Теплопроводность бетона

Теплопроводность — это способность предмета проводить через себя тепло. Данное свойство принято измерять количеством тепла, способным при увеличении температуры на 1 °C пройти за 1 час через 1м3 тела. Теплопроводность бетона — одно из наиболее важных качеств, если он применяется в возведении ограждающих конструкций. Чем она ниже, тем меньшее количество тепла в зимние морозы уходит из жилища, дешевле стоит обогрев и прохладнее в летний зной.

Оглавление:

1. Измерение
2. На что влияет

От чего зависит

На это свойство влияют:

• строение, плотность и объемный вес материалов: у тяжелых она ниже — бетон ячеистый (при плотности 600 кг/м3) имеет теплопроводность всего 0,14 Вт/(м°C), керамзитобетон с плотностью 1000 кг/м3 — 0,41 Вт/(м°C), а с плотностью 1200 кг/м3 — 0,52 Вт/(м°C);
• качество его составляющих;
• величина, количество пор – если их много, они мелкие, то имеющийся в них воздух служит теплоизолятором;
• влажность – при увеличении повышаются потери тепла (наилучшие заполнители: аглопорит, пемза, керамзит);
• температура (кроме легких, на которых она не отражается).

Как измеряется

Измеряется коэффициент теплопроводности λл в ваттах на метр-кельвин и при его определении используют соответствующие методики:

1. теплового стационарного потока — по ГОСТу 7076-99 (для блоков и панелей стеновых при нулевой влажности с λл в диапазоне 0,10-1,50 Вт/(м×К));
2. поверхностного преобразователя — по ГОСТу 30290-94 (при λл 0,02–1,0 Вт/(м×К));
3. цилиндрического зонда при нестационарном тепловом режиме — по ГОСТу 30256-94 (λл 0,01–2,0 Вт/(м×К)).

От λл составляющих напрямую зависит λл полученного материала. Если произведенный на щебне бетон коэффициент теплопроводности имеет 1,3 Вт/(м°C), то на песке – всего 0,69 Вт/(м°C). Очень низкий λл у базальта, трахита и заполнителей с высоким содержанием стекла. Таким прекрасным качеством отличается шлаковая пемза, производимая быстрым охлаждением расплава, минуя процесс кристаллизации, отсюда и λл шлакопемзобетона — 0,17 Вт/(м°C).

Теплопроводность легкого бетона довольно низкая — 0,25—0,51 Вт/(м°C), правда, он и не очень прочный. Но если всего на 1% увеличится влажность, то λл возрастает на 0,016-0,036 Вт/(м°C)! Чтобы изготовить его с λл меньшим, чем 0,20 Вт/(м°C), например, термоизоляционный — λл=0,18 Вт/(м°C), применяется суперлегкий вспученный перлит.

Высокая теплопроводность тяжелого бетона — 1,20 Вт/(м°C) – говорит о том, что его нельзя без утепления применять для наружных стен. Зато ему нет равных в несущих и нагруженных элементах конструкций, преимущественно располагающихся под защитой у внешних стенок.

Не намного больше теплопроводность монолитного бетона — 1,36 Вт/(м°C), а железобетона – 1,70 Вт/(м°C), оба также требуют обязательного утепления.

Предприятия, отпускающие бетон м300 и м200, теплопроводность среди прочих данных не указывают, но в случаях, когда эти материалы используются для возведения внешних конструкций, потребуется тщательно их утеплить.

На что воздействует

Рассматриваемое свойство влияет на:

• вес и толщину внешних стен – понижение λл легкого бетона на 10% дает возможность толщину стеновой панели уменьшить на 2-3 см, а массу 1 м2 — на 30-50 кг;
• степень огнестойкости – при невысоких значениях λл долго выдерживает температуру больше 1000°C без разрушения и трещин;
• уменьшение стоимости производства работ (без устройства утепления);
• расход теплоносителей, связанный с отоплением зданий в холодное время года;
• комфортные условия проживания в зимнюю стужу и знойную летнюю пору.