Коэффициенты линейного расширения строительных материалов
В таблице представлены значения коэффициента линейного расширения строительных материалов (КТЛР) и некоторых металлов при температуре до 100°С. Размерность коэффициента расширения в таблице — м/(м·°С) или 1/град (К-1).
Коэффициент теплового линейного расширения показывает на сколько (относительно размера тела) удлинится материал при увеличении его температуры на 1 градус.
По значениям коэффициентов теплового расширения в таблице видно, что указанные строительные материалы и металлы имеют положительный коэффициент линейного расширения, то есть увеличивают свои размеры (расширяются) при нагревании.
Источник: В. Блази. Справочник проектировщика. Строительная физика. М.: Техносфера, 2004.
Теплоемкость бетона Коэффициент расширения бетона
Теплоемкость бетона — это количество тепла, которое нужно передать бетону, для того что бы его температура изменилась, на одну единицу.
Связанные статьи: Преимущества пенобетона
Коэффициент расширения бетона
Температурно усадочные швы
- Дома из пенобетонных блоков
- Сколько цемента в кубе бетона
Теплоемкости бетонов
Теплопроводность пористого бетона и его разновидностей — составляет порядка 0.35 — 0.75 Bт/(m*ºC)= 0.3-0.6 ккал/(ч*m*ºC), учитывайте, что прочность таких бетонов значительно ниже.
Удельная теплоемкость тяжелых и пористых бетонов (сухих) — около 1кДж/(кг*ºС) = 0.2 ккал/(кг*ºC)
Объемная теплоемкость тяжелых бетонов — около 2.5 кДж/(м3*К), пористых же зависит и изменятся от их плотности.
Смотрите так же: Керамзитобетон состав и пропорции
Удельная теплоемкость бетонной смеси (жидкой)- около 1.5 кДж/(кг*ºC) = 0.3 kkal/(kg*ºC), не забывайте, что такая смесь легче, чем тяжелый бетон и тяжелее чем пористый.
Углеродистые стали
В таблице приведены значения коэффициента линейного расширения углеродистой стали в интервале температуры от -173 до 1000°С. При нагревании такой стали ее ТКЛР увеличивается и может достигать 19,8·10 -6 град -1 (для стали У8) в диапазоне температуры 27-650°С.
Хромистые стали
Хромистые стали имеют коэффициент линейного расширения в среднем от 10 до 13·10 -6 град -1 . Дополнительно стоит отметить стали ШХ15 и 40Х, значение ТКЛР которых составляет 13,4…15,7·10 -6 град -1 .
Хромомолибденовые стали
Хромомолибденовые стали по сравнению с другими типами имеют относительно невысокие значения ТКЛР. Коэффициенты линейного расширения стали этого типа имеют величину 9,7…15,5·10 -6 град -1 при температурах до 1000°С.
Теплоемкость
Под теплоемкостью бетона понимают количество тепла, которое необходимо передать материалу для изменения его температуры на одну единицу. Размер бетона, изменяющийся под воздействием температуры, называют коэффициентом температурного расширения.
Углеродистые стали
В таблице приведены значения коэффициента линейного расширения углеродистой стали в интервале температуры от -173 до 1000°С. При нагревании такой стали ее ТКЛР увеличивается и может достигать 19,8·10 -6 град -1 (для стали У8) в диапазоне температуры 27-650°С.
Хромистые стали
Хромистые стали имеют коэффициент линейного расширения в среднем от 10 до 13·10 -6 град -1 . Дополнительно стоит отметить стали ШХ15 и 40Х, значение ТКЛР которых составляет 13,4…15,7·10 -6 град -1 .
Хромомолибденовые стали
Хромомолибденовые стали по сравнению с другими типами имеют относительно невысокие значения ТКЛР. Коэффициенты линейного расширения стали этого типа имеют величину 9,7…15,5·10 -6 град -1 при температурах до 1000°С.
Ленточный
Наиболее популярным основанием для возведения частного дома считают ленточный фундамент. Он представляет собой своего рода замкнутую ленту из бетона, проходящую под всеми несущими стенами здания.
Для средней полосы, при возведении небольших частных домов и бань, достаточно выполнить заглубление в пределах 1500 мм с высотой наземной части до 400 мм.
Формула расчета выглядит так:
V=h*b*l, где:
- V – объем раствора в м 3 ;
- h – высота в м;
- b – ширина в м;
- l – длина ленты в м.
В итоге получаем более точную формулу расчета объема бетона для ленточного фундамента:
V=h*b*l + 0,02*(h*b*l)
Полученное значение округляется до целого числа. Для наших примеров уточненное вычисление будет выглядеть так: для дома 6х6 V=24+0,02*24=24,48 (25) м 3 , для дома 10х10 V=48+0,02*48=48,96 (49) м 3 .
Столбчатый
Чтобы высчитать объем столбов с квадратным или прямоугольным сечением, нужно использовать следующую формулу:
V=a*b*l*n, где a и b – стороны сечения столба, l – длина столба, n – количество столбов в фундаменте.
Для вычисления объема бетона для заливки столбов с круглым сечением, понадобится формула нахождения площади круга: S=3,14*R*R, где R – радиус. Получаем формулу вычисления объема столбов с круглым сечением:
V=S*L*n
Для получения общего объема бетона, требуемого для заливки столбов и ростверка, необходимо сложить уже полученные показатели, не забывая про коэффициент погрешности в 2%.
Коэффициенты линейного расширения строительных материалов
В таблице представлены значения коэффициента линейного расширения строительных материалов (КТЛР) и некоторых металлов при температуре до 100°С. Размерность коэффициента расширения в таблице — м/(м·°С) или 1/град (К -1 ).
Коэффициент теплового линейного расширения показывает на сколько (относительно размера тела) удлинится материал при увеличении его температуры на 1 градус.
По значениям коэффициентов теплового расширения в таблице видно, что указанные строительные материалы и металлы имеют положительный коэффициент линейного расширения, то есть увеличивают свои размеры (расширяются) при нагревании.
Источник:
В. Блази. Справочник проектировщика. Строительная физика. М.: Техносфера, 2004.
Коэффициент теплового расширения бетона
Теплоемкость
Под теплоемкостью бетона понимают количество тепла, которое необходимо передать материалу для изменения его температуры на одну единицу. Размер бетона, изменяющийся под воздействием температуры, называют коэффициентом температурного расширения.
Теплопроводность
Теплопроводность – одна из важнейших теплофизических характеристик. Высокая теплопроводность тяжелого бетона является его недостатком. Панели для наружных стен производят из тяжелого материала с включением внутреннего слоя утеплителя.
Коэффициент температурного расширения бетона
Коэффициент расширения бетона
Так как коэффициенты температурного расширения бетона и стали по величине очень близки, то температурные напряжения не нарушают монолитности железобетона.
Температурный коэффициент линейного расширения бетонов
В жаростойком железобетоне арматуру располагают в местах, где температура не превышает 350° С. При более высоких температурах температурное расширение арматуры больше, чем у бетона,
Предел прочности, МПа, при. сжатии растяжении изгибе Адгезия к бетону, МПа Коэффициент линейного температурного расширения в пределах температур 40. 100 °С, ГС
Примечание 1. Эмпирические формулы для вычисления температурного коэффициента линейного расширения бетонов в интервале температур от —30″ до 0°С ( ) и от О до +40°С ) я з вискиости от лажностк по объему т (%) и температуры Г °С следующее
Таблица теплоемкости некоторых материалов.
Таблица показывает, какое количество тепла может сохранить в себе 1 кубометр материала при его нагреве на 1 градус.
Пример. Сколько тепла будет накоплено в 1 кубометре воды при нагреве ее от 40 градусов до 90 градусов?
Удельная теплоемкость воды при 20o Суд = 4,18 кДж/кг*oС
Разница температур Т = 90-40 = 50o
Удельный вес г = 1000 кг/м3
Объем v=1 м3
Количество запасенной энергии Э = C*Т*v*г = 4.18*50*1*1000 = 209000 кДж (~58 кВт·ч)
Таблица теплопроводности стройматериалов
Схема подключения теплоаккумулятора 
Расчет расширителя в системе с теплоаккумулятором.
Сопротивление воздухопроницанию материалов и конструкций.
Карта глубин промерзания.
СНиП лишь рекомендует. Обязывает Технический регламент.
Удельная теплоёмкость (с) — это физическая величина, равная численно количеству теплоты, которое необходимо передать единице массе данного вещества для того, чтобы его температура изменилась на единицу.
В системе единиц (СИ) удельная теплоёмкость обозначается в джоулях на килограмм на кельвин, Дж/(кг·К).
Удельная теплоемкость расчитывается по следующей формуле:
где Q — количество теплоты, полученное веществом при нагревании,
m — масса нагреваемого или охлаждаемого вещества,
ΔT — разность конечной и начальной температур вещества.
Удельная теплоемкость воды
Международный Комитет Мер и Весов принял в 1950 г. предложенные В. Дж. де Хаасом значения: cv = (15° С) = 4,1855дж/г · град С (соответствует значению, данному Бэрджем в 1941 г.); отсюда для ср(t °C) получается следующая формула:
Эта формула была дана Осборном, Стимсоном и Гиннингсом.
Во всех последующих таблицах значения с даны в единицах дж/г · град · С
|
Температура, °С |
||||||||||
Удельная теплоемкость тяжелой воды
Даны значения по отношению к обычной воде (ср — 1,000 при 20° С).
|
Температура, °С |
|||||
|
Удельная теплоемкость |
1,0063 | |
1.0041 |
Удельная теплоемкость ртути
Ртуть имеет минимум удельной теплоемкости при 140° С.
|
Температура, °С |
|||||||
|
Удельная теплоемкость ртути |
(0,137) |
(0,134) |
Удельная теплоемкость газов и паров (таблица)
Значения при постоянном давлении относятся обычно к атмосферному давлению.
|
Газ |
Температура |
Удельная теплоемкость |
|
При постоянном объеме (сp) |
||
|
Азот 1) |
||
|
Аргон |
0—2 000 |
|
|
Водород 2) |
ок. 50 |
|
|
Воздух 3) |
||
|
Окись углерода СО |
||
|
Окись углерода СО |
||
|
Пары воды |
||
|
Углекислый газ 4) |
ок. 55 |
|
|
При постоянном давление (cv) |
||
|
Азота закись N3O |
26—103 |
|
|
Азота окись NO |
13—171 |
|
|
Азота перекись NO2 |
27—67 |
|
|
Аргон |
||
|
Воздух (сухой) |
||
|
Воздух (сухой) |
||
|
Воздух (сухой) |
||
|
Воздух (сухой) |
||
|
Воздух (сухой) |
—100 |
|
|
Воздух (сухой) (100 атм) |
—80 |
|
|
Сероуглерод CS2 |
86—190 |
|
|
Скипидар C10H1 |
179—249 |
|
|
Спирт метиловый СН2O |
101—223 |
|
|
Хлороформ СНСl3 |
27—118 |
|
|
Эфир этиловый (C2H5)2O |
25—111 |
|
|
1) Для N сv = 0,732 + 0,00067t, t обозначает температуру. 2) Для Н cv уменьшается с увеличением плотности и понижением температуры. 3) Для воздуха cv = 0,7184 + 0,1167р, где р обозначает плотность (г/мл). 4) Для СО2, cv= 0,691 + 0,889Р + 1,42р2. |
||
Удельные теплоемкости различных веществ — жидкости, сплавы (таблица)
В большинстве случаев значения удельных теплоемкостей, данные в таблице, следует рассматривать как средние приближенные величины.
|
Вещество |
Температура, C |
Удельная теплоемкость |
|
Различные вещества |
||
|
Асбест |
20—100 |
|
|
Базальт |
20—200 |
0,84—1,00 |
|
Гранит |
20—100 |
0,80—0,84 |
|
Кварц SiO2 |
||
|
Кварц SiO2 |
||
|
Кремнезем (плавленый) |
15—200 |
|
|
Кремнезем (плавленый) |
15—800 |
|
|
Лед |
—250 |
|
| Лед |
—160 |
|
| Лед |
—21—1 |
2,0—2,1 |
|
Мрамор белый |
0,88—0,92 |
|
|
Парафин |
0—20 |
|
|
Песок |
20—100 |
|
|
Плавиковый шпат СаF2 |
||
|
Резина |
15—100 |
1,13—2,1 |
|
Стекло иенское 16»’ |
||
|
Стекло иенское 59»’ |
||
|
Стекло крон |
10—50 |
|
|
Стекло пирекс |
||
|
Стекло флинт |
10—50 |
|
|
Фарфор |
15—1000 |
|
| Фарфор |
15—200 |
|
|
Эбонит |
20—100 |
|
|
КСl |
—250 |
|
|
КСl |
—187 |
|
|
КСl |
||
|
NaCl |
—248 |
|
|
NaCl |
—38 |
|
|
NaCl |
+ 10 |
|
|
Сплавы |
||
|
Латунь желтая |
||
|
Латунь красная (томпак) |
||
|
Константан (эврика) |
||
|
Мягкий припой 1) |
— |
|
|
Нейзильбер |
0—100 |
|
|
Жидкости |
||
|
Анилин |
||
|
Бензол |
||
|
Бензол |
||
|
Вода морская |
||
|
Глицерин |
18—50 |
|
|
Масло касторовое |
||
|
Масло льняное |
||
|
Масло парафиновое |
20—60 |
2,13— 2,26 |
|
Масло прованское |
||
|
Масло сурепное |
||
|
Рапа |
—20 |
|
|
Рапа |
||
|
Рапа |
||
|
Скипидар |
||
|
Спермацет |
||
|
Спирт амиловый |
||
|
Спирт метиловый |
||
|
Спирт этиловый |
||
|
Спирт этиловый |
||
|
Толуол |
||
|
Эфир этиловый |
||
|
1) Sn 54%, Pb 46%; удельная теплоемкость = 0,1766 + 0,000159t; |
||
Отношение удельных теплоемкостей Cp и Cv для газов и паров
γ — отношение удельной теплоемкости при постоянном давлении к удельной теплоемкости при постоянном объеме.
Для непосредственного определения γ обычно применяется метод, основанный на адиабатическом расширении газа; для этого можно, например, определять скорость звука в газах. Зная давление или температуру непосредственно после адиабатического расширения (метод Клемана и Дезорма и метод Луммера и Прингсхейма), y можно найти из уравнений:
или
|
Газ |
Температура, C |
γ |
|
Одноатомные газы |
||
|
Аргон |
||
|
Гелий |
||
|
Криптон |
||
|
Ксенон |
||
|
Неон |
||
|
Пары ртути |
||
|
Двухатомные газы |
||
|
Азот |
||
|
Азота окись |
— |
|
|
Водород |
4—17 |
1,407/8 |
|
Кислород |
5—14 |
|
|
Окись углерода |
||
|
Воздух (сухой) |
—79,3 |
|
|
Воздух (сухой) |
0—17 |
1,401/2 |
|
Воздух (сухой) |
||
|
Воздух (сухой) |
||
|
Воздух (сухой) (200 атм) |
—79,3 |
|
|
Трехатомные газы |
||
|
Азота закись N2O |
— |
|
|
Азота перекись N2O4 |
||
|
Азота перекись NO2 |
||
|
Аммиак NH3 |
— |
|
|
Озон |
— |
1,29 1) |
|
Пары воды |
||
|
Сернистый газ |
16—34 |
|
|
Сернистый газ |
||
|
Сероводород H2S |
— |
|
|
Сероуглерод CS2 |
— |
|
|
Углекислый газ |
4—11 |
|
|
Углекислый газ |
||
|
Углекислый газ |
||
|
Многоатомные газы |
||
|
Ацетилен С2Н2 |
— |
|
|
Бензол |
||
|
Бензол |
||
|
Метан СН4 |
— |
1,313- |
|
Метил бромистый |
— |
|
|
Метил йодистый |
— |
|
|
Метил хлористый |
19—30 |
|
|
Пропан С3Н8 |
— |
|
|
Спирт метиловый |
||
|
Спирт этиловый |
||
|
Спирт этиловый |
||
|
Уксусная кислота |
||
|
Хлороформ СНСl3 |
24—42 |
|
|
Четыреххлористый углерод СС1 |
— |
|
|
Этан С2Н6 |
— |
|
|
Этил бромистый |
— |
|
|
Этил хлористый |
||
|
Этилен С2Н4 |
— |
|
|
Эфир этиловый |
12—20 |
|
|
Эфир этиловый |
||
|
1) Экстраполировано |
||
_______________
Источник информации: КРАТКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК/ Том 1, — М.: 1960.