Betooni soojusjuhtivus: omadused, koefitsient ja tabel

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-17 18:48

Betooni üks olulisemaid omadusi on loomulikult selle soojusjuhtivus. Erinevat tüüpi materjalide puhul võib see indikaator oluliselt erineda. Betooni soojusjuhtivus sõltub eelkõige selles kasutatava täiteaine tüübist. Mida kergem on materjal, seda parem isolaator külma eest.

Mis on soojusjuhtivus: määratlus

Hoonete ja rajatiste ehitamisel saab kasutada erinevaid materjale. Elu- ja tööstushooned Venemaa kliimas on tavaliselt isoleeritud. See tähendab, et nende ehitamisel kasutatakse spetsiaalseid isolaatoreid, mille peamine eesmärk on hoida ruumides mugavat temperatuuri. Mineraalvilla või vahtpolüstürooli vajaliku koguse arvutamisel võetakse arvesse piirdekonstruktsioonide ehitamiseks kasutatud alusmaterjali soojusjuhtivust.

Väga sageli ehitatakse meie riigis hooneid ja rajatisi erinevat tüüpi betoonist. Selleks kasutatakse ka tellist ja puitu. Tegelikult on soojusjuhtivus ise aine võime molekulide liikumise tõttu oma paksuses energiat üle kanda. Minesarnane protsess võib toimuda nii materjali tahketes osades kui ka selle poorides. Esimesel juhul nimetatakse seda juhtivaks, teisel - konvektsiooniks. Materjali jahtumine on selle tahketes osades palju kiirem. Poore täitev õhk hoiab soojuse kinni, muidugi paremini.

Mis määrab indikaatori

Järeldused ül altoodust saab teha järgmiselt. Betooni, puidu ja tellise soojusjuhtivus, nagu mis tahes muu materjali, sõltub neist:

• tihedus;
• poorsus;
• niiskus.

Betooni tiheduse suurenemisega suureneb ka selle soojusjuhtivusaste. Mida rohkem poore materjalis on, seda parem see külma eest isoleerib.

Betooni tüübid

Kaasaegses ehituses saab kasutada mitmesuguseid selle materjali liike. Kuid kõik turul olevad betoonid võib liigitada kahte suurde rühma:

• raske;
• kerge vahune või poorse täiteainega.

Raske betooni soojusjuhtivus: indikaatorid

Sellised materjalid jagunevad samuti kahte põhirühma. Betooni saab ehituses kasutada:

• raske;
• eriti raske.

Teist tüüpi materjalide tootmisel kasutatakse täiteaineid nagu metallijäätmed, hematiit, magnetiit, bariit. Eriti raskeid betoone kasutatakse tavaliselt vaid rajatiste ehitamisel, mille põhieesmärk on kaitse kiirguse eest. Sellesse rühma kuuluvad materjalid tihedusega alates 2500 kg/m3.

Tavalise raske betooni valmistamisel kasutatakse killustiku baasil valmistatud täiteaineid nagu graniit, diabaas või lubjakivi. Hoonete ja rajatiste ehitamisel kasutatakse sarnast materjali tihedusega 1600-2500 kg/m3.

Milline võib sel juhul olla betooni soojusjuhtivus? Allolev tabel näitab erinevat tüüpi raskete materjalide toimivust.

Raske betooni soojusjuhtivus

Betooni tüüp	Eriti raske	Raske RC-struktuuride jaoks	Liival
Soojusjuhtivus W/(m°C)	1, 28-1, 74	Tihedusega 2500 kg/m3 – 1,7	Tihedusega 1800–2500 kg/m3 – 0,7

Kergbetooni soojusjuhtivus

See materjal on samuti liigitatud kahte põhitüüpi. Väga sageli kasutatakse ehituses poorsel täiteainel põhinevaid betoone. Viimastena kasutatakse paisutatud savi, tuffi, räbu, pimsskivi. Teises kergbetoonide rühmas kasutatakse tavalist täiteainet. Aga sõtkumise käigus selline materjal vahutab. Selle tulemusena jääb pärast küpsemist sellele palju poore.

Kergbetooni soojusjuhtivus on väga madal. Kuid samal ajal on selline materjal tugevusomaduste poolest halvem kui raske. Kergbetooni kasutatakse kõige sagedamini mitmesuguste elamute ja elamute ehitamisekskõrvalhooned, mis ei allu tõsisele koormusele.

Kergbetoone klassifitseeritakse mitte ainult tootmismeetodi, vaid ka eesmärgi järgi. Sellega seoses on materjale:

• soojust isoleeriv (tihedusega kuni 800 kg/m3);
• struktuurne ja soojusisolatsioon (kuni 1400 kg/m3);
• konstruktsiooniline (kuni 1800 kg/m3).

Eri tüüpi kärgkergbetooni soojusjuhtivus on toodud tabelis.

Kergebetoon: soojusjuhtivuse näitajad

Betooni tüüp	Soojusisoleeriv	Struktuuri- ja soojusisolatsioon	Ehituslik
Maksimaalne lubatud soojusjuhtivus W/(m°C)	0, 29	0, 64	Pole standardiseeritud

Soojusisolatsioonimaterjalid

Selliseid betoonplokke kasutatakse tavaliselt tellistest kokkupandud või tsemendimördist valatud seinte vooderdamiseks. Nagu tabelist näha, võib selle rühma betooni soojusjuhtivus varieeruda üsna suures vahemikus.

Kergimate betoonide soojusjuhtivus

Materjal	gaasbetoon	Paisutatud betoon
Soojusjuhtivus W/(m°C)	0, 12-0, 14	0, 23-0, 4

Seda sorti betooni kasutatakse kõige sagedaminiisoleermaterjalina. Kuid mõnikord püstitatakse neist mitmesuguseid ebaolulisi hoonepiirdeid.

Konstruktsiooni-, soojusisolatsiooni- ja konstruktsioonimaterjalid

Sellest rühmast kasutatakse ehituses kõige sagedamini vahtbetooni, räbu-pimssbetooni, räbubetooni. Sellele sordile võib omistada ka teatud tüüpi paisutatud savibetooni, mille tihedus on üle 0,29 W / (m ° C).

Konstruktsioonibetoonid: soojusjuhtivus

Materjal	gaasbetoon	Räbu pimssbetoon	Räbubetoon
Soojusjuhtivus	0,3W/(m°C)	Kuni 0,63 W/(m°C)	0,6W/(m°C)

Väga sageli kasutatakse sellist madala soojusjuhtivusega betooni otse ehitusmaterjalina. Kuid mõnikord kasutatakse seda ka isolaatorina, mis ei lase külma läbi.

Kuidas sõltub soojusjuhtivus niiskusest

Kõik teavad, et peaaegu iga kuiv materjal isoleerib külma palju paremini kui märg. Selle põhjuseks on eelkõige vee väga madal soojusjuhtivus. Need kaitsevad betoonseinu, põrandaid ja lagesid madalate välistemperatuuride eest, nagu teada saime, peamiselt tänu õhuga täidetud pooride olemasolule materjalis. Märg olles tõrjub viimane välja vee poolt. Ja sellest tulenev alt suureneb betooni soojusjuhtivuse koefitsient oluliselt. Külmal aastaajal pooridesse püütudmaterjali vesi külmub. Tulemuseks on see, et seinte, põrandate ja lagede soojust hoidvad omadused vähenevad veelgi.

Erinevate betoonitüüpide niiskusläbilaskvusaste võib erineda. Selle näitaja järgi liigitatakse materjal mitmesse klassi.

Betooni niiskusläbilaskvus

Betoonaste	N4	W6	W8	W10-W14	W16-W20
Vee-tsemendi suhe (mitte enam)	0, 6	0, 55	0, 45	0, 35	0, 30

Puit isolaatorina

Nii "külm" raske- kui ka kerge betoon, mille soojusjuhtivus on loomulikult madal, on väga populaarsed ja nõutud ehitusmaterjalide liigid. Igal juhul ehitatakse enamiku hoonete ja rajatiste vundamendid tsemendimördist, mis on segatud killustiku või killustikuga.

Betoonisegu või sellest valmistatud plokke kasutatakse ka ehitiste välispiirete ehitamiseks. Kuid üsna sageli kasutatakse põranda, lagede ja seinte kokkupanekuks muid materjale, näiteks puitu. Tala ja laud erinevad loomulikult palju vähem tugevust kui betoon. Kuid puidu soojusjuhtivuse aste on loomulikult palju madalam. Betooni puhul on see indikaator, nagu saime teada, 0,12–1,74 W / (m ° C). Puus sõltub soojusjuhtivuse koefitsient, sealhulgaskaasa arvatud ja sellelt konkreetselt tõult.

Erinevate puiduliikide soojusjuhtivus

Puiduliik	Mänd	Pärn, kuusk	Kuusk	Papel, tamm, vaher
Soojusjuhtivus W/(m°C)	0, 1	0, 15	0, 11	0, 17-0, 2

Teiste tõugude puhul võib see näitaja olla erinev. Arvatakse, et puidu keskmine soojusjuhtivus kiudude lõikes on 0,14 W / (m ° C). Parim viis ruumi külma eest isoleerimiseks on seeder. Selle soojusjuhtivus on ainult 0,095 W/(m C).

Telli isolaatorina

Järgmisena kaaluge võrdluseks soojusjuhtivuse ja selle populaarse ehitusmaterjali omadusi. Tugevusomaduste poolest ei ole tellis mitte ainult betoonist madalam, vaid sageli ületab seda. Sama kehtib ka selle ehituskivi tiheduse kohta. Kõik tänapäeval hoonete ja rajatiste ehitamisel kasutatavad tellised liigitatakse keraamilisteks ja silikaatteks.

Mõlemat tüüpi kivid võivad omakorda olla:

• korpulentne;
• tühjadega;
• piludega.

Muidugi hoiavad tahked tellised soojust halvemini kui õõnsad ja piludega tellised.

Telliste soojusjuhtivus

Brick	Täidlane silikaat/keraamika	Silikaat/keraamika tühimikega	Silikaat/keraamiline lõhikuga
Soojusjuhtivus W/(m°C)	0, 7-0, 8/0, 5-0, 8	0, 66 /0, 57	0, 4/0, 34-0, 43

Betooni ja tellise soojusjuhtivus on seega peaaegu sama. Nii silikaat- kui keraamiline kivi isoleerivad ruume külma eest üsna nõrg alt. Seetõttu tuleks sellisest materjalist ehitatud majad täiendav alt isoleerida. Telliseinte katmisel, aga ka tavalisest raskest betoonist valatavate seinte isolaatoritena kasutatakse kõige sagedamini vahtpolüstüreeni või mineraalvilla. Selleks võite kasutada ka poorseid plokke.

Kuidas soojusjuhtivust arvutatakse

See indikaator määratakse erinevatele materjalidele, sealhulgas betoonile, spetsiaalsete valemite järgi. Kokku saab kasutada kahte meetodit. Betooni soojusjuhtivus määratakse Kaufmani valemiga. See näeb välja selline:

0,0935x(m) 0,5x2,28 m + 0,025, kus m on lahuse mass.

Märgade (üle 3%) lahuste puhul kasutatakse Nekrasovi valemit: (0,196 + 0,22 m2) 0,5 - 0,14.

1000 kg/m3 tihedusega paisutatud betooni mass on 1 kg. Vastav alt saab näiteks Kaufmani sõnul sel juhul koefitsient 0,238. Betooni soojusjuhtivus määratakse segutemperatuuril +25 C. Külmade ja kuumutatud materjalide puhul on sellearvud võivad veidi erineda.