Wärmeleitfähigkeit von Beton: Merkmale, Koeffizient und Tabelle

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-17 18:45

Eine der wichtigsten Eigenschaften von Beton ist natürlich seine Wärmeleitfähigkeit. Dieser Indikator kann für verschiedene Materialarten erheblich variieren. Die Wärmeleitfähigkeit von Beton hängt in erster Linie von der Art des darin verwendeten Füllstoffs ab. Je leichter das Material, desto besser der Kälteschutz.

Was ist Wärmeleitfähigkeit: Definition

Beim Bau von Gebäuden und Strukturen können verschiedene Materialien verwendet werden. Wohn- und Industriegebäude im russischen Klima sind in der Regel isoliert. Das heißt, während ihres Baus werden spezielle Isolatoren verwendet, deren Hauptzweck darin besteht, eine angenehme Temperatur in den Räumlichkeiten aufrechtzuerh alten. Bei der Berechnung der erforderlichen Menge an Mineralwolle oder Polystyrolschaum wird die Wärmeleitfähigkeit des für die Konstruktion der Umfassungskonstruktionen verwendeten Grundmaterials berücksichtigt.

Sehr oft werden Gebäude und Bauwerke in unserem Land aus verschiedenen Betonarten gebaut. Auch Ziegel und Holz werden für diesen Zweck verwendet. Tatsächlich ist die Wärmeleitfähigkeit selbst die Fähigkeit einer Substanz, aufgrund der Bewegung von Molekülen Energie in ihrer Dicke zu übertragen. gehenein ähnlicher Prozess kann sowohl in den festen Teilen des Materials als auch in seinen Poren auftreten. Im ersten Fall spricht man von Leitung, im zweiten von Konvektion. Die Abkühlung des Materials in seinen festen Teilen ist viel schneller. Luft, die die Poren füllt, fängt Wärme natürlich besser ein.

Was den Indikator bestimmt

Schlussfolgerungen aus dem Obigen können wie folgt gezogen werden. Die Wärmeleitfähigkeit von Beton, Holz und Ziegel hängt wie jedes andere Material von ihnen ab:

• Dichte;
• Porosität;
• Feuchtigkeit.

Mit zunehmender Dichte des Betons steigt auch der Grad seiner Wärmeleitfähigkeit. Je mehr Poren das Material hat, desto besser isoliert es gegen Kälte.

Betonarten

Im modernen Bauwesen können verschiedene Arten dieses Materials verwendet werden. Alle auf dem Markt befindlichen Betone lassen sich jedoch in zwei große Gruppen einteilen:

• schwer;
• leicht schaumig oder mit poröser Füllung.

Wärmeleitfähigkeit von Schwerbeton: Indikatoren

Solche Materialien werden ebenfalls in zwei Hauptgruppen unterteilt. Beton kann im Bauwesen verwendet werden:

• schwer;
• besonders schwer.

Bei der Herstellung der zweiten Materialart werden Füllstoffe wie Metallschrott, Hämatit, Magnetit, Schwerspat verwendet. Besonders schwere Betone werden normalerweise nur beim Bau von Anlagen verwendet, deren Hauptzweck der Strahlenschutz ist. Diese Gruppe umfasst Materialien mit einer Dichte ab 2500 kg/m3.

Gewöhnlicher Schwerbeton wird mit Füllstoffen wie Granit, Diabas oder Kalkstein auf der Basis von Schotter hergestellt. Beim Bau von Gebäuden und Bauwerken wird ein ähnliches Material mit einer Dichte von 1600-2500 kg/m verwendet3.

Wie hoch kann in diesem Fall die Wärmeleitfähigkeit von Beton sein? Die folgende Tabelle zeigt die Leistung verschiedener Arten von schwerem Material.

Wärmeleitfähigkeit von Schwerbeton

Betonart	Extrem schwer	Schwer für RC-Strukturen	Im Sand
Wärmeleitfähigkeit W/(m°C)	1, 28-1, 74	Bei einer Dichte von 2500kg/m3 - 1,7	Bei einer Dichte von 1800-2500 kg/m3 - 0,7

Wärmeleitfähigkeit von Porenbeton

Dieses Material wird ebenfalls in zwei Hauptsorten eingeteilt. Sehr oft werden im Bauwesen Betone auf Basis von porösen Füllstoffen verwendet. Als letztere werden Blähton, Tuff, Schlacke, Bimsstein verwendet. In der zweiten Gruppe von Leichtbetonen wird ein normaler Füllstoff verwendet. Aber beim Kneten schäumt ein solches Material auf. Dadurch bleiben nach der Reifung viele Poren erh alten.

Die Wärmeleitfähigkeit von Leichtbeton ist sehr gering. Gleichzeitig ist ein solches Material in Bezug auf die Festigkeitseigenschaften einem schweren unterlegen. Leichtbeton wird am häufigsten für den Bau verschiedener Arten von Wohn- undNebengebäude, die keinen ernsthaften Belastungen ausgesetzt sind.

Leichtbetone werden nicht nur nach Herstellungsverfahren, sondern auch nach Verwendungszweck klassifiziert. In dieser Hinsicht gibt es Materialien:

• wärmedämmend (mit Dichte bis 800 kg/m3);
• statisch und wärmedämmend (bis 1400 kg/m3);
• strukturell (bis 1800 kg/m3).

Die Wärmeleitfähigkeit von Porenleichtbeton verschiedener Typen ist in der Tabelle dargestellt.

Leichtbeton: Wärmeleitfähigkeitsindikatoren

Betonart	wärmedämmend	Bauwerks- und Wärmedämmung	Construction
Maximal zulässige Wärmeleitfähigkeit W/(m°C)	0, 29	0, 64	Nicht standardisiert

Wärmedämmstoffe

Solche Betonblöcke werden normalerweise zum Auskleiden von Wänden verwendet, die aus Ziegeln zusammengesetzt oder aus Zementmörtel gegossen werden. Wie aus der Tabelle ersichtlich, kann die Wärmeleitfähigkeit von Beton dieser Gruppe über einen ziemlich großen Bereich variieren.

Wärmeleitfähigkeit der leichtesten Betone

Material	Porenbeton	Expandierter Beton
Wärmeleitfähigkeit W/(m°C)	0, 12-0, 14	0, 23-0, 4

Beton dieser Sorte wird am häufigsten verwendetals Dämmstoffe. Aber manchmal werden daraus verschiedene Arten von unbedeutenden Gebäudehüllen errichtet.

Konstruktions-, Wärmedämm- und Konstruktionsmaterialien

Aus dieser Gruppe werden Schaumbeton, Schlacken-Bims-Beton, Schlackenbeton am häufigsten im Bauwesen verwendet. Auch einige Arten von Blähtonbeton mit einer Dichte über 0,29 W/(m°C) sind dieser Sorte zuzuordnen.

Konstruktionsbetone: Wärmeleitfähigkeit

Material	Porenbeton	Schlacke Bimsbeton	Schlackenbeton
Wärmeleitfähigkeit	0,3W/(m°C)	Bis zu 0,63 W/(m°C)	0,6W/(m°C)

Sehr oft wird solcher Beton mit geringer Wärmeleitfähigkeit direkt als Baustoff verwendet. Manchmal wird es aber auch als Isolator verwendet, der die Kälte nicht durchlässt.

Wie hängt die Wärmeleitfähigkeit von der Luftfeuchtigkeit ab

Jeder weiß, dass fast jedes trockene Material viel besser gegen Kälte isoliert als nasses. Dies liegt vor allem an der sehr geringen Wärmeleitfähigkeit von Wasser. Sie schützen Betonwände, -böden und -decken vor niedrigen Außentemperaturen, wie wir herausgefunden haben, vor allem durch das Vorhandensein von luftgefüllten Poren im Material. Letzteres wird im nassen Zustand durch Wasser verdrängt. Und folglich erhöht sich der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von Beton erheblich. In der k alten Jahreszeit in den Poren gefangenMaterial Wasser gefriert. Dadurch wird das Wärmerückh altevermögen von Wänden, Böden und Decken weiter reduziert.

Der Grad der Feuchtigkeitsdurchlässigkeit verschiedener Betonarten kann variieren. Gemäß diesem Indikator wird das Material in mehrere Klassen eingeteilt.

Feuchtigkeitsdurchlässigkeit von Beton

Betongüte	W4	W6	W8	W10-W14	W16-W20
Wasser-Zement-Verhältnis (nicht mehr)	0, 6	0, 55	0, 45	0, 35	0, 30

Holz als Isolator

Sowohl „k alter“Schwer- als auch Leichtbeton, dessen Wärmeleitfähigkeit naturgemäß gering ist, sind sehr beliebte und begehrte Baustoffe. In jedem Fall bestehen die Fundamente der meisten Gebäude und Bauwerke aus Zementmörtel, der mit Schotter oder Bruchstein vermischt ist.

Betonmischungen oder daraus hergestellte Blöcke werden auch für den Bau von Gebäudehüllen verwendet. Aber oft werden andere Materialien verwendet, um den Boden, die Decken und die Wände zusammenzubauen, zum Beispiel Holz. Balken und Brett unterscheiden sich natürlich wesentlich weniger in der Festigkeit als Beton. Allerdings ist die Wärmeleitfähigkeit von Holz natürlich viel geringer. Für Beton beträgt dieser Indikator, wie wir herausgefunden haben, 0,12-1,74 W / (m ° C). In einem Baum hängt der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient, einschließlicheinschließlich und von dieser bestimmten Rasse.

Wärmeleitfähigkeit verschiedener Holzarten

Holzart	Kiefer	Linde, Tanne	Fichte	Pappel, Eiche, Ahorn
Wärmeleitfähigkeit W/(m°C)	0, 1	0, 15	0, 11	0, 17-0, 2

Bei anderen Rassen kann diese Zahl anders sein. Es wird angenommen, dass die durchschnittliche Wärmeleitfähigkeit von Holz über die Fasern 0,14 W / (m ° C) beträgt. Der beste Weg, den Raum vor Kälte zu isolieren, ist Zeder. Seine Wärmeleitfähigkeit beträgt nur 0,095 W/(m C).

Ziegel als Isolator

Betrachten Sie als nächstes zum Vergleich die Eigenschaften in Bezug auf die Wärmeleitfähigkeit und diesen beliebten Baustoff. In Bezug auf die Festigkeitseigenschaften ist Ziegel Beton nicht nur nicht unterlegen, sondern übertrifft ihn oft. Gleiches gilt für die Dichte dieses Bausteins. Alle Ziegel, die heute beim Bau von Gebäuden und Bauwerken verwendet werden, werden in Keramik und Silikat eingeteilt.

Diese beiden Steinarten wiederum können sein:

• korpulent;
• mit Lücken;
• Schlitz.

Vollziegel speichern die Wärme natürlich schlechter als Hohl- und Schlitzziegel.

Wärmeleitfähigkeit von Ziegeln

Ziegel	Vollmund-Silikat/Keramik	Silikat/Keramik mit Hohlräumen	Schlitz Silikat/Keramik
Wärmeleitfähigkeit W/(m°C)	0, 7-0, 8/0, 5-0, 8	0, 66 /0, 57	0, 4/0, 34-0, 43

Die Wärmeleitfähigkeit von Beton und Ziegel ist also nahezu gleich. Sowohl Silikat- als auch Keramiksteine isolieren Räume eher schwach gegen Kälte. Daher sollten Häuser aus solchem Material zusätzlich isoliert werden. Als Isolatoren bei der Ummantelung von Ziegelwänden sowie solchen, die aus gewöhnlichem schwerem Beton gegossen werden, wird am häufigsten expandiertes Polystyrol oder Mineralwolle verwendet. Dazu können Sie auch poröse Blöcke verwenden.

Wie die Wärmeleitfähigkeit berechnet wird

Dieser Indikator wird für verschiedene Materialien, darunter auch Beton, nach speziellen Formeln bestimmt. Insgesamt können zwei Methoden verwendet werden. Die Wärmeleitfähigkeit von Beton wird durch die Kaufman-Formel bestimmt. Das sieht so aus:

0.0935x(m) 0.5x2.28m + 0.025, wobei m die Masse der Lösung ist.

Für nasse Lösungen (mehr als 3%) wird die Nekrasov-Formel verwendet: (0,196 + 0,22 m2) 0,5 - 0,14.

Blähbeton mit einer Dichte von 1000 kg/m3 hat eine Masse von 1 kg. Dementsprechend ergibt sich beispielsweise nach Kaufman in diesem Fall ein Koeffizient von 0,238 Die Wärmeleitfähigkeit von Beton wird bei einer Mischungstemperatur von +25 C bestimmtZahlen können leicht abweichen.