2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2024-01-17 18:47
Una de las características más importantes del hormigón, por supuesto, es su conductividad térmica. Este indicador puede variar significativamente para diferentes tipos de material. La conductividad térmica del hormigón depende principalmente del tipo de relleno utilizado en él. Cuanto más ligero sea el material, mejor será el aislante del frío.
Qué es la conductividad térmica: definición
Se pueden utilizar diferentes materiales en la construcción de edificios y estructuras. Los edificios residenciales e industriales en el clima ruso suelen estar aislados. Es decir, durante su construcción se utilizan aislantes especiales, cuyo objetivo principal es mantener una temperatura confortable dentro del local. Al calcular la cantidad necesaria de lana mineral o espuma de poliestireno, se tiene en cuenta la conductividad térmica del material base utilizado para la construcción de las estructuras de cerramiento.
Muy a menudo, los edificios y estructuras en nuestro país se construyen con diferentes tipos de hormigón. El ladrillo y la madera también se utilizan para este fin. En realidad, la conductividad térmica en sí misma es la capacidad que tiene una sustancia de transferir energía en su espesor debido al movimiento de las moléculas. Vamosun proceso similar puede, tanto en las partes sólidas del material como en sus poros. En el primer caso, se llama conducción, en el segundo, convección. El enfriamiento del material es mucho más rápido en sus partes sólidas. El aire que llena los poros atrapa el calor, por supuesto mejor.
Qué determina el indicador
Las conclusiones de lo anterior se pueden extraer de la siguiente manera. La conductividad térmica del hormigón, la madera y el ladrillo, como cualquier otro material, depende de ellos:
- densidad;
- porosidad;
- humedad.
Con el aumento de la densidad del hormigón, también aumenta el grado de su conductividad térmica. Cuantos más poros tenga el material, mejor aislante del frío será.
Tipos de hormigón
En la construcción moderna, se puede utilizar una variedad de tipos de este material. No obstante, todos los hormigones existentes en el mercado se pueden clasificar en dos grandes grupos:
- pesado;
- espuma ligera o con relleno poroso.
Conductividad térmica del hormigón pesado: indicadores
Tales materiales también se dividen en dos grupos principales. El hormigón se puede utilizar en la construcción:
- pesado;
- especialmente pesado.
En la producción del segundo tipo de material, se utilizan rellenos como chatarra, hematita, magnetita, barita. Los hormigones especialmente pesados suelen utilizarse únicamente en la construcción de instalaciones cuyo objetivo principal es la protección frente a las radiaciones. Este grupo incluye materiales con una densidad de 2500 kg/m3.
El hormigón pesado ordinario se fabrica utilizando tipos de relleno como granito, diabasa o piedra caliza, hechos a base de piedra triturada. En la construcción de edificios y estructuras se utiliza un material similar con una densidad de 1600-2500 kg/m²3.
¿Cuál puede ser la conductividad térmica del hormigón en este caso? La siguiente tabla muestra el rendimiento de diferentes tipos de material pesado.
| Tipo de hormigón | Extremadamente pesado | Pesado para estructuras RC | Sobre la arena |
| Conductividad térmica W/(m°C) | 1, 28-1, 74 | A densidad 2500kg/m3 - 1.7 | A densidad 1800-2500 kg/m3 - 0,7 |
Conductividad térmica del hormigón celular liviano
Este material también se clasifica en dos variedades principales. Muy a menudo, los hormigones a base de relleno poroso se utilizan en la construcción. Como este último, se utilizan arcilla expandida, toba, escoria, piedra pómez. En el segundo grupo de hormigones ligeros se utiliza un relleno regular. Pero en el proceso de amasado, dicho material hace espuma. Como resultado, después de la maduración, quedan muchos poros.
La conductividad térmica del hormigón ligero es muy baja. Pero al mismo tiempo, en términos de características de resistencia, dicho material es inferior a uno pesado. El concreto liviano se usa con mayor frecuencia para la construcción de varios tipos de viviendas ydependencias que no están sujetas a cargas importantes.
Los hormigones ligeros se clasifican no solo por el método de fabricación, sino también por su finalidad. En este sentido, hay materiales:
- aislante térmico (con densidad hasta 800 kg/m3);
- estructural y termoaislante (hasta 1400 kg/m3);
- estructural (hasta 1800 kg/m3).
La conductividad térmica del hormigón ligero celular de diferentes tipos se presenta en la tabla.
| Tipo de hormigón | Aislamiento térmico | Aislamiento estructural y térmico | Construccional |
| Conductividad térmica máxima permitida W/(m°C) | 0, 29 | 0, 64 | No estandarizado |
Materiales de aislamiento térmico
Tales bloques de hormigón se utilizan generalmente para revestir paredes ensambladas con ladrillos o vertidos con mortero de cemento. Como puede verse en la tabla, la conductividad térmica del hormigón de este grupo puede variar en un rango bastante amplio.
| Material | Hormigón aireado | Concreto expandido |
| Conductividad térmica W/(m°C) | 0, 12-0, 14 | 0, 23-0, 4 |
El hormigón de esta variedad es el más utilizadocomo materiales aislantes. Pero a veces se erigen varios tipos de envolturas de edificios insignificantes a partir de ellos.
Materiales estructurales, termoaislantes y estructurales
De este grupo, el hormigón celular, el hormigón de escoria y piedra pómez y el hormigón de escoria se utilizan con mayor frecuencia en la construcción. También se pueden atribuir a esta variedad algunos tipos de hormigón de arcilla expandida con una densidad superior a 0,29 W/(m°C).
| Material | Hormigón aireado | Concreto de piedra pómez de escoria | Concreto de escoria |
| Conductividad térmica | 0.3W/(m°C) | Hasta 0,63 W/(m°C) | 0.6W/(m°C) |
Muy a menudo este tipo de hormigón con baja conductividad térmica se utiliza directamente como material de construcción. Pero a veces también se utiliza como aislante que no deja pasar el frío.
¿Cómo depende la conductividad térmica de la humedad?
Todo el mundo sabe que casi cualquier material seco aísla mucho mejor del frío que mojado. Esto se debe principalmente al grado muy bajo de conductividad térmica del agua. Protegen paredes, pisos y techos de concreto de las bajas temperaturas exteriores, como descubrimos, principalmente debido a la presencia de poros llenos de aire en el material. Cuando está mojado, este último es desplazado por el agua. Y, en consecuencia, el coeficiente de conductividad térmica del hormigón aumenta significativamente. En la estación fría, atrapado en los porosel agua material se congela. El resultado es que las propiedades de retención de calor de paredes, suelos y techos se reducen aún más.
El grado de permeabilidad a la humedad de los distintos tipos de hormigón puede variar. Según este indicador, el material se clasifica en varios grados.
| Grado de hormigón | W4 | W6 | W8 | W10-W14 | W16-W20 |
| Relación agua-cemento (no más) | 0, 6 | 0, 55 | 0, 45 | 0, 35 | 0, 30 |
La madera como aislante
Tanto el hormigón pesado como el ligero "frío", cuya conductividad térmica es baja, por supuesto, son tipos de materiales de construcción muy populares y buscados. En cualquier caso, los cimientos de la mayoría de los edificios y estructuras se construyen con mortero de cemento mezclado con piedra triturada o escombros.
La mezcla de hormigón o los bloques fabricados con ella también se utilizan para la construcción de envolventes de edificios. Pero muy a menudo, se utilizan otros materiales para ensamblar el piso, los techos y las paredes, por ejemplo, la madera. La viga y el tablero difieren, por supuesto, en mucha menos resistencia que el concreto. Sin embargo, el grado de conductividad térmica de la madera, por supuesto, es mucho menor. Para concreto, este indicador, como descubrimos, es 0.12-1.74 W / (m ° C). En un árbol, el coeficiente de conductividad térmica depende, inclusoincluyendo y de esta raza en particular.
| Tipo de madera | Pino | Tilo, abeto | Pícea | Álamo, roble, arce |
| Conductividad térmica W/(m°C) | 0, 1 | 0, 15 | 0, 11 | 0, 17-0, 2 |
En otras razas, esta cifra puede ser diferente. Se cree que la conductividad térmica promedio de la madera a través de las fibras es de 0,14 W/(m°C). La mejor manera de aislar el espacio del frío es el cedro. Su conductividad térmica es de solo 0,095 W/(m C).
Ladrillo como aislante
A continuación, a modo de comparación, considere las características en términos de conductividad térmica y este popular material de construcción. En términos de propiedades de resistencia, el ladrillo no solo no es inferior al concreto, sino que a menudo lo supera. Lo mismo se aplica a la densidad de esta piedra de construcción. Todos los ladrillos que se utilizan hoy en día en la construcción de edificios y estructuras se clasifican en cerámicos y de silicato.
Ambos tipos de piedra, a su vez, pueden ser:
- corpulento;
- con huecos;
- ranurado.
Por supuesto, los ladrillos macizos retienen peor el calor que los huecos y ranurados.
| Ladrillo | Silicato/cerámica con cuerpo | Silicato/cerámica con huecos | Silicato ranurado/cerámica |
| Conductividad térmica W/(m°C) | 0, 7-0, 8/0, 5-0, 8 | 0, 66/0, 57 | 0, 4/0, 34-0, 43 |
La conductividad térmica del hormigón y el ladrillo es casi la misma. Tanto el silicato como la piedra cerámica aíslan las habitaciones del frío de manera bastante débil. Por lo tanto, las casas construidas con dicho material deben aislarse adicionalmente. Como aislantes cuando se revisten paredes de ladrillo, así como las que se vierten de hormigón pesado ordinario, se usa con mayor frecuencia poliestireno expandido o lana mineral. También puede usar bloques porosos para este propósito.
Cómo se calcula la conductividad térmica
Este indicador se determina para diferentes materiales, incluido el hormigón, según fórmulas especiales. En total, se pueden utilizar dos métodos. La conductividad térmica del hormigón está determinada por la fórmula de Kaufman. Tiene este aspecto:
0.0935x(m) 0.5x2.28m + 0.025, donde m es la masa de la solución.
Para soluciones húmedas (más del 3 %), se utiliza la fórmula de Nekrasov: (0,196 + 0,22 m2) 0,5 - 0,14.
El hormigón expandido con una densidad de 1000 kg/m3 tiene una masa de 1 kg. En consecuencia, por ejemplo, según Kaufman, en este caso se obtendrá un coeficiente de 0,238. La conductividad térmica del hormigón se determina a una temperatura de mezcla de +25 C. Para materiales fríos y calentados, sulas cifras pueden variar ligeramente.
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