Isı yayma faktörünün Betonarme yapılarda etkisi

Yapının malzeme özellikleri, ısı yayma ve ortaya çıkan gerilmeler üzerinde büyük etkilere sahiptir. Çelik gibi yüksek bir ısı yayma kapasitesine sahip olan bir malzeme, ısıyı dışarı çıkarmabilme özelliğine sahip olduğu için, yapıdaki sabit sıcaklık farklarından daha az etkilenecektir. Beton gibi daha düşük ısı iletim kapasitesine sahip olan bir malzeme, sınır koşullarındaki değişimlere bağlı olarak daha düzgün olmayan uniform olmayan sıcaklık dağılımına sahip olacaktır. Çünkü beton yeterli hızla daha soğuk parçalara ısı iletememektedir

Sıcaklığı etkileyen iki malzeme özelliği, yüzey özellikleri güneş emilimi ve yayılımıdır. Bir malzemedeki sıcaklığı etkileyen iç malzeme özellikleri yoğunluk, özgül ısı ve ısıl iletkenliktir. Birim şekil değiştirme ve gerilmeler ısı genleşme katsayısı ve elastisite modülünden etkilenir. Malzeme özellikleri, her tür beton sınıfı için doğrudan ölçülebilir. Ancak ölçümler zaman alıcıdır ve test numuneleri ve gerçek yapının malzeme özellikleri maruz kalma farklılıklarından dolayı uygun sonuçlar vermeyebilir.
Bir malzemenin ısı aktarma gücü, yoğunluğa ve özgül ısıya tabidir.

Beton yoğunluk ve özgül ısı kavramlarının ısı yayma özelliğine etkisi

Betonun yoğunluğu, betondaki ana bileşenlerin (su, çimento ve agrega) yoğunluğu ile alakalıdır. En büyük parça agreganın olduğundan, farklı agrega tiplerindeki yoğunluk farklarından dolayı, bu yoğunluktaki en önemli faktördür. Normal bir betonda yoğunluk 2100 ila 2500 kg / m3 arasında değişir.

Özgül ısı betonun ısı kapasitesini temsil eder. Yoğunluktaki gibi agrega tipine bağlı değil bunun yerine nem içeriğinden daha fazla etkilenir. Su-çimento oranı ve sıcaklık da bu özellik için önemli faktörlerdir. Ancak normal çevre koşulları altındaki sıcaklık aralığı küçük olduğundan, sıcaklık değişiminin özgül ısı kapasitesi üzerindeki etkisi de küçük olacaktır. Özgül ısı kapasitesi betonda normalde 84 ila 1170 J /(kg.℃) arasında değişir. Genellikle bu değer 900 ve 1000 J /(kg.℃ ) olarak kullanılır.

Isıl iletkenlik malzemenin ısıl iletim kapasitesi olarak tariflenir. Betonun yoğunluğu ve bileşimi, dahil edilen bileşenlerin iletkenliği ve nem içeriğine bağlıdır. Nem içeriği ve agrega tipine bağlı, ısı iletkenliğinin 1,6 ile 3,6 W/(kg ·ºC) arasında değişmektedir. Sıcaklık seviyesi de iletkenliği etkiler, ancak normal çevresel sıcaklık dalgalanmaları için bu etki göz ardı edilebilir.

Doygun betonda ısıl iletkenlik 1,4 and 3,6 W/(kg · ºC) arasında değişir. Çoğu çalışmada genellikle 1,5 W/(kg · ºC) alınmıştır. Düşük ısıl iletkenlik büyük sıcaklık farkları üretir ve eğer önemsiz görülürse farklılıklar büyüyebilir.
Sıcaklıktaki konumsal ve zaman değişimleri, betonarme yapılarda çeşitli hareket türlerini üretecektir. Sıcaklık yüklerini düzeltmenin nedeni sıcaklıktaki değişikliklerden kaynaklanan birim şekil değiştirmelerdir.

Beton kür uygulaması için tıklayınız.

Yapıların hareket etmesi kısıtlanmışsa, birim şekil değiştirmeler doğrudan doğruya gerilmeler ile orantılıdır. Sıcaklık dağılımına bağlı etkiler farklıdır. Uniform olmayan sıcaklık dağılımına bağlı olarak, yalnızca boyuna hareket olmaz aynı zamanda enine hareketler de oluşur.