Dilatarea termică

Dilatarea termica
Dilatarea termica este fenomenul fizic prin care dimensiunile (volumul, suprafata, lungimea) unui corp cresc in urma variatiei temperaturii. Fenomenul opus se numeste contractie termica. Pentru majoritatea substantelor cresterea temperaturii duce la cresterea dimensiunilor, dar exista si exceptii.
In functie de starea de agregare a corpului, dilatarea se manifesta diferit. Astfel, un corp solid isi mareste toate dimensiunile liniare in acelasi raport, un lichid isi mareste volumul (forma sa depinde de vasul care il contine), iar un gaz isi mareste fie presiunea, fie volumul, fie amindoua, in functie de incinta in care se afla.
Betonul
Dilatarea termica a betonului este proprietatea acestuia de a-si mari volumul la cresterea temperaturii si este rezultatul dilatarii tuturor componentilor sai. Fenomenul are loc atat datorita cresterii temperaturii mediului ambiant cat si datorita degajarii de caldura ce insoteste procesele de hidratare-hidroliza ale cimentului.
Dilatarea termica a betonului creste odata cu dozajul in ciment. Cand coeficientul de dilatare termica a agregatelor este mult diferit de cel al pietrei de ciment apare efectul distructiv al dilatarii si constructiei diferentiate care determina amplificarea sistemului de microfisuri al betonului.
Aprecierea dilatarii si contractiei termice a betonului se face prin determinarea coeficientului de dilatare liniara masurat pe epruvete prismatice iar pt unele lucrari si dupa coeficientul de dilatare volumica masurat pe epruvete cubice.
Determinarea experimentala a coeficientului de dilatare termica este o operatie dificil de realizat, deoarece prin ridicarea temperaturii se produce si o pierdere a apei din beton ceeace conduce la maifestarea fenomenului de contractie.
Coeficientul de dilatare lineara a betonului obisnuit are val cuprine intre 0.7*10 la -5… 1.3*10la -5. in functie de natura agregatelor dozajul si natura cimentului.
Metalul
Dilatarea termică este proprietatea materialelor metalice de a-şi modifica (mări) dimensiunile la variaţia (creşterea) temperaturii. Este inversul contracţiei şi se exprimă în grd'. Dilatarea liniară se exprimă cu relaţia:
l=l0(1+α.ΔT),
în care l este lungimea finală, cînd temperatura a crescut cu ΔT, l0 este lungimea iniţială, iar α este coeficientul de dilatare liniară. Dintre metale, cel mai mic coeficient îl are wolframul (2,4.10-6C-1), iar cel mai mare îl are cesiul (98•10-6 C-1). Aliajul metalic cu cel mai mic coeficient de dilatare (de 8 ori mai mic decît fierul) este Invarul (36%Ni+64%Fe) cu 1,4 • 10-6 °C-1.
Materiale composite
Polimerii şi compozitele lor suferă adesea schimbări mari de volum în funcţie de temperatura din cursul procesului de fabricaţie. De asemenea, materialele polimerice sunt folosite în aplicaţii, într-o gamă largă de temperaturi.
De asemenea, la răcirea unui compozit la care exista o adezivitate bună sau mai putin bună întrefaze, pot avea loc modificari semnificative care au un efect considerabil asupra proprietăţilor mecanice. Uneori, aceste modificari se manifesta sub forma, unor ruperi la interfaţă sau în apropriereaacesteia, pregătind astfel compozitul pentru o rupere prematură.