טבלת קיבולת חום ספציפית. צפיפות וקיבולת חום ספציפית של לבנים

הקיבולת התרמית הכוללת של סלע חולי המשמש כחומר בניין. מהו מקדם "C": (חוזק) חום ספציפי SAND (חומר חולי). במה נבדלים סוגים אלה של מאפיינים תרמו-פיזיקליים של חומר דק טבעי, מדוע איננו יכולים להסתדר רק עם פרמטר פיזיקלי אחד המתאר את התכונות התרמיות, ומדוע היה צורך להציג את המקדם "כדי להכפיל ישויות, מה שמסבך את חייהם של אנשים נורמלים"?

לא ספציפית, אלא יכולת תרמית כוללת, במובן הפיזי המקובל, היא היכולת של חומר להתחמם. לפחות זה מה שכל ספר לימוד תרמופיסיקה אומר לנו - זוהי ההגדרה הקלאסית של קיבולת חום(ניסוח נכון). זוהי למעשה תכונה פיזית מעניינת. "צד המטבע" המוכר לנו מעט מחיי היום-יום. מסתבר שכאשר חום מסופק מבחוץ (חימום, חימום), לא כל החומרים מגיבים בצורה שווה לחום (אנרגיה תרמית) ומתחממים בצורה שונה. יְכוֹלֶת SAND סחף קוורץ טבעילקבל, לקבל, לשמר ולצבור (צבור) אנרגיה תרמית נקרא קיבולת החום של נהר SAND. והוא עצמו מאפיין פיסיקלי של הסלע המתאר את התכונות התרמופיזיקליות של תערובת חול הבנייה. יחד עם זאת, בהיבטים יישומיים שונים, בהתאם למקרה המעשי הספציפי, דבר אחד עשוי להיות חשוב עבורנו. לדוגמא: היכולת של חומר לקחת נעיםאו יכולת לצבור אנרגיית תרמיתאו "כישרון" להחזיק אותו. עם זאת, למרות כמה הבדלים, במובן הפיזי, יתוארו התכונות שאנו צריכים קיבולת חום של חומר חול.

חיסרון קטן, אבל מאוד "מכוער" בעל אופי בסיסי הוא שהיכולת להתחמם - קיבולת תרמית של סלע חול עדין, קשור ישירות לא רק להרכב הכימי ולמבנה המולקולרי של חומר, אלא גם לכמות שלו (משקל, מסה, נפח). בגלל קשר "לא נעים" כזה, הגנרל קיבולת חום של חומר חולהופך להיות מאפיין פיזי לא נוח מדי של חומר. מאז פרמטר מדוד אחד מתאר בו זמנית "שני דברים שונים". כלומר: זה באמת מאפיין תכונות תרמופיזיקליות של SANDאולם "בדרך אגב" לוקח בחשבון גם את הכמות שלו. יצירת מעין מאפיין אינטגרלי, שבו תרמופיזיקה "גבוהה" וכמות "בנאלית" של חומר (במקרה שלנו: חומר בנייה בתפזורת) מחוברים אוטומטית.

ובכן, למה אנחנו צריכים מאפיינים תרמו-פיזיים כאלה של חומר בתפזורת, שמראים בבירור "נפש לא מספקת"? מנקודת מבט פיזיקלית, הכללי קיבולת חום של סלע חול(בצורה המגושמת ביותר), מנסה לא רק לתאר את כמות האנרגיה התרמית המסוגלת להצטבר בחומר בניין עדין, אלא גם "בדרך אגב לספר לנו" על הכמות חול קוורץ. התוצאה אבסורדית, ולא מובנת, מובנת, יציבה, נכונה מאפיינים תרמופיזיים של סלע חול. במקום קבוע שימושי מתאים למעשי חישובים תרמופיזיים, "מחליקים" אותנו לפרמטר צף, שהוא הסכום (אינטגרל) של כמות החום המתקבל חוֹלוהמסה או נפחו של סלע עדין.

תודה, כמובן, על "התלהבות" כזו, אבל המספר חול נהר סחףאני יכול למדוד את זה בעצמי. לאחר שקיבל את התוצאות בצורה הרבה יותר נוחה, "אנושית". כַּמוּת חול קוורץ יבשאני רוצה לא "לחלץ" בשיטות וחישובים מתמטיים באמצעות נוסחה מורכבת מהכלל קיבולת חום של חומר חול עבור עבודת בנייה , בטמפרטורות שונות, וגלה את המשקל (מסה) בגרמים (ג, גרם), קילוגרמים (ק"ג), טונות (ט), קוביות (מ"ק, מ"ק, מ"ק), ליטר (ל) או מיליליטר (מ"ל ). יתר על כך, אנשים חכמיםלפני זמן רב הם הגיעו עם די מתאים למטרות אלה כלי מדידה. לדוגמא: סולמות או כלים אחרים.

האופי הצף של הפרמטר מעצבן במיוחד: כללי קיבולת חום של בנייה SAND. "מצב הרוח" הלא יציב והמשתנה שלו. אם תשנה את "גודל המנה או המינון", קיבולת החום של SAND בטמפרטורות שונותמשתנה באופן מיידי. כמות גדולה יותר של סלע, ​​כמות פיזית, ערך מוחלט קיבולת חום של חומר חול- עולה. פחות כמות סלע, ​​ערך קיבולת תרמית של תערובת החוליורד. מסתבר שזה סוג של "חרפה"! במילים אחרות, מה ש"יש לנו" לא יכול בשום אופן להיחשב כתיאור מתמיד מאפיינים תרמופיזיים של SAND בטמפרטורות שונות. והיינו רוצים "שיהיה" מקדם מובן, קבוע, פרמטר ייחוס המאפיין תכונות תרמיותתערובת חול קוורץ, ללא "הפניות" לכמות חומר הבנייה בתפזורת (משקל, מסה, נפח). מה לעשות?

כאן באה לעזרתנו שיטה פשוטה מאוד, אבל "מאוד מדעית". זה מסתכם לא רק בפקיד "ud. - ספציפי", לפני כמות פיזית, אבל לפתרון אלגנטי הכרוך בהדרת כמות החומר מתמורה. מטבע הדברים, פרמטרים "לא נוחים, מיותרים": מסה או נפח חול קוורץזה בלתי אפשרי לחלוטין לשלול. ולו רק מהסיבה שאם אין כמות של תערובת חול סחף, הרי ש"נושא הדיון" עצמו לא יישאר. אבל חייב להיות מהות. לכן, אנו בוחרים תקן מותנה כלשהו למסת הסלע בתפזורת או לנפח החומר החולי, אשר יכול להיחשב כיחידה המתאימה לקביעת הערך של מקדם "C" שאנו צריכים. ל משקל SAND קוורץ שטוף, יחידת מסה כזו של תערובת החול, נוחה לשימוש מעשי, התבררה כ-1 קילוגרם (ק"ג).

עכשיו אנחנו אנו מחממים קילוגרם אחד של SAND במעלה אחת, ואת כמות החום (אנרגיה תרמית), שאנחנו צריכים כדי לחמם את חומר החול בתפזורת במעלה אחת - זה נכון שלנו פרמטר פיזי, מקדם "C", ובכן, די מלא וברור תיאור אחד מה תכונות תרמופיזיקליות של SAND בטמפרטורות שונות. שימו לב שכעת אנו עוסקים במאפיין מתאר רכוש פיזיחומר, אבל לא מנסה "לעדכן אותנו בנוסף" לגבי הכמות שלו. נוֹחַ? אין מילים. זה עניין אחר לגמרי. אגב, עכשיו כבר לא מדברים על הגנרל קיבולת תרמית של תערובת החול. הכל השתנה. זוהי יכולת החום הספציפית של חול נהר שטוף, שלפעמים נקרא בשם אחר. אֵיך? פשוט מסיבי קיבולת חום של חול קוורץ. ספציפי (sp.) ומסה (m.) - במקרה הזה: מילים נרדפות, הם מתכוונים למה שאנחנו צריכים כאן מקדם "C".

טבלה 1. מקדם: קיבולת חום ספציפית של SAND (מפרט). קיבולת תרמית המונית של נהר SAND. נתוני התייחסות לכמות גדולה חומרי בנייה מקור טבעי: סלע, ​​תערובת חול.

חול נחשב לחומר הנפוץ ביותר, המשמש בכל תחומי הפעילות האנושית, במיוחד בבנייה. לא סביר שיימצא בנייה מודרנית, בכל מקום שבו חול משמש כחומר מרכיב. הוא משמש עבור תערובת בטוןאו טיט רגיל להנחת קיר לבנים.

יתרונות

חוֹל יש מספר יתרונות,שבזכותו הבניין נמצא בשימוש שנים רבות. העיקריים שבהם כוללים:

• התנגדות סיסמית;
• סובל שינויי טמפרטורה פתאומיים, מכפור חמור לאקלים חם;
• דחיסה נמוכהחומר, עוזר להניח עליו בסיס כבד, ובו זמנית לרפד את המבנה כולו. זה נכון במיוחד באזורים עם רעידות אדמה תכופות;
• חדירות מים, המאפשרת טיהור של נוזלים רבים;
• מגוון רחב של יישומים בתחומים אחרים.

לנוחות קביעת קיבולת החום של חומר, במקרה זה חול, משתמשים בטבלאות מוכנות המכילות חישובים. הם משמשים בונים לביצוע חישובים.

מוליכות תרמית היא גם חָשׁוּב, נלקח בחשבון בעת ​​תכנון עבודות בידוד תרמי. בְּחִירָה החומר הנכוןחשוב מאוד, זה קובע כמה אנרגיה תרמית תצטרך להוציא כדי לחמם את החדר המוגמר.

הבעיה העיקרית היא קיבולת החום הנמוכה של חומר החול והחדר המוגמר, במיוחד אם מדובר בבניין מגורים, דורש בידוד תרמי נוסף. מוליכות תרמית תלויה בצפיפות החומר עצמו. עוד אחד נקודה חשובההוא תכולת הלחות של החול.

כפי שמצוין בטבלה שלהלן, ככל שהיא עולה, גם המוליכות התרמית של חומר החול עולה.

ביטוי טבלאי של הפרמטרים העיקריים של מוליכות תרמית חול

טבלה זו תעזור הן לבנאים מתחילים והן לאלה שאינם חדשים בעסק הזה לבצע חישוב מהיר ומדויק כמות נדרשתחומר חול לפיתוח עתידי.

אם נעשה שימוש בסוג בנייה של חול של מדגם GOST הסטנדרטי, אז עם מסה של 1600 ק"ג מ"ק, המוליכות התרמית תהיה 0.35 W m* מעלות,וקיבולת החום היא 840 Jkg*deg.

אם נעשה שימוש בחול נהר רטוב, אז הפרמטרים יהיו כדלקמן: מסה של 1900 ק"ג מ"ק בעלת מוליכות תרמית של 0.814 ואט מ"ר* וקיבולת חום של 2090 ג'ק"ג* מעלות.

כל הנתונים הללו לקוחים ממדריכים שונים אודות כמויות פיזיותוטבלאות הנדסת חום, המציגות אינדיקטורים רבים במיוחד לחומרי בניין. אז זה יהיה שימושי להחזיק ספר כזה איתך.

מהו החול הטוב ביותר לשימוש לייצור בטון?

השימוש הנרחב בחול בעבודות בנייה מאפשר לנו להרחיב את מגוון היישומים. הוא היא תרופה אוניברסליתלבישול סוגים שוניםפִּתָרוֹן:

• לתערובות בטון;
• על ;
• קירות;
• הנחת קירות עם בלוקים או לבנים;
• מילוי של לוחות נושאים;
• ייצור של מונוליט.

אתה יכול לרשום עוד, העיקר להבין את המהות. אבל כאשר בונים סוגים שונים של מבנים, חול עם הרכב שונהונכסים.

תכונה ייחודית של מעבר ממצב רופף למצב צפוף. מאפשר שימוש בחומר זה לבלימת זעזועים מגן וטבעי של בסיס המבנה.

אם נדגיש את מרכיב הייצור של בטון, אז כאן ארגוני בנייהובונים פרטיים מעדיפים חול נהר. המאפיינים שלו מאפשרים לך להתחיל להשתמש בו ללא מניפולציות נוספות כגון כביסה, כגון במחצבה.

החול הטהור ביותר מבין החולות הכורים הוא זה שנכרה מתחתית נהרות פעילים. הוא עובר טיפול שטיפה נוסף וניתן להשתמש בו באופן מיידי למטרה המיועדת לו. המסה ההומוגנית והיעדר זיהומים מיותרים הופכים את סוג החול הזה לפופולרי ביותר, למרות העלות.

החומר מיוחד ודורש חישוב מדויק של פרופורציות הרכיבים ואיכותו תלויה בנוכחות סלעים חרסיתיים בחול. אחרי הכל, תכונות החימר עוטפות את גרגרי החול של החומר המופק, מה שמשפיע ישירות על ההידבקות האיכותית של החול לשאר מרכיבי תערובת הבטון, לרבות מלט.

לפי מאפיינים חול עדיין מחולק לכיתות:

• כיתה א;
• מחלקה שניה;
• חולות מיוחדים.

כל אחת מהקבוצות המפורטות משמשת לשימוש במוצרי בטון, אך רק למעגל צר. לדוגמה, המחלקה הראשונה משמשת ליציקת בטון, שהמאפיינים העיקריים שלה הם:

• איכות;
• עמידות גבוהה להשפעות חיצוניות;
• שינויים פתאומיים בטמפרטורה, כולל עמידות לכפור.

חולות השייכים למעמד השני משמשים רק לייצור חומרים שאינם דורשים עמידות מוגברת של לחות, למשל, עבור אריחים או מבנים פונים.

מיוחד תערובות חולהכרחי בעת בניית בטון או מבני בטון מזוין. תערובות כאלה מאפשרות לשפר מספר אינדיקטורים לדחיסה ועמידות בפני שינויים בסביבות אטמוספריות.

למידע נוסף על המאפיינים והשימוש בחול, צפו בסרטון:

סיכום

חול הוא ייחודי חומר טבעי, שעוזר לפתור בעיות בנייה רבות.נכסים של החומר הזהלאפשר להשתמש בו בבניית מבנים מורכבים.

ובזכות קיבולת החום הנמוכה שלו, חומר זה אידיאלי לבניית הנחות שבהן יש צורך לשמור על טמפרטורות נמוכות ללא שינויים פתאומיים.

מאז ומתמיד, חול שימש את האדם ונחשב לחומר הבנייה האמין ביותר שיצר הטבע. מגוון סוגי ותחומי היישום עוזר לחשוב מראש אילו תכונות יהיו למבנה הבנוי.

יכולתו של חומר לשמור על חום מוערכת על ידי זה קיבולת חום ספציפית , כלומר כמות החום (בקילו-ג'יי) הנדרשת להעלאת הטמפרטורה של קילוגרם אחד של חומר במעלה אחת. לדוגמה, למים קיבולת חום ספציפית של 4.19 קילו-ג'יי/(ק"ג*K). המשמעות היא, למשל, שכדי להעלות את הטמפרטורה של 1 ק"ג מים ב-1°K, נדרשים 4.19 קילו-ג'יי.

טבלה 1. השוואה בין כמה חומרי אחסון חום

חוֹמֶר	רַפסוֹדָה- צפיפות, ק"ג/מ"ר 3	נעים- קיבולת, kJ/(kg*K)	מְקַדֵם חום חולה- הכבל- ity, W/(m*K)	מסה TAM לחום צבר- העברה של 1 GJ של חום ב- Δ= 20 K, ק"ג	יחסית חָזָק- מסה של TAM ביחס ל יחס למסת המים, ק"ג/ק"ג	נפח TAM לחום צבר- העברה של 1 GJ של חום ב- Δ= 20 K, m 3	יחסית חָזָק- נפח של TAM ביחס ל יחס לנפח המים, m 3 / m 3
גרניט, חלוקי נחל	1600	0,84	0,45	59500	5	49,6	4,2
מים	1000	4,2	0,6	11900	1	11,9	1
מלח גלאובר (נתרן סולפט דקהידרט)	14600 1300	1,92 3,26	1,85 1,714	3300	0,28	2,26	0,19
פָּרָפִין	786	2,89	0,498	3750	0,32	4,77	0,4

עבור מתקני חימום מים ומערכות חימום נוזלי עדיף להשתמש במים כחומר אוגר חום ולמערכות סולאריות אוויר - חלוקי נחל, חצץ וכו'. יש לזכור כי מצבר חום מחלוקי נחל, בעוצמת אנרגיה זהה, לעומת מצבר חום מים, הוא בעל נפח פי 3 ותופס פי 1.6 מהשטח. לדוגמה, מצבר חום מים בקוטר 1.5 מ' ובגובה 1.4 מ' הוא בעל נפח של 4.3 מ' 3, ואילו מצבר חום של חלוקי נחל בצורת קובייה עם דופן של 2.4 מ' הוא בעל נפח של 13.8 מ'. 3.

צפיפות אגירת החום תלויה במידה רבה בשיטת האחסון ובסוג החומר לאחסון החום. זה יכול להצטבר בצורה קשורה כימית בדלק. במקרה זה, צפיפות ההצטברות מתאימה לחום הבעירה, קילוואט* שעה/ק"ג:

• שמן - 11.3;
• פחם (דלק סטנדרטי) - 8.1;
• מימן - 33.6;
• עץ - 4.2.

עם הצטברות תרמוכימית של חום בזאוליט (ספיחה - תהליכי ספיגה), ניתן לצבור 286 וואט/ק"ג חום בהפרש טמפרטורות של 55 מעלות צלזיוס. צפיפות הצטברות החום בחומרים מוצקים (סלע, חלוקי נחל, גרניט, בטון, לבנים) בהפרש טמפרטורות של 60°C היא 1417 W*h/kg, ובמים - 70 W*h/kg. במהלך מעברי פאזה של חומר (התכה - התמצקות), צפיפות ההצטברות גבוהה בהרבה, Wh/kg:

• קרח (נמס) - 93;
• פרפין - 47;
• הידרטים של מלחים של חומצות אנאורגניות - 40130.

למרבה הצער, חומר הבנייה הטוב ביותר המופיע בטבלה 2, בטון, אשר קיבולת החום הסגולית שלו היא 1.1 קילו-ג'יי/(ק"ג*K), שומר רק על ¼ מכמות החום שאוגרים מים באותו משקל. עם זאת, צפיפות הבטון (ק"ג/מ"ק) עולה באופן משמעותי על צפיפות המים. העמודה השנייה של טבלה 2 מציגה את הצפיפות של חומרים אלה. מכפלת קיבולת החום הספציפית בצפיפות החומר, נקבל את קיבולת החום ב מטר מרובע. ערכים אלו ניתנים בעמודה השלישית של טבלה 2. יש לציין כי מים, למרות העובדה שלמים, למרות העובדה שהם בעלי הצפיפות הנמוכה ביותר מכל החומרים שניתנו, יש קיבולת חום גבוהה ב-1 מ'3 (2328.8 kJ/m 3) מחומרים אחרים בטבלה, בשל קיבולת החום הסגולית הגבוהה משמעותית שלו. קיבולת החום הסגולית הנמוכה של בטון מפוצה במידה רבה על ידי המסה הגדולה שלו, שבגללה הוא שומר על כמות משמעותית של חום (1415.9 קילו ג'יי/מ"ק).

מקובל כי כל חול מתאים לעבודות בנייה. אבל זה לא נכון. ראשית, יש צורך להשתמש רק מיוחד סוגי בנייה. שנית, יש צורך לקחת בחשבון את המאפיינים האישיים שלהם.

למשקל הסגולי וקיבולת החום של חומר זה יש תפקיד חשוב בבחירת אחד מסוגיו, והם יידונו במאמר זה.

המאפיינים הספציפיים שלו תלויים בסוג החומר. יש כמה סוגים שלו. לפי המקור הוא מחולק לטבעי ומלאכותי. לסוג הראשון, בהתאם למקום החילוץ, יש את הזנים הבאים:

קריירה

חול מחצבה מופק כתוצאה מהרס סלעים. הגרגירים שלו יכולים להיות בין 0.16 ל-3.2 מ"מ. בשל אופי המיצוי הוא מתברר כאיכותי דל, שכן הוא מכיל זיהומים רבים בצורת חימר ואבק.

כָּתוּשׁ

הוא מתקבל באמצעות הרס וטחינה של סלעים. תהליך זה מתרחש ב ציוד מיוחדלפיכך, שאיבת החול הזה באה לידי ביטוי בעלותו הגבוהה. עקב קבלת צורה לא סדירהגרגרי חול נקשרים היטב אחד עם השני ועם חומרי בניין אחרים. בעת הוספת חומר כזה, צריכת הבטון מופחתת.

יישום: הוא משמש למבני בטון, בעת יציקת כבישים ושבילים, וגם כחומר מילוי לתערובות יבשות.

הזנים לעיל של חול שונים בצבע. לפיכך, לזן המחצבה גוון צהוב וחום, בעוד שזן הנהר מצוי בצבעי שמנת ואפור.

מְלָאכוּתִי

הוא נחשב ככזה מכיוון שהוא עובר עיבוד מיוחד שלאחריו מתקבל חומר השונה בתכונותיו מהמקור שלו. נוצר על ידי ריסוק אבנים טבעיות.

קְוָרץ

זה הפופולרי ביותר מכל המינים המלאכותיים. הוא מתקבל על ידי טחינת קוורץ לבן. לאחר עיבוד מסוים, נוצר הרכב הומוגני ללא זיהומים. תכונה זו מאפשרת לחשב את הממדים המדויקים של המבנה העתידי.

יישום: סוג קוורץ נמצא בשימוש נרחב בגימור ו עבודות דקורטיביות, לפעמים הוא נוסף במהלך היצירה טיט מלט, אבל זה קורה לעתים רחוקות ביותר. זה נפוץ בצבעים, שפכטל ומסנני ניקוז.

יש גם חול דפוס, הוא משמש במהלך דפוס בדגמי מתכת.

קביעת גודל

ערך זה שווה למסה הכלולה ביחידת נפח. במילים אחרות, צפיפות. לרוב בספרות ההתייחסות הוא נמדד ב-g/cm3 או kg/m3.

המשקל הסגולי של חול תלוי בכמות הזיהומים שהוא מכיל ובתכולת הלחות של החומר. תכולת מים גבוהה מגדילה את המשקל הסגולי ליחידת נפח. כמו כן, מחוון זה יהיה תלוי במיקום אחסון החול, שיכול להיות:

• התרחשות טבעית;
• סידור החומר בתפזורת;
• דחיסה מלאכותית.

לאותו סוג של חול בתנאים אלו יהיו ערכים שונים.

על פי GOST 8736-77 מצוין כי המשקל הסגולי חול בנייהיכול לנוע בין 1150 ל-1700 ק"ג/מ"ק.

כדוגמה, הטבלה מציגה מספר משמעויות של הזנים האישיים שלה.

סוג חול	משקל סגולי בק"ג/1 מ"ר
איטום סחף נהר	1200-1700
	1650
	1590
קריירה	1500
נַוָטִי	1620
קְוָרץ	1600-1700
רָטוֹב	1920

קיבולת חום

זוהי היכולת של חומר לקבל, לצבור ולשמור אנרגיה. קיבולת חום היא אינדיקטור לתכונות התרמופיזיקליות של חול. היכולת להתחמם תלויה תרכובת כימית, מבנה וכמות החומר בשימוש. בגלל זה אינדיקטור כללייהיה תלוי ביובש שלו. חשוב ל קומפוזיציות מלטובעת בטון קירות.

סוג של חול	קיבולת חום ספציפית ב-kJ/kg ל-10
קוורץ רטוב	2,09
נהר יבש	0,8
קריירה	0,84
נַוָטִי	0,88

חול בנייה הוא חומר אוניברסלי, שבלעדיו לא ניתן להשלים בנייה. זהו מרכיב ידידותי לסביבה של פתרונות ותערובות. עמיד בפני שריפה ואינו נתון להירקב. כאשר בוחרים את סוגו עם מוליכות תרמית גבוהה, מבנה הבטון איתו יצבור חום ויצור מיקרו אקלים אופטימלי. מצב זה יכול להימשך די הרבה זמן. שימוש בחול בעל אינדקס גבוה משקל סגולייעזור לחסוך במלט.