Теплопроводность стены силикатного кирпича

Характеристики теплопроводности разных видов кирпича

• 1 Краткое описание закона Фурье
• 2 Уровень показателя силикатных изделий
• 3 Величина показателя красного кирпича
• 4 Заключение

Водостойкость, морозоустойчивость, теплопроводность кирпича, а также другие характеристики этого материала делают его прочным и долговечным. Данный вид строительной продукции способен выдержать не только сильные нагрузки, но и долгое испытание временем в процессе эксплуатации конструкции.

Удержание тепла в доме зависит от материала стен. Кирпичные стены удерживают тепло на хорошем уровне.

Возможность материала пропускать через себя тепло независимо от температурных изменений, которым подвергается кирпич, — теплопроводность. Она, как и другие полезные свойства изделия, делает этот материал одним из лучших видов строительной продукции.

Что это такое и что на них влияет?

Теплопроводностью называется процесс, который происходит внутри материала при передаче тепловой энергии между частицами или молекулами. При этом более холодная часть получает тепло от более нагретой. Энергетические потери и выбросы теплоты происходят в материалах не только в результате процесса передачи тепла, но и при излучении. Это зависит от того, какова структура данного вещества.

Каждый строительный компонент имеет определенный показатель проводимости тепла, полученный опытным путем в лаборатории. Процесс распространения тепла неравномерен, поэтому выглядит на графике как кривая. Теплопроводность – физическая величина, которая традиционно характеризуется коэффициентом. Если посмотреть в таблицу, можно легко заметить зависимость показателя от условий эксплуатации данного материала. Расширенные справочники содержат до нескольких сотен видов коэффициентов, определяющих свойства различных по строению стройматериалов.

Для ориентира при выборе в таблице указывают три условия: обычные – для умеренного климата и средней влажности в помещении, «сухое» состояние материала, и «влажное» – то есть эксплуатацию в условиях повышенного количества влаги в атмосфере. Легко заметить, что у большинства материалов коэффициент возрастает с увеличением влажности окружающей среды. «Сухое» состояние определяется при температурах от 20 до 50 градусов выше нуля и нормальном атмосферном давлении.

Если вещество используется как теплоизолятор, показатели выбирают особенно тщательно. Пористые структуры сохраняют тепло лучше, а более плотные материалы отдают его сильнее в окружающую среду. Поэтому традиционные утеплители обладают самыми низкими коэффициентами теплопроводности.

Как правило, для строительства подходит оптимально стекловата, пено- и газобетон с особо пористой структурой. Чем плотнее материал, тем большей теплопроводностью он обладает, следовательно, передает энергию в окружающую среду.

Свойства различных типов блоков

Красный керамический

Пористость увеличивает теплосопротивление стройматериалов, поэтому у полнотелого кирпича теплопроводность выше.

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.

Вернуться к оглавлению

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.

Характеристика шамотного

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.

Вернуться к оглавлению

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.

Теплопроводность разных видов лицевого кирпича

Внешний вид здания это его визитная карточка. Использование лицевого кирпича позволяет создать эффектный внешний вид и улучшить защитные функции от потери тепла и от повреждения стен природными факторами, как действие ветра, солнца, дождя.

Облицовочный кирпич отличается от рядового по теплопроводности, по привлекательности внешнего вида. Классификация кирпича по теплопроводности, выглядят так:

1. Лидером является гиперпрессованный вид кирпича, с показателем: 1,1 Вт/м °С.
2. Следующим будет клинкерный кирпич, у него показатели 0,8 — 0,9 Вт/м °С.
3. Более низкие показатели у силикатного кирпича 0,4-0,8 Вт/м °С.
4. У полнотелого керамического облицовочного показатель 0,36-0,52 Вт/м °С.
5. Лидером является поризованный или пустотелый керамический, его коэффициент равен 0,22-0,43 Вт/м °С.

Во время планирования можно подобрать сочетание разных материалов, чтобы создать комфортную атмосферу в помещениях. При планировании желательно предусмотреть все возможные варианты потерь тепла. Если в строительстве применяются традиционные материалы: бетон, кирпич, в таком случае обязательно использовать дополнительные средства утепления.

Для сохранности качества облицовочных изделий следует придерживаться правил:

• Хранить облицовочную керамику в закрытом сухом месте, укрытом от дождя, снега и ветра на подставке.
• При осадках монтаж изделий не допускается!

Полнотелый керамический кирпич

Керамический кирпич создан на предприятиях из натурального сырья. У него много достоинств, но величина теплопроводимости не постоянна. Если в условиях лаборатории

это значение будет 0,56 Вт/(м∙К). В реальных условия, где действуют разные природные факторы, показатель теплопроводности будет зависеть от:

• Влажности, то есть сухой кирпич лучше сохраняет тепло. Во влажных условиях теплоизоляционные свойства снижаются.
• Цементный шов хороший проводник тепла. Очень толстый шов является дополнительным мостиком промерзания.
• Строения и структура изделия. Важным является процентный состав сырья, соблюдение технологии обжига, пористость готового изделия.

Коэффициент теплопроводности условно можно принять как 0,65 – 0,69 Вт/(м∙К).

Пористая керамика

Пористый или пустотелый кирпич считается относительно новым материалом. Ценят его за качества:

• Производство его менее материальноемкое.
• Не большой удельный вес.
• Низкая теплопроводимость.

Низкая теплопроводность пористой кирпичной керамики это результат присутствия воздушных камер. Как известно теплопроводность воздуха 0,024 Вт/(м∙К). Теплопроводность пустотелой керамики зависит от марки и качества. Этот показатель может колебаться от 0,42 до 0,468 Вт/(м∙К).

Силикатный кирпич

Для его изготовления в качестве сырья используют природные материалы: песок, известь и воду. Иногда вводят шлак, золу. Эти составляющие влияют на качество. Изготавливают его в вариантах как полнотелый, так и пористый.

Силикатный кирпич наделен качествами:

• Выдержать 100 циклов замораживания и размораживания.
• Стоек к перепадам температур.
• Его можно использовать в строительстве сооружений разной этажности.
• Показатель влагопоглощения колеблется от 5 до 16%.
• Не горит.
• Не ядовит.
• Срок службы не меньше 50 лет.
• Способствует созданию комфортного климата в помещениях.

Теплопроводность изделий зависит от марки.

Газосиликат и вспененный бетон

Новые технологии позволяют изготавливать вспененные строительные материалы.

1. Газосиликат отличается большим количеством воздушных камер. Образованы они реакцией извести с газообразователем. Теплопроводность такого материала колеблется в пределах 0,08 – 0,12 Вт/(м∙К); способен выдержать морозостойкость от 35 до 150 циклов. Изготавливают его разной пористости и прочности, в зависимости от его назначения.
2. Пенобетон или вспененный бетон имеет пористую структуру. Размер воздушной камеры составляет примерно 5 мм. Концентрация камер достигает 80% общей массы. Материал прочный, обладает хорошей термоизоляцией 0,15 – 0,21 Вт/(м∙К) и звуковой изоляцией. Экологически нейтрален.

Гибкий облицовочный кирпич

Этот искусственный материал с имитацией кирпичной кладки. Этот материал обладает износостойкостью и стойкостью к атмосферным влиянием. Используют его для отделки зданий. Он выдерживает температурные перепады от -40 до +100°С. Удельный вес его легок, поэтому он не создает дополнительной нагрузки на фундамент.

Из-за его гибкости, процесс монтаж не сложен. Устанавливать его можно на старые стены, на штукатурку и пористую поверхность. Для увеличения теплосбережения используют дополнительную изоляцию. К примеру, нижним слоем минвата с армированной сеткой, а покрытие гибкой облицовкой.

Фасадный клинкерный кирпич

Фасадный клинкерный кирпич прочен и стоек к действиям природы. Он защищает стены от атмосферных влияний. На его изготовление клинкера используют воду и глину с дальнейшим обжигом.

В результате получается материал:

• стойким к действию влаги;
• не изменяет физические свойства под действием температур;
• морозостоек;
• длительного срока эксплуатации.

Производят его в разнообразной цветовой гамме. Внешний вид с имитацией фактуры под камень. Клинкерный фасадный кирпич используют для облицовки фасадов, для оформления заборов. Разные варианты укладки позволят создать различные рисунки.

Гиперпрессованный облицовочный кирпич

Изготавливают его прессованием высоким давлением, при котором молекулы свариваются между собой. Этот процесс гиперпрессования получил название холодной сварки. Полученный материал обладает прочностью превышающую силикатный кирпич. Используют его для декорирования стен, колон и других несущих конструкций.

Качества гиперпрессованного кирпича:

• Теплопроводимость в пределах 0,41 – 1,1 Вт.
• Материал не поддерживает горение.
• Влагопоглощение от 3% до 7%.
• Пригоден для покрытия конструкций не ограниченной этажности.
• Требует гидрозащиты.

Промышленность изготавливает разные варианты с имитацией под природный камень и кирпичной кладки.

Связь плотности и теплопроводности кирпича

Красный керамический кирпич на 85-95% выпускается из высококачественной глины, песка и пластификаторов. Он проходит этапы формовки, сушки и обжига. На первом этапе определяется вид — пустотелый со сквозными/глухими отверстиями или полнотелый. В зависимости от плотности материала теплопроводность различных видов кирпича различается от 0,4 Вт/(м°C) до 0,9 Вт/(м°C).

Важный показатель — коэффициент теплопроводности керамического кирпича. Он определяется как отношение количества потерь тепла в 1 час через стену толщиной 1 м при изменении температуры на 1 °C:

пустотелого — 0,34-0,47 Вт/(м°C);

полнотелого — 0,6-0,8 Вт/(м°C).

Плотность кирпича измеряется в кг/м3 и зависит от количества пор в материале. Она влияет на теплопроводность и вес каждого блока. По стандарту, полнотелый кирпич должен иметь не более 13% пустот. В нем отсутствуют отверстия, пустоты возникают только из-за пористой структуры глины. Пустоты в пустотелом блоке составляют от 14% до 45% объема, они имеют искусственное происхождение.

Рядовой полнотелый блок характеризуется плотностью 1700-1900 кг/м 3 . Плотность пустотелого кирпича — 1100-1400 кг/м 3. Этот параметр также влияет на прочность блоков. Его учитывают при выборе материалов в зависимости от размеров строения и несущей нагрузки на стены.

Особенности состава для производства силикатного кирпича

В зависимости от размера зерна используемого кварцевого песка можно достаточно гибко подбирать и регулировать основные прочностные характеристики силикатного кирпича. Чем мельче фракция, тем прочнее и плотнее получается тело силикатного кирпича. Но абсолютно не проницаемый материал не годится для строительства – он просто не будет впитывать в необходимом количестве раствор и вяжущие материалы кладки. Поэтому крупные фракции песка также добавляются в исходную смесь в определенной пропорции, вследствие чего образуются приповерхностные поры и цементирующие зерна силикатов кальция.

Перед использованием песок очищают от вредных примесей, особенно таких, как глина и слюда. Глиняных конкреций в подготовленном песке должно быть не более 10 кг на каждые 1000 кг или 0,5 м 3 готовой формовочной смеси, а слюды – не более 5 кг на каждый м 3 смеси. Особый контроль осуществляется за чистотой исходного материала от сернистых или органических включений, из-за чего активность образования прочной связки кирпича резко уменьшается.

Отдельно пунктом производства качественных силикатных материалов осуществляется контроль над чистотой извести. Известь может использоваться негашеной или частично гашеной, но чаще всего в виде гидратной гашеной формы. Особо уделяется внимание содержанию окиси магния, ее не должно быть более 5 кг на 1/2 м 3 подготовленной извести.

Для увеличения морозостойкости в раствор добавляют продукты переработки алюмощелочных отходов металлургической промышленности. Добавление в раствор 70 кг на каждый м 3 или 1600 кг исходной смеси позволяет поднять индекс морозостойкости на 30-35%. Кроме того, добавка уменьшает коэффициент теплопроводности материала на 10-12%. Зачастую модифицированные варианты подобных веществ могут добавляться в раствор кладки для силикатного кирпича, в результате чего снижается коэффициент теплопроводности всей кирпичной кладки.

Что такое теплопроводность

Этот термин обозначает способность материала передавать тепловую энергию. Эту способность, в данном случае, выражает коэффициент теплопроводности кирпича. У клинкерного этот показатель составляет порядка 0,8… 0,9 Вт/м К.

Силикатный обладает меньшей теплопроводностью и в зависимости от количества пустот, в нем содержащихся, подразделяется на: щелевой (0,4 Вт/м К), с техническими пустотами (0, 66 Вт/м К), полнотелый (0,8 Вт/м К).

Керамический является еще более легким, вследствие чего данный показатель у него еще более низкий. Для полнотелого кирпича он находится в пределах 0,5… 0,8 Вт/м К, для щелевого – 0,34… 0,43 Вт/м К и для поризованного – 0,22 Вт/м К. Кирпич пустотелый характеризуется коэффициентом теплопроводности, равным 0,57 Вт/м К. Данный показатель не постоянен и меняется в зависимости от пористости материала, количества и расположения пустот.

Утверждение, что кирпич обладает высокой теплопроводностью, не совсем корректно: некоторые виды этого материала проводят тепло даже хуже, чем газобетонные блоки. Сочетание прочностных качеств полнотелых кирпичей и теплоизолирующих свойств пустотелых (а еще лучше – поризованной керамики) позволяет возводить надежные и энергоэкономичные здания.