Коэффициент теплопроводности газосиликатного блока: Газосиликатные блоки, технические характеристики и свойства: плотность, вес, теплопроводность, прочность

Содержание

Насколько газобетон теплый материал?

Для стеновых материалов используют коэффициент теплопроводности, который обозначает:

способность пропускать тепло через себя,
способность обеспечивать определенную интенсивность теплового обмена

Для наглядности сравним газобетон с древесиной и кирпичем.

Сравнение газобетона с обычным хвойным брусом, по сопротивлению теплопередаче, то есть по теплозащитным свойствам.

Толщина хвойного бруса в 200 мм, аналогична 100 мм блока плотностью 400 кг/м3 (D400). Если взять газосиликат плотностью 500 кг/м3 (D500), то это 150 мм в толщину, соотвественно 200мм газоботона плотностью 600 кг/м3 (D600) равен 200 мм соснового бруса.

200 мм соснового бруса = 100 мм газобетона D400,
200 мм соснового бруса = 150 мм газобетона D500,
200 мм соснового бруса = 200 мм газобетона D

Сравним газосиликат с полнотелым кирпичом.

В дореволюционной России типовой толщиной стены по соображениям комфорта пребывания была стенка толщиной в два с половиной кирпича, это примерно 640 мм из полнотелого кирпича. Аналогично примеру с деревянным брусом получаем сравнение:

640 мм кирпича = 100 мм газобетона D400,
640 мм кирпича = 150 мм газобетона D500,
640 мм кирпича = 200 мм газобетона D600.

Забудьте, в сравнении указаны показатели дореволюционного кирпича.

Расчетные коэффициенты теплопроводности стеновых материалов приведены в ГОСТ 31359-2007. На эти величины можно ориентироваться при определении расходов на отопление.

Для проектирования тепловой защиты, обеспечения теплового комфорта, нужно накинуть коэффициент запаса около 10%.

Значения приведенные из ГОСТ средний столбец, это значение коэффициентов теплопроводности для сухого материала. В реальности конструкции из газобетона будут влажными. Через пару-тройку лет, или через год в случае если это тонкий газобетон D400 в стене устанавливается определенная влажность материала это 4-5% редко 6%. Тогда коэффициент теплопроводности не будет таким как он показан в центральном столбце, необходимо придерживаться показателей при расчете в правом столбце.

Теплый дом: какой материал для стен выбрать?

Дом мечты у каждого свой. Хочешь тепла в доме – думай, как его добыть, как сохранить. Соотноси потребности с возможностями. Считай затраты, чтобы построить как можно дешевле, но при этом не «вылететь в трубу», когда придется платить за энергоносители по полной.

Казалось, мы знаем очень многое о строительных материалах, сберегающих тепло технологиях и энергоэффективных домах. После экспресс-анализа рынка конструкционной теплоизоляции образовался короткий список стеновых материалов: ячеистый бетон, керамические поризованные блоки, керамзитобетон.

Еще несколько лет назад выбор был бы практически однозначным – строить нужно из ячеистого бетона. Дешево, быстро, просто и тепло обеспечено. Правда, несколько скандальных историй о разрушающихся буквально на глазах относительно новых постройках сильно подпортили репутацию этого материала. При этом другие дома из него продолжают нормально эксплуатироваться. Да и по цене у ячеистого бетона конкурентов мало. Это важнейший довод, чтобы, несмотря на скандалы, (они вполне могут быть происками конкурентов) все же рассмотреть его потенциал.

Для сравнения, чтобы оно было объективным, выберем блоки примерно одинаковой прочности, которые можно использовать в несущих конструкциях, толщиной 400-500 мм.

Итак, начну с главного — сопротивления теплопередаче. Сегодняшний норматив по этому показателю в Беларуси — 3,2 м2•°С/Вт, но специалисты рекомендуют при новом строительстве закладывать не менее 3,6 м2•°С/Вт.

Из-за ужесточения требований к теплотехническим характеристикам зданий однослойные конструкции постепенно уходят из практики строительства. Для обеспечения необходимого термического сопротивления при приемлемой толщине стен применяют дополнительную теплоизоляцию.

Бросается в глаза тот факт, что коэффициенты теплопроводности для всех стеновых материалов производители указывают при нулевой влажности. Значит необходимо учесть также особенности взаимодействия каждого материала с водой. Итак,

Ячеистый бетон.

Ячеистый бетон (газосиликат) в сухом состоянии имеет очень низкий коэффициент теплопроводности 0,12 Вт/м*K. Однако он легко впитывает воду, сохнет медленно. При отгрузке с завода имеет влажность около 35%. Институт БелНИИС рекомендует считать критической для начала эксплуатации конструкций из ячеистых бетонов влажность 8%.

Установлено, что при более высокой влажности и отрицательных температурах вода в порах материала замерзает, происходит резкая потеря теплозащитных свойств. Это обозначает также, что при переходах температуры через ноль происходит быстрое исчерпание ресурса морозостойкости, что в свою очередь ведет к потере долговечности.

Именно это, как утверждают эксперты, и произошло в разрушающихся домах, упомянутых выше. Непросохший материал был оштукатурен, влага оказалась запертой внутри конструкций и сделала свое «мокрое дело».

На теплофизические характеристики кладки также существенно влияет далеко неидеальная геометрия ячеистых блоков. В местах дефектов образуются дополнительные мостики холода.

Поризованная керамика.

Крупноформатные керамические поризованные блоки позиционируются как один из самых современных и перспективных стеновых материалов. Производители акцентируют внимание на его экологичности и технологичности. Низкую теплопроводность в списке преимуществ ставят не на первое место.

Коэффициент теплопроводности поризованной керамики в сухом состоянии, действительно, не самый низкий — 0,180Вт/м*K. Капиллярная структура материала обеспечивает хороший влагообмен, быстрое высыхание, благоприятный микроклимат. Вместе с тем, при возведении стен рекомендуется накрывать неоконченную кладку из поризованных блоков, чтобы в случае дождя избежать наполнения водой имеющихся пустот.

Крепление утепляющего слоя на фасады из поризованной керамики не считается простым из-за хрупкости материала. Кроме того, нарушение целостности структуры камня ведет к снижению теплозащитных свойств стен.

Относительно высокая цена материала оправдывается его высокой несущей способностью, прочностью и долговечностью. Он ближе всех по свойствам к привычному «красному» кирпичу, его любят приверженцы классических решений. Тем, кто открыт для инноваций и намерен построить самый теплый дом — это не лучший вариант.

Керамзитобетон.

Сам керамзит как теплоизоляционный материал известен давно. И уже более десяти лет назад на его основе в Беларуси начали выпускать крупноформатные стеновые блоки. Производители подчеркивают высокую энергоэффективность материала, хорошие звукоизоляционные свойства, высокую морозостойкость и влагостойкость, повышенную комфортность и долговечность.

По экологичности его сравнивают с керамическим кирпичом и даже с деревом (керамзит получают путем обжига обычной глины при температуре 1150°С без использования каких-либо химических добавок).

Для улучшения теплофизических свойств блоки делают многощелевыми. Пазогребневая система позволяет отказаться при кладке от использования на вертикальных швах клеевого состава. Сорбционная влажность материала не превышает 4% и практически не оказывает влияния на теплопроводность конструкций.

Так, «Минскжелезобетон», например, для своих блоков шириной 400 мм указывает – 0,180 Вт/м*K, а «Завод керамзитового гравия, г. Новолукомль» заявляет коэффициент теплопроводности для кладки (усредненный показатель теплопроводности для готовых конструкций с учетом стыков всегда несколько хуже, чем у самого материала) – 0,118 Вт/м*K.

Состав и технология практически одинаковые, более того, в Минске используют новолукомльский керамзитовый наполнитель. В чем разница? Изучаем описание, выясняется, что все дело в конструкции блока. В минском – семь рядов щелей, в новолукомльском – тринадцать. Дополнительные воздушные прослойки, как известно, существенно повышают термическое сопротивление. Так по данным из протоколов испытаний сопротивление теплопередаче фрагмента стены с учетом теплопотерь на швах и в условиях эксплуатации Б из керамзитобетонных блоков «ТермоКомфорт» шириной 400 мм (однорядная кладка, тринадцать рядов воздушных щелей) составляет 3,718 м2•°С/Вт, а фрагмента стены из блоков шириной 300 мм плюс 200 мм (двухрядная кладка, четырнадцать рядов воздушных щелей) – уже 4,26 м2•°С/Вт.

По цене керамзитобетон, конечно, дороже газосиликатных блоков. Однако, для достижения одинаковой тепловой эффективности кладки последним требуется большая толщина. Следовательно, из одного кубометра керамзитобетона получается стена большей площади, а значит и разница в цене сокращается.

Выводы.
Все три материала по заявленным теплофизическим характеристикам достаточно близки и пригодны для строительства теплого дома и при толщине стены 500 мм сопротивление теплопередаче не менее 4,0 м2•°С/Вт во всех случаях, но при толщине стены 400 мм кроме керамзитобетонных блоков «ТермоКомфорт» новолукомльского завода керамзитового гравия, не обойтись без утепления. Маркетологи акцентируются на преимуществах каждого, часто умалчивая о недостатках.

Цену материала не стоит рассматривать как абсолютную величину. В каждом конкретном случае необходима привязка как минимум к тепловой эффективности. Можно учесть также технологические затраты – производительность при кладке, стоимость рекомендованных материалов, затраты на утепление и т.д. – получится еще более корректное сравнение.

Выбрав ячеистый бетон, следует подумать, как обеспечить требуемую влажность. Специалисты рекомендуют высушить блоки до начала кладки, что практически нереально. Либо на протяжении 3-4 лет жить в неоштукатуренном доме в ожидании высыхания, что кажется не очень здоровым.

Керамзитобетонные блоки бывают разными – тринадцатищелевые блоки шириной 400 мм «ТермоКомфорт» Новолукомльского завода керамзитового гравия существенно отличаются от аналогов по теплофизике. На сайте производителя в подтверждение всех характеристик – ссылки на протоколы испытаний. Все достаточно прозрачно. Производитель рекомендует обязательно оштукатуривать стены с двух сторон, а применение для этоготак называемых тёплых штукатурок для наружных поверхностей значительно повышает теплотехнические свойства стены и решает проблему отделки фасада. Это, конечно, дополнительные расходы, но оно того стоит. Пожалуй, стоит потратить время на более детальное изучение всех за и против в отношении именно этого материала.

Теплопроводность газосиликатных блоков

Газосиликатные блоки получают в результате сложных химических реакций порообразования. Основными компонентами для образования данного материала являются газообразователь (алюминиевая пудра или суспензия) и цементная смесь. Поры в газосиликатных блоках образуются в результате сложной реакции извести и алюминия – выделяется водород, который и образовывает пузырьки.

На теплопроводность газосиликатного блока влияет множество факторов. В первую очередь это качество исходных материалов и однородность структуры строительного материала. Некоторые производители, для снижения себестоимости газосиликатных блоков добавляют в основной состав золу, шлак или гипс, но эти материалы ухудшают качество продукции.

После твердения монолитного газобетона из него делают газосиликатные блоки, используя специальные струнные линии для высокоточной резки. После этого уже готовые блоки укладывают в автоклавы, в которых при высоких температурах происходит окончательное твердение блоков. Такая технология получения данного материала позволяет приобрести блокам их уникальные характеристики, основной из которых есть низкая теплопроводность.

Теплопроводность газосиликатных блоков зависит от средней плотности (от 300 до 700 кг/м³). При минимальной плотности газосиликат используют в качестве теплоизолирующего материала, так как прочность его достаточно мала. Марка блока Д500 характеризуется коэффициентом теплопроводности в 0,12 Вт/м, а марка Д400 имеет коэффициент теплопроводности 0,9 Вт/м.

Если использовать газосиликатные блоки для утепления здания, то лучше эту работу производить с наружной стороны, чтобы оставить полезную площадь здания без изменений. Для достижения оптимального результата следует использовать облицовочный кирпич. В таком случае между стеной из газосиликатных блоков и стеной из кирпича оставляют воздушную прослойку в несколько сантиметров. Блоки укладывают при помощи специального клея, это экономит раствор и позволяет уменьшить влияние мостиков холода, ведь клей сам по себе обладает морозостойкими качествами. Обычно данный материал не нуждается в утеплении. В результате неправильного монтажа слоя утеплителя на поверхность газосиликатных блоков на поверхности стены может скапливаться влага, которая уменьшит долговечность конструкции.

Газосиликатные блоки D600 на СтройСнаб!

Газосиликатные блоки Д600 по 2800 за м3!

Газосиликатные блоки самый популярный строительный материал. Блоки «дышат», из-за своей пористой структуры. Газосиликат вечен и не требует никакого ухода, так как блоки легко впитывают влагу, необходимо дополнительно защищать их штукатурками или Облицовочным кирпичом

Технические характеристики газосиликатных блоков:

• Марка блока: М-600.
• Плотность блока, кг / м3: 600.
• Габаритные размеры блока могут быть различные от 600*300*200 и ….

600/625*400/375/350/300/250/200/150/100/75*200/250/300

Морозостойкость от F25-F100

Чем же отличается газосиликатный блок марки Д 600? Это плотность блока, он более плотный, крепкий и весит 600 килограмм 1 метр кубический!

Чем выше плотность блока, тем меньше в них пустот, тем он прочнее! Благодаря тому что блок состоит из миллионов пор, содержащих воздух, данный материал имеет отличные теплоизолирующие свойства и характеристики.По исследованиям , стеновые блоки D600 практически исключают возможность потери тепла. Высокие показатели ячеистого бетона препятствуют выходу тепла через ячеистую поверхность блока;Высокие показатели несущей способности материала, позволяют его использовать при строительстве любого типа малоэтажных зданий и сооружений.Замечательная звукоизоляция, высокий уровень огнестойкости. Данный материал широко применяется для строительства противопожарных стен и перегородок. Газосиликатные блоки Д600 автоклавного производства известных заводов (заметьте !!! не подвального производства) имеют идеальную геомерию, что позволяет делать тонкий шов клея, что практически делает конструкцию монолитной и позволяет легко обрабатывать поверхность штукатуркой и следующими слоями смеси. Блоку можно задать любую форму используя обычную ножовку. Газосиликатный блок Д600 легко обрабатывается.

Блоки газосиликатные обладают высокими теплоизоляционными характеристиками за счет наличия воздуха в порах материала. Стены, выполненные из газобетона полностью соответствуют новым требованиям СНИП 23-02-2003 по теплозащите ограждающих конструкций жилых и общественных зданий. Коэффициент теплопроводности газобетона D600 в сухом состоянии 0,121 Вт/м°С, при влажности 4% — 0,133 Вт/м°С. Основное количество тепла в доме передается через наружные стены. Строительство наружных стен из блоков позволяет исключить потери тепла. Сочетание теплоизоляции и массы газобетонных блоков позволяют свести к минимуму изменение температуры внутри помещения при значительных колебаниях температуры снаружи. Кладка блоков ведется с использованием специальной клеевой смеси для газобетона. Толщина швов не превышает 1-3 мм, что исключает образование «мостиков холода» и способствует сохранению тепла в доме.

В целом, получается, что данный вид блоков просто незаменим для строительства небольших объектов, а на больших объектах отлично используеться для перегородок. Известно, что данный тип блоков использовался при строительстве новейших ракетных площадок на стартовых комплексах космодрома «Плесецк». Последнее время этот блок незаменим при строительстве!

Каталог продукции

Наш ассортимент

Заводы газосиликатных блоков

Наш ассортимент блока

Лучшие газосиликатные блоки

Газосиликатные блоки плюсы и минусы

Дома из газосиликатных блоков

Условия приобретения

Биктон газобетонные блоки

Клей для газосиликатных блоков Биктон

Старый Оскол газосиликатные блоки

АэроБел газобетонный блок

Липецк газосиликатный блок

Блоки из Белоруссии

Нашу продукцию вы можете заказать, позвонив по телефону или отправив нам заявку:

+7 916 862 97 96

Теплая керамика или газобетон, сравнение

Выбор материала для строительства дома должен быть максимально осмысленным и учитывать все возможные риски. В нашей статье мы сравним два самых популярных конкурента среди стеновых материалов:

Газоблок
Керамоблок

Экологичность

Керамические блоки – максимально экологичный материал благодаря простому натуральному составу: вода, глина, древесные опилки.
Газобетон – искусственно созданный материал. Он состоит из цемента, алюминиевой пудры, извести, песка.

Теплопроводность

Сравнивая аналогичные по толщине стены и плотности керамические блоки с газосиликатными, мы видим, что коэффициент теплопроводности у газобетона чуть ниже, соответственно он чуть теплее. Но тут есть несколько важных моментов:

Для газобетона показатель раcсчитывается в сухой среде. Однако идеальных условий не бывает, и с ростом влажности показатель теплопроводности вырастает в 3 раза. Когда газосиликат выходит с завода, его влажность может доходить до 50%. Это связано с обработкой водяным паром в печах автоклава. Не все производители газобетона афишируют, что расчёт теплопроводности производится без учета клея или раствора, на который он укладывается.
Керамический блок расcчитывается по теплопроводности уже с учетом использования цементно-песчаного раствора, что как раз даёт более реальные показатели.

Надо понимать, что фактически по теплопроводности эти блоки сопоставимы. Но керамический материал держит свои характеристики весь срок службы.

Прочность

Прочность – один из самых важных показателей, от него зависит какую нагрузку может выдержать материал в кладке.

Газобетон – прочность в зависимости от производителя М35 — М50
Керамический блок – прочность в зависимости от производителя М75-М150

М150 означает, что каждый м2 выдерживает 150 кг. Если сделать расчёт нагрузки на 1 метр кладки газосиликатного блока и керамического, то получается разница в 2 раза!

Также есть показатель — прочность на сжатие (МегаПаскали).

Газобетон – 1-5 МПа
Керамоблок – 10-15 Мпа

Крепление в блок

Керамический блок выдерживает нагрузку
на вырыв до 500 кг (5кН)

Газобетонный блок – до 300 кг (3кН)

Технология кладки

Газоблок со временем теряет прочность (процесс карбонизации силикатов — переход силикатов в мел). В связи с этими показателями его нужно армировать в кладке каждые 3 ряда + делать армирование в стенах длиннее 6 метров, оконных проемах, и в других местах с усиленной нагрузкой. Это удорожает стоимость кладки и увеличивает время возведения.

Керамические блоки не теряют прочность в кладке. Можно спокойно возводить стены без дополнительного армирования. Есть примеры постройки 10-этажных зданий из тёплой керамики с несущими стенами без армирования.

Геометрия

У газобетона средние отклонения от заявленных размеров 1-2 мм. Это позволяет производить тонкошовную кладку на клей, что уменьшает количество мостиков холода через швы. Также это позволяет наносить более тонкий слой штукатурки в дальнейшем, экономя средства.

У керамоблока средние отклонения 5-6 мм. Поэтому шов при кладке должен быть 8-12 мм. Использование тёплого кладочного раствора компенсирует этот момент, так как он был специально создан для керамических блоков, с максимально приближенным показателем по теплотехнике

Вес

Керамический блок легче почти в 2 раза, чем аналогичный блок из газосиликата. Это позволяет сократить нагрузку на фундамент и облегчить кладку строителям. Всё это тоже может позволить сэкономить дополнительные деньги.

Морозостойкость

Этот показатель у обоих материалов отвечает нормам – F50–F100 в зависимости от производителя.

Скорость строительства дома

Кроме вышеописанных пунктов (дополнительное армирование, вес, нанесения клея в вертикальные швы), у газобетонных блоков есть ещё одна особенность – это последующая отделка стен штукатуркой. Её нельзя производить сразу, так как газоблок слишком влажный. Как правило, дом отстаивается ещё около 1-2 лет, просушивая газосиликатные блоки.
Тёплая керамика изначально сухая – отделку можно производить сразу при положительной температуре.

Комфорт в доме

Керамоблок имеет свойство как поглощать влагу, так её и отдавать. Тем самым в доме происходит регуляция влажности без приборов и систем. За счёт своей высокой инерционности, керамические блоки имеют теплоёмкость выше, чем у газоблока. Это означает что зимой керамический материал набирает тепло и потом медленно его отдаёт в помещения, тем самым контролируя комфортную температуру в доме. А летом обратная ситуация – теплая керамика аккумулирует в своих пустотах прохладный воздух, не давая теплому воздуху заполнить внутренние помещения. Это позволяет сэкономить на отоплении и кондиционировании дома в разные сезоны проживания.
Газоблок отдаёт влажность годами и таких свойств не имеет.

Дом из керамических блоков также больше подойдёт, если у вас в семье есть аллергики. Это связано с абсолютной гипоаллергенностью блоков.
В газосиликате же присутствуют выделения пыли, что нужно иметь в виду.

Цена

Цены на аналогичные блоки по плотности и толщине в среднем идентичны. Цены у каждого материала больше разнятся по производителям – есть премиальные бренды керамических блоков (напр. Поротерм) и также у газобетона есть свои лидеры (напр. Ytong).

Огнестойкость

Оба материала проходят по низким показателям горючести – предел огнейстойкости до 4 часов.

Долговечность

История строек из газосиликата рассказывает нам, что по истечении 15-20 лет внешние стены подвергаются усадке около 2 мм. Это может негативно сказаться на целостности кладки. Мы знаем этот материал 40 лет, больше этих сроков надежность пока оценить не представляется возможным.
Керамический блок появился гораздо раньше, можно отметить уже 100-летний юбилей. Но если мы посмотрим вглубь истории построек из керамического материала, то можем увидеть сегодня строения с 20-ти вековой историей. На фото одно из таких строений – отель Анно (Любек, Германия), первое упоминание о котором датируется 1305г.

Рассчитываем толщину стен

Климатические условия Беларуси и России не позволяют подходить к выбору стеновых материалов для строительства дома только лишь с эстетической точки зрения, куда важнее сберечь драгоценное тепло, обеспечив себе тем самым комфортное проживание.
Прежде чем определиться с конструкцией стены имея на руках готовый проект дома, необходимо произвести некоторые простейшие расчеты, которые сделают картину будущих затрат на отопление более ясной. Приобретая стеновой строительный материал, ознакомьтесь с его техническими характеристиками. Там, как правило, указан такой важный параметр, как коэффициент теплопроводности. На его основе определяется коэффициент теплового сопротивления конструкции, а также необходимая толщина стены. Толщину стены (δ) разделите на коэффициент теплопроводности материала (λ) и получите коэффициент теплового сопротивления конструкции (R): R = δ / λ. По нормам сопротивление теплопередаче наружных стен должно быть не менее 3,2λ Вт/м •°С.

Пример расчета коэффициента теплового сопротивления конструкции:

1. Блок керамзитобетонный толщиной 300 мм (коэффициент теплопроводности = 0,12 Вт/м•°С, но надо смотреть результаты испытаний, может быть и 0,19 Вт/м•°С). Сопротивление теплопередаче стены: 0,3/0,12 = 2,5 Вт/м•°С. Вывод: показатель ниже нормы.
2. Блок керамзитобетонный толщиной 400 мм (коэффициент теплопроводности = 0,12 Вт/м•°С). Сопротивление теплопередаче стены: 0,4/0,12 = 3,3 Вт/м•°С. Вывод: показатель чуть выше нормы. Подобные расчеты верны для блоков, уложенных исключительно на клей. Для того чтобы определиться с толщиной будущей стены, необходимо использовать те же показатели, но использовать их в другом порядке: нормативный показатель сопротивления теплопередаче (λ) умножаем на коэффициент теплопроводности (R) и получаем толщину стены (δ), соответствующую современным нормам с точки зрения энергоэффективности: δ = λ х R.
3. Теперь возьмём конкретно газосиликатный блок производства «Забудова», РБ толщиной 500 мм (коэффициент теплопроводности которого = 0,16 Вт/м•°С, но в реалиях он от 0,19 Вт/м•°С).

Сопротивление теплопередаче стены: 0,5/0,16 = 3,125 Вт/м•°С. Вывод: показатель чуть меньше нормы. Подобные расчеты верны для блоков, уложенных исключительно на клей. Следует отметить, что теплопроводность стены следует считать по условиям эксплуатации «Б», т.е. не сухой материал.
Пример расчета необходимой толщины стены:
1. Коэффициент теплопроводности сосны и ели поперек волокон равен 0,18 Вт/м•°С, рассчитываем толщину стены: 0,18 х 3,2 = 0,576 м, значит для того, чтобы получить деревянную стену с нормативным сопротивлением теплопередаче нужно, чтобы она составляла не менее 576 мм.
2. Определим необходимую толщину стены из кирпича. Кирпич глиняный плотностью 1800 кг/м3 или силикатный плотностью 1600 кг/м3 имеет коэффициент теплопроводности 0,81 Вт/м•°С, следовательно толщина стены: 0,81 х 3,2 = 2,592 м. Это уже не просто стена, это крепость! В тоже время минераловатный утеплитель толщиной 14-15 см соответствует нормативу: λ = 0,044 Вт/м•°С х 3,2 = 0,14 м.
3. И напоследок, рассчитаем толщину стены из железобетона (коэффициент теплопроводности 2,04 Вт/м•°С): 2,04 х 3,2 = 6,528 м. Бункер выйдет отличный! Для многослойных конструкций расчеты производятся аналогичным образом. При этом учитываются показатели каждого слоя. Приведенные выше формулы, несмотря на некоторую простоту, позволят вам еще на стадии проектирования выбрать оптимальные материалы и толщину стены. Стоит добавить, что помимо теплопроводности материала есть еще и другие не менее важные показатели, поэтому подход к выбору материала должен быть комплексным.

Готовые архитектурные проекты частных домов в широком ассортименте представлены на нашем сайте

За консультацией и по вопросам проектирования индивидуальных жилых домов обращайтесь в Международную архитектурную мастерскую «МойДом.BY»
Руководитель Алексей Колесков

Минск, ул. Гусовского, 4 офис 701-В
Тел.: (029) 625-22-68 Velcom (029) 562-47-97 МТС

26.07.2013

Перейти к списку новостей
Продолжить

Газосиликатные блоки ЛСЗ 600x200x288 на поддоне в плёнке. Продукция завода

2850.00 руб M³
Добавить в корзину
Газосиликатный блок из ячеистого бетона производства ООО «Липецкий силикатный завод», размер 600x200x288, на поддоне в фирменном полиэтиленовом пакете ГОСТ 31359-2007, ГОСТ-31360-2007, D-500, В 2,5 (35), D-600 морозостойкость не менее 25 циклов F-75 Прочность при сжатии (кгс/см2) 25-35 Количество на поддоне 1,94 м3 (56 штук) Вес поддона 1300 кг., в 1м3 28,9 штук

ООО «Липецкий силикатный завод» производит качественный газосиликатный блок из ячеистого бетона автоклавного твердения по ГОСТ 21360-2007 «Изделия стеновые неармированные из ячеистых бетонов автоклавного твердения», ГОСТ 21359-2007 «Бетоны ячеистые автоклавного твердения» предназначенные для кладки наружных стен и перегородок. Размеры производимых блоков по ширине 400, 300, 200 и 100 мм., высота 288 мм., длина 600, 550, 500, 400 мм. Марка по средней плотности газосиликатного блока (кг/м3) D-600, D-500, D-400. Коэффициент теплопроводности 0,10-0,14 (Вт/м °С), классы по средней прочности на сжатие B 1,5; B 2,0; B 2,5; B 3,0. Учитывая эти технические характеристики следует учесть что с увеличением плотности материала растёт прочность и увеличивается теплопроводность. У более прочного газосиликатного блока будет большая теплопроводность и он окажется «холоднее» чем блок с меньшей прочностью. Поэтому учитывайте характеристики при выборе необходимого вам материала. Газобетон класса B 2,0 применяется для строительства несущих стен зданий не более двух этажей, из блока плотностью B 2,5 можно строить трёхэтажные дома. Благодаря относительно малому весу газосиликатных блоков снижается нагрузка нагрузка на фундамент и не требуется мощных межэтажных перекрытий. По экологичности ячеистый бетон близок с деревом, он «дышит» регулируя влажность помещении, имеет высокие тепло и звукоизоляционные свойства. Поэтому газосиликатные блоки производства ЛСЗ соответствуют духу строительного материала для стен и перегородок нынешнего времени. Липецкий силикатный завод — это крупнейшее строительное предприятие Липецка основанное в 1938 году, весь производимый газосиликатный блок строго сертифицирован и имеет санитарно-эпидемиологическое заключение
Коэффициент теплопроводности
— обзор
2.5 Обнаружение и анализ тепловых свойств
Что касается тепловых свойств наноматериалов, физические величины, требующие характеризации, включают коэффициент теплопроводности, удельную теплоемкость, тепловое расширение, термическую стабильность и температуру плавления.
Когда тонкопленочный слой материала достигает определенной толщины, эффект границ зерен будет оказывать все более значительное влияние на теплопроводность.Кроме того, коэффициент теплопроводности перпендикулярно пленке имеет тенденцию к уменьшению с уменьшением толщины пленки.
Теоретические предсказания и экспериментальные результаты подтвердили, что наноструктурированные материалы имеют удельную теплоемкость намного выше, чем у обычных объемных материалов. Наноматериалы имеют сравнительно хаотичное распределение атомов по структуре, которая имеет больший объем по сравнению с объемными аналогами. Таким образом, энтропийные вклады из-за этой некристаллической поверхности вносят гораздо больший вклад в удельную теплоемкость, чем средние крупнокристаллические материалы, что приводит к увеличению удельной теплоемкости.
Нанокристаллы почти в два раза больше средних кристаллов по коэффициенту теплового расширения, причем увеличение t в основном связано с составом кристаллических границ. Основной прибор для измерения коэффициента теплового расширения материалов известен как анализатор теплового расширения, но он также известен как термодилатометрический анализатор или термомеханический анализатор . Анализ коэффициента теплового расширения материалов может дать представление о молекулярном движении, структурных изменениях и поведении при тепловом расширении.Для решения таких проблем, как термическое соединение различных материалов при производстве полупроводниковых устройств, анализатор теплового расширения является лучшим инструментом для анализа.
Точка плавления — это температура, при которой материал переходит из твердого состояния в жидкость. Для кристаллических объектов существует четкая точка плавления; однако некристаллические объекты имеют плохо определенную температуру плавления. Температура может увеличиваться до значения, при котором небольшое количество атомов в общей структуре начинает двигаться одновременно с жидким поведением.Эта температура известна как температура стеклования ( T _g). При температурах ниже Т _г стекломатериал находится в твердом состоянии; при температурах выше T _г — это переохлажденная жидкость. Выражаясь в механических терминах, если температура ниже T _g, то произойдет упругая деформация; если температура выше Т _г, то начинается вязкостная (жидкая) деформация.
Температура термического разложения — это значение, при котором связи материала могут быть нагреты до разорванного состояния и диссоциированы на другие вещества.
Для пластифицированных некристаллических или аморфных наноматериалов температура стеклования и температура термической диссоциации, отличные от точки плавления, также являются очень важными тепловыми свойствами. Таблица 2.4 показывает температуру плавления нескольких видов материалов в разных масштабах.
Таблица 2.4. Точка плавления нескольких материалов в разных масштабах
Тип материала Размер частиц: диаметр (нм) или общее количество атомов Точка плавления (K)
Au Обычные сыпучие материалы 1340
300 нм 1336
100 нм 1205
20 нм 800
2 нм 600
Sn 10–30 555
500 480
Pb Обычные сыпучие материалы 600
30–45 583
CdS Обычные сыпучие материалы 1678
2 нм ≈910
1.5 нм ≈600
Cu Обычные насыпные материалы 1358
20 нм ≈312
Термические свойства наноматериалов обычно обнаруживаются и анализируются с помощью термогравитационного анализа (TGA) и производная термогравиметрия (DTG).
TGA может обеспечивать непрерывное измерение на основе изменения веса материалов в процессе нагрева во время измерения.В частности, изменения массы отслеживаются как функция температуры с заданной температурной скоростью и могут быть соотнесены с потерями массы и тепловыми переходами в материале. Одновременно можно проводить дифференцированное лечение. А именно, запись изменений качества составляет метод измерения DTG.
С помощью TGA (или DTG) можно определить ряд тепловых свойств материалов, например, температуру старения во время пиролиза и динамику старения, поведение при старении при разных температурах и в различных газовых средах, упаковочные материалы IC, используемые в процесс изготовления исполняемых полупроводниковых устройств, гибких печатных плат и стеклянных подложек, керамических подложек и других компонентов анализа.
В коллоидной системе соответствующие термические свойства частиц также включают, среди прочего, броуновское движение, баланс диффузии и седиментации.
При броуновском движении среднее смещение частицы X¯ может быть выражено как:
X¯ = RTN0Z3πηr
где R — постоянная идеального газа, T — абсолютная температура, N ₀ — постоянная Авогадро, Z — интервал времени наблюдения, η — вязкость дисперсионной среды, r — радиус частицы.
Броуновское движение оказывает существенное влияние на природу коллоидных частиц. Броуновское движение — важный фактор, который может повлиять на стабильность дисперсной системы коллоидных частиц. Из-за броуновского движения осаждение коллоидных частиц происходит не из-за гравиметрических сил, а из-за коллоидной агрегации, вызванной столкновениями между частицами, что приводит к осаждению.
Явление диффузии связано с переносом массы, который возникает из-за броуновского движения частиц (броуновское движение) при наличии градиента концентрации.Чем крупнее частицы и чем меньше тепловая скорость, тем менее заметной становится диффузия. Обычно коэффициент диффузии используется для измерения скорости диффузии. Это физическое количество материала, указывающее на диффузионную способность.
В коллоидной системе коэффициент диффузии D можно выразить как:
D = RTN0⋅16πηr
Здесь R — постоянная идеального газа, T — абсолютная температура, N ₀ — постоянная Авогадро, η — вязкость дисперсионной среды, r — радиус частицы.
Поскольку коэффициент диффузии коррелирует со средним смещением, полученный коэффициент диффузии D можно также выразить как:
D = X¯22Z
Здесь Z — это конкретный интервал времени наблюдения, а X¯ равно среднее смещение частицы при броуновском движении. В таблице 2.5 показан коэффициент диффузии золя, образующегося из наночастиц золота, при 291 К.
Таблица 2.5. Коэффициент диффузии золя, образующегося из частиц нано-Au при 291 K
Размер частиц нано-Au (нм) Коэффициент диффузии (109 м ² / с)
1 0 .213
10 0,0213
100 0,00213
Когда частицы, взвешенные в жидкости, показывают скорость осаждения, равную скорости диффузии, система достигает состояния равновесия, а именно равновесия седиментации. . В состоянии седиментационного равновесия концентрация коллоидных частиц подчиняется закону распределения Гаусса.
Закон распределения Гаусса для коллоидных частиц может быть выражен как:
n2 = n1e − N0RT⋅43r3 (ρp − ρ0) (x2 − x1) g
Здесь n ₁ и n ₂ — концентрация частиц в поперечном сечении на высоте x ₁ и x ₂ соответственно, R — идеальная газовая постоянная, T — абсолютная температура, A — Константа Авогадро, r — радиус частицы, ρ0 — плотность коллоидных частиц, ρp — плотность дисперсионной среды, а g — ускорение свободного падения.
Страница не найдена | MIT
Перейти к содержанию ↓
Образование
Исследование
Инновации
Прием + помощь
Студенческая жизнь
Новости
Выпускников
О MIT
Подробнее ↓
Прием + помощь
Студенческая жизнь
Новости
Выпускников
О MIT
Меню ↓ Поиск Меню Ой, похоже, мы не смогли найти то, что вы искали!
Попробуйте поискать что-нибудь еще! Что вы ищете? Увидеть больше результатов
Предложения или отзывы?
аэрогелей как перспективные теплоизоляционные материалы: обзор
аэрогели представляют собой твердые вещества с высокой пористостью (<100 нм) и, следовательно, обладают чрезвычайно низкой плотностью ( ∼ 0.003 г / см ³) и очень низкой проводимостью ( ∼ 10 мВт / мК). В последние годы аэрогели привлекают все больше и больше внимания благодаря своим удивительным свойствам, а также их существующим и потенциальным применениям в широком диапазоне технологических областей. Обзор аэрогелей и их применения в качестве компонентов ограждающих конструкций здания и соответствующих улучшений с точки зрения энергоэффективности, включая характеристики, дается здесь. В этом обзоре рассматриваются теплоизоляционные свойства аэрогелей и исследования структурных особенностей, которые могут быть полезны для ограждающих конструкций зданий.Усовершенствования систем теплоизоляции имеют в будущем перспективы значительной экономии потребления первичной энергии. Можно сделать вывод, что аэрогели имеют большой потенциал в широком спектре применений, таких как энергоэффективная изоляция, окна, акустика и так далее.
1. Введение
Дефицит предложения, ограниченная доступность и рост цен на энергию во всем мире подчеркивают необходимость немедленного энергосбережения как в богатых нефтью, так и в нефтедобывающих странах. Эффективным способом экономии энергии является улучшение теплоизоляции зданий, особенно в жарком климате, где потребность в энергии для охлаждения с помощью кондиционирования воздуха сравнительно выше.Помимо потребности в энергосбережении, использование материалов с высокими изоляционными свойствами также оправдано повышенным уровнем комфорта и увеличением срока службы здания. Тепловые характеристики в значительной степени зависят от теплопроводности стенок ячеек и матрицы ячеек, а также излучения и конвекции, причем матрица ячеек является наиболее важным фактором при определении общих характеристик теплопередачи. Тепловые свойства некоторых общедоступных изоляционных материалов приведены в таблице 1.
S.номер Материал -значение (на дюйм) Зеленый Горючий Примечание
1 Минеральная вата —3,1 Да Нет или поддерживает горение
2 Стекловолокно —3,1 Да Нет Не впитывает воду
3 Полистирол (EPS) —4 Нет Да Сложно использовать для устранения недостатков; может стать дорогостоящим
4 Пенополиуретан —6.3 Нет Да Обеспечивает отличный звукоизоляционный материал
5 Целлюлоза —3,7 Да Да Содержит наибольшее количество переработанных материалов
Теплопроводность меняется со временем из-за изменений в составе клеточного матрикса. Температура окружающего воздуха и внешней поверхности здания в жарком климате Азии и Африки намного выше, чем в холодном климате Австралии, Европы и Америки, при расчете теплопроводности при старении следует учитывать температуру 38 ° C.Помимо специфических для продукта параметров изменения теплопроводности, средней температуры и водопоглощения также являются другими важными влияющими факторами.
Согласно IUPAC, аэрогель определяется как гель, состоящий из микропористого твердого вещества, в котором дисперсной фазой является газ [1]. Aegerter et al. определил аэрогели как гели, в которых жидкость заменена воздухом с очень умеренной усадкой твердой сетки [2]. Аэрогель — это в основном синтетический пористый сверхлегкий материал, полученный из геля, в котором жидкий компонент геля заменен газом; например, аэрогели графена настолько легкие, что могут лежать на листе травы.Сочетание высокой пористости и чрезвычайно маленьких пор обеспечивает аэрогели их исключительными свойствами: твердое тело с чрезвычайно низкой плотностью и низкой теплопроводностью [3]. Иногда аэрогели также известны под разными названиями, такими как замороженный дым, твердый дым, твердый воздух или синий дым из-за полупрозрачности и способа рассеивания света в материале [4]. Типичная структура аэрогеля показана на рисунке 1.
Аэрогели вместе с вакуумными изоляционными панелями являются одними из новых многообещающих высокоэффективных тепло- и звукоизоляционных материалов для возможных строительных применений и в настоящее время являются основным рынком для аэрогелей, в то время как другие приложения, такие как Также возможны абсорбенты, амортизаторы, хранилища ядерных отходов, аккумуляторы и катализаторы [5–13].Список имеющихся в продаже аэрогелей с их торговыми наименованиями приведен в Таблице 2.
S. номер Продукт Приложения Каталожные номера
1 Cabot (i) Пеллеты, композиты
(ii) Дневное освещение
(iii) Изоляция нефте- и газопроводов
(iv) Криоизоляция [73, 74]
2 Aspen aerogels (i) Строительные материалы
(ii) Гибкая изоляция одеяла
(iii) Нефтегазопровод
(iv) Аэрокосмическая промышленность, одежда [74–76]
3 Nanopore (i) Вакуумные изоляционные панели
(ii) Транспортные контейнеры
(iii) Холодильное оборудование
(iv) Одежда [74]
Аэрогели обычно характеризуются твердым телом низкой плотности, низким оптическим показателем преломления, низкой теплопроводностью, низкой скоростью звука через материалы, высокой площадь поверхности и низкая диэлектрическая проницаемость.
В этой статье авторы представили обзор аэрогелей и их применения в качестве компонентов ограждающих конструкций здания и соответствующих улучшений с точки зрения энергоэффективности. Сюда входят теплоизоляционные свойства аэрогелей и исследования конструктивных особенностей, которые могут быть полезны при ограждении зданий. Этот обзор состоит из двух частей: во-первых, общее обсуждение аэрогелей относительно того, как они обладают такими высокими термическими качествами и каковы их физические свойства, которые будут полезны при изготовлении изоляционных материалов, и, во-вторых, их замечательные свойства, обусловленные исключительными физическими и химическими свойствами. состав аэрогелей.
2. Аэрогели
Прохождение тепловой энергии через изоляционный материал происходит за счет трех механизмов: твердой проводимости, газовой проводимости и радиационной (инфракрасной) передачи. Сумма этих трех компонентов дает общую теплопроводность материала. Электропроводность — это внутреннее свойство конкретного материала. Улучшение термического сопротивления ограждающей конструкции здания может быть достигнуто за счет уменьшения теплопроводности.
Fricke et al.наблюдали, что как проводимость твердого тела, так и проводимость газа были пропорциональны плотности, как показано ниже: Hümmer et al. с использованием этих соотношений получено следующее соотношение для радиационной проводимости, которое является относительным уравнением теплопроводности непрозрачных аэрогелей кремнезема: где (кг / м ³) — плотность; «, и (Вт / м.К) — полная проводимость, проводимость для газа, проводимость для твердого тела и радиационная проводимость соответственно; — температура, а индекс 0 означает, что параметры относятся к эталонному материалу из аэрогеля [14].
Аэрогель состоит из более чем 90% воздуха, имеет чрезвычайно низкий вес, прозрачность и отличную теплопроводность. Благодаря всем этим свойствам аэрогель является идеальным материалом для теплоизоляции [15, 16]. Также их высокий коэффициент пропускания видимого солнечного света желателен для применения в окнах. Дальнейшее снижение теплопроводности аэрогеля может наблюдаться при вакуумировании ниже 50 гПа; теплопроводность снизилась из-за удаления порового газа. Суперизоляции с чрезвычайно низкой теплопроводностью могут быть реализованы с помощью вакуумированного высокопористого порошка, волокна или гелевых прокладок.Из-за эффекта Кнудсена теплопроводность может стать ниже, чем у неподвижного воздуха, то есть даже меньше 25 мВт / м · К [17].
Например, кремнеземный аэрогель представляет собой высокопористый материал с диаметром пор в диапазоне 10–100 нм. Пористость составляет более 90%, а теплопроводность ниже, чем у воздуха, что делает эти аэрогели высокоизолирующим материалом. Пространство, не занятое твердыми частицами в аэрогеле, обычно заполнено воздухом (или другим газом), если материал не герметизирован под вакуумом.Эти газы также могут переносить тепловую энергию через аэрогель. Поры аэрогеля кремнезема открыты и позволяют газу проходить через материал. Последний способ переноса тепла через кремнеземные аэрогели включает инфракрасное излучение [14]. Сулеймани Дорче и Аббаси сообщили о синтезе прозрачных аэрогелей на основе наноструктурированного кремния с диаметром пор 20–40 нм [18].
Молекулы воды не сильно взаимодействуют со стенками пор гидрофобного аэрогеля и поэтому не теряют много энергии при столкновении со стенкой, и движение этих молекул не будет значительно замедлено.Соответственно, аэрогель обладает высокой воздухопроницаемостью, то есть высокой селективностью проникновения между водяным паром и парами агента. Аэрогели титана продемонстрировали превосходную мезопористую структуру для применения в качестве фотоанодов сенсибилизированных красителями солнечных элементов с повышением эффективности преобразования энергии на 16% [19]. Кремнезем, полученный из золь-геля, нашел широкое применение в качестве биосовместимого каркаса для иммобилизации клеток. Впервые описан новый метод быстрого, воспроизводимого и чувствительного обнаружения ризобий с помощью аэрогелей [20].
Теплоизоляционные свойства аэрогелей также тесно связаны с их акустическими свойствами. Распространение звука в аэрогелях зависит от природы и давления газа внедрения, его плотности и, в более общем смысле, текстуры [21]. Различные области применения аэрогелей показаны на Рисунке 4.
3. Классификация аэрогелей
Аэрогели можно классифицировать на основе следующего [22]: (a) По внешнему виду (i) Монолит (ii) Порошок ( iii) пленка / войлок (b) на основе методов приготовления (i) аэрогель (ii) ксерогель (iii) криогель (iv) другие материалы, связанные с аэрогелем (c) на основе различных микроструктур (i) микропористый аэрогель (ii) ) Мезопористый аэрогель — (iii) Смешанный пористый аэрогель (d) На основе химической структуры (i) Оксиды (ii) Полимеры (iii) Смешанный (iv) Гибридный (v) Композитный.
4. Приготовление аэрогелей
Различные типы аэрогелей могут быть приготовлены с использованием оксида алюминия, хрома, оксида олова и углерода, но получение аэрогеля на основе диоксида кремния сравнительно проще и надежнее. Аэрогели синтезируются с помощью золь-гель процесса, состоящего из трех основных этапов [Рисунок 3].
(1) Препарат для геля . Твердые наночастицы увеличивают сшивание и, наконец, образуют трехмерную твердую сеть с порами, заполненными растворителем. Для начала в растворе создается гель, а затем жидкость осторожно удаляется, чтобы аэрогель оставался нетронутым; первоначально происходит создание коллоидной суспензии твердых частиц, известной как «золь»; например, силикагели синтезируются путем гидролиза мономерных тетрафункциональных и трифункциональных предшественников алкоксида кремния с использованием минеральной кислоты или основания в качестве катализатора [23, 24].Есть много способов создать золь-гели на основе диоксида кремния. Один из них заключается в смешивании тетраэтоксисилана Si (OC ₂ H ₅) ₄ с этанолом и водой для его полимеризации и получения силикагеля на водной основе, как показано в (3). Растворитель, такой как метанол, используется для извлечения и замены воды [25]:
(2) Старение геля . Придает прочность структуре геля. Приготовленный ранее гель выдерживается в маточном растворе [26]. Этот процесс старения укрепляет гель, так что на этапе сушки происходит минимальная усадка [27].После гелеобразования гель оставляют в растворителе нетронутым для завершения реакции. После завершения реакции образуется продукт аэрогеля. Неорганические аэрогели могут быть получены с помощью золь-гель обработки, метода, который требует использования алкоксидов или солей металлов в спиртовых или водных растворах и подвергания сверхкритической сушке.
(3) Сушка . Растворитель необходимо удалить, сохраняя при этом твердую сетку аэрогеля. Это можно сделать либо путем сверхкритической сушки, либо в условиях окружающей среды.Материалы аэрогеля обычно получают путем удаления растворителя, содержащегося в гелевой матрице, путем экстракции в сверхкритической текучей среде. Этого можно достичь, доведя систему растворителей геля до температуры и давления выше ее критических, а затем снижая давление выше критической температуры, пока не останется только пар.
В качестве альтернативы, система растворителей геля может быть извлечена из влажного геля подходящим растворителем. Жидкая двуокись углерода — самый популярный экстракционный растворитель, поскольку он недорог и имеет относительно низкие критические температуру и критическое давление [28–31].
Аэрогели диоксида кремния без трещин можно также получить путем замены растворителя и последующей модификации поверхности влажных гелей с использованием изопропилового спирта, триметилхлорсилана или раствора н-гексана [32]. Физика и химия, участвующие в синтезе аэрогелей, подробно описаны в литературе по аэрогелям [18, 23, 33–37].
Для плотного диоксида кремния проводимость твердого тела относительно высока (одно стеклянное окно пропускает большое количество тепловой энергии). Однако кремнеземные аэрогели содержат очень небольшую (~ 1–10%) долю твердого кремнезема.Кроме того, присутствующие твердые тела состоят из очень мелких частиц, связанных в трехмерную сеть со множеством «тупиков». Следовательно, перенос тепла через твердую часть аэрогеля кремнезема происходит по очень извилистому пути и не особенно эффективен [38]. Использование со-предшественника метилтриметоксисилана делает аэрогель гидрофобным и позволяет удерживать капли воды на поверхности [39]. Пористость кремнеземных аэрогелей была определена гелиевым пикнометрическим методом по следующей формуле и составила 1900 кг / м ³ [40]: где — объемная плотность, — плотность скелета.
Гидрофобные аэрогели также были получены с помощью метода сопрекурсоров, впервые предложенного Шмидтом и Швертфегером [13]. Было замечено, что скорости гидролиза и конденсации всех сопредшественников ниже, чем у TEOS, поскольку первый содержит одну или несколько нереакционноспособных алкил / арильных групп, которые не поддаются гидролизу, а трехмерная твердая сетка достигается в соответствии со следующей химической реакцией: Когда достаточное количество ТЭОС гидролизуется, силильные группы сопредшественника присоединяются к кластерам кремнезема в соответствии со следующими химическими реакциями: (6) Поскольку кластеры кремнезема присоединяются к негидролизуемым органическим группам (силил) на их поверхности, аэрогели становятся гидрофобный.Гидрофобность аэрогелей будет увеличиваться с увеличением количества алкильных / арильных групп, прикрепленных к поверхности [41].
В случае органических аэрогелей, полученных в результате золь-гель полимеризации резорцина с формальдегидом, компоненты теплопроводности четко коррелируют со структурой аэрогеля; то есть проводимость твердого тела может определяться пористостью и связностью между частицами, в то время как на проводимость газа может влиять размер пор, а удельное массовое поглощение инфракрасного излучения строительными элементами влияет на перенос излучения [42].
Полимерные аэрогели были приготовлены из смесей, содержащих фиксированное стехиометрическое количество формальдегида и различные пропорции резорцина (RF) и 2,4-дигидроксибензойной кислоты (DHBAF) с целью объединения преимуществ большого объема мезопор и содержания твердых веществ в RF аэрогелях. с ионообменной емкостью аэрогелей DHBAF, и результаты показывают, что свойства аэрогеля систематически меняются при изменении условий синтеза. Было обнаружено, что добавление R к смеси для синтеза приводит к увеличению значений площади поверхности, объема мезопор и среднего диаметра при одновременном сохранении ионообменной способности влажного геля [43, 44].
В TG-DTA некоторых образцов аэрогелей диоксида кремния наблюдается быстрое увеличение потери веса гидрофильных аэрогелей диоксида кремния при 50–100 ° C из-за испарения захваченного H ₂ O и спиртовых групп из гидрофильных аэрогелей диоксида кремния, которые были получены реакциями конденсации групп Si-OH и Si (OC ₂ H ₅), тогда как процент потери веса незначителен вплоть до температуры термостабильности в случае гидрофобных аэрогелей [42].
Влияние термической обработки на гидрофобность и удельную поверхность также исследовалось несколькими исследователями.Результаты этих исследований показывают, что гидрофобность кремнеземистого аэрогеля снижается с увеличением температуры нагрева до 350 ° C. При дальнейшем увеличении температуры нагрева до 500 ° C кремнеземный аэрогель становится полностью гидрофильным (рис. 2). Некоторые результаты для аэрогелей на основе сопрекурсоров MTES показывают, что гидрофобность кремнезема около 573 K, соответствующая окислению аэрогеля, может поддерживаться до 350 ° C [45, 46].

5. Структурные особенности
Аэрогели обладают необычным сочетанием высокой пористости и малого размера пор, что затрудняет определение характеристик пористости с помощью традиционных методов, таких как внедрение ртути, термопорометрия и адсорбция / десорбция азота.Все эти методы основаны на приложении капиллярного давления к сетке аэрогеля, которое может вызвать большие объемные сжатия, приводящие к неправильным значениям размера и объема пор [27]. Аэрогели характеризуются очень низкой проницаемостью, что можно объяснить размером пор, подходящим для переноса паров / газов воды, но не для молекул воды [46]. Некоторые аэрогели, такие как углеродные аэрогели, могут быть получены в виде монолитов, шариков, порошков или тонких пленок, что делает их перспективными материалами для применения в адсорбции и катализе [47, 48].Органические полимерные аэрогели являются важными нанопористыми материалами, и их нанопористая структура может быть модифицирована химическими реакциями. Эти свойства позволяют улучшить потенциал аэрогелей из углеродных нанотрубок по сравнению с нынешними углеродными аэрогелями для таких приложений, как датчики, исполнительные механизмы, электроды и термоэлектрические устройства [49]. Пористость обеспечивает как доступность молекул, так и быстрый массоперенос за счет диффузии, и по этим причинам аэрогели были частью области гетерогенных каталитических материалов более 50 лет.Высокая пористость и мезоскопический диаметр пор структур аэрогеля позволяют электролиту проникать через всю частицу аэрогеля [50].
Аэрогель обладает следующими характеристиками [22]: (1) Характеристики свойств (i) Сверхнизкая теплопроводность (ii) Сверхнизкий показатель преломления (iii) Сверхнизкая диэлектрическая проницаемость (iv) Большая площадь поверхности (v) Высокий показатель преломления (vi) Сверхнизкая относительная плотность (vii) Сверхвысокая пористость (2) Структурные характеристики (i) Гелеобразная структура на когерентных каркасах и порах нанометрового масштаба (ii) Иерархическая и фрактальная микроструктура (iii) Макроскопический монолит (iv) Случайно сшивающая сеть (v) Некристаллическое вещество.
6. Преимущества аэрогелей
На сегодняшний день аэрогели считаются одними из самых многообещающих теплоизоляционных материалов с высокими эксплуатационными характеристиками для применения в строительстве. Обладая низкой теплопроводностью (~ 13 мВт / мК), они демонстрируют замечательные характеристики по сравнению с традиционными теплоизоляционными материалами. Также более высокие коэффициенты пропускания в солнечном спектре представляют большой интерес для строительного сектора. Еще одним преимуществом аэрогелей является их видимая прозрачность для изоляционных материалов, что позволяет использовать их в окнах и световых люках, что дает архитекторам и инженерам возможность заново изобретать архитектурные решения [51].Например, низкая теплопроводность, высокая солнечная энергия и коэффициент пропускания дневного света в монолитном аэрогеле кремнезема делают его очень интересным материалом для использования в окнах с высокой энергоэффективностью [52]. Для криогенных систем предпочтительным вариантом является многослойная изоляция (MLI). Однако для оптимальной эффективности MLI требуется высокий вакуум. Порошковые изоляционные материалы, такие как стеклянные микросферы и шарики аэрогеля, показали себя многообещающими при мягком вакууме и имеют структурное преимущество в том, что их намного проще устанавливать и обслуживать [53, 54].Благодаря пористой структуре и низкой плотности аэрогели могут улавливать космические снаряды, летящие со сверхвысокой скоростью (порядка км с ⁻¹). НАСА использовало аэрогель для улавливания частиц космической пыли и для теплоизоляции скафандров [55–57]. Одним из многообещающих приложений, способствующих разработке высококачественного прозрачного кремнеземного аэрогеля, было использование этого материала с низкой плотностью в физике в качестве черенковского детектора [58].
Наши внутренние помещения загрязнены из-за выброса многих загрязняющих веществ, таких как хлорид из водопроводной воды, ЛОС из органических растворителей, формалин из мебели и красок, SO _x и NO _x в результате неполного сгорания газов и многих углеводородов , и так далее.Загрязняющие вещества, переносимые по воздуху, вызывают рост некоторых респираторных заболеваний и аллергий, таких как астма. Превращение переносимых по воздуху загрязнителей в нетоксичные соединения является эффективным способом их удаления и защиты окружающей среды. Аэрогели также можно использовать для очистки воздуха путем удаления переносимых по воздуху загрязняющих веществ и защиты окружающей среды от загрязняющих веществ [59]. Аэрогели потенциально более безопасны для окружающей среды, чем катализаторы на основе благородных металлов, из-за негативного воздействия на окружающую среду, связанного с добычей и обработкой металлов [60].
Модификация аэрогелей важна для достижения определенной функциональности, и такая адаптация может начаться в процессе золь-гель процесса либо после гелеобразования, либо после получения аэрогеля. Это может быть выполнено посредством (а) функционализации поверхности аэрогелей для регулирования адсорбционной способности и (б) нанесения полимерного покрытия на поверхность аэрогеля. Гибридные аэрогели могут включать в себя внутренние свойства аэрогелей (высокую пористость и площадь поверхности) с механическими свойствами неорганических компонентов, а также функциональность и биоразлагаемость биополимеров [61–63].
7. Ограничения аэрогелей
Широко распространенное использование материалов аэрогелей в настоящее время ограничено в основном из-за их (i) высокой стоимости производства, (ii) плохих механических свойств, (iii) проблем со здоровьем.
Сверхкритическая сушка — самый дорогой и рискованный аспект процесса изготовления аэрогелей [64]. В высшей степени желательной целью при приготовлении аэрогеля является устранение процесса сушки в сверхкритическом состоянии. Например, Гуо и Гуадалупе удалось синтезировать аэрогель на основе диоксида кремния из метастабильного пластинчатого композита посредством кооперативного взаимодействия между диоксидом кремния и поверхностно-активными веществами [65].Молекулы поверхностно-активного вещества, используемые для образования пор, могут быть удалены из сетки диоксида кремния с помощью традиционной экстракции растворителем. Пористая структура стабильна во время этой процедуры, в которой не используется сверхкритическая экстракция [66]. Аэрогели диоксида кремния очень хрупкие, но прочность монолитов аэрогелей диоксида кремния была улучшена более чем в 100 раз за счет сшивания строительных блоков наночастиц предварительно сформированных гидрогелей диоксида кремния с поли (гексаметилендиизоцианатом). Эти композитные монолиты намного менее гигроскопичны, чем природный кремнезем, и они не разрушаются при контакте с жидкостями [67].
Аэрогели вызывают механическое раздражение глаз, кожи, дыхательных путей и пищеварительной системы. Небольшие частицы аэрогеля при вдыхании могут вызвать силикоз и т. Д. И вызвать сухость кожи, глаз и слизистых оболочек. Следовательно, при работе с аэрогелями необходимо носить защитное снаряжение, включая средства защиты органов дыхания, перчатки и очки [68].
8. Выводы
Краски и покрытия могут использоваться для теплоизоляции зданий, работы были выполнены также в CSIR-CBRI [69].Но аэрогели быстро становятся альтернативным материалом для теплоизоляции из-за их сверхнизкой теплопроводности. При приготовлении аэрогелей сверхкритическая сушка — наиболее эффективный процесс. При обычном приготовлении аэрогелей используется дорогое сырье и сверхкритическая сушка, что препятствует коммерциализации. Понятно, что для крупномасштабного промышленного производства аэрогеля необходимо снизить стоимость и риски. Аэрогели можно использовать в качестве строительного материала только в том случае, если мы сможем использовать их высокие теплоизоляционные свойства при небольшом весе и низкой стоимости.
Мало что можно сделать для уменьшения переноса тепла через твердую структуру аэрогелей. Могут быть приготовлены аэрогели с более низкой плотностью (всего 0,003 г / см ³), что снижает количество присутствующего твердого вещества, но приводит к получению аэрогелей, которые являются более слабыми с механической точки зрения. Кроме того, по мере уменьшения количества твердых частиц средний диаметр пор увеличивается (с увеличением газовой составляющей проводимости). Поэтому они, как правило, не подходят для изоляции.Углерод является эффективным поглотителем инфракрасного излучения и в некоторых случаях фактически увеличивает механическую прочность аэрогеля. При атмосферном давлении добавление углерода снижает теплопроводность с 0,017 до 0,0135 Вт / мК [Рисунок 5]. Минимальное значение для углеродного композита ~ 0,0042 Вт / м · К соответствует ~ R30 / дюйм. Отсюда можно сделать вывод, что аэрогели имеют большой потенциал в будущем для широкого спектра применений, таких как энергоэффективная изоляция, окна, акустика и так далее [41, 70, 71].

Хиральный мезопористый SiO ₂ (CMS), как показано на рисунке 6, может быть синтезирован с аминокислотными блок-сополимерами, и их акустически индуцированные оптические эффекты Керра (AIOKE) оказались очень высокими по сравнению с нехиральным SiO ₂ и, следовательно, CMS могут быть использованы в устройствах квантовой электроники с акустическим управлением [72]. Недавно аэрогели из нанофибрилл целлюлозы (CNF) с превосходной упругостью во влажном состоянии и восстановлением формы при активации водой были изготовлены без химического сшивания путем самосборки из кристаллов льда, окисленных TEMPO, методом циклического замораживания и оттаивания.Основная проблема заключается в усилении аэрогелей путем сшивания целлюлозными полимерами или включения нановолокон на основе целлюлозы. Другой проблемой является снижение стоимости производства композитных / гибридных аэрогелевых материалов за счет сушки при комнатной температуре и технологии непрерывного производства.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.
Благодарность
Авторы благодарны директору CSIR-CBRI за его постоянное руководство и поддержку.
Полимеры | Бесплатный полнотекстовый | Исследование теплопроводности легких композитов на основе смол, наполненных полыми стеклянными микросферами
Береговые и мелководные углеводородные ресурсы постепенно истощаются из-за чрезмерной эксплуатации. Следовательно, в последние годы разработка глубоководных углеводородных ресурсов привлекает все большее внимание нефтяной промышленности [1,2,3]. Кроме того, морская транспортировка нефти включает некоторые уникальные особенности, такие как большие расстояния передачи, низкая температура воды и сложные компоненты сырой нефти [4,5].Во время транспортировки на большие расстояния в прохладной морской воде сырая нефть может легко образовывать кристаллы парафина или льда и осаждаться на оболочках нефтепровода, что снижает текучесть, вызывает закупорку и в конечном итоге приводит к аварии. Следовательно, необходимо провести некоторые обработки нефтепроводов для поддержания оптимальных условий внутри трубопроводов. Для достижения вышеуказанной цели существуют разные методы, но использование теплоизоляционных материалов за пределами нефтепроводов является одним из самых удобных.Таким образом, проектирование и разработка теплоизоляционных материалов очень важны для области морской техники [6,7]. Традиционные изоляционные материалы, включая натуральные материалы, неорганические волокнистые материалы и органические вспененные материалы, получили широкое распространение [2]. Среди них полимерные пены представляют собой микропористый материал, сделанный из полимерной матрицы, заполненной газом, который имеет низкую плотность, низкое водопоглощение, высокую пористость и отличные изоляционные характеристики. Это может быть подходящей альтернативой для преодоления технических ограничений традиционных конструкционных сплавов для глубоководных нефтепроводов из-за их высокой прочности наряду с их меньшей плотностью по сравнению с металлами [8].Полимерные пены, изготовленные на основе эпоксидной смолы, являются основным развитием синтаксических пен, которые могут быть рассмотрены для применения в композитных конструкциях, поскольку они демонстрируют хорошую адгезию на многих подложках, отличные механические свойства и высокую стабильность. Однако чистая эпоксидная пена всегда обладает высокой хрупкостью и высокой степенью измельчения, когда низкая плотность требуется для применения в нефтепроводах, а также недостаточна для нефтепроводов при строгой теплоизоляции. Преобладающим методом повышения способности полимерной пены препятствовать теплопередаче и сохранения определенных механических свойств является изготовление композитов путем введения дополнительных теплоизолированных наполнителей или множества поверхностей раздела в конечные материалы [9,10].Теоретически полые микросферы (например, полые стеклянные сферы, полые керамические сферы, полые пластмассовые сферы) имеют определенные преимущества, включая низкий коэффициент теплопроводности и низкую плотность, поскольку они содержат воздух или другой газ внутри [11,12,13]. Более того, полые микросферы вводят в смолу перед отверждением, чтобы одновременно создать контролируемое распределение пористости. Таким образом, они являются идеальным теплоизоляционным наполнителем для модификации полимерных смол в промышленности. Y. Liao et al.[14] изучили теплофизические свойства полых сфер из диоксида кремния с помощью экспериментальных испытаний, теоретических расчетов и моделирования методом конечных элементов и обнаружили, что полые сферы из диоксида кремния являются высокоэффективными теплоизоляционными материалами. С.Н. Патанка и др. [15] разработали полиэтиленовый композит с высокой прочностью на раздавливание и низкой теплопроводностью путем смешивания полых стеклянных сфер в полимерной системе. С другой стороны, тепловое поведение материалов можно оценить по эффективной теплопроводности [16,17].Понимание переноса тепловой энергии в материалах и прогнозирование теплопроводности композитов может помочь при разработке композитной системы и оптимизации структуры материала для достижения идеальных теплоизоляционных свойств материала для изоляции трубопроводов нефтепроводов [18]. Были предложены различные теоретические исследования и численные методы для изучения эффективной теплопроводности композиционных материалов [19], включая теорию эффективной среды, метод конечных элементов [20], метод решеточного Монте-Карло [1] и подход Максвелла [21]. ].Ляо и др. [20] использовали полые сферы из диоксида кремния и полиуретан для создания превосходной теплоизоляционной пленки. Авторы использовали моделирование методом конечных элементов для изучения совместимости полых сфер из диоксида кремния и полиуретана и расчета теплопроводности композита. G. Gedler et al. [22] разработали поликарбонат-графеновые нанокомпозитные пены и исследовали их теплопроводность, где для расчета теплопроводности использовались трехфазная модель (газ, полимерная матрица и наполнитель) и двухфазная модель (газовая фаза и композитная фаза). пеноматериалов.Результаты показали, что значения теплопроводности лучше подходят для трехфазной модели. Среди всех эффективных методов исследования теплопроводности, описанных выше, математические методы предлагают простой способ моделирования конкретных геометрических форм и явлений, которые могут выступать в качестве альтернативы традиционному анализу методом конечных элементов и аналитическому подходу. Однако математические модели теплопроводности в большинстве исследований включают композиты с твердыми частицами или другие композиты с полимерной матрицей [14,23,24], в то время как сообщения о математических моделях эпоксидных смол с полыми стеклянными сферами микроскопических размеров относительно немногочисленны.Таким образом, математическая модель теплопроводности, которая является более точной и близкой к реальной конструкции полой стеклянной микросферы (HGM) / эпоксидной смолы (EP), должна быть разработана для применения в глубоководных нефтепроводах. Кроме того, необходимо систематически изучать взаимосвязь между эффективной теплопроводностью полимерных композитов, наполненных ПГМ, и параметрами материала (размеры и содержание вместе).
В этой статье легкие и теплоизолированные (LWTI) композиты были приготовлены с использованием полимера эпоксидной смолы в качестве матрицы и HGM в качестве теплоизоляционного наполнителя.Систематически изучалась взаимосвязь между эффективной теплопроводностью композитов HGM / EP LWTI и параметрами материала. Трехфазная модель была построена для прогнозирования эффективной теплопроводности композитов HGM / EP LWTI, и эти результаты прогноза были сопоставлены с экспериментальными данными для систематического анализа изоляционного механизма композитов HGM / EP LWTI. Кроме того, были исследованы морфология, плотность и механические свойства композитов HGM / EP LWTI.
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:
В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
Аэрогель Технологии, ООО | Часто задаваемые вопросы
Аэрогели являются чрезвычайно хорошими теплоизоляционными материалами по нескольким причинам. Во-первых, важно понять, как тепло передается через материалы. Тепло передается через материал тремя различными способами: посредством проводящего переноса, то есть через твердую часть материала; конвективным переносом, то есть переносом газа, диффундирующего через материал; и посредством переноса излучения, то есть с помощью электромагнитной энергии, подобной инфракрасной энергии, проникающей через материал.
Аэрогели — это материалы с чрезвычайно низкой плотностью, обычно 50-99,98% воздуха по объему. Это означает, что у аэрогелей очень небольшая масса, через которую может проходить тепло. Кроме того, твердая часть аэрогеля сильно разупорядочена и, таким образом, делает неэффективным отвод тепла через небольшие твердые частицы.
Кроме того, аэрогели имеют чрезвычайно крошечные поры, обычно диаметром от 2 до 50 нм. Эти поры на самом деле настолько крошечные, что они меньше, чем длина свободного пробега воздуха при комнатной температуре и давлении, то есть среднее расстояние, которое может пройти молекула воздуха, прежде чем столкнется с другой молекулой воздуха, больше, чем ширина пор в типичный аэрогель.В результате воздуху чрезвычайно трудно диффундировать и переносить тепловую энергию через аэрогель за счет конвекции. Это явление, называемое эффектом Кнудсена, отличает аэрогели от традиционных пен, которые обычно имеют размер пор от десятков до тысяч микрон в диаметре и, таким образом, пропускают больше тепла за счет конвекции.
Аэрогели не обязательно хороши в подавлении переноса излучения, поэтому при высоких температурах тепло может проходить через аэрогели в виде инфракрасной энергии.В результате, коммерческие изоляционные продукты из аэрогеля включают дополнительные материалы, называемые ИК-глушителями, встроенными в аэрогель для отражения и / или поглощения инфракрасной энергии. Это помогает ограничить перенос излучения, делая изоляторы из аэрогеля отличными изоляторами при высоких температурах, а также при комнатной температуре.
керамика, шамот, красный, коэффициент, коэффициент изоляции воздушного шума кирпичной кладки, дерева и пеноблока, видео инструкция по монтажу своими руками, фото и цена. Теплопроводность силикатного кирпича.Плотность, вода
Современный строительный рынок все чаще пополняется новыми материалами, которые радуют потребителя качественными характеристиками, улучшенными свойствами, обновленными характеристиками. Их преимущества перед традиционными неоспоримы благодаря преобладанию сразу нескольких характеристик по многим значимым параметрам.
С появлением новых технологий в строительной отрасли нельзя забывать и о хорошо зарекомендовавших себя строительных материалах. Например, кирпичные материалы во все времена были востребованными, и никакие факторы не могли повлиять на уровень их популярности.Из них большая часть построек была возведена, так как они обладают способностью противостоять различным климатическим условиям.
С давних времен и до наших дней это строительное изделие выдерживает большие нагрузки, оно проходит долгую проверку временем. Прочность, долговечность, экологические свойства, водостойкость, морозостойкость, звуко- и теплоизоляционные характеристики относят его к лучшим строительным материалам.
Что такое теплопроводность?
Тем не менее, одним из мощных свойств кирпича является теплопроводность (Т) — способность пропускать тепло через себя, несмотря на разные температуры.Он указывает, насколько теплая кирпичная стена, насколько этот материал способен проводить и передавать тепло.
Керамические изделия используются при возведении несущих стен, перегородок между комнатами, облицовки — дают возможность придать дому и прилегающему забору аккуратный и достойный вид, презентабельный вид, создать неповторимый стиль, а также увеличить тепло в доме. . При выборе строительных материалов для возведения полов, стен и полов это самые важные факторы.

На вопрос: «Как определить значение тепловых характеристик?», Отвечают специалисты с богатым и многолетним опытом работы. Они авторитетно настаивают на том, что многочисленные виды кладки детально изучены в лабораторных условиях. В соответствии с полученными данными устанавливается определенный коэффициент теплопроводности кирпича.
Индикаторы
указывают на разные температуры, так как тепловая энергия имеет способность постепенно переходить из горячего состояния в холодное.При достаточно высоких температурах этот процесс можно увидеть открыто. Высокая интенсивность теплопередачи за счет изменения температуры.
Коротко о законе Фурье
Для более глубокого изучения теплопроводности и теплового потока с учетом площади поперечного сечения ученые Фурье вывели специальный закон, показывающий, как существующие материалы отлично сохраняют тепло и улучшают их изоляцию.
Величина степени теплоотдачи обозначается специальным коэффициентом (QD) — λ, а тепловая энергия измеряется в ваттах.Последний снижает свой уровень при прохождении расстояния 1 мм с перепадом температур в 1 градус. В результате меньшая потеря энергии более выгодна, а строительный материал с маленькой КТ относится к более теплым.
Параметр теплопроводности во многом обусловлен плотностью, с уменьшением его уровня уменьшается и тепловой показатель. То есть плотные тяжелые образцы имеют более высокое значение Т, а меньший вес и меньшая прочность указывают на малую Т. Для увеличения Т они влияют на состав материала, его плотность, соблюдение способа изготовления, влагостойкость.
Теплопроводность кирпича разных типов
По справочным данным теплопроводность силикатного кирпича (сухой) составляет 0,8 Вт / м * К, Т кладки из него — 0,7 Вт / м * К. Значение этого параметра у керамического кирпича выше, Т кладки из него — 0,9. Вт / м * К. Следовательно, тепловой показатель передачи энергии у силиката меньше, чем у керамики, то есть первый дольше сохраняет тепло, поэтому его используют для отделочных работ на фасадах зданий за счет лучшего обеспечения теплоизоляционных характеристик.

Теплопроводность пустотелого кирпича составляет 0,3-0,4 Вт / м * К, то есть потери тепла увеличиваются почти вдвое. В результате такие постройки требуют дополнительного утепления.
Облицовка кирпича по этой характеристике зависит от вида, так как он делится на керамический, силикатный и клинкерный. Самый высокий уровень Т у клинкера, самый низкий — у керамики. Силикат намного холоднее керамики, и наиболее популярным в этом плане является гиперпрессованный.Чем плотнее и прочнее строительный материал, тем выше уровень его т.
.
Красный кирпич имеет коэффициент теплопроводности в зависимости от технологии его производства. За счет достаточной плотности и пустотности от 40% до 50% Т составляет 0,2 — 0,3 Вт / м * К. При таком значении толщина стен может быть значительно меньше, чем в здании из силиката.

Из всех остальных показателей очень важен уровень тепловых характеристик шамотного кирпича. Самое главное учитывать этот фактор при строительстве печей, а также каминов.Умение быстро отдавать тепло просто незаменимо, если вы хотите иметь такие виды отопления в своем доме.
Как известно, степень передачи тепловой энергии формируется такими различными качественными характеристиками: массой, объемом, влажностью, пористостью, плотностью, влажностью, типами добавок. Большое количество пор, содержащих воздух, создает низкий уровень теплопроводности. Для обеспечения тепла в жилище следует выбирать стройматериалы с низким значением СТ, так как это напрямую влияет на выбор технологии утепления стен и системы отопления.
Итак, каждый вид кирпича имеет свой коэффициент теплопроводности (КТ), измеряемый в Вт / м ° C или в Вт / м * К. Для силикатных, керамических, полнотелых и пустотелых данные приведены выше. Облицовочная (лицевая) керамика имеет довольно низкий уровень — 0,3 — 0,5, а гиперпрессованная, наоборот, — 1,1. Красная пустота — всего 0,3 — 0,5, «сверхэффективная» — от 0,25 до 0,26, полнотелая — от 0,6 до 0,7, глина — 0,56.
Кирпичные изделия разных производителей имеют разные физические характеристики.Поэтому строительные работы необходимо вести с учетом значений указанных коэффициентов, указанных в документации от производителя. Перед началом работ следует изучить всю сопутствующую информацию, прислушаться к рекомендациям опытных профессиональных строителей и только после этого быть готовым приступить к намеченному строительству.
Учитывается теплопроводность кирпича различных типов (силикатный, керамический, облицовочный, огнеупорный). Произведено сравнение кирпича по теплопроводности; коэффициенты теплопроводности огнеупорного кирпича представлены при различных температурах — от 20 до 1700 ° С.
Теплопроводность кирпича существенно зависит от его плотности и конфигурации пустот. Кирпичи с меньшей плотностью имеют более низкую теплопроводность, чем высокую. Например, пенобетонный, диатомовый и изоляционный кирпич плотностью 500 … 600 кг / м 3 имеют низкое значение теплопроводности, которое находится в диапазоне 0,1 … 0,14 Вт / (м · град). .
Кирпич в зависимости от состава можно разделить на два основных типа: керамический (или красный) и силикатный (или белый).Величина теплопроводности кирпича этих типов может существенно различаться.
Кирпич керамический. Изготовлен из высококачественного красного цвета, составляющего около 85-95% его состава, а также других компонентов. Этот кирпич изготавливается методом формования, сушки и обжига при температуре около 1000 градусов по Цельсию. Теплопроводность керамического кирпича различной плотности составляет 0,4 … 0,9 Вт / (м · град).
Сфера применения керамического кирпича делится на рядовой строительный, огнеупорный и облицовочный.Лицевой декоративный (облицовочный) кирпич имеет ровную поверхность, однородный цвет и применяется для облицовки зданий снаружи. Теплопроводность облицовочного кирпича составляет 0,37 … 0,93 Вт / (м · град).

Кирпич силикатный. Изготовлен из очищенного песка и отличается от керамики по составу, цвету и теплопроводности. Теплопроводность силикатного кирпича несколько выше и составляет от 0,4 до 1,3 Вт / (м · град).
Сравнение кирпичей по теплопроводности на 15… 25 ° С
Кирпич Плотность, кг / м 3 Теплопроводность, Вт / (м · град)
Пеношамотный 600 0,1
Диатомит 550 0,12
Изоляция 500 0,14
Кремнезем — 0,15
Бурли 700… 1300 0,27
Облицовка 1200… 1800 0,37… 0,93
Силикатная щель — 0,4
Керамика красная пористая 1500 0,44
Керамический полый — 0,44… 0,47
Силикат 1000… 2200 0,5… 1,3
Шлак 1100… 1400 0,6
Керамика красная плотная 1400… 2600 0,67… 0,8
Силикат из тех.по voids — 0,7
Клинкер полнотелый 1800… 2200 0,8… 1,6
шамот 1850 0,85
динас 1900… 2200 0,9… 0,94
Хромит 3000… 4200 1,21… 1,29
Хромомагнезит 2750… 2850 1,95
Хром-магнезит жаропрочный 2700… 3800 4,1
Магнезит 2600… 3200 4,7… 5,1
Карборунд 1000… 1300 11… 18
Теплопроводность кирпича зависит также от его структуры и формы:
пустотелый кирпич — изготавливается с пустотами, сквозными или глухими и имеет более низкую теплопроводность по сравнению с сплошным изделием.Коэффициент теплопроводности пустотелого кирпича составляет от 0,4 до 0,7 Вт / (м · град).
полнотелый — используется, как правило, при основном возведении несущих стен и конструкций и имеет большую плотность. Полнотелый силикатный и керамический кирпич проводят тепло лучше, чем пустотелый в 1,5-2 раза.
Обжиговой или огнеупорный кирпич. Предназначен для использования в агрессивных средах, применяется для закладки печей, каминов или теплоизоляции помещений, находящихся под воздействием высоких температур.Огнеупорный кирпич обладает хорошей термостойкостью и может использоваться при температуре до 1700 ° С.
теплопроводности огнеупорного кирпича при высоких температурах увеличиваются и может достигать значения 6,5 … 7,5 Вт / (м · град). Более низкая теплопроводность по сравнению с различными пенобетонными и диатомитовыми кирпичами. Теплопроводность такого кирпича при максимальной температуре применения (850 … 1300 ° С) составляет всего 0,25 … 0,3 Вт / (м · град). Следует отметить, что коэффициент теплопроводности шамотного кирпича, который традиционно используется для кладки печей, выше и равен 1.44 Вт / (м · град) при 1000 ° C.
Теплопроводность огнеупорных кирпичей в зависимости от температуры Кирпич
Плотность, кг / м 3 Теплопроводность, Вт / (м · град) при температуре, ° С
20 100 300 500 800 1000 1700
Диатомит 550 0,12 0,14 0,18 0,23 0,3 — —
динас 1900 0,91 0,97 1,11 1,25 1,46 1,6 2,1
Магнезит 2700 5,1 5,15 5,45 5,75 6,2 6,5 7,55
Хромит 3000 1,21 1,24 1,31 1,38 1,48 1,55 1,8
Пеношамотный 600 0,1 0,11 0,14 0,17 0,22 0,25 —
шамот 1850 0,85 0,9 1,02 1,14 1,32 1,44 —
Источники:
Физические величины.Справочник. Бабичев А.П., Бабушкина Н.А. и другие; Автор: ed. ЯВЛЯЕТСЯ. Григорьева — М .: Энергоатомиздат, 1991 — 1232 с.
Таблицы физических величин. Справочник. Эд. Акад. И.К. Кикоин. М .: Атомиздат, 1976. — 1008 с. строительная физика, 1969 — 142 с.
Духовки промышленные. Справочное руководство по расчетам и проектированию. 2-е издание, дополненное и переработанное, Казанцев Э. И. М .: Металлургия, 1975 — 368 с.
Х. Вонг. Основные формулы и данные по теплопередаче для инженеров.Справочник. М:. Атомиздат 1979 — 212 с.
Кирпич в строительстве используется везде, как для крупногабаритных построек, так и для частных построек. Такая популярность оправдана, ведь этот строительный материал имеет множество параметров, в том числе прочность, долговечность и относительно хорошую звуко- и теплоизоляцию. Основным конкурентом в частном строительстве здесь является древесина, поэтому сравним теплопроводность кирпича и дерева.
Для начала разберемся, что такое кирпич, какие бывают его разновидности, что, где и когда используют.После этого вам будет представлен обзор деревянных строительных материалов с описанием их качеств и недостатков. Ну и в заключение делаем вывод, какой материал лучше и как его правильно применять в строительстве.
Конечно же, мы уделим много внимания теплопроводности, и опишем этот параметр для всех рассматриваемых здесь видов стройматериалов. Сравнение даст вам возможность сделать правильный выбор.
Виды кирпича
Клинкер
Эта разновидность имеет самую высокую теплопроводность.Именно поэтому, несмотря на прекрасные качественные показатели прочности, при возведении стен этот материал используется редко. Его чаще всего используют для мощения дорог и устройства полов в производственных помещениях.
Коэффициент (λ) равен значению — 08 — 09 Вт / (м * К). Это очень большой показатель, который делает бессмысленным использование клинкера для строительства утепленных конструкций. Для этих целей есть другие строительные материалы.
Силикат
Далее идет строительный материал из силиката.Разновидностей этого строительного продукта много, и уровень теплопотерь здесь напрямую зависит от веса агрегата. То есть, чем меньше весит силикатный брикет, тем меньше потерь тепла будет у построенного из него здания.
Таким образом, твердый брикет, например, двойной силикатный кирпич М 150, будет значительно терять тепло (λ — 0,7 — 0,8). Но уже щелевой силикат будет иметь коэффициент равный значению — 0,4, что почти вдвое эффективнее.
Однако силикат, будучи дешевым продуктом, требует качественной дополнительной изоляции.Да и по показателям прочности и долговечности он довольно посредственный.
Керамика
Сюда входят:
Полнотелый
Пустотелый.
Огнеупор.
Прорези.
Теплая керамика.
Все эти материалы используются при кладке. У каждого из них своя ценность сохранения и теплопотерь. Логично, что у полнотелого материала самый слабый показатель сохранения тепла — 05-0.8 Вт / (м * К). Это связано с его весом.
Отдельно стоят огнеупорные керамические строительные материалы. Например, теплопроводность шамотного кирпича принимает значение 06-08 Вт / (м * К). Этот индикатор практически идентичен индикатору.
Это совпадение неудивительно, поскольку шамот — это брусок из обожженной глины с улучшенными огнеупорными качествами.
Прочие виды
Следует отметить, что теплопроводность керамического кирпича самая низкая среди всех видов строительных материалов такого типа.Понятно, что дело в том, что не вся керамика не теплопроводна, как было отмечено выше, многое зависит от веса строительного брикета.
Итак, самая непроводящая керамика — это керамика, а теплая керамика мы отмечали ранее. Пористый брус, изготовленный таким образом, что помимо имеющихся трещин, он также имеет особую структуру, уменьшающую собственный вес. Этот фактор дает возможность экономить тепло.
Или, может быть, дерево
Дерево тоже вариант.
Преимущества деревянных конструкций
Как уже упоминалось в начале, мы сравниваем теплопроводность кирпичной кладки и деревянных конструкций.Естественно, без обзора свойств самого этого дерева у нас ничего не получится. Сравниваем не только теплопроводность, но и другие важные характеристики.
Итак, начнем с индекса сохранения тепла. Деревянные конструкции здесь лучше многих кирпичных аналогов. Дерево в силу своих особенностей имеет гораздо меньший коэффициент λ.
Но обо всем по порядку. Сравнивая теплопроводность дерева и кирпича, нужно понимать, что древесина бывает разной.
Вот наиболее часто используемые породы деревьев, а также изделия из них:
Массив дуба.
Хвойные породы.
ДСП и аналогичные плиты.
Все они имеют коэффициент теплопроводности, который значительно меньше, чем у кирпичных строительных материалов. Самый низкий показатель древесины, которая разрезается вдоль волокон. Там λ равно 0,1.
Но даже для древесины, распиленной поперек волокон, показатель теплопотерь минимален — 0,18 — 0.23 Вт / (м * К). DSP имеет это значение в диапазоне 0,15 Вт / (м * К).
Недостатки деревянных конструкций
Становится ясно, что древесина больше подходит для возведения стен в зданиях, так как она обладает лучшими свойствами, необходимыми для экономии тепла. Но почему кирпичная кладка все же более распространена?
Ответ прост. Несмотря на то, что коэффициент теплопроводности кирпича выше, чем у деревянной конструкции, последняя имеет ряд недостатков, которые подталкивают строителей в пользу кладки.
К этим недостаткам относятся:
Цена. Качественная древесина, особенно цельная (а другая для возведения стен и не подходит) стоит довольно больших денег.
Прочность. Несмотря на свою стоимость, дерево недолговечно, подвержено таким неприятностям, как усадка, образование посинения, гниль и т. Д. Чтобы всего этого избежать и продлить срок службы, деревянные конструкции необходимо дополнительно обрабатывать специальными веществами. .
Пожарная опасность Дерево горит.И горит довольно хорошо. Кирпичная кладка, а тем более шамот, во много раз пожаробезопасна, чем деревянная конструкция.
Воздействие факторов окружающей среды. Дерево очень боится солнца, осадков и прочего.
Понятно, что наличие столь существенных недостатков, устранение которых требует больших денежных затрат, отпугивает потенциального потребителя. Отличная теплопроводность деревянных конструкций не способна спасти положение, и большее количество потребителей отдают предпочтение кирпичным конструкциям.
В основном из дерева строят элитное жилье, на котором никто не думает экономить. Для обычных построек используется старый добрый строительный кирпич.
Приступаем к делу
Итак — выбор очевиден.
Что построить
Итак, мы решили, что лучшим вариантом для возведения стен будут керамические стройматериалы. Хотя эти изделия не блещут низкими теплопроводными свойствами, однако по другим показателям они намного привлекательнее дерева.
Понятно, что создать теплый дом из одного кирпича не удастся. Понадобится грамотная дополнительная изоляция.
Не будем здесь останавливаться на том, какими материалами лучше утеплить стены. Отметим лишь некоторые случайные моменты.
Коэффициент теплопроводности кирпичной стены, как уже говорилось, довольно высокий (доходит до значения 0,8 в зависимости от типа материала). При использовании в зимнее время кирпичной кладки и теплоизоляционного материала могут возникнуть проблемы, связанные с накоплением влаги внутри стены.Это очень негативно сказывается на его качественных свойствах и долговечности.
Чтобы предотвратить такую ситуацию, есть одна инженерная уловка. Об этом и поговорим дальше.
Да, такая уловка называется воздушной прослойкой в кирпичной кладке. О нем знают многие, но не все правильно его создают.
Вот инструкция по созданию воздушного зазора:
В первом ряду кладки между кирпичными брусками оставлены зазоры, которые нельзя заполнить цементным раствором.Расстояние между этими промежутками должно быть около 1 метра.
По всей высоте стены между кирпичной кладкой и изоляцией остается небольшое пространство, через которое воздух должен «проходить».
Таким образом создается вентиляция, а температура в помещении регулируется.
Примечание! Ни в коем случае нельзя делать стяжку или другое перекрытие на последнем ряду кладки, которое закрыло бы путь для циркуляции воздуха. Тем самым вы лишаете всю идею воздушной прослойки.
Последняя
Как видите, теплопроводность кирпичной кладки можно снизить, не прибегая к каким-либо радикальным методам. И самое главное, вам не нужно тратить большие суммы денег или жертвовать качественными показателями своего дома.
Кроме того, если вы решили создать стены из огнеупорного кирпича материала, то вы получите дополнительную степень безопасности, которую вы бы не достигли пути создания основы дерева. Несмотря на то, что теплопроводность шамотного кирпича довольно высока, все же хороший выбор в пользу безопасности.
Также следует отметить и показатель изоляции воздушного шума кладки. Как и теплопроводность, сверхкачественных показателей у него нет, но вполне достаточно. А с дополнительной звукоизоляцией вы будете чувствовать себя очень комфортно.
При создании муфты из керамического материала показатель воздушного шума колеблется на границе 50 дБ. Это среднее значение с тенденцией к занижению.
Впрочем, вполне комфортно. При армировании кладки звукоизоляционными материалами можно повысить значение шумоизоляции до стабильного среднего значения.
Вывод
Понятно, что кладку можно сделать своими руками. На нашем сайте вы найдете много информации о том, как это сделать. Вы найдете информацию о кладке, как из кирпича, так и из пеноблока. Этот материал, кстати, интересен многими своими характеристиками.
Говоря о теплопроводности красного кирпича, хотелось бы закончить разговор на следующем. Этот показатель очень важен для дома: не пренебрегайте им, и тогда тепло не уйдет из вашего дома.Если у вас остались вопросы, то в представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по этой теме.

Новые материалы не могут не восхищать своими характеристиками и возможностями. Польза строительных технологий с их помощью неоспорима. Искусственные и комбинированные строительные материалы превосходят традиционные сразу по нескольким ключевым параметрам, а зачастую и в несколько раз. Однако нельзя сбрасывать со счетов традиционные материалы: кирпич, например, был и остается востребованным.
Большинство построек кирпичное: в этом нетрудно убедиться. То есть все знают о способности этого материала успешно противостоять атмосферным явлениям.
Известны также механическая прочность и долговечность этого материала, а также экологическая безопасность. Кроме того, кирпич обладает хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами, морозостойкостью. Все эти качества делают его одним из лучших строительных материалов.
Виды кирпича
Ранее этот материал выпускался двух видов: белый (силикатный) и красный (керамический) полнотелый.Иногда встречались керамические пустоты. Современные керамические кирпичи бывают разных цветов и оттенков: желтого, кремового, розового, бордового. Их фактура тоже может быть разной. Однако по способу изготовления и составу они все же подразделяются на керамические и силикатные.
У них нет ничего общего, кроме геометрических параметров. Керамика состоит из обожженной глины (с различными добавками), а силикат — из извести, кварцевого песка и воды. Тактико-технические характеристики обоих типов регламентируются разными нормативными документами, которые обязательно учитываются в строительной отрасли.
Керамический кирпич более популярен. Его разновидности: полнотелые, пустотелые, облицовочные с разной текстурой поверхности. Свойства этого строительного материала и его эстетические качества, разнообразие цветов и форм делают его уникальным и подходящим для возведения любых построек.
Назначение кирпича различных типов и их отличительные особенности
Кирпич по назначению делится на специальный, строительный и облицовочный. Конструкция применяется для кладки стен, фасады — для украшения фасадов, а в особых случаях — для особых (например, для кладки печи, камина или дымохода).
Полнотелый кирпич содержит не более 13% пустот: он используется для возведения стен (внешних и внутренних), столбов, колонн и т. Д. Конструкции из такого материала способны нести дополнительную нагрузку за счет высокой прочности на сжатие, изгиб и хорошей морозостойкости керамического кирпича. Теплоизоляционные свойства зависят от пористости, а от нее зависит водопоглощение, способность материала сцепляться с кладочным раствором. Этот материал имеет не очень хорошее сопротивление теплопередаче, в связи с чем стены жилых домов должны быть выполнены достаточной толщины или дополнительно утеплены.

В пустотном кирпиче объем пустот может достигать 45% от общего объема изделия, следовательно, его вес меньше, чем у полнотелого. Подходит для возведения светлых стен и наружных стен, они заполняют каркасы многоэтажных домов. Пустоты в нем могут быть как сквозными, так и закрытыми с той или иной стороны. Форма пустот — круглая, квадратная, овальная, прямоугольная. Они располагаются вертикально и горизонтально (последнее менее удачно, так как такая форма менее прочная).
В пустотном кирпиче объем пустот может достигать 45% от общего объема изделия.
Пустоты могут сэкономить довольно много материала, из которого можно сделать кирпичи. Кроме того, он значительно повышает его теплоизоляционные свойства. При этом важно, чтобы консистенция раствора была настолько густой, чтобы он не заполнял воздушные полости.
Кирпич облицовочный применяют соответственно для облицовки зданий. Обычно его размеры такие же, как у стандартного, но в продаже есть и изделия меньшей ширины.Чаще всего его делают пустотелым, что определяет его высокие тепловые характеристики.
Среди специальных кирпичей наиболее распространены огнеупорный (обжиговый) и теплоизоляционный. Оба используются для строительства каминов и печей (в том числе мартеновских). Они сделаны из особой шамотной глины, но имеют другое предназначение. Огнеупор предназначен для выдерживания температур свыше 1600 ° С, а теплоизоляционный — для предотвращения нагрева наружных стен печей и потерь тепла. Если построить стены из этого материала, они хорошо сохранят тепло.Но слабая прочность материала позволяет только заливать их стены.
Клинкерный кирпич облицовывает цоколи зданий. Обладает высокой морозостойкостью и механической прочностью за счет использования при их изготовлении огнеупорных глин. Необработанный обжиг проводится при более высоких температурах, чем обычно.
Что такое теплопроводность
Этот термин относится к способности материала передавать тепловую энергию. Эта способность в данном случае выражает коэффициент теплопроводности кирпича.Для клинкера этот показатель составляет порядка 0,8 … 0,9 Вт / м К.
Силикат имеет меньшую теплопроводность и в зависимости от количества содержащихся в нем пустот делится на: щелевые (0,4 Вт / м · К), с техническими пустотами (0, 66 Вт / м К), полнотелая (0,8 Вт / м К).
Керамика еще легче, поэтому этот показатель еще меньше. Для полнотелого кирпича она находится в пределах 0,5 … 0,8 Вт / м K, для щелевого кирпича — 0,34 … 0,43 Вт / м K и для пористого кирпича — 0,22 Вт / м K. Характеризуется пустотелый кирпич. на 0.57 Вт / м К. Этот показатель непостоянен и варьируется в зависимости от пористости материала, количества и расположения пустот.
Утверждение о том, что кирпич обладает высокой теплопроводностью, не совсем верно: некоторые виды этого материала проводят тепло даже хуже, чем газобетонные блоки. Сочетание прочностных свойств полнотелого кирпича и теплоизоляционных свойств пустотелой (а еще лучше — пористой керамики) позволяет строить надежные и энергоэффективные здания.
Производство полых керамических изделий в России стало составлять около 80%.Значительно расширился ассортимент эффективных керамических изделий, в том числе из пористой керамики. Оборудование для производства пустотелого кирпича и камня в основном импортное, приобретение которого началось в первые годы перестройки. В кирпиче и камне допустимые размеры щелевых пустот увеличены с 12 до 16 мм, диаметр вертикальных цилиндрических пустот и размер стороны квадратных пустот — с 16 до 20 мм. Более крупные пустоты введены в ГОСТ 530-95.При этом Госстрой России планировал поручить НИИ совместно со строителями разработать новые технологии кладки, исключающие заполнение пустот раствором, аналогичным зарубежным.
Поскольку работы по новым технологиям не завершены, большинство строительных организаций продолжают кладку стен по технологии, разработанной для полнотелого кирпича. В результате расход раствора для кладки стен увеличился с 0.От 20-0,24 м 3 до 0,3-0,4 м 3, что привело к набегам цемента 50-100 кг на кубометр кладки и раствора до 300 кг. Попавший в пустоты раствор снижает теплозащитные свойства стен без улучшения их прочностных свойств. Экспериментальные исследования температурно-влажностного режима кладки из современного пустотелого кирпича и камня позволили ввести в новый ГОСТ 530-2007 требования, отражающие современную ситуацию в кирпичной промышленности и строительстве.Было бы неправильно вводить обязательные требования, ограничивающие размер пустот в кирпичах и камнях до 8-12 мм, так как это повлечет временную остановку для многих предприятий. При этом избежать заполнения раствором пустоты размером более 12 мм можно при возведении стен с применением различных технологических приемов. Решение, принятое в ГОСТ 530-2007, позволяет фабрикам и строителям самостоятельно выбрать для себя более приемлемый вариант.
Новые требования, внесенные в стандарт, отражают заинтересованность строительной отрасли в объективной оценке тепловых характеристик продукции и улучшении ее качества.Определение коэффициента теплопроводности пустотелой кирпичной и каменной кладки будет проводиться на фрагменте стены, выполненной по технологии, исключающей заполнение пустот кладочным раствором. то есть с такой же скоростью потока по сравнению с полнотелыми. Этот метод позволяет производителю сравнивать тепловые характеристики своей продукции с производимой на других заводах, поскольку изготовление фрагмента стены для испытаний полностью исключает эффект нарушений технологии кладки стены, часто допускаемых в строительных условиях. .Свалить вину за снижение теплозащитных качеств на кирпичных заводах на строителей будет практически невозможно. При этом не запрещается испытание пустотелого кирпича и камня на фрагментах стен или непосредственно на стенах эксплуатируемого здания, построенного по технологии, применяемой для кладки полнотелого кирпича, что должно быть зафиксировано в протоколе испытаний. Полученные значения теплопроводности кладки в обоих направлениях могут быть использованы при проектировании наружных стен при соблюдении соответствующих коэффициентов теплопроводности технологического регламента, являющегося неотъемлемой частью конструкции здания.Данные в таблице D.2, приведенные в стандарте, позволяют производителю принять разумное решение по улучшению тепловых характеристик керамических стеновых или стеновых кирпичей и камня. Для этих целей целесообразно увеличить количество щелевых пустот за счет уменьшения их ширины с перекрытием через теплопроводящие керамические диафрагмы, чтобы увеличить пористость черепка. Рациональный размер и расположение пустот в кирпиче позволят на 30% снизить теплопроводность кладки по сравнению с кладкой из кирпича с заполненными раствором пустотами стандартных размеров.Информация о тепловых свойствах кладки позволяет заказчику выбрать подходящую ему продукцию или поставить на заводе вопрос о производстве кирпича с уменьшенными пустотами и улучшенными теплозащитными свойствами. Дополнительные затраты заказчика на развитие производства из пустотелого кирпича или камня с улучшенными теплофизическими свойствами окупятся при строительстве за счет снижения расхода цемента до 50-100 кг на кубометр кладки стен.
Установившаяся практика возведения стен из пустотелого теплоэффективного камня и кирпича по той же технологии, что и полнотелая, снизила конкурентоспособность огнестойких прочных конструкционных теплоизоляционных стен и облицовочного кирпича и камня по сравнению с явно худшими материалами в решении проблема энергосбережения и повышения прочности наружных стен.
В новый стандарт вводится новое требование, устанавливающее марку морозостойкости лицевого керамического кирпича не ниже Р 50. Это повышение связано с качественным изменением физических процессов в наружных стенах с повышенным уровнем термической стойкости. изоляция, что привело к большему количеству циклов внешних температурных переходов в облицовочном слое, что привело к преждевременному разрушению наружных стен.
Для определения морозостойкости кирпича принят метод объемного замораживания, более жесткий, чем метод одностороннего замораживания.Статистически обработанные результаты испытаний, полученные методом одностороннего замораживания, примерно на 20% дают больше, чем данные, полученные методом объемного замораживания. При разработке метода одностороннего замораживания считалось, что использование метода объемного замораживания приводит к «необоснованному» выбракованию практически прочных кирпичей и, как следствие, к дополнительным технологическим затратам. Также предполагалось, что пропущенный брак при испытании методом односторонней заморозки принесет меньший ущерб народному хозяйству, чем отбраковка хороших продуктов при замораживании больших объемов.Но практика эксплуатации зданий показала, что стоимость ремонта поврежденных участков на фасадах стен с допущенными к строительству бракованными кирпичами после испытаний методом одностороннего замораживания значительно превышает затраты на производство лицевого кирпича повышенной морозостойкости. . Это также создает большие трудности при ремонте подбором цвета лицевого кирпича, что приводит к ухудшению внешнего вида фасада построек.

Таблица. Тепловые свойства кирпичной кладки из пустотелого керамического кирпича
Название кирпича Плотность, кг / м 3 Расход раствора на 1 м 3 кирпичной кладки, м 3 Массовая доля влажности кирпичной кладки в условиях эксплуатации В, ω,% Теплопроводность кирпичной кладки, λ b, Вт / (м * o C) Превышение в% наименьшего значения λ при ω = 1.8% (т.е. без заполнения пустот раствором)
кирпичей кладка
На цементно-известково-песчаном растворе ϒ = 1800 кг / м 3
Керамика 1000 1180 0,23 1,8 0,43
21 полый 1000 1310 0,30 2,3 0,54 25,6
с размером пустот 20х20 мм 1000 1490 0,40 2,9 0,59 37,2
Также
Также 1400 1490 0,23 1,8 0,56
1400 1620 0,30 2,3 0,65 16,0
1400 1800 0,40 2,9 0,70 25,0
На цементно-песчаном растворе ϒ = 2000 кг / м 3
Также 1400 1540 0,23 1,8 0,58
1400 1680 0,30 2,3 0,74 27,6
1400 1880 г. 0,40 2,9 0,77 32,8
Реализация требований межгосударственного стандарта значительно увеличивает роль производителей пустотелого керамического кирпича и камня во взаимоотношениях с проектировщиками и строителями в решении задачи повышения теплозащитных качеств и долговечности наружных энергетических стен. -эффективные здания.
Если бы материалы кладки находились в эксплуатации в сухом состоянии, то высокое содержание цементно-известково-песчаного раствора плотностью 1800 кг / м 3 не привело бы к заметному снижению теплозащитных качеств наружного кирпичные стены, так как его коэффициент теплопроводности (λ), равный в этих условиях 0,58 Вт / (м * o C), при той же плотности, что и керамика (1800 кг / м 3), немного превышает его теплопроводность, равную 0,55 Вт / (м * o C). Но, к сожалению, они в условиях эксплуатации имеют существенно разную влажность, что значительно увеличивает λ стены.Сорбционная влажность цементно-известково-песчаного раствора приближается к 5%, а цельнокерамического кирпича не превышает 1%.
Сорбционная влажность стеновых и облицовочных материалов из пористой керамики, например, ОАО «ГРП Победа», как правило, не превышает 0,6%. Экспериментально определенная эксплуатационная влажность кирпичной кладки на образцах, отобранных со стен с массовым соотношением материалов (кирпич: раствор) 3: 1 при относительной влажности наружного воздуха φ n = 97%, соответствующей Шри в январе месяце (г. Москва). , Г.-Петербург), это значительно большее значение. Уместно отметить преимущество этой стены из пористой керамики (рис. 1). На его меньшее значение рабочей влажности повлияла не только особенность пористой структуры, но и значительно меньшее количество раствора в стенках из крупноформатных керамических камней. В условиях эксплуатации кирпичная стена собирает наибольшее количество влаги в период максимального накопления влаги, то есть в марте месяце. В этот период кирпич и раствор находятся в супервпитывающем состоянии.Собравший влагу раствор в результате контакта отдает ее порам кирпича, увеличивая общую влажность кладки. Влага, закрытая в крупные поры, имеет теплопроводность 0,55 Вт / (м * o C), что почти в 20 раз превышает теплопроводность влажного воздуха, равную 0,027 Вт / (м * o C). В сильные морозы часть накопленной влаги в известково-цементно-песчаном растворе и в гораздо меньшем объеме в керамике превращается в лед, теплопроводность которого равна 2.3 Вт / (м * o C), что в 4 раза превышает теплопроводность жидкой влаги. Кроме того, образовавшийся лед является преградой в стене на пути выхода пара из помещения. Это увеличивает влажность материалов и снижает теплозащитные качества стены и морозостойкость облицовочного кирпича в слое облицовки.
По этим причинам на основании результатов полевых и лабораторных исследований расчетное (нормативное) значение рабочей влажности плотной кирпичной кладки для условий эксплуатации B принято равным 2%, что значительно превышает максимальную сорбционную влажность керамики, равную 1%.Для раствора цементно-известкового раствора стандартное значение влажности для условий эксплуатации B принято равным 4%. Это немного ниже максимального значения сорбции 5-6%. Часть влаги из раствора переносится на соседнюю керамику. Особенно это заметно в кладке из пустотелого кирпича, у которой более развитая внешняя поверхность, контактирующая с влажным раствором, почти вдвое больше, чем у полнотелого. Да и раствора в кладке из пустотелого кирпича на 30-40% больше, чем в кладке из полнотелого.Таким образом, пустотелый кирпич быстрее переходит в состояние эксплуатационной влажности.
Определение количественных зависимостей влияния кладочного раствора на влажностный режим стен проводилось в климатической камере на трех фрагментах стен размером 1,8 х 1,8 х 0,38 м, изготовленных в ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко вместе с НИИСФ. В кирпичах использовался Голицынский завод с шириной пазов 12, 16 и 20 мм. При изготовлении осколков измеряется расход раствора.Аналогичные испытания проводились в естественных условиях и в климатической камере на стенах толщиной 640 мм из кирпича с квадратными пустотами 20 х 20 мм. Изготовление фрагментов стен для испытаний производилось квалифицированными каменщиками с фиксированным расходом раствора 0,23 м3, 0,3 и 0,4 м3 на кубометр кладки. Раствор был нанесен цементно-известково-песчаный плотностью 1800 кг / м 3 состава 1: 0,9: 8 (цемент: известь: песок) по объему на портландцемент марки 400 с осадкой 9 см. Стены, испытанные в натурных условиях, были выполнены по технологии, разработанной для полнотелого кирпича, то есть с частичным заполнением пустот раствором.Консистенция и плотность раствора не контролировались. Было разрешено «омолодить» неиспользованный до обеда раствор, то есть с нарушениями технологических регламентов, присущих условиям строительства. Таким образом, результаты тепловых испытаний кладки стен в естественных условиях существенно в худшую сторону отличались от результатов, полученных в климатической камере. Анализ результатов испытаний проводился по данным, полученным в климатической камере. Фрагменты стен выполнены из 21-полого кирпича плотностью 1000 кг / м 3 и 1400 кг / м 3 с размером пустот 20 х 20 мм.Фрагменты укладывались на цементно-известково-песчаный раствор плотностью 1800 кг / м 3 с осадкой конуса 9 см. Толщина горизонтальных швов раствора составляла 12 мм, вертикальных 10 мм. Для сравнения теплотехнической эффективности фрагментов стены первый был выполнен по технологии, полностью исключающей заполнение пустот раствором, то есть по технологии соответствующая кладка из полнотелого кирпича. Расход раствора составил 0,23 м3. Второй и третий фрагменты выполнены соответственно с расходом 0.3 м 3 и 0,4 м 3 на один кубометр кладки, то есть с частичным заполнением пустот. Плотность кладки из пустотелого кирпича плотностью 1000 кг / м 3 соответственно составила 1180 кг / м 3, 1310 кг / м 3 и 1490 кг / м 3. Из пустотелого кирпича плотностью 1400 кг / м 3. плотность увеличилась до 1492 кг / м 3, 1618 кг / м 3 и 1798 кг / м 3.

Для достижения состояния равновесной влажности, соответствующего воздушно-сухому состоянию в климатической камере, перед испытаниями при t B = 20 o C, φ B = 40% фрагменты хранились в специальном помещении.Поскольку наступление стационарных условий диффузии водяного пара требует длительного времени, исследования в климатической камере проводились в течение трех месяцев при t H = -20 o C, t B = 20 o C. Были взяты образцы материалов для определения влажности. в соответствии с расходом на 1 м 3 стены. То есть при расходе 0,23 м 3 это соотношение составляло 1: 3 (одна часть раствора: три части керамики), при 0,3 м 3 бралось 1: 2, а при 0,4 м 3 соответственно. 1: 1.5. В кладке, выполненной с нормой расхода 0.23 м 3 влажность керамики с 0,2% в воздушно-сухом состоянии увеличилась до 1,2% с максимальным значением 2,2% на расстоянии 0,33 толщины стенки от внешней поверхности. Влажность раствора в этом месте составляет 5,4% при среднем значении 3,3%. Среднее массовое соотношение влажности кладки составило 1,8% при максимальном значении 3,8%. При увеличении расхода раствора до 0,3 м 3 на 1 м 3 кладки из пустотелого кирпича среднее значение влажности кладки составляет 2.3%; при расходе раствора 0,4 м 3 влажность кладки увеличилась до 2,9% (рис. 2). В последних двух случаях среднее соотношение массы влаги, соответственно, было на 15% и 45% выше стандартного значения, равного 2%. Во всех трех случаях массовое соотношение влажности (максимальное и среднее значения) цементно-известково-песчаного раствора в кладке практически не увеличивается и, тем более, не уменьшается. Среднее значение влажности кладки растет быстрее, чем влажность раствора.Очевидно, это связано со способностью раствора отдавать сверхабсорбируемую влагу керамике при контакте и компенсировать потерю влаги из-за диффузии водяного пара из теплого помещения.
Теплопроводность кладки из пустотелого кирпича с диапазоном плотности 1000-1400 кг / м 3, которой практически соответствует практически весь пустотелый кирпич, выпускаемый нашей промышленностью, при расходе раствора 0,23 м 3 в сухом состоянии составляет в диапазоне от 0,26 до 0,41 Вт / (м * o C). Разница не превышает 16%.

При увеличении расхода раствора до 0,3 м 3 плотность кладки, например, из пустотелого кирпича ϒ = 1000 кг / м 3 увеличивается с 1180 кг / м 3 до 1310 кг / м 3. При расходе 0,4 м 3 плотность кладки увеличивается до 1490 кг / м 3. Средняя влажность кирпичной кладки колеблется от 1,8% до 2,3% и 2,9% соответственно. Такое изменение влажности и плотности приводит к увеличению теплопроводности стены с 0,43 до 0.54 Вт / (м * o C) и 0,59 Вт / (м * o C), то есть на 25,6% и 37 соответственно на 2%. При плотности кирпича 1400 кг / м 3 в результате увеличения расхода раствора до 0,3 м 3 и 0,4 м 3 коэффициент теплопроводности кирпичной стены увеличивается с 0,56 Вт / (м * o С). до 0,65 и 0,70 Вт / (м * o С), то есть на 16% и 25,0%. Более значительное увеличение теплопроводности пустотелой кирпичной стены плотностью 1400 кг / м 3 происходит при использовании кладочного цементно-песчаного раствора плотностью 2000 кг / м 3, при том же расходе раствора равном 0.3 м 3 и 0,4 м 3 значение коэффициента теплопроводности увеличивается до 0,74 Вт / (м * o C и 0,77 Вт / (м * o C), то есть на 27,6% и 32,8%. Это также приводит к увеличению по плотности кладки (рис. 3, табл.). Однако следует отметить, что наличие кладки цементно-известково-песчаного раствора плотностью 1800 кг / м 3 в пустотах кирпича оказывает меньшее влияние на увеличение теплопроводности стены по сравнению с увеличением ее влажности, что связано с рыхлым состоянием раствора в пустотах, который представляет собой частицы (комки) неправильной формы, разделенные воздушными небольшими полостями.и примерно равной плотности уложенного пустотелого керамического кирпича (брутто).
Кроме того, раствор, попавший в пустоты, разделил большую воздушную полость на несколько воздушных пространств, каждая из которых в результате полного прекращения теплопередачи конвекцией имеет дополнительное тепловое сопротивление в стене. Создаваемое изменение условий теплообмена в какой-то мере компенсирует влияние избытка раствора на снижение теплозащитных качеств пустотелых кирпичных стен.Значительно худшие влажностные условия образуются в пустотах в результате применения кладочного тяжелого раствора плотностью 2000-2200 кг / м 3, особенно повышенной консистенции. Жидкий раствор легко проникает в пустоты, оседает в «литом» виде. Плотность, влажность и теплопроводность тяжелого раствора в воздушном зазоре практически не отличается от теплофизических параметров раствора, находящегося в горизонтальных швах кладки. Влажность тяжелого раствора в кирпичной кладке может увеличиваться до 6-8%, что изменяет влажность и теплопроводность стены на 30-40%.Разрушение кладочного раствора в пустотах создает для каменщиков большие проблемы при создании равномерного слоя раствора в горизонтальных швах кладки. Неудачный раствор образует щели в горизонтальных швах, создавая благоприятные условия для циркуляции воздуха в пустотах. Созданная таким образом продольная фильтрация воздуха снижает теплотехническую эффективность полых керамических стеновых и облицовочных материалов. Для того чтобы исключить условия попадания кладочного раствора в пустоты и создания ровного горизонтального шва без разрывов, ОАО «Победа ЛСР» начало реализацию крупноформатных пустотелых керамических изделий в обязательном порядке применять сетки с ячейками не более 10 х 10 мм. укладка в горизонтальные швы раствора.
Повышенная плотность и влагопоглощающая способность кладочного раствора в условиях эксплуатации наружных стен зданий значительно снижает теплозащитные свойства кирпича, уложенного на заводе. Негативное влияние тяжелого цементно-песчаного раствора может превышать тепловой эффект, получаемый от рационального расположения пустот и пористости керамики. Поэтому кладку пустотелого кирпича с пористой керамикой следует производить на легких (теплых) растворах с пониженной водопоглощающей способностью, достигаемой введением гидрофобных добавок.В зарубежной строительной практике при возведении стен руководствуются принципом соблюдения теплоизоляционных свойств кладочного раствора по теплоэффективности кирпича. Отечественной промышленностью для этих целей освоен выпуск широкого ассортимента теплых кладочных растворов плотностью от 1600 до 500 кг / м 3, теплопроводностью от 0,81 до 0,21 Вт / (м * o C). На строительном рынке большой объем аналогичной продукции и зарубежных фирм. Отмеченные выше различия теплофизических свойств кирпичной кладки из одного и того же кирпича, но на растворах с разными физическими параметрами создают определенные трудности при построении объективной зависимости коэффициента теплопроводности от плотности.Однако эта зависимость используется во многих зарубежных странах. В некоторых странах его устанавливают в зависимости от плотности кладки. Если установлена зависимость теплопроводности от плотности кирпича, то указываются конкретные характеристики применяемого кладочного раствора. В отечественной строительной практике с 1962 года кладку производили на тяжелый раствор (СНиП НА. 7-62). Конкретное значение плотности и расхода раствора на кубометр кладки не указано. Из-за отсутствия информации о удельной плотности раствора значение теплопроводности кирпичной кладки, указанное в нормативном документе, в настоящее время не может быть четко понято, поскольку категория «тяжелые растворы» охватывает диапазон плотности от 1700 г. до 2200 кг / м 3 с разницей А до 40-50%.
Конечно, сегодня можно было бы признать, что приведенные данные соответствуют муфтам, сделанным на растворе плотностью 1800 кг / м 3, если в последующей редакции СНиП И-А. 7-71 ко всей кирпичной кладке плотностью от 1000 до 1800 кг / м 3 с одинаковыми значениями коэффициентов теплопроводности не указано, что они выполняются на каком-либо растворе. В редакции СНиП II-3-79 полностью сохранены значения А для пустотелой кирпичной кладки. Но для каждой плотности кладки добавлена информация о плотности кирпича.Что касается слов «на любом растворе» или «тяжелом растворе», то они были заменены «на цементно-песчаный раствор» без указания плотности. В последующих редакциях СНиП 11-3-79 1982 и 1998 годов эти данные сохраняются. Они переехали в СП 23-101-2004 и отражают свойства, как и в 1962 году, трех типов пустотелого кирпича.
Такой неспецифический подход к нормированию теплопроводности керамического кирпича и камня был в некоторой степени терпимым до 1980 г. и даже до 1990 г., поскольку объем пустотелого кирпича в общем производстве керамических материалов не превышал 0.5%. В настоящее время его доля приближается к 80%. Номенклатура расширилась до 50 наименований. Заводы освоили новые технологии и перешли на более качественный уровень производства керамических изделий из пористой керамики в виде морозостойких кирпичей, крупноформатных камней, соответствующих размером от 4 до 15 условных кирпичей. Это позволило выполнить кладку из некоторых видов камней в несколько раз, чтобы снизить расход раствора. Использование пористой керамики, рациональное расположение пустот в кирпиче при большом разнообразии их форм позволило значительно улучшить тепловые свойства кирпича.
В нормативных документах СП 23-101-2004 пока не нашли отражения тепловые характеристики современных керамических изделий. Имеющиеся данные по трем типам пустотелого кирпича использовать нельзя, так как размер пустот в них не соответствует утвержденным параметрам в ГОСТ 530-95. Поэтому были проанализированы данные 70 заводов по теплопроводности производимых кирпичей и камней, полученные при испытаниях в аккредитованных лабораториях без заполнения пустот.Полученные статистически обработанные данные представлены на рис. 4.
По причинам, указанным выше, приведенные на рис. 4 данные по теплопроводности пустотелой кирпичной кладки плотностью 1000-1400 кг / м 3, выполненной без заполнения пустот раствором, несколько ниже приведенных данных. в СНиП о строительной теплотехнике с частичным заполнением пустот раствором, позже перенесенный в СП 23-101-2004. Наблюдаются некоторые различия в теплопроводности по сравнению с зарубежными данными.Например, кладка из крупноформатных камней пористой керамикой российского производства имеет более высокие значения теплопроводности.

No related posts.
Добавить комментарий Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Рубрики
Газоблок
Газоблоки
Дом
Кирпич
Кирпичи
Облицовк
Облицовка
Пеноблок
Пеноблоки
Разное
Сравнен
Сравнение
Строитель
Строительство
Утеплен
Утепление
Что лучше
© 2011-2019. ООО «Талицкий кирпич»
➤

Тип материала	Размер частиц: диаметр (нм) или общее количество атомов	Точка плавления (K)
Au	Обычные сыпучие материалы	1340
	300 нм	1336
	100 нм	1205
	20 нм	800
	2 нм	600
Sn	10–30	555
Sn	500	480
Pb	Обычные сыпучие материалы	600
Pb	30–45	583
CdS	Обычные сыпучие материалы	1678
	2 нм	≈910
	1.5 нм	≈600
Cu	Обычные насыпные материалы	1358
Cu	20 нм	≈312