3.3 Теплотехнические характеристики бетона

3.3.1 Температурное расширение

(1) Температурная деформация _с() бетона, исходя из длины при температуре 20 °С, определяется следующим образом:

— для силикатных заполнителей

при 20 С    700 С;

при 700 С    1200 С;

— для карбонатных заполнителей

при 20 С    805 С;

при 805 С <   1200 С,

где   — 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

3.3.2 Удельная теплоемкость

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

с_p() = 900 при 20 С    100 С;

с_p() = 900 + ( – 100) при 100 С <   200 С;

с_p() = 1000 + ( – 200)/2 при 200 С <   400 С;

с_p() = 1100 при 400 С <   1200 С,

где  — температура бетона, С.

Зависимость c_р() 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 cр()

от температуры и влажности (u)

Рисyнок 3.6b — Зависимость объемной теплоемкости cv() от температуры

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

() = (20 С) при 20 С    115 С;

() = (20 С)(1 – 0,02 ∙ ( – 115)/85) при 115 С <   200 С;

() = (20 С)(0,98 – 0,03 ∙ ( – 200)/200) при 200 С <   400 С;

() = (20 С)(0,95 – 0,07 ∙ ( – 400)/800) при 400 С <   1200 С.

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

3.3.3 Теплопроводность

(1) Коэффициент теплопроводности бетона _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 _с, Вт ∙ м^–1 ∙ К^–1, бетона нормальной плотности определяется по формуле

_с = 2 – 0,2451 ∙ (/100) + 0,0107 ∙ (/100)² при 20 С    1200 С,

где _с — температура бетона.

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

_с = 1,36 – 0,136 ∙ (/100) + 0,0057 ∙ (/100)² при 20 С    1200 С,

где _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