Теплотехнические характеристики бетона

Температурное расширение

(1) Температурная деформация e_с(q) бетона, исходя из длины при температуре 20 °С, определяется следующим образом:

— для силикатных заполнителей

при 20 °С £ q £ 700 °С;

при 700 °С < q £ 1200 °С;

— для карбонатных заполнителей

при 20 °С £ q £ 805 °С;

при 805 °С < q £ 1200 °С,

где q — температура бетона, °С.

(2) Зависимость температурного расширения бетона от температуры приведена на рисунке 3.5.

1 — силикатный заполнитель; 2 — карбонатный заполнитель

Рисунок 3.5 — Общее температурное расширение бетона

Удельная теплоемкость

(1)Удельная теплоемкость c_p(q), Дж ∙ кг^–1 ∙ К^–1, бетона в сухом состоянии (u = 0 %) определяется следующим образом:

с_p(q) = 900 при 20 °С £ q £ 100 °С;

с_p(q) = 900 + (q – 100) при 100 °С < q £ 200 °С;

с_p(q) = 1000 + (q – 200)/2 при 200 °С < q £ 400 °С;

с_p(q) = 1100 при 400 °С < q £ 1200 °С,

где q — температура бетона, °С.

Зависимость c_р(q) от температуры приведена на рисунке 3.6а.

(2) Если в расчетных методах влажность не учитывается особым образом, то указанная для удельной теплоемкости бетона с силикатным и карбонатным заполнителями функция дополняется постоянной с_p.peak, расположенной между 100 °С и 115 °С:

с_p.peak = 900 Дж∙кг^–1 ∙ К^–1 — для влажности 0 % от массы бетона;

с_p.peak = 1470 Дж∙кг^–1 ∙ К^–1 — то же, 1,5 %;

с_p.peak = 2020 Дж∙кг^–1 ∙ К^–1 — то же, 3,0 %,

с последующим линейным уменьшением удельной теплоемкости в интервале от 115 °С (соответ­ствует c_p.peak) до 200 °С (соответствует 1000 Дж ∙ кг^–1 ∙ К^–1). Для других значений влажности допускается линейная интерполяция. Изменение коэффициента удельной теплоемкости с учетом c_p.peak приведено на рисунке 3.6а.

Рисyнок 3.6a — Зависимость коэффициента удельной теплоемкости бетона c_р(q)

от температуры и влажности (u)

Рисyнок 3.6b — Зависимость объемной теплоемкости c_v(q) от температуры

(3) Зависимость плотности от температуры, обусловленная потерей влаги, определяется следующим образом:

r(q) = r(20 °С) при 20 °С £ q £ 115 °С;

r(q) = r(20 °С)×(1 – 0,02 ∙ (q – 115)/85) при 115 °С < q £ 200 °С;

r(q) = r(20 °С)×(0,98 – 0,03 ∙ (q – 200)/200) при 200 °С < q £ 400 °С;

r(q) = r(20 °С)×(0,95 – 0,07 ∙ (q – 400)/800) при 400 °С < q £ 1200 °С.

(4) На рисунке 3.6b приведена зависимость от температуры объемной теплоемкости c_v(q) (произведение r(q) и c_р(q)) бетона с силикатным заполнителями, влажностью 3 % по массе и плотностью 2300 кг ∙ м^–3.

Теплопроводность

(1) Коэффициент теплопроводности бетона l_с принимается в интервале между нижним и верхним предельными значениями, определенными по 3.2.3 (2).

Примечание 1 — Значение коэффициента теплопроводности устанавливается в национальном приложении
в интервале между нижним и верхним предельными значениями.

Примечание 2 — Для приложения А применено нижнее предельное значение, остальные разделы не зависят от выбора коэффициента теплопроводности. Высокопрочный бетон — см. 6.3.

(2) Верхнее предельное значение коэффициента теплопроводности l_с, Вт ∙ м^–1 ∙ К^–1, бетона нормальной плотности определяется по формуле

l_с = 2 – 0,2451 ∙ (q/100) + 0,0107 ∙ (q/100)² при 20 °С £ q £ 1200 °С,

где q_с — температура бетона.

Нижнее предельное значение коэффициента теплопроводности l_с, Вт ∙ м^–1К^–1, бетона нормальной плотности определяется по формуле

l_с = 1,36 – 0,136 ∙ (q/100) + 0,0057 ∙ (q/100)² при 20 °С £ q £ 1200 °С,

где q_с — температура бетона.

(3) Зависимость верхнего и нижнего предельных значений коэффициента теплопроводности бетона от его температуры приведена на рисунке 3.7.

1 — верхнее предельное значение, 2 — нижнее предельное значение

Рисунок 3.7 — Коэффициент теплопроводности бетона