Газоблок теплопроводность: Теплопроводность газобетона D300, D400, D500, D600; сравнение с кирпичом, деревом, пенобетоном

Теплопроводность газобетона D300, D400, D500, D600; сравнение с кирпичом, деревом, пенобетоном

Химическая реакция при смешивании извести и алюминиевой пудры в цементном растворе происходит с выделением водорода. В процессе автоклавной сушки получают газобетон с равномерно распределенными открытыми ячейками неодинаковой формы. Пористая структура материала определяет его основные физические характеристики: небольшой вес при крупных размерах, паропроницаемость, изоляционные свойства. Низкая теплопроводность газобетона зависит от его плотности. Чем больше воздушных пор в объеме, тем медленнее предается тепловая энергия и дольше сохраняется комфортная атмосфера внутри помещения.

Оглавление:

1. Блоки разных марок
2. Сравнение кирпича и газобетона
3. Теплоизолирующие параметры сооружений

Теплотехнические свойства газоблоков

Ограждающие конструкции являются источником теплопотерь во время отопительного сезона. Поэтому при строительстве и теплоизоляции частных коттеджей используют пористые материалы. Газобетон в зависимости от плотности, которую измеряют в кг/м3, производят различных марок:

• D300–D400 применяют в качестве теплоизоляции;
• D500–D900 используют, как утеплитель и при одноэтажном строительстве;
• D1000–D1200 применяют в несущих конструкциях высотных зданий.

Марка D600 указывает, что в кубометре пористого бетона содержится 600 кг твердых компонентов, которые занимают примерно треть объема. Воздух в ячейках нагревается намного медленнее и является естественным препятствием для передачи тепла. Значит, чем меньше плотность монолита, тем лучше его изоляционные свойства. Теплопроводность газоблока в сравнении с другими материалами отличается низкими значениями:

Наименование	Коэффициент теплопроводности, Вт/м °C
	Плотность, кг/м3
	D300	D400	D500	D600
Газобетон при влажности 0%	0,072	0,096	0,112	0,141
5%	0,088	0,117	0,147	0,183
Пенобетон при влажности 0%	0,081	0,102	0,131	0,151
5%	0,112	0,131	0,161	0,211
Дерево поперек волокон при влажности 0%	0,084	0,116	0,146	0,151
5%	0,147	0,181	0,183	0,218

Пеноблоки имеют сходную структуру с газобетоном, но отличаются замкнутыми ячейками и высокой плотностью. Вспененный бетон застывает в формах и имеет неточную геометрию по сравнению с другими стройматериалами. Поэтому как теплоизоляцию чаще используют газосиликатные блоки.

Дерево считается самым экологичным материалом для строительства комфортного, «дышащего» жилища с наиболее благоприятными условиями микроклимата. Но теплопроводность стен такого дома выше газобетонных. Ячеистые блоки обладают паропроницаемостью, огнеупорностью, биостойкостью и при надежной гидроизоляции с успехом заменяют древесину. Тщательнее всего необходимо оградить фундамент и цоколь, чтобы пористая структура не натягивала влагу из грунта. Для этого использую битум и рубероид.

Теплопроводность кирпича и газоблока

Традиционный строительный материал для возведения частных домов – кирпич отличается прочностью, морозостойкостью и долговечностью. Такие показатели возможны при высокой плотности искусственного камня. По сравнению с газоблоком кирпичные стены делают многослойными. Применение «сэндвич» технологии позволяет прокладывать теплоизоляцию между наружной и внутренней кладкой.

Наименование	Средняя теплопроводность, Вт/м °C
Блок из газобетона	0,08-0,14
Кирпич керамический	0,36-0,42
– глиняный красный	0,57
– силикатный	0,71

Энергосберегающая способность

Теплоизолирующие свойства ограждений зависят от их толщины. Чем массивнее стены, тем медленнее будет охлаждаться внутреннее пространство дома. При проектировании толщины ограждения следует учитывать мостики холода – слой цементного раствора между элементами кладки. Блоки монтируют с помощью пазовых замков и специального клея. Такой способ позволяет сократить до минимума тепловые потери. Чтобы сэкономить средства на закупке стройматериалов, необходимо знать характеристики сборных конструкций стандартной толщины:

Наименование	Толщина наружной стены
	12 см	20 см	24 см	30 см	40 см
	Теплопроводность, Вт/м °C
Кирпич белый	7,51	4,52	3,75	3,12	2,25
красный	6,75	4,05	3,37	2,71	2,02
Газоблок D600	1,16	0,72	0,58	0,46	0,35
D500	1,01	0,61	0,52	0,42	0,31
D400	0,82	0,51	0,41	0,32	0,25

Благодаря низкой теплопроводности в южных районах частные коттеджи строят из газобетона D400 толщиной 20 см, в средней полосе используют пористые элементы D400 с шириной 30 см или D500 – 40 см. В условиях севера возводят многослойные стены из конструкционных и изоляционных блоков. Благодаря хорошим теплотехническим характеристикам газобетоном утепляют дома из кирпича, железобетона, пеноблоков.

Дополнительное утепление стен из газобетона не требуется при устройстве навесного вентилируемого фасада. Обрешетку блоков выполняют при помощи дерева или металлического профиля. Такая конструкция не дает атмосферным осадкам проникать под облицовку, но пропускает воздух и позволяет влаге испаряться с поверхности. В качестве отделочных плит используют виниловый или бетонный сайдинг.

Какая теплопроводность газобетона — определяем толщину стены

Теплопроводность – свойство материала проводить(удерживать) тепло. Чем теплопроводность ниже, тем лучше материал сохраняет тепло. Газобетон в плане теплоэффективности обладает отличными показателями, которые во много раз лучше, чем у кирпича.

Если углубится в сам процесс передачи тепла, то тепловая энергия очень хорошо передается через плотные материалы, и намного медленнее передается через воздух. В газобетонных блоках очень много воздуха, чему способствуют многочисленные поры в его составе. Каждая отдельная пора представляет из себя преграду на пути продвижения тепла, и соответственно, тепло лучше сохраняется.

Газобетон бывает различной плотности, от D300 до D700. Чем плотность ниже, тем больше в нем воздуха, и ниже теплопроводность, то есть тепло лучше сохраняется. В более плотном газобетоне воздуха меньше, и тепло он сохраняет хуже.

Плотность и прочность газобетона связаны напрямую, то есть, легкие газобетоны имеют меньшую прочность на сжатие.

Теперь перейдем непосредственно к цифрам, а точнее к таблице теплопроводности газобетона и других материалов.

Влияние влаги на теплопроводность газобетона

Если внимательно разобраться в столбцах таблицы, то можно заметить небольшие различия в теплопроводности между сухим и влажным состоянием газобетона. Мокрый газобетон быстрее проводит тепло, то есть, хуже удерживает тепло. Чем блоки влажнее, тем больше у них теплопроводность.

Стоит отметить, что свежий автоклавный газобетон привозят на стройплощадку очень влажным, и чтобы он про сох до равновесной влажности, которая составляет 5%, ему необходимо просохнуть около года. Тогда его теплопроводность уменьшится, и он будет лучше удерживать тепло. Этап просушки является очень важным, и в этот период не стоит заниматься отделкой стен, они должны просыхать, иначе будет плесень.

Теплопроводность и тепловое сопротивление

Теплопроводность — это некоторый коэффициент материала, и чем он ниже, тем лучше сохраняется тепло.

Тепловое сопротивление, это расчетное значение стены, которое определяется по простой формуле — толщину газобетона (в метрах) делим на коэффициент теплопроводности материала.

Пример! Имеем стену из газобетона марки D400 толщиной 375 мм, и нужно определить тепловое сопротивление. По таблице смотрим тепловодность газобетона D400 — (0.11).

Тепловое сопротивление = 0.375/0.11 = 3.4 м2·°C/Вт.

Чем значение теплового сопротивления больше, тем лучше сохраняется тепло. Как вы понимаете, стена толщиной 400 мм будет удерживать тепло в два раза лучше, чем стена 200 мм.

С теплопроводностью самого газобетона разобрались, но как дела обстоят в кладке, ведь она включает в себя еще и швы. Так как швы между блоками состоят из клея или раствора, то они представляют из себя небольшие мостики холода, которые ухудшают общее тепловое сопротивление стены. Поэтому, кладку газобетона осуществляют только на специальный тонкошовный клей.

Толщина шва при кладке должна быть 2-3 мм, что сведет к минимуму мостики холода. Газобетонные блоки нельзя укладывать на обычный раствор, исключением является только первый ряд блоков по гидроизоляции фундамента.

Теплопроводность газобетона: коэффициент теплопроводности

Газобетон, теплопроводность

Газобетон и изделия из него получили популярность, благодаря высоким показателям свойств и качеств, одним из которых является теплопроводность. Материал обладает высокой способностью к сохранению тепла, которая обусловлена особой структурой, составом и технологией производства изделий.

Давайте разберемся: теплопроводность газобетона — отчего конкретно она зависит? Какими преимуществами будет обладать строение, возведенное из данного материала? И почему тысячи застройщиков, несмотря на высокую конкуренцию, отдают предпочтение именно изделиям из газобетона, опираясь, в первую очередь, на показатель теплопроводности?

Содержание статьи

Краткая характеристика газобетона

Газобетон является разновидностью ячеистого бетона, и отличается от схожих стеновых материалов составом сырья и методом порообразования. Несмотря на схожесть его с аналогами, показатели теплопроводности и иных свойств, иногда существенно отличаются.

Для того, чтобы понять, что именно способно оказывать влияние на изменения числовых показателей характеристик, следует рассмотреть предварительно индивидуальные особенности материала.

Газобетон

Обзор основных свойств и качеств

Воспользуемся таблицей.

Основные характеристики газобетона:

Наименование характеристики	Среднее ее значение
Морозостойкость	35-150
Марка прочности	Для неавтоклава – от В1,5, в соответствии с ГОСТ21520-89; для автоклавного газобетона, в среднем — В3,5
Усадка	От 0,3 мм/м2
Минимальная рекомендуемая толщина стены	От 0,4 м
Теплопроводность	От 0,09
Экологичность	2
Пожароопасность	Не горит

Характеристики достаточно конкурентные. Однако все они колеблются в определенных пределах и, как уже было сказано, зависят от некоторых условий. В таблице указаны средние и минимальные значения.

Теплопроводность газобетонного блока в 0,09, характерна исключительно для теплоизоляционных изделий в сухом виде. А как она будет изменяться с повышением плотности, мы рассмотрим ниже.

Классификация и сфера применения

Учитывая тему данной статьи, актуальным будет разобраться, какие же существуют виды материала. Ведь теплопроводность газобетонных блоков зависит от многих факторов.

В соответствии со способом твердения, газобетонный блок может быть:

1. Автоклавным;
2. Неавтоклавным.

Автоклавный и неавтоклавный газобетон

Обратите внимание! Автоклавный газобетон еще также называют газобетоном синтезного твердения. Отличается он тем, что на заключительном этапе производства его обрабатывают в специальном оборудовании – автоклаве, при воздействии высокой температуры и давления. Как следствие, изделия обладают более высокими характеристиками, в том числе и более качественным соотношением плотности и теплопроводности. Но об этом поговорим позже.

Неавтоклавные изделия, или газобетон гидратационного твердения, достигают технической прочности естественным способом. Требования к нему, в соответствии с ГОСТ, несколько ниже. Сравним показатели данных видов газобетона при помощи таблицы.

Сравнение автоклавного и неавтоклавного газобетона:

Наименование показателя	Значение для автоклавного газобетона	Значение для неавтоклавного газобетона
Прочность, марка	В2,5-5	В1,5-2,5
Морозостойкость	35-150	15-35
Паропроницаемость	0,2	0,18
Теплопроводность эксплуатационная	0,096-0,155	0,17-0,25
Огнестойкость	Не горит	Не горит
Рекомендуемая минимальная толщина стены, метры	От 0,4	От 0,65
Долговечность	До 200 лет	До 50 лет

Как видно, газобетон синтезного твердения во многом опережает своего конкурента — неавтоклава, и это касается практически всех характеристик. Следует отметить, что цена на последний также значительно ниже, и изготовление его возможно произвести своими руками.

Характеристика газобетона разной плотности

Также газобетон разделяют в зависимости от плотности.

В соответствии с этим, материал может быть:

1. Теплоизоляционным. Такие изделия отличаются низкой плотность (до 400) и теплопроводностью. Используются они в качестве материала для утепления, так как никаких существенных нагрузок блок выдержать не способен.
2. Конструкционно-теплоизоляционный газобетон обладает более высокой плотностью. Числовой показатель варьируется от 400 до 800. Однако коэффициент теплопроводности газобетонных блоков также вырастает. Используется материал при возведении стен и перегородок.
3. Конструкционный газобетон – наиболее прочный из всех. Плотность его равна 900-1200. Может выдержать значительные нагрузки, однако при этом, стены требуют дополнительного утепления, так как способность к сохранению температуры у таких блоков достаточно низкая.

Отличия газобетона разной плотности

Помимо вышеуказанных классификаций, существуют и иные, связанные с особенностью состава и внешнего вида изделий. Рассмотрим кратко.

В зависимости от типа вяжущего, газобетон бывает:

• На цементном вяжущем;
• На известковом;
• На шлаковом;
• На зольном;
• На смешанном.

Это указывает на то, что содержание основного компонента варьируется в пределах от 15 до 50%.

В соответствии с типом кремнеземистого компонента:

1. На песке;
2. На золе;
3. На иных вторичных продуктах промышленности.

Также хотелось бы отметить классификацию, основанную на геометрии блока.

Газобетон может быть:

1. Первой категории точности;
2. Второй категории точности;
3. Третьей категории точности.

Категория указывает на возможные геометрические отклонения, максимальные значения которых продиктованы ГОСТ.

Важно! Блоки первой категории – самые ровные, отклонения по размеру не должны превышать 1,5 мм. Укладывают их на клей с минимальной толщиной слоя. И заметьте, что для теплотехники стен в целом это оказывает значительное влияние!

Вторая категория имеет большие отклонения: до 2-х мм – по размеру, до 3-х – по диагонали.

Блоки третьей категории обычно используются при возведении хозяйственных построек. Повышенные отклонения диктуют необходимость возведения стен с использованием раствора со значительно большей толщиной шва. Это увеличивает мостики холода и теплопроводность помещения.

Обратите внимание! Блоки различной категории отличаются между собой только геометрическими отклонениями. Различий в технических характеристиках существенных нет. Теплопроводность, прочность, морозостойкость и иные показатели будут идентичными. Отличаться они могут только ввиду сравнения изделий различных производителей.

Понятие теплопроводности и ее значение

Теплопроводность – это способность материала к сохранению температуры. Например, если коэффициент ее высок, то в холодное время года, затраты на отопление помещения значительно возрастут, так как тепло будет быстро выходить наружу — и здание, соответственно, будет быстро остывать.

Давайте разберемся, насколько практичным является использование газобетона в качестве материала для утепления либо возведения стен в данном случае.

Что такое теплопроводность

Показатели теплопроводности газобетона. Зависимость коэффициента теплопроводности от технико-механических показателей

Коэффициент теплопроводности газобетона продиктован ГОСТ 25485-89. Бетоны ячеистые. Технические условия. Как уже упоминалось, данный показатель напрямую зависит от плотности изделий и, более того, от типа кремнеземистого компонента. Рассмотрим таблицу.

Зависимость теплопроводности от плотности газобетона и типа кремнеземистого компонента:

Вид газобетона	Марка прочности	Коэффициент теплопроводности газобетона, изготовленного на золе	Коэффициент теплопроводности газобетона, изготовленного на песке
Теплоизоляционный	300	0,08	0,08
	400	0,09	0,1
Конструкционно-теплоизоляционный	500	0,1	0,12
	600	0,13	0,14
	700	0,15	0,15
	800	0,18	0,21
	900	0,20	0,24
Конструкционный	1000	0,23	0,29
	1100	0,26	0,34
	1200	0,29	0,38

Вывод напрашивается сам собой: чем больше плотность, тем выше и показатель теплопроводности.

График зависимости теплопроводности от плотности

• В соответствии с ГОСТ, производителем должен быть учтен тот факт, что теплопроводность изделий не должна превышать вышеуказанных показаний более чем на 20%.
• Также в таблице видно, что газобетон, изготовленный на золе, более способен к сохранению температуры.
• Возьмем, к примеру, блоки газозолобетонные d=600: коэффициент теплопроводности у них равен значению в 0,13. А у блоков той же плотности, но изготовленных на песке, данный показатель — на 0,1 выше
• Немаловажным фактом является то, что теплопроводность блока значительно ухудшается при его увлажненности. А так как газобетон впитывает влагу достаточно сильно, стоит обратить внимания на подобные изменения.
• Например, коэффициент теплопроводности газобетона d500 равен 0,12, но это – при стандартных условиях измерения. При эксплуатационной влажности, этот показатель увеличивается минимум на 0,2.

Теплопроводность газобетона d500

То есть, чем выше влажность, тем выше и коэффициент теплопроводности. В соответствии с ГОСТ, отпускная влажность газобетонных изделий не должна превышать показателя в 25%, при производстве изделий на песке, и 30% — на основе золы и иных вторичных продуктов промышленности.

Отдельно стоит обратить внимание на такой материал как монолитный газобетон. Он также может быть разной плотности, и обладать различным коэффициентом теплопроводности. Во многом это зависит от марки используемого при изготовлении цемента, пористости и соотношения компонентов.

Его активно используют при:

• Устройстве стяжки. Монолитные полы из газобетона прочны, материал прост в обращении. Нередко с его помощью производят подготовку основания под теплый пол.
• Для изоляции кровли. При этом применяют материал меньшей плотности.

Это, разумеется, не все возможные сферы применения материала, их существует достаточно большое количество. Фактом остается то, что популярность газобетона растет с каждым годом все больше, именно благодаря соотношениям плотности и теплопроводности, высоким показателям морозостойкости и других эксплуатационных характеристик.

Сравнение способности газобетона к сохранению тепла с различными стеновыми материалами

А теперь давайте сравним показатели теплопроводности газобетона с другими стеновыми изделиями, а также проанализируем соотношение плотности к данной характеристике. Достоин ли газобетон находиться в лидерах?

Сравнение физико-технических показателей газобетона и других стеновых материалов:

Наименование материала	Плотность кг/м3	Коэффициент теплопроводности
Газобетон	600-800	0,18-0,28
Силикатный кирпич	1700-1950	0,85-1,16
Арболит	400-850	0,08-0,18
Шлакобетон	900-1400	0,2-0,58
Пенобетон	400-1200	0,14-0,39
Керамзитобетон	900-1200	0,5-0,7
Кирпич пустотелый	1500-1900	0,56-0,95

Фактически выходит, если сравнивать вышеперечисленные материалы и газобетон, теплопроводность его несколько превышает лишь аналогичный показатель у арболита и пенобетона. Остальные стеновые материалы остаются далеко позади.

Сравнение теплопроводности материалов

 

Сравнение газобетона

Как уже говорилось, газобетон низкой плотности используют в качестве материала для утеплителя. Давайте сравним теперь обоснованность его применения.

Теплопроводность материалов, предназначенных для утепления, в сравнении с теплоизоляционным газобетоном:

Наименование материала	Коэффициент теплопроводности, м2*С/Вт
Газобетон теплоизоляционный, Д300	От 0,08
Эковата	0,014
Изовер	0,044
Пенопласт	0,037
Керамзит	0,16
Стекловата	0,033-0,05
Минеральная вата	0,045-0,07

Теплопроводность строительных материалов

Даже в качестве теплоизоляционного материала, газобетон может быть достойным конкурентом.

Часто выбирая утеплитель, застройщики задаются вопросом: керамзит или газобетон, что лучше? Ответить однозначно достаточно сложно. В первую очередь, следует обратить внимание на приоритеты в показателях. Оба материала – легкие, недорогие и способны сохранять тепло.

Однако, если учитывать данные, указанные в таблице, то теплоизоляционный газобетон все же выигрывает в последнем показателе. А выбор, остается за вами.

Расчет оптимальной толщины стены

Рекомендуемая минимальная толщина стены из газобетона, как мы уже выяснили, составляет 400 мм. Однако для разных регионов, этот показатель может значительно отличаться. В местах, где температура воздуха более низкая, стена должна быть значительно толще, при сохранении оптимальной температуры.

Давайте разберемся, как же правильно посчитать нужную толщину стены, с учетом всех необходимых факторов, в том числе требований СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий, СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий.

Для начала рассмотрим, каким будет показатель теплопроводности, в соответствии со СНиП, при условиях изготовления с использованием различного кремнеземистого компонента и кладки готовых изделий на различные растворы.

Расчетные коэффициенты теплопроводности в условиях эксплуатации при возведении стен с использованием раствора и клея и соответствующие условия эксплуатации А-В:

Вид блока	Марка плотности	Коэффициент теплопроводности, при условии укладки на известково- песчаный раствор (условия эксплуатации А-В).	Коэффициент теплопроводности, при условии укладки на цементно-песчаный раствор (условия эксплуатации А-В).	Коэффициент теплопроводности, при условии укладки изделий на клей (условия эксплуатации А-В).
Газобетон, изготовленный из кварцевого песка	Д500	0,25-0,3	0,24-0,28	0,18-0,23
	Д600	0,27-0,32	0,26-0,31	0,22-0,26
	Д700	0,35-0,4	0,34-0,39	0,27-0,31
Газозолобетон	Д500	0,28-0,33	0,27-0,32	0,19-0,25
	Д600	0,31-0,37	0,3-0,36	0,25-0,31
	Д700	0,39-0,45	0,38-0,44	0,3-0,36

Далее, для проведения расчетов необходимо определить, к какой зоне влажности относится ваш регион. Для этого можно воспользоваться картой зон влажности и следующей таблицей:

Влажностный режим регионов:

Режим	Влажность воздуха при температуре до 12 градусов	Влажность воздуха при температуре от 12 до 24 градусов	Влажность воздуха при температуре более 24 градусов
Влажный – 1	Более 75	От 60 до 75	От 50 до 60
Нормальный -2	От 60 до 75	От 50 до 60	От 40 до 50
Сухой -3	Менее 60	Менее 50	Менее 40

Теперь следует заглянуть в СНиП 23-02-2003 и определить, к каким условиям эксплуатации ограждающих конструкций относится регион в зависимости от влажности.

Карта зон влажности, фото

Эксплуатационные условия конструкций А, Б в зависимости от влажностного режима в регионе:

Режим влажности	Условия эксплуатации во влажной зоне	Условия эксплуатации в нормальной зоне	Условия эксплуатации в сухой зоне
Влажный – 1	Б	Б	Б
Нормальный – 2	Б	Б	А
Сухой — 3	Б	А	А

Теперь стоит вернуться в таблице 6, в которой мы сможем найти нужный для себя показатель.

• Например, предположим, что наш регион – Смоленск. Его территория относится к зоне нормальной влажности – 2, влажность в помещении – тоже нормальная, значит, в этом случае, для региона характерны условия В.
• Теперь переходим к расчетам. Нам потребуется значение нормируемого сопротивления теплоотдаче. Для Москвы это – 3,29.
• Возводить мы будет стену из блоков плотностью Д500, укладку производить – на клей. Находим в таблице 6 необходимое значение. В данном случае оно равно – 0,23.
• Теперь определяем толщину стены, для чего перемножаем коэффициент теплопроводности и показатель сопротивления теплоотдаче: 3.29*0.23=0,7567 метра.
• То есть, для того, чтобы не нарушить нормы СНиП, толщина стены, при вышеописанных условиях, должна составлять 0,76 метра!

Так почему же все производители в один голос заявляют, что толщина стены может быть от 400 мм, а на практике выходит по-другому? Все просто!

Во-первых, теплопроводность газоблока в условиях эксплуатации – повышается, так как изменяется влажность, во-вторых, изготовителями, при подсчетах показателей для рекламы продукции, не учитываются мостики холода и иные определяющие факторы. Теоретически, толщина стены может быть и тоньше, но, чтобы сохранить нужное значение теплопроводности, необходимо будет компенсировать разницу при утеплении конструкции.

Газобетонные блоки теплопроводность: вариант утепления, схема

Видео в этой статье расскажет подробнее о методах утепления газобетона, и сохранения оптимального показателя качества теплопроводности

Обзор основных достоинств и недостатков строений, возведенных из газобетона

Итак, мы выяснили, что коэффициент теплопроводности газобетона достаточно хорош, относительно других материалов, предназначенных, в первую очередь, для возведения стен. Однако это не может являться единственным аргументом при выборе изделий.

Давайте кратко рассмотрим, какими же еще сильными сторонами обладают газоблоки:

1. Изделия — легкие, что значительно сократит нагрузку на фундамент;
2. Как уже упоминалось выше, материал прост в обращении, он легко пилится, режется, шлифуется;
3. Состав газоблока – немаловажный аспект. Он не содержит ядовитых и вредных для окружающих веществ, а, значит, является экологически чистым;
4. Газобетон не горит и не поддерживает огня. При возгорании может в течение нескольких часов находиться под воздействием высокой температуры;
5. Высокие показатели морозостойкости. Изделия могут выдержать до 150 циклов размораживания и оттаивания;
6. Паропроницаемость обеспечит максимально комфортный микроклимат;
7. Звукоизоляционные характеристики – также достаточно неплохие. Стены из газобетона смогут оградить пребывающих в помещении от посторонних шумов извне;
8. Доступность и распространенность материала среди производителей. Это – тоже значительный плюс. Практически в любом регионе можно найти изготовителя или дилера, находящегося по близости. Это поможет сэкономить на доставке;
9. Вариативность выбора размеров;
10. Еще одно весомое преимущество – возможность самостоятельного изготовления изделий. Для желающих сэкономить или просто попробовать свои силы – отличный шанс;

Основными недостатками являются:

1. Высокое водопоглощение материала. В этом случае, пористость является отрицательной стороной в особенности, при отрицательных температурах воздуха. В это время, влага может кристаллизироваться и разрушительно воздействовать на структуру блока.
2. Хрупкость изделий. Это достаточно заметно при проведении работ и транспортировке.
3. Усадка здания имеет место быть достаточно часто и, в следствие этого, а также некоторых других факторов, могут появиться трещины.
4. Необходимость поиска и приобретения специального крепежа, а при желании закрепить особо тяжелых предметы, необходимость планирования и укрепления узлов фиксации.

Метод испытания теплопроводности изделий

Метод контроля теплопроводности осуществляется в соответствии с ГОСТ 7076, а отбор проб – в соответствии с ГОСТ 10180. Документы содержат всю информацию о порядке отбора проб, их испытаний и протоколировании результатов.

Суть метода заключается в следующем: создается стационарный тепловой поток, который проходит через образец выбранной толщины. Направление его – перпендикулярно наибольшим граням образца. В результате производят измерение плотности этого потока тепла, а также температуру лицевых граней образца и его толщину.

Необходимое количество образцов, подлежащих испытанию, должно быть указано в сертификате на материал. Если же такое указание отсутствует, испытания проводятся на образцах в количестве пяти штук.

Прибор для измерения теплопроводности твердых тел

Краткая инструкция о порядке проведения испытания выглядит так:

• Производят подготовку образцов и необходимого оборудования, согласно технической документации;
• Образец помещают в прибор, предварительно градуированный;
• Каждые 300 секунд производят измерения сигналов тепломера и датчика температуры;
• После установления стационарного теплового потока, толщина образца подлежит измерению;
• Заключительным этапом является определение массы образца.

Основные итоги

От показателя теплопроводности стенового материала зависят расходы на утепление помещения при строительстве, а в будущем — и величина расходов на отопление. Ведь данная характеристика отвечает за способность здания к сохранению температуры.

Газобетон обладает завидным числовым показателем в сравнении с другими материалами для стен — но, все же, совсем без утепления все равно не обойтись. Теплопроводность зависит от иных показателей качеств, таких, например, как плотность, или влажность. А это значит, что при возведении здания, данный факт должен быть обязательно учтен.

Помимо вышеуказанного, газоблок наделен большим количеством сильных сторон, поэтому если ваш выбор пал на него, то вы не прогадали. Материал позволит возвести практичное, долговечное строение — а теплопроводность газобетонных блоков при этом, является крайне важной характеристикой.

коэффициент газоблока d500, d400, паропроницаемость газобетонных блоков, что лучше, таблица

Для определения оптимальной толщины стен из газобетона, нужно точно знать требования, которым она должна соответствовать. Это требуется для того, чтобы защитить стены от низких и слишком высоких температурных показателей. Именно по этой причине при выборе газобетона стоит учитывать такой параметр, как теплопроводность.

Если вы строите несущую конструкцию, то на нее возложено удержание всех перекрытий, для этого важны показатели прочности. Чтобы определить все эти параметры, нужно выполнять необходимый расчет, который позволит оценить целесообразность применения рассматриваемого материала.

На что он влияет

Газобетон – это строительный материал, который обладает пористой структурой и может похвастаться низкими показателями теплопроводности. Благодаря этому удается удерживать тепловую энергию в комнате. Одним из преимуществ рассматриваемого материала остается его легкий вес, благодаря чему удается выполнять все строительные работы быстро и просто. Здесь можно ознакомиться с плюсами и минусами газобетонных блоков. Тут перечислены отличия газобетона от пенобетона. Также читайте, что лучше: что лучше газобетон или шлакоблок или пенобетон.

Кроме этого, по сравнению со стенами, построенными из кирпича и бетона, в конструкцию из газобетона можно вбивать такие крепежные элементы, как гвозди и скобы.

Так как сегодня остается очень актуальным вопрос о сохранении тепла в доме, то нужно разобраться, что собой представляет термин «теплопроводности» и на что оказывает влияние?

Теплопроводность – это способность материала преобразовывать тепло и выполнять, а затем транспортировать его по всему дому. Другими словами, если вы хотите, чтобы в доме постоянно сохранялось тепло в течение длительного времени, то нужно, чтобы показатель теплопроводности был минимальным. Для того чтоб вычислить рассматриваемой параметр, нужно измерить количество тепловой энергии, которое за 1 секунду может проходить через материал, толщиной 1 м и площадью 1 м2. Здесь можно прочитать о других технических характеристиках газобетонных блоков.

На видео рассказывается о теплопроводности газобетона:

Несмотря на то, что вы будет строить, нужно понимать, что газобетон – это очень действенный теплоизоляционный материал. Для того чтобы дом получился очень теплым, а все вычисления не были сравнены к нулю, необходимо соблюдать определенные правила:

1. Дл соединения блоков необходимо задействовать специальный клей. Его стоит наносить на поверхность блока, а толщина слоя будет составлять несколько миллиметров.
2. Когда шва образовались слишком толстыми, то они станут своеобразными мостиками холодами, в результате чего это слишком понизить качество газобетона.
3. Во время строительства дома при умеренных условиях климата нужно позаботиться про утепление стен как снаружи, так и внутри.
4. Когда вы выполняете расчет на прочность, то необходимо принимать во внимание дополнительную массу, которая будет образовываться при теплоизоляции стен.

Когда вы осуществляете выбор покрытия для строительства фасада на стенах из газобетона, то нужно всегда следовать одному правилу: каждый следующий слой обязан иметь больший коэффициент паропроницаемости по сравнению с предыдущим.

Как правило, может применяться несколько вариантов конструкций наружных стен из блоков:

1. В один слой, с применением внешней штукатурки и армирующей сеткой. 
2. В два слоя, с применением теплоизолятора и внешней штукатурки. 
3. В два слоя, с отделкой кирпичом. 
4. В три слоя, где необходимо позаботиться про монтаж вентилируемого фасада и использование теплоизолятора.

Если вы хотите обеспечить своей постройке уют и тепло, то недостаточно максимально увеличить толщину стены. Чаще всего применяют блоки Д600, марки В2,5 или же В3,5, толщина которых 300 мм. Но не стоит полагаться на опыт других, а выбирать газобетонные блоки после того, как были выполнены все расчеты на определение прочность и теплопроводность. Тут можно посмотреть, какая должна быть толщина несущей стены из газобетона. Если вы только планируете строительство, то читайте, какой фундамент нужен для дома из газобетона.

Показатели разных видов

Несмотря на то, что газобетон – это очень прочное и надежное изделие, перед его выбором важно ознакомиться со всеми техническими характеристиками и подобрать вариант, который сочетается с условиями эксплуатации. Перед постройкой любого строения необходимо правильно выполнить расчет на прочность и определение некоторых теплотехнических показателей. Однако произвести все эти манипуляции своими руками не всегда удается. Можно также нанять работников, которые смогут все сделать, но для этого нужно платить деньги, а не каждый рассчитывать на такие дополнительные расчеты. Здесь описаны размеры и вес газобетонных блоков.

В сложившейся ситуации необходимо учитывать примерные значения классов прочности и правильно выбрать толщину стены, учитывая назначение будущего строения.

На видео рассказывается о теплопроводности дерева и газобетона:

Многие производители советуют свои потребителям применять следующие виды газобетона:

1. При строительстве одноэтажного дома в теплом климате, дач, гаражей можно использовать блоки с толщиной 200 мм. С учетом норм, представленная толщина применяться не может, а вот строительство дома из газобетона, параметр толщины у которых 300 мм.
2. Когда нужно возвести подвальное помещение или цокольный этаж, то стоит задействовать блоки Д600, марка которых В3,5 с толщиной 300- 400 мм.
3. Для межквартирных перегородок стоит применять газобетон Д500-Д600, марка которых В2,5 с параметром толщины 200-300 мм.
4. Перегородки между комнатами можно построить с использованием таких же блоков, что и для стен, ограждающих квартиры. Единственное различие состоит в том, что их толщина должна быть 100-150 мм. При возведении стены в уже существующем доме необходимо позаботиться про звукоизоляцию, а не прочность.
5. При строительстве нежилых комнатах стоит применять газобетон Д500. В этом случае расчет толщины материал должен быть выполнен с учетом возможных нагрузок, минимальное значение толщины будет составлять 300 мм.

Таблица 1 – Значение теплопроводности для различных видов газобетона

Марка по плотности	D300	D400	D500	D600
Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии, λ0[Вт/(м · ºС)]	0,072	0,096	0,12	0,14
Коэффициент теплопроводности при влажности 4%, λА [Вт/(м · ºС)]	0,084	0,113	0,141	0,160

Газобетонные блоки сегодня набирают широкую популярность в области строительства. И это не удивительно, так как для него характерны такие свойства, как прочность, надежность и длительный срок службы. Но перед тем как производить процесс возведения дома, важно точно выполнить расчеты на прочность, а также определить показатель теплопроводности, при котором удастся сохранить тепло в доме в течение длительного времени. Возможно, вам также будет нужна информация о деревянных перекрытиях в доме из газобетона. Также читайте, чем штукатурить стены из газобетона внутри. По ссылке описано, какой клей для газобетона лучше.

Теплопроводность газобетона — АлтайСтройМаш

В условиях постоянного роста количества населения все больше внимания уделяется совершенствованию технологий строительства. Газобетонные блоки отличаются внушительными габаритами, легким монтажом и улучшенными техническими характеристиками. Например, теплопроводность газоблока значительно ниже, чем у кирпича. Это делает материал экономичным при покупке и возведении зданий любого типа за счет сокращения количества сырья при сохранении должного уровня теплопроводности.

Алтайский завод строительного машиностроения проектирует и производит оборудование для производства газобетонных блоков. Станки собираются в России, поставляются на территорию Казахстана, Узбекистана, а также в любую другую точку мира. Помимо того, что газоблок способствует оперативному сооружению зданий, он долговечен, способен переносить до 150 циклов заморозки и разморозки.

Коэффициент теплопроводности газобетона по марке

На производственных линиях компании АлтайСтройМаш выпускаются газоблоки любых марок: D400, D500, D600 и т.д. Каждая марка газобетонных блоков служит определенной цели в работах по возведению зданий:

• D400 применяется для строительства временных малогабаритных построек жилого типа. Сырье требует дополнительной отделки или облицовки. Цифра «400» говорит о том, что в 1 куб.м. газобетона содержится 400 кг твердого материала; остальное пространство занимают пузырьки воздуха.

• D500 подходит для построек бытового и сельскохозяйственного назначения. Блоки немного прочнее, чем марка D400, однако еще не способны выдерживать нагрузку тяжелой кровли. 

• Блоки D600 и выше применяются при малоэтажном строительстве, обычно при возведении частных одноуровневых домов. 

Пористая структура газобетонных блоков препятствует выдуванию тепла из внутренней части здания. Это позволяет экономить на теплоизоляционных материалах при дальнейших отделочных работах.

Таблица теплопроводности газобетона

Уровень влажности, %	Марка D400	Марка D500	Марка D600
0	0.096	0.112	0.141
5	0.117	0.147	0.183

Коэффициент теплопроводности измеряется в Вт/м*°С. Приведенные характеристики отражают низкий уровень выдувания тепла. Показатель достигается ввиду того фактора, что пузырьки воздуха, находящиеся внутри блока, медленно меняют свою температуру. 

Теплопроводность газобетона: сравнение с деревом и кирпичом

• Средневзвешенные показатели теплопроводности для газоблоков составляют 0,08-0,14 Вт/м*°С. 

• Для декоративного керамического кирпича, который используется при внешней облицовке стен здания, уровень теплоотдачи указывается в диапазоне от 0,36 до 0,42 Вт/м*°С. 

• Стены из обычного глиняного кирпича, уложенного в один ряд, соответствуют показателю 0,56 Вт/м*°С. 

• Самый дорогой силикатный кирпич также служит декоративным целям и не сохраняет тепло в здании из-за показателя в 0,71 Вт/м*°С. 

• Теплопроводность древесины зависит от сорта дерева и влажности окружающей среды. Ее характеристики находятся в диапазоне от 0,09 до 0,218 Вт/м*°С. 

При просмотре нашего каталога товаров вы найдете объекты строительного машиностроения для производства блоков из газобетона. Материал для возведения и облицовки стен обладает хорошими перспективами и будет распространяться на новые сферы промышленности. 

Теплопроводность газобетона, характеристики теплопроводности газоблока

Пористая структура газобетона

Газобетонные блоки обладают высокими показателями теплоизоляционных характеристик. Коэффициент теплопроводности газобетона — 0,12 Вт/м °С—0,145 Вт/м °С. Это связано с тем, что материал имеет высокую пористость.

Чем меньше процент пористости, тем ниже теплоизоляционные свойства. Поскольку газоблоки характеризуются более ячеистой текстурой, то данный материал превосходит по теплопроводности кирпич и пеноблоки. Чем больше пузырьков воздуха, тем больше свойства теплоизоляции материала.

Газобетон: характеристики теплопроводности

Ячеистый состав блоков предполагает, что производитель смог насытить бетонную смесь пузырьками воздуха. Например, для получения 1 куб.м. газобетона d500 необходимо 500 кг газобетонного материала.

Хотя воздух не обладает сильной прочностью, зато у него из всех веществ сама низкая теплопроводностью. Количество пузырьков воздуха, которые будут находиться в ячейках, и обусловливает теплоизоляционные свойства материала.

Помимо теплопроводности ключевой особенностью газобетонной смеси является крепкая и прочная оболочка пустот, которая получается в результате термической обработки.

Отличия теплопроводности газобетона 400 от теплопроводности газобетона 500

Структура газобетона d500 отличается от марки d400 тем, что у плотность смеси в марке d500 меньше. Следовательно, теплопроводность газобетона d500 будет более высокой. Что это означает на практике? То, что через газобетонные блоки d500 тепло будет покидать здание быстрее, чем через газобетон d400.

Однако, из-за меньшей плотности воздушных пузырьков, марка d500 прочнее d400.

Выбор марок газобетона для строительства

Газобетон марки d500 в сравнении с d400 более прочный, но менее теплый. Но эта разница настолько незначительна и незаметна, что не приведет к существенному различию в качестве построек из таких двух разных материалов. Какую бы марку вы не выбрали, все равно дом из газобетона будет обладать более низкой степенью теплопроводности, чем здание из кирпича.

Низкий показатель теплопроводности – экономия ваших денег

Причин, по которым для постройки дома стоит выбрать газобетон, множество. Одна из лавных – это экономия финансов не только при строительстве, но и для сохранности капиталовложений в будущем. Если посчитать энергозатраты при эксплуатировании газобетонного дома, то они значительно ниже, чем расходы на содержание кирпичной постройки. Значит, в денежном эквиваленте расходуемые энергоресурсы будут разительно меньшими в помещениях из газоблоков.

В интернет-магазине стройматериалов «Керамик Фест» вы можете купить газоблоки, которые точно соответствуют заявленным производителем техническим характеристикам.

Читайте также: Постройка дома из газобетона

от чего зависит, сравнение с другими материалами

Одна из характеристик, по которой выбирают газобетонные блоки – это теплопроводность. По ее показателю определяют, насколько хорошо материал способен удерживать тепло внутри здания. Один из самых низких коэффициентов теплопроводности имеет воздух. Именно благодаря его наличию в структуре блоков газобетона, они хорошо теплоизолирует стены. Воздух, находящийся в порах, замедляет процесс теплообмена между частицами материалов. Поэтому блоки имеют низкий коэффициент теплопропускаемости, более лучший, чем у кирпича, дерева или пеноблоков.

От чего зависит теплопроводность газоблока?

Газобетон состоит из пористой структуры. Появляются поры в результате выделения газа во время химической реакции раствора с алюминиевой пудрой. Занимают они около 80-85% всего его объема. Но в отличие от пенобетона, из-за такого способа производства создаются открытые, а не закрытые ячейки. По этой причине газобетон быстрее впитывает влагу по сравнению с пеноблоком. Прочность же зависит от толщины перегородок между ячейками.

Производится трех видов:

• теплоизоляционный;
• конструкционный;
• конструкционно-теплоизоляционный.

Каждый из них имеет разный коэффициент теплопропускаемости, и, соответственно, сферу применения. Первый тип используется только в качестве теплоизоляции уже отстроенных стен зданий, маркируется D400. Второй и третий вид применяются для возведения домов и перегородок.

На теплопроводность газобетона влияют следующие факторы:

• плотность;
• влажность;
• толщина;
• пористость и структура пор.

Теплоизоляционные блоки имеют наибольшее количество ячеек в своей структуре, причем крупного размера. Из-за этого утепляющий газобетон имеет наименьшую плотность и низкую прочность. Так как для его изготовления использовалось небольшое количество цемента. В итоге перегородки между порами получились недостаточно прочными. Этот тип газоблоков нельзя применять для возведения несущих конструкций. Но зато они обладают наилучшими теплоизолирующими свойствами, благодаря большому количеству воздуха внутри.

Конструкционные газобетонные блоки имеют повышенную плотность, из-за чего их ячейки очень маленькие и их количество меньше, чем в теплоизоляционных, поэтому они хуже удерживают тепло. Этот тип материала используется для строительства оснований и несущих конструкций.

На теплопроводность также влияет влажность. Чем больше воды впитали газоблоки, тем меньше сухого воздуха осталось в ячейках, а значит, тем больше тепла сможет проходить через них. От толщины также меняется способность удерживать нагретый воздух, так, например, блоки шириной 30 см имеют более высокую теплосберегаемость, чем 20 см.

Сравнение газобетона с другими стройматериалами

Теплопроводность газоблока в сравнении с другими материалами заметно отличается. Она меняется в зависимости от структуры и плотности стройматериала. Коэффициент теплопропускаемости полнотелого силикатного кирпича (1800 кг/м³) составляет 0,87 Вт/м·К, пустотелого глиняного – 0,44 Вт/м·К, дерева (500 кг/м³) – 0,18 Вт/м·К, газоблоков D500 – 0,14 Вт/м·К. Чтобы стены одинаково удерживали тепло, то из кирпича потребуется построить сооружение толщиной 210 см, а из газобетона шириной чуть больше 40.

Различается теплопроводность кирпича и газоблока и других материалов с изменением влажности. При показателе 0% газобетон марки D600 имеет коэффициент 0,141 Вт/м·К, D500 – 0,0112 Вт/м·К, D400 – 0,096 Вт/м·К, пенобетон D600 – 0,151 Вт/м·К. Если влажность достигла 5%, то теплопропускаемость заметно ухудшается. У газобетона D500 составляет 0,147 Вт/м·К, D400 – 0,117 Вт/м·К, у пенобетона D600 – 0,211 Вт/м·К. На стены из дерева влага влияет еще значительнее. При плотности 500 кг/м³ и 0% влажности коэффициент теплопроводности – 0,146 Вт/м·К, при 5% – 0,183 Вт/м·К.

Толщину стен из газоблоков определяют в зависимости от климатического региона. Если это северные, то для наилучшей теплоизоляции дома потребуется дополнительное утепление. Иначе здание будет слишком быстро терять тепло. Стена шириной 20 см из D600 имеет показатель теплосберегаемости 0,72 Вт/м·К, 30 см – 0,46, 40 см – 0,35. Если конструкция построена из D400: 20 см – 0,51 Вт/м·К, 30 см – 0,32, 40 см – 0,25.

Чтобы не снижать утепляющие характеристики газоблоков, рекомендуется укладывать их на специальный клей. Тогда швы будут получаться минимальной ширины. Так как именно из-за толстых швов из цементно-песчаных растворов в кладке теряется больше тепла.

Для утепления стен из газобетона и пенобетона рекомендуется использовать влагопроницаемые утепляющие материалы, чтобы между теплоизоляцией и конструкций не образовывался конденсат. Из-за избыточной влажности не только повышается теплопроводность блоков, но и ухудшается микроклимат в доме. Наилучшим вариантом считается теплоизоляция из минеральной ваты. Ее толщина подбирается в зависимости от климатической зоны. Отделка газобетона гидроизоляционным слоем обязательна.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Теплопроводность упорядоченных пористых структур, связывающих газ и твердую фазу: исследование молекулярной динамики

Материалы (Базель). 2021 май; 14 (9): 2221.

Доминик Байлис, научный редактор

Институт холодильной и криогенной инженерии, Даляньский морской университет, Далянь 116026, Китай; nc.ude.umld@gnoduin

Поступило 9 апреля 2021 г .; Принято 2021 г. 21 апреля.

Эта статья цитировалась в других статьях в PMC.

Abstract

Теплообмен в системе пористая смесь твердого вещества и газа является важным процессом для многих промышленных приложений.Оптимизация конструкции теплоизоляционного материала очень важна во многих областях, таких как изоляция труб, тепловая защита космических аппаратов и изоляция зданий. Понимание микромеханизма эффекта взаимодействия твердое тело-газ необходимо для разработки изоляционного материала. Прогнозирование теплопроводности для некоторых видов пористых материалов затруднено из-за взаимодействия твердого тела и газа. В этом исследовании метод Большого канонического Монте-Карло (GCMC) и моделирование молекулярной динамики (MD) используются для исследования теплопроводности упорядоченных пористых структур пересекающихся квадратных стержней.Выявлено влияние концентрации (давления) газа и взаимодействия твердого тела с газом на теплопроводность. Результаты моделирования показывают, что для различных каркасных структур влияние давления на теплопроводность представляет собой противоречивый режим, который отличается от предыдущих исследований. При одинаковом давлении теплопроводность практически не меняется при различных взаимодействиях между газовой и твердой фазами. Это исследование обеспечивает возможность прямого расчета теплопроводности для пористых структур, связывающих газ и твердую фазы, с использованием моделирования молекулярной динамики.Теплоперенос в пористых структурах, содержащих газ, можно понять на фундаментальном уровне.

Ключевые слова: теплопроводность , пористые структуры, моделирование молекулярной динамики, метод Грин-Кубо

1. Введение

Пористые материалы широко используются во многих областях, таких как изоляция зданий, хранение и разделение газов, авиакосмическая промышленность и т. Д. на. Передача тепла в пористых материалах, содержащих газовую фазу, является важным процессом, который нельзя полностью понять на фундаментальном уровне, особенно для нанопористых материалов.Точное прогнозирование теплопроводности нанопористых материалов крайне необходимо для этого приложения.

Большое количество теоретических моделей теплопроводности было разработано в предыдущих исследованиях [1,2,3,4,5,6] с учетом влияния газа, твердого тела и излучения на непористый материал, в котором существуют некоторые отклонения по сравнению с в некоторой степени с экспериментальным значением. Из-за чрезвычайно сложных структур и эффекта взаимодействия твердое тело-газ в теоретической модели необходимо много эмпирических параметров, которые трудно определить.Численное моделирование — это возможный выбор для непосредственного получения свойств нанопористых материалов. Решеточным методом Больцмана исследован фононный теплообмен в сферическом сегменте зерен аэрогеля нанокремнезема [7]. Результаты моделирования показали, что распределение температуры в зерне аэрогеля кремнезема сильно зависит от размера, а рассеяние фононов на граничных поверхностях становится более заметным при уменьшении размера зерна. Ли и др. [8] разработали модифицированную модель для прогнозирования газовой теплопроводности в нанопористых материалах на основе метода прямого моделирования Монте-Карло (DSMC).Результаты показали, что модифицированная модель имеет более высокую точность без сложных расчетов и предположений. Размерные эффекты на теплопроводность газа изучались методом DSMC [9]. Существует очевидный скачок температуры на границе, и теплопроводность имеет тенденцию к уменьшению при увеличении числа Кнудсена от 0,01 до 0,1. Zhao et al. [10] получили газовую теплопроводность азота с помощью трехмерного метода DSMC с переменной моделью столкновения мягких сфер.Результаты согласуются с экспериментальными данными, но намного выше, чем результаты по соотношению Эйкена, особенно при высокой температуре. Нанопористые аэрогели были реконструированы с помощью усовершенствованного метода трехмерной ограниченной диффузией кластер-кластерной агрегации (DLCA), в котором количественно определен вклад теплопередачи твердого тела и газа в теплопроводность газа [11]. Метод модифицированной решетки Больцмана [12] был разработан для прогнозирования эффективной теплопроводности нанопористых аэрогелевых материалов, который вводит дополнительный коэффициент для регулирования разницы в теплопроводности между твердой и газовой фазами и гарантирует сходимость раствора.Fang et al. [13] использовали метод решетки Больцмана для решения уравнения проводимости-излучения для предсказания эффективной теплопроводности. Результаты моделирования показали, что эффективная теплопроводность чистого нанопористого аэрогеля быстро увеличивается с температурой и значительно снижается при легировании добавок. Теплопроводность нанопористой пленки и нанокомпозита численно исследовалась путем решения фононного уравнения переноса Больцмана с частотно-зависимой моделью [14].Был введен локальный угол между тепловыми потоками и локальным тепловым потоком, и все результаты показали, что наноструктурированный материал с большим средним углом будет иметь более низкую теплопроводность. Tang et al. [15] исследовали теплопроводность тонкой нанопористой кремниевой пленки с использованием метода дискретных ординат (DOM). Учтено влияние толщины, пористости и пористой структуры. Численные результаты показали, что нанопоры способны резко снижать теплопроводность тонкой пленки кремния из-за граничного рассеяния фононов.

Моделирование молекулярной динамики также является эффективным методом решения наноразмерных задач теплопередачи газообразных и твердых тел. Coquil et al. [16] впервые использовали моделирование неравновесной молекулярной динамики для предсказания теплопроводности аморфного нанопористого кремнезема. Результаты моделирования показали, что теплопроводность нанопористого кремнезема при комнатной температуре не зависит от размера пор и зависит только от пористости. Ng et al. [17] исследовали теплопроводность образцов нанопористого аэрогеля при различной плотности за счет разрушения плотных образцов кремнезема отрицательным давлением.Результаты показали, что степенной аппроксимация теплопроводности изменяется почти линейно с плотностью, при этом уменьшение плотности и увеличение пористости приведет к линейному уменьшению теплопроводности. Перенос тепла в цепочке вторичных частиц нанопористого кремнеземного аэрогеля исследовали с помощью молекулярно-динамического моделирования [18]. Перенос тепла подавлялся при увеличении длины контакта или концентрации дефектов, а эффект ограничения был гораздо более очевидным, когда доля длины контакта находилась в небольшом диапазоне.Характеристики теплопередачи газа с наноразмерными ограничениями были исследованы с помощью молекулярно-динамического моделирования [19]. Рассмотрено влияние силового поля стенки, ее жесткости и силы потенциала взаимодействия стенка-газ на эффективную теплопроводность. Бабай и Вильмер [20] исследовали механизмы передачи тепла в системе пористый кристалл-газовая смесь, используя моделирование молекулярной динамики. Исследование показало, что в теплопроводности системы преобладает кристалл, которая уменьшается по мере увеличения концентрации газа в порах.Уменьшение проводимости, связанное с повышенной концентрацией газа, происходит из-за рассеяния фононов кристалла, вызванного взаимодействиями с молекулами газа.

Хотя по теплопроводности нанопористого материала было проведено большое количество работ, теоретическую модель особенно сложно использовать для прямого описания детального взаимодействия газ-твердое тело, и большинство работ по моделированию сосредоточено только на одном компоненте. , твердое тело или газы. В этой работе мы выполняем моделирование равновесной молекулярной динамики для изучения теплопроводности упорядоченных пористых структур, соединяющих газовую и твердую фазы.Рассмотрено влияние давления и взаимодействия газа с твердым телом на теплопроводность.

2. Материалы и методы

Моделирование молекулярной динамики в данной работе выполняется с использованием пакета LAMMPS [21]. Ячейка моделирования, включающая газ и твердое тело, получается из упорядоченных пористых структур пересекающихся квадратных стержней, как показано на. Периодическое граничное условие используется во всех направлениях. Аргон выбран в качестве твердой фазы упорядоченных пористых структур, заполненных газом гелия при 20 К.Твердый аргон представляет собой гранецентрированный кубический кристалл с постоянной решетки S = 5,4 Å. Для описания взаимодействие между атомами и усечено при радиусе отсечки 14 Å. Подробные параметры, используемые в нашем моделировании, перечислены в. Ансамбль NVT, который поддерживает число атомов, объем и температуру постоянными, используется с термостатом Нозе-Гувера при 20 К с шагом по времени 5 фс.

Настройка системы моделирования.

Таблица 1

Параметры, используемые при моделировании.

Материал	ε (ккал / моль)	σ (Å)	л ( S )	L ( S )
Аргон	0,39	3,35	4, 5, 6, 7, 8	8, 12, 16, 20, 24
Гелий	0.25	6,70
Аргон-гелиевый	0,16	10,05

Теплопроводность нанопористой системы рассчитывается по формуле Грина-Кубо

λ = VkbT2∫0∞ 〈j (0) j (t)〉 dt

(1)

где k _b — постоянная Больцмана, V — объем ячейки моделирования, а угловые скобки обозначают среднее значение по времени. Микроскопический тепловой поток j получается из следующего уравнения

j (t) = 1V (∑iviεi + 12∑i∑j, j ≠ irij (vi · Fij))

(2)

где v _i — скорость атома i и F _ij — сила, действующая на атом i со стороны атома j . ε _i в первом члене уравнения (2) — это энергия, приходящаяся на один атом, включая потенциальную и кинетическую энергию.

Для исследования теплопроводности нанопористой системы при различных давлениях все моделирование проводится в два этапа. На первом этапе моделирование Grand Canonical Monte Carlo используется для определения содержания газа для различных давлений. Алгоритм создает большой канонический ансамбль, в котором атомы газа могут быть перемещены, удалены или созданы в окне моделирования.На этом этапе на каждом этапе выполняется множество попыток вставить и удалить атомы газа. Вставка или удаление для атомов газа равновероятны в любом месте, судя по обычным критериям Большого канонического алгоритма Монте-Карло. Газ гелия рассматривается как идеальный газ, и его химический потенциал μ можно определить, используя давление P , задаваемое как μ = k _b T ln ( Pφ / k _b T ), где φ — коэффициент летучести.Количество атомов газа усредняется за последние 400 000 шагов как содержание газа для различных давлений. На втором этапе ячейка моделирования, включающая твердое тело и газ, сначала достигает состояния равновесия в ансамбле NVT при 20 К. Затем теплопроводность нанопористой системы рассчитывается с использованием формулы Грина-Кубо. Вектор теплового потока записывается каждые 5 временных шагов в ансамбле NVE для 5 × 10 ⁷ временных шагов. Время корреляции составляет 10 000 временных шагов. Для всех случаев мы выполнили 5 независимых симуляций с различными случайными затравками для распределения атомов по скоростям.Среднее значение 5 моделирования используется для прогнозов теплопроводности.

показывает автокорреляционные функции теплового потока (HFACF), отвечающие уравнению (1) для нанопористой системы. Мы можем обнаружить, что HFACF постепенно приближается к нулю примерно через 10 пс, что также доказывает, что время корреляции 50 пс, использованное в нашем моделировании, достаточно велико для получения стабильной теплопроводности. Текущая теплопроводность получается на основе HFACF, которая стабилизируется около 0.14 Вт · м ⁻¹ K ⁻¹ через 20 пс.

HFACF и текущая теплопроводность.

3. Результаты

3.1. Эффект давления

и показывает распределение атомов газа в нанопористой системе ( L = 12 S , l = 4 S и L = 12 S , l = 8 S ). Мы используем постоянную решетки S в качестве радиуса отсечки для проведения кластерного анализа для системы газ-твердое тело.Атомы газа около твердой фазы считаются адсорбированным состоянием, а другие — свободными атомами. Общее количество атомов газа в нанопористых системах увеличивается с увеличением давления. Однако для системы L = 12 S , l = 8 S свободные атомы газа не зависят от давления из-за ограниченного пространства. Теплопроводность нанопористой системы ( L = 12 S , l = 4 S и L = 12 S , l = 8 S ) как функция давления: Показано в .Полная теплопроводность l = 8 S выше, чем у системы l = 4 S в диапазоне от 0 до 4 атм из-за высокой теплопроводности твердой фазы (давление = 0). Для нанопористой системы l = 4 S общая теплопроводность увеличивается с повышением давления или газовых нагрузок, что связано с увеличением количества свободных атомов газа, соответствующих лучшей теплопередающей способности. Полученная теплопроводность для l = 8 S практически не меняется с давлением.Это связано с тем, что в нанопористой системе почти нет свободных атомов газа, а в общей теплопроводности преобладает твердая фаза.

Распределение атомов газа в нанопористых системах.

Общее количество и количество свободных атомов газа в нанопористых системах.

Зависимость теплопроводности от давления.

3.2. Структурный эффект

На практике нанопористые материалы имеют различные структурные особенности из-за метода и условий получения.Между тем структура также оказывает значительное влияние на общую теплопроводность нанопористой системы. Теплопроводность модуля моделирования, принимающего различные структурные параметры при одинаковом давлении, получается, как показано на и. При увеличении длины ( L ) блока моделирования теплопроводность системы сначала уменьшится и достигнет минимума примерно при 10 S , а затем увеличится. Первоначальное снижение теплопроводности происходит из-за увеличения пористости, в которой твердая фаза является основным фактором, определяющим общую теплопроводность.По мере того, как длина ( L ) модуля моделирования продолжает увеличиваться, теплопроводность, вносимая атомами газа и соответствующим газом, будет увеличиваться. При той же длине ( L ) блока моделирования увеличение ширины твердого каркаса приведет к быстрому увеличению общей теплопроводности, что в основном связано с увеличением теплопроводности твердой фазы. Хотя количество атомов газа в этой ситуации уменьшается, влияние твердой фазы более очевидно и приводит к увеличению общей теплопроводности, как показано на рис.

Коэффициент теплопроводности для единиц разной длины ( L, ).

Коэффициент теплопроводности для разной ширины ( л, ).

3.3. Взаимодействие газ-твердое тело

Чтобы соответствовать условиям применения, нанопористые материалы могут потребовать модификации поверхности, в которой изменяется взаимодействие газа и твердого тела. До сих пор неясно, как теплопроводность нанопористой системы зависит от взаимодействия газа с твердым телом. В нашем моделировании энергетический параметр ε , используемый в потенциале Леннарда-Джонса 12-6, может быть скорректирован, чтобы представить этот вид модификации поверхности в качестве упрощения. ε / ε _{газ-твердое тело} в диапазоне от 0,3 до 1 используется в моделировании при том же давлении и газовой нагрузке. и показаны результаты распределения атомов газа и полной теплопроводности для различных ε при одинаковом давлении. Атомы газа в нанопористой системе увеличиваются из-за сильного взаимодействия газ-твердое тело и демонстрируют хорошие адсорбционные характеристики с увеличенным ε . Однако, как показано на, теплопроводность нанопористой системы стабилизируется на уровне около 0.24 Вт м ⁻¹ K ⁻¹ . Взаимодействие между твердым телом и атомами газа мало влияет на теплопроводность при одинаковом давлении. Это связано с тем, что, хотя общее количество атомов газа увеличивается из-за сильного взаимодействия газа с твердым телом, увеличенные атомы газа находятся в адсорбированном состоянии, которое имеет небольшой вклад в теплопередачу в нанопористой системе. Однако, согласно уравнению состояния идеального газа, свободные атомы газа, участвующие в процессе теплопроводности, почти идентичны при одинаковом давлении.Следовательно, теплопроводность нанопористой системы стабильна и не зависит от взаимодействия газа и твердого тела при одном и том же давлении.

Распределение атомов газа для различных ε при давлении 2 атм.

Число атомов газа и коэффициент теплопроводности для различных ε при давлении 2 атм.

4. Обсуждение

В предыдущем исследовании [20] изучалась теплопередача в пористых кристаллах, содержащих адсорбированные газы.Результаты показали, что теплопроводность системы во многом определяется теплопроводностью кристалла и уменьшается по мере увеличения концентрации газа в порах. Уменьшение проводимости с увеличением концентрации газа связано с рассеянием фононов кристалла, вызванным взаимодействием с атомами газа. В нашем моделировании подобных результатов для пористой кристаллической системы не обнаружено. Следовательно, в таких системах общая теплопроводность является результатом множества факторов, включая концентрацию газа, коэффициент диффузии, свойства материала, структурные параметры и так далее.Влияние давления на общую теплопроводность имеет разные характеристики для нанопористой системы.

Чтобы дополнительно проиллюстрировать влияние взаимодействия газа и твердого тела на общую теплопроводность, исследуется случай постоянных атомов газа для различных взаимодействий между газом и твердым телом, как показано на рисунках и. В системе L = 16 S , l = 4 S , мы можем найти, что атомы газа для ε / ε _{газ-твердое тело} = 0.3, что означает более низкую поверхностную энергию, может поддерживать свободное состояние. Однако для случая ε / ε _{газ-твердое тело} = 1, большинство атомов газа ограничены на поверхности и сохраняют абсорбированное состояние, которое не может способствовать теплопередаче в пористых структурах, связывающих газ и твердую фазы. . Следовательно, общая теплопроводность резко уменьшается с 0,37 Вт · м ⁻¹ K ⁻¹ до 0,11 Вт · м ⁻¹ K ⁻¹ из-за различных состояний атомов газа.Влияние адсорбции на общую теплопроводность при постоянных атомах газа замечательно, а свободные атомы газа важны для передачи тепла в пористых структурах, связывающих газ и твердую фазы.

Распределение атомов газа для различных ε при постоянном числе атомов газа.

Поглощенные атомы и теплопроводность для постоянных атомов газа.

5. Выводы

В данной работе мы исследовали теплопроводность упорядоченных пористых структур с использованием метода Большого канонического Монте-Карло (GCMC) и молекулярно-динамического моделирования (MD).Выявлено влияние концентрации газа, пористой структуры и взаимодействия газа с твердым телом на теплопроводность.

Результаты моделирования показывают, что для разных конструкций влияние давления на теплопроводность проявляется несовместимым образом. При одинаковом давлении теплопроводность практически не меняется при различных взаимодействиях между газовой и твердой фазами. Кроме того, состояние атомов газа, абсорбированных или свободных, оказывает значительное влияние на теплопроводность нанопористой системы.Из этого исследования теплопередача в пористых структурах, связывающих газовую и твердую фазы, может быть понята на фундаментальном уровне.

Вклад авторов

Концептуализация, H.G. and D.N .; методология, Д.Н .; программное обеспечение, Д.Н .; проверка, H.G. and D.N .; формальный анализ, Д.Н .; следствие, Д.Н .; ресурсы, Д.Н .; курирование данных, Д.Н .; письменная — подготовка оригинала черновика, Д.Н .; написание — рецензия и редактирование, Д.Н.; визуализация, Д.Н .; наблюдение, Х.Г .; администрация проекта, H.G .; привлечение финансирования, H.G. и D.N. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Эта работа была поддержана Китайским фондом постдокторантуры (№2020M670725), Фондом ключевой лаборатории науки и инженерии терможидкостей (Сианьский университет Цзяотун), Министерством образования (KLTFSE2020KFJJ01), Фондом фундаментальных исследований для Центральные университеты (№ 3132019305).

Заявление институционального наблюдательного совета

Не применимо.

Заявление об информированном согласии

Не применимо.

Заявление о доступности данных

Данные, представленные в этом исследовании, доступны по запросу у соответствующего автора.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сноски

Примечание издателя: MDPI сохраняет нейтралитет в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​филиалах организаций.

Список литературы

1. Райхенауэр Г., Хайнеман У., Эберт Х.П. Связь между размером пор и зависимостью газовой теплопроводности от давления газа.Коллоидный серфинг. A-Physicochem. Англ. Asp. 2007; 300: 204–210. DOI: 10.1016 / j.colsurfa.2007.01.020. [CrossRef] [Google Scholar] 2. Чжао Дж. Дж., Дуань Ю. Ю., Ван X.D., Ван Б. X. Влияние взаимодействия твердое тело-газ, микроструктуры пор и частиц на эффективную газовую теплопроводность в аэрогелях. J. Nanopart. Res. 2012; 14: 1–15. DOI: 10.1007 / s11051-012-1024-0. [CrossRef] [Google Scholar] 3. Би К., Тан Г. Х., Ху З. Дж., Ян Х. Л., Ли Дж. Н. Модель связи для теплообмена между твердой и газовой фазами в аэрогеле и экспериментальное исследование.Int. J. Heat Mass Transf. 2014. 79: 126–136. DOI: 10.1016 / j.ijheatmasstransfer.2014.07.098. [CrossRef] [Google Scholar] 4. Хюммер Э., Лу X., Реттельбах Т., Фрике Дж. Теплопередача в мутных порошках аэрогелей. J. Non-Cryst. Твердые тела. 1992; 145: 211–216. DOI: 10.1016 / S0022-3093 (05) 80458-2. [CrossRef] [Google Scholar] 5. Hemberger F., Weis S., Reichenauer G., Ebert H.P. Теплотранспортные свойства функционально-градуированных углеродных аэрогелей. Int. J. Thermophys. 2009. 30: 1357–1371. DOI: 10.1007 / s10765-009-0616-0.[CrossRef] [Google Scholar] 6. Хаясе Г., Кугимия К., Огава М., Кодера Ю., Канамори К., Наканиши К. Теплопроводность полиметилсилсесквиоксановых аэрогелей и ксерогелей с различными размерами пор для практического применения в качестве тепловых суперизоляторов. J. Mater. Chem. А. 2014; 2: 6525–6531. DOI: 10.1039 / C3TA15094A. [CrossRef] [Google Scholar] 7. Хань Ю.Ф., Ся X.L., Тан Х.П., Лю Х.Д. Моделирование фононного теплообмена в сферическом сегменте зерен аэрогеля кремнезема. Phys. Б. 2013; 420: 58–63. DOI: 10.1016 / j.Physb.2013.03.015. [CrossRef] [Google Scholar] 8. Ли Z.Y., Zhu C.Y., Zhao X.P. Теоретическое и численное исследование газовой теплопроводности в аэрогеле. Int. J. Heat Mass Transf. 2017; 108: 1982–1990. DOI: 10.1016 / j.ijheatmasstransfer.2017.01.051. [CrossRef] [Google Scholar] 9. Чжу С.Ю., Ли З.Й., Тао В.К. Теоретические и DSMC исследования теплопроводности газа, заключенного в кубовидную нанопору. J. Heat Transf. 2017; 139: 052405. DOI: 10,1115 / 1,4035854. [CrossRef] [Google Scholar] 10. Чжао X.P., Ли З.Й., Лю Х., Тао В.К. Расчет теплопроводности методом трехмерного прямого моделирования Монте-Карло. J. Nanosci. Nanotechnol. 2015; 15: 3299–3304. DOI: 10.1166 / jnn.2015.9679. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 11. Zhu C.Y., Li Z.Y., Pang H.Q., Pan N. Численное моделирование газовой теплопроводности аэрогелей. Int. J. Heat Mass Transf. 2019; 131: 217–225. DOI: 10.1016 / j.ijheatmasstransfer.2018.11.052. [CrossRef] [Google Scholar] 12. Цюй З.Г., Фу Ю.Д., Лю Ю., Чжоу Л.Подход к прогнозированию эффективной теплопроводности аэрогелевых материалов с помощью метода Больцмана на модифицированной решетке. Прил. Therm. Англ. 2018; 132: 730–739. DOI: 10.1016 / j.applthermaleng.2018.01.013. [CrossRef] [Google Scholar] 13. Фанг В.З., Чжан Х., Чен Л., Тао В.К. Численные прогнозы теплопроводности кремнеземного аэрогеля и его композитов. Прил. Therm. Англ. 2017; 115: 1277–1286. DOI: 10.1016 / j.applthermaleng.2016.10.184. [CrossRef] [Google Scholar] 14. Тан Г.Х., Би К., Фу Б. Теплопроводность в тонкой пленке нанопористого кремния.J. Appl. Phys. 2013; 114: 184302. DOI: 10.1063 / 1.4829913. [CrossRef] [Google Scholar] 15. Фу Б., Тан Г.Х., Би К. Теплопроводность в наноструктурированных материалах и анализ локального угла между тепловыми потоками. J. Appl. Phys. 2014; 116: 124310. DOI: 10.1063 / 1.4896551. [CrossRef] [Google Scholar] 16. Кокил Т., Фанг Дж., Пилон Л. Молекулярно-динамическое исследование теплопроводности аморфного нанопористого кремнезема. Int. J. Heat Mass Transf. 2011; 54: 4540–4548. DOI: 10.1016 / j.ijheatmasstransfer.2011.06.024.[CrossRef] [Google Scholar] 17. Нг Т.Ю., Йео Дж.Дж., Лю З.С. Молекулярно-динамическое исследование теплопроводности нанопористого аэрогеля кремнезема, полученного путем разрыва при отрицательном давлении. J. Non-Cryst. Твердые тела. 2012; 358: 1350–1355. DOI: 10.1016 / j.jnoncrysol.2012.03.007. [CrossRef] [Google Scholar] 18. Лю М., Цю Л., Чжэн X.H., Чжу Дж., Тан Д.В. Исследование термического сопротивления цепочки вторичных частиц кремнеземистого аэрогеля методом молекулярной динамики. J. Appl. Phys. 2014; 116: 093503. DOI: 10.1063 / 1.4894511. [CrossRef] [Google Scholar] 19. Рабани Р., Хейдаринеджад Г., Хартинг Дж., Ширани Э. Влияние жесткости стенок, массы и потенциальной силы взаимодействия на характеристики теплопередачи газа в наноразмерных ограничениях. Int. J. Heat Mass Transf. 2020; 147: 118929. DOI: 10.1016 / j.ijheatmasstransfer.2019.118929. [CrossRef] [Google Scholar] 20. Бабаи Х., Вильмер С.Э. Механизмы теплопередачи в пористых кристаллах, содержащих адсорбированные газы: приложения к металлоорганическим каркасам. 2} \ left (L_ {22} — \ frac {L_ {12} L_ {21}} {L_ {11}}) \ справа) \) ²⁹ .2} \ справа). \ end {align} $$

(3)

Здесь корреляционные функции ток-ток \ (\ overleftrightarrow {L} _ {ij} ({\ mathbf {q}}, \ Omega) \) могут быть получены преобразованием Фурье запаздывающих корреляционных функций \ (\ overleftrightarrow {L} _ {ij} ({\ mathbf {q}}, t) = \ mathrm {i} \ Theta (t) \ langle [{\ mathbf {j}} _ i ({\ mathbf {q}}, t ), {\ mathbf {j}} _ j (- {\ mathbf {q}}, 0)] \ rangle \), где ступенчатая функция \ (\ Theta (t) \) обеспечивает причинность, а \ (\ langle \ cdots \ rangle \) обозначает термодинамическое среднее.\ dag (0)] \ rangle \) (Более подробную информацию можно увидеть в дополнительной информации).

В кроссовере BCS-BEC наиболее часто используемыми микроскопическими подходами для получения функций Грина, которые включают парные флуктуации, являются теории многих тел t -матриц ¹ . Существует по крайней мере пять видов альтернативных подходов с матрицей t , которые могут быть численно приняты выше \ (T_c \) ²⁴ . 2 \).{-1} \) и спектральные функции \ (A ({\ mathbf {k}}, \ epsilon) \! = \! — 2 \ mathrm {Im} G ({\ mathbf {k}}, \ epsilon) \) и \ (B_ {sc (pg)} ({\ mathbf {k}}, \ epsilon) \! = \! — 2 \ mathrm {Im} F_ {sc (pg)} ({\ mathbf {k} }, \ epsilon) \). Подробный вывод приведенных выше выражений и явный вид обобщенных нормальных и аномальных функций Грина \ (G ({\ mathbf {k}}, \ omega) \) и \ (F_ {sc (pg)} ({\ mathbf {k}}, \ omega) \) можно увидеть в дополнительной информации. Мы также оцениваем демпфирующий член, зависящий от температуры и взаимодействия, связанный с эффектами конечного времени жизни термически возбужденных носителей (время релаксации \ (\ tau \)) в SI.* \), при котором действительно возникают эффекты псевдощели.

При температурах, близких к нулю, \ (\ kappa \) уменьшается до нуля для всех \ (\ nu \) из-за экспоненциального увеличения конденсированных пар, которые не передают тепло. По сравнению с кинетическими результатами, основанными на тепловом переносе сверхтекучих фононов ^21,23 , наши результаты значительно выше. Вблизи \ (T_c \) на рассчитанных нами кривых наблюдаются точки перегиба, которые обусловлены наибольшим вкладом парных флуктуаций вокруг точек фазовых переходов, а также отражают различные микроскопические свойства сверхтекучих и псевдощелевых состояний.{-1} \) обычно рассматривается как граница энергии для оценки бесстолкновительной и гидродинамической областей мод возбуждения. Здесь мы обнаруживаем, что она меньше характерных масштабов энергии, таких как \ (\ mu \ sim 0.4E_F \) и \ (\ Delta \ sim 0.6E_F \) ³⁰ , особенно при низких температурах ниже \ (T_c \). Следовательно, система находится в области слабой диссипации в сверхтекучей фазе, что также согласуется с исследованиями сдвиговой вязкости ^11,21,22 . Совсем недавний эксперимент со звуковыми волнами изучает похожее обстоятельство ¹⁶ .Он наблюдает режимы возбуждения на частоте \ (\ omega _0 \ sim (0.35-0.5) E_F \), которые лежат в бесстолкновительном режиме в сверхтекучей фазе и кроссовере между гидродинамическим и бесстолкновительным режимами выше \ (T_c \). 2.\ end {align} $$

(5)

Отметим, что в рамках теории псевдощели дисперсия голдстоуновских бозонов квадратична в сверхтекучей фазе. Здесь мы используем тот же волновой вектор \ (q = 0.5k_F \) в качестве измерения. Для \ (\ eta \) мы используем наши предыдущие вычисления, которые хорошо согласуются с экспериментами и другими теориями ¹¹ , а для давления \ (\ mathscr {P} \) мы используем экспериментальные данные MIT ³⁰ . На рис. 2 наши результаты \ (\ Gamma \) как функции \ (T / T_c \) хорошо согласуются с экспериментальными данными вблизи и ниже \ (T_c \).Расчет квазичастичного приближения случайной фазы (QRPA), основанный на столкновениях между фермионами, также согласуется с нашими результатами ниже \ (T_c \), которые подтверждают, что фермионные квазичастицы являются доминирующими тепловыми возбуждениями ниже \ (T_c \), которые также могут быть сопоставлено с аналогичными случаями слабой диссипации. Между тем, поскольку теория псевдощели утверждает, что вклад бозонных степеней свободы приблизительно в области импульса и энергии, близких к нулю ³ , взаимодействиями между парами можно пренебречь в бесстолкновительном режиме с волновым вектором при \ (q \ sim 0 .5к_Ф \). Таким образом, наша трактовка игнорирования члена взаимодействия в операторе теплового тока в данном случае является разумной. Можно сделать вывод, что в режимах слабой диссипации и бесстолкновительности в тепловом переносе преобладают фермионные квазичастицы.

Наши расчеты несколько отклоняются от экспериментальных данных при более высоких температурах выше \ (T_c \), когда система уже не может быть описана как бесстолкновительная и имеет относительно сильную диссипацию. На этом этапе бозонные возбуждения с большим импульсом играют все более важную роль, делая теорию псевдощели менее надежной.* \) на каждой из этих кривых выше указанного диапазона температур. Врезка: \ (\ kappa \) по сравнению с \ (\ nu \) для разных \ (T / T_F \).

Что касается BEC, наши расчеты дают относительно небольшие значения \ (\ kappa \), детали показаны на рис. 3. Мы обнаружили, что кривые пересекаются с различной силой взаимодействия при \ (T \ gtrsim 0.3T_F \) (\ (T_c \ simeq 0.25T_F \), см. Черные треугольники). Это означает, что как функция от \ (\ nu \), \ (\ kappa \) демонстрирует минимум на \ (\ nu \ simeq 0,3 \) над сверхтекучей фазой, как показано на вставке к рис.3. Аномальный минимум был обнаружен при измерении \ (\ eta \) выше \ (T_c \) при \ (\ nu \ simeq 0,25 \) ³⁴ , который должен был произойти на унитарном пределе ¹² . Этот минимальный сдвиг в \ (\ eta \) можно понять с помощью модификаций более высокого порядка в кинетической теории ³⁵ . Поскольку скорость затухания \ (\ Gamma \) включает оба вклада от \ (\ eta \) и \ (\ kappa \), мы можем предсказать, что может быть минимум скорости затухания \ (\ Gamma \) на волне вектор \ (q \ sim 0.5k_F \), при силе взаимодействия \ (\ nu \ sim (0.2-0.3) \) на стороне БЭК.

Поскольку наши расчеты основаны на существенной многочастичной фермионной природе, лучше не выходить за границу \ (\ nu \ приблизительно 0,5 \), где химический потенциал при нулевой температуре \ (\ mu \) меняет знак, что сигнализирует исчезновение подстилающей поверхности Ферми и статистики Ферми. После этого система переходит в двухчастичный молекулярный режим, где доминирующим механизмом демпфирования становятся бозонные возбуждения, а значения теплопроводности ожидаются как почти бозе-результаты ^26,36 .

2020 Анализатор теплопроводности

Серия 2000 представляет собой полную линейку анализаторов на основе детекторов теплопроводности (ДТП), которые могут применяться в широком спектре приложений и отраслей. Используя проверенные на практике детекторы TC на основе нитей и полупроводников, Teledyne может непрерывно контролировать водород и множество других интересующих газов в потоках бинарных или многокомпонентных проб газа.

Series 2000 Platform

Чтобы справиться с многочисленными и разнообразными требованиями промышленных пользователей к анализаторам, Teledyne разработала многофункциональную и удобную платформу.Серия 2000 поставляется со стандартной программой, включающей такие гибкие функции, как (3) программируемые пользователем диапазоны, автоматическая калибровка и выбираемые пользователем компоненты газа.

Теплопроводность — это основное свойство газов, связанное с их способностью проводить тепло. Хорошие проводники тепла, такие как H ₂ и He, обладают высокой теплопроводностью, тогда как плохие проводники тепла, такие как CO ₂ и Ar, имеют низкие значения. Эта способность проводить тепло лежит в основе детекции.Анализатор Series 2000 анализирует состав газа путем непрерывного сравнения измеряемого газа с эталонным газом (герметичным или текущим) с известной теплопроводностью. Это сравнение выполняется в двухкамерном ячеечном блоке детектора. Контрольный газ занимает одну камеру, а пробный газ — другую

В каждой камере установлена ​​пара чувствительных к температуре нагреваемых нитей. Эти нити являются частью цепи моста Уитстона. Если состав пробы газа изменится, его теплопроводность также изменится, отводя разное количество тепла от нитей пробного газа.Поскольку сопротивление нитей является функцией их температуры, сопротивление изменяется при изменении измеряемого газа.

Любое такое изменение приводит к дисбалансу моста Уитстона, в результате чего возникает электрический сигнал, пропорциональный изменению. Поскольку температура волокон строго контролируется, серия 2000 обеспечивает точное измерение любых изменений в составе пробы газа. Компания Teledyne предлагает эту конструкцию ячейки в различных смачиваемых частях, чтобы противостоять потокам агрессивных газов, которые обычно встречаются в промышленности по переработке углеводородов.

Принцип работы датчика

Датчик теплопроводности измеряет концентрацию определенного газа между резистором с горячей поверхностью и эталонным резистором температуры окружающей среды, используя коэффициент теплопроводности самого газа.

Описание сенсора

Конструкция сенсора состоит из встроенного нагревателя, расположенного на тонкой электроизоляционной и теплоизоляционной мембране. Два тонкопленочных резистора используются для нагрева и измерения температуры мембраны.Два резистора встроены в кремний рядом с мембраной для компенсации изменений температуры окружающей среды.

Газы с меньшей плотностью, чем воздух (CH ₄ ), вызывают снижение температуры поверхности мембраны. С другой стороны, газы с плотностью более тяжелой, чем воздух (CO ₂ ), повышают температуру измерительного резистора.

Опции

• C Встроенная автоматическая калибровочная арматура
  

• H Ячейочный блок из нержавеющей стали с золотыми нитями (для газовых потоков с H ₂ S)
  

• K Монтаж в 19-дюймовую стойку для 2000A
  

• L Панель выбора газа для отбора пробы и калибровочного газа и управления потоком
  

• N Работа при 220 В перем. | Улучшенные чувствительные свойства датчиков газа CO2 типа теплопроводности за счет загрузки многослойных углеродных нанотрубок в порошки нано-Al2O3

  Введение

  Большое количество выбросов парниковых газов CO ₂ усугубляют глобальное потепление.Кислотный дождь, дымка и другие плохие погодные условия привели к огромным экономическим потерям и серьезному ущербу окружающей среде (Hansen and Sato, 2004). Регулирование выбросов CO ₂ — это основной способ борьбы с потеплением климата, как это в целом согласовано международным сообществом (Zhang et al., 2008). В промышленном производстве, особенно на угольных шахтах, CO ₂ часто является продуктом выбросов, что также является источником опасности в производственном процессе (в истории угледобычи было много аварий со выбросами углекислого газа).Следовательно, необходимо обнаруживать и контролировать выбросы CO ₂ распределенным, в реальном времени и точным способом (Ghosh et al., 2013; Zaitsev et al., 2017).

  Датчик теплопроводности — это датчик теплового эффекта, который может измерять концентрацию газа в соответствии с разницей теплопроводности разных газов и воздуха (Gardner et al., 2020). Обычно разница теплопроводности преобразуется в изменение сопротивления с помощью схемы Уитстона.Режим теплопроводности обычно включает конвекцию, теплопроводность и излучение, работающее при температуре около 300 ° C. Его механизм реагирования определяет, что он имеет преимущества большой дальности обнаружения, хорошей стабильности работы и высокой надежности. Однако он также имеет проблемы, связанные с медленным временем отклика и низкой точностью обнаружения (Wei-Yong et al., 2006). Для достижения высокой точности и быстрого обнаружения в опасной среде необходимо улучшить теплопроводность и чувствительность датчика.

  В последние годы углеродные нанотрубки (УНТ) постепенно используются при разработке теплопроводных газовых сенсоров из-за их лучших тепловых свойств и структуры пор по сравнению с обычными керамическими носителями (Huang et al., 2019). Исследователи в стране и за рубежом изучали газовые сенсоры, модифицированные углеродными нанотрубками (Zhang, 2012). Датчик газа, изготовленный Guo et al. (2006) был покрыт небольшим количеством MWCNT между встречно-штыревыми золотыми электродами на основе Al ₂ O ₃ и имеет хорошую чувствительность к восприятию газа толуолом при комнатной температуре.Tang et al. (2020) использовали однослойные углеродные нанотрубки (ОСНТ) для изготовления датчиков NH ₃ , получив превосходную чувствительность 2,44% ΔR / R на ppm _v NH ₃ , что более чем в 60 раз выше, чем у собственных ОСНТ. датчики на основе. Бин Шен (Shen et al., 2018) и другие исследовали технологию порообразования МУНТ, нанесенных на выровненные нанотрубки, и разработали и изготовили своего рода сенсор теплопроводности из керамического порошка с покрытием горячей проволокой для обнаружения метана с временем восстановления отклика 8 с и 16 с (Xibo et al., 2013).

  В этой статье MWCNT используются для улучшения несущей структуры с глухим отверстием традиционного шарика, такого как датчик теплопроводности, открытия большего количества каналов передачи газа и эффективного улучшения проницаемости «керамического шарика» чувствительного материала (Wu and Lin, 2006; Торрес-Торрес и др., 2013). Представлены способ изготовления и основные технологии этого типа датчика. Производительность датчика измеряется, и обсуждается возможный механизм. Результаты показывают, что время отклика и восстановления датчика при загрузке модификации MWCNT в порошки нано-Al ₂ O ₃ было значительно сокращено.Исследование оказывает важное влияние на совершенствование технологии обнаружения в реальном времени высокой концентрации CO ₂ на угольных шахтах (Qin et al., 2011).

  Экспериментальная секция

  Конструкция датчика и взрывозащищенная конструкция корпуса

  Датчик теплопроводности газа состоит из детектирующего элемента и компенсирующего элемента, которые представляют собой пару рабочих компонентов (рис. 1A), состоящих из платинового терморезистора и держателя (рис. 1B). Эти два компонента отдельно собираются в две стандартные трубы.Один из них — это незапечатываемая упаковка (рис. 1C), а другой — герметичная упаковка, которая используется для воздействия влажности и компенсации температуры окружающей среды чувствительного компонента. Затем изготавливается датчик теплопроводности путем сборки двух компонентов в корпусе для порошковой металлургии (рис. 1D) для реализации конструкции с взрывозащищенной безопасностью.

  Рисунок 1. Датчик в сборе. Этикетка (a) показывает рабочие компоненты, этикетка (b) показывает несущий шар, этикетка (c) показывает форму упаковки, этикетка (d) показывает корпус из порошковой металлургии.

  Процесс изготовления датчика

  Способы изготовления чувствительного элемента и компенсационного элемента датчика теплопроводности схожи, но отличается форма упаковки, которая играет роль дифференциальной компенсации (Xue et al., 2013). Ключевыми факторами, ограничивающими производительность сенсора, в основном являются состав носителя сенсора, микроструктура, типы и формы распределения катализаторов. Основной производственный процесс датчика состоит из 10 этапов, таких как изготовление носителя, модификация носителя (загрузка смешанной углеродной нанотрубки и катализатора), намотка катушки элемента, нанесение покрытия на носитель на катушке, спекание элемента, почернение элементов, согласование элементов и упаковка элементов, старение сенсоров и тестирование производительности и так далее.Конкретный процесс показан на рисунке 2.

  Рисунок 2. Процесс изготовления датчика.

  Разработка ключевых процессов

  Конструкция из композитного несущего материала

  γ-Al ₂ O ₃ наночастицы обладают преимуществом более высокой удельной поверхности. После смешивания с MWCNT образуется большое количество микронанопор (Zhang et al., 2018). Некоторые сквозные отверстия позволяют производить чувствительные элементы для датчиков теплопроводности (Wu et al., 2013).

  В этой статье наноразмерные керамические сверхмелкозернистые порошковые материалы носителя γ — Al ₂ O были приготовлены методом химического осаждения (Saha et al., 2005). Под непрерывным воздействием ультразвуковой волны раствор, состоящий из 0,02 моль муравьиной кислоты, 5,4 г воды и 7 мл изопропанола, медленно добавляли по каплям в смесь 20,4 г изопропилалюминия и 200 мл толуола. После завершения операции запускают механическую мешалку и раствор нагревают до 50-60 ° C.Затем реакцию выдерживают в течение 1 ч, после чего получают полупрозрачный гель. Продукты фильтровали, сушили при 60 ° C в течение 12 часов и снова сушили при 120 ° C в течение 1 часа. Затем получали рыхлый сухой гелевый порошок. Порошок нано-Al ₂ O ₃ может быть получен путем прокаливания порошка ксерогеля в течение 2 часов при 700-800 ° C. Следует отметить, что режим добавления микрокапель под действием ультразвуковой волны и температура прокаливания являются ключом к образованию наноразмерного порошка γ-Al ₂ O ₃ .

  Поскольку MWCNT трудно растворить в воде, для эксперимента были выбраны гидроксилированные MWCNT (SSA> 490m ² / г, чистота> 95% масс., Chengdu Organic Chemicals Co. Ltd). Исследование SEM показало, что MWCNT имели внешний диаметр 8 нм и длину 5–30 мкм. Для повышения однородности дисперсии МУНТ в порошке Al ₂ O ₃ необходимо приготовить МУНТ в водном растворе путем добавления определенного количества диспергатора под действием ультразвуковой волны.

  Для улучшения термической стабильности носителя целевой композитный носитель также необходимо модифицировать путем добавления 5% масс. Порошка Nano-CeO ₂ (30 ~ 50 нм, чистота 99,99%, Macklin). Наконец, материал был добавлен в порошок γ-Al ₂ O ₃ / CeO ₂ в соотношении 5% мас. / Мас. С образованием нано-γ-Al ₂ O ₃ / CeO _{2 Композитный носитель катализатора} / MWCNTs.

  Почернение чувствительных и компенсационных компонентов

  Благодаря высокой удельной поверхности и поверхностной активности нано-γ-Al ₂ O ₃ , носитель, сделанный из него, имеет сильную адсорбцию на полярных молекулах (включая молекулы воды в воздухе) (Liu et al., 2011), но эффект десорбции становится слабым. В то же время градация серого для керамики, обожженной носителем γ-Al ₂ O ₃ / CeO ₂ / MWCNTs, низкая, что вызывает усиление эффекта теплового излучения, тем самым влияя на обнаружение тепловой конвекции. эффект.

  В этой статье частицы Pd и Pt образуются путем пропитки чистым раствором хлорированной палладиевой кислоты (H ₂ PtCl ₆ ⋅6H ₂ O и H ₂ PdCl ₆ ⋅6H ₂ O аналитически чистый , Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd), которые, следовательно, электротермически разлагают частицы Pd и Pt с изменением цвета носителя с серого на черный. Эффективность рассеивания тепла носителем может быть эффективно снижена, когда датчик работает. Чтобы уменьшить каталитический эффект частиц нано-Pd / Pt, раствор нитрата свинца был пропитан на поверхности черных частиц Pd / Pt и разложился при высокой температуре с образованием десенсибилизированного монооксида свинца. Наконец, сформированы чувствительные и компенсационные элементы датчика теплопроводности без каталитического эффекта.

  Сопротивление спеканию и термическому разложению

  Необходимо выполнить три ключевых шага, чтобы решить проблему легкого горения углеродных нанотрубок при высоких температурах.

  Первым этапом наэлектризованного спекания является спекание размера порошка носителя при высокой температуре для объединения зерен и создания микро / наноотверстий, так что носитель имеет определенную механическую прочность и стабильную высокую удельную поверхность. Чувствительная катушка носителя с покрытием была нагружена постоянным напряжением под защитой азота высокой чистоты и около 550 ° C, и ток спекания 150 мА поддерживался в течение 60 мин.

  Во-вторых, под защитой азота высокой чистоты пропускают ток спекания 140 мА при температуре около 500 ° C, и этот ток поддерживают в течение 30 минут для термического разложения раствора хлорида палладия, пропитанного носителем. Поэтому чувствительные компоненты и компоненты компенсации станут черными.

  Третий шаг заключается в защите азота высокой чистоты и при температуре спекания 150 мА при температуре ниже 550 ° C разложение черного носителя из раствора нитрата свинца погружением в течение 30 мин из-за термического разложения раствора нитрата свинца с образованием офисного раствора и PbO, удалит носитель катализатора Pt и Pd.В результате чувствительный компонент будет иметь эффект теплопроводности только во время работы.

  Создание тестовой системы и метод тестирования производительности

  Система динамических испытаний, показанная на рисунке 3, состоит из устройств ввода и вывода (включая компьютер, стабилизированный источник питания постоянного тока и сборщик данных), чистого углекислого газа, трехходового клапана, камеры динамических испытаний (датчик и основание датчика), измерения схема, интерфейс и шина. Среди них камера динамических испытаний является основной частью всей системы, а ее объем можно регулировать с помощью внешнего поршня (аналогично поршню игольчатого цилиндра).Концентрация целевого газа регулируется путем регулирования объема испытательной камеры и объемного соотношения вводимого газообразного диоксида углерода. Основание датчика закреплено снаружи испытательной камеры, и датчик может быстро переключаться между целевым газом и воздухом с помощью поршня. Эта структура устраняет недостаток медленного воздухообмена в традиционной испытательной камере датчика и устраняет влияние диффузии газа на время отклика датчика.

  Рисунок 3. Тестовая система.

  Модуль датчика

  представляет собой типичный мост Уитстона для преобразования концентрации газа в выходной сигнал напряжения, как показано на рисунке 4. Постоянные резисторы R ₁ и R ₂ (200 Ом) подключены к плечу моста на одном конце, а чувствительный элемент и компенсационный элемент (C, D) подключены на другом конце. Два плеча соединены друг с другом с помощью источника постоянного напряжения 3,0 В (Vin). Схема обнаружения может выводить значения в милливольтах в соответствии с изменением концентрации целевого газа.R ₃ — скользящий реостат, используемый для регулировки нулевого выходного значения датчика, которое составляет 2000 Ом.

  Рисунок 4. Схема обнаружения моста Уитстона.

  Результаты и обсуждение

  Микроскопические исследования углеродных нанотрубок Модифицированный Nano-Al

  ₂ O ₃ Carrier Сканирующий электронный микроскоп

  Zeiss Supra 55 был использован для наблюдения и измерения морфологии многослойных углеродных нанотрубок (MWCNT) и их композитных материалов-носителей с рабочим напряжением 15000 В.Микроразмер подготовленного носителя Al ₂ O ₃ составляет 20–50 нм, как показано на рисунке 5. Углеродные нанотрубки в носителе Al ₂ O ₃ переплетаются, образуя канал внутри носителя, так как показано на рисунке 6. Формирование углеродных нанотрубок происходит в основном из смеси sp2-гибридизированных и sp3-гибридизированных нанотрубок. Под влиянием квантовой физики он может создавать особые электрические свойства в зависимости от структуры и диаметра сети. В то же время углеродные нанотрубки также синтезируются с образованием двойных связей углерод-углерод, полых каркасов и закрытых топологий, поэтому они обладают превосходными термическими и механическими свойствами (Dongmei et al., 2014).

  Рис. 5. СЭМ изображение размера частиц носителя Al ₂ O ₃ .

  Рис. 6. СЭМ изображение MWCNT Al ₂ O ₃ принятых несущей.

  Рисунок 7 показывает, что носитель в основном состоит из углеродных нанотрубок, Al ₂ O ₃ и CeO ₂ . Ожидаемые компоненты углеродных нанотрубок и CeO ₂ были модифицированы. Массовое соотношение Pt и Pd составляет 2: 1, как показано в результатах определения характеристик картирования (Таблица 1), в то время как углеродные нанотрубки достигли 4.14%.

  Рисунок 7. Энергетический спектр держателя сенсора.

  Таблица 1. Результаты характеризации карт.

  Тест производительности датчика

  Характеристики рабочего напряжения датчика

  На рис. 8 показаны значения чувствительности при различных рабочих напряжениях от 1,5 до 3,0 В с 10% CO ₂ . Очевидно, что зависимость между чувствительностью и рабочим напряжением не является линейной. При увеличении рабочего напряжения чувствительность сначала возрастает, а затем снижается по сравнению с чувствительностью фитинга.Чувствительность достигает максимума при 2,7 В, поэтому в последующих тестах используется рабочее напряжение 2,7 В. Он показывает, что датчик, модифицированный MWCNTs, может работать при более низком напряжении и имеет меньшее энергопотребление, чем коммерческий датчик, работающий при напряжении 3,0 В.

  Рисунок 8. Подгоночная кривая чувствительности 10% CO ₂ при различных рабочих напряжениях.

  Линейные характеристики отклика датчика

  Кривая восстановления отклика концентрации CO ₂ определяется от 0 до 100% путем контроля концентрации CO ₂ в тестовой системе при температуре окружающей среды 25 ° C и влажности 45% с интервалом концентрации 10% и рабочее напряжение 2.7 В в три раза. Линейная подгонка среднего выходного напряжения датчика и концентрации CO ₂ показана на рисунке 9, который показывает, что датчик имеет хорошую линейную зависимость (y = 0,464 + 0,754X, R ² = 0,9986) с средняя чувствительность около 0,00754 В / 10% CO ₂ . Чувствительность CO ₂ с концентрацией менее 40% немного выше, чем с концентрацией более 40%.

  Рисунок 9. Входная и выходная характеристика датчика.

  Характеристики согласованности отклика сенсора

  Одной из проблем при применении газовых датчиков теплопроводности является согласованность отклика целевых газов с различными концентрациями, на которую влияют как условия испытаний, так и характеристики датчика. В этом испытании используется динамическая газовая камера со шкалой объема для быстрого переключения между воздухом и измеряемым газом. Тогда получается идеальный результат. На рисунке 10 показано, что датчик имеет хорошие характеристики отклика и восстановления для различных концентраций CO ₂ с одинаковыми характеристиками отклика и восстановления при десяти различных концентрациях.Результаты тестирования трехкратного времени отклика и восстановления показаны на рисунке 11, время отклика T ₉₀ разработанного датчика составляет 9 с, а время восстановления T ₉₀ составляет 13 с.

  Рис. 10. Кривая отклика и восстановления при непрерывном измерении.

  Рис. 11. Время отклика и время восстановления при различных концентрациях.

  Влияние легирующих углеродных нанотрубок на характеристики чувствительности датчика

  Время отклика — важный показатель газового датчика.Обычно время, необходимое для того, чтобы выходное значение датчика газа достигло 90% стабильного значения после контакта с целевым газом, определяется как время отклика датчика, которое выражается как T ₉₀ . Чем меньше значение, тем выше скорость отклика. Время отклика датчика делится на диффузию газа CO ₂ в оболочку порошковой металлургии и время прямого отклика датчика на газ CO ₂ . На время диффузии газа будет влиять размер этого наложения порошковой металлургии.Определено, что спецификация 400 меш является лучшим выбором для испытания газа.

  При условии 30% концентрации CO ₂ рабочее напряжение датчика было установлено равным 2,7 В, а кривые отклика и восстановления трех типов датчиков теплопроводности из немодифицированных MWCNT, модифицированных MWCNT и MD62, которые производили компании Winsen (Китай) (Winsen, 2018) с чувствительностью 0,0061 В / 10% CO ₂ были протестированы, как показано на рисунке 12. Чувствительность модифицированных MWCNT намного выше по сравнению с датчиком до модификации и датчиком MD62.Время отклика T ₉₀ модифицированного датчика без MWCNT составляет 11 с, а время восстановления T ₉₀ составляет 17 с. Время отклика T ₉₀ датчика MD62 составляет 10 с, а время восстановления T ₉₀ составляет 18 с. Результаты показывают, что разработанный датчик с временем отклика T ₉₀ 9 с и временем восстановления T ₉₀ 13 с имеет лучшие характеристики. Более того, модифицированные углеродные нанотрубки могут значительно улучшить характеристики восстановления отклика датчика теплопроводности.

  Рис. 12. Кривые отклика 30% CO ₂ в сравнении с сенсором без модификации MWCNT и коммерческим сенсором MD62.

  Обсуждение механизма быстрого отклика датчика теплопроводности

  При изменении целевого окружающего газа быстрое достижение нового баланса в измерительных компонентах сенсора является ключом к улучшению характеристик газового сенсора с теплопроводностью. Исходя из механизма реакции датчика теплопроводности, способность чувствительного элемента к тепловому балансу является ключевым фактором, влияющим на реакцию датчика, которая зависит от теплопроводности и микроструктуры самого датчика.Традиционный способ заключается в уменьшении размера носителя из оксида алюминия и увеличении удельной поверхности. Когда порошок оксида алюминия уменьшается до наноразмеров (<50 нм) из-за механизма образования носителя, во внутренней части носителя из оксида алюминия наблюдается большое количество отверстий. Однако большая часть этих отверстий представляет собой глухие отверстия, непроницаемость которых приведет к созданию газового барьера, что приведет к недостаточному воздухообмену и, как следствие, замедлит скорость реакции датчика и легко вызовет дрейф производительности.

  Электрические свойства держателя сенсора могут быть улучшены за счет улучшения углеродных нанотрубок. Во-первых, углеродные нанотрубки повышают эффективность транспортировки измеряемого газа за счет улучшения микроканала носителя, как показано на рисунке 13. Внутренний диаметр MWCNTs составляет 2–5 нм, что позволяет газу CO ₂ диффундировать и переноситься в MWCNT. .МУНТ и порошок оксида алюминия склеиваются вместе, что играет роль образования вторичных пор и обеспечивает множество каналов для носителя, так что исходный теплообмен за счет расширения поверхности может быть распространен на внутренний обмен.Во-вторых, текущая длина углеродных нанотрубок составляет 5–30 мкм, а их теплопроводность может достигать 1000 Вт / м⋅К, что в 100 раз больше, чем у Al ₂ O ₃ , тем самым эффективно улучшая теплопроводность композитный несущий материал (Shanni et al., 2020). Кроме того, из-за большой площади углеродных нанотрубок он также может повысить эффективность теплообмена измеряемого газа на чувствительном носителе, значительно улучшая время отклика и стабильность датчика.

  Рис. 13. Принципиальная схема микроканала легирования МУНТ.

  Заключение

  (1) Материал носителя γ-Al ₂ O ₃ / CeO ₂ , модифицированный углеродными нанотрубками, имеет решающее значение для чувствительности датчика теплопроводности. Термическая обработка может изменить его кристаллическую форму, повысить активность и сохранить хорошие физические и химические свойства, подавить агломерацию носителя и повысить стабильность датчика.В условиях воздуха тест CO ₂ показал, что средняя чувствительность датчика составляла 0,0075 В / 10% CO ₂ и продемонстрировала хорошую линейность.

  (2) Для различных концентраций CO ₂ датчик показал хорошие характеристики отклика и восстановления, которые аналогичны при разных концентрациях. Время отклика T ₉₀ и время восстановления T ₉₀ датчика составляют 9 с и 13 с, соответственно, что лучше по сравнению с датчиком без улучшенных MWCNT и таким же типом коммерческого датчика.

  (3) Многослойные углеродные нанотрубки обладают теплопроводностью. Модифицированный композитный носитель способствует полной теплопередаче измеряемого газа в отверстии и повышает эффективность теплопередачи измеряемого газа на носителе, что может значительно улучшить теплопроводность носителя и позволить датчику демонстрировать быстрый отклик. характеристики.

  Заявление о доступности данных

  Оригинальные материалы, представленные в исследовании, включены в статью / дополнительный материал, дальнейшие запросы можно направить соответствующему автору.

  Авторские взносы

  BS: концептуализация, исследование, написание – обзор, администрирование проекта и привлечение финансирования. XWL: методология и руководство. FZ и XLL: программное обеспечение. BS и LJ: проверка. XQ: ресурсы. FZ и XS: курирование данных. BS и XLL: написание — подготовка и редактирование оригинального проекта. Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

  Финансирование

  Эта работа была поддержана Национальной программой ключевых исследований и разработок Китая (2018YFC0810500), Национальным фондом естественных наук Китая (52074111), Фондом естественных наук провинции Хэйлунцзян (YQ2020E034) и проектом Программы обучения молодых новаторских талантов университетов провинции Хэйлунцзян. (UNPYSCT-2018095).

  Конфликт интересов

  Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

  Благодарности

  Авторы хотели бы поблагодарить Хунцюань Чжана и его команду из Харбинского инженерного университета за предоставленные долгосрочные все виды газа и техническое руководство. Они также хотели бы поблагодарить рецензентов за их проницательные и конструктивные комментарии.

  Список литературы

  Dongmei, Z., Zhenwei, L., Lingdi, L., Yanhong, Z., Decai, R., and Jian, L. (2014). Прогресс создания и применения композиционных материалов графен / углеродные нанотрубки. Acta Chimi. Грех. 72, 185–200. DOI: 10.6023 / A13080857

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Гарднер, Э. Л. У., Лука, А. Д., Винсент, Т., Джонс, Р. Г., Гарднер, Дж. У., и Удреа, Ф. (2020). Датчик теплопроводности с изолирующими отверстиями мембраны.ДАТЧИКИ IEEE 2019. Нью-Йорк, Нью-Йорк: IEEE.

  Google Scholar

  Гош Р., Мидья А., Сантра С., Рэй С. К. и Гуха П. К. (2013). Химически восстановленный оксид графена для обнаружения аммиака при комнатной температуре. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 5, 7599–7603. DOI: 10.1021 / am4019109

  PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Го, М., Пан, М., Чен, Дж., Ми, Ю. и Чен, Ю. (2006). Модифицированные палладием многослойные углеродные нанотрубки для обнаружения бензола при комнатной температуре. Подбородок. J. Anal. Chem. 34, 1755–1758. DOI: 10.1016 / S1872-2040 (07) 60020-6

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Хуанг, Дж. Р., Ян, X. X., Хер, С. К., и Лян, Ю. М. (2019). Гибридная пленка углеродных нанотрубок / графеновых нанопластинок как гибкий многофункциональный датчик. Датчики 19: 317. DOI: 10.3390 / s117

  PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Лю Ф., Абед М. Р. и Ли К. (2011). Приготовление и определение характеристик ультрафильтрационных мембран на основе поливинилиденфторида (pvdf) с использованием нано-γ-al2o3. J. Memb. Sci. 366, 97–103. DOI: 10.1016 / j.memsci.2010.09.044

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Цинь, X., Фу, М., и Шэнь, Б. (2011). «Беспроводная система мониторинга шахтного газа на основе WSN [C]», Труды Второй Международной конференции 2011 г. по цифровому производству и автоматизации (Чжанцзяцзе: IEEE), 309–312. DOI: 10.1109 / ICDMA.2011.82

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Саха, Д., Мистри, К. К., Гири, Р., Гуха, А., и Сенсгупта, К. (2005). Зависимость влагопоглощающей способности прозрачной наноструктурированной керамики γ-al2o3 от золь-гель процесса. Приводы Sens. B Chem. 109, 363–366. DOI: 10.1016 / j.snb.2005.01.002

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Шанни, В. У., Юань, З., Хун, Дж., Фэн, В., и Чунжун, X. (2020). Построение функциональных наноразмерных слоев w / al2o3 с низкой теплопроводностью и превосходными механическими свойствами. Mater.Реп. 34, 2023–2028.

  Google Scholar

  Шен Б., Чжан Х., Лю X., Цао С. и Ян П. (2018). Изготовление и характеристика каталитического датчика метана на основе технологии микроэлектромеханических систем. J. Nanoelectron. Оптоэлектрон. 13, 1816–1822. DOI: 10.1166 / jno.2018.2435

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Тан С., Чен В., Чжан Х., Сун З. и Ван Ю. (2020). Функционализированный датчик газа из однослойных углеродных нанотрубок с наночастицами pd для обнаружения водорода в высоковольтных трансформаторах. Фронт. Chem. 8: 174. DOI: 10.3389 / fchem.2020.00174

  PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Торрес-Торрес, К., Периа-Лопес, Н., Мартинес-Гутьеррес, Х., Трехо-Вальдес, М., Ортис-Лопес, Дж., И Терронес, М. (2013). Оптоэлектронная модуляция многостенными углеродными нанотрубками. Нанотехнологии 24: 045201. DOI: 10.1088 / 0957-4484 / 24/4/045201

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Вэй-Юн, Х., Мин-Мин, Т., и Цзы-Хуэй, Р.(2006). Новый метод определения концентрации газа с помощью датчика теплопроводности. Подбородок. Приводы J. Sens. 19, 973–975. DOI: 10.1016 / S1005-8885 (07) 60041-7

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Ву, Т. М., и Лин, Ю. В. (2006). Легированные композиты полианилин / многослойные углеродные нанотрубки: получение, характеристика и свойства. Полимер 47, 3576–3582. DOI: 10.1016 / j.polymer.2006.03.060

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Ксибо, Д., Сяоянь, Г., Юэчао, К., Сюэ, С., и Чжаосия, Л. (2013). Исследование метода определения постоянной температуры датчика теплопроводности метана. Телкомника 11: 725. DOI: 10.12928 / TELKOMNIKA.v11i4.1168

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Сюэ, С., Сибо, Д., Юэчао, К., Ген, Х. и Лонг, Б. (2013). «Температурный дрейф и методы компенсации для датчика теплопроводности газа», Труды 8-го Международного форума по стратегическим технологиям (IFOST) 2013 г. (Нью-Йорк, Нью-Йорк: IEEE).

  Google Scholar

  Ву, Ю., Ма, Дж., Ли, М., и Ху, Ф. (2013). Синтез гамма-al2o3 с большой площадью поверхности и большим объемом пор путем; метод обратного осаждения-азеотропной перегонки. Chem. Res. Подбородок. Univ. 29, 206–209. DOI: 10.1007 / s40242-013-2207-7

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Зайцев Б. Д., Теплых А. А., Бородина И. А., Кузнецова И. Е., Верона Е. (2017). Датчик бензина на основе пьезоэлектрического резонатора, возбуждающего поперечное электрическое поле. Ультразвук 80: 96–100. DOI: 10.1016 / j.ultras.2017.05.003

  PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Чжан, Х., Шен, Б., Ху, В., и Лю, X. (2018). Исследование быстродействующего датчика теплопроводности на основе модификации углеродных нанотрубок. Датчики 18, 2191–2120. DOI: 10.3390 / s18072191

  PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Zhang, Q. (2012). Спасение Земли: Правовые подходы к адаптации к изменению климата: Защита интересов жертв. Шанхай: издательство Шанхайской академии социальных наук.

  Google Scholar

  Zhang, T., Mubeen, S., Myung, N.V, and Deshusses, M.A. (2008). Последние достижения в области газовых сенсоров на основе углеродных нанотрубок. Нанотехнологии 19: 332001. DOI: 10.1088 / 0957-4484 / 19/33/332001

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Неопреновые пены с закрытыми порами, пропитанные благородным газом, обеспечивающие сверхнизкую теплопроводность ткани

  Пенопласты с закрытыми порами широко применяются в качестве изоляции и необходимы для терморегулирования защитной одежды в экстремальных условиях.В этой работе мы разрабатываем и демонстрируем стратегию значительного снижения теплопроводности гибкого пенополихлоропрена с закрытыми ячейками до 0,031 ± 0,002 Вт · м ⁻¹ K ⁻¹ , приближаясь к значениям для воздуха. зазор (0,027 Вт · м ⁻¹ K ⁻¹ ) в течение длительного периода времени (> 10 часов) в материале, пригодном для обработки текстиля. Ультраизолирующие неопреновые материалы синтезируются с использованием обработки под высоким давлением при 243 кПа в среде высокомолекулярного газа, такого как Ar, Kr или Xe.Модель диффузии Фика описывает как инфузию массы, так и снижение теплопроводности пены в зависимости от времени обработки, прогнозируя необходимое время воздействия 24–72 часа для полной зарядки образца неопрена толщиной 6 мм и диаметром 5 см. Эти результаты позволяют обеспечить водонепроницаемую текстильную изоляцию, которая приблизительно равна пригодной для носки воздушной прослойке. Мы демонстрируем гидрокостюм из неопрена со сверхнизкой теплопроводностью, который потенциально может увеличить время погружения до 2–3 часов в воде при температуре ниже 10 ° C по сравнению с <1 часом в современных моделях.Эта работа представляет перспективу эффективного использования гибкого воздушного зазора для тепловой защиты в суровых условиях.

  Эта статья в открытом доступе

  Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова?

  Что лучше пеноблоки или газоблоки

  В последнее время в качестве материала для строительства дома все чаще выбирают ячеистый бетон — искусственный строительный материал с пористой структурой, одна из разновидностей легкого бетона.Из этого материала строят и коттеджи, и многоквартирные дома … Более того, такие дома отличаются лучшими теплоизоляционными характеристиками по сравнению с кирпичными и намного прочнее тех, при строительстве которых использовался шлакоблок.

  Благодаря своей форме и небольшому отклонению в размерах пенобетонные блоки можно укладывать не на цементный раствор, являющийся своеобразным мостиком холода в готовой стене, а на специальный клей, способный значительно снизить теплоотдачу стен.

  Существует три метода пористости такого бетона: вспенивание, газообразование и аэрация, благодаря которым получается пенобетон и силикаты.

  Подобный материал начали использовать для строительства зданий еще в 19 веке, когда строители стали заливать бычью кровь в цементно-известковый раствор, белок которого при взаимодействии с раствором образовывал пену. Ни тогда, ни в 30-е годы прошлого века газобетон не получил широкого распространения и начал набирать популярность сравнительно недавно, как более легкий и недорогой строительный материал по сравнению с кирпичом.Он достаточно прочен, лучше сохраняет тепло и легко выводит лишнюю влагу из помещения наружу.

  Сегодня из пеноблоков высокой плотности вполне можно возводить дома до трех этажей. Если при строительстве дома предусматривается возведение железобетонного несущего каркаса, то из пеноблоков можно возводить постройки любой этажности.

  Пеноблоки бывают нескольких видов, различающихся по плотности, теплопроводности и морозостойкости.

  Для получения пенобетона в цементный раствор вводятся специальные вещества, выделяющие газы и обеспечивающие более ровную пористую структуру, чем при производстве пенобетона.

  Особенности производства пеноблоков и газоблоков

  Пенобетон

  получают простым смешиванием заранее приготовленной пены с бетонной смесью. Такое производство намного проще и дешевле производства газобетона и может быть организовано практически на любой строительной площадке, при этом затраты на транспортировку сведены к нулю.Относительная простота изготовления пеноблока очень похожа на шлакоблок, который можно сделать из цемента, воды и грохота в любом дворе. Однако следует учитывать, что в этом случае качество таких пеноблоков может быть поставлено под сомнение.

  Получить пеноблоки можно тремя способами.

  Первый — смесь для блоков заливается в кассетные металлические формы, где она застывает около 10 часов. После этого форма разбирается и из нее вынимаются готовые пеноблоки.При этом практически единственное, что отличает шлакоблок, — это то, что заранее приготовленная пена не добавляется в смесь для ее изготовления.

  
  Схема кассетной формы для изготовления пенобетона

  Второй способ предполагает заливку большого массива пенобетона объемом 2-3 кубометра. Такой массив застывает около 14 часов, после чего весь массив разрезается на части на специальной раскройной машине. Этот способ лучше, потому что вы можете получить пеноблок любого размера.По стоимости этот способ дороже первого. Кроме того, при таком способе производства пеноблоков при распиловке тратится около 0,5% бетона.

  При третьем способе производства пенобетон подается в специальные формы, которые после застывания массы направляются на автоматическую зачистку. Готовые блоки выдавливаются из форм на специальный поддон, а формы для блоков автоматически смазываются. Главный недостаток этого метода в том, что такую ​​установку нельзя перенастраивать, из нее можно производить пеноблоки только одной формы и размера.

  Любой интернет-форум, на котором обсуждаются вопросы строительства, готов предложить готовое видео процесса производства пеноблоков, а также шлакоблоков.

  При производстве газобетона в бетонную смесь добавляют не заранее приготовленную пену, а пенообразователь — водную суспензию алюминиевой пудры, которая вступает в реакцию с наполнителями смеси. В результате в бетоне образуются пузырьки водорода диаметром до 2 миллиметров, которые равномерно распределяются по всему материалу.После предварительного застывания смеси масса разрезается на блоки равного размера, которые подвергаются термообработке в автоклаве.

  
  Производство газобетона

  Для использования такого оборудования необходимы профессиональные навыки. Но готовые блоки отличаются высокой морозостойкостью и устойчивостью к растрескиванию, их легко использовать при строительстве домов и других построек.

  При неавтоклавном методе производства газобетона нарезанные блоки оставляют для затвердевания в естественных условиях.Этот способ производства более экономичен за счет снижения энергозатрат, но также имеет существенный недостаток.

  Так, при той же плотности материала неавтоклавный бетон дает усадку на 2-3 миллиметра, а при термообработке усадка не превышает 0,3 мм.

  Кроме того, при таком способе производства технология также предполагает повышенный расход цемента.

  Благодаря этому получил распространение именно автоклавный газобетон.

  Плюсы и минусы пенобетона и газоблоков

  Преимущества пенобетона и газобетона перед традиционными, привычными строительными материалами аналогичны. Газобетон и пеноблоки весят меньше кирпича и прочнее шлакоблока, само название которого, как шутят некоторые строители, красноречиво говорит о качестве этого материала. Их легче транспортировать и, благодаря небольшому весу, экономить в самом начале строительства, закладывая легкий фундамент в основание здания.При этом основные отличия пенобетона, наряду с более низкой стоимостью, — это его недостатки.

  
  Газобетон прост в переработке

  Газобетонные блоки обоих типов легко собираются вместе. Поэтому на возведение стен домов из таких блоков уходит на треть меньше времени, чем стен из обычного кирпича, но и пенобетон гораздо лучше поддается дополнительной обработке. Какой еще камень, пусть и искусственный, при необходимости можно распилить обычной ножовкой? Даже шлакоблоки менее податливы при резке.

  Гигроскопичность и морозостойкость

  Оба материала обладают низкой влагостойкостью, поэтому стены домов из них нуждаются в дополнительной обработке разными составами … Газобетонный блок лучше впитывает влагу за счет того, что поры в нем не только закрыты, как в пенобетоне, но и открытым. Он выводит из помещения лишнюю влагу и намного лучше «дышит» за счет своей пористости. При таких же условиях повышенной влажности фасад здания из газобетона необходимо будет дополнительно защитить от прямого попадания влаги.

  Благодаря пористой структуре внутри блоков всегда есть резервное пространство для движения воды при замерзании. Поэтому морозостойкость пенобетона колеблется от F15 до F50.

  Автоклавный газобетон

  , в свою очередь, способен выдержать около 200 циклов замерзания, что соответствует примерно 500 годам срока службы стен. Причем ГОСТ требует для этого материала всего 35 циклов замораживания.

  Прочность

  Пенобетон и газоблоки могут изготавливаться с различной плотностью материала: от 300 до 1200 кг / м3.

  Однако при равной плотности пеноблок заметно уступает автоклавному газобетону по прочности, что во многом зависит от качества пенообразователя.

  Так как пенобетон можно сделать практически кустарным способом, многие производители вместо качественных компонентов смесей используют им более дешевые аналоги … При этом себестоимость пеноблоков снижается, но их качество — это как строительный материал, так и не становится лучше.

  Усадка

  Кладка из блоков из автоклавного газобетона менее склонна к растрескиванию, чем стена из пенобетона. Усадка автоклавного газобетона обычно не превышает 0,5 мм на 1 метр кладки. При этом у пеноблоков усадка может достигать 3 мм / м.

  Теплоизоляция

  Теплопроводность пеноблоков в три раза ниже, чем у обычного кирпича. От газобетонных блоков их отличает то, что поры внутри блока распределены неравномерно и могут сильно различаться по размеру.Где-то получилось больше, где-то меньше, а где-то вообще не образовалось. Из-за этого сложно утверждать, что даже один блок из пенобетона способен обеспечить одинаковый уровень теплопроводности во всем своем объеме.

  Текстура пеноблоков имеет больше пор и равномерно проникает во весь материал. Поэтому их теплоизоляционные качества лучше, чем у пеноблоков.

  Только шлакоблок может иметь меньшую теплопроводность, чем у газобетонных блоков.Однако в его случае теплопроводность во многом зависит от того, какой материал был использован при его производстве.

  Огнестойкость

  По своей структуре газобетон не поддерживает горение и не распространяет огонь. Посетив любой строительный форум, вы сможете убедиться, что, по отзывам, кладка из газобетонных блоков толщиной всего 20 см вполне способна остановить распространение пожара.

  Пенобетон

  также относится к негорючим материалам и способен выдерживать одностороннее воздействие огня в течение 5-7 часов.

  Цена

  Газобетон, особенно автоклавный, значительно дороже пенобетона или шлакоблока. Это происходит по той простой причине, о которой уже говорилось ранее — пенобетон можно производить практически везде. Вы даже можете сделать это, просто прочитав отзывы и посетив строительный форум, где они не только помогут вам разобраться в технологии производства. Люди, посещающие такой форум, также могут предлагать видеоролики производственного процесса, и дельными советами, если что, они помогут.

  Оборудование для производства автоклавного газобетона дорогое; это могут себе позволить только крупные предприятия. Поэтому этот материал значительно дороже.

  Размеры (редактировать)

  
  Пеноблок и размер кирпича

  Только один пеноблок или газовый блок может заменить 15–20 кирпичей в кладке.

  Причем стена дома из этих материалов будет намного светлее. Сами бетонные блоки могут быть разных размеров. Все зависит от оборудования, на котором производится этот строительный материал.

  Дома из пеноблоков и пеноблоков выгодно отличаются от домов из кирпича, прежде всего, более низкой стоимостью. При их возведении дешевле и фундамент, и кладка, и сам материал. Кроме всего прочего, такие дома обойдутся дешевле в обслуживании. Помещение с газобетонными стенами отапливать намного проще.

  Что лучше всего для строительства?

  Любой форум, на котором обсуждаются тонкости построения, может вместить достаточно сторонников и противников использования обоих материалов.Некоторые предпочитают доступность, простоту и невысокую стоимость изготовления. Второе приятнее — старый добрый кирпич и шлакоблок. Другие считают, что качество строительства можно гарантировать только в том случае, если будут использованы материалы, произведенные в крупном производстве, на дорогостоящем оборудовании. И пенопласт, и газовый блок заслуживают как отрицательных, так и хвалебных отзывов. Каждый из материалов отличается своими несомненными достоинствами и недостатками.

  
  Преимущества и недостатки пенобетона и пенобетона

  Помимо производственного процесса, воспользовавшись видео, вы сможете оценить простоту и тонкости кладки стен из пенобетона и пенобетона.Важную роль играет простота и удобство этого процесса.

  На выбор материала для строительства может влиять множество факторов. Цена складывается из стоимости самого материала, стоимости его монтажа, эксплуатационных характеристик, доступности, назначения возводимого здания и многого другого.

  Изделия из пенобетона давно зарекомендовали себя на рынке, прочно заняв нишу стеновых кладочных материалов. Хотя первые годы популярности этих материалов на рынке даже специалисты пророчили им большое будущее с полным вытеснением кирпичей, этого не произошло.

  Прочностные показатели строительного камня и кирпича остались неприступным бастионом для характеристик газобетона. Однако газобетон и газобетон могут быть интересны и другими качествами. Среди них энергосберегающий и легкий … Конечно, есть ряд эксплуатационных нюансов, которые следует учитывать при выборе между газовым и пеноблоком.

  Описание газобетона

  Газобетон в виде газобетона — блоков, плит или панелей, предназначенных для строительства стен, перегородок или конструкций.Основой материала может быть цемент, известь, кварцевый песок, шлаки и отходы различных производств.

  В первичный состав вводится газообразователь, который дополнительно активирует процесс химической реакции и способствует образованию ячеистой структуры.

  Чтобы понять, чем газобетон отличается от пенобетона, решающее значение имеет технология изготовления. Высококачественный газобетон не может быть произведен вручную. … Это особенно актуально для блоков автоклавов, для изготовления которых используются специальные камеры. Собственно, это заключительный этап производства, во время которого газобетон твердеет.

  Преимущества газобетона

  Недостатки газобетона

  Отрицательные качества газобетонных блоков обусловлены той же пористой структурой, которая наделила материал многими из перечисленных преимуществ. Однако недостатков не так много и к серьезным можно отнести только два:

  Где лучше использовать?

  Лучшим решением при использовании газоблока будут межкомнатных стен. , перегородки, создание сложных конструктивных элементов и обеспечение теплоизоляции.

  Для кладки стен желательно использовать блоки, на которые планируется возлагать небольшие нагрузки. Панели подходят в качестве теплоизоляции стен и перегородок.

  Описание пенобетона

  Грубо говоря, пеноблок — это упрощенный вид газобетона … Материал также является одним из самых популярных представителей газобетона.

  При изготовлении таких блоков используются примерно одинаковые составы, но технология дальнейшей обработки массы имеет существенные отличия … Решая, что лучше пенобетон или газобетон, следует учитывать, что первый изготавливается с применением механического воздействия. То есть с помощью бароустановок и пенообразователя образуются пузырьки, а затем и поры. В случае газобетона аналогичный эффект создается за счет химической реакции с пенообразователем .

  Преимущества пенобетона

  Минусы пенобетона

  По большому счету пеноблоки соответствуют тем же отрицательным качествам, что и в случае с газоблоком … Это, в частности, способность поглощать влагу , что отрицательно сказывается на эксплуатационных характеристиках.

  Далее отметил недостаточную прочность … Вопрос о том, какой пенобетон или пенобетон лучше по прочности, является спорным. В обоих случаях эта характеристика зависит от бренда, но даже самые прочные изделия несравнимы с кирпичом.

  Кроме того, именно пеноблок, в силу простой технологии изготовления, чаще всего предлагается на рынке в неудовлетворительном качестве , что практически невозможно проверить.Пенобетон можно сделать при минимальной технической поддержке, поэтому стоит обращать внимание только на продукцию крупных производителей.

  Куда лучше обратиться?

  В вопросе, что лучше для строительства пенобетон или пенобетон, первый вариант более выгоден, потому что имеет более широкий спектр возможных применений. Другое дело, что газобетон позволяет решать задачи меньшего круга , но с большей степенью ответственности.

  Наибольшей популярностью пользуется пенобетон в виде блоков. Возведение стен в малоэтажных и многоэтажных домах из пеноблоков — довольно распространенное явление. В помещениях, а также при отделке фасадов этот материал используется как средство декоративного и конструктивно сложного дизайна.

  Сам бетон можно использовать при заливке кровли , напольных покрытий, теплоизоляции коммуникаций, трубопроводов и т.д. Марки с высокими показателями прочности также могут применяться при возведении фундаментов, хотя такие технологические решения все же рискованны и подходят для конструкции с низкими несущими нагрузками.

  Набирают популярность пористые строительные материалы. Они прочные и легкие, используются для строительства частных домов, загородных коттеджей, хозяйственных и хозяйственных построек, гаражей. Для этого чаще используют пенобетон и газобетон, но нужно знать, чем отличаются эти два бетона со схожими техническими характеристиками.

  Пенобетон и газобетон — строительные материалы, которые набирают популярность, поскольку обладают достаточной прочностью и низкой теплопроводностью.Пористая структура снижает плотность и массу блоков из них. Ячейки, заполненные воздухом, обеспечивают теплоизоляцию. Несмотря на схожесть характеристик, сфера применения этих составов различна.

  Прочность, низкая удельная плотность пенобетона увеличивает срок службы этого материала. Поэтому его применяют для жилых домов — домов, коттеджей, приусадебных участков, бань. Единственное ограничение в применении пенобетона — возведенные из него постройки не должны быть выше трех этажей.Применяется при устройстве:

  • несущих стен зданий и сооружений;
  • внутренние стены для планировки помещений;
  • заборы, ограждения территорий;
  • перекрытия с арматурой стальной арматурой.

  Равномерность структуры газобетона объясняет одну из его главных особенностей — повышенную стойкость к растрескиванию и усадке создаваемых из него конструкций. Это позволяет использовать его для строительства жилых домов, промышленных, общественных и коммерческих объектов.Применяется для:

  • межкомнатных перегородок;
  • заполнение пролетов в каркасных зданиях;
  • несущие конструкции и стены;
  • Многоэтажные конструкции и здания.

  Технология производства и состав

  Чтобы понять разницу между газобетоном и пенобетоном, необходимо разобраться в технологиях, по которым производятся эти строительные материалы. В процессе производства формируется внутренняя пористая структура с расчетной плотностью и прочностью — характеристиками, определяющими основные преимущества.При этом используются безвредные для здоровья компоненты, что значительно расширяет сферу применения таких бетонов.

  Производство пенобетона

  Пенобетон производят по упрощенной технологии, которая доступна даже в домашних условиях. Составляющие продукции: цемент, вода, песок, шлак и другие наполнители. Основным веществом, обеспечивающим пористость структуры материала, является сульфитный щелок. Для пенобетона вам потребуются: портландцемент 36%, песок 47%, вода 16%.Вспенивающие добавки и волокна для повышения прочности не превышают 1%. Этапы производства:

  1. Все ингредиенты в сухом виде тщательно перемешиваются, после чего к ним добавляется небольшой объем воды.
  2. Добавлен вспенивающий компонент — сульфитный щелок. Перемешивание продолжают до получения однородной структуры. В ходе химических реакций выделяется газ, в результате чего материал приобретает пористую структуру.
  3. Приготовленный раствор укладывается в подготовленную опалубку в виде необходимых блоков или конструкций.Пенобетон схватывается за 10 часов, минимальное время — 5 часов. После снятия с опалубки блоки помещают на улицу или в сухое помещение для окончательной просушки.
  4. Необходимая прочность, позволяющая использовать этот материал, достигается за 14-21 день.

  Важно обратить внимание на качество опалубки, чтобы размеры и поверхность блоков или элементов конструкции соответствовали техническим требованиям.

  Производство газобетона

  Газобетон производится на промышленных предприятиях со специальным оборудованием.Основные компоненты — цемент, кварцевый песок и известь, вода. Вспенивающий компонент — алюминиевая паста. Состав аналогичен тому, который используется для приготовления пенобетона. Чистое вещество опасно для окружающей среды, но в процессе производства полностью обезвреживается. Этапы производства газобетона:

  1. Компоненты заливаются в бетономешалку в пропорциях и заливаются водой, замешиваются до однородной консистенции согласно разработанной ранее технологической карте… Добавленная алюминиевая паста, иногда порошок, вступает в реакцию с раствором, насыщает его газом, создавая ячеистую структуру и одновременно нейтрализуя.
  2. Полученный раствор разливают в заранее приготовленные формы. При этом следует учитывать, что в результате реакции соединений алюминия его объем при схватывании увеличится.
  3. Затвердевший монолит вынимается из форм и разрезается на блоки, плиты, перемычки и другие элементы требуемых размеров.
  4. Для повышения прочностных и гидроизоляционных характеристик полученные изделия обрабатывают в автоклавах под паром при 12 бар или в высокотемпературных электрических печах.

  Полученный газобетон и материалы из него обладают повышенной прочностью, правильной геометрией.

  Сравнение характеристик

  Основные компоненты и технологии производства очень похожи, но технические характеристики этих материалов различаются. Отличие свойств пенобетона от газобетона объясняется их структурой и внешним видом.

  Пенобетон имеет структуру с относительно крупными ячейками с низким влагопоглощением, хорошей звуко- и теплоизоляцией. Поверхность относительно гладкая, цвет серый.

  Газобетон имеет более мелкие ячейки, в результате газообразования в толще раствора на поверхности могут появиться микротрещины. Они обладают хорошей паропроницаемостью, теплоизоляционными характеристиками. Шероховатая белая поверхность требует дополнительной обработки.

  Плотность газобетона находится в пределах от 400 до 800, пенобетона — более высокая плотность от 400 до 1200 кг / м³.Отличия в других технических характеристиках:

  • Газобетон имеет более стабильную теплопроводность, так как имеет однородную ячеистую структуру. Поры в пенобетоне имеют диаметр 1-3 мм, распределены неравномерно, поэтому теплопроводность этого материала нестабильна.
  • Прочность обработанного газобетона значительно выше, чем у газобетона.
  • Промышленное производство позволяет получать газобетонные блоки с точной геометрией; Пеноблоки из частного пенобетона такими свойствами не обладают.
  • Штукатурка наносится на оба материала, но правильная геометрия газобетонных элементов позволяет сэкономить. Также газобетон имеет лучшую адгезию.
  • Газобетон имеет лучшую морозостойкость, как автоклавный или термообработанный бетон. Этот показатель для пенобетона достигает 35 циклов замораживания и оттаивания, а пенобетон с гидрофобными наполнителями выдерживает до 75 циклов.

  Если сравнивать показатели пенобетона и газобетона, то газобетон имеет лучшие показатели, что позволяет использовать его для строительства различных зданий и сооружений, в том числе многоэтажных.

  Достоинства и недостатки

  Газобетон и пенобетон имеют свои достоинства и недостатки. Что лучше использовать в той или иной ситуации, можно определить только после анализа свойств этих материалов. К достоинствам пенобетона можно отнести:

  • Относительно низкая теплопроводность.
  • Сравнительно невысокая плотность, позволяющая сэкономить на фундаменте, выкладывать стены самостоятельно.
  • Высокая звукоизоляция.
  • Оптимальный размер блоков и других элементов конструкции ускоряет строительство.
  • Простая регулировка элементов простой ножовкой.
  • Экологичность позволяет использовать для строительства любых жилых помещений.
  • Длительная работа даже в тяжелых условиях, коррозионная стойкость.

  Но и у этого материала есть недостатки:

  • Пористость конструкции придает хрупкость, особенно по краям конструкций, прочность пенобетона нестабильна.
  • Неприглядная внешняя поверхность, которую лучше оштукатурить.
  • При возведении конструкций из пенобетона необходимо армирование на стыках элементов.
  • При ручном производстве качество материала снижается.
  • Использование этого материала требует тщательного расчета прочности конструкции.
  • Пеноблоки не имеют правильной геометрии, так как они не производятся в промышленных масштабах.

  К преимуществам газобетона можно отнести следующие характеристики:

  • Пониженная плотность при повышенной прочности.
  • Повышенная влагостойкость блока автоклава.
  • Огнестойкость.
  • Морозостойкость.
  • Устойчив к биологическим воздействиям и коррозии.
  • Долговечность позволяет использовать здания более 100 лет.
  • Отличные тепло- и звукоизоляционные свойства.
  • Легкость обработки.
  • Экономия, так как для газобетона требуется минимальное количество цемента.
  • Экологическая безопасность.
  • Правильная геометрия, т. К. Конструктивные элементы изготавливаются на производстве.

  При всех достоинствах материала, у него есть и недостатки:

  • Повышенная гигроскопичность требует дополнительной штукатурки.
  • Будьте осторожны при расчете нагрузок, так как блоки могут треснуть.
  • Стоимость этого материала выше, чем у пенобетона.

  Результаты

  Выбирая газобетон или пенобетон, нужно взвесить то, что лучше всего подходит для строительства. У этих материалов много общего, но есть различия, которые не позволяют применять их одинаково.Очевидно, что наилучшими прочностными показателями обладает газобетон, они схожи по другим характеристикам. Поэтому учитываются конкретные расчеты, особенности и бюджет работ, по результатам которых принимается решение.

  Газобетон в строительстве начали применять сравнительно недавно, хотя технология их производства известна более 100 лет.

  Если раньше производство таких материалов было дорогостоящим, а цена на них была высокой, то сейчас появились современные технологии и материалы, которые делают пенобетон или пенобетон доступным материалом.

  Современные строительные газобетоны различаются по технологии производства и имеют разные характеристики, поэтому часто возникает вопрос, что лучше пенобетон или пенобетон

  Если сравнить эти два материала, то они различаются по своей структуре и, следовательно, имеют разные характеристики. Если вы решили выбрать газоблоки, то для их изготовления используется известь, вода, песок, цемент.

  Одним из основных элементов является известь, а для образования пор в состав при производстве добавляют алюминиевую пудру.Структура такого материала однородна во всех направлениях.

  Рис.1 Внешний вид газоблоков

  Технология производства пенобетона другая, хотя для его производства также используются известь, вода и цемент.

  Отличие в том, что в первом случае используется песок, а во втором отходы производства — это шлак. Пенообразователи используются для образования пор.

  Исходя из характеристик технологии и вариативности сырья, получается различие в структуре материала.Цена на пенобетон дешевле, и тогда вы решаете, что лучше, пеноблок или газоблок.

  Если сравнивать технологию изготовления, то она тоже будет другой. Пенобетон — это раствор, затвердевающий в естественных условиях за счет добавления химических веществ … После перемешивания раствор заливается в формы, в которых он застывает и приобретает свои характеристики.

  Пористая структура пенобетона обеспечивает его малый вес, низкую теплопроводность, высокую прочность, хорошие звукоизоляционные свойства и длительный срок службы.

  При выборе газобетона или пенобетона необходимо учитывать тот факт, что производство пенобетона очень простое и поэтому его часто делают непрофессионалы. В результате получается стройматериал некачественного качества и сравнивать его с тем, что изготовлено по технологии, невозможно, так как его характеристики будут намного хуже, хотя цена дешевле.

  Рис.2 Внешний вид пеноблоков

  Производство газобетона отличается тем, что необходимо специальное оборудование, стоимость которого высока, а изготовить такой строительный материал в домашних условиях невозможно.

  Поэтому, если вы решили выбрать тот или иной материал, вам достаточно приобрести тот, который изготовлен по разработанным технологиям.

  При производстве газобетона в результате добавления алюминиевого порошка между ним и остальными компонентами происходит химическая реакция с выделением газа, в результате чего образуются поры. После заливки материалу дают полностью застыть, а затем разрезают до заданных размеров. Уже готовые блоки помещают в автоклав для удаления с них влаги.

  Как видите, сравнение газобетона и газобетона показывает, что газобетон делать проще, но если не придерживаться технологии, то его качество и характеристики сильно пострадают.

  В зависимости от требуемых характеристик строительного материала нужно определиться, какой купить пенобетон или пенобетон.

  Объем и стоимость

  Структура газового блока постоянная и однородная.Этот материал практически не дает усадки, имеет очень низкую теплопроводность, высокую огнестойкость и морозостойкость. Эти качества позволяют выбрать пенобетон для возведения как несущих стен, так и перегородок.

  Если сравнить материал, просушенный в автоклаве, и материал, высушенный в естественных условиях, то прочностные показатели последнего будут хуже, и он окажется более плотным, следовательно, его теплопроводность выше, к тому же будут отклонения в линейных размерах блоков.

  Пенобетон

  можно использовать при строительстве зданий высотой не более 3-х этажей. Характеристики блоков будут зависеть от его плотности, качества используемого шлака и соотношения компонентов.

  Таблица 1. Стоимость материалов:

  Стоимость будет зависеть не только от размера блока, но и от его плотности. Как видите, большой разницы нет, а потому, решая, какой материал лучше выбрать, следует руководствоваться не его ценностью, а другими характеристиками, которые необходимы в вашем случае.Стоимость кладки одного блока будет в пределах 50-70 рублей.

  Сравнение других показателей

  Еще одно отличие газобетона от пенобетона состоит в том, что пеноблок не имеет упаковки, а пенобетон надежно упакован, что облегчает его транспортировку и исключает возможность повреждения при доставке и разгрузке.

  Точность размеров значительно облегчает процесс кладки, а также позволяет сэкономить на растворе, что удешевляет строительство, а газобетон в этом вопросе выигрывает.

  Если говорить о влагозащитных свойствах, то оба материала впитывают влагу, это связано с наличием пор, поэтому после возведения здания в обоих случаях необходимо выполнить его дополнительную защиту.

  Плотность пенобетона обычно выше, поэтому он прочнее, но имеет более высокую теплопроводность. Но прочность во многом будет зависеть от качества и марки используемого цемента.

  Укладку пенобетона можно производить только на раствор, а для укладки газобетонных блоков можно использовать специальный клей.Хотя стоимость клея дороже, его требуется меньше и, как следствие, тратится меньше денег.

  Поскольку швы при укладке на клей получаются с минимальной толщиной, то теплопроводность стены не увеличится, так как большие швы являются мостиками холода и ухудшают характеристики постройки.

  Однозначно сказать, какой материал лучше, невозможно, все зависит от ваших возможностей и требований, которые вы предъявляете к дому.

  Пеноблоки подходят для строительства небольших домов, сараев или гаражей. Качество автоклавного газоблока намного выше, и если вы хотите построить современный дом с высокими показателями тепло- и звукоизоляции, то лучше покупать газоблоки.

  Если вы решили выбрать для строительства своего дома легкий бетон, то для начала нужно понять, чем пеноблок отличается от газоблока. Эти материалы во многом различаются по разным критериям.

  Производственные различия

  Если сравнить газобетон и газобетон, то можно заметить некоторую разницу в производственном процессе. Таким образом, газобетон изготавливается под действием давления, в процессе производства воздух находится в растворе. Хотя в этом процессе используется небольшое давление внешней среды, можно отметить, что, вырываясь, водород образует поры. Если вы задумываетесь, чем отличается пеноблок от газоблока, то можете обратить внимание на то, что эти два материала также различаются по способу застывания.Пеноблок, например, набирает прочность в формах, в которых он приобретает окончательную геометрию, но качественный газобетон производится исключительно в заводских условиях путем разрезания размерного блока. Это делается для того, чтобы получить блоки необходимого размера.

  Особенность формирования ячеек

  По назначению легкие блоки могут быть конструктивно-теплоизоляционными или теплоизоляционными, а также конструкционными. Это самая важная материальная разница. Пенобетон, как и газобетон, является производным легким материалом, в отличие от них можно выделить способ формирования воздушных ячеек.

  Если вы задумываетесь, чем пеноблок отличается от газоблока, то сравнение, представленное в статье, поможет вам разобраться. В пенобетоне, например, пузыри образуются с помощью пены, которую смешивают с основным раствором, Блок в результате получается не только легкий, но и достаточно прочный, но все же его теплоемкость выступает как основная. качественный. Ячейки пенобетона закрытые по составу. Если говорить о пузырях газобетона, то для их образования используется алюминиевая пудра, которая вступает в реакцию с известью до повышения температуры и выделения газа.Ячейки в этом виде бетона открытые.

  Основные характеристики пеногазового блока

  Если при выборе материала вы задумываетесь над вопросом, чем пеноблок отличается от газоблока, то стоит учесть и основные характеристики этих легкий бетон. Таким образом, если говорить о размерах, то отклонения пенобетона могут достигать 20 мм, чего нельзя сказать о газобетоне, размеры которого не отклоняются от заданных более чем на 2 мм.Это говорит о том, что расход кладочной смеси при строительстве первого варианта стройматериала будет больше, потому что при необходимости вам придется заполнить пустоты раствором. Кроме того, размеры также влияют на качество теплопроводности. С неправильными получаются неправильные и широкие швы, через которые непременно уйдет тепло. Также важны такие качества, как плотность и прочность. У пенобетона первая характеристика, как и вторая, низкая, чего нельзя сказать о конкуренте, у которого оба параметра находятся на высоком уровне.Это сказывается на удобстве транспортировки и штабелирования. в среднем 0,18-0,22, но у второго типа легкого бетона он совсем ниже и равен 0,12.

  Довольно часто строители, задумываясь над вопросом, чем пеноблок отличается от газоблока, обращают внимание на показатель влагостойкости, который хорош для газового блока, что говорит о том, что материал практически не впитывает влага. Это качество также хорошо для конкурентного материала, он гигроскопичен и способен отталкивать влагу.Оба материала не гниют, что свидетельствует о превосходной биологической устойчивости. То же самое можно сказать и о химической стойкости.

  Огнестойкость

  При строительстве частных домов мастера часто задаются вопросом, чем газоблоки отличаются от пеноблоков, обращая внимание на качество огнестойкости. В этом отношении описанные продукты не уступают, способны противостоять воздействию огня. Такие блоки можно использовать для частного строительства, не опасаясь того, что они могут нанести вред, так как выступают как экологически чистые материалы.

  Для стен важна и способность защищать от шума; пеноблоки и газобетонные блоки обладают хорошими звукоизоляционными качествами, с той лишь разницей, что они лучше в газобетонных блоках.

  Сфера использования

  Если вас интересует вопрос, чем газоблоки отличаются от пеноблоков, то стоит обратить внимание на то, что, несмотря на схожие качества, их нужно использовать с учетом плотности. Итак, чтобы использовать пенобетон для устройства внутренних перегородок, стоит использовать материал, плотность которого составляет 300 кг / м 3 и выше.Что касается газобетона, то для использования его в тех же целях плотность должна быть выше, минимальный показатель этой характеристики — 400 кг / м 3. В первом случае возводить наружные стены можно только с плотностью равной 1000 кг / м 3. Во втором этот показатель можно снизить до 500-600 кг / м 3. Если использовать пеноблок и пеноблок одинаковой плотности, то последний материал будет проявлять более впечатляющие качества теплостойкости и сила. К тому же его можно использовать при строительстве, и при этом совершенно не требуется проводить работы по внутренней отделке, чего нельзя сказать о пенобетоне, что подразумевает необходимость обработки поверхности штукатурной смесью.

  Минусы пеноблока и пеноблока

  Если вы еще не определились для себя, чем пеноблок отличается от пеноблока и что лучше, то вам непременно стоит учесть недостатки, которые пенобетон выражается в получении достаточно широкой швы при укладке. Получаются они равными примерно 10 мм, что способствует образованию этих стен после возведения, которые необходимо покрыть защитной смесью как снаружи, так и изнутри. К тому же такие стены и перегородки не способны дышать, что в некоторых случаях вызывает появление и развитие грибка и плесени.

  Если подумать, чем пеноблок отличается от газоблока, отличия однозначно стоит учесть. Например, второй вид не подразумевает внутренней отделки, но отделывать стены снаружи однозначно стоит. Это нужно для того, чтобы материал был защищен от влаги. Как правило, в этом случае используются вентилируемые фасады, обустройство которых предполагает проведение достаточно сложных работ … Заменить эту технологию можно применением паропроницаемой краски или альтернативного решения — штукатурки.Однако фасад будет выглядеть не так привлекательно.

  Сравнительная стоимость материалов

  Когда профессиональные строители и домашние мастера задумываются о разнице газоблоков, пеноблоков, газобетона, они обязательно обращают внимание на стоимость материалов. Стоит отметить, что стоимость этих ячеистых бетонов примерно в том же ценовом диапазоне, но пенобетон все же можно приобрести по более доступной цене. Первоначальный рост стоимости этого бетона начинается с 2400 рублей за 1 м 3, а наиболее внушительная стоимость — 3200 рублей за указанный объем стройматериала.Но газовый блок стоит 2800 рублей за 1 м 3, что является минимальной ценой для данного материала, а максимальная — 3295 рублей за указанный объем.

  Наконец

  Если вы тоже один из тех, кого интересует вопрос, чем пеноблок отличается от газоблока, инструкция по применению позволит вам понять, какой материал использовать.