Удельная теплоемкость песка. Теплоаккумулирующая способность материалов. Использование теплоемкости на практике

Удельная теплоемкость песка. Теплоаккумулирующая способность материалов. Использование теплоемкости на практике
Удельная теплоемкость песка. Теплоаккумулирующая способность материалов. Использование теплоемкости на практике

Кирпич — ходовой стройматериал в строительстве зданий и сооружений. Многие различают только красный и белый кирпич, но его виды намного разнообразнее. Они различаются как внешне (форма, цвет, размеры), так и такими свойствами, как плотность и теплоемкость.

Традиционно различают керамический и силикатный кирпич, которые имеют различную технологию изготовления. Важно знать, что плотность кирпича, его удельная теплоемкость и у каждого вида может существенно отличаться.

Соотношение между коэффициентами прочности на сжатие насыщенного материала в воде и сухим, называемое коэффициентом размягчения, является мерой влияния воды на прочность на сжатие. Материалы с коэффициентами размягчения более 8 классифицируются как механически стойкие к воздействию воды.

Материалы с коэффициентами менее 8 никогда не должны подвергаться воздействию влаги, и, если они открыты, должны быть изолированы от влаги непроницаемыми барьерами или обработаны водоотталкивающими продуктами. Прочность на растяжение представляет собой растягивающее усилие на единицу площади, при которой материал выходит из строя при растяжении. Это свойство, которое является показателем степени согласованности материала, выдерживающего «напрягающие» силы, зависит от прочности минералов, межфазной области между связанными зернами и межзеренным и внутригранулярным цементом.

Керамический кирпич изготавливается из с различными добавками и подвергается обжигу. Удельная теплоемкость керамического кирпича равна 700…900 Дж/(кг·град) . Средняя плотность керамического кирпича имеет значение 1400 кг/м 3 . Преимуществами этого вида являются: гладкая поверхность, морозо- и водоустойчивость, а также стойкость к высоким температурам. Плотность керамического кирпича определяется его пористостью и может находится в пределах от 700 до 2100 кг/м 3 . Чем выше пористость, тем меньше плотность кирпича.

Существуют различные методы измерения прочности на разрыв как в камне, так и в строительных растворах, цементе и бетоне. Концы образцов вставляются в капсулы, которые прикреплены к цепям, которые передают растягивающее напряжение без введения торсионных компонентов.

Понятия, определения и контроль деформации, ранее введенной для прочности на сжатие, могут быть продлен без каких-либо проблем с пределом прочности на растяжение. Что касается строительных материалов, то можно обобщить, что для данного материала величина прочности на растяжение обычно на порядок меньше прочности на сжатие. В таблице 5 приведены значения сопротивления напряжению для некоторых пород, измеренных с помощью метода прямой тяги.

Силикатный кирпич имеет следующие разновидности: полнотелый, пустотелый и поризованный, он имеет несколько типоразмеров: одинарный, полуторный и двойной. Средняя плотность силикатного кирпича составляет 1600 кг/м 3 . Плюсы силикатного кирпича в отличной звуконепроницаемости. Даже если прокладывать тонкий слой из такого материала, звукоизоляционные свойства останутся на должном уровне. Удельная теплоемкость силикатного кирпича находится в пределах от 750 до 850 Дж/(кг·град) .

Прочность на изгиб или модуль разрыва - это прочность материала, изгибаемого или изгибаемого. Мера этого свойства реализуется с полосками материала, установленными на двух шарнирах и применяющими нагрузку на центр стержня. Сопротивление сгибанию определяется выражением.

Если образец цилиндрический, и выражением. Для данного материала величина прочности на изгиб близка к удвоенной прочности на растяжение, измеренной методом прямого растяжения. Когда материалы подвергаются нагрузкам циклически, не доходя до точки разрыва, механическое ослабление их наблюдается со временем. Это означает потерю его механических свойств, что может привести к разрыву при нагрузках, значительно меньших, чем те, которые подходят для «свежих» материалов, которые не подвергались стрессу. Эта характеристика материалов называется усталостью.

Значения плотности кирпича различных видов и его удельной (массовой) теплоемкости при различных температурах представлены в таблице:

Таблица плотности и удельной теплоемкости кирпича
Вид кирпича Температура,
°С
Плотность,
кг/м 3
Теплоемкость,
Дж/(кг·град)
Трепельный -20…20 700…1300 712
Силикатный -20…20 1000…2200 754…837
Саманный -20…20 753
Красный 0…100 1600…2070 840…879
Желтый -20…20 1817 728
Строительный 20 800…1500 800
Облицовочный 20 1800 880
Динасовый 100 1500…1900 842
Динасовый 1000 1500…1900 1100
Динасовый 1500 1500…1900 1243
Карборундовый 20 1000…1300 700
Карборундовый 100 1000…1300 841
Карборундовый 1000 1000…1300 779
Магнезитовый 100 2700 930
Магнезитовый 1000 2700 1160
Магнезитовый 1500 2700 1239
Хромитовый 100 3050 712
Хромитовый 1000 3050 921
Шамотный 100 1850 833
Шамотный 1000 1850 1084
Шамотный 1500 1850 1251

Необходимо отметить еще один популярный вид кирпича – облицовочный кирпич. Он не боится ни влаги, ни холодов. Удельная теплоемкость такого кирпича составляет величину 880 Дж/(кг·град). Облицовочный кирпич имеет оттенки от ярко-желтого до огненно-красного. Таким материалом можно производить и отделочные и облицовочные работы. Плотность кирпича этого вида имеет величину 1800 кг/м 3 .

Было обнаружено, что микроразрушение является основной причиной усталостного разрушения гипсовых материалов. Проведенные эксперименты предполагают эпизодическую эволюцию усталости. Первоначально микроразрушение происходит между зерновыми контактами и внутри кристаллов в пользу плоскостей эксфолиации и их поверхностей участия. На последнем этапе микроразрушения сливаются, теряют согласованность и инициируют разрушение материала. Однако также представляется, что усталость является непрерывным процессом, рассеивающим энергию в виде микроразрушений до точки, где критический уровень, в котором происходит сбой.

Стоит отметить отдельный класс кирпичей — огнеупорный кирпич. К этому классу относятся динасовый, карборундовый, магнезитовый и шамотный кирпич. Огнеупорный кирпич достаточно тяжел — плотность кирпича этого класса может достигать значения 2700 кг/м 3 .

Наименьшей теплоемкостью при высоких температурах обладает карборундовый кирпич — она составляет величину 779 Дж/(кг·град) при температуре 1000°С. Кладка из такого кирпича прогревается намного быстрее, чем из шамотного, но хуже держит тепло.

Большинство процессов механического износа, вызванных каменными материалами в зданиях, обусловлено усталостным разрушением, поскольку генерируемые напряжения обычно не превышают прочность на сжатие, напряжение или изгиб «свежих» материалов. Однако также необходимо учитывать влияние других физических и химических процессов изменения, которые изменяют первоначальные механические свойства материалов, как правило, уменьшают их механические свойства.

Скалы представляют собой материалы с высокой прочностью на сжатие и, в меньшей степени, изгибными и растягивающими свойствами. По этой причине они являются подходящими материалами для конструктивных элементов, таких как стены, облицовки, колонны и т.д. Которые страдают от важных сжимающих нагрузок и не столько для конструктивных элементов, которые подвергаются сильным стрессам и сгибанию, как в структурах или ламинированных структурах. По этой причине свет архитравов не может быть поднят.

Огнеупорный кирпич применяется, при строительстве печей, с рабочей температурой до 1500°С. Удельная теплоемкость огнеупорного кирпича существенно зависит от температуры. Например, удельная теплоемкость шамотного кирпича имеет величину 833 Дж/(кг·град) при 100°С и 1251 Дж/(кг·град) при 1500°С.

Источники:

  1. Франчук А.У. Таблицы теплотехнических показателей строительных материалов, М.: НИИ строительной физики, 1969 — 142 с.
  2. Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. — 1008 с. строительной физики, 1969 — 142 с.
  3. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования. 2–е издание, дополненное и переработанное, Казанцев Е.И. М., «Металлургия», 1975.- 368 с.

Песок считается самым распространенным материалом , который используется во всех сферах жизнедеятельности человека особенно в строительстве. Вряд ли найдется современное здание, где бы ни применялся песок, как составляющий материал. Его используют для бетонной смеси или обычного раствора для кладки кирпичной стены.

Стойкость к стрессу является особенно важным свойством с точки зрения процессов изменения строительных материалов. Это связано как с существованием процессов циклической модификации, которые генерируют важные растягивающие напряжения, способные создавать механические сбои из-за усталости в материалах, так и того факта, что механическое свойство количественно более несовершенно в них.

Механические действия в перемычке. Твердость - это сопротивление материалов, чтобы противостоять проникновению другого тела. В случае минералов твердость классифицирована как сопротивление, которое минерал должен быть поцарапан другим минералом или материалом. Мохс эмпирически вывел качественный масштаб, основанный на относительной твердости различных минералов, который широко использовался в качестве критерия классификации и определения.

Достоинства

Песок обладает рядом достоинств, благодаря которым здание эксплуатируется долгие годы. К основным можно отнести:

  • сейсмоустойчивость;
  • хорошо переносит резкие перепады температур, от сильных морозов до жаркого климата;
  • низкое сжатие материала, помогает размещать на нем тяжелое основание, а заодно дополнительно амортизировать всю постройку. Это особо актуально в районах с частыми землетрясениями;
  • водопроницаемость, которая позволяет проводить очистку многих жидкостей;
  • широкий спектр применения в других областях.

Для удобства определения теплоемкости материала, в данном случае песка, используются готовые таблицы, в которых приведены расчеты. Их и применяют строители для проведения вычислений.

Каждый из этих минералов способен поцарапать те, которые расположены перед ним на шкале, и, в свою очередь, поцарапаны теми, кто приходит потом. Мера твердости обычно является качественной, устанавливая первое приближение, основанное на следующих критериях: если поцарапанный минерал, твердость меньше 5; если бритва ударяет по минералу, твердость меньше 5; если минерал царапает стекло, твердость равна или больше, чем у, кварц отличается от кальцита, в котором он ударяет по стеклу, а второй - нет.

Это свойство является векторным, т.е. зависит от направления, в котором оно применяется в минерале, из-за различного распределения кристаллических связей в минеральных структурах. Так, например, дистен является призматическим минералом с твердостью 4 по его большому удлинению и 5 перпендикулярно ему. В общем, минералы проявляют более низкую твердость на поверхностях отслаивания, чем в других направлениях. В любом случае твердость зависит от типа присутствующих атомных связей, структуры и состава.

Теплопроводность также является важным значением, учитываемым при планировании теплоизоляционных работ. Подбор правильного материала очень важен, от него зависит, какое количество тепловой энергии вам придется затрачивать на обогрев готового помещения.

Главная проблема, это низкая теплоемкость песочного материала и готовое помещение, особенно если это жилой дом, требует дополнительной теплоизоляции. Теплопроводность зависит от плотности самого материала. Еще одним важным моментом является влажность песка.

Применительно к каменным материалам это свойство важно для оценки работоспособности, с ударной и абразивной утварью, материалов в карьере и в работе. Существует много методов оценки твердости: стойкость к царапинам, отступы, истирание, отскок и удар. Большая сложность штукатурных материалов не дает четкой корреляции между различными параметрами механической прочности и твердости, хотя в целом твердость материалов увеличивается с увеличением прочности на сжатие. Так как породы являются хрупкими материалами, они имеют слабую или умеренную ударопрочность, поэтому они являются пригодными материалами с ударными инструментами.

Как указано в таблице ниже, при ее повышении увеличивается и теплопроводность песочного материала.

Табличное выражение основных параметров теплопроводности песка

Данная таблица поможет как начинающим строителям, так и тем, кто не новичок в этом деле, быстро и точно рассчитать необходимое количество песочного материала для будущей застройки.

В большинстве случаев это обеспечивает хорошую чистоту. То же самое можно сказать о его хорошей обрабатываемости полировкой, особенно в таких породах, как известняки и мрамор, хотя имеются относительно твердые породы, которые хорошо сопротивляются ударам и истиранию.

В общем, повышение температуры любого материала приводит к увеличению его объема. Это связано с тем, что поглощенная тепловая энергия индуцирует увеличение колебаний конститутивных атомов вещества, увеличивая межатомные расстояния. Это явление описывается как объемное расширение теплового происхождения при постоянном давлении или просто тепловое расширение, а его измерение выполняется с точки зрения коэффициента теплового расширения. Этот коэффициент представляет собой относительное увеличение объема, создаваемого повышением температуры на одну ступень при постоянном давлении, и может быть записано как.


Если используется строительный вид песка стандартного ГОСТ образца, то при массе 1600 кгм3 теплопроводность будет составлять 0,35 Вт м*град., а теплоемкость 840 Джкг*град.

Если используется влажный речной песок, то параметры будут такие: масса от 1900 кгм3 имеет теплопроводность 0,814 Вт м*град, а теплоемкость 2090 Джкг*град.

Когда увеличение объема не зависит от температуры, при которой она измеряется. Что касается минералов, кристаллическая структура которых не является кубической, как это имеет место с большинством минералов, составляющих общие породы, их коэффициенты теплового расширения зависят от кристаллического направления, в котором они измеряются. Таким образом, кварц-а расширяется больше перпендикулярно своей оси с, чем параллельно ему. Такое поведение называется дифференциальным термическим расширением, а его измерение осуществляется в терминах коэффициентов линейного теплового расширения, которые представляют относительное увеличение длины, создаваемое повышением температуры на один градус при постоянном давлении.

Все эти данные взяты из различных пособий о физических величинах и теплотехнических таблиц, где приведены многие показатели именно для строительных материалов. Так что полезным будет иметь такую книжечку у себя.

Какой песок лучше всего использовать для изготовления бетона?

Повсеместное использование песка в строительных работах позволяет расширить круг применения. Он является универсальным средством для приготовления различного вида раствора:

Однако коэффициент теплового расширения кальцита по объему положителен, поскольку сжатие, перпендикулярное оси с, пропорционально меньшему, чем параллельное ему расширение. Объемное и линейное тепловое расширение некоторых породообразующих минералов. 100, 14.

Вы заметили, что когда мы добираемся до пляжа, песок нагревается очень быстро, а морская вода уходит весь день, чтобы разогреться? Это связано с удельной теплотой этих веществ. Удельная теплота - предмет, который смущает многих студентов во время тестов.

С видео-уроками Академии Хан и объяснениями профессора Мюнхена Диас вы ответите на все вопросы в вестибулярных тестах. Как насчет того, чтобы мы вспоминали о высокой температуре, помните ли вы некоторые определения химии? Калориметрия. Это часть термологии, которая изучает явления, связанные с теплом.

  • для бетонных смесей;
  • на ;
  • стен;
  • укладку стен блоками или кирпичом ;
  • заливку несущих пли;
  • изготовление монолита.

Перечислять можно еще, главное понять суть. Но при возведении различного рода конструкций используется песок с различным составом и свойствами.

Уникальное свойство, перехода из рыхлого состояния в плотное. Позволяет использовать этот материал для защитной и естественной амортизации основы строения.

Тепло: это энергия в пути, которая протекает спонтанно из тел более высокой температуры в тела с более низкой температурой. Теплоемкость вещества - это количество тепла, необходимое для повышения температуры определенного количества вещества на одну градус Цельсия.

Давайте теперь посмотрим на определение теплоты? Помните: когда теплоемкость дается одному молю вещества, она упоминается как молярная теплоемкость или молярная теплоемкость. Но как можно измерить передачу тепла? Мы можем измерить передачу тепла через калориметр, который состоит из устройства, в котором энергия, передаваемая как тепло, контролируется наблюдением за изменениями температуры.

Если выделять производственную составляющую бетона, то здесь строительные организации да и частные строители отдают предпочтение именно речному песку. Его свойства позволяют начать использование без дополнительных манипуляций вроде промывки, как например карьерного.

Самым чистым среди добываемых песков является тот, который добывается со дна действующих рек. Он проходит дополнительный промывочную обработку и может сразу же использоваться по назначению. Однородная масса и отсутствие лишних примесей делают этот вид песка самым востребованным, несмотря на стоимость.

Как насчет сравнения удельных тепловых значений некоторых материалов? Чем выше удельная теплоемкость «твердого тела», тем выше температура. Обратите внимание на таблицу, материал, который требует наибольшей энергии для нагрева, - это водород с 3, 4 калориями, чтобы увеличить на одну градус Цельсия грамм водорода.

Посмотрите видео о Академии Хан, переведенной на португальский язык Фондом Леманна, и узнайте больше о высокой температуре. Хорошо помнить, что теплоемкость является интенсивным, а теплоемкость - обширной собственностью. Соотношение теплоемкости и удельной теплоты вещества.

Особенный материал и требует точного расчета пропорций составляющих, а его качество зависит от наличия глинистых пород в песке. Ведь свойства глины в обволакивании песчинок добытого материала, что напрямую воздействует на качественное сцепление песка с другими составляющими бетонной смеси, в числе которых цемент.

По характеристикам песок еще делится на классы :

  • первый класс;
  • второй класс;
  • специальные пески.

Каждая из перечисленных групп используется для применения бетонных изделий, но только для узкого круга. Так, например, первый класс используется для отливки бетона, чьими основными характеристиками является:

  • качество;
  • высокая сопротивляемость к внешним воздействиям;
  • резкие перепады температуры, в числе которых морозостойкость.

Пески, относящиеся ко второму классу, применяются лишь для изготовления материалов, не требующих повышенной влагостойкости, например для плитки или облицовочных конструкций.

Специальные песчаные смеси необходимы при возведении бетонных или железобетонных конструкций. Подобные смеси позволяют усилить ряд показателей на сжатие и устойчивость к перепадам атмосферных сред.

Более подробно о свойствах и применении песка смотрите на видео:

Заключение

Песок - это уникальный природный материал, который помогает решать многие строительные вопросы. Свойства данного материала позволяют использовать его при возведении сложнейших конструкций.

А благодаря низкой теплоемкости этот материал идеально подходит для возведения помещений, где требуется поддерживать низкие температуры без резких перепадов.

Испокон веков песок использовался человеком, и считался самым надежным строительным материалом, который создала природа. Многообразие видов и сфер применения, помогает заранее продумать, какими свойствами будет обладать построенное здание.