Теплопровідність пористого бетону

Комірчастий бетон широко застосовується в сучасному будівництві, а зокрема, в теплоізоляції. Є різновидом легкого бетону, має пористу структуру, його пори заповнені повітрям. Бетон пористий – це штучний будматеріал, створений на основі мінеральних в’яжучих і кремнеземнистому наповнювачеві.

Його масове використання пов’язано з підвищенням вимог до показників перенесення тепла стінових конструкцій на тлі зростання ціни на енергоносії. Бетон цього типу об’єднує властивості каменю та дерева, в першу чергу щодо теплоізоляції і теплозбереження за умов грунтовки. Найбільш популярними підвидами пористого бетону є газобетон і пінобетон. Щоб зрозуміти, наскільки вигідно використовувати ті чи інші види пористого бетону в якості утеплювача, потрібно для початку розібратися з поняттям теплопровідності і показниками даного матеріалу.

Визначення теплопровідності пористого бетону

Теплопровідність пористого (пористого) з’єднання характеризує кількість тепла, що переноситься через 1 м3 матеріалу зі стороною 1 м2 за 1 год, з однієї грані матеріалу на його протилежну грань, при різниці температур між ними в 1 градус.

Найважливіша характеристика пористого бетону – це коефіцієнт теплопровідності (λ). Його значення залежить від наступних характеристик:

• якісні і кількісні параметри пористості;
• вологість матеріалу;
• щільність матеріалу;
• теплопровідність матриці – визначається компонентами сировини, що застосовується для його виготовлення.

λ0 – це значення теплопровідності для сухого бетону. Нормується російським ГОСТом 25485-89. При експериментальному визначенні λ0 не враховується вплив влагоперенесення матеріалу, обумовлене градієнтом температури. Проаналізувавши значення λ0 для найбільш популярних видів пористих бетонів (область щільності – 400 – 700 кг / м3), можна помітити, що значення λ0 для сухих бетонів практично не розрізняються між собою.

У зарубіжних нормах проектування і вітчизняних коефіцієнт теплопровідності має різні значення. У вітчизняних нормах його значення вище на 10 – 23% для бетонів, щільність яких становить 600-800 кг / м і 1-5% для бетонів, щільністю 1000 кг / м.

Показники вологості комірчастого бетону

Європейські і Міжнародні комітети по бетону, що проходять в 1977 році в Лондоні, в зв’язку з істотними відмінностями в застосуванні в будівництві і фізико-технічними властивостями між бетонами на легких заповнювачах і комірчастими бетонами, створили робочу групу для комірчастого бетону, яка виявила, що експлуатаційна вологість – його найважливіший показник. Значення вологості ніздрюватого бетону становить 4-5% від його маси і встановлюється приблизно через 2-3 роки. Межі значення відпускної вологості – 25 – 35%.

Здатність внутрішньої вологи передавати тепло обумовлює основну теплопередачу.

Комірчастий бетон має властивість лінійно підвищувати теплопровідність, у міру збільшення такого показника як сорбційне вологоспоживання до 15%. Подальше зростання цього показника впливає вже несуттєво.

Є ряд особливостей експлуатації пористого бетону для того, щоб отримувати заявлену теплопровідність. Так, наприклад, обов’язково використовувати ґрунтовку для запобігання стін від зволоження. На зовнішніх стінах грунтовка повинна бути паропроникаюча.

Проектування стін здійснюється в залежності від кліматичної зони і режиму вологості приміщень. Ці показники визначаються СНиПом II-3-79 **. Норма для умов експлуатації згідно Сніпу II-3-79 **:

• для умов А прийнято значення рівноважної вологості комірчастого бетону – 8%;
• для умов Б той же показник складає 12%, що далеко від відповідності реальним умовам експлуатації будівель.

Склад матеріалу та інші фактори, що впливають на теплопровідність

Стінки пір пористого бетону утворені цементним каменем, що значно збільшує кількість ізольованих порожнин і зменшує теплоперенос. Показники теплопровідності багато в чому залежать від розмірів, форми і розподілу пустот, і від складу наповнювачів. В якості наповнювача пустот використовуються зола, пісок, вапно, шлаки та ін.

Також теплопровідність залежить від маси матеріалу в одиниці об’єму (щільності). Залежно від марки бетону середньої щільності провідність збільшується в інтервалі від 0,08 для марки Д 300, до 0,38 для марки Д-1200. При чому для каменю в золі і каменю на пісочної основі ці показники відрізняються.

Обов’язково враховувати взаємозв’язок між міцністю, щільністю і теплопровідністю каменів. Наприклад, при щільності 400 кг / м3 – міцність на стиск буде 1,3-2,8 МПа; модуль еластичності – 0,18-1,17 кН / мм2; теплопровідність – 0,07-0,11 Вт / м ° С. А при щільності 500 кг / м3 – 2,0-4,4 МПа; 1,24-1,84 кН / мм2; 0,08-0,13 Вт / м ° С відповідно. Зростання кількості пустот зменшує міцність матеріалу і його теплодіффузію.

Зниження коефіцієнта теплопровідності газобетону дозволяє ефективно застосовувати його для зведення зовнішніх одношарових стін. Приведений опір теплопередачі стін для Москви – 3,15 м ° С / Вт. Ніздрюватий бетон (щільність 400 кг / м3) дозволяє побудувати стіну, товщина якої буде 0,4 м, щільність 500 кг / м3 достатня для стіни близько 0,5 м.

Результати досліджень тепло фізичних властивостей огороджувальних конструкцій з газобетонних блоків показали, що пристрій швів товщиною 2 мм знижує термічний опір теплопередачі стіни на 4-5%, пристрій швів товщиною 10 мм – на 20%, а пристрій швів товщиною 20 мм – на 30-32 %. Низькі показники теплопередачі пористого бетону забезпечують його широке застосування. При цьому обов’язково слід враховувати той факт, що показники передачі тепла зберігаються за умови вологозахищеністю. Звідси можна зробити висновок, що неправильне використання самого пористого бетону або, наприклад, блоків з нього, може призвести до низької ефективності в плані енергозбереження.

Тому обов’язково потрібно дотримуватися технології і тоді вдасться здорово заощадити на теплі в осінньо-зимовий період.