التوصيل الحراري للخرسانة: الميزات والمعامل والجدول

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-17 18:39

من أهم خصائص الخرسانة بالطبع التوصيل الحراري. يمكن أن يختلف هذا المؤشر بشكل كبير بالنسبة لأنواع مختلفة من المواد. تعتمد الموصلية الحرارية للخرسانة بشكل أساسي على نوع الحشو المستخدم فيها. كلما كانت المادة أخف ، كان العازل أفضل من البرد.

ما هي الموصلية الحرارية: التعريف

يمكن استخدام مواد مختلفة في تشييد المباني والهياكل. المباني السكنية والصناعية في المناخ الروسي عادة ما تكون معزولة. أي أثناء بنائها ، يتم استخدام عوازل خاصة ، والغرض الرئيسي منها هو الحفاظ على درجة حرارة مريحة داخل المبنى. عند حساب الكمية المطلوبة من الصوف المعدني أو رغوة البوليسترين ، تؤخذ الموصلية الحرارية للمادة الأساسية المستخدمة في بناء الهياكل المغلقة في الاعتبار.

في كثير من الأحيان ، يتم بناء المباني والهياكل في بلدنا من أنواع مختلفة من الخرسانة. كما يستخدم الطوب والخشب لهذا الغرض. في الواقع ، الموصلية الحرارية نفسها هي قدرة المادة على نقل الطاقة في سمكها بسبب حركة الجزيئات. يذهبيمكن لعملية مماثلة ، سواء في الأجزاء الصلبة من المادة أو في مسامها. في الحالة الأولى يسمى التوصيل ، في الحالة الثانية - الحمل الحراري. يكون تبريد المادة أسرع بكثير في أجزائها الصلبة. الهواء يملأ المسام بالحرارة ، بالطبع أفضل.

ما الذي يحدد المؤشر

يمكن استخلاص استنتاجات مما سبق على النحو التالي. الموصلية الحرارية للخرسانة والخشب والطوب كأي مادة أخرى تعتمد عليها:

• كثافة
• المسامية ؛
• رطوبة.

مع زيادة كثافة الخرسانة تزداد درجة موصليةها الحرارية. كلما زاد عدد المسام في المادة ، كان العازل أفضل من البرد.

أنواع الخرسانة

في البناء الحديث ، يمكن استخدام مجموعة متنوعة من هذه المواد. ومع ذلك ، يمكن تصنيف جميع أنواع الخرسانة الموجودة في السوق إلى مجموعتين كبيرتين:

• ثقيل ؛
• خفيف الرغوي أو بحشو مسامي.

التوصيل الحراري للخرسانة الثقيلة: المؤشرات

تنقسم هذه المواد أيضًا إلى مجموعتين رئيسيتين. يمكن استخدام الخرسانة في البناء:

• ثقيل ؛
• ثقيل بشكل خاص.

في إنتاج النوع الثاني من المواد ، يتم استخدام مواد مالئة مثل الخردة المعدنية والهيماتيت والمغنتيت والباريت. عادة ما تستخدم الخرسانات الثقيلة بشكل خاص فقط في بناء المنشآت التي يكون الغرض الرئيسي منها هو الحماية من الإشعاع. تتضمن هذه المجموعة مواد بكثافة من 2500 كجم / م3.

تصنع الخرسانة الثقيلة العادية باستخدام أنواع الحشو مثل الجرانيت أو الديابيز أو الحجر الجيري ، المصنوعة على أساس الحجر المكسر. في تشييد المباني والهياكل ، يتم استخدام مادة مماثلة بكثافة 1600-2500 كجم / م3.

ما يمكن أن يكون التوصيل الحراري للخرسانة في هذه الحالة؟ يوضح الجدول أدناه أداء الأنواع المختلفة من المواد الثقيلة.

التوصيل الحراري للخرسانة الثقيلة

نوع الخرسانة	ثقيل للغاية	ثقيل لهياكل RC	على الرمال
التوصيل الحراري W / (م ° C)	1، 28-1، 74	عند الكثافة 2500 كجم / م 3 - 1.7	بكثافة 1800-2500 كجم / م 3 - 0.7

التوصيل الحراري للخرسانة الخلوية خفيفة الوزن

يتم تصنيف هذه المادة أيضًا إلى نوعين رئيسيين. في كثير من الأحيان ، يتم استخدام الخرسانة القائمة على حشو مسامي في البناء. كأخير ، يتم استخدام الطين الموسع ، الطوف ، الخبث ، الخفاف. في المجموعة الثانية من الخرسانة خفيفة الوزن ، يتم استخدام حشو عادي. ولكن في عملية العجن ، فإن هذه المواد الرغوية. نتيجة لذلك ، بعد النضج ، يبقى الكثير من المسام.

الموصلية الحرارية للخرسانة خفيفة الوزن منخفضة للغاية. ولكن في الوقت نفسه ، من حيث خصائص القوة ، تكون هذه المادة أدنى من تلك الثقيلة. تستخدم الخرسانة خفيفة الوزن في أغلب الأحيان لبناء أنواع مختلفة من المباني السكنية والمباني الملحقة التي لا تخضع لأحمال خطيرة.

يتم تصنيف الخرسانة خفيفة الوزن ليس فقط من خلال طريقة التصنيع ، ولكن أيضًا حسب الغرض. في هذا الصدد ، هناك مواد:

• عازل للحرارة (بكثافة تصل إلى 800 كجم / م 3) ؛
• إنشائي وعازل للحرارة (حتى 1400 كجم / م 3) ؛
• هيكلي (حتى 1800 كجم / م 3).

موصلية حرارية للخرسانة الخلوية خفيفة الوزن بأنواع مختلفة موضحة في الجدول

خرسانة خفيفة الوزن: مؤشرات التوصيل الحراري

نوع الخرسانة	عازل للحرارة	العزل الإنشائي والحراري	إنشائي
الموصلية الحرارية القصوى المسموح بها W / (م ° C)	0، 29	0، 64	غير موحد

مواد العزل الحراري

عادة ما تستخدم هذه الكتل الخرسانية في تبطين الجدران المجمعة من الطوب أو سكبها من ملاط الأسمنت. كما يتضح من الجدول ، يمكن أن تختلف التوصيل الحراري للخرسانة لهذه المجموعة على نطاق واسع إلى حد ما.

التوصيل الحراري للخرسانة الأخف

المادة	الخرسانة الخلوية	الخرسانة الموسعة
التوصيل الحراري W / (م ° C)	0، 12-0، 14	0، 23-0، 4

غالبًا ما يتم استخدام الخرسانة من هذا الصنفكمواد عازلة. لكن في بعض الأحيان يتم إنشاء أنواع مختلفة من مظاريف البناء غير المهمة منها.

المواد الإنشائية والعازلة للحرارة والإنشاءات

من هذه المجموعة ، غالبًا ما تستخدم الخرسانة الرغوية ، وخرسانة الخبث ، وخرسانة الخبث في البناء. يمكن أيضًا أن تُعزى بعض أنواع الخرسانة الطينية الموسعة بكثافة تزيد عن 0.29 واط / (م درجة مئوية) إلى هذا التنوع.

الخرسانة الهيكلية: التوصيل الحراري

المادة	الخرسانة الخلوية	الخفاف الخبث ملموسة	خبث خرسانة
التوصيل الحراري	0.3W / (م درجة مئوية)	يصل إلى 0.63 واط / (م درجة مئوية)	0.6W / (م درجة مئوية)

في كثير من الأحيان يتم استخدام الخرسانة ذات الموصلية الحرارية المنخفضة مباشرة كمواد بناء. لكن في بعض الأحيان يتم استخدامه أيضًا كعازل لا يسمح للبرودة بالمرور.

كيف تعتمد الموصلية الحرارية على الرطوبة

يعلم الجميع أن أي مادة جافة تقريبًا تعزل عن البرد أفضل بكثير من الرطبة. هذا يرجع في المقام الأول إلى درجة منخفضة للغاية من التوصيل الحراري للماء. إنها تحمي الجدران والأرضيات والأسقف الخرسانية من درجات الحرارة الخارجية المنخفضة ، كما اكتشفنا ، ويرجع ذلك أساسًا إلى وجود مسام مملوءة بالهواء في المادة. عندما تكون رطبة ، يتم إزاحة الأخير بواسطة الماء. وبالتالي ، يزيد معامل التوصيل الحراري للخرسانة بشكل كبير. في موسم البرد ، تعلق في المساميتجمد الماء المادي. والنتيجة هي تقليل خصائص الاحتفاظ بالحرارة للجدران والأرضيات والسقوف.

قد تختلف درجة نفاذية الرطوبة لأنواع مختلفة من الخرسانة. وفقًا لهذا المؤشر ، يتم تصنيف المادة إلى عدة درجات.

نفاذية الرطوبة للخرسانة

درجة ملموسة	W4	W6	W8	W10-W14	W16-W20
نسبة الماء إلى الأسمنت (لا أكثر)	0، 6	0، 55	0، 45	0، 35	0 ، 30

الخشب كعازل

كل من الخرسانة "الباردة" الثقيلة والخفيفة ، الموصلية الحرارية المنخفضة ، بالطبع ، تحظى بشعبية كبيرة وأنواع مواد البناء المطلوبة. على أي حال ، فإن أساسات معظم المباني والمنشآت مبنية من ملاط أسمنتي ممزوج بالحجر المكسر أو الأنقاض.

كما يتم استخدام خليط الخرسانة أو الكتل المصنوعة منه لبناء مظاريف المبنى. ولكن في كثير من الأحيان ، يتم استخدام مواد أخرى لتجميع الأرضية والسقوف والجدران ، على سبيل المثال ، الخشب. تختلف الشعاع والمجلس ، بالطبع ، أقل بكثير من الخرسانة. ومع ذلك ، فإن درجة التوصيل الحراري للخشب ، بالطبع ، أقل بكثير. للخرسانة ، هذا المؤشر ، كما اكتشفنا ، هو 0.12-1.74 واط / (م درجة مئوية). في الشجرة ، يعتمد معامل التوصيل الحراري ، بما في ذلكبما في ذلك ومن هذه السلالة المعينة.

التوصيل الحراري لأنواع مختلفة من الخشب

نوع الخشب	الصنوبر	الزيزفون ، التنوب	شجرة التنوب	حور ، بلوط ، خشب القيقب
التوصيل الحراري W / (م ° C)	0، 1	0، 15	0، 11	0، 17-0، 2

في السلالات الأخرى ، قد يكون هذا الرقم مختلفًا. يُعتقد أن متوسط التوصيل الحراري للخشب عبر الألياف يبلغ 0.14 وات / (م درجة مئوية). أفضل طريقة لعزل الفضاء عن البرد هي الأرز. الموصلية الحرارية لها هي 0.095 واط / (م C) فقط.

لبنة كعازل

بعد ذلك ، للمقارنة ، ضع في اعتبارك الخصائص من حيث التوصيل الحراري ومواد البناء الشائعة. من حيث خصائص القوة ، فإن الطوب ليس فقط أدنى من الخرسانة ، ولكنه غالبًا ما يتفوق عليه. الأمر نفسه ينطبق على كثافة حجر البناء هذا. كل الطوب المستخدم اليوم في تشييد المباني والمنشآت يصنف إلى السيراميك والسيليكات.

يمكن أن يكون كلا النوعين من الأحجار بدورهما:

• سمين ؛
• بالفراغات ؛
• مشقوق.

بالطبع ، الطوب المصمت يحتفظ بالحرارة أسوأ من الطوب المجوف و المشقوق

التوصيل الحراري للطوب

طوب	سيراميك / سيليكات كامل الجسم	سيليكات / سيراميك بالفراغات	مشقوق سيليكات / سيراميك
التوصيل الحراري W / (م ° C)	0، 7-0، 8/0، 5-0، 8	0، 66/0، 57	0، 4/0، 34-0، 43

وبالتالي فإن الموصلية الحرارية للخرسانة والطوب هي نفسها تقريبًا. كلا من حجر السيليكات والسيراميك يعزلان الغرف من البرد بشكل ضعيف. لذلك ، يجب عزل المنازل المبنية من هذه المواد بشكل إضافي. كعوازل عند تغليف جدران من الطوب ، وكذلك تلك المسكوبة من الخرسانة الثقيلة العادية ، غالبًا ما يتم استخدام البوليسترين الموسع أو الصوف المعدني. يمكنك أيضًا استخدام الكتل المسامية لهذا الغرض.

كيف يتم حساب التوصيل الحراري

يتم تحديد هذا المؤشر لمواد مختلفة ، بما في ذلك الخرسانة ، وفقًا للصيغ الخاصة. في المجموع ، يمكن استخدام طريقتين. يتم تحديد الموصلية الحرارية للخرسانة من خلال صيغة كوفمان. يبدو كالتالي:

0.0935x (م) 0.5x2.28 م + 0.025 ، حيث م هي كتلة المحلول.

للحلول الرطبة (أكثر من 3٪) ، يتم استخدام صيغة نيكراسوف: (0.196 + 0.22 م 2) 0.5 - 0.14.

الخرسانة الممتدة بكثافة 1000 كجم / م 3 كتلتها 1 كجم. وفقًا لذلك ، على سبيل المثال ، وفقًا لكوفمان ، في هذه الحالة ، سيتم الحصول على معامل 0.238. يتم تحديد الموصلية الحرارية للخرسانة عند درجة حرارة الخليط +25 درجة مئوية للمواد الباردة والساخنة ،قد تختلف الأرقام قليلاً.