Теплоемкость бетона таблица – Теплоемкость бетона — Стройматериалы Пирамида в Демихово

Теплоемкость бетона

Этот показатель имеет очень важное значение, поскольку именно от него зависит степень изменения характеристик материала под воздействием разных температур. С течением времени вследствие этого мы может наблюдать осадку или, наоборот, набухание материала. Так как бетон применяется при строительстве зданий, то данный фактор должен учитываться как один из самых важных. И делать это нужно еще на стадии проектирования.

Все, что касается теплоемкости бетона, изложено в этой статье. Из нее же вы узнаете о методике определения данного показателя. С помощью таблицы теплоемкости различных материалов, содержащейся здесь, вы сможете узнать об их способности сохранять определенное количество тепла.

От чего зависит величина теплопроводности бетона? Ответ на этот вопрос вы также узнаете, прочитав статью до конца. Также вы узнаете, к чему приводит температурное расширение этого материала, и о том, как избежать превышения этого параметра при применении бетонных конструкций.

Обладание этими знаниями помогает избежать многих досадных ошибок при строительстве сооружений разного типа.

Теплоемкость бетона довольно важный показатель при строительстве любого здания или сооружения. Как правило, такой показатель составляет 0,00001(°С)-1. Обусловлено это тем, что со временем все бетонные конструкции неизбежно претерпевают изменения плотности из-за набухания или усадки. Это происходит даже тогда, когда температура воздуха и уровень влажности вокруг бетона остаются неизменными. Если рассматривать подробно, то сам бетон как каменный материал для строительства формируется из смеси того или иного вида вещества, имеющие вяжущие свойства.

Соотношение между компонентами в бетонной смеси

Изготовление такого искусственного материала проводится в соответствии с количеством вяжущего вещества и воды. При этом воду можно использовать как питьевую, так и любую другую. И именно исходя из предназначения бетонных материалов, строители производят расчеты по определению нужной теплоемкости смеси. Теплоемкость определяется как удельная величина, которая влияет на расстояние усадочных швов, необходимых для надежности самой конструкции. Существуют разные показатели усадки бетона и особая технология исследования его при изготовлении.

Основные свойства бетона

Такой процесс, как усадка или, наоборот, набухание бетона, напрямую зависит от количества цементного вещества, замешанного в растворе при его изготовлении. Со временем после строительства и уже ввода здания в эксплуатацию бетон будет постепенно высыхать и на каждый метр линейного размера давать усадку около 0,3 мм. Приблизительно на такую же величину будет происходить и набухание готового материала. Так, при покупке цементного вещества и изготовлении бетона важно знать, что:

в зависимости от количества самого цемента в заготовленной массе для изготовления цементных плит необходимо обязательно учитывать расстояние усадочных швов;
в среднем усадочный шов должен быть более 1,1 мм на 1 м общих линейных размеров;

для бетона коэффициент расширения от температурных колебаний (удельная теплоемкость) составляет 0,00001(°С)-1, и, например, при повышении или понижении температуры на 40° он расширится до 0,8 мм/м.;
заготовленная смесь для бетона всегда легче, чем уже готовый материал;
он бывает монолитный, тяжелый и пористый, и удельная теплоемкость напрямую зависит от его вида.

Для определения теплоемкости заготовленную массу выкладывают в специальную форму и ставят температурный датчик по центру. Далее она подвергается вибрации, при этом саму форму в месте зазора закрывают крышкой с уплотняющей замазкой, имеющей водонепроницаемые свойства. Для проведения этой процедуры используют аппаратуру, которая одновременно регистрирует и в то же время регулирует температурные колебания внутри формы со смесью.

Форму, в которую укладывают смесь помещают в адиабатическую камеру, способную поддерживать внутри нужную температуру для измерений.

При этом важно отметить, что температура в адиабатической камере должна быть доведена до температуры самой бетонной массы. Все замеры и записи температурных колебаний фиксируются на ленту регистрирующей и регулирующей аппаратуры. В дальнейшем после проведения испытаний проводят расшифровку лент регистрирующей аппаратуры. Важно отметить, что удельная теплоемкость смеси должна быть исследована не позднее 1 часа после ее изготовления, а такое испытание необходимо проводить не менее 5 суток пока температура в камере не превысит 1°.

Таблица теплоемкости некоторых материалов

Таблица показывает, какое количество тепла может сохранить в себе 1 кубометр материала при его нагреве на 1 градус.

№ по СНИП	Материал	Плотность кг/м3	*Удельная теплоемкость, кДж/кгoC**	*Кол-во теплана 1 градус, кДж/м3oC**
144	Пенополистирол	40	1,34	54
129	Маты минерало-ватные прошивные	125	0,84	105
143	Пенополистирол	100	1,34	134
145	Пенопласт ПХВ-1	125	1,26	158
142	Пенополистирол	150	1,34	201
67	Газо- и пенобетон газо- и пено-силикат	300	0,84	252
66	Газо- и пенобетон газо- и пено-силикат	400	0,84	336
119	Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные	200	2,30	460
65	Газо- и пенобетон газо- и пено-силикат	600	0,84	504
64	Газо- и пенобетон газо- и пено-силикат	800	0,84	672
70	Газо- и пено- золобетон	800	0,84	672
83	Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка)	800	0,84	672
63	Газо- и пенобетон газо- и пено-силикат	1000	0,84	840
69	Газо- и пено- золобетон	1000	0,84	840
118	Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные	400	2,30	920
68	Газо- и пено- золобетон	1200	0,84	1008
108	Сосна и ель поперёк волокон	500	2,30	1150
109	Сосна и ель вдоль волокон	500	2,30	1150
92	Керамический пустотный	1400	0,88	1232
112	Фанера клееная	600	2,30	1380
117	Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные	600	2,30	1380
91	Кирпич керамический	1600	0,88	1408
47	Бетон на доменных гранулированных шлаках	1800	0,84	1512
84	Кирпичная кладка (кирпич глиняный)	1800	0,88	1584
110	Дуб поперек волокон	700	2,30	1610
111	Дуб вдоль волокон	700	2,30	1610
116	Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружеч-ные	800	2,30	1840
2	Бетон на гравии или щебне из природного камня	2400	0,84	2016
1	Железо-бетон	2500	0,84	2100
113	Картон облицовочный	1000	2,30	2300
115	Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружеч-ные	1000	2,30	2300
	Вода	1000	4,18	4180

Пример. Сколько тепла будет накоплено в 1 кубометре воды при нагреве ее от 40 градусов до 90 градусов?

Удельная теплоемкость воды при 20o Суд = 4,18 кДж/кг*oС Разница температур Т = 90-40 = 50o Удельный вес г = 1000 кг/м3 Объем v=1 м3 Количество запасенной энергии Э = C*Т*v*г = 4.18*50*1*1000 = 209000 кДж (~58 кВт-час)

sebbeton.ru

Теплоаккумулирующая способность материалов | | Mensh.ru

Способность материала удерживать тепло оценивается его удельной теплоемкостью, т.е. количеством тепла (в кДж), необходимым для повышения температуры одного килограмма материала на один градус. Например, вода имеет удельную теплоемкость, равную 4,19 кДж/(кг*K). Это значит, например, что для повышения температуры 1 кг воды на 1°K требуется 4,19 кДж.

Таблица 1. Сравнение некоторых теплоаккумулирующих материалов
Материал	Плотность, кг/м³	Теплоемкость, кДж/(кг*K)	Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*K)	Масса ТАМ для теплоаккумулирования 1 ГДж теплоты при Δ= 20 K, кг	Относительная масса ТАМ по отношению к массе воды, кг/кг	Объем ТАМ для теплоаккумулирования 1 ГДж теплоты при Δ= 20 K, м³	Относительный объем ТАМ по отношению к объему воды, м³/м³
Гранит, галька	1600	0,84	0,45	59500	5	49,6*	4,2
Вода	1000	4,2	0,6	11900	1	11,9	1
Глауберова соль (декагидрат сульфата натрия)*	14600^т 1300^ж	1,92^т 3,26^ж	1,85^т 1,714^ж	3300	0,28	2,26	0,19
Парафин*	786^т	2,89^т	0,498^т	3750	0,32	4,77	0,4

Для водонагревательных установок и жидкостных систем отопления лучше всего в качестве теплоаккумулирующего материала применять воду, а для воздушных гелиосистем — гальку, гравий и т.п. Следует иметь в виду, что галечный теплоаккумулятор при одинаковой энергоемкости по сравнению с водяным теплоаккумулятором имеет в 3 раза больший объем и занимает в 1,6 раза большую площадь. Например, водяной теплоаккумулятор диаметром 1,5 м и высотой 1,4 м имеет объем 4,3 м³, в то время как галечный теплоаккумулятор в форме куба со стороной 2,4 м имеет объем 13,8 м³.

Плотность аккумулирования теплоты в значительной степени зависит от метода аккумулирования и рода теплоаккумулирующего материала. Она может быть аккумулирована в химически связанном виде в топливе. При этом плотность аккумулирования соответствует теплоте сгорания, кВт*ч/кг:

нефть — 11,3;
уголь (условное топливо) — 8,1;
водород — 33,6;
древесина — 4,2.

При термохимическом аккумулировании теплоты в цеолите (процессы адсорбции — десорбции) может аккумулироваться 286 Вт*ч/кг теплоты при разности температур 55°C. Плотность аккумулирования теплоты в твердых материалах (скальная порода, галька, гранит, бетон, кирпич) при разности температур 60°C составляет 1417 Вт*ч/кг, а в воде — 70 Вт*ч/кг. При фазовых переходах вещества (плавление — затвердевание) плотность аккумулирования значительно выше, Вт*ч/кг:

лед (таяние) — 93;
парафин — 47;
гидраты солей неорганических кислот — 40130.

Таблица 2. Сравнение удельной теплоемкости и плотности различных материалов на основе равных объемов
Материал	Удельная теплоемкость, кДж/(кг*K)	Плотность, кг/м³	Теплоемкость, кДж/(м³*K)
Вода	4,19	1000	4187
Металлоконструкции	0,46	7833	3437
Бетон	1,13	2242	2375
Кирпич	0,84	2242	1750
Магнетит, железная руда	0,68	5125	3312
Базальт, каменная порода	0,82	2880	2250
Мрамор	0,86	2880	2375

К сожалению, лучший из приведенных в таблице 2 строительных материалов — бетон, удельная теплоемкость которого составляет 1,1 кДж/(кг*K), удерживает лишь ¼ того количества тепла, которое хранит вода того же веса. Однако плотность бетона (кг/м³) значительно превышает плотность воды. Во втором столбце таблицы 2 приведены плотности этих материалов. Умножив удельную теплоемкость на плотность материала, получим теплоемкость на кубический метр. Эти величины приведены в третьем столбце таблицы 2. Следует отметить, что вода, несмотря на то, что обладает наименьшей плотностью из всех приведенных материалов, имеет теплоемкость на 1 м³ выше (2328,8 кДж/м³), чем остальные материалы таблицы, в силу ее значительно большей удельной теплоемкости. Низкая удельная теплоемкость бетона в значительной степени компенсируется его большой массой, благодаря которой он удерживает значительное количество тепла (1415,9 кДж/м³).

www.mensh.ru

сравнение показателей с другими строительными материалами

Используя в строительстве различные материалы, необходимо учитывать все их основные характеристики: именно от них и зависит, насколько крепким, долговечным и теплым получится жилище. Для расчета способности к теплоизоляции обращают внимание на такую величину, как удельная теплоемкость. Бетон считается самым распространенным строительным материалом, сейчас без него не обходится ни одна стройка. Поэтому подробное изучение его основных характеристик поможет оптимально спроектировать конструкцию.

Свойства и описание материала

Бетон неспроста настолько популярен как в частном строительстве, так и в масштабном. Все дело в сочетании в нем практически всех фундаментальных свойств материала, так необходимых для качественной постройки.

К основным физико-техническим характеристикам этого стройматериала относятся:

Высокая плотность. При наличии требования к повышенной прочности строения бетонный раствор можно усиливать при помощи использования цемента разных марок плотности, а также различных наполнителей — крупного щебня, магнетитовых и лимонитовых пород. Кроме того, крепость изделия можно легко повысить в несколько раз, армировав бетон металлическими прутьями в виде сетки. Чем чаще будет шаг сеточной ячейки, тем прочнее станет конструкция.
Долговечность. Ввиду высокой устойчивости к различным деформациям, эрозии, температурным перепадам, а также химическим веществам можно говорить о хороших показателях долговечности бетонных конструкций.
Устойчивость к крайне низким температурам.
Однородность и вязкость, очень удобные при накладывании раствора на необходимую поверхность. К тому же, однородность бетона напрямую влияет на такой показатель, как прочность.
Стойкость к деформационным воздействиям. Бетон имеет довольно высокие показатели относительно устойчивости к сжатию — в таких условиях он обладает определенным уровнем пружинистости. Чтобы наделить бетонные изделия стойкостью к растяжению, скручиванию и другим видам деформации, его армируют. Это значительно увеличивает его устойчивость в условиях постоянного напряжения.
Высокая огнестойкость бетона. Этот показатель является одним из важнейших при построении жилого массива, так как напрямую влияет на пожароопасность здания. Но огнеупорность бетона очень высока. Под воздействием критически высокой температуры кристаллогидраты цементного камня распадаются, что сопровождается выделением связанной жидкости. Быстро испаряясь, она забирает на себя бо́льшую часть тепла, поэтому бетонные смеси так стойки к высокотемпературному воздействию.
Пластичность бетонного раствора. Эта характеристика обусловливает способность строительной смеси качественно заполнять необходимую форму, не образовывая пустот и раковин. Показатель пластичности зависит от вида используемого цемента, а также от специальных наполнителей.
Водонепроницаемость. При использовании расширяющихся марок основной составляющей бетонного раствора эта характеристика существенно повышается. Бетон с высоким уровнем гидрофобности не пропускает и не впитывает воду и другие жидкости, поэтому часто используется для строительства фундаментов в условиях повышенной сырости, а также при заливке форм для бассейнов и прудов.
Теплоизоляционные характеристики увеличиваются с повышением пористости материала путем добавления пористых наполнителей.

Это лишь основные свойства бетонной смеси, которые позволяют ей удерживать лидерство на рынке строительных материалов.

Теплоизоляционные характеристики

Теплоемкость материала — это величина, характеризующая его способность к поглощению тепла при нагревании и его отдаче при охлаждении. Благодаря этому значению можно рассчитывать, из какого материала лучше построить жилое помещение, насколько оно будет теплым и как долго сможет сохранять тепло при отоплении.

Бетонные смеси, отличающиеся повышенной плотностью, не обладают высокой теплоемкостью. Однако условия, в которых они используются, этого и не требуют. Особо тяжелые бетоны характеризуются очень большим весом, по этой причине они не применяются в индивидуальном строительстве, зато активно используются при сооружении глобальных конструкций гидротехнического назначения или, например, железнодорожных и автомобильных мостов, метро и других стратегических объектов. В этих случаях способность к теплоизоляции не является приоритетом.

Что касается жилых построек, здесь теплоемкость имеет крайне важное значение. В конце концов, этот показатель оказывает прямое влияние на количество стройматериала, используемое для возведения стен. Однако повышение пористости, что является обязательным залогом увеличения теплоизоляционных свойств, непременно повлияет на прочность здания не в лучшую сторону. Чтобы компенсировать уменьшение крепости, в бетонные плиты помещают армирующую сетку. Тогда и прочность остается на высоте, и теплоемкость не страдает.

Таблица показателей

Различные стройматериалы обладают разными показателями теплоемкости и теплопроводности. Это можно использовать при расчете толщины стен.

Так, теплоизоляционные свойства распространенных строительных материалов демонстрирует таблица.

Материал	Плотность, кг/м3	Теплоемкость, кДж/кг*С
Пенополистирол	40−100	1,34
Кирпичная кладка	1800	0,88
Газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат	300−800	0,84
Бетон	2200	1,13
Железобетон	2500	0,84
Металлоконструкции	7833	0,46

Как видно из таблицы, удельная теплоемкость бетона довольно высока в сравнении с другими материалами, поэтому его использование в строительстве имеет массу преимуществ перед другими материалами.

Способы повышения теплоемкости

Разновидности бетонов с высоким показателем теплоемкости называются легкими или особо легкими. Наполнители, использующиеся для их создания, отличаются пористой структурой и небольшим весом. К ним относятся такие виды:

Натуральные заполнители: включают в себя пемзовые породы, вулканические туфы и шлаки, а также карбонаты — различные кальциты, ракушечники, известняковые туфы.
Искусственно созданные материалы — керамзит, перлит, вермикулит, а также аглопорит, грануляты шлаков и другие.
Промышленные отходы — золошлаки, топливные или металлургические шлаки, а также крупнодисперсные золы.

К самым распространенным, а также суперлегким материалам для заполнения бетонного раствора, относится полистирол. Он представляет собой мелкие шарики. Бетон с полистирольным включением отличается самой высокой теплоемкостью из всех используемых наполнителей, однако этот материал характеризуется снижением других качеств:

Огнеупорность. При воздействии высокой температуры внешние данные бетонополистирола не изменяются, но внутри происходит выгорание полистирольных шариков, что в дальнейшем скажется на увеличении хрупкости сооружения, а также на увеличении теплопередачи.
Прочность. Легкие и суперлегкие бетоны не обладают высокими показателями прочности, однако этот недостаток можно легко компенсировать путем включения в них арматуры. Правда, вес конструкции в этом случае увеличится, но зато повысится деформационная устойчивость и, как следствие, долговечность здания.
Паропроницаемость. Вследствие значительного процента наполняющего материала на бетонополистирол переносится и часть его качеств. Полистирол отличается крайне низкой паропроницаемостью. В случае использования для строительства этого компонента следует позаботиться о хорошей вентиляционной системе.

В противном случае, внутри на стенах постройки будет скапливаться конденсат из-за повышенной влажности, что негативно скажется и на здоровье, и на внутреннем покрытии, например, обоях. Постоянная сырость поспособствует развитию плесени и грибков, от которых не так просто избавиться даже во время капитального ремонта квартиры.

Так как все эти недостатки можно в некоторой степени компенсировать различными способами, то полистиролбетон пользуется значительной популярностью у застройщиков.

Сравнительная характеристика стройматериалов

Для сравнения приведена таблица удельной плотности и веса различных видов бетона, из которой явственно видно, насколько бетон с полистиролом легче остальных разновидностей.

Вид бетона	Удельная плотность, кг/м3
Полистиролбетон (в зависимости от марки цемента и процентного содержания полистирола)	150−600
Особо тяжелые бетоны (магнетитовые, лимонитовые, баритовые и др.)	около 2500
Конструктивные бетоны (с пемзой, керамзитом, аглопоритом, туфом и другими подобными наполнителями)	1500−1800
Тяжелый бетон с гранитовым наполнением	2100−2300
Бетонные растворы с известняком	1900
Гравийные смеси (в зависимости от размера фракции)	1800−2100

Кроме того, теплопроводность полистирола позволяет делать стены более тонкими, что уменьшает трудозатраты на строительство, а также финансовые затраты на транспортировку и погрузку стройматериала.

Бетон и сам имеет хорошую теплоемкость, а в сочетании с полистиролом он является просто незаменимым теплоизоляционным материалом, который может использоваться как самостоятельно, так и для дополнительного утепления помещений.

Применение в строительстве

Бетон и сходные ним по составу смеси использовались еще во времена Римской империи. Тогда, конечно, составляющие несколько отличались от современного материала, однако можно с уверенностью сказать, что и тогда эти конструкции отличались высокой прочностью.

В наше время бетон используется для строительства повсеместно — это едва ли не самый распространенный стройматериал. Учитывая его многочисленные положительные свойства, его лидерство вполне оправдано.

Бетонные смеси применяются для заливки фундаментов любой сложности, из них изготавливают как монолитные заливные конструкции, так и сборные. К сборным относятся плиты для возведения стен и потолочных перекрытий, балки и другие. Железобетонные конструкции, как обладающие повышенной прочностью, применяют в строительстве шахт для укрепления стен горных выработок, метро, мостов, плотин, атомных электростанций и других строений с повышенной нагрузкой и высокими требованиями к надежности и безопасности.

В зависимости от состава существует много разновидностей бетона. Это позволяет подобрать подходящий материал с необходимыми свойствами в любой отрасли промышленности.

Бетоном укрепляют неустойчивые грунты и герметизируют щели, используют для облицовки как внутренних стен помещения, так и фасадов. Асфальтобетонной смесью повышенной прочности выстилают автодороги и взлётно-посадочные полосы. Кроме того, бетон используют для изготовления тротуарной плитки, декоративного искусственного камня для наружной и внутренней отделки. Специальные гидротехнические смеси применяют в строительстве каналов, бассейнов и водохранилищ, а также небольших искусственных водоемов на частных участках.

При проектировании любых строительных работ следует учитывать все характеристики бетонных смесей и требования к конструируемому сооружению. Немаловажным показателем служит теплоемкость бетона в квт, а также теплопроводность, особенно при построении жилых помещений.

tvoidvor.com

Удельная теплоемкость бетона

Что означает удельная теплоемкость бетона и как она изменяется

Во время работ по возведению бетонного дома выполняют специальные расчеты, для которых необходимо знать такую величину, как теплоемкость. То есть, то количество теплого воздуха, которое передается раствору и изменяет его температуру, хотя бы на единичку.

Величина или класс бетона, который подвержен модификации, называют коэффициентом или постоянной необходимой для расширения состава. Она составляет 0,00001 (°С)-¹. Значит, что при изменении температуры на 60°С, расширение составит 0,6 мм/м. Поэтому для любого бетонного сооружения необходимы так называемые температурные швы.

Бетон

Для нашей страны эта величина на 1 мм составляет 1,1 мм. Исходя из этих данных, 0,3 мм указывает на усадку, +0,6 – коэффициент температуры. В СНИП – е рассмотрены большие размеры, но при этом необходимо учесть тот факт, что изменение на 80°С может повлечь за собой появление трещин в бетоне, имеющим жесткий заполнитель. Поэтому берут во внимание разницу коэффициента расширения и наполнителя (внутреннего).

Теплоемкость бетонного состава

Так как существует много видов раствора, то данная величина также различна. Например, для монолитного воздушно-сухого бетона она составляет 1,35 Вт(м*°С). А это значит, что удельная теплоемкость бетона высокая и поэтому, все наружные стенки строения нужно утеплить.

Если применяемый бетон пористый, тогда данная величина составит от 0,35 до 0,75 Вт(м*°С), так как такой вид раствора имеет низкую прочность.

Тяжелый бетон имеет удельную теплоемкость в пределах 1000 Дж/(кг *°С), то есть 0,2 ккал/(кг*°С). При этом этот же но уже объемный показатель тяжелого типа составляет 2500 Дж/(м³*К), а если состав пористый, тогда изменения полностью зависимы от плотности материала.

Жидкая бетонная смесь имеет удельную теплоемкость до 1500 Дж/(кг*°С). Отметим, что данный раствор легче, чем тяжелый и тяжелее, чем пористый аналогичный материал.

Удельная теплоемкость бетона

Отсюда можно сделать вывод, что:

также как и у каменного материала, теплоемкость бетона составляет 0,17 – 0,22 ккал/кг;
величина расширения указывает на его изменения, а данный коэффициент равен 10Х10^-6, отметим, что у стали он точно такой же.

Что такое удельный вес бетона?

При реставрационных работах, капитальном или точечном ремонте нужно не только приобрести необходимое количество материала, но и сделать расчет по характеристикам. Такое понятие как удельный вес не используют, но все виды бетона отличаются по примененным компонентам. Хотя чаще всего в качестве наполнителя применяют щебень, гальку и другие материалы, но, даже используя одинаковое их количество, не удается сделать идентичный раствор, так как гранулы одного и того же элемента могут отличаться друг от друга (по форме и размеру). Чем они крупнее, тем больше поры в структуре бетона.

Но при проведении работ строителей интересует, сколько весит материал. Ведь по этому параметру и определяют специфику его применения, так как именно по этой величине рассчитывают конструкции с учетом местного климата и других условий. Например, при возведении фундамента, для определения его типа (с учетом почвы на участке), необходимо знать, сколько составляет удельная масса бетона, то же самое касаемо перекрытий, несущей конструкции и др.

Специалисты чаще применяют такое понятие, как «объемный вес», но данная величина не является постоянной. А вес данного строительного материала полностью зависит от тех компонентов, из которых его готовят. Также сюда нужно приплюсовать и воду, которая необходима для замеса.

Учитывая все эти ингредиенты, различают следующие типы бетона:

тяжелый и особо тяжелый;
легкий и особо легкий.

Рассмотрим каждый вид в отдельности.

Тяжелый бетон

Для его приготовления применяют крупнофракционную щебенку или гравий. Таким раствором производят заливку фундаментов, возводят несущую конструкцию. У специалистов имеется приблизительное соотношение ингредиентов, которое может изменяться, а вместе с ней варьирует вес бетона (от 1,8 до 2,5 т/м³).

Особо тяжелый материал применяют редко, только во время строительства специальных промышленных объектов. В качестве крупного заполнителя используют гематит, барит и др. Иногда в состав раствора добавляют железную руду и чугунную дробь. От их количества зависит вес бетона. А цемент должен быть только высокого качества. Такой вид бетона имеет удельную массу от 2,5 до 3,0 т/м³.

Легкий и особо легкий бетон

Данный раствор образовывает структуру с порами, вес материала варьирует от 0,5 до 1,8 т/м³. Для такого типа бетона в качестве наполнителя применяют пемзу, туф и др.

Максимальный вес 1 м³ особо легкого материала до 0,5 т, а в строительстве он используется как теплоизолятор, во время работ по гидроизоляции шва, стыка или его применяют при заделывании трещин. В качестве наполнителя используют перлиты, вермикулит и др.

Применение бетона

Как определить удельное сопротивление?

Для того чтобы вычислить этот показатель необходимо взять образец – куб с ребрами в 20 см. Его подключают к переменному току, при этом частота промышленная. Бетон укладывают в форму имеющую размеры 20Х20Х20 см. Дно и противоположные стены конструкции выполняются из материала, который не проводит ток, а другие стороны стальные – пластинчатые электроды.

Напряжение регулируют трансформатором. К кубу подключают вольтметр (параллельно) и миллиамперметр (последовательно). Их измерительный механизм относится к электромагнитной системе. Также к кубу подсоединен ваттметр имеющий механизм ферродинамической системы.

Подключив данную конструкцию, вычисляют удельное сопротивление бетона, которое определяется формулой:

P = 0,2 V/ I, где P – удельное сопротивление;
V – показания вольтметра;
I – показания амперметра.

Следует учесть, что при этом ваттметр (его показания) удерживают на начальной величине.

Заключение

Это экспериме

vest-beton.ru

таблица и использование ее на практике

Создание оптимального микроклимата и расход тепловой энергии на отопление частного дома в холодное время года во многом зависит от теплоизоляционных свойств строительных материалов, из которых возведена данная постройка. Одной из таких характеристик является теплоемкость. Это значение необходимо учитывать при выборе стройматериалов для конструирования частного дома. Поэтому далее будет рассмотрена теплоемкость некоторых строительных материалов.

Свойства и классификация строительных материалов.

Определение и формула теплоемкости

Каждое вещество в той или иной степени способно поглощать, запасать и удерживать тепловую энергию. Для описания этого процесса введено понятие теплоемкости, которая является свойством материала поглощать тепловую энергию при нагревании окружающего воздуха.

Чтобы нагреть какой-либо материал массой m от температуры t_нач до температуры t_кон, нужно будет потратить определенное количество тепловой энергии Q, которое будет пропорциональным массе и разнице температур Т (t_кон-t_нач). Поэтому формула теплоемкости будет выглядеть следующим образом: Q = c*m* Т, где с — коэффициент теплоемкости (удельное значение). Его можно рассчитать по формуле: с = Q/(m* Т) (ккал/(кг* °C)).

Условно приняв, что масса вещества равна 1 кг, а Т = 1°C, можно получить, что с = Q (ккал). Это означает, что удельная теплоемкость равна количеству тепловой энергии, которая расходуется на нагревание материала массой 1 кг на 1°C.

Использование теплоемкости на практике

Таблица теплоемкости строительных материалов.

Строительные материалы с высокой теплоемкостью используют для возведения теплоустойчивых конструкций. Это очень важно для частных домов, в которых люди проживают постоянно. Дело в том, что такие конструкции позволяют запасать (аккумулировать) тепло, благодаря чему в доме поддерживается комфортная температура достаточно долгое время. Сначала отопительный прибор нагревает воздух и стены, после чего уже сами стены прогревают воздух. Это позволяет сэкономить денежные средства на отоплении и сделать проживание более уютным. Для дома, в котором люди проживают периодически (например, по выходным), большая теплоемкость стройматериала будет иметь обратный эффект: такое здание будет достаточно сложно быстро натопить.

Значения теплоемкости строительных материалов приведены в СНиП II-3-79. Ниже приведена таблица основных строительных материалов и значения их удельной теплоемкости.

Таблица 1

Материал	Плотность, кг/м³	Удельная теплоемкость, кДж/(кг*°C)
Пенополистирол	40	1,34
Минвата	125	0,84
Газо- и пенобетон	650	0,84
Гипсовые листы	800	0,84
Дерево	500	2,3
Клееная фанера	600	2,3
Керамический кирпич	1600	0,88
Бетон	2300	0,84
Железобетон	2500	0,84
Кирпичная кладка	1800	0,88

Кирпич обладает высокой теплоемкостью, поэтому идеально подходит для строительства домов и возведенияия печей.

Говоря о теплоемкости, следует отметить, что отопительные печи рекомендуется строить из кирпича, так как значение его теплоемкости достаточно высоко. Это позволяет использовать печь как своеобразный аккумулятор тепла. Теплоаккумуляторы в отопительных системах (особенно в системах водяного отопления) с каждым годом применяются все чаще. Такие устройства удобны тем, что их достаточно 1 раз хорошо нагреть интенсивной топкой твердотопливного котла, после чего они будут обогревать ваш дом на протяжении целого дня и даже больше. Это позволит существенно сэкономить ваш бюджет.

Теплоемкость строительных материалов

Какими же должны быть стены частного дома, чтобы соответствовать строительным нормам? Ответ на этот вопрос имеет несколько нюансов. Чтобы с ними разобраться, будет приведен пример теплоемкости 2-х наиболее популярных строительных материалов: бетона и дерева. Теплоемкость бетона имеет значение 0,84 кДж/(кг*°C), а дерева — 2,3 кДж/(кг*°C).

На первый взгляд можно решить, что дерево — более теплоемкий материал, нежели бетон. Это действительно так, ведь древесина содержит практически в 3 раза больше тепловой энергии, нежели бетон. Для нагрева 1 кг дерева нужно потратить 2,3 кДж тепловой энергии, но при остывании оно также отдаст в пространство 2,3 кДж. При этом 1 кг бетонной конструкции способен аккумулировать и, соответственно, отдать только 0,84 кДж.

Но не стоит спешить с выводами. Например, нужно узнать, какую теплоемкость будет иметь 1 м² бетонной и деревянной стены толщиной 30 см. Для этого сначала нужно посчитать вес таких конструкций. 1 м² данной бетонной стены будет весить: 2300 кг/м³*0,3 м³ = 690 кг. 1 м² деревянной стены будет весить: 500 кг/м³*0,3 м³ = 150 кг.

Таблица сравнения теплопроводности бревна с кирпичной кладкой.

Далее нужно посчитать, какое количество тепловой энергии будет содержаться в этих стенах при температуре 22°C. Для этого нужно теплоемкость умножить на температуру и вес материала:

для бетонной стены: 0,84*690*22 = 12751 кДж;
для деревянной конструкции: 2,3*150*22 = 7590 кДж.

Из полученного результата можно сделать вывод, что 1 м³ древесины будет практически в 2 раза меньше аккумулировать тепло, чем бетон. Промежуточным материалом по теплоемкости между бетоном и деревом является кирпичная кладка, в единице объема которой при тех же условиях будет содержаться 9199 кДж тепловой энергии. При этом газобетон, как строительный материал, будет содержать только 3326 кДж, что будет значительно меньше дерева. Однако на практике толщина деревянной конструкции может быть 15-20 см, когда газобетон можно уложить в несколько рядов, значительно увеличивая удельную теплоемкость стены.

Использование различных материалов в строительстве

Дерево

Для комфортного проживания в доме очень важно, чтобы материал обладал высокой теплоемкостью и низкой теплопроводностью.

В этом отношении древесина является оптимальным вариантом для домов не только постоянного, но и временного проживания. Деревянное здание, не отапливаемое длительное время, будет хорошо воспринимать изменение температуры воздуха. Поэтому обогрев такого здания будет происходить быстро и качественно.

В основном в строительстве используют хвойные породы: сосну, ель, кедр, пихту. По соотношению цены и качества наилучшим вариантом является сосна. Что бы вы ни выбрали для конструирования деревянного дома, нужно учитывать следующее правило: чем толще будут стены, тем лучше. Однако здесь также нужно учитывать ваши финансовые возможности, так как с увеличением толщины бруса значительно возрастет его стоимость.

Кирпич

Данный стройматериал всегда был символом стабильности и прочности. Кирпич имеет хорошую прочность и сопротивляемость негативным воздействиям внешней среды. Однако если принимать в расчет тот факт, что кирпичные стены в основном конструируются толщиной 51 и 64 см, то для создания хорошей теплоизоляции их дополнительно нужно покрывать слоем теплоизоляционного материала. Кирпичные дома отлично подходят для постоянного проживания. Нагревшись, такие конструкции способны долгое время отдавать в пространство накопившееся в них тепло.

Выбирая материал для строительства дома, следует учитывать не только его теплопроводность и теплоемкость, но и то, как часто в таком доме будут проживать люди. Правильный выбор позволит поддерживать уют и комфорт в вашем доме на протяжении всего года.

Creating an optimal climate and thermal energy consumption for heating private house in the cold season depends largely on the thermal insulation properties of building materials, of which this building was built. One such characteristic is the specific heat. This value must be considered when selecting the materials for the construction of a private house. Therefore, further heat capacity of some building materials will be considered.

Properties and classification of building materials.

Determination of the heat capacity and the formula

Each substance to some extent able to absorb, store and retain heat. To describe this process introduced the concept of specific heat, which is a property of a material to absorb heat energy by heating the surrounding air.

To heat a mass of material m between the temperature t_early to the temperature t_game, will need to spend a certain amount of heat Q, that is proportional to the mass and the temperature difference? T (t_game-t_early). Therefore, the heat capacity of the formula will be as follows: Q = c * m *? T, where c — the specific heat ratio (specific value). It can be calculated according to the formula: c = Q / (m *? T) (Kcal / (Kg * ? C)).

Conventionally, assuming that the mass of a substance is equal to 1 kg and? T = 1 ? C, you can get a = Q (kcal). This means that the specific heat is the quantity of heat which is consumed for heating the material mass of 1 kg per 1 ? C.

Using the heat capacity in practice

Table of heat capacity of building materials.

Building materials with high thermal capacity is used for the construction of heat-resistant structures. It is very important for private houses where people live permanently. The fact that such structures allow to store (accumulate) the heat, so the house maintains a comfortable temperature for a long time. First, the heater warms the air and walls, after which the very walls of heated air. This allows you to save money on heating and make your stay more comfortable. For the house in which people live periodically (eg, on weekends), a large heat capacity of the building material will have the opposite effect: such a building would be difficult to heat quickly.

The values of the heat capacity of the building materials are given in SNIP II-3-79. The table below shows the basic construction materials and the values of their specific heat.

Table 1

Material	Density, kg / m³	Specific heat, kJ / (kg * ? C)
Expanded polystyrene	40	1.34
mineral wool	125	0.84
Gas and foam concrete	650	0.84
plaster sheets	800	0.84
Tree	500	2.3
plywood	600	2.3
Ceramic brick	1600	0.88
Concrete	2300	0.84
Reinforced concrete	2500	0.84
Brickwork	1800	0.88

Brick has a high heat capacity, so is ideal for the construction of houses and vozvedeniyaiya furnaces.

Speaking of heat capacity, it should be noted that the heating furnace is recommended to build a brick, because the value of its heat capacity is quite high. This allows you to use the oven as a kind of heat accumulator. Heat accumulators in heating systems (especially in hot water heating systems) are increasingly being used every year. Such devices are convenient in that they are sufficiently well 1 times intense heat furnace solid fuel boiler, after which they will heat your home during the day and even more. This will greatly save your budget.

The heat capacity of building materials

What, then, must be the wall of a private house to meet building regulations? The answer to this question has several nuances. To deal with them, is an example of the heat capacity of 2 of the most popular building materials: concrete and wood. The heat capacity of concrete has a value of 0.84 kJ / (kg * ? C), and wood — 2.3 kJ / (kg * ? C).

At first glance you can determine that a tree — a heat of the material than concrete. This is true, because the wood contains almost 3 times more heat energy than concrete. To heat 1 kg of wood to spend 2.3 kJ of heat energy, but also cools it will give space to 2.3 kJ. Thus 1 kg of a concrete structure capable of accumulating and accordingly only give 0.84 kJ.

But do not jump to conclusions. For example, you need to find out what will be the specific heat of 1 m² concrete and wooden wall thickness of 30 cm. To do this, you first need to calculate the weight of such structures. 1m² This concrete wall will weigh 2300 kg / m³* 0.3 m³ = 690 kg. 1m² wooden wall will weigh 500 kg / m³* 0.3 m³ = 150 kg.

Table comparing the thermal conductivity of the log with brickwork

Table comparing the thermal conductivity of the log with the brickwork.

Next you need to calculate how much heat will be contained within these walls at a temperature of 22 ? C. To do this, multiplied by the heat capacity of the temperature and weight of the material:

Concrete wall: 0.84 * 690 * 22 = 12751 kJ;
for wooden constructions: 2,3 * 150 * 22 = 7590 kJ.

From this result we can conclude that: 1 m³ wood is almost 2 times less than accumulate heat than concrete. Intermediate materials for the heat capacity between the concrete and the tree is the brickwork, which per unit volume at the same conditions will contain 9199 kJ of heat energy. In this aerated concrete as a building material, contains only 3326 kJ, which is much smaller than the tree. However, in practice the thickness of the wooden structure can be 15-20 cm when aerated concrete can be placed in several rows, significantly increasing the specific heat of the wall.

The use of different materials in the construction of

Tree

For a comfortable stay in the house it is very important that the material has a high heat capacity and low thermal conductivity.

In this respect, wood is the best option for homes not only permanent, but also temporary residence. The wooden building is not heated for a long time, it is good to take a change of air temperature. Therefore, heating of the building will take place quickly and efficiently.

Mainly used in the construction of conifers: pine, spruce, cedar, fir. In terms of price and quality of the best option is pine. Whatever you choose to construct a wooden house, you should consider the following rule: the thicker the walls are, the better. However, there is also need to consider your financial possibilities, since an increase in the thickness of the beam significantly increase its value.

Brick

This building material has always been a symbol of stability and strength. Brick has a good durability and resistance to adverse environmental effects. However, if taking into account the fact that the brick walls constructed mainly of 64 and a thickness of 51 cm, to create good thermal insulation to cover their need further layer of insulating material. Brick houses are ideal for permanent residence. Warmed, such constructions are able to give a long time in space accumulated in them warm.

Choosing material for building a house, you should consider not only its thermal conductivity and heat capacity, but also how often such people will be staying home. The right choice will maintain warmth and comfort in your home throughout the year.

Створення оптимального мікроклімату і витрата теплової енергії на опалення приватного будинку в холодну пору року багато в чому залежить від теплоізоляційних властивостей будівельних матеріалів, з яких зведено дана споруда. Однією з таких характеристик є теплоємність. Це значення необхідно враховувати при виборі будматеріалів для конструювання приватного будинку. Тому далі буде розглянута теплоємність деяких будівельних матеріалів.

Властивості і класифікація будівельних матеріалів.

Визначення і формула теплоємності

Кожна речовина в тій чи іншій мірі здатне поглинати, запасати і утримувати теплову енергію. Для опису цього процесу введено поняття теплоємності, яка є властивістю матеріалу поглинати теплову енергію при нагріванні навколишнього повітря.

Щоб нагріти будь-якої матеріал масою m від температури t_нач до температури t_кон, потрібно буде витратити певну кількість теплової енергії Q, яке буде пропорційним масі і різниці температур Т (t_кон-t_нач). Тому формула теплоємності буде виглядати наступним чином: Q = c * m * Т, де с — коефіцієнт теплоємності (питоме значення). Його можна розрахувати за формулою: з = Q / (m * Т) (ккал / (кг * ° C)).

Умовно прийнявши, що маса речовини дорівнює 1 кг, а Т = 1 ° C, можна отримати, що з = Q (ккал). Це означає, що питома теплоємність дорівнює кількості теплової енергії, яка витрачається на нагрівання матеріалу масою 1 кг на 1 ° C.

Використання теплоємності на практиці

Таблиця теплоємності будівельних матеріалів.

Будівельні матеріали з високою теплоємністю використовують для зведення теплотривких конструкцій. Це дуже важливо для приватних будинків, в яких люди проживають постійно. Справа в тому, що такі конструкції дозволяють запасати (акумулювати) тепло, завдяки чому в будинку підтримується комфортна температура досить довгий час. Спочатку опалювальний прилад нагріває повітря і стіни, після чого вже самі стіни прогрівають повітря. Це дозволяє заощадити кошти на опаленні і зробити проживання більш затишним. Для будинку, в якому люди проживають періодично (наприклад, у вихідні), велика теплоємність будматеріалу матиме зворотний ефект: такий будинок буде досить складно швидко натопити.

Значення теплоємності будівельних матеріалів наведені в СНиП II-3-79. Нижче наведена таблиця основних будівельних матеріалів і значення їх питомої теплоємності.

Таблиця 1

матеріал	Щільність, кг / м³	Питома теплоємність, кДж / (кг * ° C)
пінополістирол	40	1,34
мінвата	125	0,84
Газо- і пінобетон	650	0,84
гіпсові листи	800	0,84
дерево	500	2,3
клеєна фанера	600	2,3
керамічна цегла	1600	0,88
бетон	2300	0,84
залізобетон	2500	0,84
Цегляна кладка	1800	0,88

Цегла має високу теплоємність, тому ідеально підходить для будівництва будинків і возведеніяія печей.

Говорячи про теплоємності, слід зазначити, що опалювальні печі рекомендується будувати з цегли, так як значення його теплоємності досить високо. Це дозволяє використовувати піч як своєрідний акумулятор тепла. Теплоаккумулятори в опалювальних системах (особливо в системах водяного опалення) з кожним роком застосовуються все частіше. Такі пристрої зручні тим, що їх достатньо 1 раз добре нагріти інтенсивної топкою твердопаливного котла, після чого вони будуть обігрівати ваш будинок протягом цілого дня і навіть більше. Це дозволить істотно заощадити ваш бюджет.

Теплоємність будівельних матеріалів

Якими ж повинні бути стіни приватного будинку, щоб відповідати будівельним нормам? Відповідь на це питання має кілька нюансів. Щоб з ними розібратися, буде наведено приклад теплоємності 2-х найбільш популярних будівельних матеріалів: бетону і дерева. теплоємність бетону має значення 0,84 кДж / (кг * ° C), а дерева — 2,3 кДж / (кг * ° C).

На перший погляд можна вирішити, що дерево — більш тепломісткий матеріал, ніж бетон. Це дійсно так, адже деревина містить практично в 3 рази більше теплової енергії, ніж бетон. Для нагріву 1 кг дерева потрібно витратити 2,3 кДж теплової енергії, але при охолодженні воно також віддасть в простір 2,3 кДж. При цьому 1 кг бетонної конструкції здатний акумулювати і, відповідно, віддати тільки 0,84 кДж.

Але не варто поспішати з висновками. Наприклад, потрібно дізнатися, яку теплоємність матиме 1 м² бетонної і дерев’яної стіни товщиною 30 см. Для цього спочатку потрібно порахувати вага таких конструкцій. 1 м² даної бетонної стіни буде важити: 2300 кг / м³* 0,3 м³ = 690 кг. 1 м² дерев’яної стіни буде важити: 500 кг / м³* 0,3 м³ = 150 кг.

Таблиця порівняння теплопровідності колоди з цегляною кладкою.

Далі потрібно порахувати, скільки теплової енергії буде міститися в цих стінах при температурі 22 ° C. Для цього потрібно теплоємність помножити на температуру і вагу матеріалу:

для бетонної стіни: 0,84 * 690 * 22 = 12751 кДж;
для дерев’яної конструкції: 2,3 * 150 * 22 = 7590 кДж.

З отриманого результату можна зробити висновок, що 1 м³ деревини буде практично в 2 рази менше акумулювати тепло, ніж бетон. Проміжним матеріалом по теплоємності між бетоном і деревом є цегляна кладка, в одиниці об’єму якої при тих же умовах буде міститися 9199 кДж теплової енергії. При цьому газобетон, як будівельний матеріал, буде містити тільки 3326 кДж, що буде значно менше дерева. Однак на практиці товщина дерев’яної конструкції може бути 15-20 см, коли газобетон можна укласти в кілька рядів, значно збільшуючи питому теплоємність стіни.

Використання різних матеріалів в будівництві

дерево

Для комфортного проживання в будинку дуже важливо, щоб матеріал мав високу теплоємність і низьку теплопровідність.

В цьому відношенні деревина є оптимальним варіантом для будинків не тільки постійного, а й тимчасового проживання. Дерев’яне будинок, не опалювальне тривалий час, буде добре сприймати зміна температури повітря. Тому обігрів такого будинку буде відбуватися швидко і якісно.

В основному в будівництві використовують хвойні породи: сосну, ялину, кедр, ялицю. За співвідношенням ціни і якості найкращим варіантом є сосна. Що б ви не вибрали для конструювання дерев’яного будинку, потрібно враховувати наступне правило: чим товще будуть стіни, тим краще. Однак тут також потрібно враховувати ваші фінансові можливості, тому що зі збільшенням товщини бруса значно зросте його вартість.

цегла

Даний будматеріал завжди був символом стабільності і міцності. Цегла має хорошу міцність і опірність негативним впливам зовнішнього середовища. Однак якщо взяти до уваги той факт, що цегляні стіни в основному конструюються товщиною 51 і 64 см, то для створення гарної теплоізоляції їх додатково потрібно покривати шаром теплоізоляційного матеріалу. Цегляні будинки відмінно підходять для постійного проживання. Нагрівшись, такі конструкції здатні довгий час віддавати в простір накопичене в них тепло.

Вибираючи матеріал для будівництва будинку, слід враховувати не тільки його теплопровідність і теплоємність, а й те, як часто в такому будинку будуть проживати люди. Правильний вибір дозволить підтримувати затишок і комфорт у вашому будинку протягом усього року.

stroystory.ru