Liniowa rozszerzalność cieplna

Liniowa rozszerzalność cieplna to zmiana długości materiału pod wpływem zmiany temperatury. Gdy temperatura rośnie, większość materiałów zwiększa swoje wymiary, a gdy spada — kurczy się.

Zależność opisuje wzór:

ΔL = α · L₀ · ΔT

Gdzie:
- ΔL — zmiana długości,
- α — współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej,
- L₀ — długość początkowa elementu,
- ΔT — zmiana temperatury.

Porównanie wybranych materiałów

Typowe wartości współczynnika α są orientacyjne i zależą od składu materiału, ale do celów egzaminacyjnych warto zapamiętać kolejność:

• aluminium: ok. 23 × 10⁻⁶ 1/K,
• beton: ok. 10–12 × 10⁻⁶ 1/K,
• ceramika budowlana: zwykle ok. 5–8 × 10⁻⁶ 1/K,
• drewno: silnie zależy od kierunku włókien i wilgotności; wzdłuż włókien jest zwykle niewielka.

Spośród materiałów: drewno, aluminium, ceramika i beton, największą liniową rozszerzalnością cieplną charakteryzuje się aluminium.

Znaczenie w budownictwie

Rozszerzalność cieplna ma znaczenie przy projektowaniu i wykonywaniu elementów narażonych na zmiany temperatury, np. elewacji, posadzek, okładzin, dachów, balustrad czy profili aluminiowych. Jeśli nie uwzględni się odkształceń termicznych, mogą pojawić się:

• pęknięcia okładzin i tynków,
• odspajanie materiałów,
• wyboczenia profili,
• uszkodzenia połączeń.

Dlatego stosuje się m.in. szczeliny dylatacyjne, odpowiednie mocowania i luzy montażowe.