7.5导热系数

7.5.1 导热系数可采用热脉冲法进行测定,其适用于测定干燥或不同含湿状况下轻骨料混凝土的导热系数、导温系数和比热容。

7.5.2 热脉冲法测定导热系数的装置由一个加热器和放置在加热器两侧材料相同的三块试件以及测温热电偶组成( 图7.5.2 )。

当加热器通以电流后,根据被测试件的温度变化可测出试件的导热系数、导温系数和比热容。装置的各个部分应满足下列要求:

1加热器的厚度不应大于0.4mm,且应有弹性,其面热容量应小于0.42kJ/(m 2 ·℃);加热丝应选用电阻温度系数小的钅康铜、锰铜等材料,加热丝之间的间距宜小于2mm,整个面积发出的热量应是均匀的,且对试件应为对称传热;加热器不应有吸湿性,其尺寸宜与试件尺寸相同;

2热电偶直径宜选用0.1mm,电势测量仪表的精度应为±1μV;

3在试验过程中,应保持测量装置电压恒定,稳定度应为±0.1%,功率测量误差应小于0.5%;

4应设有试件夹紧装置,以保证相互间接触紧密。

7.5.3 导热系数测定所用试件应符合下列要求:

1试件以三块为一组,取自相同配合比的混凝土,各试件间的表观密度差应小于5%;

2三块试件分别为:薄试件一块(200mm×200mm×20~30mm),厚试件二块(200mm×200mm×60~100mm);

3试件两表面应平行,厚度应均匀。薄试件不平行度应小于试件厚度的1%。各试件的接触面应结合紧密;

4测量干燥状态的热物理系数时,试件应在105~110℃下烘干至恒重。测量不同含湿状况的热物理性能时,应将干燥试件培养至所需湿度后再进行测定。一组试件之间的湿度差应小于1%,在同一试件内湿度分布宜均匀。

7.5.4 导热系数试验应按下列步骤进行:

1称量试件质量,测量试件尺寸,计算混凝土的干表观密度;

2将试件按图7.5.2所示安置完毕。当试件的初始温度在10min内的变化小于0.05℃,且薄试件上下表面温度差小于0.1℃时,可开始测定;

3接通加热器电源,并同时启动秒表,测量加热回路电流;

4加热时间(τ′)控制为4~6min,当薄试件上表面温度升高1~2℃时,记录上表面热电势及相对应的时间。接着测量热源面上的热电势及相对应的时间,其间隔不宜超过1min;

5关闭加热器,经4~6min后,再测一次热源面上的热电势和相对应的时间。

7.5.5 导热系数试验结果应分别按下列公式计算。

1试件的干表观密度:

ρ d =m/V(7.5.5/1)

式中m———试件质量(kg);
V———试件体积(m3)。

2试件的质量含水率:

ω=(m 2 -m 1 )/m 1 ×100%(7.5.5/2)

式中m 1 ———烘干至恒重试件的质量(kg);
m 2 ———某一含湿状态下试件的质量(kg)。

表7.5.5 函数B(Y)表

3试件的导温系数、导热系数及比热容应分别按 下列公式 计算:

7.5.6 每组试件应测量三次,当相对误差小于5%时,取三次试验平均值作为该组试件的热物理系数值。