Conduction thermique du béton : caractéristiques, coefficient et tableau

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-17 18:50

L'une des caractéristiques les plus importantes du béton, bien sûr, est sa conductivité thermique. Cet indicateur peut varier considérablement pour différents types de matériaux. La conductivité thermique du béton dépend principalement du type de charge utilisé. Plus le matériau est léger, meilleur est l'isolant du froid.

Qu'est-ce que la conductivité thermique: définition

Différents matériaux peuvent être utilisés dans la construction de bâtiments et de structures. Les bâtiments résidentiels et industriels sous le climat russe sont généralement isolés. C'est-à-dire que lors de leur construction, des isolateurs spéciaux sont utilisés, dont le but principal est de maintenir une température confortable à l'intérieur des locaux. Lors du calcul de la quantité requise de laine minérale ou de mousse de polystyrène, la conductivité thermique du matériau de base utilisé pour la construction des structures enveloppantes est prise en compte.

Très souvent, les bâtiments et les structures de notre pays sont construits à partir de différents types de béton. La brique et le bois sont également utilisés à cette fin. En fait, la conductivité thermique elle-même est la capacité d'une substance à transférer de l'énergie dans son épaisseur grâce au mouvement des molécules. Allerun processus similaire peut, à la fois dans les parties solides du matériau et dans ses pores. Dans le premier cas, on l'appelle conduction, dans le second - convection. Le refroidissement du matériau est beaucoup plus rapide dans ses parties solides. L'air remplissant les pores emprisonne la chaleur, bien sûr mieux.

Ce qui détermine l'indicateur

Les conclusions de ce qui précède peuvent être tirées comme suit. La conductivité thermique du béton, du bois et de la brique, comme tout autre matériau, en dépend:

• densité;
• porosité;
• humidité.

Avec l'augmentation de la densité du béton, le degré de sa conductivité thermique augmente également. Plus le matériau est poreux, meilleur il est isolant du froid.

Types de béton

Dans la construction moderne, une variété de types de ce matériau peut être utilisée. Cependant, tous les bétons existant sur le marché peuvent être classés en deux grands groupes:

• lourd;
• mousse légère ou avec un mastic poreux.

Conduction thermique du béton lourd: indicateurs

Ces matériaux sont également divisés en deux groupes principaux. Le béton peut être utilisé dans la construction:

• lourd;
• particulièrement lourd.

Dans la production du deuxième type de matériau, des charges telles que la ferraille, l'hématite, la magnétite, la barytine sont utilisées. Les bétons particulièrement lourds ne sont généralement utilisés que dans la construction d'installations dont le but principal est la protection contre les radiations. Ce groupe comprend des matériaux d'une densité à partir de 2500 kg/m3.

Le béton lourd ordinaire est fabriqué à partir de types de charges telles que le granit, la diabase ou le calcaire, fabriqués à base de pierre concassée. Dans la construction de bâtiments et de structures, un matériau similaire avec une densité de 1600-2500 kg/m est utilisé3.

Quelle peut être la conductivité thermique du béton dans ce cas ? Le tableau ci-dessous montre les performances de différents types de matériaux lourds.

Conduction thermique du béton lourd

Type de béton	Extrêmement lourd	Lourd pour les structures RC	Sur le sable
Conduction thermique W/(m°C)	1, 28-1, 74	À densité 2500kg/m3 - 1.7	À densité 1800-2500 kg/m3 - 0.7

Conduction thermique du béton cellulaire léger

Ce matériau est également classé en deux variétés principales. Très souvent, les bétons à base de filler poreux sont utilisés dans la construction. Comme ce dernier, on utilise de l'argile expansée, du tuf, du laitier, de la pierre ponce. Dans le deuxième groupe de bétons légers, un filler régulier est utilisé. Mais en cours de pétrissage, un tel matériau mousse. En conséquence, après maturation, il reste beaucoup de pores.

La conductivité thermique du béton léger est très faible. Mais en même temps, en termes de caractéristiques de résistance, un tel matériau est inférieur à un matériau lourd. Le béton léger est le plus souvent utilisé pour la construction de divers types de bâtiments résidentiels etdépendances non soumises à de fortes charges.

Les bétons légers sont classés non seulement selon leur mode de fabrication, mais aussi selon leur destination. À cet égard, il existe des matériaux:

• isolant thermique (avec densité jusqu'à 800 kg/m3);
• structurel et calorifuge (jusqu'à 1400 kg/m3);
• structural (jusqu'à 1800 kg/m3).

La conductivité thermique du béton léger cellulaire de différents types est présentée dans le tableau.

Béton léger: indicateurs de conductivité thermique

Type de béton	Isolation thermique	Isolation structurelle et thermique	Construction
Conduction thermique maximale admissible W/(m°C)	0, 29	0, 64	Non normalisé

Matériaux d'isolation thermique

Ces blocs de béton sont généralement utilisés pour le revêtement de murs assemblés à partir de briques ou coulés à partir de mortier de ciment. Comme le montre le tableau, la conductivité thermique du béton de ce groupe peut varier sur une plage assez large.

Conduction thermique des bétons les plus légers

Matériel	Béton cellulaire	Béton expansé
Conduction thermique W/(m°C)	0, 12-0, 14	0, 23-0, 4

Le béton de cette variété est le plus souvent utilisécomme matériaux isolants. Mais parfois, divers types d'enveloppes de bâtiments insignifiantes sont érigées à partir d'eux.

Matériaux de structure, d'isolation thermique et de structure

De ce groupe, le béton mousse, le béton de laitier-ponce, le béton de laitier sont le plus souvent utilisés dans la construction. Certains types de béton d'argile expansée d'une densité supérieure à 0,29 W / (m ° C) peuvent également être attribués à cette variété.

Bétons structuraux: conductivité thermique

Matériel	Béton cellulaire	Béton de laitier ponce	Béton de laitier
Conduction thermique	0.3W/(m°C)	Jusqu'à 0,63 W/(m°C)	0.6W/(m°C)

Très souvent, ce béton à faible conductivité thermique est utilisé directement comme matériau de construction. Mais parfois, il sert aussi d'isolant qui ne laisse pas passer le froid.

Comment la conductivité thermique dépend-elle de l'humidité

Tout le monde sait que presque n'importe quel matériau sec isole beaucoup mieux du froid que l'humidité. Ceci est principalement dû au très faible degré de conductivité thermique de l'eau. Ils protègent les murs, sols et plafonds en béton des basses températures extérieures, comme nous l'avons découvert, principalement en raison de la présence de pores remplis d'air dans le matériau. Lorsqu'il est mouillé, ce dernier est déplacé par l'eau. Et, par conséquent, le coefficient de conductivité thermique du béton augmente considérablement. Dans la saison froide, pris dans les poresl'eau matérielle gèle. Le résultat est que les qualités de rétention de chaleur des murs, des sols et des plafonds sont encore réduites.

Le degré de perméabilité à l'humidité des différents types de béton peut varier. Selon cet indicateur, le matériau est classé en plusieurs grades.

Perméabilité à l'humidité du béton

Niveau de béton	W4	W6	W8	W10-W14	W16-W20
Rapport eau-ciment (pas plus)	0, 6	0, 55	0, 45	0, 35	0, 30

Le bois comme isolant

Les bétons lourds et légers "froids", dont la conductivité thermique est bien sûr faible, sont des types de matériaux de construction très populaires et recherchés. Dans tous les cas, les fondations de la plupart des bâtiments et des structures sont construites à partir de mortier de ciment mélangé à de la pierre concassée ou des moellons.

Le mélange de béton ou les blocs fabriqués à partir de celui-ci sont également utilisés pour la construction d'enveloppes de bâtiments. Mais assez souvent, d'autres matériaux sont utilisés pour assembler le sol, les plafonds et les murs, par exemple le bois. La poutre et le panneau diffèrent, bien sûr, beaucoup moins de force que le béton. Cependant, le degré de conductivité thermique du bois est bien sûr beaucoup plus faible. Pour le béton, cet indicateur, comme nous l'avons découvert, est de 0,12 à 1,74 W / (m ° C). Dans un arbre, le coefficient de conductivité thermique dépend, notammenty compris et de cette race particulière.

Conduction thermique de différents types de bois

Type de bois	Pin	Tilleul, sapin	épicéa	Peuplier, chêne, érable
Conduction thermique W/(m°C)	0, 1	0, 15	0, 11	0, 17-0, 2

Dans d'autres races, ce chiffre peut être différent. On pense que la conductivité thermique moyenne du bois à travers les fibres est de 0,14 W / (m ° C). La meilleure façon d'isoler l'espace du froid est le cèdre. Sa conductivité thermique n'est que de 0,095 W/(m C).

La brique comme isolant

Ensuite, à titre de comparaison, considérons les caractéristiques en termes de conductivité thermique et ce matériau de construction populaire. En termes de propriétés de résistance, la brique n'est pas seulement inférieure au béton, mais le surpasse souvent. Il en va de même pour la densité de cette pierre à bâtir. Toutes les briques utilisées aujourd'hui dans la construction de bâtiments et de structures sont classées en céramique et en silicate.

Ces deux types de pierre, à leur tour, peuvent être:

• corpulent;
• avec des vides;
• fendu.

Bien sûr, les briques pleines retiennent moins bien la chaleur que les briques creuses et fendues.

Conduction thermique des briques

Brique	Silicate/céramique corsé	Silicate/céramique avec vides	Silicate fendu/céramique
Conduction thermique W/(m°C)	0, 7-0, 8/0, 5-0, 8	0, 66/0, 57	0, 4/0, 34-0, 43

La conductivité thermique du béton et de la brique est donc presque la même. Le silicate et la pierre céramique isolent assez faiblement les pièces du froid. Par conséquent, les maisons construites à partir de tels matériaux doivent être isolées en plus. En tant qu'isolants lors du revêtement de murs en briques, ainsi que ceux coulés à partir de béton lourd ordinaire, le polystyrène expansé ou la laine minérale sont le plus souvent utilisés. Vous pouvez également utiliser des blocs poreux à cet effet.

Comment est calculée la conductivité thermique

Cet indicateur est déterminé pour différents matériaux, y compris le béton, selon des formules spéciales. Au total, deux méthodes peuvent être utilisées. La conductivité thermique du béton est déterminée par la formule de Kaufman. Il ressemble à ceci:

0.0935x(m) 0.5x2.28m + 0.025, où m est la masse de la solution.

Pour les solutions humides (plus de 3 %), la formule de Nekrasov est utilisée: (0,196 + 0,22 m2) 0,5 - 0,14.

Le béton expansé d'une densité de 1000 kg/m3 a une masse de 1 kg. En conséquence, par exemple, selon Kaufman, dans ce cas, on obtiendra un coefficient de 0,238. La conductivité thermique du béton est déterminée à une température de mélange de +25 C. Pour les matériaux froids et chauffés, sales chiffres peuvent varier légèrement.