Коэффициент теплопроводности цементно песчаной стяжки


Коэффициент теплопроводности цементно песчаной стяжки

Исследование теплопроводности полусухой цементно-песчаной стяжки

Центр «ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ» (кафедра «Гидравлики и Теплотехники» Самарского государственного архитектурно-строительного университета) по заказу Компании «ВЕРИ» произвел исследование теплопроводности полусухой несвязанной цементно-песчаной стяжки.

Объектом исследования являются образцы из полусухой несвязанной цементно-песчаной стяжки производства компании «ВЕРИ».
Цель работы – определить коэффициент теплопроводности трех образцов полусухой несвязанной цементно-песчаной стяжки.
В процессе выполнения работы были определены экспериментальным путем значения коэффициента теплопроводности полусухой несвязанной цементно-песчаной стяжки производства компании «ВЕРИ» как в сухом состоянии, так и в условиях эксплуатации.

В соответствии с техническим заданием к хоздоговору между компанией «ВЕРИ» и ФГБОУ ВПО «Самарский государственный архитектурно-строительный университет» сотрудниками центра «Энергосбережение в строительстве»: директором ЦЭС, к.т.н., с.н.с. Вытчиковым Ю.С. и ассистентом кафедры «Гидравлика и теплотехника» Прилепским А.С. были определены значения коэффициента теплопроводности трех образцов полусухой несвязанной цементно-песчаной стяжки производства компании «ВЕРИ».
Цель работы – определить коэффициент теплопроводности трех образцов полусухой несвязанной цементно-песчаной стяжки.
Полусухая несвязанная цементно-песчаная стяжка используется в настоящее время в межэтажных перекрытиях жилых и общественных зданий.
В отличие от цементно-песчаного раствора она обладает более низким значением коэффициента теплопроводности, что создает более комфортные условия в помещениях.

Методика проведения испытаний на теплопроводность строительных и теплоизоляционных материалов

Определение коэффициента теплопроводности проводилось стационарным методом в соответствии с использованием измерителя теплопроводности ИТП-МГ 4 «250».

Прибор обеспечивает определение коэффициента теплопроводности в диапазоне значений λ = 0,02-1,5 Вт/(м*К). Погрешность определения коэффициента теплопроводности составляет не более 5 %.

Принцип работы прибора заключается в создании стационарного теплового потока, проходящего через плоский образец определенной толщины и направленного перпендикулярно к его лицевым граням, измерении толщины образца, плотности теплового потока и температуры противоположных лицевых граней.

Общий вид прибора представлен на рисунке:

Нагревательная установка прибора включает блок управления нагревателем и холодильником, а также источник питания.
Питание на электронный блок подается от нагревательной установки по соединительному кабелю.
В верхней части установки размещен винт, снабженный отсчетным устройством для измерения толщины образца и динамометрическим устройством с трещоткой для создания постоянного усилия прижатия испытываемого образца.
Образцы для испытаний подготавливают в виде прямоугольного параллелепипеда, наибольшие (лицевые) грани которого имеют форму квадрата со стороной 250×250 мм.
Длину и ширину образца в кладке измеряют линейкой с погрешностью не более 0,5 мм. Толщина испытываемого образца должна составлять от 5 до 50 мм.
Толщину образца Н в метрах, и разницу температур между нагревателем и холодильником АТ в градусах Кельвина, необходимо выбирать в соответствии с рекомендациями, приведенными в зависимости от прогнозируемой теплопроводности материала.
Грани образца, контактирующие с рабочими поверхностями плит прибора, должны быть плоскими и параллельными. Отклонение лицевых граней жесткого образца от параллельности не должно быть более 0,5 мм.
Толщину образца измеряют штангенциркулем с погрешностью не более 0,1 мм в четырех углах на расстоянии 50 мм от вершины угла и посередине каждой стороны.
За толщину образца принимают среднеарифметическое значение результатов всех измерений.
Вычисление коэффициента теплопроводности λ, Вт/(м*К), и термического со- противления R, (м2 *К)/Вт, производится вычислительным устройством прибора.

Результаты испытаний образцов из полусухой несвязанной цементно-песчаной стяжки производства компании «ВЕРИ» на теплопроводность

В соответствии с техническим заданием проводились испытания 3-х проб из полусухой несвязанной цементно-песчаной стяжки производства компании «ВЕРИ» на теплопроводность.
Размеры проб для испытаний составляли 250x250x50 мм.
Испытания на теплопроводность проводились как в сухом состоянии, так и в условиях эксплуатации А.
Требуемое увлажнение достигалось путем выдерживания проб полусухой несвязанной цементно-песчаной стяжки производства компании «ВЕРИ» над парами воды в закрытом шкафу по методике, изложенной ниже.
Результаты испытаний проб полусухой несвязанной цементно-песчаной стяжки производства компании «ВЕРИ» на теплопроводность сведены в таблицу:


СНиП стяжки пола

Многих интересуют такие данные, как СНиП стяжки. Каждый, кто сталкивается с подобными работами, хочет убедиться в том, что их выполнение ведется с соблюдением необходимых правил. Также такая информация пригодится специалистам при расчете нагрузки на несущие перекрытия и выведения максимально допустимого слоя.

Кроме того, толщина, вес (нагрузка), плотность и теплопроводность – это характеристики стяжки, знание которых необходимо для возведения идеального основания без чрезмерного увеличения массы. Если пренебречь этими величинами, то меньшее зло, которое может случиться – это неоправданное увеличение затрат на покупку материалов. Большее – когда несущие плиты начнут разрушаться под излишней нагрузкой.

Минимальная толщина стяжки

Наше знакомство с физическими свойствами рассматриваемой конструкции начнем с того, что толщина стяжки пола в квартире не допускается менее 20 мм. В противном случае неизбежно ее разрушение в силу слабой износостойкости. То есть, следует в самом низком месте рассчитать ее так, чтобы она была еще толще.

Совсем другое дело – это толщина стяжки для водяного теплого пола. Тут ее должно хватать, чтобы спрятать трубы. Кроме того, здесь рекомендуется сделать теплоизолирущую подушку из керамзита. Соответственно уровень значительно повышается.

СНиП полусухой стяжки

  • толщина полусухой стяжки пола (высота слоя), как и любой иной, должна равняться минимум 20 мм (но даже в при этом желательно ее армирование волокнами фибры, иначе существует очень высокий риск появления трещин),
  • вес полусухой стяжки на 1 м2, при ее высоте 50 мм, будет достигать около 100 килограммов (с помощью простых просчетов, можно вычислить реальные показатели, а указанную массу реально уменьшить, досыпав гранулы пенополистирола),
  • прочность полусухой стяжки пола варьируется в пределах от М150 до М180 (без учета добавления пластификаторов, армировки и прочих примесей, указанного значения вполне достаточно для большинства целей, однако исключение могут составлять промышленные помещения и площади, где проходит тяжелая техника),
  • плотность полусухой стяжки обязана находиться в пределах 2000-2100 кг/м3 (при стандартном способе приготовления).

СНиП сухой стяжки

Отдельного внимания заслуживает вариант, когда основание организовывается не заливкой, а методом настила предназначенных для этого материалов. Здесь критерии несколько другие и очень сильно зависят от того, какие компоненты применяются:

  • толщина сухой стяжки пола напрямую связана с используемым листовым покрытием – ДСП, гипса, ОСБ и так далее (уровень его поднятия должен рассчитываться в каждом случае отдельно – показатель определяется множеством факторов),
  • вес сухой стяжки на 1 м2 (нагрузка) минимальный (также зависит от особенностей используемых расходников, но он существенно меньше самого легкого варианта бетонной заливки),
  • прочность сухой стяжки пола куда ниже цементной (но и применяется она по большей части в жилых помещениях, где ее с лихвой хватает),
  • плотность сухой стяжки следует высчитывать из тех же свойств листового спецматериала (у ОСБ, гипса и фанеры значения разные, но критичные отличия Вы вряд ли найдете, ведь каждый из них изготавливался для одной цели).

СНиП цементно-песчаной стяжки

Что касается самого распространенного из капитальных способов организации покрытия, то здесь характеристики фактически такие же, как и у изготовленного полусухим методом. И дело, конечно, в том, что здесь используется тот же цемент, песок и дозволяется добавление таких же примесей. Итак:

  • толщина цементно-песчаной стяжки пола не должна быть меньше 2-2,5 сантиметра (большая граница может варьироваться до значительных величин от 100 мм и более, если берутся армирование или пластификаторы),
  • вес цементно-песчаной стяжки на 1 м2 при минимальном слое равняется 40-50 кг (более высокие можно облегчать различными добавками, например, гранулами пенополистирола),
  • прочность цементно-песчаной стяжки пола завидная, как и у любой другой капитальной конструкции (табличные показатели обычного раствора после застывания от М150 до М180 – этого вполне достаточно даже для передвижения тяжелой техники),
  • плотность цементно-песчаной стяжки (теплопроводность), в среднем равна 2000 кг/м3 (если все сделано с соблюдением необходимых деталей).

Все приведенные выше показатели совершенно не обязательны к изучению людям, чья профессиональная деятельность далека от строительства. Обращайтесь в компанию «Профи-Стяжка» и доверьте все расчеты нашим специалистам. Можете быть уверены – они предложат наиболее выгодные и технологичные решения в любом конкретном случае. Все, кто обратится к нам, неизменно получит возможность воспользоваться:

  • привлекательными расценками,
  • оперативным выполнением работ,
  • многолетним опытом сотрудников,
  • профессиональными консультациями,
  • официальной гарантией качества.

Теплопроводность полусухой машинной стяжки при устройстве водяного тёплого пола

Перепечатка статей, равно как и их отдельных частей, запрещена. Мы хотим оставить за собой право на эксклюзивное размещение данного материала на нашем сайте home-engineering.net . Здесь мы делимся знаниями и опытом, наработанными нашей командой за годы работы в сфере проектирования и монтажа инженерных систем.

Введение
Фактические данные по теплопроводности традиционных бетонных, цементно-песчаных и полусухих стяжек для пола
Что дают нам эти цифры?
На сколько потребуется увеличить температуру воды в трубах тёплого пола при применении различных видов стяжек?
Что это значит?
Выводы

Введение наверх

Полусухая машинная стяжка пола прочно заняла свои позиции в индивидуальном (коттеджи) и массовом (многоэтажные здания) строительстве. У неё есть масса достоинств: скорость монтажа, практически идеально ровная поверхность, минимальный риск образования трещин и т.п. Но, как и у всего в этом мире, у неё есть и недостатки по сравнению с традиционной бетонной или мокрой стяжкой пола: пониженная плотность и прочность. Пониженная по сравнению с тяжёлым бетоном и традиционным цементно-песчаным раствором плотность означает и пониженную теплопроводность. Думающие и глубоко копающие человеки вполне логично поднимают вопросы, связанные именно с теплопроводностью стяжки, в которой будут расположены трубы тёплого пола:

  • Подходит ли полусухая стяжка для водяного тёплого пола?
  • Какова точная величина теплопроводности полусухой машинной стяжки пола?
  • На сколько она отличается от теплопроводности традиционной стяжки?
  • Не скажется ли это негативно на работе отопления тёплым полом?
  • Не приведет ли это к увеличению затрат на эксплуатацию здания? и т.п.

На эти и некоторые другие вопросы мы постараемся ответить в этой статье.

Фактические данные по теплопроводности традиционных бетонных, цементно-песчаных и полусухих стяжек для пола наверх

Давайте начнем с точных цифр. Согласно данным из СНБ 2-04-01-97 Строительная теплотехника:

  • Коэффициент теплопроводности бетона плотностью 2400 кг/м³ на гравии или щебне из природного камня составляет около 1,5..1,8 Вт/мK ,
  • Коэффициент Теплопроводности цементно-песчаного раствора плотностью 1800 кг/м³ составляет около 0,6..0,9 Вт/мK .

Конечно, нужно понимать, что эти цифры очень сильно зависят от качества приготовления и укладки смеси, ее влажности и т.п., но дают нам вполне хороший ориентир.

Что касается теплопроводности полусухого раствора, то таких данных в этом СНБ нет, ибо военная тайна никто не знает и никому не нужно. Однако, существует интересный документ: „Исследование теплопроводности полусухой несвязанной цементно-песчаной стяжки. Техническое заключение“. Данное исследование было выполнено аж в Институте и имеет много подписей, и даже печать с кочаном капусты орлом. Согласно результатам данного исследования, теплопроводность (λ — лямбда, коэффициент теплопроводности) образцов полусухой стяжки плотностью около 1500 кг/м³ составляет около 0,4 Вт/мK.

Таблица с результатами испытаний образцов полусухой стяжки.

Т.о., используя методы манипулирования массовым сознанием округления, для удобства будем считать, что:

  • Теплопроводность (коэффициент) стяжки из бетона составляет 1,6 Вт/мK,
  • Теплопроводность стяжки из цементно-песчаного раствора составляет 0,8 Вт/мK,
  • Теплопроводность полусухой стяжки составляет 0,4 Вт/мK.

Что дают нам эти цифры? наверх

Немного начитанный и подозрительный человек тут же скажет: «ВОТ! Вот тут нас и нахлобучивают! Это ж какие потери и убытки…». И будет прав лишь в том, что действительно, теплопроводность полусухой машинной стяжки пола в 2 раза меньше теплопроводности обычной стяжки и в целых 4 раза меньше бетонной. Но что это означает на практике? А с этим уже немного сложнее, чем просто разделить 8 или даже 16 на 4.

Из данного примера следует, что коэффициент теплопроводности фрагмента кладки стены из керамического пустотелого кирпича составляет 0,67 Вт/мK.

Коэффициент теплопроводности материала (λ, Вт/мK) численно равен величине теплового потока в ваттах, который, проходя через слой данного материала толщиной в 1 метр, вызывает падение температуры на этом расстоянии (1 метр) в 1 градус Кельвина. Т.е., чем больше теплопроводность материала, тем больший тепловой поток способен пропустить через себя слой данного материала при заданном на его границах перепаде температур.

Теперь вернемся к нашему конкретному случаю со стяжкой. Чем меньше коэффициент теплопроводности стяжки, тем больший перепад температур необходим между греющими трубами (средней температурой в подаче и обратке тёплого пола) и температурой поверхности пола для передачи одинакового количества тепловой энергии в данное помещение. Больший перепад температур в этом случае не означает автоматически увеличения требуемой энергии, мощности или денег на содержание дома. Путать температуру и энергию = путать мокрое с синим.

На сколько потребуется увеличить температуру воды в трубах тёплого пола при применении различных видов стяжек? наверх

Давайте возьмем конкретный типичный пример из жизни и рассчитаем все интересующие нас величины. Предположим, что у нас есть помещение с температурой воздуха в 21,5°С и удельными теплопотерями в 50 Вт/м² . Для данных параметров температура поверхности стяжки будет составлять 26°С (помним заветную цифру в 11 Вт/°С). Сделаем три разных варианта стяжки одинаковой толщины 50 мм над трубами тёплого пола, но выполненных из различных материалов: бетона, цементно-песочного раствора (ЦПР ) и полусухого раствора (ПСР ). Толщину утепления под трубами тёплого пола примем одинаковой для всех трех вариантов (100 мм XPS). Температура воздуха в помещении этажом ниже также одинакова для всех вариантов и составляет +10°С. Вариант со стяжкой толщиной 50 мм над трубами тёплого пола примерно соответствует случаю с чистовым напольным покрытием в виде керамической плитки, уложенной на клей по стяжке общей толщиной 60 мм.

Имея требуемую величину теплового потока вверх, толщину материалов и их коэффициенты теплопроводности, вычислим падение температуры на стенке трубы тёплого пола и в толще стяжки при прохождении через них потока тепла. Падение температуры составит: 3,3K для бетонной стяжки, 5,0K для стяжки из ЦПР и 8,0K для полусухой машинной стяжки пола (для всех трёх случаев падение температуры собственно на стенке самой трубы тёплого пола составит порядка 1,5K). Разные падения температуры в толще стяжек приводят к тому, что для поддержания заданного теплового потока от труб тёплого пола необходимо соответственно изменять температуру подачи в тёплые полы. Так, для случая с бетонной стяжкой температура подачи составит около 35°С (на 5°С выше средней температуры теплоносителя), для стяжки из ЦПР — 36°С, а для полусухой машинной стяжки пола — 39°С. Т.е. для компенсации повышенного сопротивления теплопередачи стяжки потребуется поднять температуру подачи в тёплый пол на 3..4°С.

Что это значит? наверх

Увеличение температуры подачи на несколько градусов при применении полусухой машинной стяжки для водяного тёплого пола не представляет в большинстве случаев никакой проблемы до тех пор, пока расчетная температура подачи в тёплый пол не приближается к верхнему допустимому пределу в 50..55°С . Но такие высокие температуры подачи могут требоваться лишь в следующих случаях:

  1. Помещение имеет высокие удельные теплопотери — порядка 100 Вт/м² и выше.
  2. Используется большой шаг укладки трубы тёплого пола — порядка 250 мм и более.
  3. Чистовые покрытия полов имеют высокое сопротивление теплопередаче (ламинат на подложке, толстый ковролин и т.п.), а стяжка имеет толщину больше обычных значений в 40 мм над трубой.

Рассчитаем для примера падение температуры для подобного случая. Стяжка над трубой тёплого пола имеет толщину 70 мм (общая толщина 86 мм), тепловой поток вверх — 75 Вт/м², температура воздуха в помещении 20°С, температура поверхности пола 27°С, чистовое покрытие пола — ламинат 10 мм на подложке 2 мм.

До тех пор, пока температура подачи теплоносителя в тёплый пол не превышает 50..55°С никаких особых проблем для систем отопления на основе газовых настенных и напольных котлов, твердотопливных и электрических котлов не возникает. Даже при использовании газовых конденсационных котлов достаточно трудно оценить реальное снижение КПД котла от температуры подачи в 50°С по сравнению с 40°С (ведь все равно обратка тёплых полов будет иметь температуру порядка 45°С, что ниже точки росы продуктов сгорания природного газа).

Согласно некоторым источникам (см. рис. ниже), падение КПД конденсационного котла при повышении температуры обратного трубопровода с 35°С до 40°С (подача соответственно 45°С и 50°С) составит около 4..5%. Следует, однако, учитывать, что максимальная расчетная температура в подаче отопления будет необходима всего на несколько суток за весь период отопительного сезона.

Увеличение температуры подачи в тёплый пол приводит к увеличению потерь тепла вниз через строительные конструкции перекрытий и полов. Но в случае тёплого пола над эксплуатируемыми помещениями этажом ниже, эти потери тепла не будут бесполезными. В нашем первом расчете выше видно, что увеличение температуры подачи на 4K привело к росту удельных теплопотерь вниз с 8,0 Вт/м² для бетона до 9,5 Вт/м² для полусухой стяжки пола. Использование полусухой машинной стяжки для устройства водяного тёплого пола на площади 100 м² приведет к увеличению теплопотерь вниз для всего дома на 150 Вт, что является несущественным.

Увеличение требуемой температуры подачи в тёплый пол может представлять определенные неудобства при использовании отопления дома от твёрдотопливных котлов с буферными ёмкостями. При этом рабочий диапазон температур между полной зарядкой и разрядкой теплоаккумулятора будет снижаться при повышении температуры подачи в теплый пол. Например, при необходимости повышения температуры подачи в тёплый пол с 45°С до 50°С полезная ёмкость теплоаккумулятора с максимальной температурой загрузки в 85°С снизится на 15%. Это немного, но требует учета при планировании работы систем отопления от твердотопливных котлов.

Выводы наверх

Машинная полусухая стяжка пола — интересная технология, имеющая свои достоинства. Применение её при устройстве водяных тёплых полов, в целом, оправдано. Увеличение эксплуатационных затрат на отопление дома при должном подходе и правильном расчете тёплого пола даже за десяток отопительных сезонов может быть незначительным. Особенно аккуратно к планированию устройства отопления дома водяным теплым полом следует подходить в следующих случаях:

  1. Здания с высокими теплопотерями и большой толщиной стяжки пола, в которых, тем не менее, будут использованы финишные напольные покрытия с высоким сопротивлением теплопередаче типа ламината, ковролина, инженерной доски….
  2. Плохое утепление пола, особенно над проветриваемыми подпольями, проездами и т.п. (Но зачем же вообще строить такие дома?)
  3. Отопление дома тёплым полом от теплового насоса.
  4. Отопление дома тёплыми полами от твердотопливного котла с буферной емкостью.
  5. Заказчик-перфекционист.

Если вам необходимо выполнить работы по расчету и монтажу инженерных систем: отопления, водоснабжения, канализации, электрики, вентиляции и встроенного пылесоса, вы можете обратиться к нам в разделе КОНТАКТЫ. Мы проводим работы по монтажу инженерных систем в Минске и Минском районе.


УТЕПЛЕНИЕ КРОВЛИ ПОЛИСТИРОЛБЕТОНОМ

Потери тепла через кровельные покрытия составляют до 30 %. от всех возможных теплопотерь здания. Сложно переоценить важность хорошей теплоизоляции кровли. До недавнего времени наиболее распространенным способом утепления плоских кровель было утепление с помощью теплоизоляционных плит, как правило, минераловатных (ППЖ), уложенных на поверхность перекрытия, либо насыпки на плиту керамзита в качестве утеплителя. Однако утепление таким способом имеет существенные недостатки в монтаже и эксплуатации:

При утеплении кровли минераловатной плитой или плитой из экструдированного пенополистирола основная сложность заключается в том, чтобы обеспечить из элементов плоской плиты разуклонку к ливнеприемным воронкам. Шли двумя путями:

  1. На плоскую плиту – перекрытие сначала укладывали утеплитель, затем по утеплителю лили стяжку с разуклонкой. На стяжку стелили рулонную гидроизоляцию.
  2. Сначала с помощью стяжки формировали разуклонку, на этот слой стяжки клали утеплитель, на утеплитель еще стяжку и потом рулонную гидроизоляцию.

В первом случае толщина стяжки с разуклонкой была неодинаковой. Как следствие – разные нагрузки на плиту перекрытия, различные прочностные характеристики стяжки.

Второй вариант дорог и трудоемок в исполнении, поскольку требовал от кровельщиков незаурядного мастерства в прирезке и подгонке лекал из утеплителя. Дополнительной проблемой является то, что стяжка под утеплителем обильно испаряет влагу в течение месяца и эта влага попадает в минераловатный утеплитель, уменьшая его теплоизоляционные качества.

Кроме того, длительность таких процессов всегда сопряжена с риском выпадения осадков. Если пойдет дождь он не только намочит утеплитель (минеральную вату) но и зальет само здание. Поэтому очень важно работы по гидроизоляции кровли выполнять очень быстро.

Вариант насыпки на плиту керамзита, проливки его цементным молоком и последующего устройства стяжки — уже является архаизмом и не проходит по современным требованиям СНиП к теплоизоляции зданий. Толщина засыпки керамзитового гравия по новым нормам должна составлять для Москвы 560 мм.!

Прогрессивной альтернативой распространенных в прошлом решений по утеплению плоских кровель является теплоизоляционная стяжка из монолитного политсиролбетона выполненная механизировано с помощью героторного насоса и пневмонагнетателя. Технические характеристики полистиролбетона и, особенно, параметры долговечности, превосходят минеральную вату, так и листовой пенополистирол.

С использованием героторного насоса скорость производства работ по приготовлению, подаче и укладке полистиролбетона в три раза выше, а стоимость работ по утеплению кровель с учетом материалов в два раза ниже, чем с использованием плитного утеплителя.

Полистиролбетон приготавливается непосредственно на строительной площадке. В состав полистиролбетона входит цемент, гранулы полистирола (пенопласта), пенообразователь СДО, фиброволокно и вода. Соотношение пропорций ингредиентов выбирается исходя из технических условий предъявляемых к полистиролбетонной стяжке. Для полистиролбетона плотностью 200 кг/м3 на один кубометр гранул полистирола устанавливается расход цемента 180 кг/м3. Полученная смесь подается пневмонагнетателем на кровлю по шлангам высокого давления на высоту до 90 м. и там укладывается с разуклонкой до 20˚ от горизонтальной плоскости. Через сутки на залитую подготовку из полистиролбетона можно укладывать цементно-песчаную стяжку. Раствор для стяжки также приготавливается и подается пневмонагнетателем. Практически сразу после укладки и протяжкой полусухого цементно-песчаного раствора, поверхность получившейся стяжки затирается дисковыми машинами. Образовавшаяся поверхность будет повторять геометрию разуклонки полистиролбетона, являться ровным и прочным основанием для настила не нее наплавляемых рулонных гидроизолов.

Сравнительная таблица плотности/теплопроводности некоторых материалов


Какой материал необходимо применять для утепления плоской кровли?

Существует две основных системы утепления плоской кровли – однослойное утепление и двухслойное.

Материал ТЕХНОРУФ применяется в гражданском и промышленном строительстве в качестве теплоизоляционного слоя при новом строительстве и реконструкции зданий и сооружений различного назначения в системах с однослойным утеплением. Плиты ТЕХНОРУФ на основе каменной ваты эффективны в качестве теплоизоляционного слоя в покрытиях из железобетона или металлического профилированного настила с кровельным ковром.

Система двухслойного утепления кровли позволяет свести теплопотери через крышу к минимуму. Плиты из каменной ваты ТЕХНОРУФ В, применяемые в качестве верхнего слоя, укладываются с разбежкой швов на нижний слой, состоящий из плит ТЕХНОРУФ Н. При этом, верхний слой имеет повышенную прочность, что позволяем равномерно распределять нагрузки на нижний слой, основная функция которого – теплоизоляционная, он имеет низкий коэффициент теплопроводности, что позволяет повысить теплосберегающие способности. Верхний слой теплоизоляционных плит ТЕХНОРУФ В обладает достаточной прочностью, что позволяет выдерживать монтажные и снеговые нагрузки.

Как рассчитать толщину теплоизоляции для кровли?

Какой материал необходимо применять для утепления скатной крыши?

Для утепления скатной кровли следует применять материалы из каменной ваты, которые предназначены для не нагружаемой схемы укладки — то есть могут применяться в том случае, когда непосредственно на теплоизоляционный материал не оказывается никакого давления от расположенных конструкций, также нет воздействия от эксплуатационных нагрузок.

К таким материалам относятся – РОКЛАЙТ, ТЕХНОЛАЙТ, ТЕХНОАКУСТИК, GREENGUARD UNIVERSAL.

Как крепить плиты из каменной ваты к основанию на плоских кровлях?

При механической системе крепления плитный утеплитель закрепляется отдельно от крепления кровельного ковра. Необходимо устанавливать не менее двух крепежных элементов на плиту утеплителя или ее части для плит небольшого размера (1200х600 мм) и не менее 4 крепежных элементов для плит длиной и шириной более одного метра. При укладке теплоизоляции в несколько слоев отдельно закреплять каждый слой теплоизоляции не требуется. Достаточно закрепить всю теплоизоляцию целиком.

Возможно ли укладка утеплителя на кровлю без дополнительных выравнивающих слоев?

Укладка утеплителя по оцинкованному профилированному листу без дополнительных выравнивающих стяжек возможна, если толщина слоя утеплителя больше половины расстояния между гребнями профлиста, а минимальная площадь поверхности опирания на ребра профлиста не менее 30%. Профилированный лист должен быть уложен широкой полкой вверх.

Какие саморезы необходимо использовать для крепления в основание?

Для крепления в основание из оцинкованного профлиста применяются кровельные сверлоконечные саморезы ТЕХНОНИКОЛЬ Ø 4,8 мм. Для крепления в основание из бетона класса B15-B25 или цементно-песчаную стяжку толщиной не менее 50 мм из раствора не ниже М150 применяется кровельный остроконечный винт ТехноНИКОЛЬ Ø 4,8 мм в сочетании с полиамидной анкерной гильзой длиной 45 или 60 мм. Длины саморезов необходимо рассчитывать с учетом уклонообразующего слоя, так как данная величина может значительно варьироваться в зависимости от геометрии кровли.

Как производить укладку теплоизоляции на плоской кровле?

По профилированному листу теплоизоляционные плиты из каменной ваты укладывают длинной стороной перпендикулярно направлению ребер профнастила. Укладку начинают с края кровли. В случае многослойного утепления необходимо производить укладку с разбежкой швов первого и второго слоя, избегая крестообразных стыков плит.

Необходимо ли укладывать слой пароизоляции?

Слой пароизоляционного материала должен препятствовать проникновению влаги в теплоизоляционные материалы и вышерасположенные слои крыши. Пароизоляционный слой должен быть непрерывным (сплошным) на всей площади защищаемой от пара конструкции.

Для устройства пароизоляционного слоя применяются рулонные битумные материалы ПАРОБАРЬЕР Б и ПАРОБАРЬЕР С или полимерная пароизоляционная пленка ТЕХНОНИКОЛЬ. При выборе пароизоляционного материала следует учитывать тип несущего основания.

Какой материал используется для формирования уклонов на плоской кровле?

Для формирования уклонообразующего слоя применяются плиты из каменной ваты ТЕХНОРУФ Н30 КЛИН 1,7%, ТЕХНОРУФ Н ЭКСТРА КЛИН 1,7%, ТЕХНОРУФ Н ОПТИМА КЛИН 1,7%, ТЕХНОРУФ Н ПРОФ КЛИН 1,7% для выполнения уклона к воронкам в ендове кровли и у парапета применяется набор клиновидных плит из каменной ваты ТЕХНОРУФ Н30 КЛИН 4,2%, ТЕХНОРУФ Н ЭКСТРА КЛИН 4,2%, ТЕХНОРУФ Н ОПТИМА КЛИН 4,2%, ТЕХНОРУФ Н ПРОФ КЛИН 4,2% .

Можно ли укладывать водоизоляционный слой поверх уклонообразующего слоя из каменной ваты?

Клиновидная теплоизоляция из каменной ваты ТехноНИКОЛЬ применяется в двухслойных (многослойных) системах утепления и укладывается на нижний теплоизоляционный слой. Клиновидные изделия ТехноНИКОЛЬ из каменной ваты нельзя применять в качестве основания под водоизоляционный ковер. Допускается устройство сборной стяжки по клиновидным плитам ТЕХНОРУФ Н30 КЛИН.

Как учитывается уклонообразующий слой из каменной ваты в теплотехническом расчете?

Уклонообразующие плиты из каменной ваты ТехноНИКОЛЬ не следует рассматривать как полную альтернативу теплоизоляционного слоя. Толщина основного теплоизоляционного слоя может быть уменьшена (при использовании уклонообразующих плит ТехноНИКОЛЬ в качестве формирования основного уклона) только лишь на начальную толщину плит А (ТЕХНОРУФ Н30 КЛИН 1,7%) равную 30 мм.

Можно ли применять для утепления кровли фасадную изоляцию или наоборот?

Нет. Наиболее важные характеристики для материалов, применяемых на плоской кровле – это прочность на сжатие, для фасада – это прочность на отрыв слоев, которые значительно отличаются у кровельной и фасадной изоляции.

Области применения каждого материала из каменной ваты ТехноНИКОЛЬ определены в соответствии с физико-механическими характеристиками материала и условиями эксплуатациив конструкции.

Необходимо ли заполнять гофры профнастила?

В проектах покрытий зданий с металлическим профилированным настилом и теплоизоляционным слоем из сгораемых и трудносгораемых материалов необходимо предусматривать заполнение пустот ребер настилов на длину 250 мм несгораемым материалом из каменной ваты в местах примыканий настила к стенам, деформационным швам, стенкам фонарей, а также с каждой стороны конька кровли и ендовы.

Как защитить ТЕХНОРУФ от атмосферных осадков?

Остановка работ (консервация) возможна только в случае защиты от осадков плит из каменной ваты пленками. Остановка работ без выполнения защиты от осадков не рекомендуется.

При увлажнении теплоизоляционных плит ТЕХНОРУФ, ТЕХНОРУФ Н, ТЕХНОРУФ В в результате воздействия атмосферных осадков необходимо провести исследования образцов увлажненного материала в любой аккредитованной лаборатории. Продолжение (возобновление) работ по монтажу системы теплоизоляции плоской кровли возможно только в случае сохранения физико-механических характеристик плит, указанных в Техническом Свидетельстве №№ 3657-12, 4075-13, 3957-13, 3913-13, а также их целостности после полного высыхания.

Как защитить материал от деформаций в процессе укладки?

Укладку теплоизоляционных плит из каменной ваты следует производить в направлении «на себя». Это уменьшит повреждения плит в процессе их укладки.

При выполнении работ по укладке водоизоляционного ковра непосредственно на теплоизоляцию при двухслойной (многослойной) системе утепления плоской кровли допускается кратковременная пешеходная нагрузка на верхний слой, состоящий из плит каменной ваты ТЕХНОРУФ В, Запрещается допускать нагрузки на нижний слой из плит каменной ваты ТЕХНОРУФ Н.

Какой требования к прочности на сжатие необходимо соблюдать, чтобы уложить стяжку поверх каменной ваты ТехноНИКОЛЬ?

В случае устройства сверху теплоизоляционного слоя монолитной или сборной стяжки, для утепления применяются плиты из каменной ваты с прочностью на сжатие при 10 % деформации не менее 0,040 Мпа (40 кПа).

При монтаже цементно-песчаной стяжки необходимо предусматривать разделительный слой?

Между цементно-песчаной стяжкой и теплоизоляционным слоем из каменной ваты должен быть предусмотрен разделительный слой из рулонного материала, исключающий увлажнение утеплителя во время устройства стяжки.

Возможно ли укладывать водоизоляционный ковер поверх материала из каменной ваты ТехноНИКОЛЬ?

При укладке водоизоляционного ковра непосредственно на утеплитель применяется однослойная или двухслойная (многослойная) система утепления. В случае использования двухслойной (многослойной) системы утепления для устройства нижних слоев применяются плиты из каменной ваты с прочностью на сжатие при 10 % деформации не менее 0,030 Мпа (30 кПа), для устройства верхнего слоя применяются плиты из каменной ваты с прочностью на сжатие при 10 % деформации не менее 0,060 МПа (60 кПа). При однослойной укладке для устройства теплоизоляционного слоя применяются плиты из каменной ваты с прочностью на сжатие при 10 % деформации не менее 0,060 МПа (60 кПа).

Разрешается ли наплавлять битумную гидроизоляция непосредственно по плитам из каменной ваты ТехноНИКОЛЬ?

Перед наплавлением кровельного материала на основание из плит каменной ваты ТЕХНОРУФ на поверхность верхнего слоя утеплителя должна быть нанесена мастика кровельная горячая ТЕХНОНИКОЛЬ № 41 с теплостойкостью не ниже 85 °С или битум БН 90 / 10, БНК 90 / 30. Расход составляет 1,5–2 кг / м2.

К какому классу пожарной безопасности относятся строительные конструкции с применением каменной ваты?

Все кровельные системы с применением каменной ваты ТехноНИКОЛЬ относятся к максимальному классу пожарной опасности – К0 (непожароопасные).


Исследование теплопроводности полусухой цементной стяжки

Объектом исследования являются образцы из полусухой несвязанной цементно-песчаной стяжки производства компании «ВЕРИ». Цель работы – определить коэффициент теплопроводности трех образцов полусухой несвязанной цементно-песчаной стяжки. В процессе выполнения работы были определены экспериментальным путем значения коэффициента теплопроводности полусухой несвязанной цементно-песчаной стяжки производства компании «ВЕРИ» как в сухом состоянии, так и в условиях эксплуатации.
Введение
В соответствии с техническим заданием к хоздоговору между компанией «ВЕРИ» и ФГБОУ ВПО «Самарский государственный архитектурно-строительный университет» сотрудниками центра «Энергосбережение в строительстве»: директором ЦЭС, к.т.н., с.н.с. Вытчиковым Ю.С. и ассистентом кафедры «Гидравлика и теплотехника» Прилепским А.С. были определены значения коэффициента теплопроводности трех образцов полусухой несвязанной цементно-песчаной стяжки производства компании «ВЕРИ». Цель работы – определить коэффициент теплопроводности трех образцов полусухой несвязанной цементно-песчаной стяжки. Полусухая несвязанная цементно-песчаная стяжка используется в настоящее время в межэтажных перекрытиях жилых и общественных зданий. В отличие от цементно-песчаного раствора она обладает более низким значением коэффициента теплопроводности, что создает более комфортные условия в помещениях.
Методика проведения испытаний на теплопроводность строительных и теплоизоляционных материалов

Определение коэффициента теплопроводности проводилось стационарным методом в соответствии с использованием измерителя теплопроводности ИТП-МГ 4 «250».

Прибор обеспечивает определение коэффициента теплопроводности в диапазоне значений λ = 0,02-1,5 Вт/(м*К). Погрешность определения коэффициента теплопроводности составляет не более 5 %.

Принцип работы прибора заключается в создании стационарного теплового потока, проходящего через плоский образец определенной толщины и направленного перпендикулярно к его лицевым граням, измерении толщины образца, плотности теплового потока и температуры противоположных лицевых граней.

Общий вид прибора представлен на рисунке:

Нагревательная установка прибора включает блок управления нагревателем и холодильником, а также источник питания. Питание на электронный блок подается от нагревательной установки по соединительному кабелю. В верхней части установки размещен винт, снабженный отсчетным устройством для измерения толщины образца и динамометрическим устройством с трещоткой для создания постоянного усилия прижатия испытываемого образца. Образцы для испытаний подготавливают в виде прямоугольного параллелепипеда, наибольшие (лицевые) грани которого имеют форму квадрата со стороной 250×250 мм. Длину и ширину образца в кладке измеряют линейкой с погрешностью не более 0,5 мм. Толщина испытываемого образца должна составлять от 5 до 50 мм. Толщину образца Н в метрах, и разницу температур между нагревателем и холодильником АТ в градусах Кельвина, необходимо выбирать в соответствии с рекомендациями, приведенными в зависимости от прогнозируемой теплопроводности материала. Грани образца, контактирующие с рабочими поверхностями плит прибора, должны быть плоскими и параллельными. Отклонение лицевых граней жесткого образца от параллельности не должно быть более 0,5 мм. Толщину образца измеряют штангенциркулем с погрешностью не более 0,1 мм в четырех углах на расстоянии 50 мм от вершины угла и посередине каждой стороны. За толщину образца принимают среднеарифметическое значение результатов всех измерений. Вычисление коэффициента теплопроводности λ, Вт/(м*К), и термического со- противления R, (м2 *К)/Вт, производится вычислительным устройством прибора.
Результаты испытаний образцов из полусухой несвязанной цементно-песчаной стяжки производства компании «ВЕРИ» на теплопроводность
В соответствии с техническим заданием проводились испытания 3-х проб из полусухой несвязанной цементно-песчаной стяжки производства компании «ВЕРИ» на теплопроводность. Размеры проб для испытаний составляли 250x250x50 мм. Испытания на теплопроводность проводились как в сухом состоянии, так и в условиях эксплуатации А. Требуемое увлажнение достигалось путем выдерживания проб полусухой несвязанной цементно-песчаной стяжки производства компании «ВЕРИ» над парами воды в закрытом шкафу по методике, изложенной ниже. Результаты испытаний проб полусухой несвязанной цементно-песчаной стяжки производства компании «ВЕРИ» на теплопроводность сведены в таблицу:

№ пробы

Плотность стяжки в сухом состоянии, кг/м3

Коэффициент теплопроводности стяжки λ, Вт/(м*К)

в сухом состоянии

в условиях экс­плуатации А , ω=2 %

1

1450

0,37

0,45

2

1470

0,38

0,46

3

1462

0,37

0,46

Среднее значение

1461

0,37

0,46

Утепление пола - Доктор Лом

Таблица 1. Сравнительная таблица наиболее распространенных вариантов.

Материал Плотность, кг/м3 Толщина, см Нагрузка на перекрытие, кг/м2 Тепло-проводность, Вт/м·К Ориентиро- вочная цена, $/м3 (тонну)
1. Стяжка из цементно-песчаного раствора 1500-1800 не менее 5 75-90 0.9 60-110
    а) Гранулированный шлак 600-1200 по расчету 30-60 0.15-0.2 (8-15)
    b) Керамзит 450-700 по расчету 22-35 0.07-0.12 40-70
    c) Вспученный перлит 45-200 по расчету 2.2-10 0.06-0.11 50-80
    d) Вспученный вермикулит 75-200 по расчету 4-10 0.045-0.056 150-200
2.1. Теплоизоляционная стяжка из цементно-вермикулитного раствора (готовая сухая смесь Вермиизол) 600-700 по расчету 30-35 0.19-0.25 (800-1000)
2.2. Теплоизоляционная стяжка из цементно-перлитного раствора (готовая сухая смесь Перлитка) 600-700 по расчету 30-35 0.15-0.19 (800-1000)
2.3. Теплоизоляционная стяжка из цемента и пеностекла (готовая сухая смесь Ivsil Termolite) 350-400 по расчету 18-20 0.1-0.12 (1500-1800)
2.4. Теплоизоляционная стяжка цементно-пенополистирольного раствора (сухая смесь Кнауф Убо) 600-700 по расчету 30-35 0.1-0.12 (450-550)
3.1. Сухая стяжка из гипсоволокнистых листов (ГВЛ) 1000-1300 не менее 2 20-26 0.22-0.36 250-300
3.2. Сухая стяжка из мягких древесно-волокнистых плит (ДВП) 100-400 не менее 2 2-8 0.05-0.09 180-250
4.1. Слой пола из досок  500-600  2.8 - 3.5 12.5 0.1-0.15 450-700
4.2. Слой пола из фанеры 600-900 не менее 1.4 8.4-12.6 0.15-0.24 400-600
4.3. Слой пола из ДСП 550-750 1.6, 1.8 8.8-13.5 0.2-0.3 200-250
4.4. Слой пола из  OSB 600-700 не менее 1.6 9.6-11.2 0.13-0.2 400-500
   e) Пенополистирол (пенопласт) 10-50 2, 3, 4, 5, 10 0.5-2.5 0.035-0.042 40-60
   f) Стекловата 10-12 5, 10 0.5-0.6 0.038-0.047 15-40
   g) Базальтовая вата 20-60 5, 10 1-3 0.04-0.06 60-100

Примечания:

1 - Теплоизоляционные стяжки как правило нуждаются в дополнительном выравнивании обычной стяжкой или наливными "самовыравнивающимися" полами.

2 - Плотность насыпных теплоизоляционных материалов зависит от размера зерен - фракций, чем мельче зерна, тем больше плотность и тем больше коэффициент теплопроводности. Кроме того, практически для всех теплоизоляционных материалов (кроме пенопласта) коэффициент теплопроводности зависит от влажности, чем выше влажность материала - тем больше коэффициент теплопроводности. Чем меньше коэффициент теплопроводности, тем лучше теплоизоляционные свойства материала.

3 - Если толщину теплоизоляции следует определять по расчету, то нагрузка на перекрытие указана для толщины слоя 5 см, чтобы можно было сравнить показатели.

А теперь более подробно рассмотрим представленные варианты, вариант с подогревом полов не рассматривается, так как дополнительные расходы на подогрев пола будут постоянными (в холодное время года) и это не позволяет корректно сравнивать представленные варианты.

1. Стяжка из цементно-песчаного раствора по слою утеплителя.

Обычная стяжка из цементно-песчаного раствора по слою утеплителя является одновременно и выравнивающим и укрепляющим слоем, поэтому толщина такой стяжки принимается не менее 5 см из технологических соображений - чтобы стяжка не растрескивалась. Слой насыпной теплоизоляции можно делать не только из гранулированного шлака, керамзита, вспученного вермикулита и перлита, но и из других материалов, однако приведенные в таблице материалы являются наиболее распространенными. Особенности выполнения цементно-песчаной стяжки изложены отдельно.

2. Теплоизоляционные стяжки.

Теплоизоляционные стяжки можно выполнять, используя не только готовые сухие смеси, а смешивать цемент, воду и теплоизоляционный наполнитель самому. В этом случае можно использовать в качестве наполнителя и керамзит. Однако в этом случае теплопроводность полученной стяжки будет очень сильно зависеть от пропорций цемента и теплоизоляционного наполнителя, чем больше наполнителя, тем ниже прочность стяжки, чем больше цемента, тем выше теплопроводность стяжки. Кроме того, из-за относительно больших размеров заполнителя теплоизоляционные стяжки обладают низкой выравнивающей способностью, чем крупнее наполнитель, тем ниже теплопроводность и тем тяжелее выровнять поверхность такой стяжки, поэтому под напольные покрытия из плитки ПВХ, линолеума, ковролина, а иногда и ламината или паркетной доски требуется дополнительно выравнивать теплоизолирующую стяжку. Правила выполнения теплоизоляционной стяжки практически такие же как и для обычной стяжки.

3. Сухие стяжки.

Так называемые сухие стяжки можно делать только по ровному основанию, т.е. укладывать гипсоволокнистые листы или ДВП сразу на пустотные плиты перекрытия, установленные с перепадами по высоте, с торчащими монтажными петлями - нельзя. Сначала нужно выровнять обычной стяжкой основание пола. Еще один недостаток сухих стяжек - низкая водостойкость. Насыщение гипсоволокнистых или ДВП плит водой приводит не только к повышению теплопроводности, но и к постепенному разрушению теплоизоляционных материалов.

4. Деревянные полы с теплоизоляцией.

Для утепления деревянных полов можно использовать не только рулонные или листовые теплоизоляционные материалы (e, f, g), но так же насыпную теплоизоляцию (a-d) и теплоизоляционные стяжки (2). Теоретически прокладывать теплоизоляцию между лагами вовсе не обязательно, так как воздух - это и есть один из лучших теплоизоляторов, входящий в состав всех приведенных в таблице 1 теплоизоляционных материалов  и чем воздуха в теплоизоляционном материале больше, тем теплоизоляционные свойства материала лучше. Однако сам по себе воздух как теплоизоляционный материал обладает существенными недостатками, главный из которых - подвижность. Например, если в строительных конструкциях будут щели, то воздух будет работать не как теплоизоляция, а как теплоноситель.

При теплотехническом расчете деревянных полов следует учитывать, что теплоизоляционный слой будет не сплошным, а будет состоять из полос, разделенных лагами. Т.е. нужно отдельно рассчитывать теплопотери на лаге и на полосе теплоизоляции или для упрощения и так запутанных расчетов ввести поправочный коэффициент, учитывающий расстояние между лагами, ширину лаг и материал теплоизоляции, например при ширине лаг 10 см и расстоянии между осями лаг 100 см, можно увеличить коэффициент теплопроводности пенопласта на 1.05-1.1, а ширине лаг 10 см и расстоянии между осями лаг 50 см, можно увеличить коэффициент теплопроводности пенопласта на 1.25-1.3. При использовании насыпной теплоизоляции или теплоизоляционной стяжки никакие коэффициенты не нужны, так как коэффициенты теплопроводности материалов насыпной теплоизоляции близки к коэффициенту теплоизоляции древесины.

При утеплении полов над продуваемыми неотапливаемыми подвалами теплоизоляция выполняется как правило несколькими слоями, т.е. плита перекрытия теплоизолируется и сверху и снизу.

Пример теплотехнического расчета.

Толщина слоя теплоизоляции должна определяться по теплотехническому расчету, а чтобы этот самый теплотехнический расчет произвести, нужно знать значения температур над полом и под перекрытием, материал напольного покрытия, количество поступающего от отопления тепла, а также материал и толщину перекрытия. Так как эти данные для разных регионов и разных вариантов устройства перекрытия могут значительно отличаться, то для примера приведу приблизительный (без подробных объяснений) расчет сопротивления теплопередаче.

Дано: многоэтажный дом со стандартными пустотными плитами перекрытия толщиной 220 мм. Плита перекрытия над неотапливаемым продуваемым подвалом утеплена слоем насыпной теплоизоляции из гранулированного шлака толщиной 10 см. По насыпной теплоизоляции сделана выравнивающая стяжка толщиной 6 см на которую уложен линолеум толщиной 5 мм. Регион - Москва. По проекту перекрытие должно быть утеплено снизу пенополистиролом, но строители "забыли" сделать утепление (не часто, но такое бывает).

Требуется: определить толщину слоя теплоизоляции из пенополистирола, который нужно наклеить на потолок подвала.

Решение: по СНиП 23-01-99 "Строительная климатология" средняя температура наиболее холодной пятидневки для Москвы -28°С, температура воздуха в помещении +20°С. Градусо-сутки отопительного периода ГСОП = (20 + -(-3.1)) · 214 = 4943

Требуемое сопротивление теплопередаче по энергосбережению R0тр =0.9 · 4.1 = 3.69 м2·°С/Вт

где 0.9 - коэффициент согласно табл. 3 СНиП II-3-79*, 4.1 - сопротивление теплопередаче согласно табл. 1б* СНиП II-3-79*.

Примечание: 1. Если застеклить все проемы в подвале и хорошо подогнать дверь, то расчетный коэффициент будет не 0.9 а 0.75, а это почти 20% снижение теплопотерь через перекрытие.

2. По старым нормам  требуемое сопротивление теплопередаче по энергосбережению для перекрытий жилых помещений над подвалом выходило 1.44, по нормам, принятым на переходный период - 2.16. Это означает с одной стороны, что и отопление в домах, построенных в советский период, рассчитано на такие теплопотери, а с другой стороны, что абсолютное большинство перекрытий над подвалами таких домов по новым нормам нуждается в утеплении. В данном примере мы будем рассчитывать толщину теплоизоляции по нормам, принятым на переходный период.

Требуемое сопротивление теплопередаче по санитарно-гигиеническим нормам Rсгтр = 0.9(20 +28)/(3 · 8.7) = 1.379 = 1.655 м2·°С/Вт

Расчет следует производить по требуемому сопротивлению теплопередаче по энергосбережению = 2.16.

R0 = 1/aн + ∑(Δii) + 1/aв

где aн = 23 Вт/(м2·°С) - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по табл. 6* СНиП ll-3-79*;

aв= 8.7 Вт/(м2·°С) - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по табл. 4* СНиП ll-3-79*;

Δi - толщина слоя строительной конструкции, м;

λi - коэффициент теплопроводности для данного слоя.

Расчетное сопротивление перекрытия R = 1/23 + 0.005/0.17 + 0.06/0.9 + 0.1/0.2 + 0.127 + 1/8.7 = 0.8815 м2·°С/Вт до требуемого значения не хватает 2.16 - 0.8815 = 1.275 м2·°С/Вт, следовательно толщина пенополистирола должна составлять не менее 1.275 · 0.038 = 0.048 м или 5 см. Если рассчитывать по новым нормам, то для дополнительного утепления потребуется слой пенопласта толщиной около 2.81 · 0.038 = 0.107 м или 11 см.

Вот в принципе и все, осталось только выбрать наиболее оптимальный вариант утепления полов.

Теплопроводность строительных материалов, их плотность и теплоемкость: таблица теплопроводности материалов

ABS (АБС пластик) 1030…1060 0.13…0.22 1300…2300
Аглопоритобетон и бетон на топливных (котельных) шлаках 1000…1800 0.29…0.7 840
Акрил (акриловое стекло, полиметилметакрилат, оргстекло) ГОСТ 17622—72 1100…1200 0.21
Альфоль 20…40 0.118…0.135
Алюминий (ГОСТ 22233-83) 2600 221 897
Асбест волокнистый 470 0.16 1050
Асбестоцемент 1500…1900 1.76 1500
Асбестоцементный лист 1600 0.4 1500
Асбозурит 400…650 0.14…0.19
Асбослюда 450…620 0.13…0.15
Асботекстолит Г ( ГОСТ 5-78) 1500…1700 1670
Асботермит 500 0.116…0.14
Асбошифер с высоким содержанием асбеста 1800 0.17…0.35
Асбошифер с 10-50% асбеста 1800 0.64…0.52
Асбоцемент войлочный 144 0.078
Асфальт 1100…2110 0.7 1700…2100
Асфальтобетон (ГОСТ 9128-84) 2100 1.05 1680
Асфальт в полах 0.8
Ацеталь (полиацеталь, полиформальдегид) POM 1400 0.22
Аэрогель (Aspen aerogels) 110…200 0.014…0.021 700
Базальт 2600…3000 3.5 850
Бакелит 1250 0.23
Бальза 110…140 0.043…0.052
Береза 510…770 0.15 1250
Бетон легкий с природной пемзой 500…1200 0.15…0.44
Бетон на гравии или щебне из природного камня 2400 1.51 840
Бетон на вулканическом шлаке 800…1600 0.2…0.52 840
Бетон на доменных гранулированных шлаках 1200…1800 0.35…0.58 840
Бетон на зольном гравии 1000…1400 0.24…0.47 840
Бетон на каменном щебне 2200…2500 0.9…1.5
Бетон на котельном шлаке 1400 0.56 880
Бетон на песке 1800…2500 0.7 710
Бетон на топливных шлаках 1000…1800 0.3…0.7 840
Бетон силикатный плотный 1800 0.81 880
Бетон сплошной 1.75
Бетон термоизоляционный 500 0.18
Битумоперлит 300…400 0.09…0.12 1130
Битумы нефтяные строительные и кровельные (ГОСТ 6617-76, ГОСТ 9548-74) 1000…1400 0.17…0.27 1680
Блок газобетонный 400…800 0.15…0.3
Блок керамический поризованный 0.2
Бронза 7500…9300 22…105 400
Бумага 700…1150 0.14 1090…1500
Бут 1800…2000 0.73…0.98
Вата минеральная легкая 50 0.045 920
Вата минеральная тяжелая 100…150 0.055 920
Вата стеклянная 155…200 0.03 800
Вата хлопковая 30…100 0.042…0.049
Вата хлопчатобумажная 50…80 0.042 1700
Вата шлаковая 200 0.05 750
Вермикулит (в виде насыпных гранул) ГОСТ 12865-67 100…200 0.064…0.076 840
Вермикулит вспученный (ГОСТ 12865-67) — засыпка 100…200 0.064…0.074 840
Вермикулитобетон 300…800 0.08…0.21 840
Воздух сухой при 20°С 1.205 0.0259 1005
Войлок шерстяной 150…330 0.045…0.052 1700
Газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат 280…1000 0.07…0.21 840
Газо- и пенозолобетон 800…1200 0.17…0.29 840
Гетинакс 1350 0.23 1400
Гипс формованный сухой 1100…1800 0.43 1050
Гипсокартон 500…900 0.12…0.2 950
Гипсоперлитовый раствор 0.14
Гипсошлак 1000…1300 0.26…0.36
Глина 1600…2900 0.7…0.9 750
Глина огнеупорная 1800 1.04 800
Глиногипс 800…1800 0.25…0.65
Глинозем 3100…3900 2.33 700…840
Гнейс (облицовка) 2800 3.5 880
Гравий (наполнитель) 1850 0.4…0.93 850
Гравий керамзитовый (ГОСТ 9759-83) — засыпка 200…800 0.1…0.18 840
Гравий шунгизитовый (ГОСТ 19345-83) — засыпка 400…800 0.11…0.16 840
Гранит (облицовка) 2600…3000 3.5 880
Грунт 10% воды 1.75
Грунт 20% воды 1700 2.1
Грунт песчаный 1.16 900
Грунт сухой 1500 0.4 850
Грунт утрамбованный 1.05
Гудрон 950…1030 0.3
Доломит плотный сухой 2800 1.7
Дуб вдоль волокон 700 0.23 2300
Дуб поперек волокон (ГОСТ 9462-71, ГОСТ 2695-83) 700 0.1 2300
Дюралюминий 2700…2800 120…170 920
Железо 7870 70…80 450
Железобетон 2500 1.7 840
Железобетон набивной 2400 1.55 840
Зола древесная 780 0.15 750
Золото 19320 318 129
Известняк (облицовка) 1400…2000 0.5…0.93 850…920
Изделия из вспученного перлита на битумном связующем (ГОСТ 16136-80) 300…400 0.067…0.11 1680
Изделия вулканитовые 350…400 0.12
Изделия диатомитовые 500…600 0.17…0.2
Изделия ньювелитовые 160…370 0.11
Изделия пенобетонные 400…500 0.19…0.22
Изделия перлитофосфогелевые 200…300 0.064…0.076
Изделия совелитовые 230…450 0.12…0.14
Иней 0.47
Ипорка (вспененная смола) 15 0.038
Каменноугольная пыль 730 0.12
Камень керамический поризованный Braer 14,3 НФ и 10,7 НФ 810…840 0.14…0.185
Камни многопустотные из легкого бетона 500…1200 0.29…0.6
Камни полнотелые из легкого бетона DIN 18152 500…2000 0.32…0.99
Камни полнотелые из природного туфа или вспученной глины 500…2000 0.29…0.99
Камень строительный 2200 1.4 920
Карболит черный 1100 0.23 1900
Картон асбестовый изолирующий 720…900 0.11…0.21
Картон гофрированный 700 0.06…0.07 1150
Картон облицовочный 1000 0.18 2300
Картон парафинированный 0.075
Картон плотный 600…900 0.1…0.23 1200
Картон пробковый 145 0.042
Картон строительный многослойный (ГОСТ 4408-75) 650 0.13 2390
Картон термоизоляционный (ГОСТ 20376-74) 500 0.04…0.06
Каучук вспененный 82 0.033
Каучук вулканизированный твердый серый 0.23
Каучук вулканизированный мягкий серый 920 0.184
Каучук натуральный 910 0.18 1400
Каучук твердый 0.16
Каучук фторированный 180 0.055…0.06
Кедр красный 500…570 0.095
Кембрик лакированный 0.16
Керамзит 800…1000 0.16…0.2 750
Керамзитовый горох 900…1500 0.17…0.32 750
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией 800…1200 0.23…0.41 840
Керамзитобетон легкий 500…1200 0.18…0.46
Керамзитобетон на керамзитовом песке и керамзитопенобетон 500…1800 0.14…0.66 840
Керамзитобетон на перлитовом песке 800…1000 0.22…0.28 840
Керамика 1700…2300 1.5
Керамика теплая 0.12
Кирпич доменный (огнеупорный) 1000…2000 0.5…0.8
Кирпич диатомовый 500 0.8
Кирпич изоляционный 0.14
Кирпич карборундовый 1000…1300 11…18 700
Кирпич красный плотный 1700…2100 0.67 840…880
Кирпич красный пористый 1500 0.44
Кирпич клинкерный 1800…2000 0.8…1.6
Кирпич кремнеземный 0.15
Кирпич облицовочный 1800 0.93 880
Кирпич пустотелый 0.44
Кирпич силикатный 1000…2200 0.5…1.3 750…840
Кирпич силикатный с тех. пустотами 0.7
Кирпич силикатный щелевой 0.4
Кирпич сплошной 0.67
Кирпич строительный 800…1500 0.23…0.3 800
Кирпич трепельный 700…1300 0.27 710
Кирпич шлаковый 1100…1400 0.58
Кладка бутовая из камней средней плотности 2000 1.35 880
Кладка газосиликатная 630…820 0.26…0.34 880
Кладка из газосиликатных теплоизоляционных плит 540 0.24 880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-перлитовом растворе 1600 0.47 880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ 530-80) на цементно-песчаном растворе 1800 0.56 880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-шлаковом растворе 1700 0.52 880
Кладка из керамического пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе 1000…1400 0.35…0.47 880
Кладка из малоразмерного кирпича 1730 0.8 880
Кладка из пустотелых стеновых блоков 1220…1460 0.5…0.65 880
Кладка из силикатного 11-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе 1500 0.64 880
Кладка из силикатного 14-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе 1400 0.52 880
Кладка из силикатного кирпича (ГОСТ 379-79) на цементно-песчаном растворе 1800 0.7 880
Кладка из трепельного кирпича (ГОСТ 648-73) на цементно-песчаном растворе 1000…1200 0.29…0.35 880
Кладка из ячеистого кирпича 1300 0.5 880
Кладка из шлакового кирпича на цементно-песчаном растворе 1500 0.52 880
Кладка «Поротон» 800 0.31 900
Клен 620…750 0.19
Кожа 800…1000 0.14…0.16
Композиты технические 0.3…2
Краска масляная (эмаль) 1030…2045 0.18…0.4 650…2000
Кремний 2000…2330 148 714
Кремнийорганический полимер КМ-9 1160 0.2 1150
Латунь 8100…8850 70…120 400
Лед -60°С 924 2.91 1700
Лед -20°С 920 2.44 1950
Лед 0°С 917 2.21 2150
Линолеум поливинилхлоридный многослойный (ГОСТ 14632-79) 1600…1800 0.33…0.38 1470
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове (ГОСТ 7251-77) 1400…1800 0.23…0.35 1470
Липа, (15% влажности) 320…650 0.15
Лиственница 670 0.13
Листы асбестоцементные плоские (ГОСТ 18124-75) 1600…1800 0.23…0.35 840
Листы вермикулитовые 0.1
Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) ГОСТ 6266 800 0.15 840
Листы пробковые легкие 220 0.035
Листы пробковые тяжелые 260 0.05
Магнезия в форме сегментов для изоляции труб 220…300 0.073…0.084
Мастика асфальтовая 2000 0.7
Маты, холсты базальтовые 25…80 0.03…0.04
Маты и полосы из стеклянного волокна прошивные (ТУ 21-23-72-75) 150 0.061 840
Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880-76) и на синтетическом связующем (ГОСТ 9573-82) 50…125 0.048…0.056 840
МБОР-5, МБОР-5Ф, МБОР-С-5, МБОР-С2-5, МБОР-Б-5 (ТУ 5769-003-48588528-00) 100…150 0.045
Мел 1800…2800 0.8…2.2 800…880
Медь (ГОСТ 859-78) 8500 407 420
Миканит 2000…2200 0.21…0.41 250
Мипора 16…20 0.041 1420
Морозин 100…400 0.048…0.084
Мрамор (облицовка) 2800 2.9 880
Накипь котельная (богатая известью, при 100°С) 1000…2500 0.15…2.3
Накипь котельная (богатая силикатом, при 100°С) 300…1200 0.08…0.23
Настил палубный 630 0.21 1100
Найлон 0.53
Нейлон 1300 0.17…0.24 1600
Неопрен 0.21 1700
Опилки древесные 200…400 0.07…0.093
Пакля 150 0.05 2300
Панели стеновые из гипса DIN 1863 600…900 0.29…0.41
Парафин 870…920 0.27
Паркет дубовый 1800 0.42 1100
Паркет штучный 1150 0.23 880
Паркет щитовой 700 0.17 880
Пемза 400…700 0.11…0.16
Пемзобетон 800…1600 0.19…0.52 840
Пенобетон 300…1250 0.12…0.35 840
Пеногипс 300…600 0.1…0.15
Пенозолобетон 800…1200 0.17…0.29
Пенопласт ПС-1 100 0.037
Пенопласт ПС-4 70 0.04
Пенопласт ПХВ-1 (ТУ 6-05-1179-75) и ПВ-1 (ТУ 6-05-1158-78) 65…125 0.031…0.052 1260
Пенопласт резопен ФРП-1 65…110 0.041…0.043
Пенополистирол (ГОСТ 15588-70) 40 0.038 1340
Пенополистирол (ТУ 6-05-11-78-78) 100…150 0.041…0.05 1340
Пенополистирол Пеноплэкс 22…47 0.03…0.036 1600
Пенополиуретан (ТУ В-56-70, ТУ 67-98-75, ТУ 67-87-75) 40…80 0.029…0.041 1470
Пенополиуретановые листы 150 0.035…0.04
Пенополиэтилен 0.035…0.05
Пенополиуретановые панели 0.025
Пеносиликальцит 400…1200 0.122…0.32
Пеностекло легкое 100..200 0.045…0.07
Пеностекло или газо-стекло (ТУ 21-БССР-86-73) 200…400 0.07…0.11 840
Пенофол 44…74 0.037…0.039
Пергамент 0.071
Пергамин (ГОСТ 2697-83) 600 0.17 1680
Перекрытие армокерамическое с бетонным заполнением без штукатурки 1100…1300 0.7 850
Перекрытие из железобетонных элементов со штукатуркой 1550 1.2 860
Перекрытие монолитное плоское железобетонное 2400 1.55 840
Перлит 200 0.05
Перлит вспученный 100 0.06
Перлитобетон 600…1200 0.12…0.29 840
Перлитопласт-бетон (ТУ 480-1-145-74) 100…200 0.035…0.041 1050
Перлитофосфогелевые изделия (ГОСТ 21500-76) 200…300 0.064…0.076 1050
Песок 0% влажности 1500 0.33 800
Песок 10% влажности 0.97
Песок 20% влажности 1.33
Песок для строительных работ (ГОСТ 8736-77) 1600 0.35 840
Песок речной мелкий 1500 0.3…0.35 700…840
Песок речной мелкий (влажный) 1650 1.13 2090
Песчаник обожженный 1900…2700 1.5
Пихта 450…550 0.1…0.26 2700
Плита бумажная прессованая 600 0.07
Плита пробковая 80…500 0.043…0.055 1850
Плита огнеупорная теплоизоляционная Avantex марки Board 200…500 0.04
Плитка облицовочная, кафельная 2000 1.05
Плитка термоизоляционная ПМТБ-2 0.04
Плиты алебастровые 0.47 750
Плиты из гипса ГОСТ 6428 1000…1200 0.23…0.35 840
Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные (ГОСТ 4598-74, ГОСТ 10632-77) 200…1000 0.06…0.15 2300
Плиты из керзмзито-бетона 400…600 0.23
Плиты из полистирол-бетона ГОСТ Р 51263-99 200…300 0.082
Плиты из резольноформальдегидного пенопласта (ГОСТ 20916-75) 40…100 0.038…0.047 1680
Плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем (ГОСТ 10499-78) 50 0.056 840
Плиты из ячеистого бетона ГОСТ 5742-76 350…400 0.093…0.104
Плиты камышитовые 200…300 0.06…0.07 2300
Плиты кремнезистые   0.07
Плиты льнокостричные изоляционные 250 0.054 2300
Плиты минераловатные на битумной связке марки 200 ГОСТ 10140-80 150…200 0.058
Плиты минераловатные на синтетическом связующем марки 200 ГОСТ 9573-96 225 0.054
Плиты минераловатные на синтетической связке фирмы «Партек» (Финляндия) 170…230 0.042…0.044
Плиты минераловатные повышенной жесткости ГОСТ 22950-95 200 0.052 840
Плиты минераловатные повышенной жесткости на органофосфатном связующем
(ТУ 21-РСФСР-3-72-76)
200 0.064 840
Плиты минераловатные полужесткие на крахмальном связующем 125…200 0.056…0.07 840
Плиты минераловатные на синтетическом и битумном связующих 0.048…0.091
Плиты мягкие, полужесткие и жесткие минераловатные на синтетическом и битумном связующих (ГОСТ 9573-82, ГОСТ 10140-80, ГОСТ 12394-66) 50…350 0.048…0.091 840
Плиты пенопластовые на основе резольных фенолформальдегидных смол ГОСТ 20916-87 80…100 0.045
Плиты пенополистирольные ГОСТ 15588-86 безпрессовые 30…35 0.038
Плиты пенополистирольные (экструзионные) ТУ 2244-001-47547616-00 32 0.029
Плиты перлито-битумные ГОСТ 16136-80 300 0.087
Плиты перлито-волокнистые 150 0.05
Плиты перлито-фосфогелевые ГОСТ 21500-76 250 0.076
Плиты перлито-1 Пластбетонные ТУ 480-1-145-74 150 0.044
Плиты перлитоцементные 0.08
Плиты строительный из пористого бетона 500…800 0.22…0.29
Плиты термобитумные теплоизоляционные 200…300 0.065…0.075
Плиты торфяные теплоизоляционные (ГОСТ 4861-74) 200…300 0.052…0.064 2300
Плиты фибролитовые (ГОСТ 8928-81) и арболит (ГОСТ 19222-84) на портландцементе 300…800 0.07…0.16 2300
Покрытие ковровое 630 0.2 1100
Покрытие синтетическое (ПВХ) 1500 0.23
Пол гипсовый бесшовный 750 0.22 800
Поливинилхлорид (ПВХ) 1400…1600 0.15…0.2
Поликарбонат (дифлон) 1200 0.16 1100
Полипропилен (ГОСТ 26996– 86) 900…910 0.16…0.22 1930
Полистирол УПП1, ППС 1025 0.09…0.14 900
Полистиролбетон (ГОСТ 51263) 150…600 0.052…0.145 1060
Полистиролбетон модифицированный на активированном пластифицированном шлакопортландцементе 200…500 0.057…0.113 1060
Полистиролбетон модифицированный на композиционном малоклинкерном вяжущем в стеновых блоках и плитах 200…500 0.052…0.105 1060
Полистиролбетон модифицированный монолитный на портландцементе 250…300 0.075…0.085 1060
Полистиролбетон модифицированный на шлакопортландцементе в стеновых блоках и плитах 200…500 0.062…0.121 1060
Полиуретан 1200 0.32
Полихлорвинил 1290…1650 0.15 1130…1200
Полиэтилен высокой плотности 955 0.35…0.48 1900…2300
Полиэтилен низкой плотности 920 0.25…0.34 1700
Поролон 34 0.04
Портландцемент (раствор) 0.47
Прессшпан 0.26…0.22
Пробка гранулированная техническая 45 0.038 1800
Пробка минеральная на битумной основе 270…350 0.073…0.096
Пробковое покрытие для полов 540 0.078
Ракушечник 1000…1800 0.27…0.63 835
Раствор гипсовый затирочный 1200 0.5 900
Раствор гипсоперлитовый 600 0.14 840
Раствор гипсоперлитовый поризованный 400…500 0.09…0.12 840
Раствор известковый 1650 0.85 920
Раствор известково-песчаный 1400…1600 0.78 840
Раствор легкий LM21, LM36 700…1000 0.21…0.36
Раствор сложный (песок, известь, цемент) 1700 0.52 840
Раствор цементный, цементная стяжка 2000 1.4
Раствор цементно-песчаный 1800…2000 0.6…1.2 840
Раствор цементно-перлитовый 800…1000 0.16…0.21 840
Раствор цементно-шлаковый 1200…1400 0.35…0.41 840
Резина мягкая 0.13…0.16 1380
Резина твердая обыкновенная 900…1200 0.16…0.23 1350…1400
Резина пористая 160…580 0.05…0.17 2050
Рубероид (ГОСТ 10923-82) 600 0.17 1680
Руда железная 2.9
Сажа ламповая 170 0.07…0.12
Сера ромбическая 2085 0.28 762
Серебро 10500 429 235
Сланец глинистый вспученный 400 0.16
Сланец 2600…3300 0.7…4.8
Слюда вспученная 100 0.07
Слюда поперек слоев 2600…3200 0.46…0.58 880
Слюда вдоль слоев 2700…3200 3.4 880
Смола эпоксидная 1260…1390 0.13…0.2 1100
Снег свежевыпавший 120…200 0.1…0.15 2090
Снег лежалый при 0°С 400…560 0.5 2100
Сосна и ель вдоль волокон 500 0.18 2300
Сосна и ель поперек волокон (ГОСТ 8486-66, ГОСТ 9463-72) 500 0.09 2300
Сосна смолистая 15% влажности 600…750 0.15…0.23 2700
Сталь стержневая арматурная (ГОСТ 10884-81) 7850 58 482
Стекло оконное (ГОСТ 111-78) 2500 0.76 840
Стекловата 155…200 0.03 800
Стекловолокно 1700…2000 0.04 840
Стеклопластик 1800 0.23 800
Стеклотекстолит 1600…1900 0.3…0.37
Стружка деревянная прессованая 800 0.12…0.15 1080
Стяжка ангидритовая 2100 1.2
Стяжка из литого асфальта 2300 0.9
Текстолит 1300…1400 0.23…0.34 1470…1510
Термозит 300…500 0.085…0.13
Тефлон 2120 0.26
Ткань льняная 0.088
Толь (ГОСТ 10999-76) 600 0.17 1680
Тополь 350…500 0.17
Торфоплиты 275…350 0.1…0.12 2100
Туф (облицовка) 1000…2000 0.21…0.76 750…880
Туфобетон 1200…1800 0.29…0.64 840
Уголь древесный кусковой (при 80°С) 190 0.074
Уголь каменный газовый 1420 3.6
Уголь каменный обыкновенный 1200…1350 0.24…0.27
Фарфор 2300…2500 0.25…1.6 750…950
Фанера клееная (ГОСТ 3916-69) 600 0.12…0.18 2300…2500
Фибра красная 1290 0.46
Фибролит (серый) 1100 0.22 1670
Целлофан 0.1
Целлулоид 1400 0.21
Цементные плиты 1.92
Черепица бетонная 2100 1.1
Черепица глиняная 1900 0.85
Черепица из ПВХ асбеста 2000 0.85
Чугун 7220 40…60 500
Шевелин 140…190 0.056…0.07
Шелк 100 0.038…0.05
Шлак гранулированный 500 0.15 750
Шлак доменный гранулированный 600…800 0.13…0.17
Шлак котельный 1000 0.29 700…750
Шлакобетон 1120…1500 0.6…0.7 800
Шлакопемзобетон (термозитобетон) 1000…1800 0.23…0.52 840
Шлакопемзопено- и шлакопемзогазобетон 800…1600 0.17…0.47 840
Штукатурка гипсовая 800 0.3 840
Штукатурка известковая 1600 0.7 950
Штукатурка из синтетической смолы 1100 0.7
Штукатурка известковая с каменной пылью 1700 0.87 920
Штукатурка из полистирольного раствора 300 0.1 1200
Штукатурка перлитовая 350…800 0.13…0.9 1130
Штукатурка сухая 0.21
Штукатурка утепляющая 500 0.2
Штукатурка фасадная с полимерными добавками 1800 1 880
Штукатурка цементная 0.9
Штукатурка цементно-песчаная 1800 1.2
Шунгизитобетон 1000…1400 0.27…0.49 840
Щебень и песок из перлита вспученного (ГОСТ 10832-83) — засыпка 200…600 0.064…0.11 840
Щебень из доменного шлака (ГОСТ 5578-76), шлаковой пемзы (ГОСТ 9760-75) и аглопорита (ГОСТ 11991-83) — засыпка 400…800 0.12…0.18 840
Эбонит 1200 0.16…0.17 1430
Эбонит вспученный 640 0.032
Эковата 35…60 0.032…0.041 2300
Энсонит (прессованный картон) 400…500 0.1…0.11
Эмаль (кремнийорганическая) 0.16…0.27

Теплопроводность строительных материалов - Таблица!

ABS (АБС пластик)1030…10600.13…0.221300…2300
Аглопоритобетон и бетон на топливных (котельных) шлаках1000…18000.29…0.7840
Акрил (акриловое стекло, полиметилметакрилат, оргстекло) ГОСТ 17622—721100…12000.21
Альфоль20…400.118…0.135
Алюминий (ГОСТ 22233-83)2600221897
Асбест волокнистый4700.161050
Асбестоцемент1500…19001.761500
Асбестоцементный лист16000.41500
Асбозурит400…6500.14…0.19
Асбослюда450…6200.13…0.15
Асботекстолит Г ( ГОСТ 5-78)1500…17001670
Асботермит5000.116…0.14
Асбошифер с высоким содержанием асбеста18000.17…0.35
Асбошифер с 10-50% асбеста18000.64…0.52
Асбоцемент войлочный1440.078
Асфальт1100…21100.71700…2100
Асфальтобетон (ГОСТ 9128-84)21001.051680
Асфальт в полах0.8
Ацеталь (полиацеталь, полиформальдегид) POM14000.22
Аэрогель (Aspen aerogels)110…2000.014…0.021700
Базальт2600…30003.5850
Бакелит12500.23
Бальза110…1400.043…0.052
Береза510…7700.151250
Бетон легкий с природной пемзой500…12000.15…0.44
Бетон на гравии или щебне из природного камня24001.51840
Бетон на вулканическом шлаке800…16000.2…0.52840
Бетон на доменных гранулированных шлаках1200…18000.35…0.58840
Бетон на зольном гравии1000…14000.24…0.47840
Бетон на каменном щебне2200…25000.9…1.5
Бетон на котельном шлаке14000.56880
Бетон на песке1800…25000.7710
Бетон на топливных шлаках1000…18000.3…0.7840
Бетон силикатный плотный18000.81880
Бетон сплошной1.75
Бетон термоизоляционный5000.18
Битумоперлит300…4000.09…0.121130
Битумы нефтяные строительные и кровельные (ГОСТ 6617-76, ГОСТ 9548-74)1000…14000.17…0.271680
Блок газобетонный400…8000.15…0.3
Блок керамический поризованный0.2
Бронза7500…930022…105400
Бумага700…11500.141090…1500
Бут1800…20000.73…0.98
Вата минеральная легкая500.045920
Вата минеральная тяжелая100…1500.055920
Вата стеклянная155…2000.03800
Вата хлопковая30…1000.042…0.049
Вата хлопчатобумажная50…800.0421700
Вата шлаковая2000.05750
Вермикулит (в виде насыпных гранул) ГОСТ 12865-67100…2000.064…0.076840
Вермикулит вспученный (ГОСТ 12865-67) — засыпка100…2000.064…0.074840
Вермикулитобетон300…8000.08…0.21840
Воздух сухой при 20°С1.2050.02591005
Войлок шерстяной150…3300.045…0.0521700
Газо — и пенобетон, газо- и пеносиликат280…10000.07…0.21840
Газо- и пенозолобетон800…12000.17…0.29840
Гетинакс13500.231400
Гипс формованный сухой1100…18000.431050
Гипсокартон500…9000.12…0.2950
Гипсоперлитовый раствор0.14
Гипсошлак1000…13000.26…0.36
Глина1600…29000.7…0.9750
Глина огнеупорная18001.04800
Глиногипс800…18000.25…0.65
Глинозем3100…39002.33700…840
Гнейс (облицовка)28003.5880
Гравий (наполнитель)18500.4…0.93850
Гравий керамзитовый (ГОСТ 9759-83) — засыпка200…8000.1…0.18840
Гравий шунгизитовый (ГОСТ 19345-83) — засыпка400…8000.11…0.16840
Гранит (облицовка)2600…30003.5880
Грунт 10% воды1.75
Грунт 20% воды17002.1
Грунт песчаный1.16900
Грунт сухой15000.4850
Грунт утрамбованный1.05
Гудрон950…10300.3
Доломит плотный сухой28001.7
Дуб вдоль волокон7000.232300
Дуб поперек волокон (ГОСТ 9462-71, ГОСТ 2695-83)7000.12300
Дюралюминий2700…2800120…170920
Железо787070…80450
Железобетон25001.7840
Железобетон набивной24001.55840
Зола древесная7800.15750
Золото19320318129
Известняк (облицовка)1400…20000.5…0.93850…920
Изделия из вспученного перлита на битумном связующем (ГОСТ 16136-80)300…4000.067…0.111680
Изделия вулканитовые350…4000.12
Изделия диатомитовые500…6000.17…0.2
Изделия ньювелитовые160…3700.11
Изделия пенобетонные400…5000.19…0.22
Изделия перлитофосфогелевые200…3000.064…0.076
Изделия совелитовые230…4500.12…0.14
Иней0.47
Ипорка (вспененная смола)150.038
Каменноугольная пыль7300.12
Камень керамический поризованный Braer 14,3 НФ и 10,7 НФ810…8400.14…0.185
Камни многопустотные из легкого бетона500…12000.29…0.6
Камни полнотелые из легкого бетона DIN 18152500…20000.32…0.99
Камни полнотелые из природного туфа или вспученной глины500…20000.29…0.99
Камень строительный22001.4920
Карболит черный11000.231900
Картон асбестовый изолирующий720…9000.11…0.21
Картон гофрированный7000.06…0.071150
Картон облицовочный10000.182300
Картон парафинированный0.075
Картон плотный600…9000.1…0.231200
Картон пробковый1450.042
Картон строительный многослойный (ГОСТ 4408-75)6500.132390
Картон термоизоляционный (ГОСТ 20376-74)5000.04…0.06
Каучук вспененный820.033
Каучук вулканизированный твердый серый0.23
Каучук вулканизированный мягкий серый9200.184
Каучук натуральный9100.181400
Каучук твердый0.16
Каучук фторированный1800.055…0.06
Кедр красный500…5700.095
Кембрик лакированный0.16
Керамзит800…10000.16…0.2750
Керамзитовый горох900…15000.17…0.32750
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией800…12000.23…0.41840
Керамзитобетон легкий500…12000.18…0.46
Керамзитобетон на керамзитовом песке и керамзитопенобетон500…18000.14…0.66840
Керамзитобетон на перлитовом песке800…10000.22…0.28840
Керамика1700…23001.5
Керамика теплая0.12
Кирпич доменный (огнеупорный)1000…20000.5…0.8
Кирпич диатомовый5000.8
Кирпич изоляционный0.14
Кирпич карборундовый1000…130011…18700
Кирпич красный плотный1700…21000.67840…880
Кирпич красный пористый15000.44
Кирпич клинкерный1800…20000.8…1.6
Кирпич кремнеземный0.15
Кирпич облицовочный18000.93880
Кирпич пустотелый0.44
Кирпич силикатный1000…22000.5…1.3750…840
Кирпич силикатный с тех. пустотами0.7
Кирпич силикатный щелевой0.4
Кирпич сплошной0.67
Кирпич строительный800…15000.23…0.3800
Кирпич трепельный700…13000.27710
Кирпич шлаковый1100…14000.58
Кладка бутовая из камней средней плотности20001.35880
Кладка газосиликатная630…8200.26…0.34880
Кладка из газосиликатных теплоизоляционных плит5400.24880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-перлитовом растворе16000.47880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ 530-80) на цементно-песчаном растворе18000.56880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-шлаковом растворе17000.52880
Кладка из керамического пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе1000…14000.35…0.47880
Кладка из малоразмерного кирпича17300.8880
Кладка из пустотелых стеновых блоков1220…14600.5…0.65880
Кладка из силикатного 11-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе15000.64880
Кладка из силикатного 14-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе14000.52880
Кладка из силикатного кирпича (ГОСТ 379-79) на цементно-песчаном растворе18000.7880
Кладка из трепельного кирпича (ГОСТ 648-73) на цементно-песчаном растворе1000…12000.29…0.35880
Кладка из ячеистого кирпича13000.5880
Кладка из шлакового кирпича на цементно-песчаном растворе15000.52880
Кладка «Поротон»8000.31900
Клен620…7500.19
Кожа800…10000.14…0.16
Композиты технические0.3…2
Краска масляная (эмаль)1030…20450.18…0.4650…2000
Кремний2000…2330148714
Кремнийорганический полимер КМ-911600.21150
Латунь8100…885070…120400
Лед -60°С9242.911700
Лед -20°С9202.441950
Лед 0°С9172.212150
Линолеум поливинилхлоридный многослойный (ГОСТ 14632-79)1600…18000.33…0.381470
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове (ГОСТ 7251-77)1400…18000.23…0.351470
Липа, (15% влажности)320…6500.15
Лиственница6700.13
Листы асбестоцементные плоские (ГОСТ 18124-75)1600…18000.23…0.35840
Листы вермикулитовые0.1
Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) ГОСТ 62668000.15840
Листы пробковые легкие2200.035
Листы пробковые тяжелые2600.05
Магнезия в форме сегментов для изоляции труб220…3000.073…0.084
Мастика асфальтовая20000.7
Маты, холсты базальтовые25…800.03…0.04
Маты и полосы из стеклянного волокна прошивные (ТУ 21-23-72-75)1500.061840
Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880-76) и на синтетическом связующем (ГОСТ 9573-82)50…1250.048…0.056840
МБОР-5, МБОР-5Ф, МБОР-С-5, МБОР-С2-5, МБОР-Б-5 (ТУ 5769-003-48588528-00)100…1500.038
Мел1800…28000.8…2.2800…880
Медь (ГОСТ 859-78)8500407420
Миканит2000…22000.21…0.41250
Мипора16…200.0411420
Морозин100…4000.048…0.084
Мрамор (облицовка)28002.9880
Накипь котельная (богатая известью, при 100°С)1000…25000.15…2.3
Накипь котельная (богатая силикатом, при 100°С)300…12000.08…0.23
Настил палубный6300.211100
Найлон0.53
Нейлон13000.17…0.241600
Неопрен0.211700
Опилки древесные200…4000.07…0.093
Пакля1500.052300
Панели стеновые из гипса DIN 1863600…9000.29…0.41
Парафин870…9200.27
Паркет дубовый18000.421100
Паркет штучный11500.23880
Паркет щитовой7000.17880
Пемза400…7000.11…0.16
Пемзобетон800…16000.19…0.52840
Пенобетон300…12500.12…0.35840
Пеногипс300…6000.1…0.15
Пенозолобетон800…12000.17…0.29
Пенопласт ПС-11000.037
Пенопласт ПС-4700.04
Пенопласт ПХВ-1 (ТУ 6-05-1179-75) и ПВ-1 (ТУ 6-05-1158-78)65…1250.031…0.0521260
Пенопласт резопен ФРП-165…1100.041…0.043
Пенополистирол (ГОСТ 15588-70)400.0381340
Пенополистирол (ТУ 6-05-11-78-78)100…1500.041…0.051340
Пенополистирол Пеноплэкс22…470.03…0.0361600
Пенополиуретан (ТУ В-56-70, ТУ 67-98-75, ТУ 67-87-75)40…800.029…0.0411470
Пенополиуретановые листы1500.035…0.04
Пенополиэтилен0.035…0.05
Пенополиуретановые панели0.025
Пеносиликальцит400…12000.122…0.32
Пеностекло легкое100..2000.045…0.07
Пеностекло или газо-стекло (ТУ 21-БССР-86-73)200…4000.07…0.11840
Пенофол44…740.037…0.039
Пергамент0.071
Пергамин (ГОСТ 2697-83)6000.171680
Перекрытие армокерамическое с бетонным заполнением без штукатурки1100…13000.7850
Перекрытие из железобетонных элементов со штукатуркой15501.2860
Перекрытие монолитное плоское железобетонное24001.55840
Перлит2000.05
Перлит вспученный1000.06
Перлитобетон600…12000.12…0.29840
Перлитопласт-бетон (ТУ 480-1-145-74)100…2000.035…0.0411050
Перлитофосфогелевые изделия (ГОСТ 21500-76)200…3000.064…0.0761050
Песок 0% влажности15000.33800
Песок 10% влажности0.97
Песок 20% влажности1.33
Песок для строительных работ (ГОСТ 8736-77)16000.35840
Песок речной мелкий15000.3…0.35700…840
Песок речной мелкий (влажный)16501.132090
Песчаник обожженный1900…27001.5
Пихта450…5500.1…0.262700
Плита бумажная прессованая6000.07
Плита пробковая80…5000.043…0.0551850
Плита огнеупорная теплоизоляционная Avantex марки Board200…5000.04
Плитка облицовочная, кафельная20001.05
Плитка термоизоляционная ПМТБ-20.04
Плиты алебастровые0.47750
Плиты из гипса ГОСТ 64281000…12000.23…0.35840
Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные (ГОСТ 4598-74, ГОСТ 10632-77)200…10000.06…0.152300
Плиты из керзмзито-бетона400…6000.23
Плиты из полистирол-бетона ГОСТ Р 51263-99200…3000.082
Плиты из резольноформальдегидного пенопласта (ГОСТ 20916-75)40…1000.038…0.0471680
Плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем (ГОСТ 10499-78)500.056840
Плиты из ячеистого бетона ГОСТ 5742-76350…4000.093…0.104
Плиты камышитовые200…3000.06…0.072300
Плиты кремнезистые0.07
Плиты льнокостричные изоляционные2500.0542300
Плиты минераловатные на битумной связке марки 200 ГОСТ 10140-80150…2000.058
Плиты минераловатные на синтетическом связующем марки 200 ГОСТ 9573-962250.054
Плиты минераловатные на синтетической связке фирмы «Партек» (Финляндия)170…2300.042…0.044
Плиты минераловатные повышенной жесткости ГОСТ 22950-952000.052840
Плиты минераловатные повышенной жесткости на органофосфатном связующем
(ТУ 21-РСФСР-3-72-76)
2000.064840
Плиты минераловатные полужесткие на крахмальном связующем125…2000.056…0.07840
Плиты минераловатные на синтетическом и битумном связующих0.048…0.091
Плиты мягкие, полужесткие и жесткие минераловатные на синтетическом и битумном связующих (ГОСТ 9573-82, ГОСТ 10140-80, ГОСТ 12394-66)50…3500.048…0.091840
Плиты пенопластовые на основе резольных фенолформальдегидных смол ГОСТ 20916-8780…1000.045
Плиты пенополистирольные ГОСТ 15588-86 безпрессовые30…350.038
Плиты пенополистирольные (экструзионные) ТУ 2244-001-47547616-00320.029
Плиты перлито-битумные ГОСТ 16136-803000.087
Плиты перлито-волокнистые1500.05
Плиты перлито-фосфогелевые ГОСТ 21500-762500.076
Плиты перлито-1 Пластбетонные ТУ 480-1-145-741500.044
Плиты перлитоцементные0.08
Плиты строительный из пористого бетона500…8000.22…0.29
Плиты термобитумные теплоизоляционные200…3000.065…0.075
Плиты торфяные теплоизоляционные (ГОСТ 4861-74)200…3000.052…0.0642300
Плиты фибролитовые (ГОСТ 8928-81) и арболит (ГОСТ 19222-84) на портландцементе300…8000.07…0.162300
Покрытие ковровое6300.21100
Покрытие синтетическое (ПВХ)15000.23
Пол гипсовый бесшовный7500.22800
Поливинилхлорид (ПВХ)1400…16000.15…0.2
Поликарбонат (дифлон)12000.161100
Полипропилен (ГОСТ 26996– 86)900…9100.16…0.221930
Полистирол УПП1, ППС10250.09…0.14900
Полистиролбетон (ГОСТ 51263)150…6000.052…0.1451060
Полистиролбетон модифицированный на активированном пластифицированном шлакопортландцементе200…5000.057…0.1131060
Полистиролбетон модифицированный на композиционном малоклинкерном вяжущем в стеновых блоках и плитах200…5000.052…0.1051060
Полистиролбетон модифицированный монолитный на портландцементе250…3000.075…0.0851060
Полистиролбетон модифицированный на шлакопортландцементе в стеновых блоках и плитах200…5000.062…0.1211060
Полиуретан12000.32
Полихлорвинил1290…16500.151130…1200
Полиэтилен высокой плотности9550.35…0.481900…2300
Полиэтилен низкой плотности9200.25…0.341700
Поролон340.04
Портландцемент (раствор)0.47
Прессшпан0.26…0.22
Пробка гранулированная техническая450.0381800
Пробка минеральная на битумной основе270…3500.073…0.096
Пробковое покрытие для полов5400.078
Ракушечник1000…18000.27…0.63835
Раствор гипсовый затирочный12000.5900
Раствор гипсоперлитовый6000.14840
Раствор гипсоперлитовый поризованный400…5000.09…0.12840
Раствор известковый16500.85920
Раствор известково-песчаный1400…16000.78840
Раствор легкий LM21, LM36700…10000.21…0.36
Раствор сложный (песок, известь, цемент)17000.52840
Раствор цементный, цементная стяжка20001.4
Раствор цементно-песчаный1800…20000.6…1.2840
Раствор цементно-перлитовый800…10000.16…0.21840
Раствор цементно-шлаковый1200…14000.35…0.41840
Резина мягкая0.13…0.161380
Резина твердая обыкновенная900…12000.16…0.231350…1400
Резина пористая160…5800.05…0.172050
Рубероид (ГОСТ 10923-82)6000.171680
Руда железная2.9
Сажа ламповая1700.07…0.12
Сера ромбическая20850.28762
Серебро10500429235
Сланец глинистый вспученный4000.16
Сланец2600…33000.7…4.8
Слюда вспученная1000.07
Слюда поперек слоев2600…32000.46…0.58880
Слюда вдоль слоев2700…32003.4880
Смола эпоксидная1260…13900.13…0.21100
Снег свежевыпавший120…2000.1…0.152090
Снег лежалый при 0°С400…5600.52100
Сосна и ель вдоль волокон5000.182300
Сосна и ель поперек волокон (ГОСТ 8486-66, ГОСТ 9463-72)5000.092300
Сосна смолистая 15% влажности600…7500.15…0.232700
Сталь стержневая арматурная (ГОСТ 10884-81)785058482
Стекло оконное (ГОСТ 111-78)25000.76840
Стекловата155…2000.03800
Стекловолокно1700…20000.04840
Стеклопластик18000.23800
Стеклотекстолит1600…19000.3…0.37
Стружка деревянная прессованая8000.12…0.151080
Стяжка ангидритовая21001.2
Стяжка из литого асфальта23000.9
Текстолит1300…14000.23…0.341470…1510
Термозит300…5000.085…0.13
Тефлон21200.26
Ткань льняная0.088
Толь (ГОСТ 10999-76)6000.171680
Тополь350…5000.17
Торфоплиты275…3500.1…0.122100
Туф (облицовка)1000…20000.21…0.76750…880
Туфобетон1200…18000.29…0.64840
Уголь древесный кусковой (при 80°С)1900.074
Уголь каменный газовый14203.6
Уголь каменный обыкновенный1200…13500.24…0.27
Фарфор2300…25000.25…1.6750…950
Фанера клееная (ГОСТ 3916-69)6000.12…0.182300…2500
Фибра красная12900.46
Фибролит (серый)11000.221670
Целлофан0.1
Целлулоид14000.21
Цементные плиты1.92
Черепица бетонная21001.1
Черепица глиняная19000.85
Черепица из ПВХ асбеста20000.85
Чугун722040…60500
Шевелин140…1900.056…0.07
Шелк1000.038…0.05
Шлак гранулированный5000.15750
Шлак доменный гранулированный600…8000.13…0.17
Шлак котельный10000.29700…750
Шлакобетон1120…15000.6…0.7800
Шлакопемзобетон (термозитобетон)1000…18000.23…0.52840
Шлакопемзопено- и шлакопемзогазобетон800…16000.17…0.47840
Штукатурка гипсовая8000.3840
Штукатурка известковая16000.7950
Штукатурка из синтетической смолы11000.7
Штукатурка известковая с каменной пылью17000.87920
Штукатурка из полистирольного раствора3000.11200
Штукатурка перлитовая350…8000.13…0.91130
Штукатурка сухая0.21
Штукатурка утепляющая5000.2
Штукатурка фасадная с полимерными добавками18001880
Штукатурка цементная0.9
Штукатурка цементно-песчаная18001.2
Шунгизитобетон1000…14000.27…0.49840
Щебень и песок из перлита вспученного (ГОСТ 10832-83) — засыпка200…6000.064…0.11840
Щебень из доменного шлака (ГОСТ 5578-76), шлаковой пемзы (ГОСТ 9760-75) и аглопорита (ГОСТ 11991-83) — засыпка400…8000.12…0.18840
Эбонит12000.16…0.171430
Эбонит вспученный6400.032
Эковата35…600.032…0.0412300
Энсонит (прессованный картон)400…5000.1…0.11
Эмаль (кремнийорганическая)0.16…0.27

Теплоусвоение строительных материалов (таблица и понятие)

Теплоизоляционные материалы
1 Плиты из пенополистиролаДо 102100,230,28
2 То же 10 - 122100,230,28
3 " 12 - 142100,250,30
4 "14-152100,260,30
5 "15-172100,270,32
6 "17-202100,290,34
7 "20-252100,310,38
8 "25-302100,340,41
9 "30-352100,380,45
10 "35-382100,380,45
11 Плиты из пенополистирола с графитовыми добавками15-202100,270,32
12 То же20-252100,300,35
13 Экструдированный пенополистирол25-33120,300,31
14 То же35-45120,350,36
15 Пенополиуретан80250,620,70
16 То же60250,490,55
17 "40250,370,44
18 Плиты из резольно-фенолформальдегидного пенопласта805200,751,02
19 То же505200,560,77
20 Перлитопластбетон200230,931,01
21 То же100230,580,66
22 Перлитофосфогелевые изделия3003121,432,02
23 То же2003121,11,43
24 Теплоизоляционные изделия из вспененного синтетического каучука60-955150,650,71
25 Плиты минераловатные из каменного волокна180250,740,81
26 То же40-175250,680,75
27 "80-125250,530,59
28 "40-60250,370,41
29 "25-50250,310,35
30 Плиты из стеклянного штапельного волокна85250,510,57
31 То же75250,460,52
32 "60250,40,45
33 "45250,350,39
34 "35250,310,35
35 "30250,290,32
36 "20250,240,27
37 "17250,230,26
38 "15250,220,25
39 Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные100010126,757,7
40 То же80010125,496,13
41 "60010123,934,43
42 "40010122,953,26
43 Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные20010121,671,81
44 Плиты фибролитовые и арболит на портландцементе50010153,864,50
45 То же45010153,474,04
46 "40010153,213,70
47 Плиты камышитовые30010152,312,99
48 То же20010151,671,96
49 Плиты торфяные теплоизоляционные30015202,122,34
50 То же20015201,61,71
51 Пакля1507121,31,47
52 Плиты из гипса1350467,047,76
53 То же1100465,325,99
54 Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка)1050465,125,48
55 То же800463,343,66
56 Изделия из вспученного перлита на битумном связующем300121,841,95
57 То же250121,531,64
58 "225121,391,47
59 "200121,231,32
Засыпки
60 Гравий керамзитовый600232,622,83
61 То же500232,252,41
62 "450232,062,22
63 Гравий керамзитовый400231,872,02
64 То же350231,721,86
65 "300231,561,66
66 "250231,221,3
67 "200231,161,24
68 Гравий шунгизитовый (ГОСТ 32496)700242,913,29
69 То же600242,542,89
70 "500242,252,54
71 "450242,062,30
72 "400241,872,10
73 Щебень шлакопемзовый и аглопоритовый (ГОСТ 32496)800233,363,83
74 То же700232,993,37
75 "600232,72,98
76 "500232,322,59
77 "450232,132,32
78 "400231,942,12
79 Пористый гравий с остеклованной оболочкой из доменного и ферросплавного шлаков (ГОСТ 25820)700232,843,06
80 То же600232,542,76
81 "500232,172,30
82 "400231,871,98
83 Щебень и песок из перлита вспученного (ГОСТ 10832)500121,791,92
84 То же400121,51,6
85 "350121,351,42
86 "300120,991,04
87 Вермикулит вспученный (ГОСТ 12865)200131,011,16
88 То же150130,841,02
89 "100130,660,75
90 Песок для строительных работ (ГОСТ 8736)1600126,957,91
Конструкционные и конструкционно-теплоизоляционные материалы
Бетоны на заполнителях из пористых горных пород
91 Туфобетон180071011,3812,79
92 То же16007109,6210,91
93 "14007107,768,63
94 "12007106,387,2
95 Бетон на литоидной пемзе1600468,549,3
96 То же1400467,17,76
97 "1200465,946,41
98 "1000464,695,2
99 "800463,64,07
100 Бетон на вулканическом шлаке16007109,210,14
101 То же14007107,768,63
102 "12007106,387,2
103 "10007104,95,67
104 "8007103,94,61
Бетоны на искусственных пористых заполнителях
105 Керамзитобетон на керамзитовом песке180051010,512,33
106 То же16005109,0610,77
107 "14005107,759,14
108 "12005106,367,57
109 "10005105,036,13
110 "8005103,834,77
111 "6005103,033,78
112 "5005102,553,25
113 Керамзитобетон на кварцевом песке с умеренной (до Vв=12%) поризацией)1200486,777,72
114 То же1000485,496,35
115 "800484,134,9
116 Керамзитобетон на перлитовом песке10009135,576,43
117 То же8009134,545,32
118 Керамзитобетон беспесчаный7003,562,702,94
119 То же6003,562,462,68
120 "5003,562,162,36
121 "4003,561,821,99
122 "3003,561,511,62
123 Шунгизитобетон1400477,598,6
124 То же1200476,237,04
125 "1000474,925,6
126 Перлитобетон120010156,968,01
127 То же100010155,56,38
128 "80010154,455,32
129 Перлитобетон60010153,243,84
130 Бетон на шлакопемзовом щебне1800589,3210,83
131 То же1600587,989,29
132 "1400586,877,9
133 "1200585,836,73
134 "1000584,875,63
135 Бетон на остеклованном шлаковом гравии1800468,609,80
136 То же1600467,358,37
137 "1400466,257,16
138 "1200465,316,10
139 "1000464,455,12
140 Мелкозернистые бетоны на гранулированных доменных и ферросплавных (силикомарганца и ферромарганца) шлаках1800589,8211,18
141 То же1600588,439,37
142 "1400587,468,34
143 "1200586,577,31
144 Аглопоритобетон и бетоны на заполнителях из топливных шлаков18005810,8211,98
145 То же1600589,3910,34
146 "1400587,928,83
147 "1200586,647,45
148 "1000585,396,14
149 Бетон на зольном обжиговом и безобжиговом гравии1400587,468,34
150 То же1200586,146,95
151 "1000584,795,48
152 Вермикулитобетон8008133,974,58
153 То же6008132,873,21
154 "4008131,942,29
155 "3008131,521,83
Бетоны особо легкие на пористых заполнителях и ячеистые
156 Полистиролбетон на портландцементе (ГОСТ 32929)600483,073,49
157 То же500482,52,85
158 "400482,072,34
159 "350481,852,06
160 "300481,551,83
161 "250481,381,51
162 "200481,121,28
163 "150480,870,96
164 Полистиролбетон модифицированный на шлакопортландцементе5003,572,392,63
165 То же4003,571,871,98
166 "3003,571,451,63
167 "2503,571,241,40
168 "2003,571,021,09
169 Газо- и пенобетон на цементном вяжущем10008125,716,49
170 То же8008124,925,63
171 "6008123,363,91
172 "4008122,192,42
173 Газо- и пенобетон на известняковом вяжущем100012186,837,98
174 То же80011166,077,03
175 "60011165,156,11
176 "50011164,565,55
177 Газо- и пенозолобетон на цементном вяжущем120015227,999,18
178 То же100015227,438,62
179 "80015226,617,60
Кирпичная кладка из сплошного кирпича
180 Глиняного обыкновенного на цементно-песчаном растворе1800129,210,12
181 Глиняного обыкновенного на цементно-шлаковом растворе17001,538,649,7
182 Глиняного обыкновенного на цементно-перлитовом растворе1600248,089,23
183 Силикатного на цементно-песчаном растворе1800249,7710,9
184 Трепельного на цементно-песчаном растворе1200246,266,49
185 То же1000245,355,96
186 Шлакового на цементно-песчаном растворе15001,538,128,76
Кирпичная кладка из пустотного кирпича
187 Керамического пустотного плотностью 1400 кг/м3 (брутто) на цементно-песчаном растворе1600127,918,48
188 Керамического пустотного плотностью 1300 кг/м3 (брутто) на цементно-песчаном растворе1400127,017,56
189 Керамического пустотного плотностью 1000 кг/м3  (брутто) на цементно-песчаном растворе1200126,166,62
190 Силикатного одиннадцатипустотного на цементно-песчаном растворе1500248,599,63
191 Силикатного четырнадцатипустотного на цементно-песчаном растворе1400247,939,01
Дерево и изделия из него
192 Сосна и ель поперек волокон50015203,874,54
193 Сосна и ель вдоль волокон50015205,566,33
194 Дуб поперек волокон70010155,05,86
195 Дуб вдоль волокон70010156,97,83
196 Фанера клееная60010134,224,73
197 Картон облицовочный10005106,26,75
198 Картон строительный многослойный6506124,264,89
Конструкционные материалы
Бетоны
199 Железобетон25002317,9818,95
200 Бетон на гравии или щебне из природного камня24002316,7717,88
201 Раствор цементно-песчаный1800249,611,09
202 Раствор сложный (песок, известь, цемент)1700248,9510,42
203 Раствор известково-песчаный1600248,699,76
Облицовка природным камнем
204 Гранит, гнейс и базальт28000025,0425,04
205 Мрамор28000022,8622,86
206 Известняк20002312,7713,7
207 То же18002310,8511,77
208 "1600239,069,75
209 "1400237,427,72
210 Туф20003511,6812,92
211 То же1800359,6110,76
212 "1600357,819,02
213 "1400356,647,6
214 "1200355,556,25
215 "1000354,24,8
Материалы кровельные, гидроизоляционные, облицовочные и рулонные покрытия для полов
216 Листы асбестоцементные плоские1800237,558,12
217 То же1600236,146,8
218 Битумы нефтяные строительные и кровельные1400006,86,8
219 То же1200005,695,69
220 "1000004,564,56
221 Асфальтобетон21000016,4316,43
222 Рубероид, пергамин, толь600003,533,53
223 Пенополиэтилен26120,440,44
224 То же30120,470,48
225 Линолеум поливинилхлоридный на теплоизолирующей подоснове1800008,568,56
226 То же1600007,527,52
227 Линолеум поливинилхлоридный на тканевой основе1800008,228,22
228 То же1600007,057,05
229 "1400005,875,87
Металлы и стекло
230 Сталь стержневая арматурная785000126,5126,5
231 Чугун720000112,5112,5
232 Алюминий260000187,6187,6
233 Медь850000326326
234 Стекло оконное25000010,7910,79
235 Плиты из пеностекла80-100110,550,55
236 То же101-120110,630,63
237 То же121- 140110,690,69
238 То же141- 160110,740,74
239 То же161- 200110,880,88

Теплопроводность выбранных материалов и газов

Теплопроводность - это свойство материала, которое описывает способность проводить тепло. Теплопроводность может быть определена как

"количество тепла, передаваемого через единицу толщины материала в направлении, нормальном к поверхности единицы площади, за счет градиента единичной температуры в условиях устойчивого состояния"

Теплопроводность единицами являются [Вт / (м · К)] в системе СИ и [БТЕ / (час фут ° F)] в британской системе мер.

См. Также изменения теплопроводности в зависимости от температуры и давления , для: воздуха, аммиака, двуокиси углерода и воды

Теплопроводность для обычных материалов и продуктов:

900 900 78 0,1 - 0,22 0,606
Теплопроводность
- k -
Вт / (м · К)

Материал / вещество Температура
25 o C
(77 o F)
125 o C
(257 o F)
225 o C
(437 o F)
Acetals 0.23
Ацетон 0,16
Ацетилен (газ) 0,018
Акрил 0,2
Воздух, атмосфера (газ) 0,0262 0,0333 0,0398
Воздух, высота над уровнем моря 10000 м 0,020
Агат 10,9
Спирт 0.17
Глинозем 36 26
Алюминий
Алюминий Латунь 121
Оксид алюминия 30
Аммиак (газ) 0,0249 0,0369 0,0528
Сурьма 18,5
Яблоко (85.6% влажности) 0,39
Аргон (газ) 0,016
Асбоцементная плита 1) 0,744
Асбестоцементные листы 1) 0,166
Асбестоцемент 1) 2,07
Асбест в рыхлой упаковке 1) 0.15
Асбестовая плита 1) 0,14
Асфальт 0,75
Бальсовое дерево 0,048
Битум
Слои битума / войлока 0,5
Говядина постная (влажность 78,9%) 0.43 - 0,48
Бензол 0,16
Бериллий
Висмут 8,1
Битум 0,17
Доменный газ (газ) 0,02
Шкала котла 1,2 - 3,5
Бор 25
Латунь
Бризовый блок 0.10 - 0,20
Кирпич плотный 1,31
Кирпич огневой 0,47
Кирпич изоляционный 0,15
Кирпич обыкновенный (Строительный кирпич ) 0,6 -1,0
Кирпичная кладка плотная 1,6
Бром (газ) 0,004
Бронза
Коричневая железная руда 0.58
Масло (содержание влаги 15%) 0,20
Кадмий
Силикат кальция 0,05
Углерод 1,7
Двуокись углерода (газ) 0,0146
Окись углерода 0,0232
Чугун
Целлюлоза, хлопок, древесная масса и регенерированные 0.23

Ацетат целлюлозы, формованный, лист

0,17 - 0,33
Нитрат целлюлозы, целлулоид 0,12 - 0,21
Цемент, Портленд 0,29
Цемент, строительный раствор 1,73
Керамические материалы
Мел 0.09
Древесный уголь 0,084
Хлорированный полиэфир 0,13
Хлор (газ) 0,0081
Хром никелевая сталь 16,3
Хром
Оксид хрома 0,42
Глина, от сухой до влажной 0.15 - 1,8
Глина насыщенная 0,6 - 2,5
Уголь 0,2
Кобальт
Треск (влажность 83% содержание) 0,54
Кокс 0,184
Бетон, легкий 0,1 - 0,3
Бетон, средний 0.4 - 0,7
Бетон, плотный 1,0 - 1,8
Бетон, камень 1,7
Константан 23,3
Медь
Кориан (керамический наполнитель) 1,06
Пробковая плита 0,043
Пробка, повторно гранулированная 0.044
Пробка 0,07
Хлопок 0,04
Вата 0,029
Углеродистая сталь
Утеплитель из шерсти 0,029
Купроникель 30% 30
Алмаз 1000
Диатомовая земля (Sil-o-cel) 0.06
Диатомит 0,12
Дуралий
Земля, сухая 1,5
Эбонит 0,17
11,6
Моторное масло 0,15
Этан (газ) 0.018
Эфир 0,14
Этилен (газ) 0,017
Эпоксидный 0,35
Этиленгликоль 0,25
Перья 0,034
Войлок 0,04
Стекловолокно 0.04
Волокнистая изоляционная плита 0,048
Древесноволокнистая плита 0,2
Огнеупорный кирпич 500 o C 1,4
Фтор (газ) 0,0254
Пеностекло 0,045
Дихлордифторметан R-12 (газ) 0.007
Дихлордифторметан R-12 (жидкость) 0,09
Бензин 0,15
Стекло 1.05
Стекло, жемчуг, жемчуг 0,18
Стекло, жемчуг, насыщенное 0,76
Стекло, окно 0.96
Стекло-вата Изоляция 0,04
Глицерин 0,28
Золото
Гранит 1,7 - 4,0
Графит 168
Гравий 0,7
Земля или почва, очень влажная зона 1.4
Земля или почва, влажная зона 1,0
Земля или почва, сухая зона 0,5
Земля или почва, очень сухая зона 0,33
Гипсокартон 0,17
Волос 0,05
ДВП высокой плотности 0.15
Твердая древесина (дуб, клен ...) 0,16
Hastelloy C 12
Гелий (газ) 0,142
Мед ( 12,6% влажности) 0,5
Соляная кислота (газ) 0,013
Водород (газ) 0,168
Сероводород (газ) 0.013
Лед (0 o C, 32 o F) 2,18
Инконель 15
Чугун 47-58
Изоляционные материалы 0,035 - 0,16
Йод 0,44
Иридий 147
Железо
Оксид железа 0 .58
Капок изоляция 0,034
Керосин 0,15
Криптон (газ) 0,0088
Свинец
, сухой 0,14
Известняк 1,26 - 1,33
Литий
Магнезиальная изоляция (85%) 0.07
Магнезит 4,15
Магний
Магниевый сплав 70-145
Мрамор 2,08 - 2,94
Ртуть, жидкость
Метан (газ) 0,030
Метанол 0.21
Слюда 0,71
Молоко 0,53
Изоляционные материалы из минеральной ваты, шерстяные одеяла .. 0,04
Молибден
Монель
Неон (газ) 0,046
Неопрен 0.05
Никель
Оксид азота (газ) 0,0238
Азот (газ) 0,024
Закись азота (газ) 0,0151
Нейлон 6, Нейлон 6/6 0,25
Масло машинное смазочное SAE 50 0,15
Оливковое масло 0.17
Кислород (газ) 0,024
Палладий 70,9
Бумага 0,05
Парафиновый воск 0,25
Торф 0,08
Перлит, атмосферное давление 0,031
Перлит, вакуум 0.00137
Фенольные литые смолы 0,15
Формовочные смеси фенолформальдегид 0,13 - 0,25
Фосфорбронза 110 Pinchbe20 159
Пек 0,13
Карьерный уголь 0.24
Гипс светлый 0,2
Гипс, металлическая планка 0,47
Гипс песочный 0,71
Гипс, деревянная планка 0,28
Пластилин 0,65 - 0,8
Пластмассы вспененные (изоляционные материалы) 0.03
Платина
Плутоний
Фанера 0,13
Поликарбонат 0,19
Полиэстер
Полиэтилен низкой плотности, PEL 0,33
Полиэтилен высокой плотности, PEH 0.42 - 0,51
Полиизопреновый каучук 0,13
Полиизопреновый каучук 0,16
Полиметилметакрилат 0,17 - 0,25
Полипропилен
Полистирол вспененный 0,03
Полистирол 0.043
Пенополиуретан 0,03
Фарфор 1,5
Калий 1
Картофель, сырое мясо 0,55
Пропан (газ) 0,015
Политетрафторэтилен (ПТФЭ) 0,25
Поливинилхлорид, ПВХ 0.19
Стекло Pyrex 1,005
Кварц минеральный 3
Радон (газ) 0,0033
Красный металл
Рений
Родий
Порода, твердая 2-7
Порода, вулканическая порода (туф) 0.5 - 2,5
Изоляция из каменной ваты 0,045
Канифоль 0,32
Резина, ячеистая 0,045
Резина натуральная 0,13
Рубидий
Лосось (влажность 73%) 0,50
Песок сухой 0.15 - 0,25
Песок влажный 0,25 - 2
Песок насыщенный 2-4
Песчаник 1,7
Опилки 0,08
Селен
Овечья шерсть 0,039
Аэрогель кремнезема 0.02
Силиконовая литая смола 0,15 - 0,32
Карбид кремния 120
Кремниевое масло 0,1
Серебро
Шлаковая вата 0,042
Сланец 2,01
Снег (температура <0 o C) 0.05 - 0,25
Натрий
Хвойные породы (пихта, сосна ..) 0,12
Почва, глина 1,1
Почва, с органическими материя 0,15 - 2
Грунт насыщенный 0,6 - 4

Припой 50-50

50

Сажа

0.07

Насыщенный пар

0,0184
Пар низкого давления 0,0188
Стеатит 2
Сталь углеродистая
Сталь, нержавеющая
Изоляция соломенной плиты, сжатая 0,09
Пенополистирол 0.033
Диоксид серы (газ) 0,0086
Сера кристаллическая 0,2
Сахара 0,087 - 0,22
Тантал
Смола 0,19
Теллур 4,9
Торий
Древесина, ольха 0.17
Лес, ясень 0,16
Лес, береза ​​ 0,14
Лес, лиственница 0,12
Лес, клен 0,16
Древесина дубовая 0,17
Древесина осина 0,14
Древесина оспа 0.19
Древесина, бук красный 0,14
Древесина, сосна красная 0,15
Древесина, сосна белая 0,15
Древесина ореха 0,15
Олово
Титан
Вольфрам
Уран
Пенополиуретан 0.021
Вакуум 0
Гранулы вермикулита 0,065
Виниловый эфир 0,25
Вода, пар (пар) 0,0267 0,0359
Пшеничная мука 0.45
Белый металл 35-70
Древесина поперек волокон, белая сосна 0,12
Древесина поперек волокон, бальза 0,055
Древесина поперек волокон, сосна желтая, древесина 0,147
Дерево, дуб 0,17
Шерсть, войлок 0.07
Древесная вата, плита 0,1 - 0,15
Ксенон (газ) 0,0051
Цинк

1) Асбест плохо для здоровья человека, когда крошечные абразивные волокна попадают в легкие, где они могут повредить легочную ткань. Это, по-видимому, усугубляется курением сигарет, в результате чего возникают мезотелиома и рак легких.

Пример - кондуктивная теплопередача через алюминиевый бак по сравнению с баком из нержавеющей стали

Кондуктивная теплопередача через стенку кастрюли может быть рассчитана как

q = (k / s) A dT (1)

или, альтернативно,

q / A = (к / с) dT

где

q = теплопередача (Вт, БТЕ / ч)

A = площадь поверхности ( м 2 , фут 2 )

q / A = теплопередача на единицу площади (Вт / м 2 , БТЕ / (ч фут 2 ))

k = теплопроводность (Вт / мК, БТЕ / (час фут ° F) )

dT = t 1 - t 2 = разница температур ( o C, o F)

s = толщина стенки (м, фут)
9000 8

Калькулятор теплопроводности

k = теплопроводность (Вт / мК, БТЕ / (час фут ° F) )

с = толщина стенки (м, фут)

A = площадь поверхности (м 2 , фут 2 )

dT = t 1 - t 2 = разница температур ( o C, o F)

Примечание! - общая теплопередача через поверхность определяется « общим коэффициентом теплопередачи », который в дополнение к кондуктивной теплопередаче зависит от

Кондуктивная теплопередача через алюминиевую стенку горшка толщиной 2 мм - разность температур 80 o C

Коэффициент теплопроводности для алюминия составляет 215 Вт / (м · K) (из таблицы выше).Кондуктивная теплопередача на единицу площади может быть рассчитана как

q / A = [(215 Вт / (м · K)) / (2 10 -3 м)] (80 o C)

= 8600000 (Вт / м 2 )

= 8600 (кВт / м 2 )

Кондуктивная теплопередача через стенку горшка из нержавеющей стали толщиной 2 мм - разница температур 80 o C

Теплопроводность для нержавеющей стали 17 Вт / (м · К) (из таблицы выше).Кондуктивная теплопередача на единицу площади может быть рассчитана как

q / A = [(17 Вт / (м · K)) / (2 10 -3 м) ] (80 o C)

= 680000 (Вт / м 2 )

= 680 (кВт / м 2 )

.

Разница между бетоном и стяжкой

Бетон и стяжка состоят из одних и тех же основных ингредиентов - цемента, заполнителей и воды. Но что отличает их друг от друга, так это размер заполнителей, марка цемента, консистенция смеси и, конечно же, их предполагаемое применение или использование.

Состав и пропорции смеси

Бетон в своей простейшей форме представляет собой каменную массу, образованную отверждением цементного теста и заполнителей, смешанных в пропорции - 1Цемент: 2Песок: 3Грубые заполнители (балласт / гравий).Но к этой базовой конструкции смеси применяется несколько вариаций, которые подходят для различных целей и требований к прочности.

Стяжка , напротив, представляет собой тонкий слой цементного теста и песка / мелкого заполнителя, уложенный на бетонное основание пола или теплый пол, чтобы действовать как гладкая ровная выравнивающая поверхность для окончательной отделки пола. Для стяжки обычно используется пропорция смеси 1Cement: 3-5Sand (0-4 мм промытый острый песок для выравнивания стяжек).

Для стяжек для тяжелых условий эксплуатации 25% песка 0–4 мм заменяется заполнителями одного размера 6–10 мм, в результате чего пропорция смеси составляет 1: 3: 1 - цемент: песок 0–4 мм: заполнители одного размера 6–10 мм.Это сделано для облегчения затирки и увеличения плотности стяжки.

Отделка

Бетон имеет ряд применений в качестве строительного материала, в качестве изнашиваемой поверхности и в кладке. В зависимости от предполагаемого использования бетона

, ему может быть придан ряд отделок от грубого до очень гладкого.

Напротив, стяжка используется для создания гладкой ровной поверхности для окончательной отделки и не предназначена для использования в качестве поверхности окончательного износа.Но стяжки должны обеспечивать достаточную поддержку и прочность, чтобы выдерживать движение при предполагаемом использовании.

Консистенция смеси

Глядя на консистенцию - бетон смешивается до более влажной консистенции, а смесь для стяжки должна быть полусухой, не рассыпчатой. Для бетона скорость осадки зависит от области применения и конструкции смеси.

Бетон, являясь более влажной смесью, обычно наносится с помощью поплавковых или поршневых насосов, а полусухие стяжки укладываются с помощью пневматических насосов или смесителей принудительного действия.Однако некоторые стяжки, в которых вместо цемента используется ангидритная основа, смешиваются до сыпучей консистенции и наносятся с помощью насосов для цементного раствора / шнековых насосов.

Стяжка Бетон
Применение / применение Гладкий выравнивающий слой или черный пол, уложенный поверх бетонного основания пола или полов с подогревом для окончательной отделки пола Для использования в конструкциях, кирпичной кладке и в качестве поверхности окончательного износа
Пропорции смеси 1: 3-5 (цемент: песок) 1: 3: 1 (цемент: острый песок 0-4 мм: крупный заполнитель 6-10 мм) для усиленной стяжки 1: 2: 3 (цемент: песок: крупный заполнитель)
Марка цемента Обычный 42.5N портландцемент При использовании портландцемента 32,5N добавьте еще 10% цемента к исходной пропорции смеси Широкий выбор марок цемента в зависимости от проектной спецификации
Агрегатный вид 0-4 мм промытый острый песок для цементной выравнивающей стяжки 6-10 мм заполнитель для тяжелых стяжек Мелкий заполнитель: Природный песок, технологический песок или их комбинация с размером заполнителя менее 5 мм Крупный заполнитель: Гравий, щебень, щебень или щебень, доменный шлак с воздушным охлаждением с размером заполнителя не более 9.5 - 37,5 мм
Вода Чистая питьевая вода Чистая питьевая вода
Смесь Консистенция Полусухое для цементных стяжек Сыпучие для ангидридных стяжек Влажная смесь - скорость оседания зависит от области применения и конструкции смеси.
Метод распределения Пневматический насос или смеситель принудительного действия для цементных стяжек Червячный насос / насос для цементации ангидридных стяжек Поршневой насос или прямая разгрузка из автобетоносмесителей.

Базовый химический состав как для бетона, так и для стяжки одинаков - цемент и вода образуют пасту и покрывают поверхность песка или заполнителей, а цементная паста затвердевает в результате процесса, называемого гидратацией, образуя затвердевшую массу высокая прочность и долговечность. Но что меняет качества смеси для различных целей, так это пропорция, сорта, смешивание и консистенция ингредиентов.

.Анализ термического растрескивания

микробиологического цементированного песка при различных деформациях на основе DEM

Осаждение кальцита, вызванное микробами (MICP), представляет собой новый метод улучшения грунта для повышения прочности и жесткости песка. Тем не менее, влияние температурной нагрузки на внутреннюю микроструктуру материала микробного цементированного песка (MCS) при экспериментальной деформации всегда было ключевой проблемой для широкого применения. В этой статье были проведены три вида экспериментов: дифракция рентгеновских лучей (XRD), рентгеновская компьютерная томография (XCT) и сканирующая электронная микроскопия (SEM) для изучения состава, формы и характеристик сцепления физических сборок.Прецизионное DEM-моделирование MCS, в основном состоящее из моделирования нерегулярных частиц и алгоритма калибровки мезопараметров, было предложено для анализа термического растрескивания при различных деформациях (т. Е. 1,0 ‰ –3,0). Результаты исследований показывают, что в материале MCS присутствуют три вида связи (песок-кальцит, кальцит-кальцит и песок-песок). Приложение температуры оказывает суперпозиционный эффект на повреждение материала MCS с увеличением деформации. Более того, по мере постепенного увеличения продолжительности нагрева эффект теплового разрушения создает отчетливый период покоя.Длина термических трещин в поперечном направлении увеличивается в процессе нагрева.

1. Введение

Осаждение кальцита, вызванное микробами (MICP), представляет собой новый метод улучшения грунта, который используется для увеличения прочности и жесткости песка с использованием естественных биогеохимических процессов. В настоящее время технология MICP постепенно применяется в области машиностроения [1–3]. В качестве технологии армирования структура микробного цементированного песка (MCS), основанная на технологии MICP, неизбежно столкнется с чрезвычайно суровой геологической средой, такой как высокое напряжение и высокая температура, что приведет к разрушению поверхности при внутреннем пределе текучести внутренней структуры, как напряжение увеличивается [4].Если деформированная микробная структура цемента подвергается температурной нагрузке, это может повлиять на внутреннюю структуру материала MCS. На мезоуровне могут возникать и развиваться различные внутренние микродефекты; наконец, это изменит основные механические свойства структуры MCS. Из макроскопических физических экспериментов трудно проследить развитие сетки микротрещин структуры под воздействием температуры.

Модели метода дискретных элементов (DEM) хорошо подходят для предоставления необходимых данных для анализа взаимодействий в зернистых смесях и полезны для улучшения нашего понимания поведения термического растрескивания [5].В последнее время во многих исследованиях использовался метод DEM для анализа термического растрескивания породообразных материалов [6–12]. Однако анализ механизма разрушения деформированных цементированных конструкций под действием температурной нагрузки и, в частности, материала MCS все еще отсутствует, что в основном связано с множественными взаимодействиями вдоль границы раздела между различными частицами (например, песком и кальцитом) в материале MCS. [13]. Такое поведение приводит к сложности создания как мезомасштабной модели связывания, так и связанной термомеханической модели.

Это исследование направлено на обеспечение более глубокого понимания поведения материала MCS при термическом растрескивании в микроскопическом масштабе, который нелегко объяснить макроскопическими экспериментами. Остальная часть следующих разделов организована следующим образом. Во-первых, кратко представлен физический экспериментальный процесс MCS. Результаты, полученные с помощью дифракции рентгеновских лучей (XRD), рентгеновской компьютерной томографии (XCT) и сканирующей электронной микроскопии (SEM), были проанализированы для изучения физических характеристик материала в различных масштабах.Во-вторых, наблюдаемые данные были использованы для настройки мезопараметров модели материала MCS с помощью алгоритма адаптивной дифференциальной эволюции (ADE); тщательно изучены взаимодействия песок-песок, песок-кальцит и кальцит-кальцит. На основе этой работы была наконец построена обширная сопряженная термомеханическая модель для моделирования термического растрескивания материала MCS с пятью различными деформациями (например, 1,0 1.0, 1,5, 2,0, 2,5 ‰ и 3,0) и различным нагревом. длительности (т.е., 0,02 с, 0,05 с, 0,10 с, 0,25 с и 0,50 с).

2. Экспериментальная установка и анализ экспериментальных характеристик физических сборок
2.1. Экспериментальная установка

Ниже кратко излагается экспериментальный процесс обработки MICP и испытания материала MCS на одноосное сжатие, а также минералогический и текстурный анализ.

2.1.1. Подготовка образца

Основные физические свойства стандартного песка, использованного в данном исследовании, показаны в таблице 1.В статье кратко описывается метод подготовки проб; однако подробный метод был описан Xu et al. [14].


Форма зерна Кажущаяся плотность (г / см 3 ) Содержание воды (%) Пористость (%) Химический состав Гранулометрический состав ( мм)

Круглый 2,65 0 40.5 > 98% SiO 2 0,075 ~ 0,60

Спектрофотометр видимого света (WFJ2000, UNICO) использовался для определения количества микроорганизмов. Длина волны составляла 600 нм, и измеренное значение было OD 600 . Был использован цементирующий раствор мочевина-CaCl 2 , где мочевина была азотом и источником энергии для роста микробов, а CaCl 2 был источником кальция в процессе MICP.Условия испытаний, выбранные в этой статье, были следующими: OD 600 = 1,50 и [Ca 2+ ] = 0,75 моль / л.

Пять добавок цементирующих растворов и одной из бактериальных жидкостей считались одним циклом для всего процесса цементирования, а для испытуемого образца было выполнено два цикла.

2.1.2. Испытание на прочность при одноосном сжатии (UCS)

Испытание на прочность при одноосном сжатии материала MCS было проведено с использованием управляемой микрокомпьютером электрогидравлической сервоприводной испытательной машины (TAW-2000) (показано на рисунке 1).Максимальная грузоподъемность TAW-2000 составляла 2000 кН. Испытание на прочность при одноосном сжатии было настроено на контроль смещения при скорости нагружения 0,05 мм / мин до тех пор, пока не произойдет разрушение. Цифровая акустическая эмиссионная система (AE) Micro-II использовалась одновременно для идентификации событий разрушения и деформации, вызванных повреждением образца.


2.1.3. Тест на минералогический и текстурный анализ

Тест на минералогический и текстурный анализ состоял из трех частей: XRD, XCT и SEM.Цементированное песчаное тело на поверхности колонны исследовали с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) и дифракции рентгеновских лучей (XRD). В статье дается краткое введение в методы; однако подробные методы и относительные параметры были описаны Xu et al. [14].

Использовался прибор micro-XCT (diondo d5) с разрешением 27 µ м, напряжением 180 кВ и током трубки 0,18 мА, а время экспозиции детектора в данном исследовании составляло 1000 мс. Процесс сканирования (показан на рисунке 2) состоял из четырех частей: (а) выбор тестового образца, (б) размещение и регулировка положения образца, (в) установка параметров и сканирование образца, и (г) выделение признаков.

2.2. Экспериментальный анализ характеристик физических сборок
2.2.1. Состав физических узлов

Диаграммы XRD чистого песка и цементированного песка показаны на рисунке 3. Согласно диаграммам XRD чистый песок состоял из кварца, а минерализованный цементированный песок состоял из фаз кварца и кальцита.

2.2.2. Формы физических сборок

Результат эксперимента XCT показан на рисунке 4. Очевидно, кристаллы кальцита в образцах MCS имели неправильную форму и были распределены беспорядочно, а большинство частиц было удлиненным и многоугольным.


2.2.3. Характеристики сцепления физических сборок

По результатам микроскопических изображений, показанных на рисунке 5, было обнаружено, что внутри цементированного песка было три вида сцепления: связывание песок-песок, связывание песок-кальцит и связывание кальцит-кальцит. Связка песок-песок показала неоднородную связь между частицами (рис. 5 (b2)) с некоторыми видимыми отверстиями на границах соединения, в то время как плотная связь была продемонстрирована для частиц песчано-кальцит и частиц кальцита-кальцита (рис. (b1)).Принимая во внимание вышеупомянутые характеристики сцепления материала MCS, необходимо учитывать различные характеристики сцепления и распределение материала MCS при установке мезопараметров численной модели.


3. Создание числового образца и калибровка параметров

В текущем исследовании, хотя 3D-версия PFC могла использоваться для решения 3D-задач, 3D-моделирование PFC требовало очень длительного времени вычислений, а граничные условия было трудно контролировать. [15].Напротив, двумерное моделирование имеет то преимущество, что объясняет ключевые явления и механизмы за меньшее время, чем трехмерное моделирование. Кроме того, визуальные модели деформации и силовые цепи легко фиксируются с помощью 2D-моделирования. Многие предыдущие исследования [16–19] показали, что двухмерное моделирование может адекватно отражать различные сложные механические характеристики материалов при рассмотрении эффектов формы. Таким образом, численное моделирование образцов биоцементированного песка в данном исследовании проводилось с использованием 2D-модели PFC.

3.1. Численное создание образца

Процесс создания численного образца проводился в виде следующих шагов.

3.1.1. Выбор конститутивной модели контакта

Согласно расположению MICP на микроскопических изображениях на рисунке 5, структура связи была близка к модели параллельной связи (рисунок 6) DEM [20]. Модель параллельной связи (PBM) была изображена как прямоугольник из цементоподобного материала, который мог передавать как силу, так и момент между частицами [21].Более того, PBM успешно использовался для изучения механического поведения материала MCS [22]. Таким образом, PBM был выбран для численного исследования в этом исследовании.


3.1.2. Моделирование частиц кальцита и песка

Как и в вышеупомянутых результатах сканирования XCT, кристаллы кальцита в образцах MCS имели неправильную форму и были беспорядочно распределены, а большинство частиц были удлиненными и многоугольными. Для частиц неправильной формы было больше физических контактов, чем для частиц круглой формы [23].Более того, форма частиц играла ключевую роль в поведении материала [24]. Чтобы преодолеть эти проблемы, следует моделировать соответствующую геометрическую форму частиц неправильной формы. В этом исследовании был принят алгоритм нерегулярной генерации для определения эффекта формы материала MICP. Процесс генерации нерегулярных многоугольников частиц кальцита показан на рисунке 7, который был подробно описан Tang et al. [13].

Для частиц песка предыдущие результаты анализа [14] показали, что частицы в основном были круглыми, а частицы для этого размера характеризовались круглыми частицами [25].По этой причине частицы песка моделировались кругами.

3.1.3. Создание численного образца

Используя модель параллельной связи, сначала была построена двумерная численная модель высотой 100 мм и шириной 50 мм для моделирования поведения в лаборатории цилиндрического образца биоцементированного песка того же размера, что и численная модель. Согласно результатам исследования [13], содержание кальцита в цементном песке составляло 3% в 2D-модели, а численная модель состояла из 3% кальцита и 97% кварца по площади в сочетании с методом генерации кальцита.

Впоследствии числовые частицы были получены в численной модели образца на основе гранулометрического состава (GSD) реальных частиц. Количество частиц кварца и кальцита составило 165244 и 33955 соответственно. GSD для реальных и числовых частиц показаны на рисунке 8; строго согласованный GSD был продемонстрирован для реальных частиц и числовых частиц.


3.2. Калибровка параметров

При использовании матрицы высот для вычисления числового значения требовались реалистичные мезопараметры.Однако мезопараметры численной модели обычно корректировались методом проб и ошибок до тех пор, пока результаты численного моделирования не соответствовали макропараметрам реальных образцов. Этот метод обычно требует большого количества пробных расчетов, а расчетный период большой; таким образом, человеческая ошибка может быть значительной. По сравнению с методом проб и ошибок алгоритмы адаптивной дифференциальной эволюции (ADE) широко используются во многих областях и обладают преимуществами простых параметров управления, возможности глобального поиска, высокой надежности, высокой скорости сходимости и характеристик точности [26– 28].Они также подходят для решения задачи обращения параметров, особенно для обращения разрывных, нелинейных, недифференцируемых и аналитических функций.

3.2.1. Метод калибровки

В этой статье мезопараметры материала MCS были откалиброваны с использованием метода ADE. Откалиброванные мезопараметры включают,,,, fric, pb_ten, pb_coh и.

Характеристики материала с помощью сканирующего электронного микроскопа (показаны на рисунке 5) заставляют учитывать различные характеристики сцепления и дискретность материала MCS при установке мезопараметров.По результатам Feng et al. [22], разные характеристики склеивания могут характеризоваться разными радиусами скрепления. Когда был определен радиус параллельной связи (м), теория потока частиц предположила, что мезомасштабный радиус связи,, был связан с радиальным коэффициентом,. Для связей песчаная частица-кальцит и кальцит-кальцит было присвоено фиксированное значение 0,5, поскольку эти связи были относительно прочными согласно результатам анализа SEM. Для связи между частицами песка и частицами песка - случайное число для изменения радиального коэффициента параллельной связи от 0.25 и 0,5 были введены на основе предыдущего исследования PFC на колонке микробного цементированного песка, проведенного Feng et al. [22]. Таким образом, радиус склеивания был определен и не включен в процедуру инверсии параметров.

Мезопараметры M материала MCS, используемые в моделировании, могут быть выражены как где - эффективный модуль (сила / площадь), - эффективный модуль упругости (напряжение), - отношение жесткости при нормальном сдвиге, - отношение жесткости связи по нормали к сдвигу, fric - это коэффициент трения, pb_ten - предел прочности на разрыв (напряжение), а pb_coh - сцепление (напряжение).

Адаптивный алгоритм дифференциальной эволюции, используемый для инвертирования мезопараметров, показан на рисунке 9, а весь процесс описан в следующих трех шагах.


(1) Построение характеристических параметров . С помощью модели PFC, моделирующей испытание на одноосное сжатие, были построены группы мезопараметров и получены данные о растрескивании и растрескивании, соответствующие этим параметрам. Из результатов лабораторных испытаний размера модуля упругости материала MCS было отмечено, что модуль упругости частиц песка относительно велик, а модуль упругости кальцита относительно мал [29].Таким образом, исходные параметры модуля упругости задавались в соответствии с этим размером. Впоследствии, на основе данных о растяжении и растрескивании, характеристические параметры были рассчитаны с использованием программного обеспечения MATLAB (R2015b). Полученные характеристические параметры использовались в качестве исходных выборок популяции для алгоритма адаптивной дифференциальной эволюции. Характерные параметры включали пиковое напряжение (), пиковую деформацию (), модуль упругости () и напряжение зарождения трещины (). Обратите внимание, что напряжение инициирования трещины () было определено как осевое напряжение, при котором количество трещин достигло 1% от общего количества трещин при пиковом напряжении [20]:

(2) Определение целевого значения инверсии по одноосному Данные о сжатии .Экспериментальные испытания на одноосное сжатие предоставили реальные данные о напряженно-деформированном состоянии и данные мониторинга АЭ. В соответствии с соотношением напряжение-деформация и определением напряжения растрескивания были получены пиковое напряжение, пиковая деформация, модуль упругости ( E ) и напряжение инициирования трещины () материала MCS, которые использовались в качестве целевых значений для инверсии. . Следует отметить, что AE отслеживает низкоэнергетические высокочастотные сейсмические события, возникающие в результате зарождения трещины, поэтому его можно использовать для идентификации [30]:

(3) Построение функции соответствия алгоритма инверсии .В соответствии с комбинацией различных мезопараметров, исследование было сосредоточено на относительно небольших ошибках между моделированными и экспериментальными характеристическими параметрами

.

Экспериментальное исследование и корректировка модели

В этом исследовании сверхлегкий пенополистироловый пенобетон (EFC) был изготовлен методом химического вспенивания, а его теплоизоляционные свойства были измерены переходным методом при различных температурах окружающей среды (от −10 до 40 ° C). C). Затем наблюдали влияние температуры и объемной доли EPS на теплопроводность и плотность EFC в сухом состоянии. В конечном итоге уравнение Ченга – Вачона было модифицировано путем введения температурного параметра.Результаты показали, что теплопроводность EFC уменьшается с увеличением температуры. Также было продемонстрировано, что подходящий объем частиц EPS может не только уменьшить теплопроводность EFC, но также уменьшить влияние температуры на теплопроводность. Теплопроводность EFC при различных температурах была точно предсказана в этом исследовании с использованием предложенной модели.

1. Введение

Пенобетон (FC) - это тип легкого пористого материала на основе цемента с плотностью от 400 кг / м 3 до 1900 кг / м 3 , который широко используется в области строительства, особенно для снижения статической нагрузки конструкций и для сохранения тепла, демпфирования, звукоизоляции и заполнения пор [1].По сравнению с органическими изоляционными материалами ТЭ имеет более высокую прочность, лучшую огнестойкость и долговечность [1–3]. Однако, чтобы соответствовать более высоким требованиям к теплоизоляционным характеристикам, плотность FC следует дополнительно снизить до менее чем примерно 400 кг / м 3 . В соответствующих исследованиях было установлено, что метод химического вспенивания более подходит для сверхлегких ТЭ, чем механическое вспенивание [4–9].

Пенополистирол (EPS) был впервые представлен в качестве легкого заполнителя для бетона Куком в 1973 году [10].Благодаря своей превосходной изоляции и близким пористым свойствам частицы пенополистирола существенно влияют на тепловые характеристики FC. Например, Sayadi et al. [11] добавили регенерированные частицы EPS в FC и обнаружили, что теплопроводность образца FC с объемной долей EPS 82% снизилась на 45%, а плотность - на 62,5%. Видно, что EPS имеет широкие перспективы применения и большую потенциальную ценность в FC [12–14].

Теплопроводность - важный параметр, отражающий способность бетона передавать тепло.Многие исследователи изучали теплопроводность композиционных материалов и выявляли влияние различных факторов на теплопроводность [15]. Температура как внешнее условие оказывает важное влияние на теплопроводность бетона [16–20]. Рахим и др. [21] протестировали теплопроводность трех бетонных материалов на биологической основе при различных температурных условиях (от 10 до 40 ° C) в установившемся состоянии с использованием метода защищенной горячей плиты. Они обнаружили, что теплопроводность бетонных материалов увеличивается с повышением температуры.Тандироглу [22] изучил теплопроводность легкого необработанного бетона на перлитовом заполнителе и установил функции взаимосвязи для теплопроводности, водоцементного отношения, количества перлита по массе и температуры. Предлагаемые эмпирические корреляции теплопроводности применимы в диапазоне температур от -70 до 30 ° C. Ли и др. [23] обсудили общие модели теплопроводности, основанные на экспериментальных данных, и предложили модель прогнозирования теплопроводности FC, но они не смогли учесть влияние внешних факторов окружающей среды на теплопроводность модели, таких как температура.Таким образом, теплопроводность различных типов бетона значительно различается при изменении температуры. В настоящее время теоретические модели теплопроводности ТЭ не учитывают температурные эффекты.

В данном исследовании сверхлегкий пенополистирол пенобетон (EFC) с различным содержанием пенополистирола готовится методом химического вспенивания, а его теплопроводность измеряется при различных температурах окружающей среды (от -10 до 40 ° C). На основе результатов испытаний и существующих моделей теплопроводности была получена модель теплопроводности EFC с поправкой на температуру.

2. Экспериментальные программы
2.1. Сырье и соотношение смеси

Загущенный материал, используемый в этом исследовании, был изготовлен из китайского обычного портландцемента 42,5 и летучей золы класса I. Соответствующие технические показатели для этих двух материалов показаны в таблицах 1 и 2. Добавление летучей золы может оптимизировать структуру пор FC и улучшить его теплоизоляционные характеристики. Кроме того, EPS имеет размер частиц от 2 до 4 мм, кажущуюся плотность 18,8 кг / м 3 и теплопроводность 0.0313 Вт / (м · К). Пенообразователь, использованный в этом тесте, представлял собой раствор перекиси водорода с концентрацией 30%. Стабилизатором служил стеарат кальция. Первоначальным укрепляющим агентом был нитрит натрия, а загустителем - эмульсия сополимера акрилата. Используемая вода была водопроводной. Отношение воды к связующему, содержание пенообразователя и дозировка летучей золы были скорректированы для определения эталонного соотношения смеси, которое показано в таблице 3. Всего было приготовлено 12 испытательных блоков пенобетона с химическим вспениванием EPS путем изменения объемной доли EPS (0% ~ 60%).


Тип цемента Удельная поверхность (м 2 / кг) Время схватывания (мин) Прочность на изгиб (МПа) Прочность на сжатие (МПа)
Начальная установка Окончательная установка 3d 28d 3d 28d

PO 42,5 345,00 150 210 5.0 8,0 16,5 46,2


Химический состав (%) Кажущаяся плотность (кг / м 3 ) Насыпная плотность (кг / м 3 )
SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 Cao MgO NaO

58 30 4.3 1,5 2,8 3,2 2100 1086


Образцы Цемент (г) Зола уноса ( г) w / b Объем пены (%)

A 1 193 157 0,48 6,3

соотношение w / b: вода-связующее.

2.2. Прибор для испытаний
2.2.1. Тестер теплопроводности

Для теста теплопроводности использовался анализатор термических характеристик ISOMET 2114, произведенный в Словакии (рис. 1). Прибор может быть использован для определения теплопроводности, объемного теплового потока и температуропроводности композитов на основе цемента [24]. Он основан на принципе испытания на переходные процессы, а диапазон измерения температуры составляет 15 ~ + 50 ° C с точностью 1 × 10 -4 Вт / (м · К).Прибор можно проверить с помощью зонда или плоской пластины. В этом тесте используется поверхностный зонд с диапазоном измерения 0,04 ~ 0,3 Вт / (м · К).


2.2.2. Испытательный бокс при высоких и низких температурах

В этом испытании использовался испытательный стенд для моделирования высоких и низких температур, разработанный Северо-восточным сельскохозяйственным университетом. Его основные показатели производительности приведены в таблице 4.


Полезный объем 5 м × 4 м × 2,5 м
Температурный диапазон −45∼ + 60 ° C
Колебания температуры ± (0.05∼0.1) ° C
Мощность нагрева 1500 Вт
Холодопроизводительность 1500 Вт

2.3. Технология приготовления и методика химического вспенивания пенобетона EPS
2.3.1. Технология приготовления

В соответствии с характеристиками пенополистирола и технологией формования химического пенобетона образцы пенополистирола с химическим вспениванием были приготовлены в соответствии со следующим процессом: (a) Частицы пенополистирола были влажными в течение одной минуты с одной третью общая вода.(b) Цемент для смешивания, летучая зола, другие твердые материалы, оставшаяся вода и загуститель смешивали и перемешивали до тех пор, пока смесь не стала однородной. Затем смоченные частицы EPS помещали в смесь и перемешивали в течение одной минуты. Температуру суспензии поддерживали на уровне 25 ° С. (C) Добавляли раствор нитрита натрия. Смесь перемешивали на низкой скорости в течение 30 секунд, а затем перемешивали на высокой скорости в течение 10 секунд. (D) В смесь вливали перекись водорода, и ее перемешивали в течение 10 секунд.(e) Смесь быстро вылили в форму и оставили на 24 часа при 20 ° C. Затем образцы вынимали из формы, когда они имели определенную прочность, и затем осуществляли стандартное отверждение. Бетонный образец показан на рисунках 2 (а) и 2 (б).

2.3.2. Экспериментальные методы

Испытание образцов на плотность в сухом состоянии проводилось в соответствии с китайским стандартом GB / T11969-2008. Измерения проводились после высушивания образцов до постоянного веса. Окружающая среда с постоянной температурой обеспечивалась испытательным боксом при высоких и низких температурах.Теплопроводность образцов проверяли после двухчасового стояния при постоянной температуре. При постоянной температуре теплопроводность полированных образцов с обеих сторон измеряли с помощью анализатора тепловых характеристик. Теплопроводность некоторых образцов EFC при 20 ° C показана в Таблице 5. Из-за неоднородности FC были протестированы три положения лицевой поверхности, и было вычислено среднее значение результатов.


Объемная плотность в сухом состоянии (кг / м 3 ) Пористость (%) Средняя теплопроводность (Вт / (м · К)) Объемная плотность в сухом состоянии (кг / м 3 ) Пористость (%) Средняя теплопроводность (Вт / (м · К))

304 73.47 0,0838 291 73,04 0,0704
366 68,06 0,0926 230 79,93 0,0761
357 68,85 0,0890 0,0921
362 70,07 0,1000 237 79,32 0,0750
336 71.99 0,0810 267 76,70 0,1037

3. Результаты и обсуждение
3.1. Взаимосвязь между объемной плотностью в сухом состоянии и теплопроводностью образцов EFC при различных температурах

Теплопроводность - это основной физический параметр, используемый для характеристики теплопроводности материалов. Механизм теплопроводности у разных веществ разный.Согласно теории теплопередачи [25, 26], свободная подвижность электронов и колебания решетки являются двумя основными независимыми механизмами теплопередачи твердого тела. В основном это упругая волна (или волна решетки), которая, создаваемая колебанием решетки в месте более высокой температуры, вызывает колебание соседней решетки для передачи тепла в неорганических неметаллических твердых материалах. Поскольку бетон состоит в основном из твердых компонентов, механизм теплопередачи каркаса аналогичен механизму передачи тепла твердого тела.Поэтому теплопроводность бетона в первую очередь зависит от плотности материалов. Обычно низкая плотность соответствует низкой теплопроводности [27].

Закон изменения был получен путем подбора результатов испытаний объемной плотности в сухом состоянии и теплопроводности при различных температурах, как показано на рисунке 3. Объемная плотность в сухом состоянии химически вспениваемого пенобетона EPS положительно коррелирует с теплопроводностью.


Данные испытаний были подогнаны для получения соотношения между объемной плотностью в сухом состоянии и теплопроводностью EFC при температуре 0 ° C.Выражение отношения может быть записано как

. Содержание пены и содержание EPS определяют его объемную плотность в сухом состоянии в EFC и влияют на теплопроводность EFC. В тех же условиях количество пор в пористом материале определяет его теплопроводность. Когда количество пор такое же, теплопроводность увеличивается с увеличением размера пор. Однако соединенные поры увеличивают теплопроводность бетона. Кроме того, объемная доля EPS является ключевым фактором, изменяющим объемную плотность FC в сухом состоянии.На рис. 4 представлена ​​кривая влияния объемной доли EPS на объемную плотность FC в сухом состоянии. Согласно Фигуре 4, микропоры не изменились при добавлении небольшого количества частиц EPS до тех пор, пока не было добавлено 10% частиц EPS. В этот момент соотношение крупных пор в образцах показало тенденцию к увеличению, что привело к уменьшению сухой объемной плотности. Однако, когда процент пор с диаметрами, достигающими 200-400 мкм м, был слишком большим, внутренняя структура пор была бы нестабильной, и некоторые большие поры могут быть разрушены.Это привело бы к увеличению сухой объемной плотности образца и, таким образом, повлияло бы на теплопроводность EFC [28].


3.2. Влияние температуры на теплопроводность пенобетона EPS

В этом эксперименте использовались пять температур, а именно -10 ° C, 0 ° C, 20 ° C, 30 ° C и 40 ° C. Эти температуры были использованы для изучения теплоизоляционных характеристик EFC. Теплопроводность FC, смешанного с различным содержанием частиц EPS, была проверена для получения закона изменения теплопроводности FC с различными объемными долями EPS в зависимости от температуры, как показано на рисунке 5.Как видно из рисунка 5, теплопроводность химического пенобетона положительно коррелирует с внешней температурой. При изменении температуры наибольшая амплитуда изменения ТЭ без частиц ЭПС достигла 52%, что свидетельствует о значительном влиянии температуры на теплопроводность ТЭ [29]. Это связано с тем, что теплопроводность FC связана не только с интенсивностью движения частиц в твердой, жидкой и газовой фазах, но и с силами взаимодействия между различными фазами частиц и их пространственным распределением.Из-за большой пористости FC высокая температура может усилить неравномерное движение и столкновение молекул газа в порах. Это усилило бы взаимодействие между различными фазами частиц, тем самым увеличив теплопроводность.


На рисунке 5 показано сравнение с кривой теплопроводности FC без шариков из пенополистирола, другие кривые с шариками из пенополистирола, очевидно, более гладкие и с меньшими наклонами в том же диапазоне температурного градиента. Когда объемное содержание EPS составляло 55%, изменение температуры меньше всего влияло на теплопроводность.Этот результат демонстрирует, что надлежащее количество частиц EPS может не только снизить теплопроводность EFC, но и компенсировать изменения теплопроводности, вызванные изменениями температуры. Этот эффект является основным преимуществом структуры EPS и улучшения им структуры пор FC. Эмпирические корреляции между теплопроводностью ТЭ и температурой при различных объемных долях пенополистирола показаны в таблице 6.

9429 = 0.998

Объемная доля пенополистирола (%) λ = a ( T 2 ) + bT + c R 2

0 λ 0 = −0.000008 T 2 + 0,0008 T + 0,071 R 2 = 0,995
5 λ 5 = −0,00001 T 2 + 0,0749 R 2 = 0,995
20 λ 20 = −0,000001 T 2 + 0,0009 T 000 + 0,0659
55 λ 55 = −0,000009 T 2 + 0,0007 T + 0,0625 R 2 = 0,987

3.3. Влияние содержания пенополистирола на теплопроводность FC при различных температурах

Избыточное содержание пузырьков, введенных в цементную матрицу, вызовет некоторые трудности в формировании бетона.Следовательно, сложно снизить плотность и теплопроводность сверхлегкого ТЭ за счет увеличения количества пенообразователя. В этом исследовании определенная объемная доля частиц пенополистирола была добавлена ​​к химическому вспениванию пенобетона для изменения собственного веса и теплоизоляционных характеристик бетона.

Частицы EPS обладают хорошими тепловыми характеристиками. Влияние объемной доли EPS на теплопроводность FC при различных температурах показано на рисунке 6. Добавление частиц EPS значительно изменило теплопроводность FC.По сравнению с FC без EPS максимальная амплитуда изменения теплопроводности FC уменьшилась на 46% после добавления определенной объемной доли частиц EPS. Согласно рисунку 6, теплопроводность EFC сначала уменьшалась, а затем увеличивалась с увеличением содержания EPS. Это произошло в первую очередь потому, что частицы пенополистирола (98% воздуха и 2% полистирола) имеют внутри множество закрытых пор, которые обладают большим термическим сопротивлением. С увеличением содержания EPS соответственно увеличивалось тепловое сопротивление EFC.Следовательно, его теплопроводность снизилась. Недавние исследования показывают, что при добавлении пенопласта в бетон из пенополистирола пенообразователь создает структуру микропор между гранулами пенополистирола [30]. Однако, когда объемная доля EPS слишком велика, расстояние между частицами EPS будет уменьшаться. Это заставляет окружающую пену собираться вместе и соединяться, образуя более крупные поры. В результате увеличилась внутренняя связная пористость и значительно увеличилась теплопроводность, что даже повлияло на нормальное формование пеной FC.


Как видно из рисунков 4 и 6, результаты показывают, что сверхлегкий пенобетон с химическим вспениванием EPS с плотностью в сухом состоянии менее 300 кг / м 3 и нормальной теплопроводностью от 0,0704 до 0,0767 Вт / (м · К) может быть получен, когда объемная доля EPS составляет 25% ~ 35%. Кроме того, по сравнению с обычным FC, он показал эффективную теплоизоляцию при изменении температуры.

4. Модель теплопроводности с модифицированной температурой для EFC
4.1. Базовая модель теплопроводности пенобетона
4.1.1. Последовательные и параллельные модели

Основной формой передачи тепла внутри бетонных материалов является теплопроводность. Хашин и Штрикман предложили эффективные модели теплопроводности двухфазной системы [31]. Последовательная и параллельная модели основаны на верхнем и нижнем пределах теплопроводности материалов соответственно. В этих моделях частицы пены и пенополистирола используются в качестве дисперсной фазы, а цемент, летучая зола и суспензия используются в качестве непрерывной фазы для расчета теплопроводности бетона.Обычно выражения можно записать в виде следующих уравнений: Серийные модели: Параллельные модели:

4.1.2. Maxwell - Eucken Модель

Модель Максвелла-Ойкена предполагает, что пена состоит из однородных сфер, которые распределены неравномерно и не имеют сил взаимодействия. Более лаконично модель утверждает, что теплообмен не может осуществляться между дисперсными фазами. На этой основе удалось успешно вывести минимальные границы теплопроводности изотропных и макроскопических однородных двухфазных материалов [32].

Когда пена замешивается в бетон, ее форма и распределение будут изменены из-за выдавливания из раствора, но модель учитывает только показатель пористости. Его выражение выглядит следующим образом [32]:

4.1.3. Модифицированная объемная модель для пенобетона

Li рассмотрела объемное содержание пены и предложила модифицированную модель, которая может быть применена к расчету теплопроводности FC путем объединения данных испытаний FC на основе модели теплопроводности Cheng-Vachon [23].Модель предполагает, что в бетонном растворе нет пор, а тепловая конвекция, излучение и контактное сопротивление не учитываются. Он в первую очередь корректирует объемное содержание дисперсной фазы и учитывает влияние сложных факторов, таких как путь теплопередачи и извилистость во время процесса теплопередачи. Эта модель может точно предсказать теплопроводность FC.

Ниже приведены уравнения для модели поправки на объем теплопроводности FC [23]:

Разница в теплопроводности между пеной и цементно-зольным раствором представляется с помощью простого уравнения:

Модифицированный объемное содержание пены может быть выражено следующим образом:

Из уравнений (5) и (6) эффективное тепловое сопротивление FC представляется следующим образом:

Тогда уравнение теплопроводности для FC равно

Оно должно быть отметили, что t - это поправочный коэффициент на объемное содержание пены, полученный путем подбора данных испытаний.

4.2. Оценка модели и определение параметров

Модель коррекции объема, предложенная Ли, была использована для проверки и изучения экспериментальных результатов FC в исследовании. Поскольку 98% частиц EPS были воздухом и разница в теплопроводности между ними была небольшой, пористость и EPS были упрощены до дисперсной фазы, а цементно-зольный раствор был непрерывной фазой. Сравнение между прогнозируемым значением и экспериментальным значением последовательных и параллельных моделей, модели Максвелла – Ойкена и модели поправки на объем показано на рисунке 7.


Согласно рисунку 7, данные теплопроводности, предсказанные параллельной и последовательной моделями, находились в верхнем и нижнем пределах, соответственно, и значительно отличались от экспериментальных результатов. Теплопроводность, предсказанная моделью Максвелла – Эйкена, была намного больше, чем экспериментальные данные. Это произошло потому, что модель Максвелла – Ойкена предполагала, что устьица в тестовых блоках были однородными и независимыми сферами. На самом деле эти формы пор сильно различаются, и некоторые из них представляют собой соединенные поры, что приводит к большому отклонению между прогнозируемым значением и экспериментальным значением.

Аппроксимация методом наименьших квадратов модифицированной объемной модели, предложенной Ли, была выполнена с использованием частичных тестовых данных. Когда t = 2,15, был получен эффект наилучшего соответствия, и прогнозируемый результат был наиболее близок к значению теста. Поэтому модифицированная объемная модель, предложенная Ли, была использована для прогнозирования и оценки теплопроводности EFC в этом исследовании.

Модель оценила влияние температуры на теплопроводность различных фаз на основе модифицированной объемной модели, предложенной Ли, и скорректировала поправочный коэффициент объема с помощью температурной функции.

В настоящем исследовании мы предлагаем новую корреляцию для дисперсной фазы:

Разница между двумя фазами в теплопроводности с поправкой была дана

Влияние температуры было введено в теплопроводность для корректировки объемного содержания Корректирующий коэффициент пены:

Затем были скорректированы пористости при различных температурах, можно записать, как показано в следующих уравнениях:

Объемный поправочный коэффициент пены после двухкратной коррекции можно записать следующим образом:

Корректирующее уравнение объемного содержания пены при разных температурах:

.

Удельное сопротивление и проводимость - температурные коэффициенты для обычных материалов

Удельное сопротивление равно

  • электрическое сопротивление единичного куба материала, измеренное между противоположными гранями куба

Калькулятор сопротивления электрического проводника

Этот калькулятор можно использовать для рассчитать электрическое сопротивление проводника.

Коэффициент удельного сопротивления (Ом · м) (значение по умолчанию для меди)

Площадь поперечного сечения проводника (мм 2 ) - Калибр провода AWG

Алюминий 2 .65 x 10 -8 3,8 x 10 -3 3,77 x 10 7
Алюминиевый сплав 3003, прокат 3,7 x 10 -8
Алюминиевый сплав 2014, отожженный 3,4 x 10 -8
Алюминиевый сплав 360 7,5 x 10 -8
Алюминиевая бронза 12 x 10 -8
Животный жир 14 x 10 -2
Животный мускул 0.35
Сурьма 41,8 x 10 -8
Барий (0 o C) 30,2 x 10 -8
Бериллий 4,0 x 10 -8
Бериллиевая медь 25 7 x 10 -8
Висмут 115 x 10 -8
Латунь - 58% Cu 5.9 x 10 -8 1,5 x 10 -3
Латунь - 63% Cu 7,1 x 10 -8 1,5 x 10 -3
Кадмий 7,4 x 10 -8
Цезий (0 o C) 18,8 x 10 -8
Кальций (0 o C) 3,11 x 10 -8
Углерод (графит) 1) 3-60 x 10 -5 -4.8 x 10 -4
Чугун 100 x 10 -8
Церий (0 o C) 73 x 10 -8
Хромель (сплав хрома и алюминия) 0,58 x 10 -3
Хром 13 x 10 -8
Кобальт 9 x 10 -8
Константан 49 x 10 -8 3 x 10 -5 0.20 x 10 7
Медь 1,724 x 10 -8 4,29 x 10 -3 5,95 x 10 7
Купроникель 55-45 (константан) 43 x 10 -8
Диспрозий (0 o C) 89 x 10 -8
Эрбий (0 o C) 81 x 10 -8
Эврика 0.1 x 10 -3
Европий (0 o C) 89 x 10 -8
Гадолий 126 x 10 -8
Галлий (1,1K) 13,6 x 10 -8
Германий 1) 1 - 500 x 10 -3 -50 x 10 -3
Стекло 1 - 10000 x 10 9 10 -12
Золото 2.24 x 10 -8
Графит 800 x 10 -8 -2,0 x 10 -4
Гафний (0,35 K) 30,4 x 10 - 8
Hastelloy C 125 x 10 -8
Гольмий (0 o C) 90 x 10 -8
Индий ( 3.35K) 8 x 10 -8
Инконель 103 x 10 -8
Иридий 5,3 x 10 -8
Железо 9,71 x 10 -8 6,41 x 10 -3 1,03 x 10 7
Лантан (4,71K) 54 x 10 -8
Свинец 20.6 x 10 -8 0,45 x 10 7
Литий 9,28 x 10 -8
Лютеций 54 x 10 -8
Магний 4,45 x 10 -8
Магниевый сплав AZ31B 9 x 10 -8
Марганец 185 x 10 -8 1.0 x 10 -5
Меркурий 98,4 x 10 -8 8,9 x 10 -3 0,10 x 10 7
Слюда (мерцание) 1 x 10 13
Мягкая сталь 15 x 10 -8 6,6 x 10 -3
Молибден 5,2 x 10 -8
Монель 58 x 10 -8
Неодим 61 x 10 -8
Нихром (сплав никеля и хрома) 100 - 150 х 10 -8 0.40 x 10 -3
Никель 6,85 x 10 -8 6,41 x 10 -3
Никелин 50 x 10 -8 2,3 x 10 -4
Ниобий (колумбий) 13 x 10 -8
Осмий 9 x 10 -8
Палладий 10.5 x 10 -8
Фосфор 1 x 10 12
Платина 10,5 x 10 -8 3,93 x 10 -3 0,943 x 10 7
Плутоний 141,4 x 10 -8
Полоний 40 x 10 -8
Калий 7.01 x 10 -8
Празеодим 65 x 10 -8
Прометий 50 x 10 -8
Протактиний (1,4 K) 17,7 x 10 -8
Кварц (плавленый) 7,5 x 10 17
Рений (1,7 K) 17.2 x 10 -8
Родий 4,6 x 10 -8
Твердая резина 1 - 100 x 10 13
Рубидий 11,5 x 10 -8
Рутений (0,49K) 11,5 x 10 -8
Самарий 91,4 x 10 -8
Скандий 50.5 x 10 -8
Селен 12,0 x 10 -8
Кремний 1) 0,1-60 -70 x 10 -3
Серебро 1,59 x 10 -8 6,1 x 10 -3 6,29 x 10 7
Натрий 4,2 x 10 -8
Грунт, типичный грунт 10 -2 -10 -4
Припой 15 x 10 -8
Нержавеющая сталь 10 6
Стронций 12.3 x 10 -8
Сера 1 x 10 17
Тантал 12,4 x 10 -8
Тербий 113 x 10 -8
Таллий (2,37K) 15 x 10 -8
Торий 18 x 10 -8
Тулий 67 x 10 -8
Олово 11.0 x 10 -8 4,2 x 10 -3
Титан 43 x 10 -8
Вольфрам 5,65 x 10 -8 4,5 x 10 -3 1,79 x 10 7
Уран 30 x 10 -8
Ванадий 25 x 10 -8
Вода дистиллированная 10 -4
Вода пресная 10 -2
Вода соленая 4
Иттербий 27.7 x 10 -8
Иттрий 55 x 10 -8
Цинк 5,92 x 10 -8 3,7 x 10 -3
Цирконий (0,55K) 38,8 x 10 -8

1) Примечание! - удельное сопротивление сильно зависит от наличия примесей в материале.

2 ) Примечание! - удельное сопротивление сильно зависит от температуры материала.Приведенная выше таблица основана на эталоне 20 o C.

Электрическое сопротивление в проводе

Электрическое сопротивление провода больше для более длинного провода и меньше для провода с большей площадью поперечного сечения. Сопротивление зависит от материала, из которого оно изготовлено, и может быть выражено как:

R = ρ L / A (1)

, где

R = сопротивление (Ом, ). Ω )

ρ = коэффициент удельного сопротивления (Ом · м, Ом · м)

L = длина провода (м)

A = площадь поперечного сечения провода (м 2 )

Фактором сопротивления, учитывающим природу материала, является удельное сопротивление.Поскольку он зависит от температуры, его можно использовать для расчета сопротивления провода заданной геометрии при различных температурах.

Обратное сопротивление называется проводимостью и может быть выражено как:

σ = 1 / ρ (2)

, где

σ = проводимость (1 / Ом · м)

Пример - сопротивление алюминиевого провода

Сопротивление алюминиевого кабеля длиной 10 м и площадью поперечного сечения 3 мм 2 можно рассчитать как

R = (2.65 10 -8 Ом м) (10 м) / ((3 мм 2 ) (10 -6 м 2 / мм 2 ))

= 0,09 Ом

Сопротивление

Электрическое сопротивление компонента схемы или устройства определяется как отношение приложенного напряжения к протекающему через него электрическому току:

R = U / I (3)

, где

R = сопротивление (Ом)

U = напряжение (В)

I = ток (A)

Закон Ома

Если сопротивление постоянно превышает диапазон напряжения, затем закон Ома,

I = U / R (4)

можно использовать для прогнозирования поведения материала.

Удельное сопротивление в зависимости от температуры

Изменение удельного сопротивления в зависимости от температуры можно рассчитать как

= ρ α dt (5)

где

dρ = изменение удельного сопротивления ( Ом м 2 / м)

α = температурный коэффициент (1/ o C)

dt = изменение температуры ( o C)

Пример - изменение удельного сопротивления

Алюминий с удельным сопротивлением 2.65 x 10 -8 Ом · м 2 / м нагревается от 20 o C до 100 o C . Температурный коэффициент для алюминия составляет 3,8 x 10 -3 1/ o C . Изменение удельного сопротивления можно рассчитать как

dρ = (2,65 10 -8 Ом · м 2 / м) (3,8 10 -3 1/ o C) ((100 o C) - (20 o C))

= 0.8 10 -8 Ом м 2 / м

Окончательное удельное сопротивление можно рассчитать как

ρ = (2,65 10 -8 Ом м 2 / м) + (0,8 10 -8 Ом м 2 / м)

= 3,45 10 -8 Ом м 2 / м

Калькулятор коэффициента удельного сопротивления в зависимости от температуры

использоваться для расчета удельного сопротивления материала проводника в зависимости оттемпература.

ρ - Коэффициент удельного сопротивления (10 -8 Ом м 2 / м)

α - температурный коэффициент (10 -3 1/ o C)

dt - изменение температуры ( o C)

Сопротивление и температура

Для большинства материалов электрическое сопротивление увеличивается с температурой.Изменение сопротивления можно выразить как

dR / R s = α dT (6)

, где

dR = изменение сопротивления (Ом)

    8 с = стандартное сопротивление согласно справочным таблицам (Ом)

    α = температурный коэффициент сопротивления ( o C -1 )

    dT = изменение температура от эталонной температуры ( o C, K)

(5) может быть изменена на:

dR = α dT R s (6b)

«Температурный коэффициент сопротивления» - α - материала - это увеличение сопротивления резистора 1 Ом из этого материала при повышении температуры 9 0013 1 o С .

Пример - сопротивление медного провода в жаркую погоду

Медный провод с сопротивлением 0,5 кОм при нормальной рабочей температуре 20 o C нагревается в жаркую солнечную погоду до 80 o C . Температурный коэффициент для меди составляет 4,29 x 10 -3 (1/ o C) , а изменение сопротивления можно рассчитать как

dR = ( 4,29 x 10 -3 1/ o C) ((80 o C) - (20 o C) ) (0.5 кОм)

= 0,13 (кОм)

Результирующее сопротивление медного провода в жаркую погоду будет

R = (0,5 кОм) + (0,13 кОм)

= 0,63 ( кОм)

= 630 (Ом)

Пример - сопротивление углеродного резистора при изменении температуры

Угольный резистор с сопротивлением 1 кОм при температуре 20 o C нагревается до 120 или С .Температурный коэффициент для углерода отрицательный. -4,8 x 10 -4 (1/ o C) - сопротивление снижается с повышением температуры.

Изменение сопротивления можно рассчитать как

dR = ( -4,8 x 10 -4 1/ o C) ((120 o C) - (20 o C) ) (1 кОм)

= - 0,048 (кОм)

Результирующее сопротивление для резистора будет

R = (1 кОм) - (0.048 кОм)

= 0,952 (кОм)

= 952 (Ом)

Калькулятор сопротивления в зависимости от температуры

Этот счетчик может использоваться для расчета сопротивления в проводнике в зависимости от температуры.

R с - сопротивление (10 3 (Ом)

α - температурный коэффициент (10 -3 1/ o C)

dt - Изменение температуры ( o C)

Температурные поправочные коэффициенты для сопротивления проводника

900
Температура проводника
(° C)
Коэффициент Преобразовать в 20 ° C Обратно в преобразовать из 20 ° C
5 1.064 0,940
6 1,059 0,944
7 1,055 0,948
8 1,050 0,952
9 1,046 0,956
10 1,042 0,960
11 1,037 0,964
12 1,033 0.968
13 1,029 0,972
14 1,025 0,976
15 1,020 0,980
16 1,016 0,984
17 1,012 0,988
18 1,008 0,992
19 1,004 0,996
20 1.000 1.000
21 0,996 1.004
22 0,992 1.008
23 0,988 1.012
24 0,984 1.016
25 0,980 1,020
26 0,977 1,024
27 0,973 1.028
28 0,969 1,032
29 0,965 1,036
30 0,962 1,040
31 0,958 1,044
32 0,954 1,048
33 0,951 1,052
.

Упрощенный метод нестационарной термоэлектрической проволоки для эффективного измерения теплопроводности в геоматериалах: микроструктура и эффект насыщения

Измерение теплопроводности с помощью упрощенной переходной методики горячей проволоки применяется к геоматериалам, чтобы показать взаимосвязи, которые могут существовать между эффективными тепловыми проводимость, текстура и влажность материалов. После валидации использованного метода «одной горячей проволоки» в сборках воды, толуола и стеклянных шариков, исследования были выполнены (1) на сборках стеклянных шариков разного диаметра в высушенном, водном и насыщенном ацетоном состояниях в Чтобы наблюдать роль размера зерен и насыщения на эффективную теплопроводность, (2) в уплотненном земляном кирпиче при различных состояниях влажности и (3) в известково-конопляном бетоне в течение 110 дней после его изготовления.Бетон из известняка и пеньки позволяет проводить измерения на этапах схватывания, сушки и карбонизации. Записанные диаграммы позволяют рассчитать одну эффективную теплопроводность в сплошных и однородных жидкостях и две эффективных теплопроводности в неоднородных твердых телах. Первый, измеренный за короткие промежутки времени (<1 с), в основном зависит от контакта между проволокой и зернами и, следовательно, от микроструктуры и гидратированного состояния материала. Второй показатель, измеренный для более длительного сбора данных, характеризует среднюю эффективную теплопроводность материала.

1. Введение

Тепловой и водный перенос в геоматериалах являются фундаментальными явлениями, которые могут определять, во-первых, комфорт в зданиях и жилых домах, а во-вторых, долговечность материалов. При микроклиматическом моделировании гигрометрических и тепловых условий, преобладающих в интерьерах зданий, требуется оценка характеристик материала стен: влажность и эффективная теплопроводность зависят от внешних климатических изменений. Фактически, теплопроводность и гидропроводность являются внутренними свойствами материалов.Теплопередача в основном зависит от частоты контакта зерен, размера пор и соотношения воздух-вода, заполняющего пористость. Перенос влаги в основном зависит от связности, связанной с распределением мезо-микропористости. Разработка и внедрение «экоматериалов» для строительства должны продемонстрировать их экологические качества как по их производству и строительным технологиям, так и по своим теплоизоляционным и гидроизоляционным свойствам. В этой области «экоматериалов» все больше и больше используются земляной материал и бетон с использованием растительных волокон в качестве заполнителей.Их использование регулируется их механическими и термическими свойствами, то есть минимальным механическим сопротивлением, предъявляемым к конструкционным требованиям, а также способностью к теплоизоляции или аккумулированию тепла. Строительные технологии из земляного материала широко обсуждались и нормализовались. Сплоченность материала обеспечивается минеральной матрицей из глины, часто добавляемой с добавлением некоторых процентов извести или цемента. Механическое сопротивление обусловлено (1) когезией глинистой матрицы, которая действует как цемент между песчинками, и (2) плотностью глиняно-песчаной ассоциации, которая уменьшает объем микропористости.Эта компактность материала влияет на распределение мезо- и микропористости. Бетоны, в которых в качестве заполнителей используются растительные волокна, все больше и больше используются с увеличением замены цемента на известь. Эти новые фибробетоны на цементной или известковой основе в основном ценятся за их небольшую эффективную теплопроводность. Тем не менее, теплопроводность изменяется со временем в соответствии со структурой и индексом насыщения материала во время стадий схватывания, сушки и карбонизации.

Метод THW прогрессивно развивался с 1931 г. до настоящего времени [1, 2]. Этот метод особенно продвинулся за последние сорок лет благодаря очень точным измерениям, во-первых, благодаря использованию двух проводов, электрических мостов и малогабаритных устройств, а во-вторых, благодаря моделированию методом конечных элементов [2–5]. Метод THW использовался для чистых фаз, таких как газ, жидкости [3, 6–11], твердые тела и расплавы [4, 5]. Метод был также разработан для измерений в электропроводящих средах и в сильно коррозионных жидкостях [12–15].На самом деле, хотя широко используется метод защищенной горячей пластины, метод переходной горячей проволоки распространяется на измерение и расчет эффективной теплопроводности сыпучих материалов [16–19], горных пород [20–22], строительных материалов, [ 23–25] и почв [26–28] с помощью многоигольных или многоигольных зондов.

Цель работы - показать, что метод переходной горячей проволоки (THW), упрощенный до использования только одной горячей проволоки, встроенной в геоматериалы, позволяет быстро определять теплогидравлические свойства строительных материалов, которые остаются реалистичными. их неоднородность.Зависимость текстуры от влажности и теплопроводности сначала изучается на сборках стеклянных шариков разного диаметра, чтобы продемонстрировать роль размера зерен и показателя насыщения. Во-вторых, измерения проводились в материалах, используемых для «экологического строительства», то есть в материале, уплотненном матрицей песок + глина (уплотненный земляной кирпич) и бетоне из известково-конопли, чтобы проследить эволюцию эффективной теплопроводности во время их созревания. Техника апробирована на таких очень тонких разделенных и микропористых материалах с учетом выделения влаги из-за высыхания и изменения структуры.

2. Метод и материалы
2.1. Принцип метода THW

Метод THW представляет собой динамический метод переходных процессов, основанный на измерении повышения температуры линейного источника тепла (горячей проволоки), встроенного в испытуемый материал [2, 7–15]. Для бесконечно длинной металлической проволоки (отношение длины / радиуса 200), нагретой за время с постоянным тепловым потоком на единицу длины и погруженной в бесконечную однородную среду (теплопроводность и коэффициент диффузии: и, соответственно) с однородной начальной температурой, температура Подъем проволоки определяется формулой (1) [29]: где - постоянная Эйлера, а Fo - число Фурье, определяемое формулой

Уравнение (1) представляет собой аналитическое решение идеальной модели теплопроводности, действующей для конвективных переносов и без них [2, 3, 16].

На основе этой идеальной модели и с известными значениями теплопроводность может быть рассчитана следующим образом: где - числовая константа, полученная из экспериментальных данных для значений, удовлетворяющих условию.

Для практического применения метода THW размеры образца проволоки и материала, среди прочих гипотез об идеальной модели, являются конечными, и тогда необходимо оценить отклонения от идеальной модели. Фактически, ответ на нагрев проволоки в результате эффекта Джоуля из-за электрического тока: с мгновенным электрическим сопротивлением провода, сопротивлением провода при эталонной температуре и температурным коэффициентом провода при 22 ° C.

С учетом (3) и (4) теплопроводность может быть рассчитана следующим образом: где

.

Смотрите также