Właściwości cieplne betonowych osłon biologicznych w instalacjach jądrowych

Właściwości cieplne betonowych osłon biologicznych w instalacjach jądrowych

rok wydania: 2019, wydanie pierwsze
ilość stron: 186
ISBN: 978-83-7814-903-3
oprawa: miękka

Opis

Właściwości cieplne betonu są zagadnieniem z pogranicza dwóch obszarów – fizyki budowli oraz technologii materiałów budowlanych. W efekcie nie znajdują się one w centrum zainteresowania żadnego z nich. Tymczasem jest to obszar ciekawych i ważnych zjawisk, których znaczenie nie sprowadza się wyłącznie do obszaru komfortu cieplnego użytkowników budynków, ale także zagadnień trwałości czy bezpieczeństwa użytkowania budowli. Jeśli właściwości cieplne betonu są w niewielkim stopniu obecne w polskiej literaturze naukowej, to właściwości cieplne betonu osłonowego są w niej praktycznie nieobecne. Prezentowana monografia wypełnia tę lukę.

Pierwsza część książki (rozdziały 2 i 3) przybliża czytelnikowi ogólną tematykę właściwości cieplnych, zawierając definicje, opis właściwości cieplnych i ich roli związanej z opisem zjawisk transportu ciepła oraz wzajemne podstawowe zależności.

Główna część opracowania powstała na podstawie badań dotyczących betonowych masywnych konstrukcji z betonu osłonowego, wykonanych w ramach projektu badawczego związanego z planami budowy pierwszej polskiej elektrowni jądrowej. Jednym z celów badań było przygotowanie wytycznych dla konstruktorów rodzimych obiektów energetyki jądrowej i taką rolę naukowo-ekspercką spełnia niniejsza publikacja. Omówiono w niej: badania współczynnika rozszerzalności cieplnej oraz próbę predykcji jego wartości na podstawie wyników badań przeprowadzonych z wykorzystaniem betonu drobnoziarnistego; badania właściwości cieplnych dojrzałego betonu osłonowego; wyznaczanie właściwości cieplnych twardniejącego betonu osłonowego za pomocą rozwiązania zagadnienia odwrotnego jednowymiarowego przepływu ciepła oraz możliwości wpływania na rozkład temperatury w masywnym elemencie wykonanym z betonu osłonowego za pomocą domieszki opóźniającej modyfikującej przebieg hydratacji cementu.

Spis treści

Od autora / 7
Podziękowania / 10

1. Wprowadzenie / 11

2. Definicje i modele właściwości cieplnych / 15
2.1. Definicje i podstawowe zależności / 15
2.1.1. Ciepło właściwe / 15
2.1.2. Współczynnik przewodności cieplnej / 18
2.1.3. Współczynnik rozszerzalności cieplnej / 19
2.1.4. Dyfuzyjność cieplna / 21
2.2. Przegląd modeli właściwości cieplnych materiałów wielofazowych / 22
2.2.1. Uwagi ogólne na temat modelowania właściwości cieplnych / 22
2.2.2. Modele obliczeniowe współczynnika rozszerzalności cieplnej / 23
2.2.3. Modele obliczeniowe współczynnika przewodności cieplnej / 25
2.2.4. Wnioski z przeglądu modeli właściwości cieplnych / 35
2.3. Właściwości cieplne betonu oraz jego składników / 36
2.3.1. Uwagi wprowadzające do zagadnienia właściwości cieplnych betonu / 36
2.3.2. Właściwości cieplne zaczynu cementowego / 37
2.3.3. Właściwości cieplne kruszyw do betonu / 42
2.3.4. Właściwości cieplne betonu / 47

3. Wyznaczanie właściwości cieplnych ciał stałych i cieczy / 54
3.1. Uwagi ogólne o wyznaczaniu właściwości cieplnych ciał stałych i cieczy / 54
3.2. Przegląd metod badań właściwości cieplnych ciał stałych i cieczy / 55
3.2.1. Wyznaczanie ciepła właściwego / 55
3.2.2. Wyznaczanie współczynnika przewodności cieplnej i dyfuzyjności cieplnej / 62
3.2.3. Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności cieplnej / 70
3.3. Podsumowanie przeglądu metod badań właściwości cieplnych / 73

4. Cel i zakres przeprowadzonych badań / 75
4.1. Przeprowadzone badania i analizy / 75
4.2. Badane materiały / 77
4.2.1. Beton osłonowy / 77
4.2.2. Beton drobnoziarnisty osłonowy i zwykły / 82
4.2.3. Mieszanki betonowe do badań właściwości młodego betonu / 83

5. Współczynnik rozszerzalności cieplnej betonu / 88
5.1. Zakres badań i procedury pomiarów / 88
5.2. Wyniki badań współczynnika rozszerzalności cieplnej betonu / 94
5.2.1. Badania na próbkach betonu drobnoziarnistego / 94
5.2.2. Badania na próbkach betonu osłonowego / 98
5.3. Predykcja wartości współczynnika rozszerzalności cieplnej betonu / 103
5.4. Podsumowanie badań współczynnika rozszerzalności cieplnej / 106

6. Właściwości cieplne dojrzałego betonu osłonowego / 108
6.1. Badanie właściwości cieplnych betonu osłonowego – założenia i procedury / 108
6.2. Wyniki badań właściwości cieplnych betonu i ich dyskusja / 110
6.2.1. Współczynnik przewodności cieplnej betonu osłonowego / 110
6.2.2. Dyfuzyjność cieplna betonu osłonowego / 118
6.2.3. Objętościowa pojemność cieplna betonu osłonowego / 121
6.2.4. Ciepło właściwe betonu osłonowego / 125
6.3. Podsumowanie badań właściwości cieplnych betonu osłonowego / 131

7. Właściwości cieplne młodego betonu osłonowego / 133
7.1. Zjawiska cieplne w twardniejącym betonie masywnym / 133
7.2. Założenia metody wyznaczania właściwości cieplnych młodego betonu / 135
7.3. Analiza wyników pomiarów temperatury i obliczeń właściwości cieplnych twardniejącego betonu / 139
7.3.1. Wyniki pomiarów temperatury twardniejącego betonu osłonowego / 139
7.3.2. Wyniki rozwiązania zagadnienia odwrotnego jednowymiarowego przepływu ciepła w twardniejącym betonie osłonowym / 142
7.4. Analiza wrażliwości modelu jednowymiarowego przepływu ciepła / 149
7.4.1. Założenia analizy wrażliwości / 149
7.4.2. Wyniki analizy wrażliwości / 151

8. Redukcja gradientu temperatury w twardniejącym betonie osłonowym / 164
8.1. Wpływ domieszki upłynniającej na emisję ciepła podczas twardnienia betonu / 164
8.2. Domieszka upłynniająca jako regulator gradientu temperatury w masywnym betonie osłonowym / 166

9. Podsumowanie i wnioski / 170
Spis publikacji cytowanych / 173