GB10297-98非金屬固體材料導(dǎo)熱系數(shù)的測定方法熱線法.pdf

6 5 2第一部分主要建筑材料的檢測方法標(biāo)準(zhǔn)1 0 . 1 . ， 小確足度估算 測定結(jié)果的不確定度估算。1 0 . 1 . 1 0 與本標(biāo)準(zhǔn)不符條目 的申明 采用本標(biāo)準(zhǔn)時有什么條目 未能實(shí)現(xiàn)。1 0 . 2 其他說明 所用其他類型測定裝置的說明、 參考資料和測定結(jié)果的說明， 與同樣材料用本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的裝置測定結(jié)果的相對偏差。附加說明:本標(biāo)準(zhǔn)由河南建筑材料科學(xué)研究設(shè)計(jì)院歸口。本標(biāo)準(zhǔn)由南京工學(xué)院和南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)起草。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人關(guān)密、 戴鍋生、 郭曉明。1 1 . 非金屬固 體材料導(dǎo)熱系數(shù)的測定方法 熱線法 G B 1 0 2 9 7 -9 8 熱線法是測定材料導(dǎo)熱系數(shù)的一種非穩(wěn)態(tài)方法。它的基本原理是在均質(zhì)均溫的試樣中放置一根電阻絲， 即所謂的“ 熱線” ， 一旦熱線在恒定功率的作用下放熱， 則熱線和熱線附近試樣的溫度將會升高， 根據(jù)其溫度隨時間的 變化關(guān)系， 就可確定試樣的 導(dǎo)熱系數(shù)。 這種方法不僅適用于干燥材料， 而且還適用于含濕材料。 本方法是穩(wěn)態(tài)法測定材料導(dǎo)熱系數(shù)方法的一個補(bǔ)充。1 主題內(nèi) 容與適用范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了熱線法測定非金屬固體材料導(dǎo)熱系數(shù)的方法及其技術(shù)要求。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于導(dǎo)熱系數(shù)小于2 W/ m K的各向同 性均質(zhì)材料導(dǎo)熱系數(shù)的測定。2 測定裝t 圖1 和圖2 是常用的測定電 路示意圖。 電壓表電流表圖1 帶補(bǔ)償器的測定電路示意圖2 . 1 使用穩(wěn)定的交流電或直流電加熱熱線。七、 建筑用保溫隔熱材料6 5 3電壓表電流表圖2 帶差接熱電偶的測定電路示意圖 在整個測定過程中， 熱線的端電 壓保持不變， 或通過熱線的電 流保持不變。2 . 2 電 壓的 測量精度優(yōu)于0 . 5 %。電流的 測量精度優(yōu)于0 . 5 %.2 . 3 單位長度熱線的電阻值可在測定溫度下， 使熱線流過1 m A的 直流電 流， 通過熱線兩端的電壓抽頭測出。 、 使用分辨率不低于l m m的 器具測量熱線長度。2 . 4 如不測量熱線電阻， 也可在測定過程中 測量熱線的端電 壓。2 . 5 使用分辨率不低于0 . 1 的 裝置記錄熱線溫升。2 . 6 測定過程中， 熱線的總溫升宜控制在 1 5 左右， 最高不宜超過1 0 0 C 。如熱線的總溫升超過1 0 0 C， 則必須考慮熱線電阻變化對測定的 影響。 測定含濕材料時， 熱線的總溫升不得大于1 5 r- o2 . 7 熱電偶的初始溫度可由補(bǔ)償器抵消( 見圖 1 ) 。補(bǔ)償器的漂移不得大于1 x 1 0 - 6V / ( - m i n ) .2 . 8 在無補(bǔ)償器的情況下， 熱電偶2 借助于同熱電 偶 1 的差接起補(bǔ)償器的作用( 見圖2 ) 0其使用的前提條件是熱電 偶1 和熱電 偶2 的 測量端所在位置的溫度基本相等。3 測f探頭 測量探頭由 熱線及焊在其上的熱電 偶組成( 見圖3 ) 0測量探頭的型式如圖3 ( a ) 和圖3( b ) 所示。熱電偶試樣一 夕 側(cè) 卜試樣熱線圖3 側(cè)量探頭及其布置示意圖3 . 1 建議采用圖3 ( a ) 中的測量探頭型式， 此時在焊接點(diǎn)附近， 熱電偶絲與熱線之間的夾角a 不大于4 5 0 ， 走向與熱線保持平行。6 5 4第一部分主要建筑材料的檢M -1 方法標(biāo)準(zhǔn)3 . 2 作為熱線的電阻絲的直徑不得大于0 . 3 5 m m， 在測定過程中熱線單位長度的電阻隨溫度的變化不得大于5 x 1 0 - 3 5 2 / m o3 . 3 熱電偶絲的直徑不得大于熱線直徑。4 試樣4 . I 取樣 試樣取自同批產(chǎn)品。4 . 2 試樣的制備和尺寸4 . 2 . 1 塊狀材料4 . 2 . 1 . 1 如圖4 所示， 試樣為兩塊尺寸不小于4 0 m m x 8 0 m m x 1 1 4 m m的互相疊合的長方體 或?yàn)閮蓧K橫斷面直徑不小于8 0 m m， 長度不小于1 1 4 二 的半圓柱體疊合成為的圓柱體。彭導(dǎo)州西0寸圖4 試樣尺寸示意圖4 . 2 . 1 . 2 試樣 互相疊合的平面 應(yīng)是平整的， 以 保證熱線與 試樣及 試樣的 兩平面 貼合良 好。4 . 2 . 1 . 3 對于 致密、 堅(jiān)硬的試樣， 需在其疊合面上銑出溝槽， 用來安放測量探頭( 見第3章) 。 溝槽的寬度和深度必須與測量探頭的熱線和熱電偶絲直徑相適應(yīng)。 測量探頭 嵌粘在溝槽內(nèi)， 以 保證良 好的熱接觸。用從被測試樣上取下的細(xì)粉末作為粘結(jié)劑原料， 用少量的水調(diào)合成粘結(jié)劑。 粘好測量探頭的試樣， 需經(jīng)干燥后， 方能測試。4 . 2 . 2 粉末狀和顆粒狀材料4 . 2 . 2 . 1 對粉末狀和顆粒狀材料的 測定， 使用兩個內(nèi)部尺寸不小于8 0 m m x 1 1 4 m m x 4 0 m m的盒子( 見圖5 ) 。 其下層是一個帶底的盒子， 將待測材料裝填到盒中， 并與其上邊沿平齊， 然后將測量探頭放在試樣上。上層的盒子與下層的內(nèi)部尺寸相同但無底， 安放在下層盒子上， 也將待測材料裝填至與其上邊沿平齊。 用與盒子相同 材料的蓋板蓋上盒子， 但不允許蓋板對試樣施加壓力。圖 5 試 樣 盒 示 意 圖4 . 2 . 2 . 2通 常 粉 末 狀 或 顆 粒 狀 材 料 要 松 散 充 填 。七、 建筑用保溫隔熱材料6 5 5 需要在不同密 度下 測量時， 允許以 一 定的 加壓或振動的方式使粉末或顆 粒狀材料達(dá)到一定的密度要求。 試樣的 裝填密度和松散密度應(yīng)測定和記錄。 上、 下兩個盒子中的試樣裝填密度應(yīng)各處均勻一致。5 被測材料的環(huán)境控制 在室溫下測定時， 用一有機(jī)玻璃罩隔離試樣與周圍空間。在高于或低于室溫條件下的測定， 試樣與測量探頭的組合體應(yīng)放在加熱爐或低溫箱中。5 . 1 加熱爐和低溫箱均應(yīng)進(jìn)行恒溫控制。加熱爐爐溫控制的感溫元件， 應(yīng)安放在發(fā)熱元件的近旁。5 . 2 試樣應(yīng)放置在加熱爐或低溫箱中的 均溫帶內(nèi)。5 . 3 加熱爐發(fā)熱元件的輻射熱不允許直接作用于試樣。5 . 4 置于低溫箱內(nèi)的 試樣及測量探頭的表面 不得有結(jié)霜現(xiàn)象。 操作程序6 . 1 將試樣與測量探頭的組合體置于加熱爐( 低溫箱) 內(nèi)， 把加熱爐( 低溫箱) 內(nèi) 溫度調(diào)至測定溫度， 當(dāng)焊接在熱線中部的熱電偶的 輸出隨時間的變化不大于每5 分鐘0 . V C， 且試樣表面的溫度與焊在熱線上的熱電偶的指示溫度的差值在熱線最大溫升( 0 2 ) 的1 %以內(nèi)， 即認(rèn)為試樣達(dá)到了測定溫度。6 . 2 接通熱線加熱電源， 同時開始記錄熱線溫 升。6 . 3 從測得的熱線溫升曲線上， 以一定的時間間隔讀出熱線的 溫升值6 .6 . 4 以時間的對數(shù)l n t 為橫坐標(biāo) 以6 . 3 條所得到的熱線溫升值6 為縱坐標(biāo)描點(diǎn)作圖， 確定其線性區(qū) 域。6 . 5 在I n t - 0 曲 線圖上的線性較好的直線段中選點(diǎn)， 用公式( 1 ) 或( 2 ) 計(jì)算試樣的導(dǎo)熱系數(shù)。 . 每一測 定溫度下的 測試過程， 應(yīng)重復(fù) 地進(jìn)行三次， 然后 計(jì)算出 導(dǎo) 熱系數(shù)的 算術(shù)平均值。當(dāng) 測定溫度在室溫至3 0 0 1C 范圍內(nèi)時， 每一單測值與平均值的偏差不得大于5 %; 在其他溫度下測定時， 每一單測值與平均值的偏差不得大于1 0 %， 否則重新進(jìn)行測定。7 結(jié)果計(jì)算 按下式計(jì)算測定結(jié)果:、丁廿、，.幾，了苦、2.、A二P RZ rL或式中又=工 r - l4r(I n ( t 2 / t , ) 0 2 一B lI n ( t 2 / t , )0 2 一0 ,A 導(dǎo)熱系數(shù)( WAm K ) ) ;1 熱線加熱電流( A ) ;U - 熱線A , B間的端電壓( V ) ;L 電 壓引出端A , B 間 熱線的長度( M ) ;R -測定溫度下熱線A , B間的電阻( W ;6 5 6第一部分主要建筑材料的檢測方法標(biāo)準(zhǔn)tl和t 2 從加熱時 起至測量時 刻的 時間( s ) ;B , 和如 -t ; 和t : 時刻熱線的溫升( ) 。8 測定誤差 在認(rèn)真遵守本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的前提下， 累計(jì)的測試不可靠度( 測量值的置信度為9 5 9 6 ) 為: 重復(fù)條件下( 同一測定人員， 同一儀器) ， 約士 5 %一士 1 0 % ; 對比 條件下( 不同的測定人員， 不同儀器) ， 約士 1 0 %一士 巧%。， 測定報(bào)告 測定報(bào)告應(yīng)包括如下內(nèi)容: a . 試樣來源( 委托單位， 生產(chǎn)廠等) ; b . 試樣概況( 名稱、 種類、 規(guī)格、 密度、 含濕率等) ; 。 . 試樣尺寸; d . 測定溫度及在此溫度下的導(dǎo)熱系數(shù); e . 測定地點(diǎn)和日 期。附加說明:本標(biāo)準(zhǔn)由吉林工業(yè)大學(xué)負(fù)責(zé)起草。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人金文桂、 張忠進(jìn)。1 2 . ( 礦物棉制品吸水性試驗(yàn)方法 G B汀 1 6 4 0 1 -1 9 9 61 主題內(nèi)容與適用范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了板狀、 氈狀及管狀礦物棉制品吸水性試驗(yàn)方法的儀器及材料、 試樣、 試驗(yàn)步驟、 結(jié)果計(jì)算和試驗(yàn)報(bào)告。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于巖棉、 礦渣棉、 玻璃棉及硅酸鋁棉等絕熱板狀制品的吸水性測定。 礦物棉管殼制品采用毛細(xì)管滲透試驗(yàn)。2 原理 將規(guī)定尺寸的試樣置于水中 規(guī)定的位置， 浸泡一定時間后， 測量其吸水前后試樣質(zhì)量的變化， 計(jì)算出 試樣中 水分所占的體積百分率( W) ， 以此來表示制品的體積吸水率。對全浸試驗(yàn)， 還可算出 其單位