מוליכות תרמית של בטון: תכונות, מקדם וטבלה

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-17 18:51

אחד המאפיינים החשובים ביותר של בטון, כמובן, הוא המוליכות התרמית שלו. אינדיקטור זה יכול להשתנות באופן משמעותי עבור סוגים שונים של חומר. המוליכות התרמית של הבטון תלויה בעיקר בסוג המילוי המשמש בו. ככל שהחומר קל יותר, כך המבודד מהקור טוב יותר.

מהי מוליכות תרמית: הגדרה

ניתן להשתמש בחומרים שונים בבניית מבנים ומבנים. מבני מגורים ותעשייה באקלים הרוסי מבודדים בדרך כלל. כלומר, במהלך הבנייה שלהם, מבודדים מיוחדים משמשים, שמטרתם העיקרית היא לשמור על טמפרטורה נוחה בתוך המקום. בעת חישוב הכמות הנדרשת של צמר מינרלי או קצף פוליסטירן, נלקחת בחשבון המוליכות התרמית של חומר הבסיס המשמש לבניית המבנים התוחמים.

לעתים קרובות מאוד, מבנים ומבנים בארצנו בנויים מסוגים שונים של בטון. גם לבנים ועץ משמשים למטרה זו. למעשה, מוליכות תרמית עצמה היא היכולת של חומר להעביר אנרגיה בעובי שלו עקב תנועת מולקולות. ללכתתהליך דומה יכול, הן בחלקים המוצקים של החומר, והן בנקבוביות שלו. במקרה הראשון, זה נקרא הולכה, במקרה השני - הסעה. הקירור של החומר מהיר הרבה יותר בחלקיו המוצקים. אוויר שממלא את הנקבוביות לוכד חום, כמובן טוב יותר.

מה קובע את המחוון

ניתן להסיק את המסקנות מהאמור לעיל כדלקמן. המוליכות התרמית של בטון, עץ ולבנים, כמו כל חומר אחר, תלויה בהם:

• density;
• porosity;
• humidity.

עם העלייה בצפיפות הבטון, עולה גם מידת המוליכות התרמית שלו. ככל שיש יותר נקבוביות בחומר, כך הוא מבודד טוב יותר מהקור.

סוגי בטון

בבנייה מודרנית, ניתן להשתמש במגוון סוגים של חומר זה. עם זאת, ניתן לסווג את כל הבטון הקיים בשוק לשתי קבוצות גדולות:

• heavy;
• מוקצף קל או עם מילוי נקבובי.

מוליכות תרמית של בטון כבד: אינדיקטורים

חומרים כאלה מחולקים גם לשתי קבוצות עיקריות. ניתן להשתמש בבטון בבנייה:

• heavy;
• כבד במיוחד.

בייצור החומר השני משתמשים בחומרי מילוי כמו גרוטאות מתכת, המטיט, מגנטיט, בריט. בטון כבד במיוחד משמש לרוב רק בבניית מתקנים שמטרתם העיקרית היא הגנה מקרינה. קבוצה זו כוללת חומרים עם צפיפות של 2500 ק"ג/מ"ר3.

בטון כבד רגיל נעשה באמצעות חומרי מילוי כגון גרניט, דיאבז או אבן גיר, המיוצרים על בסיס אבן כתוש. בבניית מבנים ומבנים משתמשים בחומר דומה בצפיפות של 1600-2500 ק"ג/מ"ר3.

מה יכולה להיות המוליכות התרמית של בטון במקרה זה? הטבלה שלהלן מציגה את הביצועים של סוגים שונים של חומרים כבדים.

מוליכות תרמית של בטון כבד

סוג הבטון	כבד במיוחד	כבד עבור מבני RC	על החול
מוליכות תרמית W/(מ°C)	1, 28-1, 74	בצפיפות 2500 ק"ג/מ"ק - 1.7	בצפיפות 1800-2500 ק"ג/מ"ק - 0.7

מוליכות תרמית של בטון סלולרי קל

חומר זה מסווג גם לשני זנים עיקריים. לעתים קרובות מאוד, בטון המבוסס על מילוי נקבובי משמשים בבנייה. כמו האחרון, חימר מורחב, טוף, סיגים, פומיס משמשים. בקבוצה השנייה של בטון קל משתמשים בחומר מילוי רגיל. אבל בתהליך הלישה, חומר כזה קצף. כתוצאה מכך, לאחר התבגרות, הוא נשאר הרבה נקבוביות.

המוליכות התרמית של בטון קל נמוכה מאוד. אבל יחד עם זאת, מבחינת מאפייני חוזק, חומר כזה נחות מחומר כבד. בטון קל משמש לרוב לבנייה של סוגים שונים של מגורים ומבנים שאינם נתונים לעומסים רציניים.

בטון קל מסווג לא רק לפי שיטת הייצור, אלא גם לפי מטרה. בהקשר זה, ישנם חומרים:

• מבודד חום (עם צפיפות של עד 800 ק"ג/מ"ק);
• מבני ומבודד חום (עד 1400 ק"ג/מ"ק);
• מבנה (עד 1800 ק"ג/מ"ק).

מוליכות תרמית של בטון קל סלולרי מסוגים שונים מוצגת בטבלה.

בטון קל: מחווני מוליכות תרמית

סוג הבטון	בידוד חום	בידוד מבני ותרמי	Constructional
מוליכות תרמית מקסימלית מותרת W/(מ°C)	0, 29	0, 64	לא סטנדרטי

חומרי בידוד חום

בלוקים בטון כאלה משמשים בדרך כלל לחיפוי קירות המורכבים מלבנים או שנוצקים מטיט מלט. כפי שניתן לראות מהטבלה, המוליכות התרמית של בטון מקבוצה זו יכולה להשתנות בטווח די גדול.

מוליכות תרמית של הבטון הקל ביותר

חומר	בטון סודה	בטון מורחב
מוליכות תרמית W/(מ°C)	0, 12-0, 14	0, 23-0, 4

בטון מזן זה משמש לרובכחומרי בידוד. אבל לפעמים מוקמים מהם סוגים שונים של מעטפות בניין לא משמעותיות.

חומרי מבנה, בידוד חום ומבנים

מקבוצה זו, בטון קצף, בטון סיגים-פומיס, בטון סיגים משמשים לרוב בבנייה. ניתן לייחס לזן זה סוגים מסוימים של בטון חרס מורחב עם צפיפות מעל 0.29 W / (מ' מעלות צלזיוס).

בטון מבני: מוליכות תרמית

חומר	בטון סודה	בטון פומיס סלאג	בטון סלאג
מוליכות תרמית	0.3W/(מ°C)	עד 0.63 W/(מ°C)	0.6W/(מ°C)

לעתים קרובות מאוד בטון כזה עם מוליכות תרמית נמוכה משמש ישירות כחומר בנייה. אבל לפעמים הוא משמש גם כמבודד שלא נותן לקור לעבור.

איך מוליכות תרמית תלויה בלחות

כולם יודעים שכמעט כל חומר יבש מבודד מהקור הרבה יותר מאשר רטוב. זה נובע בעיקר מהדרגה הנמוכה מאוד של מוליכות תרמית של מים. הם מגנים על קירות, רצפות ותקרות מבטון מפני טמפרטורות נמוכות חיצוניות, כפי שגילינו, בעיקר בשל נוכחות של נקבוביות מלאות אוויר בחומר. כאשר הוא רטוב, האחרון נעקר על ידי מים. וכתוצאה מכך, מקדם המוליכות התרמית של בטון עולה באופן משמעותי. בעונה הקרה, נתפס בנקבוביותמים חומר קופאים. התוצאה היא שאיכויות שמירת החום של קירות, רצפות ותקרות מופחתות עוד יותר.

דרגת חדירות הלחות של סוגי בטון שונים עשויה להשתנות. לפי אינדיקטור זה, החומר מסווג למספר דרגות.

חדירות לחות של בטון

ציון בטון	W4	W6	W8	W10-W14	W16-W20
יחס מים-צמנט (לא יותר)	0, 6	0, 55	0, 45	0, 35	0, 30

עץ כמבודד

גם בטון כבד וקל "קר", שמוליכות התרמית שלו נמוכה, כמובן, הם סוגי חומרי בניין פופולריים ומבוקשים מאוד. בכל מקרה, היסודות של רוב המבנים והמבנים בנויים מטיט צמנט מעורבב באבן כתוש או אבן הריסות.

תערובת בטון או בלוקים העשויים ממנה משמשים גם לבניית מעטפות בניין. אבל לעתים קרובות למדי, חומרים אחרים משמשים להרכבת הרצפה, התקרות והקירות, למשל, עץ. קורה ולוח שונים, כמובן, הרבה פחות חוזק מאשר בטון. עם זאת, מידת המוליכות התרמית של העץ, כמובן, נמוכה בהרבה. עבור בטון, מחוון זה, כפי שגילינו, הוא 0.12-1.74 W / (מ' מעלות צלזיוס). בעץ, מקדם המוליכות התרמית תלוי, כוללכולל ומן הגזע המסוים הזה.

מוליכות תרמית של סוגי עץ שונים

סוג העץ	Pine	לינדן, אשוח	Spruce	צפצפה, אלון, מייפל
מוליכות תרמית W/(מ°C)	0, 1	0, 15	0, 11	0, 17-0, 2

בגזעים אחרים, נתון זה עשוי להיות שונה. הוא האמין כי המוליכות התרמית הממוצעת של עץ על פני הסיבים היא 0.14 W / (m ° C). הדרך הטובה ביותר לבודד את החלל מהקור היא ארז. המוליכות התרמית שלו היא רק 0.095 W/(m C).

לבנים כמבודד

לאחר מכן, לשם השוואה, שקול את המאפיינים במונחים של מוליכות תרמית וחומר הבניין הפופולרי הזה. במונחים של מאפייני חוזק, הלבנים לא רק שאינן נחותות מבטון, אלא לעיתים קרובות עולה עליה. כך גם לגבי הצפיפות של אבן הבניין הזו. כל הלבנים המשמשות היום לבניית מבנים ומבנים מסווגים לקרמיקה וסיליקט.

שני סוגי האבנים האלה, בתורם, יכולים להיות:

• corpulent;
• עם חללים;
• slotted.

כמובן, לבנים מוצקות שומרות על חום גרוע יותר מאלה חלולים ומחוררים.

מוליכות תרמית של לבנים

לבנה	סיליקט/קרמיקה בגוף מלא	סיליקט/קרמיקה עם חללים	סיליקט/קרמיקה מחורצים
מוליכות תרמית W/(מ°C)	0, 7-0, 8/0, 5-0, 8	0, 66 /0, 57	0, 4/0, 34-0, 43

המוליכות התרמית של בטון ולבנים היא אפוא כמעט זהה. גם סיליקט וגם אבן קרמית מבודדים חדרים מהקור בצורה חלשה למדי. לכן, בתים שנבנו מחומר כזה צריכים להיות מבודדים בנוסף. כמבודדים בעת כיסוי קירות לבנים, כמו גם אלה שנוצקים מבטון כבד רגיל, משתמשים לרוב בפוליסטירן מורחב או בצמר מינרלי. אתה יכול גם להשתמש בלוקים נקבוביים למטרה זו.

כיצד מחושבת מוליכות תרמית

אינדיקטור זה נקבע עבור חומרים שונים, כולל בטון, לפי נוסחאות מיוחדות. בסך הכל, ניתן להשתמש בשתי שיטות. המוליכות התרמית של בטון נקבעת על ידי נוסחת קאופמן. זה נראה כך:

0.0935x(m) 0.5x2.28m + 0.025, כאשר m היא המסה של התמיסה.

לתמיסות רטובות (יותר מ-3%), נעשה שימוש בנוסחת Nekrasov: (0.196 + 0.22 m2) 0.5 - 0.14.

בטון מורחב בצפיפות של 1000 ק"ג/מ"ק בעל מסה של 1 ק"ג. בהתאם, למשל, לפי קאופמן, במקרה זה, יתקבל מקדם של 0.238. מוליכות תרמית של בטון נקבעת בטמפרטורת תערובת של +25 C. עבור חומרים קרים ומחוממים, שלההנתונים עשויים להשתנות מעט.