Теплопроводность керамзитобетонных блоков по ГОСТ, расчеты толщины стен

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:

Плотность (кг/м3)	В сухом состоянии Вт (м°С)	В процессе эксплуатации
1800	0,7-0,8	0,8-0,9
1600	0,5-0,6	0,7-0,8
1400	0,4-0,5	0,6-0,7
1200	0,3-0,4	0,5-0,6
1000	0,2-0,3	0,4-0,5
800	0,1-0,2	0,3-0,4
600	0,1-0,15	0,25-0,30
500	0,1	0,15-0,25

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 R_reg. Если взять среднее значение около 3 единиц, получится формула: δ= R_reg 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.

Теплопроводность керамзитобетона, сравнение с кирпичом и деревом

Являясь одной из основных рабочих характеристик, теплопроводность керамзитобетонных блоков обязательно используется при расчете толщины конструкций и утепляющих прослоек. Низкое значение данного коэффициента относят к главным преимуществам применения в строительстве, пористая структура наполнителя успешно предотвращает потери тепла. При выборе конкретного вида важно знать, от чего зависит этот параметр и на какие свойства влияет.

Связь теплопроводности с другими рабочими показателями

Данный коэффициент отражает в численном виде количество проходящего через изделие тепла при площади его поверхности в 1 м2 и толщине в 1 м при условии минимальной разницы температур в 1°C. Его обратной величиной является сопротивление теплопередаче, характеризующее энергоэффективность строительных конструкций (в случае керамзитоблоков это означает сокращение затрат на обогрев или кондиционирование и возможность заложения стен дома без наружного утепления при однорядной кладке).

Низкий коэффициент теплопроводности у данного вида бетона достигается за счет замены продуктов дробления горных пород обожженными гранулами особых сортов глины. Благодаря пористой структуре они хорошо удерживают тепло, в зависимости от степени поризованности, закрытости стенок и размера фракций данный показатель у керамзита в чистом виде варьируется в пределах 0,09-0,19 Вт/м·°С. При смешивании с зернами вяжущего и песка в ходе замеса он увеличивается до 0,18-0,9. Такая разница в диапазоне объясняется прямым влиянием марки плотности на способность к энергосбережению: чем она выше, тем хуже изделия удерживают тепло и наоборот.

Помимо доли песка и вяжущего в составе и свойств самого наполнителя оказывает влияние число щелей в блоке. При равных размерах повышение пустотности до 25 % приводит к снижению теплопроводности на 0,06-0,09 Вт/м·°C, при ее значении в пределах 36 % разница достигает 0,17. Данный принцип действует по отношению как к перегородочным, так и стеновым элементам, самые низкие теплоизоляционные способности имеют сплошные уплотненные разновидности.

Данный показатель учитывается при расчете толщины стен, перекрытий и стяжек путем его умножения на тепловое сопротивление, в свою очередь зависящее от климатических условий эксплуатации конструкций и их функционального назначения. Полученный параметр является минимально допустимым, при подборе размеров изделий его округляют в большую сторону.

За достоверность указанной величины теплопроводности блоков несет ответственность производитель, проверить характеристику в домашних условиях сложно.

Помимо прямой связи коэффициента с плотностью и, как следствие, с прочностью и морозостойкостью, на фактическое значение оказывает влияние степень насыщенности материала влагой. Приведенные данные актуальны при эксплуатации керамзитоблоков в условиях нормальной влажности, в реальности не всегда возможных. По этой причине при составлении проекта и выборе толщины стен рекомендуется учитывать реальный параметр, как правило, превышающий нормативный для 100% сухих элементов на 0,03-0,09 Вт/м·°С.

Сравнение теплопроводности керамзитобетона с кирпичом и деревом

Усредненные показатели для близких по прочности и плотности стройматериалов приведены в таблице ниже:

Вид	Плотность, кг/м3	Коэффициент теплопроводности при нормальных условиях, Вт/м·°С
Керамзитобетон
Легкие марки на основе вспученных и высокопористых гранул	350-600	0,18-0,46
Конструкционно-теплоизоляционные керамзитоблоки	700-1200	0,5
То же, конструкционные	1200-1800	0,5-0,9
Кирпич
Строительный	800-1500	0,2-0,3
Силикатный	1000-2200	0,5-1,3
Красный плотный	1700-2100	0,67
То же, пористый	1500	0,44
Облицовочный	1800	0,93
Клинкерный	1800-2000	0,8-1,6
Дерево
Сосна	500	0,09-0,18
Лиственница	670	0,13
Липа	320-650	0,15
Дуб	700	0,23
Береза	510-770	0,15