Теплопроводность бетона (монолитного железобетона)

Монолитный железобетон: характеристики и применение материала

Монолитный железобетон связан с понятием монолитного строительства. Если сборные или монолитно-сборные конструкции выпускаются готовыми, то монолитные стены и фундаменты формируются непосредственно при строительстве. Давайте поговорим о таком материале, его характеристиках, технологии возведения зданий из монолитного железобетона.

Особенности материала

Основным отличием монолитного материала от сборного является способ изготовления. Сборный железобетон – сваи, стеновые панели, лестницы, производятся на заводе в формах и транспортируются на строительную площадку в готовом виде.

Монолитный предполагает иной метод.

• На первом этапе сооружают арматурный каркас. Поскольку речь идет о несущих конструкциях, то обычно диаметр арматуры составляет 12 мм и больше. Кроме того, используются арматурные сетки, фиксаторы и прочее.
• Затем вокруг будущей конструкции сооружают опалубку, выполняющую роль формы.
• Заливают в форму бетон соответствующей марки – шлакобетон, керамзитобетон, тяжелый. Материал уплотняют механическим методом с помощью глубинных или поверхностных вибраторов.
• Выдерживается необходимое время для отвердевания бетона.

Следующее видео расскажет вам о проверке прочности железобетонной конструкции:

Достоинства и недостатки

Монолитный железобетон имеет свои достоинства и недостатки. Связаны они именно с технологическим процессом. Характеристики же самой конструкции будут зависеть от марки бетона и качества арматуры.

• Скорость возведения сооружения из бетона намного выше, чем из кирпича или камня.
• Использование плит позволяет уменьшить толщину стен, а, значит, увеличить площадь квартиры. Монолитные работы позволяют усложнить планировку и отказаться от стандартных схем, так как блоки не привязаны к типовому размеру плит, как при строительстве из сборного железобетона.
• Монолитная конструкция отличается большой прочностью и выдерживает землетрясение до 8 баллов без разрушения.
• Минимальное количество или полное отсутствие швов увеличивает теплоизоляцию.

К недостаткам метода относят следующее.

• Высокая трудоемкость сооружения, так как, по сути, на строительной площадке осуществляется весь производственный цикл, исключая только приготовление бетона, да и то не всегда.
• Монолитный железобетон требует участия дополнительной грузоподъемной техники, особенно когда речь идет о надземной части здания.
• Сооружение монолитной конструкции требует больших финансовых затрат.

Технические характеристики

Бетон характеризуется хорошей сопротивляемостью на сжатие, но недостаточной – на растяжение. Нивелировать это свойство и призван металлический каркас из монолитного железобетона, который, в свою очередь, показывает прекрасные результаты при растяжении, но недостаточные при сжатии. Комбинация обоих материалов позволяет при строительстве воспользоваться только достоинствами.

Остальные характеристики конструкций определяет вид бетона.

• Легкие бетоны – керамзитобетон, опилкобетон и прочее, используются для облегченных конструкций и для уменьшения теплопроводности, так как по этим показателям бетон уступает глиняному кирпичу.
• Тяжелые бетоны – с плотностью в 2200–2500 кг/ куб.м обеспечивают надежность несущих конструкций и фундамента. Смесь подбирают по кассам – B1, B2, B1,5.

А теперь давайте поговорим про теплопроводность монолитного железобетона. Теплопроводность камня зависит от наполнителя.

• Максимальной теплопроводностью обладает именно монолитный бетон без присадок – 1,75 Вт/(м·град).
• Чуть лучше показатели у смеси с добавкой щебня и гравия – 1,51 Вт/(м·град).
• Показатели материала на песке, шлаках и с добавкой силикатов колеблются от 0,3 до .81 Вт/(м·град).
• Максимальными теплоизоляционными характеристиками обладает специальный теплоизоляционный бетон – 0,18 Вт/(м·град), а также смесь на вулканическом шлаке – 0,2–0,5 Вт/(м·град), что соответствует показателям керамического щелевого и пустотелого кирпича.

Конструктивное решение монолитного железобетона регулируется ГОСТ и соответствующими требованиями СНиП. В документах указываются возможные схемы и те изделия, которые можно использовать для сооружения тех или иных элементов. По ГОСТ несущая система здания должна составлять единое целое из фундамента, вертикальных опор – стены и колонны, и горизонтальных плит – перекрытия и покрытия.

Стоит отметить, что плиты, по сути, являются уже элементами сборно-монолитного строительства. Однако в документации они также именуются монолитными конструкциями.

Для чего требуется получение монолитного железобетона, какова его область применения, читайте далее.

Среда применения

Конструкции из железобетона на сегодня являются базой строительства, поэтому сферой их применения можно смело назвать все мыслимые строительные работы (строительство частных домов из монолитного железобетона, коттеджей, других зданий и т.п.).

• Тип фундамента зависит от геодезических условий. Однако основой большинства конструкций является монолитный железобетон.
  • Ленточный фундамент – плиты переменной толщины укладывают под колонны или под стены и колонны сооружения.
  • Монолитная плита под площадью всего здания – наиболее материалоемкий вариант.
  • Плитный фундамент при большой толщине можно модифицировать, если это допускает конструкционная схема. В этом случае используются ребристые и коробчатые плиты.
  • Свайный фундамент – применяют на слабых грунтах.
• Колонны – выступают вертикальными опорами вместо или вместе со стенами. Сечение зависит от конструкционной схемы: колонны могут быть прямоугольными, круглыми, уголковыми, кольцевыми и так далее.
• Из монолитного железобетона возводят несущие стены как наружные, так и внутренние.
• Для перекрытий с балками и без используют сплошные, пустотные и ребристые плиты.
• Лестничные марши – прямые, винтовые, комбинированные.
• Декоративные архитектурные элементы – бетон отличается высокой пластичностью при кладке, что позволяет сооружать, арки, фронтоны, декоративные колонны без всяких ограничений.
• Туннели – под дорогой, мостом и для метро.
• В сооружении мостов монолитный железобетон незаменим.
• Площадки, где предполагается высокая нагрузка – аэродром, испытательный полигон и прочее.

Далее вы узнаете, какие требуются документы для приемки монолитного железобетона.

Про технологию строительства зданий из монолитного железобетона расскажет следующий видеосюжет:

Документы для приемки

Сооружение монолитных железобетонных конструкций является частью строительных работ и принимается по мере возведения специальной приемной комиссией.

Обязательным условием является проведение лабораторного анализа готовой бетонной смеси перед заливкой. В акте приема есть соответствующие графы, где требуется указать технические характеристики материала – морозостойкость, водонепроницаемость и среднюю прочность, вычисленную по сериям контрольных образцов.

Проверке также подвергается стальная арматура. При отклонении от норм СНиП материал не может быть использован при строительстве.

Документом для приемки готовой конструкции является акт освидетельствования и приемки. В нем указываются:

• номера использованных рабочих чертежей;
• номера проведенных работ из журнала строительства и журнала авторского надзора;
• акты приемки предварительных работ, если они были;
• результаты лабораторных испытаний;
• геометрические размеры конструкции и отклонения их от плановых, если они есть;
• соответствие рабочему проекту и СНиП;
• освидетельствование – здесь указываются возможные дефекты, оценивается состояние поверхности и прочее.

Акт приема проводится при сдаче любой промежуточной готовой конструкции, а не в целом стены или этажа.

Расчет монолитного железобетона

Наиболее важной характеристикой монолитной конструкции является величина расчетной нагрузки, то есть, максимум веса, который может выдержать плита без учета ее собственной массы. Определяется величина 3 факторами:

• толщиной стены или перекрытия;
• классом бетона – классификация по прочности на сжатие;
• содержанием арматуры.

Для примера пустотная монолитная плита рассчитана на нагрузку в 800 кг/кв. м. Сплошная плита из напряженного бетона способна выдержать до 1250 кг/кв. м.

Расчеты при возведении многоэтажного здания чрезвычайно сложны, так как включают не только вычисление необходимой расчетной нагрузки, но учитывают и общую нагрузку на фундамент, характер стены – передающей фундамент нагрузку только своего веса или всего этажа, оценку сопротивления разрушению, степень деформации оснований и так далее.

В частном строительстве чаще всего сталкиваются с сооружением фундамента – ленточного или платного, расчеты которого более просты. Для определения площади фундамента, который должен быть чуть больше площади здания, используется формула:

S > γ_n F/γ_c Ro, где

• γ_n – коэффициент надежности и равен 1,2;
• F – нагрузка. Включает в себя вес всего здания и полезную нагрузку – мебель, бытовая техника, внутренние сооружения, отделка, люди. В стандартных случаях, если речь идет о жилом доме, полезная нагрузка составляет 150 кг/кв. м. Очевидно, что при облицовке камнем лестницы и полов нагрузка будет намного выше.
• γ_{c —} коэффициент условий, определяется типом грунта. Для крупных песков, например, составляет 1,2, для пластичной глины – 1,0.
• Ro – условное сопротивление грунта. В данном случае речь идет о мелкозаглубленном фундаменте. Величину берут из таблицы сопротивлений, где учитывается характер грунта и самого здания.

Получив величину, подбирают значения длины и ширины исходя из конфигурации дома.

Глубину основания вычисляют по справочнику СНиП для чего требуется установить три параметра.

• Глубина фактического промерзания определяется как произведение нормативной глубины для региона и коэффициента отопления. Если зданием будут пользоваться зимой, то есть дом отапливается, то коэффициент будет меньше единицы. В противном случае его принимают равным 1,1.
• Уровень грунтовых вод определяют самостоятельно, выкопав шурф. Принципиальным является положение воды выше или ниже на 2 м от точки промерзания.
• По таблице 2 СНиПа 2.02.01-83 с учетом типа грунта и двух полученных величин определяют глубину фундамента.

Объем основания дает возможность вычислить необходимое количество бетона и арматуры.

В завершение мы поговорим про демонтаж монолитного железобетона.

Демонтаж конструкций

Причины демонтажа могут быть разными: перепланировка, изменение всей конструкции, уменьшение нагрузки на какие-то элементы конструкции и прочее. Мероприятие это нелегкое и в любом случае требует много времени и затрат.

Для демонтажа используются различные методы и инструменты. По их характеристикам различают следующие способы:

• механический – предполагает применение спецтехники и вспомогательных механизмов – клин-молот, например;
• полумеханический включает пневматический и электрический инструмент – алмазный бур, механическую пилу, канатную пилу, пневматический отбойный молоток;
• для работы в небольших помещениях используются специальные мини-роботы. Их же применяют для демонтажа в опасных условиях;
• взрывной способ – применяется при сносе, однако опасен и требует высокой профессиональности;
• электрогидравлический метод разрешает применение гидроклинов. По степени воздействия он вполне сравним со взрывом, но безопаснее, так как не порождает взрывной волны;
• комбинированный – объединяет при необходимости разные способы демонтажа.

Демонтаж осуществляется только после отключения и разборки любых инженерных коммуникаций. Если речь идет о сносе постройки, то обязательным является возведение временного ограждения опасного участка.

Монолитный железобетон составляет значительную часть конструкционных материалов, используемых при строительстве. Уступая сборному методу по скорости, монолитный превышает все известные способы по прочности и надежности сооружений. Подпорные стены из монолитного железобетона, возведение фундаментов — вот лишь малая толика того, что можно сделать при помощи подобного материала.

Следующее видео расскажет вам об одном из новых видов монолитного железобетона:

Какие показатели влияют на коэффициент теплопроводности бетона?

Важную роль при строительстве дома играет теплопроводность бетона. Это свойство указывает на способность строения удерживать тепловую энергию. Показатель изменяется в зависимости от вида и влажности материала. Стройматериал с высокой способностью удерживать тепло позволяет сэкономить на утеплении помещения. Пористые виды бетона чаще используют в качестве утеплителя, но при этом учитывают, что с повышением объема пор в материале происходит ухудшение устойчивости к механическим нагрузкам.

Что это такое?

При строительстве конструкций и домов со значительной нагрузкой на стены лучше выбрать конструкционный вид материала, а потом утеплить его с помощью полистирола.

Коэффициент теплопроводности бетона служит основной характеристикой при выборе теплоизоляционного сырья. Этот показатель указывает на способность стройматериала удерживать тепло внутри помещения. Высокое значение способствует более оперативному охлаждению дома в зимнее время и нагреванию летом. Блоки повышенной плотности быстрее передают тепло, в то время как поросодержащий материал задерживает нагретый воздух внутри сооружения. Поэтому материалы с более пористой структурой чаще всего применяют в качестве утеплителя.

Что влияет на показатель?

От теплопроводности материала, из которого построен дом, зависит микроклимат в нем. При выборе сырья для сооружения стен учитывают все факторы, влияющие на изоляционные способности. Выбрав бетон, как основной стройматериал, рекомендуется учитывать такие показатели:

• Плотность. Высокое значение свидетельствует о близком расположении молекул материала друг к другу, что способствует более быстрой передаче тепла. Такой бетон является более прочным, но в то же время малоэффективен для утепления помещения. Плотный вид стройматериала требует дополнительных расходов на теплоизоляцию.
• Пористость. Поризованная структура бетона делает материал неоднородным, что препятствует быстрой передачи тепла. Поэтому большое количество пустот свидетельствует о хороших теплоизоляционных свойствах. Теплопроводность керамзитобетона меньше чем у жестких бетонов в 5 раз. Минусом такого сырья является низкая прочность, что препятствует использованию материала при возведении несущих конструкций.
• Влажность. Мокрые стены лучше проводят тепло, поэтому дома, построенные на влажном фундаменте без хорошей гидроизоляции склонны к повышению теплоотдачи.

Коэффициент теплопроводности

Значение показателя указывает на объем тепловой энергии, которую материал толщиной 1 м и площадью 1 м2 может провести за 1 секунду. При этом разница температур по обе стороны стройматериала составляет 1 °C. Значение показателя характеризует способность помещения из этого бетона удерживать тепло в зимнее время. Правильно подобранный материал при строительстве жилья позволит сэкономить на оплате за услуги тепла.

Как проводятся расчеты?

Чтобы определить этот показатель пользуются такими формулами:

• Кауфмана. Применяется для определения коэффициента на сухом бетоне. Выглядит так: λ = 0,0935*(m)0,5*2,28m + 0,025;
• Некрасова. При изменении влажности и показатель меняется. Поэтому для бетона с влажностью более 3% используют такую формулу: λ = (0,196 + 0,22 m2)0,5—0,14.

Для расчета нужно иметь сведения об исследуемых экземплярах. Знак m обозначает объемную массу объекта, а λ — непосредственно искомый коэффициент. Так как вес различных видов бетона при одинаковом объеме меняется, то и значение показателя также изменяется. Коэффициент теплопроводности керамзитобетона имеет одно из самых низких значений. Поэтому этот материал чаще всего применяют в качестве утеплителя.

Важную роль в строительстве играет влажность бетона, которая сказывается не только на теплопроводности стройматериала, но и его прочностных показателях. Гидроизоляционные мероприятия помогут предупредить такие побочные эффекты.

Утепление и показатели теплопроводности бетона

Сравнительная таблица теплопроводности различных видов материала:

В зависимости от вида стройматериала, используемого при строительстве дома, проводятся дополнительные изоляционные работы. Это приводит к повышению способности стен к удерживанию тепла. Бетон выступает, как самостоятельный стройматериал, который требует утепления, или утеплитель. Во втором случае материал не подходит для строительства несущих конструкций, так как имеет низкую прочность. Как видно из таблицы, теплопроводность монолитного железобетона самая высокая, поэтому из него строят ответственные объекты, а при необходимости повышения теплоизоляционных способностей здания применяют пенополистирол, минвату или керамзитобетон. Поэтому перед строительством дома оценивают возможные пути потери тепла и проводят утепление помещения.

Как определить коэффициент теплопроводности бетона и от чего он зависит?

При выполнении мероприятий по строительству зданий или ремонту ранее возведенных построек важно надежно теплоизолировать стены строения. Для уменьшения объема тепловых потерь и снижения затрат на поддержание комфортной температуры важно ответственно подойти к выбору теплоизоляционных материалов и выполнению тепловых расчетов. Решая задачи, связанные с обеспечением энергоэффективности бетонных строений, необходимо учитывать теплопроводность бетона. Этот показатель характеризует способность проводить тепло и является одной из наиболее важных характеристик.

Как влияет теплопроводность бетона на микроклимат внутри помещения

Из множества строительных материалов, применяемых для возведения зданий, одним из наиболее распространенных является бетон. Среди главных рабочих характеристик материала выделяется коэффициент теплопроводности бетона. На этапе проектирования необходимо предусмотреть применение в процессе строительства теплоизоляционных материалов, позволяющих превратить возведенную железобетонную конструкцию в жилое строение. Ведь важно возвести не только устойчивое, экологически чистое и оригинальное здание, но и создать благоприятные условия для проживания.

Зная теплопроводность бетонного массива, и правильно выбрав теплоизоляционные материалы, можно добиться значительных результатов:

• существенно сократить тепловые потери;
• снизить затраты на обогрев помещения;
• обеспечить внутри здания комфортный микроклимат.

Влияние уровня теплопроводности на внутренний микроклимат выражается простой зависимостью:

• при возрастании коэффициента, интенсивность тепловой передачи возрастает, и строение, возведенное из материала с такими характеристиками, быстрее остывает и, соответственно, ускоренными темпами нагревается;
• снижение способности бетонного массива передавать тепло позволяет на протяжении увеличенного периода времени сохранять внутри помещения комфортную температуру, с соответственным уменьшением тепловых потерь.

Зная теплопроводность бетонного массива можно обеспечить внутри здания комфортный микроклимат

Если подытожить, то степень теплопроводимости бетона является определяющим фактором, влияющим на комфортность жилища. Различные виды бетона отличаются структурой массива, свойствами применяемого наполнителя и, соответственно, степенью теплопроводности. Важно использовать такие марки бетона совместно с утеплителями, чтобы обеспечить надежное удержание бетонным массивом тепла в помещении. Выбор применяемых для строительства материалов производится на проектной стадии.

Теплопроводность железобетона и тепловое сопротивление – знакомимся с понятиями

Принимая решение об использовании для строительства здания определенной марки бетона или другого строительного материала, следует обращать внимание на следующие характеристики, обеспечивающие энергоэффективность строения:

• коэффициент теплопроводности железобетона или бетона. Это специальный показатель, характеризующий объем тепловой энергии, которая может пройти через различные стройматериалы за определенный промежуток времени. При снижении величины коэффициента, способность материала проводить тепло уменьшается, а при возрастании показателя – скорость отвода тепла возрастает;
• тепловое сопротивление строительных конструкций. Этот параметр характеризует свойства стройматериалов препятствовать потерям тепловой энергии. Тепловое сопротивление является обратным показателем, если сравнивать со степенью теплопроводности. При повышенном значении показателя теплового сопротивления стройматериал может применяться для теплоизоляционных целей, а при пониженном – для ускоренного отвода тепла.

Разрабатывая проект будущего здания, и выполняя тепловые расчеты, необходимо учитывать указанные показатели.

Коэффициент теплопроводности бетона для различных видов монолита

Определяясь с видом бетона, который будет использоваться для постройки жилого дома, следует оценить, как изменяется теплопроводность монолита для разновидностей этого строительного материала. Поможет сравнить теплопроводность бетона таблица, которая охватывает характеристики всех типов бетона. Рассмотрим, как изменяется уровень теплопроводности бетонного массива, который выражается в Вт/м 2 х ºC для наиболее распространенных разновидностей материала.

Наименьшее значение коэффициента у бетонных композитов с ячеистой структурой:

• для сухого пенобетона и газонаполненного бетона величина показателя небольшая, по сравнению с другими видами. Она возрастает при повышении плотности материала. При удельном весе 0,6 т/м 3 коэффициент равен 0,14, а при плотности 1 т/м 3 уже составляет 0,31. При базовой влажности значения возрастают от 0,22 до 0,48, а при повышенной от 0,26 до 0,55;
• керамзитонаполненный бетон, в зависимости от плотности массива, также имеет различную величину коэффициента, который изменяется пропорционально возрастанию удельного веса. Так керамзитобетон с плотностью 0,5 т/м 3 имеет низкий коэффициент, равный 0,14, а при возрастании плотности до 1,8 т/м 3 параметр теплопроводности возрастает до 0,66.

Величина коэффициента определяется также используемым для приготовления бетонной смеси наполнителем:

• для тяжелого бетона плотностью 2,4 т/м 3 , содержащего щебеночный наполнитель, показатель составляет 1,51;
• бетон, где в качестве наполнителя используются шлаки, характеризуется уменьшенной величиной теплопроводности, составляющей 0,3–0,7;
• керамзитобетон, содержащий кварцевый или перлитовый песок, имеет плотность 0,8–1 и, соответственно, уровень теплопроводности, равный 0,22–0,41.

Коэффициент теплопроводности бетона

надежно теплоизолируют возводимое строение. При сооружении стен зданий из бетона, имеющего пористую структуру и пониженный уровень теплопроводности, необходим тонкий слой теплоизолятора. Применение тяжелых марок бетона требует усиленного утепления строения. Для этого укладывается толстый слой теплоизолятора. При подборе материала следует учитывать, что с возрастанием плотности увеличивается теплопроводность бетонного массива.

Какие факторы влияют на коэффициент теплопроводности железобетона

Уровень теплопроводимости бетона, независимо от его марки и наличия в массиве стальной арматуры, зависит от комплекса факторов. Рассмотрим показатели, каждый из которых оказывает определенное влияние на данную характеристику:

• структура бетонного массива. При создании внутри монолита воздушных полостей процесс передачи тепла через ячеистый массив осуществляется на небольшой скорости и с минимальными потерями. Если подытожить, то увеличенная концентрация ячеек позволяет снизить потери тепла;
• удельный вес материала. Плотность бетонного массива влияет на его структуру и, соответственно, на интенсивность процесса теплообмена. При возрастании плотности материала увеличивается степень теплопередачи и возрастает объем тепловых потерь;
• концентрация влаги в бетонных стенах. Бетонный массив, имеющий пористую структуру, гигроскопичен. Частицы влаги, которые по капиллярам просачиваются вглубь бетона, заполняют воздушные поры и ускоряют тем самым процесс теплопередачи.

Выполняя расчеты необходимо учитывать, что с уменьшением влажности материала снижается степень теплопроводимости, и теряется меньшее количество тепла. Применение пористого заполнителя позволяет снизить потери тепла и обеспечить комфортный микроклимат помещения. Стройматериалы с низкой теплопроводностью целесообразно использовать для теплоизоляционных целей. Зная зависимость теплопроводности бетона от его характеристик можно выбрать оптимальный вид материала для постройки стен.

Коэффициент теплопроводности железобетона

Теплопроводность бетона и утепление зданий

Решение о теплоизоляции стен возводимых зданий принимается в зависимости от того, из каких видов бетона производится сооружение стен. Бетонные изделия делятся на следующие виды:

• конструкционные, применяемые для капитальных стен. Отличаются повышенной нагрузочной способностью, увеличенной плотностью, а также способностью ускоренными темпами проводить тепло;
• теплоизоляционные, используемые в ненагруженных конструкциях. Характеризуются уменьшенным удельным весом, ячеистой структурой, благодаря которой снижается теплопроводность стен.

Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты

Для поддержания комфортной температуры в помещении можно возводить стены из различных видов бетона. При этом толщина стен будет существенно изменяться. Одинаковый уровень теплопроводности капитальных стен обеспечивается при следующей толщине:

• пенобетон – 25 см;
• керамзитобетон – 50 см;
• кирпичная кладка – 65 см.

Для поддержания благоприятного микроклимата, в рамках мероприятий по энергосбережению, выполняется теплоизоляция строительных конструкций. На стадии разработки проекта специалисты определяют возможные пути потери тепла и выбирают оптимальный вариант утеплителя.

Сравнительный график коэффициентов теплопроводности некоторых строительных материалов и утеплителей

Основной объем тепловых потерь происходит из-за недостаточно эффективной теплоизоляции следующих частей здания:

• поверхности пола;
• капитальных стен;
• кровельной конструкции;
• оконных и дверных проемов.

При профессиональном подходе и выборе эффективных утеплителей можно сделать свой дом более комфортным, а также сэкономить значительный объем денежных средств на отоплении.

Как производится расчет с учетом коэффициента теплопроводности бетона

Для поддержания комфортной температуры и снижения теплопотерь несущие стены современных зданий выполняются многослойными и включают капитальные конструкции, теплоизоляционные материалы, отделочные покрытия. Каждый слой сэндвича имеет определенную толщину.

Решая задачу по расчету толщины теплоизолятора, необходимо использовать формулу расчета теплового сопротивления – R=p/k, которая расшифровывается следующим образом:

• R – величина температурного сопротивления;
• p – значение толщины слоя, указанное в метрах;
• k – коэффициент теплопроводности железобетона, бетона или другого материала, из которого изготовлены стены.

Используя данную зависимость можно самостоятельно выполнить расчет, используя обычный калькулятор. Для этого необходимо разделить толщину строительной конструкции на коэффициент теплопроводимости бетона или другого материала. Рассмотрим пример расчета для стен толщиной 0,3 метра, возведенных из газобетона с удельным весом 1000 т/м 3 и степенью теплопроводности, равной 0,31.

Алгоритм вычислений:

• Рассчитайте термосопротивление, разделив толщину стен на коэффициент теплопроводности – 0,3:0,31=0,96.
• Отнимите полученный результат от предельно допустимого для определенной климатической зоны – 3,28-0,96=2,32.

Перемножив коэффициент теплопроводности утеплителя на величину термического сопротивления, получим в результате требуемый размер слоя. Например, толщина листового пенопласта с коэффициентом теплопроводности 0,037 составит – 0,037х2,32=0,08 м.

Заключение

При выполнении проектных работ и осуществлении мероприятий по теплоизоляции зданий необходимо учитывать теплопроводность бетона. Она зависит от структуры, плотности и влажности стройматериала. Понимая определение теплопроводности, и владея методикой расчетов, несложно определить толщину утеплителя для бетонных стен здания. Правильно подобранный теплоизолятор позволит минимизировать тепловые потери, уменьшить затраты на отопление, а также обеспечить поддержание благоприятной температуры.

Что такое теплопроводность бетона, коэффициент теплопроводности монолитного железобетона

При возведении частного дома или проведении утепляющих работ необходимо ответственно подойти к вопросам покупки материалов. Чтобы уменьшить потери тепловой энергии и снизить расходы на обогрев, следует учитывать такой параметр, как теплопроводность бетона. Он определяет способность блоков пропускать тепло и считается важнейшей эксплуатационной характеристикой.

Влияние теплопроводности на микроклимат внутри помещения

Среди большого разнообразия материалов бетонный массив считается достаточно популярным. Его ключевым свойством считается степень теплопередачи. Чтобы избежать непредвиденных теплопотерь, нужно учитывать это значение еще при составлении проекта теплоизоляции. В таком случае постройка будет как надежной и долговечной, так и комфортной для пребывания.

Если определить коэффициент теплопроводности бетона и найти подходящие материалы теплоизоляции, это позволит получить такие преимущества:

• снизить затраты тепловой энергии;
• уменьшить расходы на отопление;
• организовать в помещении комфортный микроклимат.

Зависимость микроклимата в доме от степени теплопередачи объясняется следующими особенностями:

1. По мере роста значений увеличивается интенсивность подачи тепла. В результате помещение быстрее остывает, но так же быстрее прогревается.
2. Если теплопередача снижается, тепло долго удерживается внутри здания и не выходит наружу.

В результате степень проводимости тепловой энергии становится ключевым фактором, определяющим комфорт пребывания в доме. В зависимости от особенностей материала, он может обладать разной структурой и свойствами, а также теплопроводностью. Перед выбором блоков нужно внимательно изучить их эксплуатационные свойства и подготовить грамотный проект.

Теплопроводность железобетона и тепловое сопротивление

Начиная строительство помещения, следует ознакомиться с такими характеристиками:

1. Коэффициент проводимости тепла. Он указывает на объемы тепла, которое проходит через блок в течение заданного интервала. Если значение снижается, это уменьшает способность пропускать тепловую энергию. При повышении значений ситуация выглядит противоположным образом.
2. Сопротивление конструкций к потере тепла. Показатель указывает на способность материала сохранять тепло внутри постройки. Если он высокий, бетон подходит для теплоизоляции, если низкий — для быстрого отвода тепла наружу.

При составлении проекта здания и проведении тепловых расчетов важно уделять таким значениям особое внимание.

Коэффициент теплопроводности

В поисках хорошего материала для строительства необходимо определить, как меняется степень теплопроводности в зависимости от типа и модели монолита.

Коэффициент для различных видов монолита

Для сравнения показателей теплопроводности следует ознакомиться с таблицей, охватывающей свойства всех типов материала. Наименьшая степень присутствует у пористых конструкций:

1. Сухие блоки и газонаполненный бетон обладают небольшой теплопроводностью. Она зависит от показателей плотности. Если удельный вес блока составляет 0,6 т/м³, коэффициент составит 0,14. При плотности 1 т/м³ — 0,31. Если влажность находится на базовом уровне, показатели увеличатся от 0,22 до 0,48. При повышении влажности — от 0,25 до 0,55.
2. Бетон с наполнением керамзитом. С учетом значений плотности определяется теплопроводность. Изделие с плотностью 0,5 т/м³ получит показатель 0,14. По мере увеличения плотности до 1,8 т/м³ свойство вырастет до 0,66.

При использовании шлака теплопроводность составит 0,3-0,7. Изделия на основе кварцевого или перлитового песка с плотностью 0,8-1 получат проводимость тепла 0,22-0,41.

Факторы влияющие на коэффициент

Степень проводимости бетона любой марки определяется множеством факторов. В их числе:

1. Структура массива. Если в монолите присутствуют воздушные полости, передача тепла будет медленной и без больших потерь. По мере увеличения пористости теплоизоляция улучшается.
2. Удельный вес массива. Монолит обладает разной плотностью, которая определяет его структуру и интенсивность обмена тепла. При росте показателей плотности растет и теплоотдача. В результате конструкция быстрее лишается тепла.
3. Содержание влаги в стенах из бетона. Массивы с пористой структурой гигроскопичны. Остатки влаги, находящейся в капиллярах, могут просачиваться в бетон и заполнять воздушные поры, способствуя быстрой передаче тепла.

С помощью пористых компонентов можно защитить постройку от быстрого расходования тепла и обеспечить хорошие климатические условия в здании. Изделия с низкой теплопроводностью эффективны при изоляции помещений, поэтому их применяют в северных регионах с суровыми зимами.

Теплопроводность и утепление зданий

Приступая к организации эффективной теплозащиты частного жилища, важно обращать внимание на тип материала, из которого создаются стены. С учетом специфики конструкции и эксплуатационных свойств, выделяют такие разновидности бетонных масивов:

1. Конструкционные. Необходимы при возведении капитальных стен. Их характеризует повышенная устойчивость к нагрузкам и способность быстро пропускать тепловую энергию.
2. Материалы для теплоизоляции. Задействуются при обустройстве помещений с минимальными нагрузками на стены. Обладают небольшим весом, пористым строением и малой теплопередачей.

Чтобы в помещении всегда сохранялась комфортная температура, рекомендуется использовать для возведения стен разные виды бетона. Однако в таком случае показатели толщины стен будут меняться. Оптимальный уровень проводимости тепла возможен при таких параметрах толщины:

1. Пенобетон — не больше 25 см.
2. Керамзитобетон — до 50 см.
3. Кирпичи — 65 см.

Как производится расчет

Для сохранения тепла внутри дома и сокращения потерь тепловой энергии несущие стены делаются многослойными. Чтобы рассчитать толщину слоя изоляции, необходимо руководствоваться следующей формулой — R=p/k.

Она имеет следующую расшифровку:

• R — показатель устойчивости к скачкам температуры;
• p — толщина слоя в метрах;
• k — Проводимость тепла монолитом.

Теплопроводность строительных материалов таблица

Конструкционные материалы и их показатели

Конструкционный бетон, теплопроводность которого зависит от применяемых наполнителей, пользуется большой популярностью. Это обусловлено его прочностью и эластичностью, что позволяет возводить надежные и защищенные от потерь тепла постройки.

Материалы из бетона с добавлением пористых заполнителей

Пористые конструкции характеризуются хорошим удержанием тепла, при этом точный показатель теплопроводности зависит от следующих факторов:

1. Параметры ячеистости.
2. Уровень влажности.
3. Показатели плотности.
4. Теплопроводность матрицы.

Показатели теплоизоляционных материалов

Теплоизоляционные конструкции, состоящие из шлакового наполнителя и керамзита, характеризуются минимальной теплопроводностью. Однако их прочностные свойства остаются невысокими, поэтому основная сфера применения — изоляция несущих стен и пола. Возводить основные конструкции из таких материалов запрещено.

Таблица показателей

Таблица значений для разных материалов выглядит следующим образом:

Руководствуясь сведениями из этой таблицы, можно подобрать оптимальный строительный материал для возведения надежной и защищенной от холода постройки.

От чего зависит коэффициент теплопроводности бетона: влияние плотности и заполнителей, классификация бетонов, строительство

Способность различных бетонов сохранять тепло в помещении в первую очередь зависит от их плотности или внутренней структуры, то есть, материал делится на классы, например, B20 или В25. К тому же, в состав раствора могут входить различные заполнители, от которых тоже зависит термопередача у готовой продукции.

Обо всём этом мы поговорим ниже, а также продемонстрируем вам по нашей теме видео в этой статье.

Влияние плотности и заполнителей на термические свойства

Диаграмма теплопроводности материалов

Пояснение. Теплопроводностью материала называется его способность переносить внутреннюю энергию от горячих участков к холодным посредством хаотического движения молекул. Данное понятие является противоположностью термическому сопротивлению, которое означает способность верхних слоёв материала препятствовать распространению тепла.

Какие бывают бетоны

Примечание. Бетоном называют искусственный камень, получаемый при размешивании и твердении вяжущего компонента (в данном случае — цемент), воды, песка и более крупного заполнителя (щебень, гравий, керамзит, пластик). Его цена зависит от плотности материала и способа изготовления.

Монолитные ЖБ стены

1. Бетоны в первую очередь классифицируются по своей плотности, так они бывают: 1) особо лёгкие, где плотность составляет менее 500кг/м 3 ; 2) лёгкие — от 500кг/м 3 до 1800кг/м 3 ; 3) тяжёлые — от 1800кг/м 3 до 2500кг/м 3 ; 4) особо тяжёлые — от 2500кг/м 3 и выше.
2. Также материал классифицируется по структуре и бывает: 1) крупнозернистым; 2) ячеистым; 3) поризованным; 4) плотным. При этом коэффициент теплопроводности железобетона, который относится к четвёртому классу, является самым высоким и составляет от 1,28 Вт/м*K до 1,51 Вт/м*K, то есть, чем выше плотность, тем легче и быстрее внутренняя энергия (тепло) передаётся на более холодные участки.
3. Бетоны могут классифицироваться по виду вяжущего вещества:

• цементные;
• силикатные;
• гипсовые;
• шлакощелочные;
• полимербетоны;
• полимерцементные.

Безусловно, полимеры обладают наиболее низкой теплопроводностью, поэтому коэффициент теплопроводности полистиролбетона самый низкий — от 0,057Вт*⁰C до 0,2Вт*⁰C (в зависимости от плотности), то есть, ним можно утеплять помещение.

1. Ну и, конечно, все ЖБИ классифицируются по назначению и бывают:

• конструкционными;
• конструкционно-теплоизоляционными;
• теплоизоляционными;
• гидротехническими;
• дорожными;
• химически устойчивыми.

Нас в данном случае интересует 2-ой и 3-ий пункты, где ЖБК при сравнительно малой толщине способны обеспечить не только несущую способность, но и сохранить тепло в помещении. Например, коэффициент теплопроводности пенобетона в зависимости от наполнителя (песок, зола) и назначения составляет от 0,08Вт*⁰C до 0,29Вт*⁰C, а коэффициент теплопроводности газобетона, учитывая те же параметры, от 0,072Вт*⁰C до 0,183Вт*⁰C.

Строительство

Таблица теплопроводности бетонов в сухом виде

Стены из пеноблоков. Фото

Таблица теплопроводности пенобетонов в сухом виде

В настоящее время, благодаря изобилию материалов на строительном рынке, при строительстве дома своими руками можно выбрать наиболее «тёплые» элементы для кладки, что в дальнейшем скажется на стоимости эксплуатации (меньший расход энергоносителей для отопительных приборов). Например, коэффициент теплопроводности керамзитобетонных блоков с плотностью 1000кг/м 3 составляет 0,41Вт/м⁰C, что вдвое меньше аналогичного показателя кирпичной кладки!

А вот коэффициент теплопроводности керамзитобетона с плотностью 1200кг/м 3 будет больше — 0,52Вт/м⁰C и так далее, но любой из таких блоков подойдёт для малоэтажного строительства, следовательно, настоящий материал как нельзя лучше подходит для частного сектора.

Конечно, здесь может возникнуть проблема из-за более высокой стоимости, но можно также использовать более дешёвые ячеистые блоки с другим наполнителем из пено-, газо- или шлакобетона. Конечно, очень важно учитывать способность материала впитывать волу — чем она больше, тем хуже, так как мокрая кладка превосходно проводит тепло и в таких случаях потребуется дополнительная лицевая отделка с гидробарьером.

Заключение

При выборе материала для строительства дома вы можете ориентироваться на таблицы, приведенные в этой статье, и это будет для вас инструкция по теплопроводности. Но, тем не менее, для проектировки нужны общие расчёты, где учитывается не только возможность стен удерживать тепло, но также среднегодовая температура воздуха в регионе и вид отопления, которое вы будете использовать при эксплуатации здания.

Монолитный бетон: характеристики, состав, изготовление, применение

Монолитная технология бетонирования сегодня активно применяется при возведении крупных объектов, таких как торговые центры, многоэтажные жилые и административные здания, терминалы, спортивные комплексы, а также для сооружения малоэтажного индивидуального жилья. В монолитном строительстве используют тяжелые и легкие бетоны и два вида опалубки: традиционную съемную и стремительно набирающую популярность несъемную.

Преимущества монолитного строительства

Монолитная технология возведения зданий из бетона позволяет:

• Строить здания сложных архитектурных форм, в том числе криволинейных. Монолитное строительство активно ведется в Москве, Санкт-Петербурге, Самаре, Томске.
• Создавать проекты с высокими потолками и большими пролетами.
• Получать поверхности без швов и стыков, ослабляющих прочность строительной конструкции.
• Возводить здания любой этажности.

Особенности монолитного строительства со съемной опалубкой

Возведение конструкций из монолитного бетона включает опалубочные, арматурные, бетонные работы.

Виды съемной опалубки

• Деревянная. Для ее изготовления применяют пиломатериалы из древесины хвойных пород с естественной влажностью. Доски сколачивают в щиты. Вариант – водостойкая ламинированная фанера. Такой вид опалубки отличается низкой теплопроводностью, небольшой массой, простотой демонтажа, благодаря малым силам сцепления с бетонной смесью. Недостатки – гигроскопичность, слабая сопротивляемость деформациям, ограниченная оборачиваемость, невысокий эксплуатационный период.
• Металлическая. Обычно ее изготавливают из «черной» углеродистой стали Ст3 в цехе по производству металлоконструкций. Стороны, которые соприкасаются с бетонной смесью, покрывают особой смазкой, облегчающей процесс демонтажа, противоположные поверхности окрашиваются. Все элементы опалубки маркируются. Преимущества – длительный эксплуатационный период, оборачиваемость от 50 раз, жесткость, устойчивость к деформациям. Недостатки – большая масса, теплопроводность и высокая стоимость.

Наиболее популярна, особенно в частном строительстве, деревянная опалубка. Правила установки опалубочных элементов зависят от вида строительной конструкции.

Арматурные работы

Для повышения устойчивости бетона к различным нагрузкам бетонные элементы усиливают арматурной сталью, которая разделяется на горячекатаные стержни (с гладкой поверхностью и периодическим профилем) и холоднокатаную проволоку (гладкую и периодического профиля).

Бетон, усиленный арматурной сталью, называют железобетоном. По назначению арматуру делят на рабочую, распределительную, монтажную. Арматура может располагаться штучно или соединяться в арматурные сетки и каркасы. Стержни и проволоку в сетки и каркасы соединяют связыванием или сваркой.

Бетонные работы

Основные этапы бетонных работ: изготовление бетонной смеси на месте строительства или ее доставка с бетонного завода, заливка в опалубку, обеспечение условий твердения, гарантирующих набор марочной прочности.

В общем случае для возведения стен, устройства фундаментов и плит перекрытия используется тяжелый бетон, в состав которого входят:

• Вяжущее, чаще всего портландцемент марок М400 и М500.
• Мелкий заполнитель – песок очищенный, карьерный или речной.
• Щебень – гранитный, гравийный, известняковый.
• Вода – из питьевого трубопровода или проверенная на качество в лаборатории.
• Добавки – для обеспечения требуемых свойств пластичности продукта или отвердевшего бетонного элемента.

В рядовом монолитном строительстве для сооружения фундаментов, стен, покрытий и перекрытий чаще всего применяют бетон марок М200, М250, М300, которым соответствуют классы прочности В15, В20, В25. Пропорции компонентов зависят от требуемого класса прочности и марки вяжущего.

Таблица состава тяжелого бетона для монолитного строительства при использовании цемента марок М400 и М500

Пропорции компонентов Ц:П:Щ:В по массе

Расход компонентов на 1 м 3 , кг

В малых объемах бетонная смесь изготавливается на месте строительства с использованием бетономешалок. Большие объемы пластичного строительного материала заказывают на бетонном заводе. Смесь доставляют на место автобетоносмесителями или бетононасосами, если планируется укладка бетона в сложнодоступные места. Во время транспортировки пластичную смесь защищают от осадков, в летнее время – от жары, в зимнее – от замерзания. Смесь укладывают с уплотнением, необходимым для ликвидации воздушных пазух. Чаще всего для уплотнения используются электромеханические вибраторы.

После укладки смеси в опалубку начинается процесс твердения. Для обеспечения нормативных условий требуется:

• В летнее время защищать бетонную поверхность от ярких солнечных лучей и слишком быстрого высыхания под воздействием ветра.
• В зимнее время обеспечивать нормальные условия твердения до набора минимум 50% нормативной прочности. Этого добиваются с помощью утепления конструкций теплоизоляционными матами, шлаком, опилками. Для зимнего бетонирования в смесь добавляют противоморозные добавки, прогревают ее перед укладкой в опалубку, используют способ электрического прогрева.

Опалубку снимают в последовательности, которая указывается в проектной документации. Перед снятием опалубки открытые бетонные поверхности осматривают и простукивают. В слабых местах при простукивании молотком раздается глухой звук, а при увеличении силы удара на бетонном элементе остаются вмятины.

Особенности монолитного бетонирования с несъемной опалубкой

Монолитный бетон в несъемной опалубке – достаточно новая строительная технология, получающая все большее распространение. Чаще всего для осуществления такого строительства используется пенобетон. Это легкий ячеистый материал, получаемый в результате твердения смеси из вяжущего, песка, воды и пенообразователя. Структура пористая, поры закрытые, что обеспечивает достаточно высокую влагостойкость. В зависимости от вида используемой опалубки, применяют пенобетон различной плотности – D250-D800. Пенобетон должен быть хорошего качества, иначе застывшую внутри опалубки смесь заменить будет невозможно. Целесообразно приобретать готовый пенобетон у проверенных производителей. В его состав входят:

• Портландцемент марок М400 Д0 (без минеральных добавок) или М500 Д0 первой группы активности при пропаривании. Если партия цемента имеет вторую или третью группу активности, что можно выяснить только с помощью лабораторных испытаний, количество цемента в смеси увеличивают в соответствии с рекомендациями специалистов.
• Очищенный речной песок с модулем крупности 1-2,5 мм. Присутствие глины недопустимо, поскольку она снижает прочность затвердевшего пенобетона.
• Пена. Концентрат должен соответствовать типу генератора.
• Вода. Она должна быть чистой, а ее температура – соответствовать температуре пенообразователя.

Вид несъемной опалубки выбирается, в зависимости от этажности дома и климатических условий региона, в котором ведется строительство. Наиболее популярны:

• Несъемная кирпичная опалубка – наиболее надежный вариант, используемый даже в многоэтажном строительстве. Кирпич – прочный строительный материал, поэтому в этом случае берут теплоизоляционный пенобетон низкой плотности. Кирпичная кладка может выполнять роль двусторонней опалубки (колодцевая кладка) или односторонней. Во втором случае функции внутренней опалубки выполняет листовой материал высокой прочности и жесткости.
• Облегченный вариант. В этом случае используются листовые материалы – цементно-стружечные плиты, фанера, ОСП, влагостойкие и пожаростойкие листы ГВЛ.
• Специальные системы для несъемной опалубки из пенополистироловых пустотелых блоков. Строители их называют лего-блоки. Они не могут служить фасадной облицовкой, но обеспечивают прекрасные теплоизоляционные характеристики.