К свойствам бетона, связанным с тепловым воздействием, относятся теплопроводность, теплоемкость и коэффициент линейного (температурного) расширения.
Теплопроводность - важная характеристика строительно-физических свойств бетонов, применяемых в ограждающих конструкциях; она, тесно связана со строением бетона и структурой основных составляющих; теплопроводность зависит от влажностного состояния и температуры бетона: с повышением влажности и температуры теплопроводность бетона повышается. Для практических целей расчетная величина показателя теплопроводности или коэффициент теплопроводности определяется в зависимости от интегральной пористости или, что примерно то же, от объемного веса бетона в высушенном до постоянного веса состоянии, определенного при температуре 25° С (рис.1).
Теплопроводность может быть также рассчитана по формуле Б. Н. Кауфмана:
где - коэффициент теплопроводности бетона при температуре +25° С в ккал/м-ч-град; - объемный вес бетона в высушенном состоянии в т/м3.
Однако эта и подобные ей формулы не учитывают характера пористости бетона (крупность пор, их распределение по размерам, степень замкнутости или сообщаемости). Наиболее близкая сходимость расчетной величины теплопроводности бетона, определяемой по этой формуле, с фактической может быть получена для бетонов на одинаковых по структуре заполнителях и одинакового строения. Пользоваться универсальной расчетной формулой теплопроводности, учитывающей совместное действие всех перечисленных факторов, затруднительно. Для каждого нового вида легкого бетона требуется определение фактического коэффициента теплопроводности на соответствующих приборах и установках; поправки при изменении состава бетона и его объемного веса могут быть сделаны по расчетным формулам. Тяжелые бетоны на плотных заполнителях и плотного строения обладают высоким коэффициентом теплопроводности -свыше 1,5 ккал/м х ч*град . Поэтому при использовании их в ограждающих конструкциях отапливаемых помещений требуется устройство специального слоя из эффективного теплоизоляционного материала.
Коэффициент температурного расширения для большинства бетонов при нагревании в пределах до 100° С можно принять в среднем равным 10*10-6, что близко к коэффициенту температурного расширения стали (12*10-6). Это обеспечивает примерно одинаковые температурные деформации бетона и стальной арматуры при нагревании железобетонного элемента.
Теплоемкость бетона и бетонной смеси. Бетоны на минеральных вяжущих и заполнителях в воздушно сухом состоянии обладают теплоемкостью в пределах 0,18-0,20 ккал/кг в зависимости от степени пористости заполнителей. Теплоемкость бетонной смеси в зависимости от содержания воды может изменяться в пределах от 0,28 до 0,33 ккал/кг .