A beton hővezető képessége: jellemzők, együttható és táblázat

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-17 18:54

A beton egyik legfontosabb jellemzője természetesen a hővezető képessége. Ez a mutató jelentősen eltérhet a különböző típusú anyagoknál. A beton hővezető képessége elsősorban a benne használt töltőanyag típusától függ. Minél könnyebb az anyag, annál jobban szigeteli a hideget.

Mi a hővezető képesség: definíció

Épületek és építmények építésénél különböző anyagok használhatók. A lakó- és ipari épületek az orosz éghajlaton általában szigeteltek. Vagyis építésük során speciális szigetelőket használnak, amelyek fő célja a kényelmes hőmérséklet fenntartása a helyiségekben. Az ásványgyapot vagy polisztirolhab szükséges mennyiségének számításakor a burkolószerkezetek építéséhez felhasznált alapanyag hővezető képességét veszik figyelembe.

Hazánkban nagyon gyakran különböző típusú betonból építenek épületeket és építményeket. Erre a célra téglát és fát is használnak. Valójában maga a hővezető képesség egy anyag azon képessége, hogy a molekulák mozgása miatt a vastagságában energiát adjon át. Megyhasonló folyamat lehet, mind az anyag szilárd részeiben, mind a pórusaiban. Az első esetben vezetésnek, a másodikban konvekciónak nevezik. Szilárd részein sokkal gyorsabb az anyag lehűlése. A pórusokat kitöltő levegő visszatartja a hőt, természetesen jobban.

Mi határozza meg a mutatót

A fentiekből a következő következtetéseket vonhatjuk le. A beton, a fa és a tégla hővezető képessége, mint minden más anyag, tőlük függ:

• sűrűség;
• porozitás;
• páratartalom.

A beton sűrűségének növekedésével a hővezető képessége is nő. Minél több pórus van az anyagban, annál jobban szigeteli a hideget.

Betonfajták

A modern építőiparban ennek az anyagnak többféle típusa használható. A piacon lévő összes beton azonban két nagy csoportba sorolható:

• nehéz;
• könnyű habos vagy porózus töltőanyaggal.

Nehézbeton hővezető képessége: mutatók

Az ilyen anyagokat is két fő csoportra osztják. A beton az építőiparban használható:

• nehéz;
• különösen nehéz.

A második típusú anyag gyártása során olyan töltőanyagokat használnak, mint a fémhulladék, hematit, magnetit, barit. Különösen nehéz betonokat általában csak olyan létesítmények építésénél használnak, amelyek fő célja a sugárzás elleni védelem. Ebbe a csoportba 2500 kg/m-nél nagyobb sűrűségű anyagok tartoznak3.

A közönséges nehézbeton olyan típusú töltőanyag felhasználásával készül, mint a gránit, a diabáz vagy a mészkő, amelyek zúzottkő alapúak. Épületek és építmények építésénél hasonló, 1600-2500 kg/m sűrűségű anyagot használnak3.

Mi lehet ebben az esetben a beton hővezető képessége? Az alábbi táblázat a különböző típusú nehéz anyagok teljesítményét mutatja.

Nehézbeton hővezető képessége

Beton típusa	Rendkívül nehéz	Nehéz RC szerkezetekhez	A homokon
Hővezetőképesség W/(m°C)	1, 28-1, 74	2500 kg/m3 sűrűségnél - 1,7	1800-2500 kg/m3 sűrűségnél - 0,7

Könnyű cellás beton hővezető képessége

Ezt az anyagot is két fő fajtára osztják. Nagyon gyakran porózus töltőanyag alapú betonokat használnak az építőiparban. Ez utóbbiként duzzasztott agyagot, tufát, salakot, habkőt használnak. A könnyű betonok második csoportjában szokásos töltőanyagot használnak. De a dagasztás során az ilyen anyag habzik. Ennek eredményeként az érés után sok pórus marad.

A könnyűbeton hővezető képessége nagyon alacsony. Ugyanakkor a szilárdsági jellemzők szempontjából egy ilyen anyag rosszabb, mint egy nehéz. A könnyűbetont leggyakrabban különféle lakó- és lakóépületek építésére használjákmelléképületek, amelyek nincsenek kitéve komoly terhelésnek.

A könnyű betonokat nem csak a gyártás módja, hanem a rendeltetése szerint is osztályozzák. Ebben a tekintetben vannak anyagok:

• hőszigetelő (akár 800 kg/m3 sűrűséggel);
• szerkezeti és hőszigetelő (1400 kg/m3-ig);
• szerkezeti (1800 kg/m3-ig).

A különböző típusú cellás könnyűbetonok hővezető képességét a táblázat mutatja be.

Könnyűbeton: hővezetőképesség-mutatók

Beton típusa	Hőszigetelő	Szerkezet- és hőszigetelés	Építőipari
Maximális megengedett hővezetőképesség W/(m°C)	0, 29	0, 64	Nem szabványos

Hőszigetelő anyagok

Az ilyen betontömböket általában téglából összeállított vagy cementhabarcsból öntött falak burkolására használják. Amint a táblázatból látható, az ebbe a csoportba tartozó beton hővezető képessége meglehetősen széles tartományban változhat.

A legkönnyebb betonok hővezető képessége

Anyag	Pórusbeton	Expandált beton
Hővezetőképesség W/(m°C)	0, 12-0, 14	0, 23-0, 4

Ebből a fajtából a betont használják leggyakrabbanszigetelőanyagként. De időnként különféle jelentéktelen épületburkolatok készülnek belőlük.

Szerkezeti, hőszigetelő és szerkezeti anyagok

Ebből a csoportból leggyakrabban a habbetont, salak-habkőbetont, salakbetont használják az építőiparban. Néhány 0,29 W / (m ° C) sűrűségű duzzasztott agyagbeton is ehhez a fajtához köthető.

Szerkezeti betonok: hővezetőképesség

Anyag	Pórusbeton	Salakos habkőbeton	Salakbeton
Hővezetőképesség	0,3W/(m°C)	Akár 0,63 W/(m°C)	0,6W/(m°C)

Nagyon gyakran az ilyen alacsony hővezető képességű betont közvetlenül építőanyagként használják. De néha szigetelőként is használják, amely nem engedi át a hideget.

Hogyan függ a hővezető képesség a páratartalomtól

Mindenki tudja, hogy szinte minden száraz anyag sokkal jobban szigeteli a hideget, mint a nedves. Ez elsősorban a víz nagyon alacsony hővezető képességének köszönhető. Megvédik a betonfalakat, padlót és mennyezetet az alacsony külső hőmérséklettől, mint megtudtuk, elsősorban az anyagban lévő levegővel telt pórusok miatt. Ha nedves, az utóbbit a víz kiszorítja. Következésképpen a beton hővezető képességének együtthatója jelentősen megnő. A hideg évszakban a pórusokba fogottanyagvíz megfagy. Ennek eredményeként a falak, padlók és mennyezetek hőtartó tulajdonságai tovább csökkennek.

A különböző típusú betonok nedvességáteresztő képessége eltérő lehet. E mutató szerint az anyagot több osztályba sorolják.

A beton nedvességáteresztő képessége

Betonminőség	W4	W6	W8	W10-W14	W16-W20
Víz-cement arány (nem több)	0, 6	0, 55	0, 45	0, 35	0, 30

A fa szigetelőként

Mind a "hideg" nehézbeton, mind a könnyűbeton, amelyek hővezető képessége természetesen alacsony, nagyon népszerű és keresett építőanyag-fajták. Mindenesetre a legtöbb épület és építmény alapja zúzott kővel vagy törmelékkővel kevert cementhabarcsból készül.

A betonkeveréket vagy az abból készült tömböket épületburkolatok építésére is használják. De gyakran más anyagokat is használnak a padló, a mennyezet és a falak összeszereléséhez, például fát. A gerenda és a tábla természetesen sokkal kisebb szilárdságú, mint a beton. A fa hővezető képességének mértéke azonban természetesen sokkal alacsonyabb. A beton esetében ez a mutató, amint megtudtuk, 0,12-1,74 W / (m ° C). Egy fában a hővezetési együttható függ, beleértvebeleértve és ebből a fajtából.

Különböző fafajták hővezető képessége

Fafajta	Fenyő	Hárs, fenyő	Sluce	Nyár, tölgy, juhar
Hővezetőképesség W/(m°C)	0, 1	0, 15	0, 11	0, 17-0, 2

Más fajtáknál ez a szám eltérő lehet. Úgy gondolják, hogy a fa átlagos hővezető képessége a rostok között 0,14 W / (m ° C). A hely hideg elleni szigetelésének legjobb módja a cédrus. Hővezető képessége mindössze 0,095 W/(m C).

Tégla szigetelőként

Következő összehasonlítás végett vegyük figyelembe a hővezető képesség és ennek a népszerű építőanyagnak a jellemzőit. A szilárdsági tulajdonságok tekintetében a tégla nemcsak nem rosszabb, mint a beton, hanem gyakran meghaladja azt. Ugyanez vonatkozik ennek az építőkőnek a sűrűségére is. Az épületek és építmények építésénél ma használt összes tégla kerámiára és szilikátra van besorolva.

Mindkét fajta kő lehet:

• testes;
• üresekkel;
• rés.

Természetesen a tömör tégla rosszabbul tartja meg a hőt, mint az üreges és hasított tégla.

Téglák hővezető képessége

Tégla	Testes szilikát/kerámia	Szilikát/kerámia üregekkel	Réses szilikát/kerámia
Hővezetőképesség W/(m°C)	0, 7-0, 8/0, 5-0, 8	0, 66 /0, 57	0, 4/0, 34-0, 43

A beton és a tégla hővezető képessége így közel azonos. Mind a szilikát, mind a kerámia kő meglehetősen gyengén szigeteli a helyiségeket a hidegtől. Ezért az ilyen anyagból épített házakat további szigetelni kell. Szigetelőként a téglafalak burkolásakor, valamint a közönséges nehézbetonból öntött falaknál leggyakrabban expandált polisztirol vagy ásványgyapot használják. Erre a célra porózus blokkokat is használhat.

A hővezető képesség kiszámítása

Ezt a mutatót a különböző anyagokhoz, beleértve a betont is, speciális képletek alapján határozzák meg. Összesen két módszer használható. A beton hővezető képességét a Kaufman képlet határozza meg. Így néz ki:

0,0935x(m) 0,5x2,28 m + 0,025, ahol m az oldat tömege.

A nedves (több mint 3%-os) oldatokhoz a Nyekrasov-képletet használjuk: (0,196 + 0,22 m2) 0,5 - 0,14.

Az 1000 kg/m3 sűrűségű expandált beton tömege 1 kg. Ennek megfelelően például Kaufman szerint ebben az esetben 0,238-as együtthatót kapunk A beton hővezető képességét +25 C-os keverékhőmérsékleten határozzuk meg. Hideg és melegített anyagok esetén aaz adatok kissé eltérhetnek.