Теплопроводность кирпича, сравнение кирпича по теплопроводности
Рассмотрена теплопроводность кирпича различных видов (силикатного, керамического, облицовочного, огнеупорного). Выполнено сравнение кирпича по теплопроводности, представлены коэффициенты теплопроводности огнеупорного кирпича при различной температуре — от 20 до 1700°С.
Теплопроводность кирпича существенно зависит от его плотности и конфигурации пустот. Кирпичи с меньшей плотностью имеют теплопроводность ниже, чем с высокой. Например, пеношамотный, диатомитовый и изоляционный кирпичи с плотностью 500…600 кг/м3 обладают низким значением коэффициента теплопроводности, который 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). Значение коэффициента теплопроводности кирпича указанных типов может существенно отличатся.
Керамический кирпич. Производится из высококачественной красной глины, составляющей около 85-95% его состава, а также других компонентов. Такой кирпич изготавливают путем формовки, сушки и обжига, при температуре около 1000 градусов Цельсия. Теплопроводность керамического кирпича различной плотности составляет величину 0,4…0,9 Вт/(м·град).
По сфере применения керамический кирпич подразделяется на рядовой строительный, огнеупорный и лицевой облицовочный. Лицевой декоративный (облицовочный) кирпич имеет ровную поверхность и однородный цвет и применяется для облицовки зданий снаружи. Теплопроводность облицовочного кирпича равна 0,37…0,93 Вт/(м·град).
Силикатный кирпич. Изготавливается из очищенного песка и отличается от керамического составом, цветом и теплопроводностью. Теплопроводность силикатного кирпича немного выше и находится в интервале от 0,4 до 1,3 Вт/(м·град).
| Кирпич | Плотность, кг/м 3 | Теплопроводность, Вт/(м·град) |
|---|---|---|
| Пеношамотный | 600 | 0,1 |
| Диатомитовый | 550 | 0,12 |
| Изоляционный | 500 | 0,14 |
| Кремнеземный | — | 0,15 |
| Трепельный | 700…1300 | 0,27 |
| Облицовочный | 1200…1800 | 0,37…0,93 |
| Силикатный щелевой | — | 0,4 |
| Керамический красный пористый | 1500 | 0,44 |
| Керамический пустотелый | — | 0,44…0,47 |
| Силикатный | 1000…2200 | 0,5…1,3 |
| Шлаковый | 1100…1400 | 0,6 |
| Керамический красный плотный | 1400…2600 | 0,67…0,8 |
| Силикатный с тех. пустотами | — | 0,7 |
| Клинкерный полнотелый | 1800…2200 | 0,8…1,6 |
| Шамотный | 1850 | 0,85 |
| Динасовый | 1900…2200 | 0,9…0,94 |
| Хромитовый | 3000…4200 | 1,21…1,29 |
| Хромомагнезитовый | 2750…2850 | 1,95 |
| Термостойкий хромомагнезитовый | 2700…3800 | 4,1 |
| Магнезитовый | 2600…3200 | 4,7…5,1 |
| Карборундовый | 1000…1300 | 11…18 |
Теплопроводность кирпича также зависит от его структуры и формы:
- пустотелый кирпич — выполнен с пустотами, сквозными или глухими и имеет меньшую теплопроводность в сравнении с полнотелым изделием. Теплопроводность пустотелого кирпича составляет от 0,4 до 0,7 Вт/(м·град).
- полнотелый — используется, как правило, при основном строительстве несущих стен и конструкций и имеет большую плотность. Полнотелый силикатный и керамический кирпич в 1,5-2 раза лучше проводит тепло, чем пустотелый.
Печной или огнеупорный кирпич. Изготавливается для эксплуатации в агрессивной среде, применяется для кладки печей, каминов или теплоизоляции помещений, которые находятся под воздействием высоких температур. Огнеупорный кирпич обладает хорошей жаростойкостью и может применяться при температуре до 1700°С.
Теплопроводность огнеупорного кирпича при высоких температурах увеличивается и может достигать значения 6,5…7,5 Вт/(м·град). Более низкой теплопроводностью в сравнении с другими огнеупорами отличается пеношамотный и диатомитовый кирпич. Теплопроводность такого кирпича при максимальной температуре применения (850…1300°С) составляет всего 0,25…0,3 Вт/(м·град). Следует отметить, что теплопроводность шамотного кирпича, который традиционно применяется для кладки печей, — выше и равна 1,44 Вт/(м·град) при 1000°С.
| Кирпич | Плотность, кг/м3 | Теплопроводность, Вт/(м·град) при температуре, °С | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 20 | 100 | 300 | 500 | 800 | 1000 | 1700 | ||
| Диатомитовый | 550 | 0,12 | 0,14 | 0,18 | 0,23 | 0,3 | — | — |
| Динасовый | 1900 | 0,91 | 0,97 | 1,11 | 1,25 | 1,46 | 1,6 | 2,1 |
| Магнезитовый | 2700 | 5,1 | 5,15 | 5,45 | 5,75 | 6,2 | 6,5 | 7,55 |
| Хромитовый | 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 | — |
| Шамотный | 1850 | 0,85 | 0,9 | 1,02 | 1,14 | 1,32 | 1,44 | — |
Источники:
- Физические величины. Справочник. А. П. Бабичев, Н. А. Бабушкина и др.; под ред. И. С. Григорьева — М.: Энергоатомиздат, 1991 — 1232 с.
- В. Блази. Справочник проектировщика. Строительная физика. М.: Техносфера, 2004.
- Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. — 1008 с. строительной физики, 1969 — 142 с.
- Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1977 — 344 с.
- Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования. 2–е издание, дополненное и переработанное, Казанцев Е. И. М.: «Металлургия», 1975 — 368 с.
- Х. Уонг. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров. Справочник. М:. Атомиздат. 1979 — 212 с.
- Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. Справочник.
керамического (красного), пустотелого, силикатного, поризованного
Еще не так давно в строительстве использовались только два вида кирпича – обычный из красной глины и белый силикатный. Сочетание двух цветов в дизайне дома считалось верхом крутости. Немногие задумывались о теплопроводности, а о «мостиках холода» даже не слышали.
СодержаниеРаскрыть
Характеристика теплопроводности – почему это важно
Развитие технологий производства строительных материалов и стремление к новому качеству жизни изменило не только критерии роскоши, но и что более важно, подход к обустройству комфортабельности жилья. Рынок строительных материалов позволяет подобрать подходящий вид кирпича буквально для каждой стенки дома.
Все предметы, вещества, материалы обладают свойством теплопроводности. Это проявляется в способности поглощать и отдавать тепло. Характеристика теплоотдачи коррелирует с теплоемкостью – возможностью материала накапливать определенное количество тепловой энергии.
Теплопроводность строительных материалов
Этот параметр определяет толщину наружных стен сооружения, необходимую в холодных климатических зонах для обеспечения комфортной температуры внутри жилого здания.
Обратите внимание! Теплопроводность красного кирпича ниже, чем силикатного.
Лучшие показатели демонстрируют пенополистирол, минеральная вата и другие виды изоляции, собственно, для этого и созданные. Следом идет дерево, затем газобетон, бетон и, наконец, кирпич. Впрочем, для современных материалов эта градация несколько устарела, так как некоторые виды поризованной керамики удерживают тепло гораздо лучше бетона.
Но кирпичные блоки тоже неоднородны. Разные виды обладают различным набором характеристик, учитывая которые легко подобрать материал под любые строительные нужды.
Кирпич – универсальный строительный материал
Несмотря на то, что постоянно создаются новые материалы, кирпич еще долго не утратит своей актуальности. Удобство использования и широкий набор разнообразных характеристик обеспечивают его высокую конкурентоспособность.
Кроме природных веществ, из которых производят керамические (глина) и силикатные (песок+известь) блоки, они отличаются структурой, добавками и способами изготовления.
Виды, свойства и применение
По назначению кирпич подразделяется на строительный, специальный и облицовочный. Строительный применяется для кладки стен, облицовочный – для дизайна фасадов и интерьера, а специальный идет на фундаменты, дорожное покрытие, кладку печей и каминов.
Более узкая специализация обусловлена различной структурой изделий.
Полнотелый кирпич
Представляет собой сплошной брусок со случайными пустотами, составляющими менее 13 %.
Полнотелыми бывают кирпичи:
Силикатный, керамический – используются для возведения самонесущих стен, перегородок, колонн, столбов и так далее. Конструкции из полнотелого кирпича надежны, морозоустойчивы, способны нести дополнительные нагрузки. Перегородки обеспечивают хорошую звукоизоляцию при небольшой толщине, сохраняют большое количество тепла.
К тому же материал довольно декоративен и популярен у многих современных дизайнеров. Но высокий коэффициент теплопроводности и водопоглощения вынуждает сооружать наружные стены большой толщины или делать их трехслойными, сочетая с изоляционными материалами и другими видами кирпича.
Шамотный – изготавливается из специальной огнеупорной измельченной глины и порошка шамота путем обжига с повышенным температурным режимом. Применяется для выкладки каминов, печей и других сооружений, где требуется огнеупорность. Специфика применения определила большое разнообразие форм изделия:
- клиновидные и прямые;
- больших средних и малых размеров;
- фасонные с профилями различной сложности;
- специальные, лабораторные и промышленные тигли, трубки и другой инвентарь.
Клинкерный – изготавливается из тугоплавких глин с разнообразными добавками. Обжигается при очень высоких температурах до полного запекания. Различные компоненты и вариативность режима обжига придают кирпичам повышенную прочность, водостойкость и широкую палитру оттенков от зеленоватого, при обжиге с торфом, до бордового с угольными подпалами. Раньше широко применялся для мощения тротуаров, теперь используется в кладке и облицовке фундаментов. Теплопроводность керамического кирпича довольно высока.
Пустотелый кирпич
Материал допускает 45 % пустот от общего объема, а также отличается по форме, структуре и расположению пустот в бруске. Теплопроводность пустотелого кирпича напрямую зависит от количества воздуха в его теле – чем больше воздуха, тем лучше теплоизоляция.
Кирпич с пустотами – брусок с двумя-тремя большими сквозными отверстиями, которые служат скорее облегчению и удешевлению, нежели улучшению теплоизоляции. Применяется наравне с полнотелым аналогом, за исключением фундаментов и других конструкций, требующих повышенной прочности.
Щелевой кирпич – все тело блока пронизано отверстиями различной формы размеров.
Они бывают:
- прямоугольными;
- треугольными;
- ромбовидными;
- сквозными и закрытыми с одной стороны;
- вертикальными и горизонтальными.
Довольно хорошая прочность и низкая теплопроводность определяют его востребованность для возведения наружных стен жилых зданий.
Важно! Горизонтальное расположение пустот значительно снижает прочность материала.
Поризованный кирпич – выпускается нескольких размеров. Кроме большого числа отверстий обладает пористой структурой материала, которая образуется при выгорании специальных мелких фракций, добавленных в глину. Обладает лучшим набором качеств для строительства наружных стен. Прочность, низкая теплопроводность и большие габариты сокращают сроки строительства в разы, при этом с соблюдением последних требований СНиП. Теплая керамика характеризуется самыми низкими показателями теплопроводности, но из-за хрупкости пока имеет ограниченное применение.
Облицовочный кирпич – тоже является пустотелым, удачно сочетая художественные и утеплительные свойства.
Таблица показателей теплопроводности строительных материалов
| Наименование материала | Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*К) |
| Блок керамический | 0,17- 0,21 |
| Поризованный кирпич | 0,22 |
| Керамический щелевой кирпич | 0,34–0,43 |
| Силикатный щелевой кирпич | 0,4 |
| Керамический кирпич с пустотами | 0,57 |
| Керамический полнотелый кирпич | 0,5-0,8 |
| Силикатный кирпич с пустотами | 0,66 |
| Силикатный кирпич полнотелый | 0,7–0,8 |
| Клинкерный кирпич | 0,8–0,9 |
Почти всегда в строительстве дома для разных конструктивных элементов используются несколько видов кирпича с соответствующими характеристиками.
Несколько рекомендаций по снижению теплопроводности
Если приходится строить стены из кирпича с большой теплопроводностью, то в целях экономии материала и уменьшения потерь тепла рекомендуется возводить трехслойную конструкцию:
- Внутренняя стена в 1,5–2 кирпича.
- Прокладка из пенопласта, минеральной ваты или другого изоляционного материала.
- Внешняя декоративная стена в 0,5 кирпича.
Обратите внимание! Следует оставить зазор между утеплителем и наружной стеной для вентиляции и испарения конденсата. Также необходимы вентиляционные зазоры между кирпичами через каждый метр по горизонтали и 3 метра по вертикали.
Утеплитель необходимо прокладывать и между балками перекрытия над окнами, устанавливая не один монолитный блок, а 2–3 тонких с вертикальной прослойкой изоляции, для перекрытия «мостиков холода».
Совет! Чтобы не испортить тепловые параметры поризованных и щелевых кирпичей, следует накрывать их сеткой, а уже на нее класть раствор и следующий ряд блоков. Такая технология не позволяет раствору проваливаться в отверстия и сводить на нет полезные свойства материала.
Планируя строительство дома, ознакомьтесь с последними технологическими достижениями строительной отрасли, посоветуйтесь с добросовестными профессионалами, очень внимательно отнеситесь к подбору строителей и смело вступайте в этот интересный, захватывающий процесс создания своего неповторимого и теплого, во всех отношениях, жилища.
trendyremonta.ru
Таблица теплопроводности кирпича, его плотность, морозостойкость и теплоемкость
Сфера применения материала определяется его эксплуатационными характеристиками. Комплекс рассматриваемых свойств должны соответствовать требованиям, предъявляемых строительному кирпичу при сооружении внешних стен, перекрытий, фундамента. Возведение конструкций подразумевает выбор изделий различного назначения:
- Силикатный – рядовой, лицевой, пустотелый, полнотелый.
- Керамический – жаростойкий и все разновидности предыдущего вида.
- Клинкерный – для облицовки фасадов.
Оглавление:
- Коэффициент теплопроводности
- Что такое теплоемкость?
- Значение морозостойкости
Теплотехнические характеристики
Показатели определяют энергопотребление дома, затраты на обогрев помещений. Проектирование сооружений, расчеты ограждающих конструкций учитывают эти параметры.
Коэффициент теплопроводности
Материалы обладают свойством проводить тепло от нагретой поверхности в более холодную область. Процесс происходит в результате электромагнитного взаимодействия атомов, электронов и квазичастиц (фононы). Основной показатель величины – коэффициент теплопроводности (λ, Вт/), определяемый как количество теплоты, проходящее через единицу площади сечения за единичный интервал времени. Малое значение положительно влияет на сохранение теплового режима.
Согласно ГОСТ 530-2012 эффективность кладки в сухом состоянии характеризуется коэффициентом теплопроводности:
- ≤ 0.20 – высокая;
- 0.2 < λ ≤ 0.24 – повышенная;
- 0.24 — 0.36 – эффективная;
- 0.36 — 0.46 – условно-эффективная;
- ˃ 0.46 – обыкновенная (малоэффективная).
Чем больше плотность, тем выше теплопроводность – не совсем верное утверждение. Структура содержит закрытые поры и полости (пустотелый), наполненные воздухом с коэффициентом ≈ 0,026. Благодаря этому, изделия со щелевыми отверстиями лучше поддерживают тепловой режим внутри сооружений. В инженерных расчетах необходимо учитывать величину теплопроводности кладочной смеси, значение показателя выбирают от 0.47 и выше, в зависимости от состава.
| Вид | λ, Вт/м°C |
| Красный полнотелый | 0,56 ~ 0,81 |
| -//- пустотелый | 0,35 ~ 0,87 |
| Силикатный кирпич полнотелый | 0,7 ~ 0,87 |
| -//- пустотелый | 0,52 ~ 0,81 |
Теплопроводность красного изделия ниже, чем у силикатного.
Физические процессы нагрева и удержания тепла можно охарактеризовать величинами:
- Коэффициент теплоотдачи – теплообмен на границе поверхности твердого тела и воздушной среды. Это мощность теплового потока, приходящаяся на плоскость 1 м², обратно пропорциональная разнице температур тела и теплоносителя (воздух). Чем выше теплопроводность, тем больше теплоотдача.
- Полное тепловое сопротивление – способность противостоять передаче тепла. Значение обратно пропорционально коэффициенту теплопередачи. Исходя из расчетной формулы R = L/λ, легко рассчитать оптимальную толщину кладки. λ – постоянный параметр, R – тепловое сопротивление указано в таблице 4 СП 131.13330.2012 для климатических зон России.
Теплоемкость
Необходимое количество тепла, подведенного к телу для увеличения температуры на 1 Кельвин – определение понятия «полная теплоемкость». Единица измерения: Дж/К или Дж/°C. Чем больше объем и масса тела (толщина стен и перекрытий), тем выше теплоемкость материала, лучше поддерживается благоприятный температурный режим. Наиболее точно это свойство подтверждают характеристики:
- Удельная теплоемкость кирпича – количество тепла, необходимое для нагрева единичной массы вещества за единичный интервал времени. Единица измерения: Дж/кг*К или Дж/кг*°C. Используется для инженерных расчетов.
- Объемная теплоемкость – количество тепла, потребляемое телом единичного объема для нагрева за единицу времени. Измеряется в Дж/м³*К или Дж/кг*°C.
| Вид изделия | Удельная теплоемкость, Дж/кг*°С |
| Красный полнотелый | 880 |
| пустотелый | 840 |
| Силикатный полнотелый | 840 |
| пустотелый | 750 |
Тепловая конвекция непрерывна: радиаторы нагревают воздух, который передает тепло стенам. При понижении температуры в помещениях происходит обратный процесс. Увеличение удельной теплоемкости, снижение коэффициента теплопроводности стен обеспечивают сокращение затрат на обогрев дома. Толщина кладки может быть оптимизирована рядом действий:
- Применение теплоизоляции.
- Нанесение штукатурки.
- Использование пустотного кирпича или камня (исключено для фундамента здания).
- Кладочный раствор с оптимальными теплотехническими параметрами.
Таблица с характеристиками различных видов кладок. Использованы данные СП 50.13330.2012:
| Плотность, кг/м³ | Удельная теплоемкость, кДж/кг*°С | Коэффициент теплопроводности, Вт/м*°C | |
Обыкновенный глиняный кирпич на различном кладочном растворе | |||
| Цементно-песчаный | 1800 | 0.88 | 0.56 |
| Цементно-перлитовый | 1600 | 0.88 | 0.47 |
Силикатный | |||
| Цементно-песчаный | 1800 | 0.88 | 0.7 |
Пустотный красный различной плотности (кг/м³) на ЦПС | |||
| 1400 | 1600 | 0.88 | 0.47 |
| 1300 | 1400 | 0.88 | 0.41 |
| 1000 | 1200 | 0.88 | 0.35 |
Морозостойкость кирпичной кладки
Устойчивость к воздействию отрицательных температур – показатель, влияющий на прочность и долговечность конструкции. Кладка в процессе эксплуатации насыщается влагой. В зимний период вода, проникая в поры, превращается в лед, увеличивается в объеме и разрывает полость, в которой находится – происходит разрушение. Морозоустойчивость, как правило, низкая, водопоглощение не должно превышать 20 %.
Определение количества циклов замораживания и оттаивания без потери прочности каждого вида изделия позволяет выявить морозоустойчивость (F). Значение получают опытным путем. В лаборатории проводят многократную заморозку в холодильных камерах и естественное оттаивание образцов.
Коэффициент морозостойкости – отношение прочности на сжатие опытного и исходного элемента. Изменение показателя более 5 %, наличие трещин, отколов сигнализируют об окончании испытаний. Марки изделий содержат характеристики по морозостойкости: F15 (20, 25, 35, 50, 75, 100, 150). Цифровой параметр указывает на количество циклов: чем выше число, тем надежнее возводимая система.
Приобретение кирпича высокой марки морозостойкости опустошит бюджет, заложенный на строительство. Меры по улучшению свойств конструкций, продлению срока эксплуатации в зонах холодного климата без увеличения расходов:
- Применение паро- и гидроизоляции.
- Обработка кладки гидрофобными составами.
- Контроль, своевременное исправление дефектов.
- Надежная гидроизоляция фундамента.
От выбора материала для кладки, его удельной теплоемкости, теплопроводности, морозостойкости зависит срок и комфорт эксплуатации дома. Сложные расчеты, составление сметы расходов лучше доверить опытным специалистам, имеющим опыт в строительстве и проектировании.
stroitel-lab.ru
Теплопроводность кирпича: что влияет на показатели
Качество дома оценивается по многим факторам, одним из которых является способность удерживать тепло. Теплопроводность кирпича влияет на этот показатель. Поэтому перед началом строительства или утепления здания учитывается это свойство стройматериала. Популярным и доступным средством для возведения стен является керамический кирпич. Так как большинство его видов обладают слабой теплоизоляцией, то этот недостаток компенсируется с помощью термоизоляционных конструкций.
Что обозначает показатель?
Каждый стройматериал выделяется своей теплопроводностью. Этим показателем характеризуется способность удерживать тепло в доме. У бетона, дерева и кирпича эта характеристика имеет разные значения. Чем ниже значение показателя, тем лучше у него сопротивление теплопередаче. Но следует учитывать, что уровень теплоизоляции увеличивается при уменьшении плотности стройматериала. Это делает блоки более легкими, поэтому при возведении двухэтажного дома лучше выбрать пустотелый материал для уменьшения давления на фундамент дома. Толщина кирпичной кладки меняется в зависимости от теплопроводности стройматериала. Для экономии строительства используется двойной блок. Для оценки теплоизоляционных свойств утеплителя используют коэффициент теплотехнической однородности.
Вернуться к оглавлениюСвойства различных типов блоков
Красный керамический
Пористость увеличивает теплосопротивление стройматериалов, поэтому у полнотелого кирпича теплопроводность выше.
В составе такого материала присутствует глина.Этот вид стройматериалов является популярным и доступным. Состоит из глины и других добавок. Этими строительными материалами возводится несущая конструкция, облицовываются или утепляются стены старого дома, а также сооружаются заборы и укладывается фундамент. Изделие отличается высокой прочностью и долговечностью. Теплопроводность керамического кирпича зависит от разновидности. Лучшим вариантом для утепления дома является использование пустотелого кирпича. Чем больше степень пустотелости, тем меньше изделие способно проводить тепло. Кирпичная стена может укладываться в один или два ряда. Кроме этого, стройматериал обладает такими свойствами, как:
- прочность;
- морозостойкость;
- огнеупорность;
- звукоизоляция.
Клинкерный
Эта разновидность красного керамического стройматериала чаще всего применяется для облицовочных работ, укладки тротуаров. Это обусловлено его высокой теплопроводностью. Она достигает 1,16 Вт/м°С. Уменьшения этого показателя удается достичь у пустотелых образцов. При строительстве дома из таких блоков необходимо использовать дополнительные методы утепления. Большая плотность изделия придает ему дополнительной влаго- и морозостойкости. Облицовочный кирпич широко используется для декоративной отделки домов снаружи и внутри.
Вернуться к оглавлениюХарактеристика шамотного
Из шамотного материала получаются хорошие камины.Так как этот вид стройматериала характеризуется высокой способностью проводить тепло, его чаще применяют при возведении каминов, печей. Этим обусловлено его название «печной кирпич». В таком случае теплопроводность шамотного кирпича играет решающую роль в выборе материалов для стройки. Подобные свойства помогают экономить энергию для обогрева помещения. Кроме этого, шамотный кирпич обладает такими свойствами, как:
- огнеупорность;
- устойчивость к перепадам температуры;
- высокая теплопроводность;
- легкий вес;
- устойчивость к воздействию щелочей и ряда кислот;
- прочность;
- эстетичность.
Силикатный
Этот вид стройматериала ценится прочностью, экологичностью и звуконепроницаемостью. Но теплопроводность кирпича этого типа не завышена, поэтому помещения из него требуют дополнительного утепления. Силикатные блоки делают из смеси песка и извести с добавлением связующих компонентов, которые прессуются и впоследствии подвергаются обжигу. Самым распространенным является изделия марки М100. Различают рядовой и лицевой силикатный кирпич. Каждый из них имеет свою сферу применения. Кроме этого, материал способен впитывать влагу, что не позволяет использовать его в местах с повышенной влажностью и при строительстве фундамента.
Вернуться к оглавлениюКакая теплопроводность изделий?
У клинкерного материала этот показатель наивысший.От состава, способа изготовления и пустотелости зависят характеристики стройматериалов. Коэффициент теплопроводности кирпича характеризует его способность проводить тепло. Клинкерные изделия отличаются высоким уровнем, а керамические материалы — самым низким в сравнении с другими видами. Характеристика разновидностей изделия указана в таблице.
| Вид | Показатель, Вт/м°С | |
|---|---|---|
| Керамический | Полнотелый | 0,5—0,8 |
| Щелевой | 0,34—0,43 | |
| Поризованный | 0,22 | |
| Клинкерный | 0,8—1,16 | |
| Шамотный | 0,6 | |
| Силикатный | Полнотелый | 0,7—0,8 |
| Пустотелый | 0,4—0,66 | |
Что влияет на показатели?
Теплопроводность кладки из кирпича зависит не только от качества изделия, но и от смеси, с помощью которой укладывается конструкция.
Для максимально эффективной теплоизоляции изделие должно содержать много пустот.Но все же решающую роль в выборе стройматериала играет его характеристика. Теплопроводность красного кирпича отличается в зависимости от таких факторов, как:
- Пустотелость. Чем больше пустот в изделии, тем выше его теплоизоляционные качества.
- Плотность. Высокое значение этого показателя прибавляет стройматериалу прочности, но уменьшает способность удерживать тепло.
- Структура и форма пористости. Большое количество мелких и замкнутых пор снижает теплопроводность материала.
- Состав. Стройматериалы, образованные из тяжелых атомов и атомных групп, снижают теплопроводность.
При выборе стройматериалов руководствуются не только одним свойством удерживать тепло. Учитывается, в каких климатических условиях будет использоваться кирпич и функциональное назначение планируемой конструкции. Для строительства дома лучше подойдет применение двойного пустотелого керамического блока, а для облицовки — лицевого клинкерного кирпича. Преимущество силикатных блоков состоит в невысокой цене, но влаговпитываемость не позволяет его использование в местах с повышенной влажностью. К выбору стройматериалов рекомендуется относиться ответственно, так как от этого зависит качество постройки.
etokirpichi.ru
Плотность и удельная теплоемкость кирпича: таблица значений
Кирпич — ходовой стройматериал в строительстве зданий и сооружений. Многие различают только красный и белый кирпич, но его виды намного разнообразнее. Они различаются как внешне (форма, цвет, размеры), так и такими свойствами, как плотность и теплоемкость.
Традиционно различают керамический и силикатный кирпич, которые имеют различную технологию изготовления. Важно знать, что плотность кирпича, его удельная теплоемкость и теплопроводность кирпича у каждого вида может существенно отличаться.
Керамический кирпич изготавливается из глины с различными добавками и подвергается обжигу. Удельная теплоемкость керамического кирпича равна 700…900 Дж/(кг·град). Средняя плотность керамического кирпича имеет значение 1400 кг/м3. Преимуществами этого вида являются: гладкая поверхность, морозо- и водоустойчивость, а также стойкость к высоким температурам. Плотность керамического кирпича определяется его пористостью и может находится в пределах от 700 до 2100 кг/м3. Чем выше пористость, тем меньше плотность кирпича.
Силикатный кирпич имеет следующие разновидности: полнотелый, пустотелый и поризованный, он имеет несколько типоразмеров: одинарный, полуторный и двойной. Средняя плотность силикатного кирпича составляет 1600 кг/м3. Плюсы силикатного кирпича в отличной звуконепроницаемости. Даже если прокладывать тонкий слой из такого материала, звукоизоляционные свойства останутся на должном уровне. Удельная теплоемкость силикатного кирпича находится в пределах от 750 до 850 Дж/(кг·град).
Значения плотности кирпича различных видов и его удельной (массовой) теплоемкости при различных температурах представлены в таблице:
| Вид кирпича | Температура, °С | Плотность, кг/м3 | Теплоемкость, Дж/(кг·град) |
|---|---|---|---|
| Трепельный | -20…20 | 700…1300 | 712 |
| Силикатный | -20…20 | 1000…2200 | 754…837 |
| Саманный | -20…20 | — | 753 |
| Красный | 0…100 | 1600…2070 | 840…879 |
| Желтый | -20…20 | 1817 | 728 |
| Строительный | 20 | 800…1500 | 800 |
| Облицовочный | 20 | 1800 | 880 |
| Динасовый | 100 | 1500…1900 | 842 |
| Динасовый | 1000 | 1500…1900 | 1100 |
| Динасовый | 1500 | 1500…1900 | 1243 |
| Карборундовый | 20 | 1000…1300 | 700 |
| Карборундовый | 100 | 1000…1300 | 841 |
| Карборундовый | 1000 | 1000…1300 | 779 |
| Магнезитовый | 100 | 2700 | 930 |
| Магнезитовый | 1000 | 2700 | 1160 |
| Магнезитовый | 1500 | 2700 | 1239 |
| Хромитовый | 100 | 3050 | 712 |
| Хромитовый | 1000 | 3050 | 921 |
| Шамотный | 100 | 1850 | 833 |
| Шамотный | 1000 | 1850 | 1084 |
| Шамотный | 1500 | 1850 | 1251 |
Необходимо отметить еще один популярный вид кирпича – облицовочный кирпич. Он не боится ни влаги, ни холодов. Удельная теплоемкость облицовочного кирпича составляет 880 Дж/(кг·град). Облицовочный кирпич имеет оттенки от ярко-желтого до огненно-красного. Таким материалом можно производить и отделочные и облицовочные работы. Плотность кирпича этого вида имеет величину 1800 кг/м3.
Стоит отметить отдельный класс кирпичей — огнеупорный кирпич. К этому классу относятся динасовый, карборундовый, магнезитовый и шамотный кирпич. Огнеупорный кирпич достаточно тяжел — плотность кирпича этого класса может достигать значения 2700 кг/м3.
Наименьшей теплоемкостью при высоких температурах обладает карборундовый кирпич — она составляет величину 779 Дж/(кг·град) при температуре 1000°С. Кладка из такого кирпича прогревается намного быстрее, чем из шамотного, но хуже держит тепло.
Огнеупорный кирпич применяется, при строительстве печей, с рабочей температурой до 1500°С. Удельная теплоемкость огнеупорного кирпича существенно зависит от температуры. Например, удельная теплоемкость шамотного кирпича имеет величину 833 Дж/(кг·град) при 100°С и 1251 Дж/(кг·град) при 1500°С.
Источники:
- Франчук А.У. Таблицы теплотехнических показателей строительных материалов, М.: НИИ строительной физики, 1969 — 142 с.
- Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. — 1008 с. строительной физики, 1969 — 142 с.
- Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования. 2–е издание, дополненное и переработанное, Казанцев Е.И. М., «Металлургия», 1975.- 368 с.
- Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи.
thermalinfo.ru
Применение шамотного кирпича, размеры, вес и теплопроводность
Шамотный кирпич — применение, характеристики, достоинства и недостатки
Шамотным называется специальный вид кирпича, отличающийся повышенной устойчивостью к сильному нагреву и резким колебаниям температуры. Такие свойства обеспечивает особая технология производства, которая заключается в термическом обжиге смеси из шамотного порошка и специальной огнеупорной глины.
Этот материал незаменим при кладке печей, каминов, дымоходов, а также в промышленных установках, использующих энергию сгорания топлива.
Характеристики шамотного кирпича
Одной из главных особенностей этой разновидности строительных материалов является способность сохранять тепло. Высокая теплопроводность является основной причиной, по которой многие мастера рекомендуют возводить из шамотного кирпича не только топочную часть, а всю печь целиком.
Печь, сложенная из шамотного кирпича
Не вдаваясь в подробности довольно давно ведущихся споров, отметим, что в декоративном плане это решение могло бы быть достаточно интересным: нестандартные форма и размеры шамотного кирпича, небольшой вес, теплопроводность, а также мягкий песчаный оттенок зрительно создают эффект уютного прогретого солнцем источника тепла. Среди других характеристик, которые имеет шамотный кирпич, отметим следующие:
- Форма. Как мы уже говорили, она может быть самой разнообразной. Наряду с традиционными прямоугольными, выпускаются клиновидные (для арок и сводов), трапецеидальные и другие изделия. Требуемая геометрия поверхности обеспечивается укладкой на глиняный раствор необходимой конфигурации.
- Размеры. Чаще всего, при укладке печей используются две стандартные разновидности прямого огнеупорного кирпича: ШБ-5 и ШБ-8. Расшифровывается такая маркировка так: первая буква — сокращение от слова «шамотный», вторая – означает класс огнеупорности, т. е. температуру применения (до 1350 °С). Последняя цифра указывает на соотношение размеров сторон, соответственно, 230 х 114 х 65 мм для ШБ-5 и 250 х 124 х 65 мм для ШБ-8.
- Вес. Данный материал отличается сравнительно небольшой массой, что никак не сказывается на его свойствах, но позволяет значительно уменьшить нагрузку на фундамент. Укладка производится на раствор, нанесенный тонким слоем, который не оказывает заметного влияния на общий вес конструкции.
- Плотность и пористость. Эти параметры зависят друг от друга – большее значение одного из них соответствует меньшему значению другого. Чем больше пористость изделия, тем меньше его вес и выше теплопроводность.
Применение шамотного кирпича
Шамотный кирпич лучше других огнеупорных изделий выдерживает контакт со щелочами, например, с известью. Поэтому он может использоваться в различных промышленных установках, где продукты горения содержат активные химические вещества (кладка и футеровка котлов, топливных камер, доменных печей и т. д.).
Особое значение для придания тепловым агрегатам устойчивости к высоким температурам имеет используемый раствор. Обычно для его приготовления применяются те же компоненты, что и при производстве самого кирпича. При работе с марками ШБ-5 или ШБ-8 используют огнеупорную глину, в которую добавляют толченый кирпич. Такой состав обычно называется «шамотная глина» или мертель.
Толщина кладочного слоя зависит от температуры, на которую рассчитывается возводимая конструкция. Чем выше температура, тем более тонким слоем должен наноситься раствор.
Так выглядит мертель в сухом виде
При особенно высоких температурах может потребоваться толщина менее 1 мм. Подобные работы требуют особого качества приготовления смеси и высокой квалификации исполнителей. Кроме того, заметно повышается расход и стоимость материала (необходимо применять только специальные марки с повышенной огнестойкостью, кирпич ШБ-8 или ШБ-5 не выдержит нагрузки), а также увеличивается общий вес готового изделия.
При всех своих достоинствах шамотный кирпич имеет и ряд недостатков, ограничивающих его применение:
- Гигроскопичность. Он хорошо впитывает влагу, при этом увеличивается вес и снижается прочность при нагреве;
- Неустойчивость к промерзанию. Обычно для кладки бытовых печей используется шамотный кирпич марок ШБ-5, ШБ-45, ШБ-94, ШБ-8, который часто крошится при нерегулярном использовании и периодическом остывании печи;
- Высокая плотность. Материал с трудом поддается резке при необходимости обеспечить нужные размеры;
- Сравнительно высокая цена, долгое время прогрева, необходимость готовить специальный раствор.
Подводя итоги, отметим, что применение шамотного кирпича оптимально для облицовки зон, подверженных сильному термическому воздействию. Вместе с тем, его использование в качестве основного строительного материала для бытовых печей сдерживается наличием ряда недостатков, вызванных технологическими особенностями производства.
http://all-for-remont.ru
legkoe-delo.ru
коэффициенты для разных видов материала
Проезжая по небольшим городкам, часто можно видеть еще сохранившиеся памятники социалистической эпохи: здания сельских клубов, дворцов, старых магазинов. Для обветшалых построек характерны огромные оконные проемы с максимум двойным остеклением, стены, изготовленные из железобетонных изделий относительно небольшой толщины. В качестве утеплителя в стенах использовался керамзит, причем в небольших количествах. Потолки из тонких ребристых плит также не способствовали сохранению тепла в здании.
При выборе материалов для конструкций проектировщиков эпохи СССР мало интересовала теплопроводность. Кирпича и плит промышленность выпускала достаточно, расход мазута на отопление практически не лимитировался. Все изменилось в считанные годы. «Умные» комбинированные котельные с многотарифными средствами учета, термошубы, рекуперационные системы вентиляции в современном строительстве – уже норма, а не диковина. Однако кирпич, хоть и впитал множество современных научных достижений, как был строительным материалом № 1, так им и остался.
Явление теплопроводности
Для того чтобы понять, насколько отличаются друг от друга материалы по теплопроводности, достаточно в холодный день на улице приложить руку поочередно к металлу, кирпичной стене, дереву и, наконец, к куску пенопласта. Однако свойства материалов передавать тепловую энергию – не обязательно плохо.
Теплопроводность кирпича, бетона, дерева рассматриваются в контексте способности материалов сохранять теплоту. Но в некоторых случаях теплоту, напротив, необходимо передать. Это касается, например, кастрюль, сковородок и другой посуды. Хорошая теплопроводность гарантирует, что энергия будет тратится по назначению – на нагрев готовящейся пищи.
В чем измеряется теплопроводность ее физическая сущность
Что такое теплота? Это движение молекул вещества, хаотичное в газе или жидкости, и вибрированное в кристаллических решетках твердых тел. Если металлический прут, помещенный в вакуум, подогреть с одной стороны, атомы металла, получив часть энергии, начнут вибрировать в гнездах решетки. Эта вибрация станет передаваться от атома к атому, благодаря чему энергия постепенно распределится равномерно на всю массу. У одних материалов, например, у меди, этот процесс занимает секунды, у других же на то, чтобы тепло равномерно «растеклось» по всему объему, потребуются часы. Чем выше разность температур между холодным и горячим участками, тем быстрее идет передача тепла. Кстати, процесс ускорится при увеличении площади контакта.
Коэффициент теплопроводности (х) измеряется в Вт/(м∙К). Он показывает сколько тепловой энергии в Ваттах будет передаваться через один квадратный метр при разности температур в один градус.
Полнотелый керамический кирпич
Каменные строения отличаются прочностью и долговечностью. В каменных замках гарнизоны выдерживали иногда продолжавшиеся годами осады. Строения из камня не боятся огня, камень не подвержен процессам гниения, благодаря чему возраст некоторых сооружений превышает тысячу лет. Однако зависеть от случайной формы булыжника строители не хотели. И тогда на сцене истории появился керамический кирпич из глины – древнейший строительный материал, созданный руками человека.
Теплопроводность керамического кирпича – величина не постоянная, в лабораторных условиях абсолютно сухой материал дает значение 0,56 Вт/(м∙К). Однако реальные условия эксплуатации далеки от лабораторных, есть множество факторов, влияющих на теплопроводность строительного материала:
- влажность: чем суше материал, тем лучше он держит тепло;
- толщина и состав цементных швов: цемент лучше проводит тепло, слишком толстые швы будут служить дополнительными мостиками промерзания;
- структура самого кирпича: содержание песка, качество обжига, наличие пор.
В реальных условиях эксплуатации коэффициент теплопроводности кирпича принимают в пределах 0,65 – 0,69 Вт/(м∙К). Однако каждый год рынок прирастает не известными ранее материалами с улучшенными эксплуатационными качествами.
Пористая керамика
Сравнительно новый строительный материал. Пустотелый кирпич отличается от полнотелого собрата меньшей материалоемкостью в производстве, меньшим удельным весом (как следствие – уменьшение затрат на погрузочно-разгрузочные работы и удобство кладки) и меньшей теплопроводностью.
Худшая теплопроводность пустотелого кирпича является следствием наличия воздушных карманов (теплопроводность воздуха ничтожна и составляет в среднем 0,024 Вт/(м∙К)). В зависимости от марки кирпича и качества изготовления показатель варьируется в пределах от 0,42 до 0,468 Вт/(м∙К). Надо сказать, что из-за наличия воздушных полостей кирпич теряет в прочности, однако многие в частном строительстве, когда прочность важнее тепла, просто заливают все поры жидким бетоном.
Силикатный кирпич
Строительный материал из обожженной глины не так прост в производстве, как может показаться на первый взгляд. Массовое производство выдает продукт с весьма сомнительными прочностными характеристиками и ограниченным числом циклов замораживания-размораживания. Изготовление же кирпича, способного противостоять атмосферному воздействию сотни лет, обходится недешево.
Одним из решений проблемы стал новый материал, изготовленный из смеси песка и извести в паровой «бане» при влажности около 100%, и температуре около +200 °C. Теплопроводность силикатного кирпича очень сильно зависит от марки. Он, точно так же как и керамический, бывает пористым. Когда стена не является несущей, а задача ее состоит лишь в том, чтобы максимально удержать тепло, применяется щелевой кирпич с коэффициентом 0,4 Вт/(м∙К). Теплопроводность полнотелого кирпича, естественно, выше до 1,3 Вт/(м∙К), зато на порядок лучше его прочность.
Газосиликат и вспененный бетон
С развитием технологий стало возможным изготавливать вспененные материалы. Применительно к кирпичу это газосиликат и вспененный бетон. Силикатную смесь или бетон вспенивают, в таком виде материал затвердевает, образуя мелкопористую структуру из тонких перегородок.
Благодаря наличию большого количества пустот теплопроводность кирпича из газосиликата всего 0,08 – 0,12 Вт/(м∙К).
Вспененный бетон держит тепло чуть похуже: 0,15 – 0,21 Вт/(м∙К), зато строения из него долговечнее, он способен нести нагрузку в 1,5 раза больше той, что можно «доверить» газосиликату.
Теплопроводность разных видов кирпича
Как уже говорилось, теплопроводность кирпича в реальных условиях сильно отличается от табличных значений. В приведенной ниже таблице указаны не только значения теплопроводности для разных видов этого строительного материала, но и конструкций из них.
Снижение теплопроводности
В настоящее время в строительстве сохранение в здании тепла редко доверяется одному виду материала. Снижать теплопроводность кирпича, насыщая его воздушными карманами, делая пористым, можно до определенного предела. Воздушный, чрезмерно легкий пористый строительный материал не сможет держать даже свой собственный вес, не говоря уже об использовании его в создании многоэтажных конструкций.
Чаще всего для утепления зданий применяется комбинация строительных материалов. Задача одних – обеспечивать прочность конструкций, ее долговечность, в то время как другие гарантируют сохранение тепла. Такое решение более рационально, с точки зрения как технологии строительства, так и экономики. Пример: использование в стене всего лишь 5 см пенопласта или пеноплекса дает такой же эффект для сохранения тепловой энергии как «лишних» 60 см пенобетона или газосиликата.
fb.ru
