钢筋混凝土内置保温层的导热系数

（1）试验结果。

钢筋横向布置时的钢筋混凝土导热系数以及未配筋的混凝土导热系数试验结果见表3.7。

表3.7　钢筋横向布置时钢筋混凝土导热系数试验结果
Table 3.7　Test results of thermal conductivity of reinforced concrete with transversal rebars

（2）试验结果分析。

从表3.7可以看出，当钢筋横向布置时，钢筋混凝土导热系数显著增大。钢筋横向布置贯通和非贯通两种情况下，钢筋体积分数增长不大，但是钢筋混凝土导热系数的增长幅度却很大。这表明钢筋竖向布置和钢筋横向布置，热量的传递方式是不同的。在钢筋横向贯通整个混凝土试件时，钢筋在混凝土中形成“外热桥”，热量的传输集中在钢筋贯穿位置，使得通过的热量增加，导热系数增加。当钢筋没有完全贯通整个混凝土试件时，热量在钢筋中的传递遇到混凝土的阻塞，热量在钢筋端部向周围混凝土扩散，导致这种情况下的导热系数降低。

在横向布置钢筋情况下，混凝土试件处于稳态时，其稳态的热流场实际上是由两部分热流场叠加而成的，一部分是通过混凝土的稳态热流场，另一部分是通过钢筋的稳态热流场。通过试验结果可以计算出通过钢筋的热流量占通过整个试件的热流量的百分比。

由试验数据可以得出，未配置钢筋时通过试件的热流密度的平均值φ1=294.27W/m2，钢筋未贯通时通过试件的热流密度平均值φ2=361.51W/m2，钢筋贯通时通过试件的热流密度平均值φ3=371.84W/m2。那么，在配置横向钢筋的混凝土试件中，通过混凝土的热流密度为φ21=φ31=φ1=294.27W/m2。由于试验仪器的计量面积A=100×100mm2，对于钢筋贯通的试件，计量区域通过混凝土的热量为

通过整个计量区域的热量为

那么，通过钢筋位置的热量为

通过钢筋的热流密度为

可见，在横向配筋的钢筋混凝土试件中，通过钢筋的热流密度是通过混凝土的热流密度的7.94倍，但是从钢筋和混凝土的导热系数上看，通过钢筋的热流密度应该是混凝土的20倍。因此，在横向配筋的钢筋混凝土中，通过钢筋的热量一方面直接通过钢筋传到冷侧，另一方面通过钢筋向周围混凝土扩散，间接传到冷侧。(www.xing528.com)

对于钢筋非贯通情况下，计量区域通过混凝土的热量为

通过整个计量区域的热量为

那么，通过钢筋位置的热量为

通过钢筋的热流密度为

当钢筋未贯通时，通过钢筋的热流密度是通过混凝土的热流密度的7.02倍，与钢筋贯通时相比略有降低。这说明钢筋未贯通时，热量通过钢筋后，受到未贯通部分混凝土的阻碍，导致通过的热量降低。

通过上述计算可知，在钢筋贯通时，计量区域钢筋的面积占整个计量面积的比值为

而通过的热量比不含钢筋时增大了

在钢筋非贯通时，计量区域钢筋的面积占整个计量面积的比值仍为3.8%，但通过的热量比不含钢筋增大了

从以上计算可以看出，钢筋的横向布置对钢筋混凝土的导热系数有较大影响，无论钢筋是否贯通，其导热系数的增长幅度均显著。在钢筋未贯通时，混凝土的阻隔作用也较明显。同时，在钢筋横向布置的钢筋混凝土试件中，其内部的稳态热流方向并不完全平行于假定热流方向，在钢筋和混凝土的交界面热流会发生畸变，使通过钢筋的热量不能完全由钢筋直接传递到低温面，一部分热量仍要通过钢筋传递到混凝土再间接传到低温面。