कंक्रीट की तापीय चालकता: विशेषताएं, गुणांक और तालिका

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-17 18:52

कंक्रीट की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक, निश्चित रूप से, इसकी तापीय चालकता है। यह सूचक विभिन्न प्रकार की सामग्री के लिए महत्वपूर्ण रूप से भिन्न हो सकता है। कंक्रीट की तापीय चालकता मुख्य रूप से इसमें प्रयुक्त भराव के प्रकार पर निर्भर करती है। सामग्री जितनी हल्की होगी, ठंड से इन्सुलेटर उतना ही बेहतर होगा।

तापीय चालकता क्या है: परिभाषा

इमारतों और संरचनाओं के निर्माण में विभिन्न सामग्रियों का उपयोग किया जा सकता है। रूसी जलवायु में आवासीय और औद्योगिक भवन आमतौर पर अछूता रहता है। यही है, उनके निर्माण के दौरान, विशेष इन्सुलेटर का उपयोग किया जाता है, जिसका मुख्य उद्देश्य परिसर के अंदर एक आरामदायक तापमान बनाए रखना है। खनिज ऊन या पॉलीस्टायर्न फोम की आवश्यक मात्रा की गणना करते समय, संलग्न संरचनाओं के निर्माण के लिए उपयोग की जाने वाली आधार सामग्री की तापीय चालकता को ध्यान में रखा जाता है।

अक्सर हमारे देश में इमारतों और संरचनाओं का निर्माण विभिन्न प्रकार के कंक्रीट से किया जाता है। इस उद्देश्य के लिए ईंट और लकड़ी का भी उपयोग किया जाता है। दरअसल, तापीय चालकता ही अणुओं की गति के कारण किसी पदार्थ की मोटाई में ऊर्जा को स्थानांतरित करने की क्षमता है। जाओएक समान प्रक्रिया सामग्री के ठोस भागों और उसके छिद्रों दोनों में हो सकती है। पहले मामले में, इसे चालन कहा जाता है, दूसरे में - संवहन। सामग्री के ठोस भागों में शीतलन बहुत तेज होता है। छिद्रों को भरने वाली हवा गर्मी को रोकती है, निश्चित रूप से बेहतर।

संकेतक क्या निर्धारित करता है

उपरोक्त से निष्कर्ष निम्नानुसार निकाला जा सकता है। कंक्रीट, लकड़ी और ईंट की तापीय चालकता, किसी भी अन्य सामग्री की तरह, उन पर निर्भर करती है:

• घनत्व;
• छिद्र;
• आर्द्रता।

कंक्रीट के घनत्व में वृद्धि के साथ, इसकी तापीय चालकता की डिग्री भी बढ़ जाती है। सामग्री में जितने अधिक छिद्र होंगे, ठंड से उतना ही बेहतर इंसुलेटर होगा।

कंक्रीट के प्रकार

आधुनिक निर्माण में इस सामग्री के विभिन्न प्रकारों का उपयोग किया जा सकता है। हालांकि, बाजार में मौजूद सभी कंक्रीट को दो बड़े समूहों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

• भारी;
• हल्के झागदार या झरझरा भराव के साथ।

भारी कंक्रीट की तापीय चालकता: संकेतक

ऐसी सामग्री को भी दो मुख्य समूहों में बांटा गया है। निर्माण में कंक्रीट का उपयोग किया जा सकता है:

• भारी;
• विशेष रूप से भारी।

दूसरे प्रकार की सामग्री के उत्पादन में धातु स्क्रैप, हेमेटाइट, मैग्नेटाइट, बैराइट जैसे फिलर्स का उपयोग किया जाता है। विशेष रूप से भारी कंक्रीट का उपयोग आमतौर पर केवल उन सुविधाओं के निर्माण में किया जाता है जिनका मुख्य उद्देश्य विकिरण से सुरक्षा है। इस समूह में 2500 किग्रा/मी से घनत्व वाली सामग्री शामिल है3।

साधारण भारी कंक्रीट ग्रेनाइट, डायबेस या चूना पत्थर जैसे भराव के उपयोग से बनाया जाता है, जिसे कुचल पत्थर के आधार पर बनाया जाता है। भवनों और संरचनाओं के निर्माण में 1600-2500 किग्रा/मी घनत्व वाली समान सामग्री का उपयोग किया जाता है3।

इस मामले में कंक्रीट की तापीय चालकता क्या हो सकती है? नीचे दी गई तालिका विभिन्न प्रकार की भारी सामग्री के प्रदर्शन को दर्शाती है।

भारी कंक्रीट की तापीय चालकता

कंक्रीट का प्रकार	अत्यंत भारी	आरसी संरचनाओं के लिए भारी	रेत पर
तापीय चालकता W/(m°C)	1, 28-1, 74	घनत्व 2500kg/m3 - 1.7	घनत्व पर 1800-2500 किग्रा/घनमीटर - 0.7

हल्के सेलुलर कंक्रीट की तापीय चालकता

इस सामग्री को भी दो मुख्य किस्मों में वर्गीकृत किया गया है। बहुत बार, निर्माण में झरझरा भराव पर आधारित कंक्रीट का उपयोग किया जाता है। उत्तरार्द्ध के रूप में, विस्तारित मिट्टी, टफ, लावा, झांवा का उपयोग किया जाता है। हल्के कंक्रीट के दूसरे समूह में, एक नियमित भराव का उपयोग किया जाता है। लेकिन सानने की प्रक्रिया में, ऐसी सामग्री फोम करती है। नतीजतन, परिपक्व होने के बाद, इसमें बहुत सारे छिद्र बने रहते हैं।

हल्के कंक्रीट की तापीय चालकता बहुत कम होती है। लेकिन साथ ही, ताकत विशेषताओं के मामले में, ऐसी सामग्री भारी से कम है। हल्के कंक्रीट का उपयोग अक्सर विभिन्न प्रकार के आवासीय निर्माण के लिए किया जाता है औरआउटबिल्डिंग जो गंभीर भार के अधीन नहीं हैं।

हल्के कंक्रीट को न केवल निर्माण की विधि से, बल्कि उद्देश्य से भी वर्गीकृत किया जाता है। इस संबंध में, सामग्री हैं:

• गर्मी-इन्सुलेट (800 किग्रा/एम3 तक घनत्व के साथ);
• संरचनात्मक और गर्मी-इन्सुलेट (1400 किग्रा/एम3 तक);
• संरचनात्मक (1800 किग्रा/घन मीटर तक)।

विभिन्न प्रकार के कोशिकीय हल्के कंक्रीट की तापीय चालकता तालिका में प्रस्तुत की गई है।

हल्के कंक्रीट: तापीय चालकता संकेतक

कंक्रीट का प्रकार	हीट-इन्सुलेटिंग	संरचनात्मक और थर्मल इन्सुलेशन	निर्माण कार्य
अधिकतम स्वीकार्य तापीय चालकता W/(m°C)	0, 29	0, 64	मानकीकृत नहीं

गर्मी इन्सुलेशन सामग्री

ऐसे कंक्रीट ब्लॉकों का उपयोग आमतौर पर ईंटों से इकट्ठी या सीमेंट मोर्टार से डाली गई दीवारों को अस्तर करने के लिए किया जाता है। जैसा कि तालिका से देखा जा सकता है, इस समूह के कंक्रीट की तापीय चालकता काफी बड़ी सीमा में भिन्न हो सकती है।

सबसे हल्के कंक्रीट की तापीय चालकता

सामग्री	वातित कंक्रीट	विस्तारित कंक्रीट
तापीय चालकता W/(m°C)	0, 12-0, 14	0, 23-0, 4

इस किस्म का कंक्रीट सबसे अधिक प्रयोग किया जाता हैइन्सुलेट सामग्री के रूप में। लेकिन कभी-कभी उनसे विभिन्न प्रकार के महत्वहीन भवन लिफाफों को खड़ा कर दिया जाता है।

संरचनात्मक, गर्मी-इन्सुलेट और संरचनात्मक सामग्री

इस समूह से फोम कंक्रीट, स्लैग-प्यूमिस कंक्रीट, स्लैग कंक्रीट का उपयोग अक्सर निर्माण में किया जाता है। 0.29 W / (m ° C) से अधिक घनत्व वाले कुछ प्रकार के विस्तारित मिट्टी के कंक्रीट को भी इस किस्म के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है।

संरचनात्मक कंक्रीट: तापीय चालकता

सामग्री	वातित कंक्रीट	स्लैग झांवा कंक्रीट	स्लैग कंक्रीट
तापीय चालकता	0.3W/(m°C)	0.63 डब्ल्यू/(एम डिग्री सेल्सियस) तक	0.6W/(m°C)

अक्सर कम तापीय चालकता वाले ऐसे कंक्रीट का उपयोग सीधे निर्माण सामग्री के रूप में किया जाता है। लेकिन कभी-कभी इसे एक इंसुलेटर के रूप में भी इस्तेमाल किया जाता है जो ठंड को पास नहीं होने देता।

तापीय चालकता आर्द्रता पर कैसे निर्भर करती है

हर कोई जानता है कि लगभग कोई भी सूखी सामग्री ठंड से गीले की तुलना में बहुत बेहतर है। यह मुख्य रूप से पानी की तापीय चालकता की बहुत कम डिग्री के कारण है। वे कंक्रीट की दीवारों, फर्श और छत को कम बाहरी तापमान से बचाते हैं, जैसा कि हमने पाया, मुख्य रूप से सामग्री में हवा से भरे छिद्रों की उपस्थिति के कारण। गीला होने पर, बाद वाला पानी से विस्थापित हो जाता है। और, परिणामस्वरूप, कंक्रीट की तापीय चालकता का गुणांक काफी बढ़ जाता है। ठंड के मौसम में रोमछिद्रों में फंस जाते हैंसामग्री पानी जम जाता है। इसका परिणाम यह होता है कि दीवारों, फर्शों और छतों के उष्मा धारण करने वाले गुण और कम हो जाते हैं।

विभिन्न प्रकार के कंक्रीट की नमी पारगम्यता की डिग्री भिन्न हो सकती है। इस सूचक के अनुसार, सामग्री को कई ग्रेडों में वर्गीकृत किया गया है।

कंक्रीट की नमी पारगम्यता

कंक्रीट ग्रेड	W4	W6	W8	W10-W14	W16-W20
पानी-सीमेंट अनुपात (अब और नहीं)	0, 6	0, 55	0, 45	0, 35	0, 30

एक इन्सुलेटर के रूप में लकड़ी

दोनों "ठंडा" भारी और हल्का कंक्रीट, जिसकी तापीय चालकता कम है, निश्चित रूप से बहुत लोकप्रिय और मांग वाली निर्माण सामग्री हैं। किसी भी मामले में, अधिकांश इमारतों और संरचनाओं की नींव सीमेंट मोर्टार से कुचल पत्थर या मलबे के पत्थर से बनाई जाती है।

कंक्रीट मिश्रण या इससे बने ब्लॉकों का उपयोग भवन के लिफाफों के निर्माण में भी किया जाता है। लेकिन अक्सर, फर्श, छत और दीवारों को इकट्ठा करने के लिए अन्य सामग्रियों का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, लकड़ी। बीम और बोर्ड, निश्चित रूप से, कंक्रीट से बहुत कम ताकत में भिन्न होते हैं। हालांकि, लकड़ी की तापीय चालकता की डिग्री, ज़ाहिर है, बहुत कम है। कंक्रीट के लिए, यह सूचक, जैसा कि हमने पाया, 0.12-1.74 डब्ल्यू / (एम डिग्री सेल्सियस) है। एक पेड़ में, तापीय चालकता गुणांक निर्भर करता है, जिसमें शामिल हैंसहित और इस विशेष नस्ल से।

विभिन्न प्रकार की लकड़ी की तापीय चालकता

लकड़ी का प्रकार	पाइन	लिंडेन, फ़िर	स्प्रूस	चिनार, ओक, मेपल
तापीय चालकता W/(m°C)	0, 1	0, 15	0, 11	0, 17-0, 2

अन्य नस्लों में यह आंकड़ा अलग हो सकता है। यह माना जाता है कि तंतुओं के पार लकड़ी की औसत तापीय चालकता 0.14 W / (m ° C) है। ठंड से अंतरिक्ष को बचाने का सबसे अच्छा तरीका देवदार है। इसकी तापीय चालकता केवल 0.095 W/(m C) है।

एक इन्सुलेटर के रूप में ईंट

अगला, तुलना के लिए, तापीय चालकता और इस लोकप्रिय निर्माण सामग्री के संदर्भ में विशेषताओं पर विचार करें। ताकत गुणों के संदर्भ में, ईंट न केवल कंक्रीट से नीच है, बल्कि अक्सर इसे पार कर जाती है। यही बात इस इमारत के पत्थर के घनत्व पर भी लागू होती है। इमारतों और संरचनाओं के निर्माण में आज उपयोग की जाने वाली सभी ईंटों को सिरेमिक और सिलिकेट में वर्गीकृत किया गया है।

इन दोनों प्रकार के पत्थर, बदले में, हो सकते हैं:

• कॉर्पुलेंट;
• शून्य के साथ;
• स्लॉट।

बेशक, ठोस ईंटें खोखली और स्लेटेड ईंटों की तुलना में अधिक गर्मी बरकरार रखती हैं।

ईंटों की तापीय चालकता

ईंट	फुल-बॉडी सिलिकेट/सिरेमिक	शून्य के साथ सिलिकेट/सिरेमिक	स्लॉटेड सिलिकेट/सिरेमिक
तापीय चालकता W/(m°C)	0, 7-0, 8/0, 5-0, 8	0, 66 /0, 57	0, 4/0, 34-0, 43

कंक्रीट और ईंट की तापीय चालकता इस प्रकार लगभग समान है। सिलिकेट और सिरेमिक पत्थर दोनों ही कमजोर रूप से ठंड से कमरों को इन्सुलेट करते हैं। इसलिए, ऐसी सामग्री से बने घरों को अतिरिक्त रूप से इन्सुलेट किया जाना चाहिए। इन्सुलेटर के रूप में जब ईंट की दीवारों को म्यान किया जाता है, साथ ही साधारण भारी कंक्रीट से डाला जाता है, तो विस्तारित पॉलीस्टाइनिन या खनिज ऊन का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। आप इस उद्देश्य के लिए झरझरा ब्लॉकों का भी उपयोग कर सकते हैं।

तापीय चालकता की गणना कैसे की जाती है

यह सूचक विशेष सूत्रों के अनुसार कंक्रीट सहित विभिन्न सामग्रियों के लिए निर्धारित किया जाता है। कुल मिलाकर, दो विधियों का उपयोग किया जा सकता है। कंक्रीट की तापीय चालकता कॉफ़मैन सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है। यह इस तरह दिखता है:

0.0935x(m) 0.5x2.28m + 0.025, जहां m विलयन का द्रव्यमान है।

गीले (3% से अधिक) समाधान के लिए, Nekrasov सूत्र का उपयोग किया जाता है: (0.196 + 0.22 m2) 0.5 - 0.14।

1000 किग्रा/एम3 के घनत्व के साथ विस्तारित कंक्रीट का द्रव्यमान 1 किग्रा है। तदनुसार, उदाहरण के लिए, कॉफ़मैन के अनुसार, इस मामले में, 0.238 का गुणांक प्राप्त किया जाएगा। कंक्रीट की तापीय चालकता +25 C के मिश्रण तापमान पर निर्धारित की जाती है। ठंडी और गर्म सामग्री के लिए, इसकीआंकड़े थोड़े भिन्न हो सकते हैं।