Теплопроводность керамзитобетонного блока

Керамзитобетонные блоки имеют широкую сферу применения, в зависимости от марки, формы и пустотности они используются в качестве теплоизолятора или кладочных элементов для конструкций с разными несущими способностями. Их главными характеристиками являются прочность, плотность, морозостойкость и теплопроводность, все они связаны между собой. Последний параметр учитывается при проведении теплотехнического расчета для получения рекомендуемой строительными нормами толщины стен.

Коэффициент теплопроводности в количественном выражении показывает способность материала к проведению тепла: чем он ниже, тем выше его энергосберегающие свойства. Использование блоков с хорошим сопротивлением к потерям позволяет снизить затраты на обогрев зданий в зимнее время и кондиционирование летом. Обожженная глина является отличным теплоизолятором, термопроводность керамзитовых гранул варьируется в пределах 0,099-0,18 Вт/м·°C. Они считаются оптимальным заполнителем для получения легких бетонов и кладочных изделий.

Факторы влияния на величину теплопроводности керамзитоблоков

Этот строительный материал имеет многокомпонентную основу. Крошка без исключения будет иметь меньшую термопроводность, чем чистые обожженные гранулы вспученной глины. Ключевое влияние имеет качество используемого керамзита, характеристика зависит от размера и типа фракций, степени поризации, целостности оболочки, вида сырья и технологии обжига. Лучшие показатели имеет гравий с низкой насыпной плотностью и диаметром частиц в пределах 10-20 мм (0,099-0,108 Вт/м·°C), худшие – дробленый щебень и песок.

Повышение доли цемента в бетоне снижает его способности к энергосбережению.

Взаимосвязь между видом наполнителя и теплопроводностью керамзитобетонного камня отражена в таблице:

Вид инертного наполнителя Плотность бетона, кг/м2 Значение коэффициента, Вт/м·°C
Керамзитовый песок 500 0,14
600 0,16
800 0,21
1000 0,27
Кварцевый песок, используемый для приготовления поризованных элементов 800 0,23
1000 0,33
1200 0,41
Перлит 800 0,22
1000 0,28

Помимо параметров используемых компонентов коэффициент теплопроводности керамзитоблока зависит от следующих факторов:

  • Марки по плотности: чем она выше, тем хуже теплоизоляционные свойства материала.
  • Пустотности, а именно – количества и размера щелей в блоках. У данной группы ее максимальное значение достигает 40%, что соответствует 0,19 Вт/м·°C. Размер фракций керамзита, используемого для изготовления крупнощелевых разновидностей ограничен, качественные полнотелые изделия могут не уступать им в качестве.
  • Условий эксплуатации, несмотря на низкое водопоглощение (5-10%) при длительном контакте с влагой блоки могут начинать ее накапливать, что отрицательно сказывается на величине теплового сопротивления. Худшие показатели наблюдается при попадании и замерзании воды внутри полостей. Исключить риски помогают изделия с закрытыми пустотами, но они стоят немного дороже.

Тип блока Число щелей Размеры, мм Вес, кг Пустотность, % Плотность, кг/м3 Теплопроводность в сухом состоянии, Вт/м·°C
Перегородочный полнотелый 0 390×188×90 8 0 1200 0,36
То же, пустотелый 2 9 25 900 0,3
Стеновой 0 390×188×190 17 0 1200 0,36
2 14 20 1000 0,27
4 11-14 40 800-1000 0,19-0,27
7
8
10 390×188×230 13-16

В зависимости от целевого назначения выделяют три группы керамзитоблоков:

  • Теплоизоляционные, с плотностью в пределах 300-900 кг/м3 и теплопроводностью не более 0,2 Вт/м·°C. Не нормируется по прочности и подбирается при утеплении каркасных систем или закладывается между другими стеновыми изделиями.
  • Конструкционно-теплоизоляционные – от 700 до 1200 кг/м3, до 0,5 Вт/м·°C, выдерживаемые нагрузки от 35 до 75 кгс/м2. Эта разновидность наиболее востребована в частном строительстве, сфера использования включает возведение внутренних перегородок, панелей и стен, в том числе несущие.
  • Конструкционные – от 1200 до 1800 кг/м3, с теплопроводностью до 0,66 Вт/м·°C. Из-за высокой нагрузки на фундамент блоки с такими характеристиками редко используются для возведения стен частных домов, область их применения совпадает с марками тяжелого бетона.

Взаимосвязанные характеристики

Теплопроводность является основным показателем, учитываемым при расчете толщины строительных систем. Находится по формуле: δ=R·λ, где R – величина теплового сопротивления, определяемая из таблиц с учетом климатических условий региона и типа конструкции, среднее значение по Москве составляет 3-3,1 м2·°C/Вт.

Используя данные производителя, находится минимально допустимая толщина стены из керамзитоблоков, разделяющей разнотемпературные зоны при поддержке комфортных условий внутри дома. При несоответствии ширины кладки с полученным результатом здания нуждаются в наружном утеплении. Аналогичный расчет проводится при обычной засыпке конструкций грунтами керамзита, итоговые данные применяются для определения правильной толщины прослойки.

С развитием технологий в строительной сфере предоставлена возможность сокращения сроков работ и экономии средств. Одним из способов удешевления материалов является возведение здания из керамзитобетонных блоков. Эту методику нельзя назвать новой, хотя широкое распространение она получила относительно недавно. Благодаря целому ряду преимуществ и сравнительным характеристикам с другими видами (кирпичом, ракушечником), можно говорить о превосходящих качествах керамзитобетона.

Определение теплопроводности блоков

Производство блоков подразумевает смешивание цемента, песка и гравия размером от 5 мм. От величины наполнителя зависят энергосберегающие свойства и прочность. Чем более крупные зерна добавляются в смесь, тем выше показатель теплопроводности. Этот коэффициент керамзитобетона обозначают буквой λ, применяемой при расчетах количества энергии, которая проходит через несущую толщиной в 1 метр, создает сопротивление на площади в 1 м2 с разницей температуры в 1°С/час на внутренней и внешней сторонах поверхности. Факторы, влияющие на коэффициент теплопроводности керамзитоблоков, заключаются в следующих понятиях:

1. Количество и качество сырья, используемого для изготовления. Стандартно замешивают 1 долю цемента, 2 – кварцевого песка, 3 – гранулированного компонента.

2. Большое количество воздушных ячеек делает материал легким, что снижает коэффициент теплопроводности. Чем меньше пористость, тем камень имеет больший вес, что увеличивает показатель.

3. Определенных размеров керамзитоблоков не существует, их длина – диапазон от 250 до 450 мм, ширина – 180-450 мм, высота – 180-250 мм.

4. Также играет роль марка бетона, каждая имеет свою прочность на осевое сжатие (максимальная нагрузка кг/см2, которую он выдерживает на 28 день после отвердевания). У материала М35 и М50 эта величина составляет В3,5, М75 и 100 – В7,5, М200 – В1.

При определении теплоизоляции керамзитобетонных блоков можно воспользоваться таблицей:

После определения теплопроводности керамзитоблоков делают расчеты толщины стен. В формуле этот показатель обозначают буквой δ. Также для вычисления используется величина сопротивления передачи энергии, зависящая от типа зданий и климатических условий и имеющая символ Rreg. Если взять среднее значение около 3 единиц, получится формула: δ= Rreg х λ. Допустим, теплопроводность блока составляет 0,2 Вт(м°С), в результате: δ=3х0,2=0,6 м – толщина стены.

Разновидности керамзитобетона

В зависимости от своего предназначения блоки делятся на несколько типов:

1. При строительстве для теплоизоляции используется материал плотностью 400-600 кг/м3. Величина проводимости энергии у него составляет 0,1-0,17 Вт(м°С), прочность на сжатие – 5-22 кг/см2. Такой керамзитобетонный камень выдерживает только собственный вес, имеет неплотную структуру с большим количеством пустот, но обладает самым высоким показателем теплоизоляции.

2. Для сооружения несущих стен, цокольных этажей применяются полнотелые конструктивные блоки с содержанием бетона марок М300-400 и гравием мелких фракций. Является наиболее прочным среди всех видов, плотность составляет 1800 кг/м3. Также имеет высокие характеристики теплоизоляции – 0,55 Вт(м°С). Использование стеновых блоков позволяет увеличить площадь помещения за счет небольшой толщины стен. При этом скорость укладки в несколько раз выше, чем работа с кирпичом при тех же объемах.

3. На объектах с необходимостью снижения веса несущих используют конструктивно-теплоизоляционный керамзитобетон. Также этот материал применяется при производстве больших блоков и стеновых панелей. Плотность после застывания составляет 800 кг/м³, теплопроводность – 0,45Вт(м°С). При одинаковой толщине стены кирпич обладает более низкими свойствами.

По конструкции и размерам керамзитобетон можно разделить на две класса: стеновой и перегородочный вид. В таблице показаны типовые формы и их главные характеристики:

Классификация по количеству пустот Параметры, мм Плотность (кг/м3) Процент пустотности Марка Морозостойкость Вес, кг
4 — канальный 390х190х188 800-900 35-40 М50 F50 10-15
7
8
10 15-18
Полнотелый 390х190х188 900-1000 0 М75 17-20
2-пустотный 390х190х230 1200-1400 20-25 М50 15-17

Для перегородок

Пустотелый 390х90х188 900-1000 25-30 М35 Не нормируется 5-6
Полнотелый 390х90х188 1000-1200 0 М50 8-10

Теплопроводность керамзитобетонных блоков в первую очередь зависит от их плотности и количества пустот. Чем крупнее фракции гравия, тем выше величина. Благодаря основному натуральному компоненту, материал обладает высокой экологической безопасностью, способен дышать, морозоустойчив и не поддается гниению.

Каждый стеновой материал, будь то кирпич, ракушечник, пено-, керамзито-, железо- или газобетонные блоки, различается между собой теплопроводностью. Данный показатель обозначается латинской буквой «λ» и при выборе наиболее оптимального строительного материала имеет большое значение. Коэффициент используется при проведении расчетов для определения количества тепловой энергии, проходящей через толщу стены в 1 метр создающей сопротивление на площади в 1 кв.м с разницей температур (1 градус в час) на плоскостях противоположных сторон (наружной и внутренней). Будет интересно узнать об оборудовании на котором производят такие блоки.

Факторы, влияющие на коэффициент

Для того чтобы понять от чего зависит теплопроводность керамзитобетонного блока, необходимо знать основополагающие факторы и причины влияющие на этот показатель.

Непосредственное влияние на количество тепловой энергии, проходящей через толщу стен здания, оказывают:

  • разновидность исходного строительного материала, который применяется для изготовления искусственных блоков. Как правило, для этих целей используется цемент (1 часть), кварцевый песок (2 части) и гранулированный керамзит фракцией 5 мм и более (3 части);
  • пористость, плотность и наличие пустот в структуре блока, которые зависят от фракции керамзита и его количества. Большее количество пор делает искусственный камень легче, соответственно снижается коэффициент. Чем меньше пористость, тем камень тяжелее и плотнее, поэтому этот показатель становится выше;
  • марка и класс бетона: М35 и М 50/В3,5; М75 и М100/В7,5; М150/В12,5; М200/В15; М250/В17,5;
  • параметры камня. Определенных размеров блоков не существует: длина варьирует от 240 до 450 мм, ширина — от 190 до 450 мм, высота – от 188 до 240 мм.

Нормативным документом, в котором указано сопротивление тепловой передачи различных ограждающих (стеновых) конструкций, является СНиП. Нормативы зависят от типа строения и климатических условий (региона). Например, для Москвы и Московской области применяется коэффициент 3-3,1 (кв.м*оС/Вт).

Важно! При выборе стенового материала необходимо обращать внимание на показатель теплопроводности, так как от него в первую очередь зависит, насколько не только уютным и комфортным будет дом, а также экономически выгодным будет обогрев.

Разновидности блоков из керамзитобетона и их особенности

По предназначению современный стеновой материал подразделяется на три группы, бывает: теплоизоляционным, теплоизоляционно-конструктивным и конструктивным.

Но каждая группа отличается между собой теплопроводностью керамзитобетонных блоков.

Особенности различия следующие:

Теплоизоляционные – это самые легкие и наименее плотные стеновые камни, которым присущи повышенные характеристики сохранности тепла в помещениях, а в зимний период они хорошо удерживают прохладу внутри здания, не пропуская жару с улицы.

Отличные эксплуатационные свойства стенового материала обеспечиваются за счет:

Теплоизоляционно-конструктивный материал имеет:

  • среднюю плотность — 700-800 кг/куб.см.;
  • среднюю массу;
  • теплопроводность – от 0,22 до 0,45 Вт/(м*K);
  • морозостойкость – от 20 до 90 Мр3.

Конструктивные блоки:

  • самая высокая плотность – от 800 до 1800 кг/куб.см.;
  • наибольший вес – до 30 кг;
  • прочность на сжатие — 100 кг/кв.см. и более;
  • морозостойкость – до 400 Мр3;
  • высокий показатель проводимости тепловой энергии — до 0,55 Вт/(м*K).

Интересная статья о технологиях разработки газобетона.

Как производятся расчеты

Коэффициент теплопроводности керамзитобетонных блоков участвует в проведении расчетов по специальной формуле δ= Rreg* λ, где:

  • δ – нормативная толщина стены;
  • Rreg – сопротивление тепловой передачи;
  • λ — показатель проводимости тепловой энергии.

Подставляя в формулу фактические данные, можно легко определить нормативную толщину стены, например, если сопротивление Rreg = 3 (кв.см.*оС/Вт), то при минимальном показателе равном 0,10 (Вт/м*оС), стена будет иметь толщину 0,3 м (3*0,10), при самом высоком коэффициенте толщина стены составит 1,65 м (3*0,55).
Но как можно быстро определить теплопроводность керамзитобетонных блоков? Таблица с готовыми данными позволяет без проведения предварительных расчетов узнавать, какой должна быть толщина стены.

Важно! Для возведения стен лучше выбирать блоки с низким показателем теплопроводности, от чего полностью зависит создание уютного и комфортного проживания в доме. В ином случае наружные стены здания потребуют дополнительных денежных вложений на утепление ограждающих конструкций.

Вывод

Пористый и легкий стеновой материал нашел широкое применение по сравнению с другими видами легких бетонов. Сегодня его используют в гражданском и частном строительстве.

Рекомендуем к прочтению — марки бетона для ленточного фундамента.

Состав керамзитоблока.

Представим состав керамзитобетонной смеси с удельным весом 1500 кг/м 3 в виде таблицы*.

Таблица 1: Состав керамзитобетонной смеси

Наименование материала Масса, кг % от массы
Цемент М400 430 26,7
Керамзит 510 34
Песок 420 28
Вода 140 9,3

*Данные приведены для 1м3 керамзитобетонной смеси.

При снижении % содержания цемента и песка удельный вес керамзитобетонной смеси будет уменьшаться.

В составе легких смесей с удельным весом до 1000 кг/м 3 песок может отсутствовать, содержание цемента уменьшается, а керамзита — растёт.

1.1. Цемент (ГОСТ 10178-85).

Для производства блоков необходим цемент марки не ниже М-400.

1.2. Керамзит (ГОСТ 9757-90).

Керамзит – легкий пористый материал в виде гравия, получаемый в результате обжига легкоплавких глинистых пород. Чаще всего для производства керамзитоблоков используют фракции 5-10 мм.

1.3. Песок (ГОСТ 8736-93).

В качестве наполнителя используется песок крупной или средней фракций, который создаёт скелет блока.

1.4. Вода (ГОСТ 23732-79).

Предпочтительно применение воды без загрязняющих примесей.

Классификация.

Керамзитоблоки являются стеновыми бетонными камнями и должны соответствовать ГОСТ 6133-99. Они классифицируются по следующим параметрам:

2.1. По назначению.

  • Теплоизоляционные (удельный вес 350-600 кг/м 3) — применяют для утепления зданий.
  • Конструктивно-теплоизоляционные (удельный вес 600-1400 кг/м 3) — используют преимущественно для возведения однослойных стеновых панелей.
  • Конструктивные (удельный вес 1400-1800 кг/м 3) — используются для несущих конструкций домов и инженерных сооружений (мосты, эстакады).

2.2. По применению.

  • Стеновые блоки – для строительства стен (как наружных, так и внутренних).
  • Перегородочные блоки – для возведения перегородок.

2.3. Размеры.

  • ГОСТ 6133-99 предусматривает следующие размеры блоков для стен: 90х190х188мм, 190х190х188мм, 290х190х188мм, 390х190х188мм, 288х138х138мм, 288х288х138мм.
  • Размеры перегородочных блоков — 190х90х188мм, 390х90х188мм, 590х90х188мм.

По согласованию с заказчиком размеры блоков могут меняться.

2.4. По форме.

  • Полнотелые – сплошные блоки без пустот.
  • Пустотелые – блоки как с глухими, так и со сквозными пустотами, формируемыми в процессе изготовления для придания блоку необходимых эксплуатационных характеристик.

Характеристики.

3.1. Прочность.

Значения прочности керамзитоблоков:

  • теплоизоляционных — 5-25 кг/см2;
  • конструктивно-теплоизоляционных – 35 — 100 кг/см2;
  • конструктивных — 100 — 500 кг/см2.

3.2. Объёмный вес.

Объёмный вес керамзитоблоков:

  • теплоизоляционных — 350-600 кг/м 3;
  • конструктивно-теплоизоляционных – 600 — 1400 кг/м 3;
  • конструктивных — 1400 — 1800 кг/м 3.

3.3. Теплопроводность.

Теплопроводность керамзитоблоков – 0,14-0,66 Вт/(м*К). Теплопроводность растёт с увеличением содержания цемента. По этому показателю теплоизоляционные блоки находятся на уровне дерева. Даже конструктивные предпочтительнее бетона и кирпича. Применение в строительстве пустотелых блоков уменьшает теплопроводность стен и делает дом теплее.

3.4. Морозостойкость.

Морозостойкость увеличивается с уменьшением пористости. Минимальные значения (15 — 50 циклов) — у теплоизоляционных керамзитоблоков. У конструктивно-теплоизоляционных — до 150 циклов, у конструктивных — до 500.

3.5. Усадка.

Усадка керамзитоблоков находится на уровне тяжелых бетонов — 0,3-0,5 мм/м.

3.6. Водопоглощение.

Водопоглощение керамзитоблоков – 5 — 10% по массе. Значение может быть снижено путём добавления в керамзитобетонную смесь комплексных добавок и пластификаторов.

3.7. Паропроницаемость.

Паропроницаемость керамзитоблоков — 0,3-0,9 мг/(м*ч*Па). Значение увеличивается с увеличением пористости и степени пустотелости. Для теплоизоляционных блоков значения максимальны, для конструктивных – минимальны.

3.8. Огнестойкость.

Предел огнестойкости керамзитоблоков – 180 минут при температуре 1050 С.

3.9. Стоимость.

Стоимость керамзитоблоков зависит от степени пустотелости, от прочности, определяющейся содержанием цемента, и находится в пределах 2200-3500 руб/м3.

3.10. Звукоизоляция.

Звукоизоляционные свойства керамзитоблоков улучшаются с увеличением пористости. Перегородка из теплоизоляционных блоков размерами 590х90х188 мм обеспечивает звукоизоляцию на уровне 45-50 Дб.

3.11. Максимальная этажность строения.

Конструктивные керамзитоблоки позволяют осуществлять высотное строительство. Возможно возведение 12-этажных домов

Таблица 2: Характеристики керамзитоблоков

Наименование показателя Значение
Прочность, кг/см2 5-500 Минимальные значения прочности — у легких теплоизоляционных блоков, максимальные — у самых тяжелых конструктивных
Объемный вес, кг/м3 350 -1800 При увеличении % содержания цемента в керамзитобетонной смеси увеличится объемный вес и прочность
Теплопроводность, Вт/м*К 0,14 – 0,66 Показатель лучше, чем у кирпича и бетона; ухудшается с ростом % содержания цемента.
Морозостойкость, циклы 15-500 Минимальные значения — у легких теплоизоляционных блоков, максимальные — у самых тяжелых конструктивных
Усадка, мм/м 0,3 — 0,5 Хороший показатель на уровне тяжелых бетонов
Водопоглощение, % 5-10 Хороший показатель, который может быть улучшен применением комплексных добавок и пластификаторов
Паропроницаемость, мг/(м*ч*Па) 0,3-.0,9 Высокое значение в сравнении с другими стройматериалами; увеличивается с ростом пористости и степени пустотелости блоков
Огнестойкость, мин. при температуре 1050 С 180 Значение выше, чем у других легких бетонов
Стоимость руб/м3 2200-3500 Зависит от содержания цемента в смеси и степени пустотелости
Звукоизоляция, Дб 45-50 Значение для перегородки из теплоизоляционных блоков размерами 590х90х188 мм; показатель растёт с увеличением содержания керамзита
Максимальная этажность строения, этажей 12 Достигается при использовании конструктивных блоков

Преимущества керамзитоблоков в сравнении с альтернативными материалами.

  • Экологическая безопасность. Керамзитобетон производится из натуральных материалов (цемент, песок, глина), что обеспечивает его высокую экологичность. Материалу присвоен первый класс радиационной безопасности. Он полностью соответствует современным санитарно-гигиеническим требованиям по показателям звукоизоляции и паропроницаемости.
  • Теплопроводность керамзитобетона и использование в строительстве пустотелых блоков делает дома из этого материала теплыми.
  • Низкий удельный вес керамзитоблоков позволяет сэкономить на устройстве фундамента и транспортировке.
  • азмеры и вес блоков снижают затраты рабочей силы и цементного раствора при возведении стен, ускоряют строительство.
  • Низкая гидроскопичность и, как следствие, высокая морозоустойчивость повышают срок службы сооружений из керамзитоблоков, дают возможность экономии на защите стен.
  • Применение блоков со сквозными пустотами позволяет сооружать внутри стен силовые каркасы, повышающие несущую способность конструкций.
  • Низкие значения усадки обеспечивают экономию на косметических ремонтах.

Минусы строительства из керамзитоблоков.

  • Керамзитобетон уступает в прочности тяжелым бетонам. Нежелательно использование керамзитоблоков при устройстве фундаментов.
  • Неидеальная геометрия блоков.
  • При многоэтажном строительстве необходимо использовать блоки с повышенным содержанием цемента. Следствием этого является необходимость устройства более мощного фундамента, ухудшение теплоизоляционных качеств сооружения и общее удорожание проекта.

Область применения.

В зависимости от назначения керамзитоблоки могут использоваться для утепления домов, строительства зданий (в том числе многоэтажных), возведения инженерных сооружений (мостов, эстакад).

Способы транспортировки.

Перевозка керамзитоблоков осуществляется любым транспортом на поддонах. Высота пакета с поддоном не должна превышать 1,3 м. Камни с глухими отверстиями укладывают пустотами вниз. Сформированные транспортные пакеты складируются в один ярус. Не допускается проведение разгрузочно-погрузочных работ вручную.

Оставьте комментарий