Меню

Коэффициенты морозостойкости теплоемкости и теплопроводности кирпича

Коэффициенты морозостойкости, теплоемкости и теплопроводности кирпича

Сфера применения материала определяется его эксплуатационными характеристиками. Комплекс рассматриваемых свойств должны соответствовать требованиям, предъявляемых строительному кирпичу при сооружении внешних стен, перекрытий, фундамента. Возведение конструкций подразумевает выбор изделий различного назначения:

  • Силикатный – рядовой, лицевой, пустотелый, полнотелый.
  • Керамический – жаростойкий и все разновидности предыдущего вида.
  • Клинкерный – для облицовки фасадов.

Технические параметры кирпича

Показатели определяют энергопотребление дома, затраты на обогрев помещений. Проектирование сооружений, расчеты ограждающих конструкций учитывают эти параметры.

Коэффициент теплопроводности

Материалы обладают свойством проводить тепло от нагретой поверхности в более холодную область. Процесс происходит в результате электромагнитного взаимодействия атомов, электронов и квазичастиц (фононы). Основной показатель величины – коэффициент теплопроводности (λ, Вт/), определяемый как количество теплоты, проходящее через единицу площади сечения за единичный интервал времени. Малое значение положительно влияет на сохранение теплового режима.

Согласно ГОСТ 530-2012 эффективность кладки в сухом состоянии характеризуется коэффициентом теплопроводности:

  • ≤ 0.20 – высокая;
  • 0.2 Теплоемкость

Необходимое количество тепла, подведенного к телу для увеличения температуры на 1 Кельвин – определение понятия «полная теплоемкость». Единица измерения: Дж/К или Дж/°C. Чем больше объем и масса тела (толщина стен и перекрытий), тем выше теплоемкость материала, лучше поддерживается благоприятный температурный режим. Наиболее точно это свойство подтверждают характеристики:

  • Удельная теплоемкость кирпича – количество тепла, необходимое для нагрева единичной массы вещества за единичный интервал времени. Единица измерения: Дж/кг*К или Дж/кг*°C. Используется для инженерных расчетов.
  • Объемная теплоемкость – количество тепла, потребляемое телом единичного объема для нагрева за единицу времени. Измеряется в Дж/м³*К или Дж/кг*°C.
Вид изделия Удельная теплоемкость, Дж/кг*°С
Красный полнотелый 880
пустотелый 840
Силикатный полнотелый 840
пустотелый 750

Силикатные кирпичи

Тепловая конвекция непрерывна: радиаторы нагревают воздух, который передает тепло стенам. При понижении температуры в помещениях происходит обратный процесс. Увеличение удельной теплоемкости, снижение коэффициента теплопроводности стен обеспечивают сокращение затрат на обогрев дома. Толщина кладки может быть оптимизирована рядом действий:

  • Применение теплоизоляции.
  • Нанесение штукатурки.
  • Использование пустотного кирпича или камня (исключено для фундамента здания).
  • Кладочный раствор с оптимальными теплотехническими параметрами.

Теплопроводность блоков

Таблица с характеристиками различных видов кладок. Использованы данные СП 50.13330.2012:

Обыкновенный г линяный кирпич на различном кладочном растворе

Пустотный красный различной плотности (кг/м³) на ЦПС

Морозостойкость кирпичной кладки

Устойчивость к воздействию отрицательных температур – показатель, влияющий на прочность и долговечность конструкции. Кладка в процессе эксплуатации насыщается влагой. В зимний период вода, проникая в поры, превращается в лед, увеличивается в объеме и разрывает полость, в которой находится – происходит разрушение. Морозоустойчивость, как правило, низкая, водопоглощение не должно превышать 20 %.

Морозостойкость блоков

Определение количества циклов замораживания и оттаивания без потери прочности каждого вида изделия позволяет выявить морозоустойчивость (F). Значение получают опытным путем. В лаборатории проводят многократную заморозку в холодильных камерах и естественное оттаивание образцов.

Коэффициент морозостойкости – отношение прочности на сжатие опытного и исходного элемента. Изменение показателя более 5 %, наличие трещин, отколов сигнализируют об окончании испытаний. Марки изделий содержат характеристики по морозостойкости: F15 (20, 25, 35, 50, 75, 100, 150). Цифровой параметр указывает на количество циклов: чем выше число, тем надежнее возводимая система.

Приобретение кирпича высокой марки морозостойкости опустошит бюджет, заложенный на строительство. Меры по улучшению свойств конструкций, продлению срока эксплуатации в зонах холодного климата без увеличения расходов:

  • Применение паро- и гидроизоляции.
  • Обработка кладки гидрофобными составами.
  • Контроль, своевременное исправление дефектов.
  • Надежная гидроизоляция фундамента.

От выбора материала для кладки, его удельной теплоемкости, теплопроводности, морозостойкости зависит срок и комфорт эксплуатации дома. Сложные расчеты, составление сметы расходов лучше доверить опытным специалистам, имеющим опыт в строительстве и проектировании.

Источник

Какая теплопроводность кирпича?

Плотность клинкерного кирпича

Блоки клинкерные производят из сухой глины красного оттенка. После закаливания при высоких температурных режимах состав приобретает устойчивую плотность — от 1900 до 2100 кг/см3. Износостойкость обусловлена и низкой пористостью — всего 5%, которая достигается спеканием минерального состава, снижающим объемы щелей в кирпичах, уменьшающим вероятность попадания влаги в сырье.

Марки блоков отличаются оттенками и фактурами, которые производятся посредством подбора специальных составов глин, изменения температурных режимов и времени при обжиге. Но показатели уплотненности состава сохраняются на среднем для подвида уровне.

Недостатки — высокие цена и теплопроводность. Поэтому при укладке потребуются затраты на теплоизоляционные работы.

Плотность шамотного кирпича

Уплотненность шамотных кирпичей средняя и варьируется в пределах от 1700 до 1900 кг/см3. Высокая износостойкость достигается за счет небольшой пористости, которая составляет не больше 8%. Материал прочный и не деформируется под воздействием высоких температур, максимальный показатель — +1600°С.

На 70% материал состоит из глины огнеупорной, которая отличается большим весом. При проектировании необходимо учитывать массу строительного материала, чтобы избежать увеличения нагрузки на несущие части здания.

Разновидности шамотного кирпича (арочные, классические, трапециевидные либо клиновидные) имеют похожие показатели плотности. Блоки применяют для укладки печей и каминов, производственных сооружений, промышленных сталеплавильных установок и т.д. Технология изготовления, состав и показатели износостойкости обусловили высокую цену стройматериала.

Используемые виды

теплопроводность кирпичной стены

Актуальность именно такого выбора подтверждается его неоспоримыми преимуществами. Среди них экологичность, морозостойкость, пожароустойчивость — и все это уже не говоря о прочности и долгой службе, которая подразумевается априори

Наряду с этим при возведении объектов важно учитывать теплопроводность кирпичной стены

В настоящее время активно распространены несколько видов. Среди них выделяют следующие:

Подобные блоки могут быть самой различной формы и фактуры. Похожи они только своими геометрическими параметрами. На самом деле различия гораздо глубже:

  1. В составе керамического лежит глина и различные добавки.
  2. Силикатный получают из кварцевого песка, извести и воды.

Теплопроводность красного кирпича (керамического типа) имеет настоящее народное признание. И это неспроста: он встречается в самых различных интерпретациях (пусто- и полнотелый, облицовочный и имеющий интересную фактуру), но каждое из них будет уникальным и подойдет для возведения любого типа зданий.

Что такое теплопроводность?

На стадии проектирования любого дома, солидного коттеджа или дачной постройки наряду с архитектурными и конструктивными решениями, закладываются технические и эксплуатационные характеристики строения. Теплотехнические значения постройки напрямую зависят от материалов, из которых она возведена.

В соответствии со СНип 23-01-99, СНиП 23-02-2003, СНип 23 -02-2004 разработаны

технологии обеспечения климатологии, тепловой защиты жилья, а так же правила их проектирования. Созданы таблицы теплопроводности, полезные при определении критериев материалов для создания благоприятного микроклимата в зависимости от их показателей теплопроводности.

Показатели теплопроводности строительных материалов

Под теплопроводностью понимается физический процесс передачи энергии от нагретых частиц к холодным до наступления теплового равновесия, до того как сравняются температуры. Для жилого строения процесс теплопередачи определяется время выравнивания температуры в нутрии его и снаружи. Соответственно, чем длительнее процесс выравнивания температур (зимой – охлаждения, летом – нагревания), тем выше показатель (коэффициент) теплопроводности.

Коэффициент это показатель количества тепла, которое за единицу времени теряется, проходя через поверхность стен. Чем выше, тем больше теряется тепла, чем ниже, тем лучше для жилого дома.

Важно!Задача проектирования в том, чтобы подобрать материалы с наиболее низким коэффициентом теплопроводности для возведения всех строительных конструкций

Коэффициент теплопроводности материалов.

Ниже в таблице приведены значения коэффициента теплопроводности для некоторых материалов применяемых в строительстве.

Материал Коэфф. тепл. Вт/(м2*К)
Алебастровые плиты 0,470
Алюминий 230,0
Асбест (шифер) 0,350
Асбест волокнистый 0,150
Асбестоцемент 1,760
Асбоцементные плиты 0,350
Асфальт 0,720
Асфальт в полах 0,800
Бакелит 0,230
Бетон на каменном щебне 1,300
Бетон на песке 0,700
Бетон пористый 1,400
Бетон сплошной 1,750
Бетон термоизоляционный 0,180
Битум 0,470
Бумага 0,140
Вата минеральная легкая 0,045
Вата минеральная тяжелая 0,055
Вата хлопковая 0,055
Вермикулитовые листы 0,100
Войлок шерстяной 0,045
Гипс строительный 0,350
Глинозем 2,330
Гравий (наполнитель) 0,930
Гранит, базальт 3,500
Грунт 10% воды 1,750
Грунт 20% воды 2,100
Грунт песчаный 1,160
Грунт сухой 0,400
Грунт утрамбованный 1,050
Гудрон 0,300
Древесина – доски 0,150
Древесина – фанера 0,150
Древесина твердых пород 0,200
Древесно-стружечная плита ДСП 0,200
Дюралюминий 160,0
Железобетон 1,700
Зола древесная 0,150
Известняк 1,700
Известь-песок раствор 0,870
Ипорка (вспененная смола) 0,038
Камень 1,400
Картон строительный многослойный 0,130
Каучук вспененный 0,030
Каучук натуральный 0,042
Каучук фторированный 0,055
Керамзитобетон 0,200
Кирпич кремнеземный 0,150
Кирпич пустотелый 0,440
Кирпич силикатный 0,810
Кирпич сплошной 0,670
Кирпич шлаковый 0,580
Кремнезистые плиты 0,070
Латунь 110,0
Лед 0°С 2,210
Лед -20°С 2,440
Липа, береза, клен, дуб (15% влажности) 0,150
Медь 380,0
Мипора 0,085
Опилки – засыпка 0,095
Опилки древесные сухие 0,065
ПВХ 0,190
Пенобетон 0,300
Пенопласт ПС-1 0,037
Пенопласт ПС-4 0,040
Пенопласт ПХВ-1 0,050
Пенопласт резопен ФРП 0,045
Пенополистирол ПС-Б 0,040
Пенополистирол ПС-БС 0,040
Пенополиуретановые листы 0,035
Пенополиуретановые панели 0,025
Пеностекло легкое 0,060
Пеностекло тяжелое 0,080
Пергамин 0,170
Перлит 0,050
Перлито-цементные плиты 0,080
Песок 0% влажности 0,330
Песок 10% влажности 0,970
Песок 20% влажности 1,330
Песчаник обожженный 1,500
Плитка облицовочная 1,050
Плитка термоизоляционная ПМТБ-2 0,036
Полистирол 0,082
Поролон 0,040
Портландцемент раствор 0,470
Пробковая плита 0,043
Пробковые листы легкие 0,035
Пробковые листы тяжелые 0,050
Резина 0,150
Рубероид 0,170
Сланец 2,100
Снег 1,500
Сосна обыкновенная, ель, пихта (450…550 кг/куб.м, 15% влажности) 0,150
Сосна смолистая (600…750 кг/куб.м, 15% влажности) 0,230
Сталь 52,0
Стекло 1,150
Стекловата 0,050
Стекловолокно 0,036
Стеклотекстолит 0,300
Стружки – набивка 0,120
Тефлон 0,250
Толь бумажный 0,230
Цементные плиты 1,920
Цемент-песок раствор 1,200
Чугун 56,0
Шлак гранулированный 0,150
Шлак котельный 0,290
Шлакобетон 0,600
Штукатурка сухая 0,210
Штукатурка цементная 0,900
Эбонит 0,160

Строительство домов из поризованного кирпича и их достоинства

Строительство домов из поризованного кирпича позволяет возвести прочное и надежное строение. Данный материал выдерживает нагрузку, которая равна 150 кг на кв. см. Поэтому из него можно возводить здания в девять этажей. Благодаря такой прочности, поризованный кирпич можно применять в любом типе строительства.
Данный кирпич имеет удобные размеры, которые отличаются от стандартного кирпича. Производят поризованные кирпичи различных размеров. При этом толщина стены из этого материала будет составлять 250 мм. Высока и скорость строительства зданий, ее можно сравнить со скоростью возведения дома из газоблоков. Любая бригада строителей даже без большого опыта имеет возможность поставить коробку строения из поризованного кирпича всего лишь за одну неделю.

Поризованный кирпич имеет небольшую массу. Объемный вес материала менее 800 кг на куб. метр. Этот показатель можно сравнить лишь с газобетоном, который применяют при строительстве малоэтажных зданий. Низкая плотность снижает давление на фундамент, а это дает возможность возвести дом из поризованного кирпича практически на грунте любого вида.

Благодаря низкой теплопроводности кирпича, его называют одним из лучших строительных материалов. Схожая теплопроводность присутствует у газобетона. Стены из поризованного кирпича не нужно дополнительно утеплять. Для соблюдения норм по энергосбережению необходимо возвести стены, толщина которых не менее 40 см.

Здания, возведенные из поризованного кирпича, не боятся неблагоприятных погодных условий и атмосферных осадков. Материал выдерживает точно такое же число заморозки и разморозки, что и простой кирпич. Кроме того поризованный кирпич является инертным материалом по своим биологическим показателям, поэтому он не подвержен образования грибка или плесени. Исключением является только процесс гниения.

Внутри зданий, возведенных из поризованного кирпича, всегда благоприятный микроклимат. Этому способствуют поры, которые присутствуют в строительных блоках. Именно с их помощью регулируется естественная влажность внутри помещения. Дом, для строительства которого использовался поризованный кирпич, можно сопоставить со зданиями, построенными из дерева и газобетона. Такое здание обладает высочайшими санитарно-гигиеническими свойствами.

Устройство стены из поризованного кирпича

Дома из поризованного кирпича отличаются огнестойкостью, поскольку данный строительный материал подобно силикатному и глиняному, не горит и способен выдерживать воздействие открытого огня на протяжении нескольких часов.

Двойной поризованный кирпич, используемый для внутреннего и внешнего оформления здания, не имеет никаких ограничений. Отделочные работы можно осуществлять с применением самых различных материалов. При этом дом из поризованного кирпича можно не красить с внешней стороны, поскольку производят данный материал в большом ассортименте различных цветовых оттенков.

Виды, свойства и применение

По назначению кирпич подразделяется на строительный, специальный и облицовочный. Строительный применяется для кладки стен, облицовочный – для дизайна фасадов и интерьера, а специальный идет на фундаменты, дорожное покрытие, кладку печей и каминов.

Более узкая специализация обусловлена различной структурой изделий.

Полнотелый кирпич

Представляет собой сплошной брусок со случайными пустотами, составляющими менее 13 %.

Полнотелыми бывают кирпичи:

Силикатный, керамический – используются для возведения самонесущих стен, перегородок, колонн, столбов и так далее. Конструкции из полнотелого кирпича надежны, морозоустойчивы, способны нести дополнительные нагрузки. Перегородки обеспечивают хорошую звукоизоляцию при небольшой толщине, сохраняют большое количество тепла.

К тому же материал довольно декоративен и популярен у многих современных дизайнеров. Но высокий коэффициент теплопроводности и водопоглощения вынуждает сооружать наружные стены большой толщины или делать их трехслойными, сочетая с изоляционными материалами и другими видами кирпича.

Шамотный – изготавливается из специальной огнеупорной измельченной глины и порошка шамота путем обжига с повышенным температурным режимом. Применяется для выкладки каминов, печей и других сооружений, где требуется огнеупорность. Специфика применения определила большое разнообразие форм изделия:

  • клиновидные и прямые;
  • больших средних и малых размеров;
  • фасонные с профилями различной сложности;
  • специальные, лабораторные и промышленные тигли, трубки и другой инвентарь.

Клинкерный – изготавливается из тугоплавких глин с разнообразными добавками. Обжигается при очень высоких температурах до полного запекания. Различные компоненты и вариативность режима обжига придают кирпичам повышенную прочность, водостойкость и широкую палитру оттенков от зеленоватого, при обжиге с торфом, до бордового с угольными подпалами. Раньше широко применялся для мощения тротуаров, теперь используется в кладке и облицовке фундаментов. Теплопроводность керамического кирпича довольно высока.

Пустотелый кирпич

Материал допускает 45 % пустот от общего объема, а также отличается по форме, структуре и расположению пустот в бруске. Теплопроводность пустотелого кирпича напрямую зависит от количества воздуха в его теле – чем больше воздуха, тем лучше теплоизоляция.

Источник



Применяемые для изготовления футеровки огнеупорные материалы и их важнейшие свойства, страница 4

Теплопроводность магнезитового кирпича выражается уравнением λ техн =7—0,0030 t (где t — температура испытания). По данным [19], при средней температуре 300 °С теплопроводность составляет около 3,1 ккал/(м∙ч∙град).

Однако эта величина значительно уменьшается с повышением температуры. Газопроницаемость магнезитового кирпича выражается ориентировочно цифрой 1,7 л/ (м • ч•мм вод. ст.).

Коэффициент линейного теплового расширения магнезита α= 14,1•10 ––6 . Термическое расширение выражается значениями порядка 1,2—1,4 % в температурном интервале 20—1000 °С. При этом следует иметь в виду, что расширение магнезита, в отличие от кремнеземистых материалов, продолжается до тех пор, пока не будет достигнута температура спекания магнезита. Переход от расширения к сжатию вызывается дополнительной усадкой, которая начинается с 1400° С.

Главнейшие свойства магнезитовых огнеупоров

Плот––ность, г/см 3

предел прочности при сжатии, кГ/см 2

Температура деформации, °С, под нагрузкой

Термостой––кость водя––ные тепло––смены

2480 30

Термостойкие на шпинелыюй связке

2290 40

Из плавленого магнезита

Из рапной магнезии

3. Доломитовые огнеупоры

Доломитовые огнеупоры имеют в металлургии самостоятельное значение и применяют их в виде порошков или изделий. Доломитовые огнеупоры изготавливают из горной породы, содержащей в основном минерал доломит, представляющий собой двойную углекислую соль CaMg(CO 3)2. Теоретический состав сырого доломита: 30,4 % СаО, 21,9 % MgO и 47,7% СО 2. В доломите в виде примесей могут содержаться кальцит, халцедон, кварц, гипс и минералы глин. Эти примеси вносят в доломит, кроме окислов кальция и магния, также А1 2О 3, Fe 2O 3, SiО 2 и др. В доломитовых огнеупорных материалах отношение CaO/MgO не должно быть меньше 1,39. Если содержание СаО в доломите по сравнению с теоретическим больше, то доломит называют известковистым, если же содержание MgO больше, то — магнезиальным доломитом, или известковым магнезитом. Доломит с содержанием глин от 5 до 25 % носит название глинистого доломита, или доломитового мергеля.

Структура доломитов разнообразна — от криптакристаллической до грубозернистой. Преобладают породы мелко–– и среднезернистые. В зависимости от размера слагающих его кристаллов, мм, доломиты в основном подразделяются на следующие виды [20]:

Источник

Коэффициент теплового расширения кирпича таблица

Вокруг вопроса применения шамотного и керамического кирпича в печном деле ходит очень много разных споров, слухов, домыслов и легенд. Например, часто встречается мнение, что шамотный кирпич радиоактивный, что его использование вредно для здоровья.
Издавна принято, что печь кладется из керамического кирпича, а топка футеруется шамотным. Сейчас же можно встретить печи, камины, барбекю полностью сделанные из шамотного кирпича, да что уж таить — сам использую именно шамотный кирпич в работе.
Давайте попробуем все-таки разобраться, что здесь к чему, сравнить эти 2 вида кирпича и определить их области применения.

Для начала несколько теоретических моментов.

Теплопроводность — способность материала передавать через свою толщу тепловой поток, возникающий вследствие разности температур на противоположных поверхностях. Теплопроводность характеризуется количеством теплоты (Дж), проходящей в течение 1 ч через образец материала толщиной 1 м, площадью 1 м2, при разности температур на противоположных плоскопараллельных поверхностях в 1 К.
Теплоемкость — способность материала при нагревании поглощать теплоту. Теплоемкость определяется отношением количества теплоты, сообщаемого телу, к соответствующему изменению температуры
Пористость — степень заполнения объема материала порами, измеряется в %
Плотность кирпича определяется массой кирпича на единицу его объема
Морозостойкость — способность материала выдерживать попеременное замораживание и оттаивание в водонасыщенном состоянии без признаков разрушения

Характеристика Шамотный кирпич Керамический кирпич
Плотность кг/м. куб. 1910 1950-2050
Морозостойкость 15-50 15-75
Пористость, % 24-30 8
Теплоемкость, кДж/кг С 1,04 0,9
Теплопроводность, Вт/м С 0,84 0,5-0,7
Коэф. линейного расширения, а.10+6, I/град С 5,3 3-5

А теперь давайте попробуем порассуждать о возможности применения шамотного кирпича.

1. Шамотный кирпич будет быстрее прогреваться и стенки кирпича будут более горячими, но при этом остывает он по времени почти столько же,сколько и керамический. В подтверждение этому опыты Евгения Колчина. Это очень удобно, например, в облицовках каминных топок.
2. Сам по себе шамотный кирпич имеет правильную геометрическую форму где любая из 6 граней может быть лицевой(точнее 5 — ложок с клеймом не подойдет) — с этим преимуществом не может поспорить керамический кирпич(там их всего 3). Данный факт позволяет работать почти без брака.
Так же наличие шамотных блоков (ШБ 94, ШБ 96) в некоторых моментах упрощают работу и увеличивают возможность использования шамота (полки, декоративные элементы)

3. Давайте обратимся к Европейскому опыту. Дополнительные теплонакопительные элементы(включая дополнительные дымообороты) для Brunner, Jotul, Schmid, Olsberg делают из шамота. Немецкая компания Wolfshoeher Tonwerke выпускает шамотные элементы для дымооборотов и теплонакопительных печей. Мало кто обращает внимание, но даже есть специальный класс — печные топки: их можно подключать только через систему дымооборотов.

Источник

Читайте также:  ПОКАЗАТЕЛИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ДОШКОЛЬНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПОДЛЕЖАЩЕЙ САМООБСЛЕДОВАНИЮ материал на тему