Betonun ısıl iletkenliği: özellikler, katsayı ve tablo

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-17 19:11

Betonun en önemli özelliklerinden biri elbette ısı iletkenliğidir. Bu gösterge, farklı malzeme türleri için önemli ölçüde değişebilir. Betonun ısıl iletkenliği öncelikle içinde kullanılan dolgu tipine bağlıdır. Malzeme ne kadar hafif olursa soğuktan o kadar iyi yalıtkan olur.

Termal iletkenlik nedir: tanım

Bina ve yapıların yapımında farklı malzemeler kullanılabilir. Rus iklimindeki konut ve endüstriyel binalar genellikle yalıtılmıştır. Yani, inşaatları sırasında, temel amacı bina içinde rahat bir sıcaklık sağlamak olan özel izolatörler kullanılır. Gerekli miktarda mineral yün veya polistiren köpük hesaplanırken, kapalı yapıların yapımında kullanılan temel malzemenin ısıl iletkenliği dikkate alınır.

Ülkemizde çoğu zaman bina ve yapılar farklı beton türlerinden yapılır. Tuğla ve ahşap da bu amaçla kullanılmaktadır. Aslında termal iletkenliğin kendisi, bir maddenin moleküllerin hareketi nedeniyle kalınlığındaki enerjiyi aktarma yeteneğidir. Gitmekbenzer bir işlem, hem malzemenin katı kısımlarında hem de gözeneklerinde olabilir. İlk durumda, ikinci konveksiyonda iletim denir. Katı kısımlarında malzemenin soğuması çok daha hızlıdır. Gözenekleri dolduran hava ısıyı hapseder, tabii ki daha iyi.

Göstergeyi ne belirler

Yukarıdakilerden sonuçlar aşağıdaki gibi çıkarılabilir. Diğer malzemeler gibi beton, ahşap ve tuğlanın ısıl iletkenliği bunlara bağlıdır:

• yoğunluk;
• gözeneklilik;
• nem.

Betonun yoğunluğunun artmasıyla birlikte ısıl iletkenlik derecesi de artar. Malzemede ne kadar fazla gözenek olursa, soğuktan o kadar iyi yalıtkan olur.

Beton türleri

Modern inşaatta bu malzemenin çeşitli türleri kullanılabilir. Ancak piyasada bulunan tüm betonlar iki büyük gruba ayrılabilir:

• ağır;
• hafif köpüklü veya gözenekli dolgulu.

Ağır betonun ısıl iletkenliği: göstergeler

Bu tür malzemeler de iki ana gruba ayrılır. Beton inşaatta kullanılabilir:

• ağır;
• özellikle ağır.

İkinci tip malzemenin üretiminde ise metal hurda, hematit, manyetit, barit gibi dolgu maddeleri kullanılmaktadır. Özellikle ağır betonlar genellikle sadece asıl amacı radyasyondan korunmak olan tesislerin yapımında kullanılmaktadır. Bu grup, yoğunluğu 2500 kg/m3. olan malzemeleri içerir.

Sıradan ağır beton, kırma taş temelinde yapılan granit, diyabaz veya kireçtaşı gibi dolgu türleri kullanılarak yapılır. Bina ve yapıların yapımında, yoğunluğu 1600-2500 kg/m2 olan benzer bir malzeme kullanılır3.

Bu durumda betonun ısıl iletkenliği ne olabilir? Aşağıdaki tablo, farklı türdeki ağır malzemelerin performansını göstermektedir.

Ağır betonun ısıl iletkenliği

Beton türü	Son derece ağır	RC yapıları için ağır	Kumda
Termal iletkenlik W/(m°C)	1, 28-1, 74	2500kg/m3 yoğunlukta - 1.7	1800-2500 kg/m3 - 0,7 yoğunluğunda

Hafif hücresel betonun ısıl iletkenliği

Bu malzeme ayrıca iki ana çeşide ayrılır. Çok sık olarak, inşaatta gözenekli dolgu bazlı betonlar kullanılır. İkincisi olarak, genişletilmiş kil, tüf, cüruf, pomza kullanılır. Hafif betonların ikinci grubunda ise düzenli dolgu maddesi kullanılmaktadır. Ancak yoğurma sürecinde bu tür malzeme köpürür. Sonuç olarak, olgunlaştıktan sonra çok fazla gözenek kalır.

Hafif betonun ısıl iletkenliği çok düşüktür. Ancak aynı zamanda, mukavemet özellikleri açısından, böyle bir malzeme ağır olandan daha düşüktür. Hafif beton, en çok çeşitli konut ve yapıların yapımında kullanılır.ciddi yüklere maruz kalmayan müştemilatlar.

Hafif betonlar sadece üretim yöntemine göre değil, amaca göre de sınıflandırılır. Bu konuda malzemeler var:

• ısı yalıtımlı (800 kg/m3'e kadar yoğunlukta);
• yapısal ve ısı yalıtımlı (1400 kg/m3'e kadar);
• yapısal (1800 kg/m3'e kadar).

Farklı tiplerdeki hücresel hafif betonun ısıl iletkenliği tabloda sunulmaktadır.

Hafif beton: termal iletkenlik göstergeleri

Beton türü	Isı yalıtımlı	Yapısal ve ısı yalıtımı	Yapısal
İzin verilen maksimum termal iletkenlik W/(m°C)	0, 29	0, 64	Standartlaştırılmamış

Isı yalıtım malzemeleri

Bu tür beton bloklar genellikle tuğladan yapılmış veya çimento harcından dökülmüş duvarları kaplamak için kullanılır. Tablodan da görülebileceği gibi, bu gruptaki betonun ısıl iletkenliği oldukça geniş bir aralıkta değişebilir.

En hafif betonların ısı iletkenliği

Malzeme	Gaz beton	Genişletilmiş beton
Termal iletkenlik W/(m°C)	0, 12-0, 14	0, 23-0, 4

Bu çeşidin betonu en sık kullanılıryalıtım malzemeleri olarak. Ancak bazen bunlardan çeşitli önemsiz bina zarfları dikilir.

Yapısal, ısı yalıtımlı ve yapısal malzemeler

Bu gruptan köpük beton, cüruf-pomza betonu, cüruf betonu inşaatta en sık kullanılır. Yoğunluğu 0,29 W/(m°C) üzerinde olan bazı genişletilmiş kil beton türleri de bu çeşide atfedilebilir.

Yapısal betonlar: termal iletkenlik

Malzeme	Gaz beton	Cüruf pomza betonu	Cüruf betonu
Termal iletkenlik	0,3W/(m°C)	0,63 W/(m°C)'ye kadar	0,6W/(m°C)

Çoğu zaman, düşük ısı iletkenliğine sahip bu tür beton, doğrudan bir yapı malzemesi olarak kullanılır. Ancak bazen soğuğun geçmesine izin vermeyen bir yalıtkan olarak da kullanılır.

Isı iletkenlik neme nasıl bağlıdır

Hemen hemen her kuru malzemenin soğuğu ıslaktan çok daha iyi yalıttığını herkes bilir. Bu öncelikle suyun çok düşük ısıl iletkenlik derecesinden kaynaklanmaktadır. Beton duvarları, zeminleri ve tavanları, öğrendiğimiz gibi, esas olarak malzemedeki hava dolu gözeneklerin varlığından dolayı düşük dış ortam sıcaklıklarından korurlar. Islak olduğunda, ikincisi su ile yer değiştirir. Ve sonuç olarak, betonun ısıl iletkenlik katsayısı önemli ölçüde artar. Soğuk mevsimde, gözeneklere yakalanmışmalzeme suyu donar. Sonuç, duvarların, zeminlerin ve tavanların ısı tutma niteliklerinin daha da azalmasıdır.

Farklı beton türlerinin nem geçirgenlik derecesi değişebilir. Bu göstergeye göre, malzeme birkaç sınıfa ayrılır.

Betonun nem geçirgenliği

Beton kalitesi	W4	W6	W8	W10-W14	W16-W20
Su-çimento oranı (artık yok)	0, 6	0, 55	0, 45	0, 35	0, 30

Yalıtkan olarak ahşap

Termal iletkenliği düşük olan hem "soğuk" ağır hem de hafif beton, elbette çok popüler ve aranan yapı malzemeleri türleridir. Her durumda, çoğu bina ve yapının temelleri, kırma taş veya moloz taşla karıştırılmış çimento harcından yapılmıştır.

Beton karışımı veya ondan yapılan bloklar da bina zarflarının yapımında kullanılır. Ancak çoğu zaman, zemini, tavanları ve duvarları, örneğin ahşapları birleştirmek için başka malzemeler kullanılır. Kiriş ve tahta, elbette, betondan çok daha az güçte farklılık gösterir. Bununla birlikte, ahşabın ısıl iletkenlik derecesi elbette çok daha düşüktür. Beton için, bu gösterge, bildiğimiz gibi, 0.12-1.74 W / (m ° C). Bir ağaçta, termal iletkenlik katsayısı şunlara bağlıdır:dahil ve bu özel cinsten.

Farklı ahşap türlerinin ısıl iletkenliği

Ahşap türü	Çam	Ihlamur, köknar	Ladin	Kavak, meşe, akçaağaç
Termal iletkenlik W/(m°C)	0, 1	0, 15	0, 11	0, 17-0, 2

Diğer ırklarda bu rakam farklı olabilir. Ahşabın lifler boyunca ortalama termal iletkenliğinin 0,14 W / (m ° C) olduğuna inanılmaktadır. Alanı soğuktan yalıtmanın en iyi yolu sedirdir. Termal iletkenliği sadece 0,095 W/(m C).

Yalıtkan olarak tuğla

Sonra, karşılaştırma için, termal iletkenlik ve bu popüler yapı malzemesi açısından özellikleri göz önünde bulundurun. Mukavemet özellikleri açısından, tuğla sadece betondan daha düşük değil, aynı zamanda çoğu zaman onu aşar. Aynısı bu yapı taşının yoğunluğu için de geçerlidir. Günümüzde bina ve yapıların yapımında kullanılan tüm tuğlalar seramik ve silikat olarak sınıflandırılmaktadır.

Bu taş türlerinin her ikisi de sırayla şunlar olabilir:

• şişman;
• boşluklarla;
• oluklu.

Elbette, sağlam tuğlalar ısıyı içi boş ve oluklu olanlardan daha kötü tutar.

Tuğlaların ısı iletkenliği

Tuğla	Tam gövdeli silikat/seramik	Silikat/boşluklu seramik	Oluklu silikat/seramik
Termal iletkenlik W/(m°C)	0, 7-0, 8/0, 5-0, 8	0, 66 /0, 57	0, 4/0, 34-0, 43

Beton ve tuğlanın ısıl iletkenliği bu nedenle hemen hemen aynıdır. Hem silikat hem de seramik taş, odaları soğuktan oldukça zayıf bir şekilde yalıtır. Bu nedenle, bu tür malzemeden inşa edilen evler ayrıca yalıtılmalıdır. İzolatör olarak tuğla duvarların yanı sıra sıradan ağır betondan dökülenlerin yanı sıra genleşmiş polistiren veya mineral yün kullanılır. Bu amaçla gözenekli bloklar da kullanabilirsiniz.

Isı iletkenlik nasıl hesaplanır

Bu gösterge beton dahil farklı malzemeler için özel formüllere göre belirlenir. Toplamda iki yöntem kullanılabilir. Betonun ısıl iletkenliği Kaufman formülü ile belirlenir. Şuna benziyor:

0.0935x(m) 0.5x2.28m + 0.025, burada m çözümün kütlesidir.

Islak (%3'ten fazla) çözeltiler için Nekrasov formülü kullanılır: (0,196 + 0,22 m2) 0,5 - 0,14.

Yoğunluğu 1000 kg/m3 olan genleşmiş betonun kütlesi 1 kg'dır. Buna göre örneğin Kaufman'a göre bu durumda 0,238 katsayısı elde edilecektir. Betonun ısıl iletkenliği +25 C karışım sıcaklığında belirlenir. Soğuk ve ısıtılmış malzemeler için,rakamlar biraz değişebilir.