Konduktivitas termal beton: fitur, koefisien, dan tabel

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-17 18:55

Salah satu karakteristik beton yang paling penting, tentu saja, adalah konduktivitas termalnya. Indikator ini dapat bervariasi secara signifikan untuk berbagai jenis bahan. Konduktivitas termal beton terutama tergantung pada jenis pengisi yang digunakan di dalamnya. Semakin ringan bahannya, semakin baik isolator dari dingin.

Apa itu konduktivitas termal: definisi

Bahan yang berbeda dapat digunakan dalam konstruksi bangunan dan struktur. Bangunan perumahan dan industri di iklim Rusia biasanya terisolasi. Artinya, selama konstruksinya, isolator khusus digunakan, yang tujuan utamanya adalah untuk menjaga suhu yang nyaman di dalam ruangan. Saat menghitung jumlah wol mineral atau busa polistiren yang diperlukan, konduktivitas termal bahan dasar yang digunakan untuk konstruksi struktur penutup diperhitungkan.

Sangat sering, bangunan dan struktur di negara kita dibangun dari berbagai jenis beton. Bata dan kayu juga digunakan untuk tujuan ini. Sebenarnya, konduktivitas termal itu sendiri adalah kemampuan suatu zat untuk mentransfer energi dalam ketebalannya karena pergerakan molekul. Pergiproses serupa dapat terjadi, baik di bagian padat material, maupun di pori-porinya. Dalam kasus pertama, itu disebut konduksi, dalam kasus kedua - konveksi. Pendinginan material jauh lebih cepat di bagian padatnya. Udara yang mengisi pori-pori memerangkap panas, tentu saja lebih baik.

Yang menentukan indikator

Kesimpulan dari hal di atas dapat diambil sebagai berikut. Konduktivitas termal beton, kayu dan batu bata, seperti bahan lainnya, tergantung pada mereka:

• kepadatan;
• porositas;
• kelembaban.

Dengan meningkatnya densitas beton, derajat konduktivitas termalnya juga meningkat. Semakin banyak pori-pori dalam bahan, semakin baik isolator dari dinginnya.

Jenis beton

Dalam konstruksi modern, berbagai jenis bahan ini dapat digunakan. Namun, semua beton yang ada di pasaran dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok besar:

• berat;
• berbusa ringan atau dengan pengisi berpori.

Konduktivitas termal beton berat: indikator

Materi tersebut juga dibagi menjadi dua kelompok utama. Beton dapat digunakan dalam konstruksi:

• berat;
• sangat berat.

Dalam produksi jenis bahan kedua, pengisi seperti skrap logam, hematit, magnetit, barit digunakan. Terutama beton berat biasanya hanya digunakan dalam pembangunan fasilitas yang tujuan utamanya adalah perlindungan dari radiasi. Golongan ini mencakup bahan dengan massa jenis dari 2500 kg/m3.

Beton berat biasa dibuat dengan menggunakan jenis pengisi seperti granit, diabase atau batu kapur, dibuat berdasarkan batu pecah. Dalam konstruksi bangunan dan struktur, bahan serupa dengan massa jenis 1600-2500 kg/m digunakan3.

Berapa konduktivitas termal beton dalam kasus ini? Tabel di bawah ini menunjukkan kinerja berbagai jenis material berat.

Konduktivitas termal beton berat

Jenis beton	Sangat berat	Berat untuk struktur RC	Di atas pasir
Konduktivitas termal W/(m°C)	1, 28-1, 74	Pada kepadatan 2500kg/m3 - 1,7	Pada kepadatan 1800-2500 kg/m3 - 0,7

Konduktivitas termal beton seluler ringan

Bahan ini juga diklasifikasikan menjadi dua varietas utama. Sangat sering, beton berdasarkan pengisi berpori digunakan dalam konstruksi. Sebagai yang terakhir, tanah liat yang diperluas, tuf, terak, batu apung digunakan. Pada kelompok kedua beton ringan, pengisi biasa digunakan. Namun dalam proses menguleni, bahan tersebut berbusa. Alhasil, setelah matang, pori-porinya tetap banyak.

Konduktivitas termal beton ringan sangat rendah. Tetapi pada saat yang sama, dalam hal karakteristik kekuatan, bahan seperti itu lebih rendah daripada yang berat. Beton ringan paling sering digunakan untuk konstruksi berbagai jenis perumahan danbangunan luar yang tidak terkena beban berat.

Beton ringan diklasifikasikan tidak hanya berdasarkan metode pembuatannya, tetapi juga berdasarkan tujuannya. Dalam hal ini, ada materi:

• isolasi panas (dengan kepadatan hingga 800 kg/m3);
• struktural dan insulasi panas (hingga 1400 kg/m3);
• struktural (hingga 1800 kg/m3).

Konduktivitas termal beton ringan seluler dari berbagai jenis disajikan dalam tabel.

Beton ringan: indikator konduktivitas termal

Jenis beton	Isolasi panas	Insulasi struktural dan termal	Konstruksi
Konduktivitas termal maksimum yang diizinkan W/(m°C)	0, 29	0, 64	Tidak standar

Bahan insulasi panas

Blok beton seperti itu biasanya digunakan untuk melapisi dinding yang dirakit dari batu bata atau dituangkan dari mortar semen. Seperti dapat dilihat dari tabel, konduktivitas termal beton kelompok ini dapat bervariasi pada rentang yang cukup besar.

Konduktivitas termal dari beton paling ringan

Bahan	Beton aerasi	Beton diperluas
Konduktivitas termal W/(m°C)	0, 12-0, 14	0, 23-0, 4

Beton varietas ini paling sering digunakansebagai bahan isolasi. Namun terkadang berbagai jenis amplop bangunan yang tidak penting didirikan darinya.

Bahan struktural, isolasi panas dan struktural

Dari kelompok ini, beton busa, beton terak-batu apung, beton terak paling sering digunakan dalam konstruksi. Beberapa jenis beton tanah liat yang diperluas dengan kepadatan lebih dari 0,29 W / (m ° C) juga dapat dikaitkan dengan varietas ini.

Beton struktural: konduktivitas termal

Bahan	Beton aerasi	Beton batu apung terak	Beton terak
Konduktivitas termal	0.3W/(m°C)	Hingga 0,63 W/(m°C)	0.6W/(m°C)

Sangat sering beton dengan konduktivitas termal rendah digunakan langsung sebagai bahan bangunan. Namun terkadang juga digunakan sebagai isolator agar tidak masuk angin.

Bagaimana konduktivitas termal bergantung pada kelembaban

Semua orang tahu bahwa hampir semua bahan kering lebih baik melindungi dari dingin daripada basah. Hal ini terutama disebabkan oleh tingkat konduktivitas termal air yang sangat rendah. Mereka melindungi dinding beton, lantai dan langit-langit dari suhu luar ruangan yang rendah, seperti yang kami temukan, terutama karena adanya pori-pori berisi udara di dalam material. Saat basah, yang terakhir dipindahkan oleh air. Dan, akibatnya, koefisien konduktivitas termal beton meningkat secara signifikan. Di musim dingin, terperangkap di pori-poriair bahan membeku. Hasilnya adalah kualitas penahan panas dari dinding, lantai dan langit-langit semakin berkurang.

Tingkat permeabilitas kelembaban dari berbagai jenis beton dapat bervariasi. Menurut indikator ini, material diklasifikasikan menjadi beberapa grade.

Permeabilitas kelembaban beton

Kelas beton	W4	W6	W8	W10-W14	W16-W20
Rasio air-semen (tidak lebih)	0, 6	0, 55	0, 45	0, 35	0, 30

Kayu sebagai isolator

Baik beton berat dan ringan "dingin", yang konduktivitas termalnya rendah, tentu saja, adalah jenis bahan bangunan yang sangat populer dan dicari. Bagaimanapun, fondasi sebagian besar bangunan dan struktur dibangun dari mortar semen yang dicampur dengan batu pecah atau batu puing.

Campuran beton atau balok yang dibuat darinya juga digunakan untuk konstruksi selubung bangunan. Namun cukup sering, bahan lain digunakan untuk merakit lantai, langit-langit dan dinding, misalnya kayu. Balok dan papan berbeda, tentu saja, kekuatannya jauh lebih sedikit daripada beton. Namun, tingkat konduktivitas termal kayu, tentu saja, jauh lebih rendah. Untuk beton, indikator ini, seperti yang kami temukan, adalah 0,12-1,74 W / (m ° C). Di pohon, koefisien konduktivitas termal tergantung, termasuktermasuk dan dari jenis ini.

Konduktivitas termal berbagai jenis kayu

Jenis kayu	Pinus	Linden, cemara	Spruce	Poplar, ek, maple
Konduktivitas termal W/(m°C)	0, 1	0, 15	0, 11	0, 17-0, 2

Pada ras lain, angka ini mungkin berbeda. Diyakini bahwa konduktivitas termal rata-rata kayu melintasi serat adalah 0,14 W / (m ° C). Cara terbaik untuk melindungi ruang dari dingin adalah cedar. Konduktivitas termalnya hanya 0,095 W/(m C).

Bata sebagai isolator

Selanjutnya, sebagai perbandingan, pertimbangkan karakteristik dalam hal konduktivitas termal dan bahan bangunan yang populer ini. Dalam hal sifat kekuatan, batu bata tidak hanya tidak kalah dengan beton, tetapi juga sering melampauinya. Hal yang sama berlaku untuk kepadatan batu bangunan ini. Semua batu bata yang digunakan saat ini dalam konstruksi bangunan dan struktur diklasifikasikan menjadi keramik dan silikat.

Kedua jenis batu ini dapat berupa:

• gemuk;
• dengan kekosongan;
• slotted.

Tentu saja, bata padat menahan panas lebih buruk daripada bata berlubang dan berlubang.

Konduktivitas termal batu bata

Bata	Silikat/keramik bertubuh penuh	Silicate/keramik dengan rongga	Slotted silikat/keramik
Konduktivitas termal W/(m°C)	0, 7-0, 8/0, 5-0, 8	0, 66 /0, 57	0, 4/0, 34-0, 43

Konduktivitas termal beton dan batu bata hampir sama. Baik silikat dan batu keramik melindungi kamar dari dingin dengan agak lemah. Oleh karena itu, rumah yang dibangun dari bahan tersebut juga harus diisolasi. Sebagai isolator saat melapisi dinding bata, serta yang dituangkan dari beton berat biasa, polistiren yang diperluas atau wol mineral paling sering digunakan. Anda juga dapat menggunakan blok berpori untuk tujuan ini.

Cara menghitung konduktivitas termal

Indikator ini ditentukan untuk bahan yang berbeda, termasuk beton, menurut formula khusus. Secara total, dua metode dapat digunakan. Konduktivitas termal beton ditentukan oleh rumus Kaufman. Tampilannya seperti ini:

0,0935x(m) 0,5x2,28m + 0,025, di mana m adalah massa larutan.

Untuk larutan basah (lebih dari 3%), rumus Nekrasov digunakan: (0,196 + 0,22 m2) 0,5 - 0,14.

Beton ekspansi dengan massa jenis 1000 kg/m3 memiliki massa 1 kg. Dengan demikian, misalnya, menurut Kaufman, dalam hal ini akan diperoleh koefisien 0,238. Konduktivitas termal beton ditentukan pada suhu campuran +25 C. Untuk bahan dingin dan panas, nilainyaangka mungkin sedikit berbeda.