Плотность бетона. усадка и набухание бетона. теплоемкость, теплопроводность и линейный коэффициент теплового расширения бетона

Коэффициент — температурное расширение

Коэффициент температурного расширения для капельных жидкостей изменяется при изменении температуры. Например, для воды в среднем р 0 00015 1 / С; но в практике расчета систем отопления, горячего водоснабжения и других его учитывают.

Коэффициент температурного расширения у плит относительно велик, поэтому при сплошных настилах из плит требуется оставлять температурный шов не менее 6 мм на метр плиты.

Коэффициент температурного расширения зависит от плотности масла и практически остается постоянным в диапазоне эксплуатационных температур.

Коэффициент температурного расширения для воды.

Коэффициент температурного расширения для воды увеличивается с возрастанием давления, а для большинства других капельных жидкостей уменьшается. В табл. 1.3 приведены данные о величинах коэффициента температурного расширения для воды.

Коэффициент температурного расширения для воды 3.

Коэффициент температурного расширения для воды увеличивается с возрастанием давления, но для большинства других капельных жидкостей этот коэффициент с ростом давления уменьшается. В табл. 3 приведены данные о величинах коэффициента температурного расширения для воды.

Коэффициент температурного расширения воды увеличивается с возрастанием давления и температуры; для большинства других капельных жидкостей р с увеличением давления уменьшается.

Коэффициент температурного расширения поливинилхлорида в семь, а полиэтилена приблизительно в девять раз больше, чем у низкоуглеродистой стали. Такие напряжения недопустимы в системах труб или трубопроводов и необходимо предусмотреть меры для компенсации температурного расширения.

Коэффициент температурного расширения к-бетона в пределах температур от 20 до 300 равен 0 000008, если Д / вычислять как разность между длиной нагретого образца и длиной образца после охлаждения его вновь до 20, и 0 000004, если Д / относить к первоначальной длине образца. Такая разница объясняется тем, что при нагревании к-бетона до 300 происходит не только тепловое расширение материала, но и другие физико-химические процессы, вероятно связанные с дальнейшей дегидратацией геля SiO2 и уменьшением первоначального объема материала.

Коэффициенты температурного расширения стеклопластиков являются эквивалентными характеристиками, определяющими изменение размеров как за счет повышения температуры, так и за счет внутренних термических напряжений. Последние возникают в стеклопластиках в силу различия коэффициентов температурного расширения наполнителя и связующего.

Скорость падения шарика в жидкостях.

Коэффициент температурного расширения воды меняется в зависимости от температур и давления.

Коэффициент температурного расширения заполнителя влияет на величину коэффициента температурного расширения бетона, приготовленного на данном заполнителе. Чем выше этот показатель у заполнителя, тем выше он у бетона, но следует помнить, что коэффициент температурного расширения бетона зависит также от содержания заполнителя в бетонной смеси и состава бетонной смеси в целом.

Коэффициент температурного расширения пластмасс в несколько раз больше, чем у металлов, поэтому в сварном шве могут возникнуть внутренние напряжения, которые снижают прочность таких соединений.

Линейное тепловое удлинение материалов

Расчет температурного линейного расширения

Так же, как и здание после строительства может дать «усадку», некоторые материалы, напротив, со временем увеличиваются или удлиняются. Это явление в физике называется тепловым расширением, потому что возникает оно по мере того, как на твердое тело воздействует высокая температура

К примеру, при возведении дома с железобетонными элементами в климатических условиях, близким к тропическим или южным, строители могут не учесть вероятность линейного расширения. Впоследствии увеличенные металлические конструкции могут привести к повреждению других механизмов и преждевременному разрушению всей конструкции.

Подобный пример можно привести и при строительстве железнодорожных рельс. Нагреваясь под прямыми лучами солнечного света, молекулы металла расширяются и удлиняются. В холодное время года рельсы напротив, укорачиваются. Хотя это сложно заметить невооруженным взглядом, с целью безопасности нужно учитывать это при строительстве с применением не только металла, но и камня, даже пластика.

Как определить температурное линейное расширение

Чтобы избежать негативных последствий расширения материалов, используются специальные термометры. Они чувствительны к малейшим изменениям температуры. Но лучше предусмотреть возможные изменения и перестраховаться еще на стадии планирования производства. Для этого разработан онлайн-калькулятор, который моментально демонстрирует:

  • коэффициент линейного теплового расширения;
  • удлинение по осям Х, Y и Z;
  • величину, на которую удлиняется материал при заданной температуре.

Все, что нужно сделать для этого – выбрать из выпадающего списка нужный материал, выбрать его параметры: толщину, дину и ширину. Если нужно конкретно узнать его состояние при той или иной температуре, можете выбрать и эту функцию на сайте. Отметим, расчеты проводятся относительно начальной температуры материала 0°C. Ответы выдаются на анализе коэффициентов линейного теплового расширения, и расчетам, которые уже проведены и запрограммированы на сайте. Система реагирует на изменения и самостоятельно выполняет подсчет.

Какие материалы чаще всего подвергаются расширению

Прежде всего, это – металлы: алюминий, купрум, медь. Среди камней можно отметить гранит базальт, кварцит и даже кирпич. Аналогично на высокие температуры реагируют дерево, сложные штукатурки и стекло. Из вышеперечисленных материалов наименьший коэффициент теплового расширения имеют:

  • клинкерный и стеновой кирпич;
  • дерево;
  • штукатурка;
  • базальт;
  • стеновой кирпич.

Для сравнения, наибольший показатель – у алюминия, стали и меди. К примеру, КТЛР алюминия составляет 24•10-6 1/град, что в 2 раза больше, чем у стали. Поэтому монтаж трубопровода невозможен без предварительных расчетов, особенно если планируется использовать алюминиевые трубы для горячего водоснабжения или отопления. Изменение длины трубопровода при перепадах температуры определяется по формуле

  • а – КТЛР материала, из которого изготовлена труба или другое изделие;
  • tmax – наибольшая температура, которой достигает теплоноситель;
  • tс — температура окружающей среды на момент установки конструкции;
  • l — длина трубопровода.

Коэффициент линейного теплового (температурного) расширения для некоторых распространенных материалов, таких как: алюминий, медь, стекло, железо и многое другое. Вариант для печати.

Коэффициент линейного теплового (температурного) расширения для некоторых распространенных материалов, таких как: алюминий, медь, стекло, железо и многое другое.
Материал Коэффициент линейного теплового расширения
(10-6 м/(мK)) / ( 10-6 м/(мoС)) (10-6 дюйм/(дюйм oF))
ABS (акрилонитрил-бутадиен-стирол) термопласт 73.8 41
ABS — стекло, армированное волокнами 30.4 17
Акриловый материал, прессованный 234 130
Алмаз 1.1 0.6
Алмаз технический 1.2 0.67
Алюминий 22.2 12.3
Ацеталь 106.5 59.2
Ацеталь , армированный стекловолокном 39.4 22
Ацетат целлюлозы (CA) 130 72.2
Ацетат бутират целлюлозы (CAB) 25.2 14
Барий 20.6 11.4
Бериллий 11.5 6.4
Бериллиево-медный сплав (Cu 75, Be 25) 16.7 9.3
Бетон 14.5 8.0
Бетонные структуры 9.8 5.5
Бронза 18.0 10.0
Ванадий 8 4.5
Висмут 13 7.3
Вольфрам 4.3 2.4
Гадолиний 9 5
Гафний 5.9 3.3
Германий 6.1 3.4
Гольмий 11.2 6.2
Гранит 7.9 4.4
Графит, чистый 7.9 4.4
Диспрозий 9.9 5.5
Древесина, пихта, ель 3.7 2.1
Древесина дуба, параллельно волокнам 4.9 2.7
Древесина дуба , перпендикулярно волокнам 5.4 3.0
Древесина, сосна 5 2.8
Европий 35 19.4
Железо, чистое 12.0 6.7
Железо, литое 10.4 5.9
Железо, кованое 11.3 6.3
Материал Коэффициент линейного теплового расширения
(10-6 м/(мK)) / ( 10-6 м/(мoС)) (10-6 дюйм/(дюйм oF))
Золото 14.2 8.2
Известняк 8 4.4
Инвар (сплав железа с никелем) 1.5 0.8
Инконель (сплав) 12.6 7.0
Иридий 6.4 3.6
Иттербий 26.3 14.6
Иттрий 10.6 5.9
Кадмий 30 16.8
Калий 83 46.1 — 46.4
Кальций 22.3 12.4
Каменная кладка 4.7 — 9.0 2.6 — 5.0
Каучук, твердый 77 42.8
Кварц 0.77 — 1.4 0.43 — 0.79
Керамическая плитка (черепица) 5.9 3.3
Кирпич 5.5 3.1
Кобальт 12 6.7
Констанан (сплав) 18.8 10.4
Корунд, спеченный 6.5 3.6
Кремний 5.1 2.8
Лантан 12.1 6.7
Латунь 18.7 10.4
Лед 51 28.3
Литий 46 25.6
Литая стальная решетка 10.8 6.0
Лютеций 9.9 5.5
Литой лист из акрилового пластика 81 45
Материал Коэффициент линейного теплового расширения
(10-6 м/(мK)) / ( 10-6 м/(мoС)) (10-6 дюйм/(дюйм oF))
Магний 25 14
Марганец 22 12.3
Медноникелевый сплав 30% 16.2 9
Медь 16.6 9.3
Молибден 5 2.8
Монель-металл (никелево-медный сплав) 13.5 7.5
Мрамор 5.5 — 14.1 3.1 — 7.9
Мыльный камень (стеатит) 8.5 4.7
Мышьяк 4.7 2.6
Натрий 70 39.1
Нейлон, универсальный 72 40
Нейлон, Тип 11 (Type 11) 100 55.6
Нейлон, Тип 12 (Type 12) 80.5 44.7
Нейлон литой , Тип 6 (Type 6) 85 47.2
Нейлон, Тип 6/6 (Type 6/6), формовочный состав 80 44.4
Неодим 9.6 5.3
Никель 13.0 7.2
Ниобий (Columbium) 7 3.9
Нитрат целлюлозы (CN) 100 55.6
Окись алюминия 5.4 3.0
Олово 23.4 13.0
Осмий 5 2.8
Материал Коэффициент линейного теплового расширения
(10-6 м/(мK)) / ( 10-6 м/(мoС)) (10-6 дюйм/(дюйм oF))
Палладий 11.8 6.6
Песчаник 11.6 6.5
Платина 9.0 5.0
Плутоний 54 30.2
Полиалломер 91.5 50.8
Полиамид (PA) 110 61.1
Поливинилхлорид (PVC) 50.4 28
Поливинилденфторид (PVDF) 127.8 71
Поликарбонат (PC) 70.2 39
Поликарбонат — армированный стекловолокном 21.5 12
Полипропилен — армированный стекловолокном 32 18
Полистирол (PS) 70 38.9
Полисульфон (PSO) 55.8 31
Полиуретан (PUR), жесткий 57.6 32
Полифенилен — армированный стекловолокном 35.8 20
Полифенилен (PP), ненасыщенный 90.5 50.3
Полиэстер 123.5 69
Полиэстер, армированный стекловолокном 25 14
Полиэтилен (PE) 200 111
Полиэтилен — терефталий (PET) 59.4 33
Празеодимий 6.7 3.7
Припой 50 — 50 24.0 13.4
Прометий 11 6.1
Рений 6.7 3.7
Родий 8 4.5
Рутений 9.1 5.1
Материал Коэффициент линейного теплового расширения
(10-6 м/(мK)) / ( 10-6 м/(мoС)) (10-6 дюйм/(дюйм oF))
Самарий 12.7 7.1
Свинец 28.0 15.1
Свинцово-оловянный сплав 11.6 6.5
Селен 3.8 2.1
Серебро 19.5 10.7
Скандий 10.2 5.7
Слюда 3 1.7
Сплав твердый (Hard alloy) K20 6 3.3
Сплав хастелой (Hastelloy) C 11.3 6.3
Сталь 13.0 7.3
Сталь нержавеющая аустенитная (304) 17.3 9.6
Сталь нержавеющая аустенитная (310) 14.4 8.0
Сталь нержавеющая аустенитная (316) 16.0 8.9
Сталь нержавеющая ферритная (410) 9.9 5.5
Стекло витринное (зеркальное, листовое) 9.0 5.0
Стекло пирекс, пирекс 4.0 2.2
Стекло тугоплавкое 5.9 3.3
Строительный (известковый) раствор 7.3 — 13.5 4.1-7.5
Стронций 22.5 12.5
Сурьма 10.4 5.8
Таллий 29.9 16.6
Тантал 6.5 3.6
Теллур 36.9 20.5
Тербий 10.3 5.7
Титан 8.6 4.8
Торий 12 6.7
Тулий 13.3 7.4
Материал Коэффициент линейного теплового расширения
(10-6 м/(мK)) / ( 10-6 м/(мoС)) (10-6 дюйм/(дюйм oF))
Уран 13.9 7.7
Фарфор 3.6-4.5 2.0-2.5
Фенольно-альдегидный полимер без добавок 80 44.4
Фторэтилен пропилен (FEP) 135 75
Хлорированный поливинилхлорид (CPVC) 66.6 37
Хром 6.2 3.4
Цемент 10.0 6.0
Церий 5.2 2.9
Цинк 29.7 16.5
Цирконий 5.7 3.2
Шифер 10.4 5.8
Штукатурка 16.4 9.2
Эбонит 76.6 42.8
Эпоксидная смола , литая резина и незаполненные продукты из них 55 31
Эрбий 12.2 6.8
Этилен винилацетат (EVA) 180 100
Этилен и этилакрилат (EEA) 205 113.9

Эфир виниловый

16 — 22 8.7 — 12
  • T(oC) = 5/9
  • 1 дюйм = 25.4 мм
  • 1 фут = 0.3048 м

ссылки

  1. Линейная, поверхностная и объемная дилатация — упражнения. Решено Восстановлено 8 мая 2018 года от Fisimat: fisimat.com.mx
  2. Поверхностное расширение — упражнения решены. Получено 8 мая 2018 г. от Fisimat: fisimat.com.mx
  3. Тепловое Расширение. Получено 8 мая 2018 г. из Британской энциклопедии: britannica.com
  4. Тепловое Расширение. Получено 8 мая 2018 г. от Hyper Physics Concepts: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  5. Тепловое Расширение. Получено 8 мая 2018 г. от Lumen Learning: courses.lumenlearning.com
  6. Тепловое Расширение. Получено 8 мая 2018 года из Гипертекстовой книги по физике.
  7. Тепловое Расширение. Получено 8 мая 2018 г. из Википедии: en.wikipedia.org.

Подробности

Виды армирования при помощи алюминия:

1.наносят слой при помощи алюминиевого листа сверху трубы.

2.алюминиевый лист наносят внутри трубы.

3.проводят армирование при помощи перфорированного алюминия.

Все методы представляют собой склеивание трубопроката из полипропилена и алюминиевой фольги. Данный способ малоэффективен, так как труба может расслаиваться, изменяя качество изделий в худшую сторону.

Процесс армирования при помощи стекловолокна является более функциональным и прочным. Данный метод предполагает, что внутри и снаружи трубы остается полипропилен, а между ними укладывают стекловолокно. Армирующая труба имеет три слоя. Такие трубы не подвержены тепловому изменению.

Сравнение показателя расширения до и после армирующей процедуры:

1.простые трубы имеют коэффициент в 0.1500 мм / мК, по-другому десять миллиметров на метр погонный, при изменении температуры на семьдесят градусов.

2.армированные трубопрокаты при помощи алюминия меняют значение до 0.03 мм/ мК, по-другому равно трем миллиметрам на погонный метр.

3.во время армирования стекловолокном показатель снижается до 0.035 мм / мК.

Полипропиленовые трубопрокаты с армированным слоем из стекловолокна применят в различных сферах.

Особенности армирования труб из полипропилена. Армирующим материалом является цельная либо перфорированная фольга, которая имеет толщину 0.01 до 0.005 сантиметров. Материал прокладывают на стенке снаружи либо внутри изделия. Слои соединяют при помощи клея.

Фольга ложится сплошной прослойкой, которая становится защитой от кислорода. Большой объем кислорода образует коррозию на отопительных приборах.

Армирующий слой из стекловолокна образует три слоя, средний из них является стекловолокном. Его сваривают с полипропиленовыми соседними прослойками.

Так образуется максимально прочное изделие, наделенное малым показателем линейного расширения.

Внимание! Стекловолокно, как армирующий материал, имеет больше преимуществ, он монолитен и не расслаивается, в отличие от алюминиевого армирования. Все изделия из полипропилена: армированные и неармированные, отличаются гибкостью, так как имеют большой показатель упругости

Все изделия из полипропилена: армированные и неармированные, отличаются гибкостью, так как имеют большой показатель упругости.

Свойство делает сборку трубопроводов простым процессом, снижает затраты на время монтажа, потому что перед укладкой не требуется зачистка армирующего слоя из алюминия.

Учебник по физике10 класс

§ 9.2. Тепловое линейное расширение

Применительно к твердым телам, форма которых при изменении температуры (при равномерном нагревании или охлаждении) не меняется, различают изменение линейных размеров (длины, диаметра и т. п.) — линейное расширение и изменение объема — объемное расширение. У жидкостей при нагревании форма может меняться {например, в термометре ртуть входит в капилляр). Поэтому в случае жидкостей имеет смысл говорить только об объемном расширении.

Опыт показывает, что при небольших изменениях температуры изменение линейных размеров твердого тела прямо пропорционально изменению температуры (рис. 9.3). Так как удлинение при нагревании (или укорочение при охлаждении) зависит также от первоначальной длины тела, удобнее рассматривать не само удлинение тела, а относительное удлинение: отношение увеличения длины Δl = l — l к первоначальной длине l. Относительное удлинение пропорционально изменению температуры Δt = t — t:

Рис. 9.3

Коэффициент пропорциональности α1 называют температурным коэффициентом линейного расширения. Он показывает, на какую долю своего первоначального значения изменяются линейные размеры тела при нагревании его на 1 К. Коэффициент линейного расширения зависит от природы вещества, а также от температуры. Однако, если рассматривать изменения температуры в не слишком широких пределах, зависимостью α1 от температуры можно пренебречь и считать температурный коэффициент линейного расширения величиной постоянной для данного вещества. Для большинства веществ этот коэффициент мал, его значения составляют 10-5—10-6 К-1.

Особенно мал коэффициент линейного расширения в диапазоне температур от -30 до +100 °С у инвара (сплав железа и никеля). Поэтому инвар применяют для изготовления точных инструментов, используемых при определении размеров тел. Линейные размеры самого инструмента из инвара мало зависят от колебаний температуры.

Линейные размеры тела, как вытекает из формулы (9.2.1), зависят от изменения температуры следующим образом:

В формулах (9.2.1) и (9.2.2) обычно начальное значение температуры полагают равным нулю (t = 0 °С) и соответственно l считают длиной тела при этой температуре. На практике же начальная температура тела далеко не всегда бывает равна 0 °С. Тогда расчет длины тела при любой температуре можно выполнить так. Пусть при температуре t1 длина тела равна l1, а при температуре t2 она равна l2. Тогда, считая начальную температуру t = 0 °С, имеем

Отсюда

и

Однако, учитывая, что значение α1 очень мало, формулу (9.2.3) можно упростить. Умножив числитель и знаменатель на 1 — α1t1, получим

Ввиду малости коэффициента α1 члены, содержащие α12, малы по сравнению с членом, в который входит α1 в первой степени (точнее, a1t2 >> a12t2). Поэтому их можно отбросить. В результате формула для вычисления длины l2 оказывается более простой и достаточно точной для инженерной практики:

или

Решая задачи с учетом теплового линейного расширения тел, необходимо иметь в виду, что при изменении температуры меняется не только длина, но и все другие линейные размеры тела. Так, у круглого стержня при нагревании увеличивается диаметр, и притом во столько раз, во сколько увеличивается длина стержня. У пластинки в одно и то же число раз увеличиваются длина, ширина и толщина. Если начертить на пластинке какую-нибудь линию, то длина этой линии при нагревании увеличится в такое же число раз. У окружности увеличатся ее длина и диаметр.

При нагревании пластинки, имеющей круглое отверстие, диаметр отверстия тоже увеличится. Дело в том, что при равномерном нагревании в теле не возникают силы упругости. Поэтому расширение происходит так, как если бы пластинка была сплошной. Точно так же увеличивается при нагревании диаметр гайки, размеры раковины в толще металлической отливки и т. д.

В справедливости сказанного можно убедиться на опыте с металлическим шаром, о котором уже шла речь в § 9.1. Шар застревает в кольце, если его нагреть, и проходит с большим зазором, если нагреть кольцо. Наоборот, при охлаждении кольца шар застревает, а охлаждение шара увеличивает зазор между ним и кольцом.

Линейные размеры твердых тел увеличиваются прямо пропорционально росту температуры.

Отчёт по лабораторной работе № 11

По дисциплине: Физика
Тема:
Определение
коэффициента термического расширения
(объемного) жидкости

Выполнил:
студент гр. НБ-10 __
_____________ Важенин Н.В.

(подпись)
(Ф.И.О.)

Проверил:
доцент
кафедры ОТФ
____________ ТомаевВ.В.

(должность)
(подпись)
(Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2011

Цель работы:

1) измерение изменения объема воды при
нагреве ее от 0°С до
50°С;

2) определение показателя коэффициента
термического расширения.

Краткое
теоретическое обоснование.

Термическое
(тепловое) расширение — изменение
линейных размеров и формы тела при
изменении его температуры. Количественно
тепловое расширение жидкостей и газов
при постоянном давлении характеризуется
изобарным коэффициентом расширения
(объёмным коэффициентом теплового
расширения).

В отличие
от твердых тел, объем которых изменяется
при изменении температуры линейно в
большом диапазоне температур, у жидкостей
эта зависимость имеет более сложный,
нелинейный, характер, особенно вблизи
температур фазового перехода. Особенный
интерес представляет поведение воды в
диапазоне температур 0¸10°С.

Коэффициент термического расширения
воды a:

Экспериментальная установка

Колба 1 помещена в термостатированный
объем 3, по которому циркулирует вода с
температурой, заданной термостатом
4.Колба закрыта и сверху в нее вставлена
измерительная трубка 2, позволяющая
измерять высоту столба жидкости,
вытесненной из колбы при нагревании.
Температура измеряется термометром 5.

Термостат 4 управляется с пульта 6. Пульт
содержит задатчик температуры (в °С),
переключатели «НАГРЕВ» и «ЦИРК».
Переключатель «НАГРЕВ» включает
режим поддержания температуры воды
внутри термостата равной заданной, при
выключенном переключателе «НАГРЕВ»
температура воды устанавливается равной
комнатной. Переключатель «ЦИРК»
включает или выключает циркуляцию воды
через термостатированный объем 3.

Основные расчетные формулы

1) Средний коэффициент термического
расширения воды a:

где ,
D — диаметр трубки
(параметр установки, указывается
преподавателем), hmax
и hmin
— максимальная высота жидкости (при
температуре t) и
начальная высота жидкости;

Vo
начальный объем воды, принимается равным
0,5 л;

t— температура, в °С,
соответствующая максимальной высоте
столба жидкости.

2) коэффициенты термического расширения
воды для каждого измеренного интервала
температур (в интервале 0¸15°С
через 1°С, в остальном
интервале через 5°С).
Расчет производиться по следующей
формуле:

где an
— коэффициент термического расширения
воды на n — интервале;

hn
— высота столба воды в начале n
— интервала; hn

hn+1
— высота столба воды в конце n
— интервала;

tn
— температура воды в начале n
— интервала;

tn+1
— температура воды в конце n
— интервала.

Формула
расчета средней квадратичной погрешности.

где
среднее значение коэффициента
термического расширения,


значение коэффициента
термического расширения
в каждом отдельном опыте, n
количество
опытов.

Таблица
измерений и вычислений.

N
n/n
величина

Т,

h,
см

,

a

1

1

3.4

-1,9635*

-3,92699*

2

2

3.3

-1,9635*

-1,9635*

3

3

3.3

4

4

3.3

5

5

3.3

6

6

3.3

7

7

3.4

1,9635*

5,60999*

8

8

3.5

1,9635*

4,90874*

9

9

3.6

1,9635*

4,36332*

10

10

3.8

3,92699*

7,85398*

11

11

4.1

5,89049*

1,071*

12

12

4.3

3,92699*

6,54498*

13

13

4.6

5,89049*

9,06229*

14

14

5

7,85398*

1,122*

15

15

5.3

5,89049*

7,85398*

16

20

7.6

4,51604*

4,51604*

17

25

10.6

5,89049*

4,71239*

18

30

14.3

7,26493*

4,84329*

19

35

18.6

8,44303*

4,82459*

20

40

23.4

9,42478*

4,71239*

21

45

28.8

1,6029*

4,71239*

22

50

34.7

1,5846*

4,63385*

Причем начальная высота столба жидкости
3,5 см, диаметр трубки равен 5 мм.

Расчет
погрешности:

=1,53987*

Cредней
квадратичная погрешность
=2,46853*

График
изменения объема воды от температуры:

График
зависимости
:

Вывод.

В ходе
лабораторной работы были измерены
изменения объема воды при ее нагреве и
был определен коэффициент термического
расширения, который показывает изменение
объема жидкости при изменении температуры.

Что такое коэффициент расширения бетона?

Вопрос. Здравствуйте! Подскажите пожалуйста, что такое коэффициент расширения бетона? Какое его практическое применение? Спасибо!

Ответ. Добрый день! В строительной практике применяется коэффициент температурного расширения бетона. Его значение определяет отклонение линейных размеров бетонной плиты (бетонного блока) при изменении температуры окружающей среды.

Поэтому данный параметр еще называют – коэффициент линейного расширения бетона. Среднее числовое значение коэффициента линейного расширения, которое используется проектировщиками для расчетов, оговорено в нормативном документе СНиП 2.06.08-87 «Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений» и составляет 0,00001 °С-1 (Градус Цельсия в минус первой степени).

Чтобы узнать на сколько увеличится размер бетонного блока необходимо перемножить: величину линейного размера, коэффициент теплового расширения бетона и разницу температуры. Например, бетонный блок длиной 550 мм, при нагреве на 40 градусов Цельсия увеличится на: 550х0,00001х40=0,22 мм.

Практическое применение коэффициента расширения бетона

Долговечность бетонных сооружений испытывающих значительные перепады температуры зависит от коэффициента линейного расширения заполнителя (щебень, гравий, известняк, мраморная крошка и пр.) и разницы между коэффициентами линейного расширения заполнителя и цементного теста.

При этом коэффициент расширения заполнителя определяет коэффициент теплового расширения бетона. Следовательно, для строительства бетонных сооружений работающих в условиях значительного перепада температуры, необходимо подбирать горные породы (заполнитель) обладающие коэффициентом расширения ниже, чем коэффициент расширения цементного камня.

К таким горным породам относится широко применяемый гранит (коэффициент расширения 0,0000074 °С-1), базальт (коэффициент расширения 0,0000065 °С-1)и известняк (коэффициент расширения 0,000008). К не рекомендованным горным породам относятся: калиевые полевые шпаты, кальцит, мрамор и другие горные породы с большим количеством монокристаллов.

Вывод. Так как в частном строительстве в качестве наполнителя, как правило, используется гранитный, гравийный или известняковый щебень вы можете не обращать внимания на коэффициент расширения бетона – долговечность вашего сооружения не зависит от данной характеристики.

Теплоемкость бетона Коэффициент расширения бетона

При строительстве домов с использованием бетона, всегда производятся расчеты, так вот для этого обязательно нужно знать удельную теплоемкость бетона. Удельная теплоемкость или просто теплоемкость бетона, очень важна и без нее не обойтись, в строительстве, когда например рассчитывается теплопроводность конструкции, для того что определить расходы на ускорение твердения строения из бетона.

Теплоемкость бетона — это количество тепла, которое нужно передать бетону, для того что бы его температура изменилась, на одну единицу.

Связанные статьи: Преимущества пенобетона

Коэффициент расширения бетона

Меняющийся размер бетона, из за влияния температуры, обозначается коэффициентом расширения бетона. Размер этого коэффициента расширения бетона равен 0.00001 (ºС)-1, а это означает, что если температура изменится на 80 ºС, то расширение будет около 0.8 мм/м. Получается, что для любой бетонной постройки требуются температурные швы.

Температурно усадочные швы

Температурно усадочные швы, в России должны быть начиная от 1.1 мм на 1м, делая вывод из расчета 0.3 мм — это усадка + 0.8 — температурный коэффициент. В строительных нормах и правилах (СНИП), размеры больше, так же стоит учитывать и то, что изменения температур порядка 80 ºС и больше, вызывают трещины в бетоне, который имеет жесткий наполнитель внутри, потому что существует разница коэффициентов расширения раствора и внутреннего наполнителя.

Связанные статьи:

  • Дома из пенобетонных блоков
  • Сколько цемента в кубе бетона

Теплоемкости бетонов

Теплопроводность монолитных бетонов при условии что он воздушно-сухой составляет порядка 1.35 Bт/(m*ºC) = 1.5 ккал/(ч*м*ºС). Высокие характеристики теплопроводности такого тяжелого бетона, заставляют обязательно использовать утепление наружных стен из монолитного бетона.

Теплопроводность пористого бетона и его разновидностей — составляет порядка 0.35 — 0.75 Bт/(m*ºC)= 0.3-0.6 ккал/(ч*m*ºC), учитывайте, что прочность таких бетонов значительно ниже.

Удельная теплоемкость тяжелых и пористых бетонов (сухих) — около 1кДж/(кг*ºС) = 0.2 ккал/(кг*ºC)

Объемная теплоемкость тяжелых бетонов — около 2.5 кДж/(м3*К), пористых же зависит и изменятся от их плотности.

Смотрите так же: Керамзитобетон состав и пропорции

Удельная теплоемкость бетонной смеси (жидкой)- около 1.5 кДж/(кг*ºC) = 0.3 kkal/(kg*ºC), не забывайте, что такая смесь легче, чем тяжелый бетон и тяжелее чем пористый.

  1. Значит, теплоемкость бетона чаще всего от 0.17 и до 0.22 ккал/кг. Как и теплоемкость у многих каменных материалов.
  2. Становится понятно, почему дерево теплое, а бетон холодный, все из за низкой теплоемкости бетона. Теплопроводность дерева 0.6-0.7, что почти в 3 раза больше.
  3. Коэффициент расширения бетона — показывает изменение бетона. Для бетона он равняется 10*10^-6. Почти как и у коэффициента расширения стали (в зависимости от марки они так же изменяются), в связи с чем железобетонные конструкции очень распространены.

betonobeton.ru

Обзор

Предсказание расширения

Если уравнение состояния доступно, оно может использоваться, чтобы предсказать ценности теплового расширения при всех необходимых температурах и давлений, наряду со многими другими государственными функциями.

Эффекты сокращения (отрицательное тепловое расширение)

Много материалов сокращаются на нагревании в пределах определенных диапазонов температуры; это обычно называют отрицательным тепловым расширением, а не «тепловым сокращением». Например, коэффициент теплового расширения воды опускается до нуля, поскольку это охлаждено к 3.983 °C и затем становится отрицательным ниже этой температуры; это означает, что у воды есть максимальная плотность при этой температуре, и это приводит к массам воды, поддерживающим эту температуру на их более низких глубинах во время длительных периодов поднулевой погоды. Кроме того, у довольно чистого кремния есть отрицательный коэффициент теплового расширения для температур приблизительно между 18 и 120 Келвином.

Факторы, затрагивающие тепловое расширение

В отличие от газов или жидкостей, твердые материалы имеют тенденцию держать свою форму, подвергаясь тепловому расширению.

Тепловое расширение обычно уменьшается с увеличением энергии связи, которая также имеет эффект на точку плавления твердых частиц, таким образом, у высоких материалов точки плавления, более вероятно, будет более низкое тепловое расширение. В целом жидкости расширяют немного больше, чем твердые частицы. Тепловое расширение очков выше по сравнению с тем из кристаллов. При температуре стеклования перестановки, которые происходят в аморфном материале, приводят к характерным неоднородностям коэффициента теплового расширения или определенной высокой температуры. Эти неоднородности позволяют обнаружение температуры стеклования, где переохлажденная жидкость преобразовывает к стакану.

Поглощение или десорбция воды (или другие растворители) могут изменить размер многих общих материалов; много органических материалов изменяют размер, намного больше должный с этой целью, чем они делают к тепловому расширению. Общие пластмассы, выставленные, чтобы оросить, могут, в долгосрочной перспективе, расшириться на многий процент.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий