Condutividade térmica do concreto: características, coeficiente e tabela

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2024-01-15 14:15

Uma das características mais importantes do concreto, é claro, é sua condutividade térmica. Este indicador pode variar significativamente para diferentes tipos de material. A condutividade térmica do concreto depende principalmente do tipo de enchimento utilizado nele. Quanto mais leve o material, melhor o isolante do frio.

O que é condutividade térmica: definição

Diferentes materiais podem ser utilizados na construção de edifícios e estruturas. Edifícios residenciais e industriais no clima russo geralmente são isolados. Ou seja, durante sua construção, são utilizados isoladores especiais, cujo principal objetivo é manter uma temperatura confortável dentro das instalações. Ao calcular a quantidade necessária de lã mineral ou espuma de poliestireno, a condutividade térmica do material de base usado para a construção das estruturas de fechamento é levada em consideração.

Muitas vezes, edifícios e estruturas em nosso país são construídos com diferentes tipos de concreto. Tijolo e madeira também são usados para esta finalidade. Na verdade, a própria condutividade térmica é a capacidade de uma substância de transferir energia em sua espessura devido ao movimento das moléculas. Vaium processo semelhante pode, tanto nas partes sólidas do material, quanto em seus poros. No primeiro caso, é chamado de condução, no segundo - convecção. O resfriamento do material é muito mais rápido em suas partes sólidas. O ar enchendo os poros retém o calor, é claro que melhor.

O que determina o indicador

As conclusões acima podem ser tiradas da seguinte forma. A condutividade térmica do concreto, madeira e tijolo, como qualquer outro material, depende deles:

• densidade;
• porosidade;
• umidade.

Com o aumento da densidade do concreto, o grau de sua condutividade térmica também aumenta. Quanto mais poros no material, melhor isolante do frio ele é.

Tipos de concreto

Na construção moderna, vários tipos desse material podem ser usados. No entanto, todos os concretos existentes no mercado podem ser classificados em dois grandes grupos:

• pesado;
• espumoso leve ou com preenchimento poroso.

Condutividade térmica do concreto pesado: indicadores

Tais materiais também são divididos em dois grupos principais. O concreto pode ser usado na construção:

• pesado;
• especialmente pesado.

Na produção do segundo tipo de material, são utilizados cargas como sucata metálica, hematita, magnetita, barita. Os concretos especialmente pesados geralmente são usados apenas na construção de instalações cujo objetivo principal é a proteção contra a radiação. Este grupo inclui materiais com densidade de 2500 kg/m3.

Concreto pesado comum é feito usando tipos de enchimento como granito, diabásio ou calcário, feito com base em pedra britada. Na construção de edifícios e estruturas, um material similar com densidade de 1600-2500 kg/m é usado3.

Qual pode ser a condutividade térmica do concreto neste caso? A tabela abaixo mostra o desempenho de diferentes tipos de materiais pesados.

Condutividade térmica do concreto pesado

Tipo de concreto	Extremamente pesado	Pesado para estruturas RC	Na areia
Condutividade térmica W/(m°C)	1, 28-1, 74	Na densidade 2500kg/m3 - 1,7	Na densidade 1800-2500 kg/m3 - 0,7

Condutividade térmica do concreto celular leve

Este material também é classificado em duas variedades principais. Muitas vezes, concretos à base de enchimento poroso são usados na construção. Como este último, são usados argila expandida, tufo, escória, pedra-pomes. No segundo grupo de concretos leves, é usado um enchimento regular. Mas no processo de amassar, esse material espuma. Como resultado, após a maturação, permanece muitos poros.

A condutividade térmica do concreto leve é muito baixa. Mas, ao mesmo tempo, em termos de características de resistência, esse material é inferior a um pesado. O concreto leve é usado com mais frequência para a construção de vários tipos de residências edependências que não estão sujeitas a cargas pesadas.

Os concretos leves são classificados não apenas pelo método de fabricação, mas também pela finalidade. A este respeito, existem materiais:

• isolante térmico (com densidade de até 800 kg/m3);
• estrutural e isolante térmico (até 1400 kg/m3);
• estrutural (até 1800 kg/m3).

A condutividade térmica do concreto leve celular de diferentes tipos é apresentada na tabela.

Concreto leve: indicadores de condutividade térmica

Tipo de concreto	Isolador de calor	Isolamento estrutural e térmico	Construcional
Condutividade térmica máxima permitida W/(m°C)	0, 29	0, 64	Não padronizado

Materiais de isolamento térmico

Tais blocos de concreto são geralmente usados para revestir paredes montadas de tijolos ou despejadas de argamassa de cimento. Como pode ser visto na tabela, a condutividade térmica do concreto deste grupo pode variar em uma faixa bastante grande.

Condutividade térmica dos concretos mais leves

Material	Concreto aerado	Concreto expandido
Condutividade térmica W/(m°C)	0, 12-0, 14	0, 23-0, 4

Concreto desta variedade é mais usadocomo materiais isolantes. Mas às vezes vários tipos de envelopes de construção insignificantes são erguidos a partir deles.

Materiais estruturais, isolantes térmicos e estruturais

Deste grupo, concreto de espuma, concreto de escória-pomes, concreto de escória são mais frequentemente usados na construção. Alguns tipos de concreto de argila expandida com densidade superior a 0,29 W/(m°C) também podem ser atribuídos a essa variedade.

Concretos estruturais: condutividade térmica

Material	Concreto aerado	Concreto de pedra-pomes de escória	Escória de concreto
Condutividade térmica	0,3W/(m°C)	Até 0,63 W/(m°C)	0,6W/(m°C)

Muitas vezes esse concreto com baixa condutividade térmica é usado diretamente como material de construção. Mas às vezes também é usado como isolante que não deixa passar o frio.

Como a condutividade térmica depende da umidade

Todo mundo sabe que quase qualquer material seco isola do frio muito melhor do que o molhado. Isto é principalmente devido ao grau muito baixo de condutividade térmica da água. Eles protegem paredes, pisos e tetos de concreto das baixas temperaturas externas, como descobrimos, principalmente devido à presença de poros cheios de ar no material. Quando molhado, este último é deslocado pela água. E, consequentemente, o coeficiente de condutividade térmica do concreto aumenta significativamente. Na estação fria, preso nos poroságua material congela. O resultado é que as qualidades de retenção de calor das paredes, pisos e tetos são ainda mais reduzidas.

O grau de permeabilidade à umidade de diferentes tipos de concreto pode variar. De acordo com este indicador, o material é classificado em vários graus.

Permeabilidade à umidade do concreto

Grau de concreto	W4	W6	W8	W10-W14	W16-W20
Relação água-cimento (não mais)	0, 6	0, 55	0, 45	0, 35	0, 30

Madeira como isolante

Tanto o concreto pesado quanto o leve "frio", cuja condutividade térmica é baixa, é claro, são tipos de materiais de construção muito populares e procurados. Em qualquer caso, as fundações da maioria dos edifícios e estruturas são construídas com argamassa de cimento misturada com pedra britada ou pedra de entulho.

Mistura de concreto ou blocos feitos a partir dela também são usados para a construção de envelopes de edifícios. Mas, muitas vezes, outros materiais são usados para montar o piso, tetos e paredes, por exemplo, madeira. Viga e placa diferem, é claro, muito menos resistência do que o concreto. No entanto, o grau de condutividade térmica da madeira, é claro, é muito menor. Para concreto, esse indicador, como descobrimos, é de 0,12-1,74 W / (m ° C). Em uma árvore, o coeficiente de condutividade térmica depende, incluindoincluindo e desta raça em particular.

Condutividade térmica de diferentes tipos de madeira

Tipo de madeira	Pinho	Linden, fir	Spruce	álamo, carvalho, bordo
Condutividade térmica W/(m°C)	0, 1	0, 15	0, 11	0, 17-0, 2

Em outras raças, este valor pode ser diferente. Acredita-se que a condutividade térmica média da madeira através das fibras seja de 0,14 W/(m°C). A melhor maneira de isolar o espaço do frio é o cedro. Sua condutividade térmica é de apenas 0,095 W/(m C).

Tijolo como isolante

A seguir, para comparação, considere as características em termos de condutividade térmica e este material de construção popular. Em termos de propriedades de resistência, o tijolo não só não é inferior ao concreto, mas muitas vezes o supera. O mesmo se aplica à densidade desta pedra de construção. Todos os tijolos usados hoje na construção de edifícios e estruturas são classificados em cerâmicos e silicatos.

Ambos esses tipos de pedra, por sua vez, podem ser:

• corpulento;
• com vazios;
• slot.

Claro, tijolos maciços retêm o calor pior do que os ocos e com fendas.

Condutividade térmica dos tijolos

Tijolo	Silicato encorpado/cerâmica	Silicato/cerâmica com vazios	Silicato/cerâmica ranhurada
Condutividade térmica W/(m°C)	0, 7-0, 8/0, 5-0, 8	0, 66/0, 57	0, 4/0, 34-0, 43

A condutividade térmica do concreto e do tijolo é, portanto, quase a mesma. Tanto o silicato quanto a pedra cerâmica isolam as salas do frio de maneira bastante fraca. Portanto, as casas construídas com esse material devem ser isoladas adicionalmente. Como isolantes ao revestir paredes de tijolos, bem como aquelas despejadas de concreto pesado comum, o poliestireno expandido ou a lã mineral são usados com mais frequência. Você também pode usar blocos porosos para essa finalidade.

Como a condutividade térmica é calculada

Este indicador é determinado para diferentes materiais, incluindo concreto, de acordo com fórmulas especiais. No total, dois métodos podem ser usados. A condutividade térmica do concreto é determinada pela fórmula de Kaufman. Fica assim:

0,0935x(m) 0,5x2,28m + 0,025, onde m é a massa da solução.

Para soluções úmidas (mais de 3%), a fórmula de Nekrasov é usada: (0,196 + 0,22 m2) 0,5 - 0,14.

Concreto expandido com densidade de 1000 kg/m3 tem massa de 1 kg. Assim, por exemplo, de acordo com Kaufman, neste caso, será obtido um coeficiente de 0,238. A condutividade térmica do concreto é determinada a uma temperatura de mistura de +25 C. Para materiais frios e aquecidos, suaos valores podem variar um pouco.