izolované. To znamená, že při jejich konstrukci se používají speciální izolátory, jejichž hlavním účelem je udržovat pohodlnou teplotu uvnitř areálu. Při výpočtu potřebného množství minerální vlny nebo pěnového polystyrenu se bere v úvahu tepelná vodivost základního materiálu použitého pro stavbu obvodových konstrukcí.

Velmi často se u nás budovy a stavby staví z různých druhů betonu. K tomuto účelu se také používá cihla a dřevo. Ve skutečnosti je tepelná vodivost sama o sobě schopností látky přenášet energii ve své tloušťce v důsledku pohybu molekul. Jítpodobný proces může probíhat jak v pevných částech materiálu, tak v jeho pórech. V prvním případě se to nazývá vedení, ve druhém - konvekce. Chlazení materiálu je mnohem rychlejší v jeho pevných částech. Vzduch, který vyplňuje póry, zachycuje teplo, samozřejmě lépe.

Co určuje ukazatel

Závěry z výše uvedeného lze vyvodit následovně. Tepelná vodivost betonu, dřeva a cihel, stejně jako jakéhokoli jiného materiálu, na nich závisí:

• hustota;
• poréznost;
• vlhkost.

S rostoucí hustotou betonu roste i stupeň jeho tepelné vodivosti. Čím více pórů v materiálu, tím lepší izolace před chladem je.

Druhy betonu

V moderním stavebnictví lze použít různé druhy tohoto materiálu. Nicméně všechny betony existující na trhu lze rozdělit do dvou velkých skupin:

• heavy;
• lehká pěna nebo s porézním plnivem.

Tepelná vodivost těžkého betonu: indikátory

Takové materiály se také dělí do dvou hlavních skupin. Beton lze použít ve stavebnictví:

• heavy;
• obzvlášť těžký.

Při výrobě druhého typu materiálu se používají plniva jako kovový šrot, hematit, magnetit, baryt. Zejména těžké betony se obvykle používají pouze při výstavbě objektů, jejichž hlavním účelem je ochrana před zářením. Tato skupina zahrnuje materiály s hustotou od 2500 kg/m3.

Obyčejný těžký beton se vyrábí za použití takových typů plniv, jako je žula, diabas nebo vápenec, vyrobených na bázi drceného kamene. Při stavbě budov a konstrukcí se používá podobný materiál o hustotě 1600-2500 kg/m3.

Jaká může být v tomto případě tepelná vodivost betonu? Níže uvedená tabulka ukazuje výkon různých typů těžkých materiálů.

Tepelná vodivost těžkého betonu

Typ betonu	Extrémně těžký	Těžký pro RC konstrukce	Na písku
Tepelná vodivost W/(m°C)	1, 28-1, 74	Při hustotě 2500 kg/m3 - 1,7	Při hustotě 1800-2500 kg/m3 - 0,7

Tepelná vodivost lehkého pórobetonu

Tento materiál je také klasifikován do dvou hlavních odrůd. Velmi často se ve stavebnictví používají betony na bázi porézního plniva. Jako poslední se používá expandovaná hlína, tuf, struska, pemza. Ve druhé skupině lehkých betonů se používá běžné plnivo. Ale v procesu hnětení takový materiál pění. Výsledkem je, že po vyzrání zůstává hodně pórů.

Tepelná vodivost lehkého betonu je velmi nízká. Zároveň je však takový materiál z hlediska pevnostních charakteristik horší než těžký. Lehký beton se používá nejčastěji pro stavbu různých druhů bytových apřístavby, které nejsou vystaveny vážnému zatížení.

Lehké betony se klasifikují nejen podle způsobu výroby, ale také podle účelu. V tomto ohledu existují materiály:

• tepelně izolační (s hustotou až 800 kg/m3);
• konstrukční a tepelně izolační (až 1400 kg/m3);
• konstrukční (až 1800 kg/m3).

Tepelná vodivost lehčeného pórobetonu různých typů je uvedena v tabulce.

Lehký beton: indikátory tepelné vodivosti

Typ betonu	Tepelně izolační	Konstrukční a tepelná izolace	Konstrukční
Maximální přípustná tepelná vodivost W/(m°C)	0, 29	0, 64	Nestandardizované

Tepelně izolační materiály

Takové betonové bloky se obvykle používají k obložení stěn montovaných z cihel nebo litých z cementové m alty. Jak je vidět z tabulky, tepelná vodivost betonu této skupiny se může lišit v poměrně velkém rozsahu.

Tepelná vodivost nejlehčích betonů

Materiál	Pórobeton	Expandovaný beton
Tepelná vodivost W/(m°C)	0, 12-0, 14	0, 23-0, 4

Beton této odrůdy se používá nejčastějijako izolační materiály. Ale někdy se z nich staví různé druhy bezvýznamných obvodových plášťů budov.

Konstrukční, tepelně izolační a konstrukční materiály

Z této skupiny se ve stavebnictví nejčastěji používá pěnobeton, strusko-pemzový beton, struskový beton. K této odrůdě lze také přiřadit některé typy keramzitbetonu s hustotou nad 0,29 W / (m ° C).

Konstrukční betony: tepelná vodivost

Materiál	Pórobeton	strusková pemza	Stroskobeton
Tepelná vodivost	0,3 W/(m°C)	Až 0,63 W/(m°C)	0,6W/(m°C)

Velmi často se takový beton s nízkou tepelnou vodivostí používá přímo jako stavební materiál. Někdy se ale používá i jako izolant, který nepropustí chlad.

Jak závisí tepelná vodivost na vlhkosti

Každý ví, že téměř jakýkoli suchý materiál izoluje před chladem mnohem lépe než mokrý. Je to dáno především velmi nízkým stupněm tepelné vodivosti vody. Chrání betonové stěny, podlahy a stropy před nízkými venkovními teplotami, jak jsme zjistili, především díky přítomnosti vzduchem naplněných pórů v materiálu. Když je vlhký, je vytlačen vodou. V důsledku toho se výrazně zvyšuje součinitel tepelné vodivosti betonu. V chladném období se chytí v pórechvoda materiálu zamrzne. Výsledkem je, že tepelně izolační vlastnosti stěn, podlah a stropů jsou dále sníženy.

Stupeň propustnosti vlhkosti u různých typů betonu se může lišit. Podle tohoto ukazatele je materiál klasifikován do několika tříd.

Propustnost betonu pro vlhkost

Konkrétní třída	W4	W6	W8	W10-W14	W16-W20
Poměr voda-cement (ne více)	0, 6	0, 55	0, 45	0, 35	0, 30

Dřevo jako izolant

Velmi oblíbeným a vyhledávaným typem stavebních materiálů je jak "studený" těžký, tak lehký beton, jehož tepelná vodivost je samozřejmě nízká. V každém případě jsou základy většiny budov a staveb postaveny z cementové m alty smíchané s drceným kamenem nebo suťovým kamenem.

Betonová směs nebo tvárnice z ní vyrobené se používají také pro stavbu obvodových plášťů budov. Ale poměrně často se k montáži podlahy, stropů a stěn používají jiné materiály, například dřevo. Trám a deska se samozřejmě liší mnohem menší pevností než beton. Stupeň tepelné vodivosti dřeva je však samozřejmě mnohem nižší. U betonu je tento ukazatel, jak jsme zjistili, 0,12-1,74 W / (m ° C). Ve stromu závisí součinitel tepelné vodivosti včetněvčetně az tohoto konkrétního plemene.

Tepelná vodivost různých druhů dřeva

Druh dřeva	Borovice	Lípa, jedle	Smrk	Topol, dub, javor
Tepelná vodivost W/(m°C)	0, 1	0, 15	0, 11	0, 17-0, 2

U jiných plemen se tento údaj může lišit. Předpokládá se, že průměrná tepelná vodivost dřeva napříč vlákny je 0,14 W / (m ° C). Nejlepší způsob, jak izolovat prostor od chladu, je cedr. Jeho tepelná vodivost je pouze 0,095 W/(m C).

Chla jako izolant

Pro srovnání dále zvažte vlastnosti z hlediska tepelné vodivosti a tohoto oblíbeného stavebního materiálu. Pokud jde o pevnostní vlastnosti, cihla nejenže není horší než beton, ale často jej předčí. Totéž platí pro hustotu tohoto stavebního kamene. Všechny cihly, které se dnes používají při stavbě budov a konstrukcí, se dělí na keramické a silikátové.

Oba tyto typy kamene mohou být:

• korpulentní;
• with Voids;
• slotted.

Samozřejmě, plné cihly udržují teplo hůře než duté a štěrbinové.

Tepelná vodivost cihel

Brick	Silikát/keramika s plným tělem	Silikátová/keramická s dutinami	Drážkovaný silikát/keramika
Tepelná vodivost W/(m°C)	0, 7-0, 8/0, 5-0, 8	0, 66 /0, 57	0, 4/0, 34-0, 43

Tepelná vodivost betonu a cihel je tedy téměř stejná. Silikátový i keramický kámen izolují místnosti od chladu spíše slabě. Domy postavené z takového materiálu by proto měly být dodatečně izolovány. Jako izolanty při opláštění cihelných zdí a také litých z běžného těžkého betonu se nejčastěji používá pěnový polystyren nebo minerální vlna. Pro tento účel můžete také použít porézní bloky.

Jak se vypočítává tepelná vodivost

Tento indikátor je určen pro různé materiály, včetně betonu, podle speciálních vzorců. Celkem lze použít dva způsoby. Tepelná vodivost betonu je určena Kaufmanovým vzorcem. Vypadá to takto:

0,0935x(m) 0,5x2,28m + 0,025, kde m je hmotnost roztoku.

Pro mokré (více než 3%) roztoky se používá Nekrasovův vzorec: (0,196 + 0,22 m2) 0,5 - 0,14.

Expandovaný beton o hustotě 1000 kg/m3 má hmotnost 1 kg. Podle toho např. podle Kaufmana v tomto případě vyjde součinitel 0,238 Tepelná vodivost betonu se stanovuje při teplotě směsi +25 C. U studených a vytápěných materiálů jejíčísla se mohou mírně lišit.