Thermische geleidbaarheid van beton: kenmerken, coëfficiënt en tabel

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-15 14:14

Een van de belangrijkste kenmerken van beton is natuurlijk de thermische geleidbaarheid. Deze indicator kan aanzienlijk variëren voor verschillende soorten materiaal. De thermische geleidbaarheid van beton hangt voornamelijk af van het type vulmiddel dat erin wordt gebruikt. Hoe lichter het materiaal, hoe beter de isolator tegen de kou.

Wat is thermische geleidbaarheid: definitie

Verschillende materialen kunnen worden gebruikt bij de constructie van gebouwen en constructies. Woon- en industriële gebouwen in het Russische klimaat zijn meestal geïsoleerd. Dat wil zeggen, tijdens hun constructie worden speciale isolatoren gebruikt, waarvan het belangrijkste doel is om een comfortabele temperatuur in het pand te handhaven. Bij het berekenen van de benodigde hoeveelheid minerale wol of polystyreenschuim wordt rekening gehouden met de thermische geleidbaarheid van het basismateriaal dat wordt gebruikt voor de constructie van de omsluitende constructies.

Heel vaak worden gebouwen en constructies in ons land opgetrokken uit verschillende soorten beton. Hiervoor wordt ook baksteen en hout gebruikt. Eigenlijk is thermische geleidbaarheid zelf het vermogen van een stof om energie over te dragen in zijn dikte als gevolg van de beweging van moleculen. Gaaneen soortgelijk proces kan zowel in de vaste delen van het materiaal als in de poriën. In het eerste geval wordt het geleiding genoemd, in het tweede geval convectie. De afkoeling van het materiaal is veel sneller in de vaste delen. Lucht die de poriën vult, houdt warmte vast, natuurlijk beter.

Wat bepa alt de indicator

Conclusies uit het bovenstaande kunnen als volgt worden getrokken. De thermische geleidbaarheid van beton, hout en baksteen hangt, net als elk ander materiaal, ervan af:

• dichtheid;
• porositeit;
• vochtigheid.

Met de toename van de dichtheid van beton, neemt ook de mate van thermische geleidbaarheid toe. Hoe meer poriën in het materiaal, hoe beter het isoleert tegen de kou.

Betonsoorten

In de moderne constructie kunnen verschillende soorten van dit materiaal worden gebruikt. Alle betonsoorten die op de markt verkrijgbaar zijn, kunnen echter in twee grote groepen worden ingedeeld:

• zwaar;
• licht schuimig of met poreuze vulstof.

Thermische geleidbaarheid van zwaar beton: indicatoren

Dergelijke materialen zijn ook verdeeld in twee hoofdgroepen. Beton kan in de bouw worden gebruikt:

• zwaar;
• vooral zwaar.

Bij de productie van het tweede type materiaal worden vulstoffen zoals metaalschroot, hematiet, magnetiet en bariet gebruikt. Vooral zwaar beton wordt meestal alleen gebruikt bij de bouw van voorzieningen waarvan het hoofddoel bescherming tegen straling is. Deze groep omvat materialen met een dichtheid vanaf 2500 kg/m3.

Gewoon zwaar beton wordt gemaakt met behulp van vulstoffen zoals graniet, diabaas of kalksteen, gemaakt op basis van steenslag. Bij de constructie van gebouwen en constructies wordt een soortgelijk materiaal met een dichtheid van 1600-2500 kg/m gebruikt3.

Wat kan in dit geval de thermische geleidbaarheid van beton zijn? De onderstaande tabel toont de prestaties van verschillende soorten zwaar materiaal.

Thermische geleidbaarheid van zwaar beton

Betonsoort	Extreem zwaar	Zwaar voor RC-structuren	Op het zand
Thermische geleidbaarheid W/(m°C)	1, 28-1, 74	Bij dichtheid 2500kg/m3 - 1,7	Bij dichtheid 1800-2500 kg/m3 - 0.7

Thermische geleidbaarheid van lichtgewicht cellenbeton

Dit materiaal is ook ingedeeld in twee hoofdvariëteiten. Heel vaak wordt in de bouw beton op basis van poreuze vulstof gebruikt. Als laatste worden geëxpandeerde klei, tufsteen, slakken en puimsteen gebruikt. In de tweede groep lichtgewicht betonsoorten wordt een gewone vulstof gebruikt. Maar tijdens het kneden schuimt dergelijk materiaal. Als gevolg hiervan blijven er na rijping veel poriën over.

De thermische geleidbaarheid van lichtgewicht beton is erg laag. Maar tegelijkertijd is zo'n materiaal qua sterkte-eigenschappen inferieur aan een zwaar materiaal. Lichtbeton wordt het meest gebruikt voor de bouw van verschillende soorten woningen enbijgebouwen die niet zwaar worden belast.

Lichtgewicht beton wordt niet alleen geclassificeerd op basis van de fabricagemethode, maar ook op het doel. In dit opzicht zijn er materialen:

• warmte-isolerend (met een dichtheid tot 800 kg/m3);
• constructief en warmte-isolerend (tot 1400 kg/m3);
• structureel (tot 1800 kg/m3).

Thermische geleidbaarheid van cellulair lichtgewicht beton van verschillende typen wordt weergegeven in de tabel.

Lichtgewicht beton: thermische geleidbaarheidsindicatoren

Betonsoort	Warmte-isolerend	Structurele en thermische isolatie	Constructief
Maximaal toelaatbare thermische geleidbaarheid W/(m°C)	0, 29	0, 64	Niet gestandaardiseerd

Warmte-isolatiematerialen

Dergelijke betonblokken worden meestal gebruikt voor het bekleden van muren die zijn samengesteld uit bakstenen of gegoten uit cementmortel. Zoals uit de tabel blijkt, kan de thermische geleidbaarheid van beton van deze groep over een vrij groot bereik variëren.

Thermische geleidbaarheid van de lichtste betonsoorten

Materiaal	Cellenbeton	Geëxpandeerd beton
Thermische geleidbaarheid W/(m°C)	0, 12-0, 14	0, 23-0, 4

Beton van deze variëteit wordt het meest gebruiktals isolatiemateriaal. Maar soms worden er verschillende soorten onbeduidende gebouwschillen van opgetrokken.

Structurele, warmte-isolerende en structurele materialen

Van deze groep worden schuimbeton, slakken-puimbeton en slakkenbeton het meest gebruikt in de bouw. Sommige soorten geëxpandeerde kleibeton met een dichtheid van meer dan 0,29 W / (m ° C) kunnen ook aan deze variëteit worden toegeschreven.

Structuurbeton: thermische geleidbaarheid

Materiaal	Cellenbeton	Slag puimsteen	Slagbeton
Thermische geleidbaarheid	0.3W/(m°C)	Tot 0,63 W/(m°C)	0.6W/(m°C)

Heel vaak wordt dergelijk beton met een lage thermische geleidbaarheid direct als bouwmateriaal gebruikt. Maar soms wordt het ook gebruikt als isolator die de kou niet doorlaat.

Hoe hangt thermische geleidbaarheid af van vochtigheid

Iedereen weet dat bijna elk droog materiaal veel beter isoleert tegen de kou dan nat. Dit komt voornamelijk door de zeer lage thermische geleidbaarheid van water. Ze beschermen betonnen muren, vloeren en plafonds tegen lage buitentemperaturen, zoals we ontdekten, voornamelijk door de aanwezigheid van met lucht gevulde poriën in het materiaal. Als het nat is, wordt het verdrongen door water. En bijgevolg neemt de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt van beton aanzienlijk toe. In het koude seizoen, gevangen in de poriënmateriaal water bevriest. Het resultaat is dat de warmtevasthoudende eigenschappen van wanden, vloeren en plafonds verder worden verminderd.

De mate van vochtdoorlatendheid van verschillende soorten beton kan variëren. Volgens deze indicator wordt het materiaal ingedeeld in verschillende klassen.

Vochtdoorlatendheid van beton

Betonsoort	W4	W6	W8	W10-W14	W16-W20
Water-cementverhouding (niet meer)	0, 6	0, 55	0, 45	0, 35	0, 30

Hout als isolator

Zowel "koud" zwaar als licht beton, waarvan de thermische geleidbaarheid natuurlijk laag is, zijn zeer populaire en gewilde soorten bouwmaterialen. In ieder geval zijn de fundamenten van de meeste gebouwen en constructies gebouwd van cementmortel vermengd met steenslag of puin.

Betonmengsel of daaruit gemaakte blokken worden ook gebruikt voor de constructie van gebouwschil. Maar heel vaak worden andere materialen gebruikt om de vloer, plafonds en wanden te monteren, bijvoorbeeld hout. Balk en plank verschillen natuurlijk veel minder sterk dan beton. De mate van thermische geleidbaarheid van hout is natuurlijk veel lager. Voor beton is deze indicator, zoals we ontdekten, 0,12-1,74 W / (m ° C). In een boom hangt de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt af, inclusiefinclusief en van dit specifieke ras.

Thermische geleidbaarheid van verschillende houtsoorten

Houtsoort	Dennen	Linden, spar	Vuren	Populier, eiken, esdoorn
Thermische geleidbaarheid W/(m°C)	0, 1	0, 15	0, 11	0, 17-0, 2

Bij andere rassen kan dit cijfer anders zijn. Er wordt aangenomen dat de gemiddelde thermische geleidbaarheid van hout over de vezels 0,14 W / (m ° C) is. De beste manier om de ruimte te isoleren van de kou is cederhout. Zijn thermische geleidbaarheid is slechts 0,095 W/(m C).

Baksteen als isolator

Beschouw vervolgens ter vergelijking de kenmerken in termen van thermische geleidbaarheid en dit populaire bouwmateriaal. Qua sterkte-eigenschappen is baksteen niet alleen niet inferieur aan beton, maar overtreft het het vaak. Hetzelfde geldt voor de dichtheid van deze bouwsteen. Alle bakstenen die tegenwoordig bij de constructie van gebouwen en constructies worden gebruikt, worden ingedeeld in keramiek en silicaat.

Beide soorten steen kunnen op hun beurt zijn:

• corpulent;
• met holtes;
• slotted.

Natuurlijk houden massieve stenen de warmte slechter vast dan holle en gegroefde stenen.

Thermische geleidbaarheid van bakstenen

Baksteen	Volle body silicaat/keramiek	Silicaat/keramiek met holtes	Gesleufd silicaat/keramiek
Thermische geleidbaarheid W/(m°C)	0, 7-0, 8/0, 5-0, 8	0, 66 /0, 57	0, 4/0, 34-0, 43

De thermische geleidbaarheid van beton en baksteen is dus bijna hetzelfde. Zowel silicaat als keramische steen isoleren kamers nogal zwak tegen de kou. Daarom moeten huizen die van dergelijk materiaal zijn gebouwd, extra worden geïsoleerd. Als isolatoren bij het omhullen van bakstenen muren, evenals die van gewoon zwaar beton, wordt meestal geëxpandeerd polystyreen of minerale wol gebruikt. U kunt hiervoor ook poreuze blokken gebruiken.

Hoe thermische geleidbaarheid wordt berekend

Deze indicator wordt bepaald voor verschillende materialen, waaronder beton, volgens speciale formules. In totaal kunnen twee methoden worden gebruikt. De thermische geleidbaarheid van beton wordt bepaald door de Kaufman-formule. Het ziet er zo uit:

0,0935x(m) 0,5x2,28m + 0,025, waarbij m de massa van de oplossing is.

Voor natte (meer dan 3%) oplossingen wordt de Nekrasov-formule gebruikt: (0,196 + 0,22 m2) 0,5 - 0,14.

Spandbeton met een dichtheid van 1000 kg/m3 heeft een massa van 1 kg. Dienovereenkomstig wordt bijvoorbeeld volgens Kaufman in dit geval een coëfficiënt verkregen van 0,238. De thermische geleidbaarheid van beton wordt bepaald bij een mengseltemperatuur van +25 C. Voor koude en verwarmde materialen is decijfers kunnen enigszins afwijken.