Коэффициенты линейного расширения строительных материалов


Изучите коэффициент теплового расширения тел в физике: закон и как определить, размер тела и изменения температуры, линейное тепловое расширение, формула.

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

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

Материал

Коэффициент линейного теплового расширения

(10-6 Рј/(РјK)) / ( 10-6 Рј/(РјoРЎ))

(10-6 РґСЋР№Рј/(РґСЋР№Рј oF))

ABS (акрилонитрил-бутадиен-стирол) термопласт 73.8 41
ABS – стекло, армированное волокнами 30.4 17
Акриловый материал, прессованный 234 130
Алмаз 1.1 0.6
Алмаз технический 1.2 0.67
Алюминий 22.2 12.3
Ацеталь 106.5 59.2
Ацеталь , армированный стекловолокном 39.4 22
Ацетат целлюлозы (CA) 130 72.2
Ацетат бутират целлюлозы (CAB) 25.2 14
Барий 20.6 11.4
Бериллий 11.5 6.4
Бериллиево-медный сплав (Cu 75, Be 25) 16.7 9.3
Бетон 14.5 8.0
Бетонные структуры 9.8 5.5
Бронза 18.0 10.0
Ванадий 8 4.5
Р’РёСЃРјСѓС‚ 13 7.3
Вольфрам 4.3 2.4
Гадолиний 9 5
Гафний 5.9 3.3
Германий 6.1 3.4
Гольмий 11.2 6.2
Гранит 7.9 4.4
Графит, чистый 7.9 4.4
Диспрозий 9.9 5.5
Древесина, пихта, ель 3.7 2.1
Древесина дуба, параллельно волокнам 4.9 2.7
Древесина дуба , перпендикулярно волокнам 5.4 3.0
Древесина, сосна 5 2.8
Европий 35 19.4
Железо, чистое 12.0 6.7
Железо, литое 10.4 5.9
Железо, кованое 11.3 6.3

Материал

Коэффициент линейного теплового расширения

(10-6 Рј/(РјK)) / ( 10-6 Рј/(РјoРЎ))

(10-6 РґСЋР№Рј/(РґСЋР№Рј oF))

Золото 14.2 8.2
�звестняк 8 4.4
�нвар (сплав железа с никелем) 1.5 0.8
�нконель (сплав) 12.6 7.0
�ридий 6.4 3.6
�ттербий 26.3 14.6
�ттрий 10.6 5.9
Кадмий 30 16.8
Калий 83 46.1 – 46.4
Кальций 22.3 12.4
Каменная кладка 4.7 – 9.0 2.6 – 5.0
Каучук, твердый 77 42.8
Кварц 0.77 – 1.4 0.43 – 0.79
Керамическая плитка (черепица) 5.9 3.3
РљРёСЂРїРёС‡ 5.5 3.1
Кобальт 12 6.7
Констанан (сплав) 18.8 10.4
Корунд, спеченный 6.5 3.6
Кремний 5.1 2.8
Лантан 12.1 6.7
Латунь 18.7 10.4
Лед 51 28.3
Литий 46 25.6
Литая стальная решетка 10.8 6.0
Лютеций 9.9 5.5
Литой лист из акрилового пластика 81 45

Материал

Коэффициент линейного теплового расширения

(10-6 Рј/(РјK)) / ( 10-6 Рј/(РјoРЎ))

(10-6 РґСЋР№Рј/(РґСЋР№Рј oF))

Магний 25 14
Марганец 22 12.3
Медноникелевый сплав 30% 16.2 9
Медь 16.6 9.3
Молибден 5 2.8
Монель-металл (никелево-медный сплав) 13.5 7.5
Мрамор 5.5 – 14.1 3.1 – 7.9
Мыльный камень (стеатит) 8.5 4.7
Мышьяк 4.7 2.6
Натрий 70 39.1
Нейлон, универсальный 72 40
Нейлон, Тип 11 (Type 11) 100 55.6
Нейлон, Тип 12 (Type 12) 80.5 44.7
Нейлон литой , Тип 6 (Type 6) 85 47.2
Нейлон, Тип 6/6 (Type 6/6), формовочный состав 80 44.4
Неодим 9.6 5.3
Никель 13.0 7.2
РќРёРѕР±РёР№ (Columbium) 7 3.9
Нитрат целлюлозы (CN) 100 55.6
Окись алюминия 5.4 3.0
Олово 23.4 13.0
РћСЃРјРёР№ 5 2.8

Материал

Коэффициент линейного теплового расширения

(10-6 Рј/(РјK)) / ( 10-6 Рј/(РјoРЎ))

(10-6 РґСЋР№Рј/(РґСЋР№Рј oF))

Палладий 11.8 6.6
Песчаник 11.6 6.5
Платина 9.0 5.0
Плутоний 54 30.2
Полиалломер 91.5 50.8
Полиамид (PA) 110 61.1
Поливинилхлорид (PVC) 50.4 28
Поливинилденфторид (PVDF) 127.8 71
Поликарбонат (PC) 70.2 39
Поликарбонат – армированный стекловолокном 21.5 12
Полипропилен – армированный стекловолокном 32 18
Полистирол (PS) 70 38.9
Полисульфон (PSO) 55.8 31
Полиуретан (PUR), жесткий 57.6 32
Полифенилен – армированный стекловолокном 35.8 20
Полифенилен (PP), ненасыщенный 90.5 50.3
Полиэстер 123.5 69
Полиэстер, армированный стекловолокном 25 14
Полиэтилен (PE) 200 111
Полиэтилен – терефталий (PET) 59.4 33
Празеодимий 6.7 3.7
РџСЂРёРїРѕР№ 50 – 50 24.0 13.4
Прометий 11 6.1
Рений 6.7 3.7
Р РѕРґРёР№ 8 4.5
Рутений 9.1 5.1

Материал

Коэффициент линейного теплового расширения

(10-6 Рј/(РјK)) / ( 10-6 Рј/(РјoРЎ))

(10-6 РґСЋР№Рј/(РґСЋР№Рј oF))

Самарий 12.7 7.1
Свинец 28.0 15.1
Свинцово-оловянный сплав 11.6 6.5
Селен 3.8 2.1
Серебро 19.5 10.7
Скандий 10.2 5.7
Слюда 3 1.7
Сплав твердый (Hard alloy) K20 6 3.3
Сплав хастелой (Hastelloy) C 11.3 6.3
Сталь 13.0 7.3
Сталь нержавеющая аустенитная (304) 17.3 9.6
Сталь нержавеющая аустенитная (310) 14.4 8.0
Сталь нержавеющая аустенитная (316) 16.0 8.9
Сталь нержавеющая ферритная (410) 9.9 5.5
Стекло витринное (зеркальное, листовое) 9.0 5.0
Стекло пирекс, пирекс 4.0 2.2
Стекло тугоплавкое 5.9 3.3
Строительный (известковый) раствор 7.3 – 13.5 4.1-7.5
Стронций 22.5 12.5
РЎСѓСЂСЊРјР° 10.4 5.8
Таллий 29.9 16.6
Тантал 6.5 3.6
Теллур 36.9 20.5
Тербий 10.3 5.7
Титан 8.6 4.8
РўРѕСЂРёР№ 12 6.7
Тулий 13.3 7.4

Материал

Коэффициент линейного теплового расширения

(10-6 Рј/(РјK)) / ( 10-6 Рј/(РјoРЎ))

(10-6 РґСЋР№Рј/(РґСЋР№Рј oF))

Уран 13.9 7.7
Фарфор 3.6-4.5 2.0-2.5
Фенольно-альдегидный полимер без добавок 80 44.4
Фторэтилен пропилен (FEP) 135 75
Хлорированный поливинилхлорид (CPVC) 66.6 37
РҐСЂРѕРј 6.2 3.4
Цемент 10.0 6.0
Церий 5.2 2.9
Цинк 29.7 16.5
Цирконий 5.7 3.2
Шифер 10.4 5.8
Штукатурка 16.4 9.2
Р­Р±РѕРЅРёС‚ 76.6 42.8
Эпоксидная смола , литая резина и незаполненные продукты из них 55 31
Р­СЂР±РёР№ 12.2 6.8
Этилен винилацетат (EVA) 180 100
Этилен и этилакрилат (EEA) 205 113.9

Эфир виниловый

16 – 22 8.7 – 12
  • T(oC) = 5/9[T(oF) – 32]
  • 1 РґСЋР№Рј = 25.4 РјРј
  • 1 фут = 0.3048 Рј
Коэффициент линейного теплового (температурного) расширения для некоторых распространенных материалов, таких как: алюминий, медь, стекло, железо и многое другое
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:

Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:

Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста.
Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.
Коды баннеров проекта DPVA.ru

Начинка: KJR Publisiers

Консультации и техническая

поддержка сайта:

Zavarka Team

Проект является некоммерческим. �нформация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator

www.dpva.ru �нженерный справочник.

Коэффициент линейного теплового расширения

α L = 1 L ( ∂ L ∂ T ) p ≈ Δ L L Δ T {displaystyle alpha _{L}={frac {1}{L}}left({frac {partial L}{partial T}}right)_{p}approx {Delta L over {LDelta T}}} , К −1 (°C−1) — относительное изменение линейных размеров тела, происходящее в результате изменения его температуры на 1 К при постоянном давлении.
В общем случае, коэффициент линейного теплового расширения может быть различен при измерении вдоль разных направлений. Например, у анизотропных кристаллов, древесины коэффициенты линейного расширения по трём взаимно перпендикулярным осям: α x ; α y ; α z {displaystyle alpha _{x};alpha _{y};alpha _{z}} . Для изотропных тел α x = α y = α z {displaystyle alpha _{x}=alpha _{y}=alpha _{z}} и α V = 3 α L {displaystyle alpha _{V}=3alpha _{L}} .

Например, вода, в зависимости от температуры, имеет различный коэффициент объёмного расширения:

  • 0,53·10−4 К-1 (при температуре 5—10 °C);
  • 1,50·10−4 К-1 (при температуре 10—20 °C);
  • 3,02·10−4 К-1 (при температуре 20—40 °C);
  • 4,58·10−4 К-1 (при температуре 40—60 °C);
  • 5,87·10−4 К-1 (при температуре 60—80 °C).

Для железа коэффициент линейного расширения равен 11,3×10−6 K−1[1].

Для сталей

Таблица значений коэффициента линейного расширения α, 10−6K−1[2]

Марка стали 20—100 °C 20—200 °C 20—300 °C 20—400 °C 20—500 °C 20—600 °C 20—700 °C 20—800 °C 20—900 °C 20—1000 °C
08кп 12,5 13,4 14,0 14,5 14,9 15,1 15,3 14,7 12,7 13,8
08 12,5 13,4 14,0 14,5 14,9 15,1 15,3 14,7 12,7 13,8
10кп 12,4 13,2 13,9 14,5 14,9 15,1 15,3 14,7 14,8 12,6
10 11,6 12,6 13,0 14,6
15кп 12,4 13,2 13,9 14,5 14,8 15,1 15,3 14,1 13,2 13,3
15 12,4 13,2 13,9 14,4 14,8 15,1 15,3 14,1 13,2 13,3
20кп 12,3 13,1 13,8 14,3 14,8 15,1 20
20 11,1 12,1 12,7 13,4 13,9 14,5 14,8
25 12,2 13,0 13,7 14,4 14,7 15,0 15,2 12,7 12,4 13,4
30 12,1 12,9 13,6 14,2 14,7 15,0 15,2
35 11,1 11,9 13,0 13,4 14,0 14,4 15,0
40 12,4 12,6 14,5 13,3 13,9 14,6 15,3
45 11,9 12,7 13,4 13,7 14,3 14,9 15,2
50 11,2 12,0 12,9 13,3 13,7 13,9 14,5 13,4
55 11,0 11,8 12,6 13,4 14,0 14,5 14,8 12,5 13,5 14,4
60 11,1 11,9 13,5 14,6
15К 12,0 12,8 13,6 13,8 14,0
20К 12,0 12,8 13,6 13,8 14,2
22 12,6 12,9 13,3 13,9
А12 11,9 12,5 13,6 14,2
16ГС 11,1 12,1 12,9 13,5 13,9 14,1
20Х 11,3 11,6 12,5 13,2 13,7
30Х 12,4 13,0 13,4 13,8 14,2 14,6 14,8 12,0 12,8 13,8
35Х 11,3 12,0 12,9 13,7 14,2 14,6
38ХА 11,0 12,0 12,2 12,9 13,5
40Х 11,8 12,2 13,2 13,7 14,1 14,6 14,8 12,0
45Х 12,8 13,0 13,7
50Х 12,8 13,0 13,7

Сообщение об ошибке

Warning: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable в функции antispam_user_load() (строка 1545 в файле /home/nikolai3/6.nikolai3.z8.ru/docs/sites/all/modules/antispam/antispam.module).

 Коэффициент линейного расширения

Коэффициент линейного теплового расширения (α) показывает относительное изменение длины тела при нагревании на температуру ΔT.

Таблица — Коэффициенты линейного расширения материалов
Материал Температура, °С α, 10-6, K-1
 Металлы
Алюминий 20 24,3
Бериллий 20 11,7
Бронза 20 17,5
Ванадий 20 10,9
Висмут 20 13,4
Вольфрам 20 4,98
Гафний 20 5,9
Дюралюминий 20 22,6
Железо 20 11,7
Железо кованое 20 11,9
Железо литое 20 10,2
Золото 20 14,2
Инвар (36,1 % Ni) 20 0,9
Иридий 20 6,5
Константан 20 17,0
Латунь 20 18,9
Магний 20 25,1
Медь 20 16,8
Молибден 20 5,44
Нейзильбер 20 18,4
Никель 20 13,3
Ниобий 20 7,1
Олово 20 21,4
Палладий 20 11,1
Платина 20 9,1
Платино-иридиевый сплав 20 8,7
Свинец 20 27,56
Серебро 20 19,51
Сталь 3 20 11,9
Сталь нержавеющая 20 11,0
Тантал 20 6,55
Титан 20 8,5
Хром 20 6,2
Цинк 20 32,5
Цирконий 20 5,89
Чугун 20 10,4
 Различные материалы
Алмаз 20 0,91
Бетон 20 12,0
Винипласт 20 70
Гранит 20 8,3
Дерево вдоль волокон 20 2–6
Дерево поперек волокон 20 50–60
Кварц плавленный 20 0,5
Кирпичная кладка 20 5,5
Лед -10–0 50,7
Стекло обычное 20 8,5
Стекло пирекс 20 3
Углерод (графит) 20 7,9
Фарфор 20 3,0
Цемент 20 12,0
Эбонит 20 70

 Литература

  1. Справочник по сварке цветных металлов / С.М. Гуревич. Киев.: Наукова думка. 1981. 680 с.
  2. Справочник по элементарной физике / Н.Н. Кошкин, М.Г. Ширкевич. М., Наука. 1976. 256 с.
  3. Справочник по сварке цветных металлов / С.М. Гуревич. Киев.: Наукова думка. 1990. 512 с.

Задача обучения

  • Вывести коэффициент теплового расширения площади в виде уравнения.

Что такое коэффициент расширения бетона?

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

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

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

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

Практическое применение коэффициента расширения бетона

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

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

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

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

Углеродистые стали

В таблице приведены значения коэффициента линейного расширения углеродистой стали в интервале температуры от -173 до 1000°С. При нагревании такой стали ее ТКЛР увеличивается и может достигать 19,8·10 -6 град -1 (для стали У8) в диапазоне температуры 27-650°С.

Отрицательный коэффициент теплового расширения

Основная статья: Negative thermal expansion

Некоторые материалы при повышении температуры демонстрируют не расширение, а наоборот, сжатие, т. е. имеют отрицательный коэффициент теплового расширения. Для некоторых веществ это проявляется на довольно узком температурном интервале, как, например, у воды на интервале температур 0…+3,984 °С, для других веществ и материалов, например фторид скандия(III), вольфрамат циркония (ZrW2O8)[3], некоторых углепластиков интервал весьма широк. Подобное поведение демонстрирует также обычная резина. При сверхнизких температурах аналогичным образом ведут себя кварц, кремний и ряд других материалов. Также существуют инварные сплавы (ферро-никелевые), имеющие в некотором диапазоне температур коэффициент теплового расширения, близкий к нулю.

Измерения коэффициента теплового расширения

Приборы для измерения коэффициента теплового расширения жидкостей, газов и твёрдых тел называют дилатометрами.

Расширение, а не сокращение

Почему при нагревании материя расширяется? Все дело в форме типичного потенциала частичек. Если они расположены в твердых объектах и жидкостях, то постоянно ощущают наличие соседних элементов. В математике выражается как потенциальная кривая. На нижнем рисунке видно, что этот межчастичный потенциал выглядит как асимметрия. Отметьте, что на коротких дистанциях она становится более крутой. На диаграмме (b) видно, что с нагревом вещества средняя дистанция частичек увеличивается. Очень редко можно встретить материал, который при нагреве сожмется или сохранит форму. Эффект ограничивается по размеру и осуществляется только в определенных температурных диапазонах.

Типичный межчастичный потенциал в конденсированном веществе

Примечания

  1. Температурный коэффициент линейного расширения на портале Ti-temperatures.ru
  2. Зубченко А. С., Колосков М. М., Каширский Ю. В. и др.
    Марочник сталей и сплавов. — Машиностроение, 2003. — С. 585. — 784 с.
  3. Mary, T. A. (1996-04-05). «Negative Thermal Expansion from 0.3 to 1050 Kelvin in ZrW2O8». Science272
    (5258): 90–92. DOI:10.1126/science.272.5258.90. Bibcode: 1996Sci…272…90M. Проверено 2008-02-20.

См. также

  • Объёмный коэффициент нефти

Особенности при переработке пластмасс

Коэффициент линейного расширения тел и веществ, особенно полимеров и металлов важен при переработке пластмасс. Он определяется, как расчетный коэффициент, используемый для определения максимальной величины залегания стальной арматуры в полимерном изделии. Обычно значение такой глубины варьируется от 1 до 4 от диаметра арматуры.

Изображение коэффициентов некоторых пластиков
Рис.1. Коэффициенты некоторых пластиков, применяющихся для производства труб.

Использование металлической арматуры и закладных элементов, как правило, приводит к возникновению существенных внутренних напряжений. Такие напряжения могут приводить к разрушению полимерного изделия. Именно из-за большой разницы в значениях коэффициентов линейного расширения стали и полимеров лежит причина подобных производственных проблем.
Для решения трудностей с композицией полимер-металл отраслевая литература рекомендует применять минимальные значения толщин стенок каждого конкретного закладного или армирующего элемента, а также использовать полимер с минимальным температурным расширением.

Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на         

Доске объявлений ПластЭксперт

Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на               

Форуме о полимерах ПластЭксперт

Вернуться к списку терминов

ссылки

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

Температурный коэффициент объемного расширения жидкостей

В таблице приведены средние значения температурного коэффициента объемного расширения β жидкостей при температуре 20 °С (если не указана иная).

Жидкость Коэффициента обьемного расширения β, 10-6°С-1
Бензин 1240
Вода 200
Вода (в интервале от 10 до 20 °С) 150
Вода (от 20 до 40 °С) 302
Воздух жидкий (от -259 до -253 °С) 12600
Глицерин 505
Керосин 960
Кислород (от -205 до -184 °С) 3850
Нефть 900
Раствор соли (6%) 300
Ртуть 181
Серная кислота 570
Скипидар 940
Спирт 1080
Эфир 1600
Хлор (в интервале температур от -101 до -34,1 °С) 1410
Примечание. Связь между коэффициентами объемного (β) и линейного (а) расширений определяется следующим соотношением: β = 3а

( 1 оценка, среднее 4 из 5 )


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.