Betonin lämmönjohtavuus: ominaisuudet, kerroin ja taulukko

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-17 18:49

Yksi betonin tärkeimmistä ominaisuuksista on tietysti sen lämmönjohtavuus. Tämä indikaattori voi vaihdella huomattavasti eri materiaalityypeillä. Betonin lämmönjohtavuus riippuu ensisijaisesti siinä käytetyn täyteaineen tyypistä. Mitä kevyempi materiaali, sitä parempi eristys kylmältä.

Mikä on lämmönjohtavuus: määritelmä

Rakennusten ja rakenteiden rakentamisessa voidaan käyttää erilaisia materiaaleja. Asuin- ja teollisuusrakennukset Venäjän ilmastossa on yleensä eristetty. Toisin sanoen niiden rakentamisen aikana käytetään erityisiä eristeitä, joiden päätarkoituksena on ylläpitää mukava lämpötila tilojen sisällä. Laskettaessa tarvittavaa mineraalivilla- tai polystyreenivaahtomäärää otetaan huomioon kotelointirakenteiden rakentamiseen käytetyn perusmateriaalin lämmönjohtavuus.

Hyvin usein rakennukset ja rakenteet maassamme rakennetaan erityyppisistä betoneista. Myös tiiliä ja puuta käytetään tähän tarkoitukseen. Itse asiassa lämmönjohtavuus itsessään on aineen kyky siirtää energiaa paksuudessaan molekyylien liikkeen vuoksi. Mennäsamanlainen prosessi voi sekä materiaalin kiinteissä osissa että sen huokosissa. Ensimmäisessä tapauksessa sitä kutsutaan johtumiseksi, toisessa - konvektioksi. Materiaalin jäähtyminen on paljon nopeampaa sen kiinteissä osissa. Huokoset täyttävä ilma sitoo lämpöä, tietysti paremmin.

Mikä määrittää indikaattorin

Johtopäätökset yllä olevasta voidaan tehdä seuraavasti. Betonin, puun ja tiilen lämmönjohtavuus, kuten minkä tahansa muun materiaalin, riippuu niistä:

• tiheys;
• huokoisuus;
• kosteus.

Betonin tiheyden kasvaessa myös sen lämmönjohtavuusaste kasvaa. Mitä enemmän huokosia materiaalissa on, sitä paremmin se eristää kylmää.

Betonityypit

Nykyaikaisessa rakentamisessa voidaan käyttää erilaisia tämän materiaalin tyyppejä. Kaikki markkinoilla olevat betonit voidaan kuitenkin luokitella kahteen suureen ryhmään:

• raskas;
• kevyesti vaahtoava tai huokoisella täyteaineella.

Raskaan betonin lämmönjohtavuus: indikaattorit

Tällaiset materiaalit on myös jaettu kahteen pääryhmään. Betonia voidaan käyttää rakentamisessa:

• raskas;
• erityisen raskasta.

Toisen tyyppisten materiaalien valmistuksessa käytetään täyteaineita, kuten metalliromua, hematiittia, magnetiittia ja bariittia. Erityisesti raskaita betoneja käytetään yleensä vain laitosten rakentamisessa, joiden päätarkoitus on suojautua säteilyltä. Tähän ryhmään kuuluvat materiaalit, joiden tiheys on alkaen 2500 kg/m3.

Tavallinen raskas betoni valmistetaan sellaisista täyteainetyypeistä kuin graniitti, diabaas tai kalkkikivi, joka on valmistettu murskeesta. Rakennusten ja rakenteiden rakentamisessa käytetään samanlaista materiaalia, jonka tiheys on 1600-2500 kg/m3.

Mikä voi olla betonin lämmönjohtavuus tässä tapauksessa? Alla oleva taulukko näyttää erityyppisten raskaiden materiaalien suorituskyvyn.

Raskasbetonin lämmönjohtavuus

Betonin tyyppi	Erittäin raskas	Raskas RC-rakenteille	hiekalla
Lämmönjohtavuus W/(m°C)	1, 28-1, 74	Tiheydellä 2500 kg/m3 - 1,7	Tiheydellä 1800-2500 kg/m3 - 0,7

Kevyen solubetonin lämmönjohtavuus

Tämä materiaali on myös luokiteltu kahteen päälajikkeeseen. Hyvin usein rakentamisessa käytetään huokoiseen täyteaineeseen perustuvia betoneja. Jälkimmäisenä käytetään paisutettua savea, tuffia, kuonaa, hohkakiviä. Toisessa kevytbetoniryhmässä käytetään tavallista täyteainetta. Mutta vaivaamisen aikana tällainen materiaali vaahtoaa. Seurauksena on, että kypsymisen jälkeen siihen jää paljon huokosia.

Kevytbetonin lämmönjohtavuus on erittäin alhainen. Mutta samaan aikaan lujuusominaisuuksien suhteen tällainen materiaali on huonompi kuin raskas. Kevytbetonia käytetään useimmiten erilaisten asuin- ja rakennusten rakentamiseenulkorakennukset, joihin ei kohdistu vakavia kuormituksia.

Kevytbetonit luokitellaan paitsi valmistustavan, myös käyttötarkoituksen mukaan. Tältä osin on olemassa materiaaleja:

• lämpöä eristävä (tiheys jopa 800 kg/m3);
• rakenteelliset ja lämpöä eristävät (jopa 1400 kg/m3);
• rakenteellinen (jopa 1800 kg/m3).

Erityyppisten solukevytbetonin lämmönjohtavuus on esitetty taulukossa.

Kevytbetoni: lämmönjohtavuusindikaattorit

Betonin tyyppi	Lämpöä eristävä	Rakenne- ja lämmöneristys	Rakentaminen
Suurin sallittu lämmönjohtavuus W/(m°C)	0, 29	0, 64	Ei standardoitu

Lämpöeristysmateriaalit

Tällaisia betonilohkoja käytetään yleensä tiilistä koottujen tai sementtilaastista kaattujen seinien vuoraukseen. Kuten taulukosta voidaan nähdä, tämän ryhmän betonin lämmönjohtavuus voi vaihdella melko laajalla alueella.

Kevyimpien betonien lämmönjohtavuus

Materiaali	Hoikaisubetoni	Laiskebetoni
Lämmönjohtavuus W/(m°C)	0, 12-0, 14	0, 23-0, 4

Tämän lajikkeen betonia käytetään useimmiteneristysmateriaaleina. Mutta joskus niistä kootaan erilaisia merkityksettömiä rakennusvaipoja.

Rakenne-, lämmöneristys- ja rakennemateriaalit

Tästä ryhmästä rakentamisessa käytetään useimmiten vaahtobetoni, kuona-hohkakekvi, kuonabetoni. Joitakin paisutettu savibetonityyppejä, joiden tiheys on yli 0,29 W / (m ° C), voidaan myös lukea tämän lajikkeen ansioksi.

Rakennebetonit: lämmönjohtavuus

Materiaali	Hoikaisubetoni	Kuonahohkakivibetoni	Kuonabetoni
Lämmönjohtavuus	0,3W/(m°C)	Jopa 0,63 W/(m°C)	0,6W/(m°C)

Hyvin usein tällaista matalan lämmönjohtavuuden omaavaa betonia käytetään suoraan rakennusmateriaalina. Mutta joskus sitä käytetään myös eristeenä, joka ei päästä kylmää läpi.

Miten lämmönjohtavuus riippuu kosteudesta

Kaikki tietävät, että melkein mikä tahansa kuiva materiaali eristää kylmää paljon paremmin kuin märkä. Tämä johtuu ensisijaisesti veden erittäin alhaisesta lämmönjohtavuusasteesta. Ne suojaavat betoniseiniä, lattioita ja kattoja alhaisilta ulkolämpötiloilta, kuten havaitsimme, pääasiassa materiaalissa olevien ilmalla täytettyjen huokosten vuoksi. Märkänä jälkimmäinen syrjäyttää veden. Ja näin ollen betonin lämmönjohtavuuskerroin kasvaa merkittävästi. Kylmänä vuodenaikana kiinni huokosissamateriaali vesi jäätyy. Tuloksena seinien, lattioiden ja kattojen lämmönvarausominaisuudet heikkenevät entisestään.

Erityyppisten betonien kosteudenläpäisevyysaste voi vaihdella. Tämän indikaattorin mukaan materiaali luokitellaan useisiin luokkiin.

Betonin kosteudenläpäisevyys

Betonilaatu	W4	W6	W8	W10-W14	W16-W20
Vesi-sementtisuhde (ei enää)	0, 6	0, 55	0, 45	0, 35	0, 30

Puu eristeenä

Sekä "kylmä" raskas ja kevyt betoni, jonka lämmönjohtavuus on tietysti alhainen, ovat erittäin suosittuja ja haluttuja rakennusmateriaalityyppejä. Joka tapauksessa useimpien rakennusten ja rakenteiden perustukset on rakennettu sementtilaastista, johon on sekoitettu murskattua kiveä tai kivimurskaa.

Betoniseosta tai siitä valmistettuja lohkoja käytetään myös rakennusvaipan rakentamiseen. Mutta melko usein lattian, kattojen ja seinien kokoamiseen käytetään muita materiaaleja, esimerkiksi puuta. Palkki ja lauta eroavat tietysti paljon vähemmän lujuudesta kuin betoni. Puun lämmönjohtavuusaste on kuitenkin tietysti paljon alhaisempi. Betonille tämä indikaattori, kuten havaitsimme, on 0,12-1,74 W / (m ° C). Puussa lämmönjohtavuuskerroin riippuu mmmukaan lukien ja tästä rodusta.

Eri puulajien lämmönjohtavuus

Puulaji	mänty	Lemus, kuusi	Kuusi	Popeli, tammi, vaahtera
Lämmönjohtavuus W/(m°C)	0, 1	0, 15	0, 11	0, 17-0, 2

Muilla roduilla tämä luku voi olla erilainen. Puun keskimääräisen lämmönjohtavuuden kuitujen poikki uskotaan olevan 0,14 W / (m ° C). Paras tapa eristää tilaa kylmältä on setri. Sen lämmönjohtavuus on vain 0,095 W/(m C).

Tiili eristeenä

Seuraavaksi vertailun vuoksi harkitse lämmönjohtavuuden ja tämän suositun rakennusmateriaalin ominaisuuksia. Lujuusominaisuuksien suhteen tiili ei vain ole huonompi kuin betoni, vaan usein ylittää sen. Sama koskee tämän rakennuskiven tiheyttä. Kaikki nykyään rakennusten ja rakenteiden rakentamisessa käytettävät tiilet luokitellaan keraamisiin ja silikaattisiin.

Molemmat nämä kivityypit voivat puolestaan olla:

• korpulentti;
• tyhjiöillä;
• ura.

Tietenkin kiinteät tiilet säilyttävät lämpöä huonommin kuin ontot ja uritetut tiilet.

Tiilien lämmönjohtavuus

Tiili	Täyteläinen silikaatti/keramiikka	Silikaatti/keramiikka, jossa on aukkoja	Urasilikaatti/keramiikka
Lämmönjohtavuus W/(m°C)	0, 7-0, 8/0, 5-0, 8	0, 66 /0, 57	0, 4/0, 34-0, 43

Betonin ja tiilen lämmönjohtavuus on siis lähes sama. Sekä silikaatti että keraaminen kivi eristävät huoneet kylmältä melko heikosti. Siksi tällaisesta materiaalista rakennetut talot tulisi lisäksi eristää. Eristimenä tiiliseinien päällysteessä sekä tavallisesta raskaasta betonista kaadettuna käytetään useimmiten paisutettua polystyreeniä tai mineraalivillaa. Voit käyttää tähän tarkoitukseen myös huokoisia lohkoja.

Kuinka lämmönjohtavuus lasketaan

Tämä indikaattori määritetään eri materiaaleille, mukaan lukien betonille, erityisten kaavojen mukaan. Yhteensä voidaan käyttää kahta menetelmää. Betonin lämmönjohtavuus määritetään Kaufmanin kaavalla. Se näyttää tältä:

0,0935x(m) 0,5x2,28m + 0,025, missä m on liuoksen massa.

Märkille (yli 3 %) liuoksille käytetään Nekrasovin kaavaa: (0,196 + 0,22 m2) 0,5 - 0,14.

Paisubetoni, jonka tiheys on 1000 kg/m3, painaa 1 kg. Vastaavasti esimerkiksi Kaufmanin mukaan tässä tapauksessa saadaan kerroin 0,238. Betonin lämmönjohtavuus määritetään seoslämpötilassa +25 C. Kylmille ja kuumille materiaaleille senluvut voivat vaihdella hieman.