2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-17 18:56
Una delle caratteristiche più importanti del calcestruzzo, ovviamente, è la sua conduttività termica. Questo indicatore può variare in modo significativo per i diversi tipi di materiale. La conducibilità termica del calcestruzzo dipende principalmente dal tipo di riempitivo utilizzato in esso. Più leggero è il materiale, migliore è l'isolante dal freddo.
Cos'è la conducibilità termica: definizione
Diversi materiali possono essere utilizzati nella costruzione di edifici e strutture. Gli edifici residenziali e industriali nel clima russo sono generalmente isolati. Cioè, durante la loro costruzione vengono utilizzati isolanti speciali, il cui scopo principale è mantenere una temperatura confortevole all'interno dei locali. Nel calcolare la quantità richiesta di lana minerale o schiuma di polistirene, viene presa in considerazione la conducibilità termica del materiale di base utilizzato per la costruzione delle strutture di chiusura.
Molto spesso, edifici e strutture nel nostro paese sono costruiti con diversi tipi di calcestruzzo. Anche il mattone e il legno sono usati per questo scopo. In re altà, la stessa conduttività termica è la capacità di una sostanza di trasferire energia nel suo spessore a causa del movimento delle molecole. andareun processo simile può, sia nelle parti solide del materiale, sia nei suoi pori. Nel primo caso si chiama conduzione, nel secondo convezione. Il raffreddamento del materiale è molto più veloce nelle sue parti solide. L'aria che riempie i pori intrappola il calore, ovviamente meglio.
Cosa determina l'indicatore
Le conclusioni di quanto sopra possono essere tratte come segue. La conducibilità termica di calcestruzzo, legno e mattoni, come qualsiasi altro materiale, dipende da loro:
- densità;
- porosità;
- umidità.
Con l'aumento della densità del calcestruzzo, aumenta anche il grado della sua conducibilità termica. Più pori nel materiale, migliore è l'isolante dal freddo.
Tipi di cemento
Nelle costruzioni moderne, è possibile utilizzare una varietà di tipi di questo materiale. Tuttavia, tutti i calcestruzzi esistenti sul mercato possono essere classificati in due grandi gruppi:
- pesante;
- schiumoso leggero o con riempitivo poroso.
Conducibilità termica del calcestruzzo pesante: indicatori
Tali materiali sono anche divisi in due gruppi principali. Il calcestruzzo può essere utilizzato nella costruzione:
- pesante;
- particolarmente pesante.
Nella produzione del secondo tipo di materiale vengono utilizzati riempitivi come rottami metallici, ematite, magnetite, barite. Calcestruzzi particolarmente pesanti vengono solitamente utilizzati solo nella costruzione di strutture il cui scopo principale è la protezione dalle radiazioni. Questo gruppo include materiali con una densità di 2500 kg/m3.
Il calcestruzzo pesante ordinario viene realizzato utilizzando tipi di riempitivi come granito, diabase o calcare, realizzati sulla base di pietrisco. Nella costruzione di edifici e strutture viene utilizzato un materiale simile con una densità di 1600-2500 kg/mq3.
Quale può essere la conducibilità termica del calcestruzzo in questo caso? La tabella seguente mostra le prestazioni di diversi tipi di materiale pesante.
| Tipo di calcestruzzo | Estremamente pesante | Pesante per strutture in ca | Sulla sabbia |
| Conducibilità termica W/(m°C) | 1, 28-1, 74 | A densità 2500kg/m3 - 1,7 | A densità 1800-2500 kg/m3 - 0,7 |
Conducibilità termica del calcestruzzo cellulare leggero
Questo materiale è anche classificato in due varietà principali. Molto spesso nelle costruzioni vengono utilizzati calcestruzzi a base di riempitivo poroso. Come quest'ultima si utilizza argilla espansa, tufo, scoria, pomice. Nel secondo gruppo di calcestruzzi leggeri viene utilizzato un riempitivo regolare. Ma nel processo di impasto, tale materiale si schiume. Di conseguenza, dopo la maturazione, rimangono molti pori.
La conducibilità termica del calcestruzzo leggero è molto bassa. Ma allo stesso tempo, in termini di caratteristiche di resistenza, un tale materiale è inferiore a uno pesante. Il calcestruzzo leggero viene utilizzato più spesso per la costruzione di vari tipi di edifici residenziali eannessi non soggetti a carichi gravi.
I calcestruzzi leggeri sono classificati non solo in base al metodo di produzione, ma anche in base allo scopo. A questo proposito, ci sono i materiali:
- termoisolante (con densità fino a 800 kg/m3);
- strutturale e termoisolante (fino a 1400 kg/m3);
- strutturale (fino a 1800 kg/m3).
Nella tabella è presentata la conducibilità termica del calcestruzzo cellulare leggero di diversi tipi.
| Tipo di calcestruzzo | Isolamento termico | Isolamento strutturale e termico | Costruttivo |
| Conducibilità termica massima consentita W/(m°C) | 0, 29 | 0, 64 | Non standardizzato |
Materiali per l'isolamento termico
Tali blocchi di cemento vengono solitamente utilizzati per rivestire pareti assemblate da mattoni o versate da m alta cementizia. Come si può vedere dalla tabella, la conducibilità termica del calcestruzzo di questo gruppo può variare in un intervallo abbastanza ampio.
| Materiale | Calcestruzzo aerato | Calcestruzzo espanso |
| Conducibilità termica W/(m°C) | 0, 12-0, 14 | 0, 23-0, 4 |
Il calcestruzzo di questa varietà viene utilizzato più spessocome materiali isolanti. Ma a volte da essi vengono eretti vari tipi di involucri edilizi insignificanti.
Materiali strutturali, termoisolanti e strutturali
Da questo gruppo, il calcestruzzo espanso, il calcestruzzo di scorie e pomice, il calcestruzzo di scorie sono più spesso utilizzati nelle costruzioni. A questa varietà possono essere attribuiti anche alcuni tipi di calcestruzzo argilloso espanso con una densità superiore a 0,29 W / (m ° C).
| Materiale | Calcestruzzo aerato | Calcestruzzo pomice di scorie | Calcestruzzo di scorie |
| Conducibilità termica | 0,3W/(m°C) | Fino a 0,63 W/(m°C) | 0,6W/(m°C) |
Molto spesso un tale calcestruzzo a bassa conducibilità termica viene utilizzato direttamente come materiale da costruzione. Ma a volte viene anche usato come isolante che non lascia passare il freddo.
In che modo la conducibilità termica dipende dall'umidità
Tutti sanno che quasi tutti i materiali asciutti isolano dal freddo molto meglio di quelli bagnati. Ciò è dovuto principalmente al grado molto basso di conducibilità termica dell'acqua. Proteggono pareti, pavimenti e soffitti in cemento dalle basse temperature esterne, come abbiamo scoperto, principalmente a causa della presenza di pori pieni d'aria nel materiale. Quando è bagnato, quest'ultimo viene spostato dall'acqua. E, di conseguenza, il coefficiente di conducibilità termica del calcestruzzo aumenta in modo significativo. Nella stagione fredda, catturato nei poril'acqua materiale si congela. Il risultato è che le qualità di ritenzione del calore di pareti, pavimenti e soffitti sono ulteriormente ridotte.
Il grado di permeabilità all'umidità di diversi tipi di calcestruzzo può variare. Secondo questo indicatore, il materiale è classificato in diversi gradi.
| Grado per calcestruzzo | W4 | W6 | W8 | W10-W14 | W16-W20 |
| Rapporto acqua-cemento (non di più) | 0, 6 | 0, 55 | 0, 45 | 0, 35 | 0, 30 |
Il legno come isolante
Sia il calcestruzzo pesante che quello leggero "freddo", la cui conduttività termica è ovviamente bassa, sono tipi di materiali da costruzione molto popolari e ricercati. In ogni caso, le fondamenta della maggior parte degli edifici e delle strutture sono realizzate con m alta cementizia mista a pietrisco o pietrisco.
Le miscele di cemento oi blocchi che ne derivano vengono utilizzati anche per la costruzione di involucri edilizi. Ma abbastanza spesso, per assemblare il pavimento, i soffitti e le pareti vengono utilizzati altri materiali, ad esempio il legno. Trave e tavola differiscono, ovviamente, molto meno forza del cemento. Tuttavia, il grado di conducibilità termica del legno, ovviamente, è molto più basso. Per il calcestruzzo, questo indicatore, come abbiamo scoperto, è 0,12-1,74 W / (m ° C). In un albero, il coefficiente di conducibilità termica dipende, inclusocompreso e da questa razza particolare.
| Tipo di legno | Pino | Tiglio, abete | Abete | Pioppo, quercia, acero |
| Conducibilità termica W/(m°C) | 0, 1 | 0, 15 | 0, 11 | 0, 17-0, 2 |
In altre razze, questa cifra potrebbe essere diversa. Si ritiene che la conduttività termica media del legno attraverso le fibre sia 0,14 W/(m°C). Il modo migliore per isolare lo spazio dal freddo è il cedro. La sua conducibilità termica è di soli 0,095 W/(m C).
Il mattone come isolante
Successivamente, per confronto, considera le caratteristiche in termini di conducibilità termica e questo popolare materiale da costruzione. In termini di proprietà di resistenza, il mattone non solo non è inferiore al calcestruzzo, ma spesso lo supera. Lo stesso vale per la densità di questa pietra da costruzione. Tutti i mattoni utilizzati oggi nella costruzione di edifici e strutture sono classificati in ceramica e silicato.
Entrambi questi tipi di pietra, a loro volta, possono essere:
- corpulento;
- con vuoti;
- slot.
Naturalmente, i mattoni pieni trattengono il calore peggio di quelli cavi e scanalati.
| Mattone | Silicato corposo/ceramica | Silicato/ceramica con vuoti | Silicato scanalato/ceramica |
| Conducibilità termica W/(m°C) | 0, 7-0, 8/0, 5-0, 8 | 0, 66 /0, 57 | 0, 4/0, 34-0, 43 |
La conduttività termica di cemento e mattoni è quindi quasi la stessa. Sia il silicato che la pietra ceramica isolano debolmente gli ambienti dal freddo. Pertanto, le case costruite con tale materiale dovrebbero essere ulteriormente isolate. Come isolanti per rivestire pareti di mattoni, oltre a quelli versati dal normale calcestruzzo pesante, viene spesso utilizzato il polistirene espanso o la lana minerale. Puoi anche usare blocchi porosi per questo scopo.
Come viene calcolata la conducibilità termica
Questo indicatore è determinato per diversi materiali, incluso il calcestruzzo, secondo formule speciali. In totale, possono essere utilizzati due metodi. La conducibilità termica del calcestruzzo è determinata dalla formula di Kaufman. Si presenta così:
0.0935x(m) 0.5x2.28m + 0.025, dove m è la massa della soluzione.
Per soluzioni umide (più del 3%) viene utilizzata la formula di Nekrasov: (0,196 + 0,22 m2) 0,5 - 0,14.
Il calcestruzzo espanso con una densità di 1000 kg/m3 ha una massa di 1 kg. Di conseguenza, ad esempio, secondo Kaufman, in questo caso si otterrà un coefficiente di 0,238. La conduttività termica del calcestruzzo è determinata a una temperatura della miscela di +25 C. Per i materiali freddi e riscaldati, èle cifre possono variare leggermente.
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