Pomiar przenikania ciepła

Przewodność cieplną oblicza się zazwyczaj na podstawie przenikania ciepła, którego pomiar jest łatwiejszy, przy czym bezpośrednie określenie przewodności jest też, oczywiście, możliwe. Jednak na uzyskiwaną wartość wpływać może zastosowana metoda badania (program uprawnienia budowlane na komputer). Na przykład metody stanu ustalonego (płyty grzejnej i komory grzejnej) dają tę samą wartość przewodności cieplnej betonu suchego, natomiast zbyt niskie wartości w przypadku betonu wilgotnego, ponieważ istniejący wówczas gradient temperatury powoduje migrację wody. Z tej przyczyny wskazane jest określanie przewodności cieplnej wilgotnego betonu metodami stanu nie ustalonego. Stwierdzono tu przydatność metody drutu nagrzewającego (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Z zależności tej wynika, że zmienność przewodności cieplnej i przenikania ciepła jest taka sama. Zakres typowych wartości przenikania ciepła zwykłych betonów wynosi 0,002-0,006 m²/h, zależnie od użytego rodzaju kruszywa. Następujące rodzaje skał uporządkowano wg wzrastających wartości przenikania ciepła: bazalt, riolit, granit, wapień, doleryt i kwarcyt (uprawnienia budowlane).

Pomiar przenikania ciepła polega zasadniczo na określaniu zależności między czasem a różnicą temperatur wewnątrz i na powierzchni próbki betonowej o temperaturze początkowo stałej, gdy na powierzchni wprowadzono pewną zmianę temperatury. Szczegóły postępowania i sposób obliczania podane są w normie opracowanej przez amerykański Corps of Engineers, oznaczonej CRD-C36-48 (program egzamin ustny). W związku z wpływem, jaki na właściwości cieplne betonu ma wilgotność, przenikanie ciepła należy mierzyć na próbkach o takiej zawartości wilgoci, jaka będzie występować w rzeczywistej konstrukcji.

Ciepło właściwe

Ciepło właściwe, które określa pojemność cieplną betonu, jest mało zależne od mineralogicznego charakteru kruszywa, wzrasta natomiast znacznie przy zwiększaniu się zawartości wilgoci w betonie. Ciepło właściwe wzrasta również wraz ze wzrostem temperatury. Wartości dla zwykłego betonu wynoszą 840-1170 J/kg • °C. Ciepło właściwe betonu określa się elementarnymi metodami fizyki (opinie o programie).

Podobnie jak większość materiałów inżynierskich, beton ma dodatni współczynnik rozszerzalności cieplnej, wartość jego zależy jednak od składu mieszanki oraz od stanu wilgotnościowego w chwili, gdy pojawia się zmiana temperatury. Wpływ proporcji mieszanki wiąże się z faktem, że oba główne składniki betonu, tj. zaczyn cementowy i kruszywo, mają różne współczynniki rozszerzalności cieplnej, a współczynnik betonu stanowi wypadkową obu tych wartości. Współczynnik rozszerzalności cieplnej zaczynu cementowego wynosi 11 • 10^-6-20 • 10^-6°C i ma wartość wyższą od odpowiedniej wartości współczynnika kruszywa (segregator aktów prawnych). Ogólnie biorąc, współczynnik rozszerzalności cieplnej betonu jest funkcją zawartości kruszywa w mieszance oraz współczynnika rozszerzalności cieplnej samego kruszywa. Wpływ tego ostatniego czynnika widoczny, podano wartości współczynnika rozszerzalności cieplnej betonów o proporcji 1 : 6, wykonanych przy użyciu różnych kruszyw.

Znaczenie różnicy pomiędzy tymi współczynnikami dla kruszywa i zaczynu cementowego było omawiane. Składnikiem, który wpływa na rozszerzalność betonu zależnie od warunków wilgotnościowych, jest zaczyn. Ma to związek z faktem, że na współczynnik rozszerzalności cieplnej składają się ruchy dwóch rodzajów; występuje tu zwyczajny współczynnik związany z ruchem ciepła oraz efekt ciśnienia wywołanego przez pęcznienie (promocja 3 w 1). Pęcznienie pojawia się na skutek obniżenia napięcia kapilarnego wody w zaczynie w) wyniku wzrostu temperatury. Pęcznienie nie jest jednak możliwe, gdy próbka jest sucha, tj. gdy nie zawiera wody lub też gdy jest w pełni nasączona wodą. Wynika stąd, że w tych dwóch skrajnych przypadkach współczynnik rozszerzalności cieplnej ma wartość niższą niż wówczas, gdy zaczyn jest nasączony częściowo.