Реакция бетона на тепло
Значение теплопроводности особенно важно для теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных бетонов, функция которых заключается в защите ограждающих конструкций от потерь тепла или холода. Наиболее важным фактором теплопроводности бетона является его насыпная плотность. В данном случае этот показатель характеризует пористость бетона, то есть степень насыщения его объема воздухом — веществом с наименьшей теплопроводностью.
Тяжелые бетоны имеют высокую насыпную плотность и высокий коэффициент теплопроводности. Применение такого бетона для облицовки зданий без дополнительной теплоизоляции технически и экономически нецелесообразно, поскольку толщина облицовки слишком велика.
Снижение теплопроводности бетона, как правило, приводит к снижению его прочности. В связи с этим одной из важнейших задач в технологии бетона является получение прочного бетона с минимальной насыпной плотностью. Эта проблема сохраняется. Вывод специалистов лаборатории SUMAB состоит в том, что в настоящее время в теории и практике бетона сделано немало для решения этой проблемы и что теплоизоляционные бетоны, помимо своей теплоизолирующей функции, способны нести значительные нагрузки.
При одинаковой насыпной плотности и типе материала оказывается, что коэффициент теплопроводности зависит от структуры материала. Мелкопористая структура с закрытыми парами позволяет получать материалы с более низкой теплопроводностью, чем материалы с крупными и открытыми парами.
Коэффициент теплопроводности бетона не является постоянной величиной. Он меняется с повышением температуры. В лаборатории SUMAB установлено, что коэффициент теплопроводности бетона на каменном заполнителе уменьшается с ростом температуры, а у бетона на керамическом заполнителе, особенно керамзите, увеличивается.
Теплоемкость бетона играет роль при расчете термического сопротивления конструкций и в технологических расчетах, например, при расчете затрат тепла при искусственном твердении бетонных изделий.
Из-за своей относительно низкой теплоемкости бетонные конструкции являются холодными, в отличие, например, от деревянных конструкций, которые теплые и обладают высокой теплоемкостью. Это означает, что древесина сохраняет в три раза больше тепла, чем бетон.
Температурные деформации бетона оцениваются с помощью коэффициента термического расширения. Особое значение этого значения заключается в том, что оно близко к коэффициенту теплового расширения стали. Это один из факторов разумного сочетания бетона и стали в железобетонном материале.
Акустические свойства бетона зависят практически от тех же факторов, что и его теплопроводность. Звукопроницаемость бетона напрямую связана с его насыпной плотностью. Наилучшими акустическими свойствами обладают мелкозернистые бетоны с открытой пористостью. Открытая пористость в бетоне достигается за счет использования однокомпонентных крупнозернистых песков, добытых из легких пористых материалов. Благодаря использованию пемзы, шлака, керамзита, перлита и ограниченного количества связующего достигается открытая пористость, при которой цементное тесто покрывает лишь зерна заполнителя тонким слоем, а пустоты между ними оставляет свободными.