[發明專利]一種高溫下混凝土導熱率的準穩態測試裝置及方法

有效

• 申請號: 201610060828.5
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105628735B
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 李慶濤;劉魯杰;袁廣林;舒前進;盧麗敏;龍幫云;苗生龍;王文龍;武健鋒;崔壯壯;杜漢豐;史貴臣;張騫尹;秦毓雯
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務所 32205
• 代理人: 華德明

本發明公開了一種高溫下混凝土導熱率的準穩態測定裝置及方法，該裝置包括所述芯板夾在兩塊試樣中間，所述測溫板置于兩塊試樣外側，芯板、試樣和測溫板的四周均采用絕熱層包裹，四角開有螺孔的兩塊導熱板置于兩塊測溫板的外側，將螺栓穿過導熱板的四個螺孔，緊固螺絲使導熱板夾緊芯板、試樣、絕熱層和測溫板形成一個整體；所述整體置于高溫電爐中，芯板的厚度面插有兩個熱電偶A，測溫板的厚度面插有熱電偶B，所述熱電偶A、熱電偶B的另一端與數據采集儀連接，數據采集儀再與電腦連接；所述數據采集儀置于冷箱中的冰水混合物上。該發明不僅可以測量常溫至700℃高溫下混凝土及水泥砂漿的導熱率，而且運行成本低。

技術領域

本發明涉及建筑防火性能化設計領域，具體是一種高溫下混凝土導熱率的準穩態測試裝置及方法。

背景技術

隨著時代的發展，城市建設步伐不斷加快，現代建筑工程的規模越來越大，工程所需的材料和技術也越來越復雜，然而現行的防火技術規范不能涵蓋所有建筑的防火安全要求，越來越不適應社會經濟快速發展的需求。因此，國家正在大力推進建筑防火性能化設計。

在目前常用的鋼筋混凝土結構中建筑防火與高溫下混凝土及水泥砂漿保護層的傳熱性能密切相關，所以需要掌握高溫下混凝土及水泥砂漿等建筑墻體材料的傳熱性能。此外，夏季室內開空調后，室內溫度低于室外溫度，須減少熱量由外向內傳遞；冬季室內溫度高于室外溫度，須減少熱量由內向外傳遞，這就需要了解不同材料的傳熱性能。目前使用的穩態法測試防火材料導熱率的裝置測試結果較為準確，但測試時所需試件的尺寸較大，儀器價格昂貴，操作繁瑣且只能測試100℃以下防火材料的導熱率。熱線法和熱帶法等瞬態法雖然能夠用于測試高溫下防火材料的導熱率，但是無法測試非均質材料的導熱率。此外，瞬態法只能測試均質材料局部的導熱率，而不能測試混凝土、水泥砂漿等非均質材料整體厚度方向上的導熱率，且熱線法和熱帶法測試儀器價格昂貴。

發明內容

本發明的目的是提供一種高溫下混凝土導熱率的準穩態測試裝置及方法，該裝置結構簡單、操作便捷，不僅可以測量常溫至700℃以下不均勻防火材料整體的導熱率，而且運行成本低。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種高溫下混凝土導熱率的準穩態測試裝置，該裝置包括芯板、絕熱層、測溫板、導熱板、電爐、熱電偶A、熱電偶B、數據采集儀以及電腦，所述芯板夾在兩塊試樣中間，所述測溫板置于兩塊試樣外側，芯板、試樣和測溫板的四周均采用絕熱層包裹，四角開有螺孔的兩塊導熱板置于兩塊測溫板的外側，將螺栓穿過導熱板的四個螺孔，緊固螺絲使導熱板夾緊芯板、試樣、絕熱層和測溫板形成一個整體；所述整體置于高溫電爐中，芯板的厚度面插有兩個熱電偶A，測溫板的厚度面插有一個熱電偶B，所述熱電偶A、熱電偶B的另一端與數據采集儀連接，數據采集儀再與電腦連接；所述數據采集儀置于冷箱中的冰水混合物上。

作為本發明的進一步改進，分別在試樣與測溫板之間、導熱板與測溫板之間放置鋁箔紙。

作為本發明的進一步改進，所述熱電偶A、熱電偶B的直徑為1mm；所述芯板和測溫板為銅板，其長度和寬度分別與試樣的長度和寬度相同，所述芯板的厚度面中間位置沿水平方向開有兩個直徑為1.2mm的圓孔，所述測溫板的厚度面中間位置沿水平方向開有一個直徑為1.2mm的圓孔。

作為本發明的進一步改進，所述絕熱層為多層巖棉毯組成，巖棉毯的導熱率小于0.05W/m·K。

一種高溫下混凝土導熱率的準穩態測試方法，包括以下步驟：

A、首先安裝高溫下混凝土導熱率的準穩態測試裝置；確定防火材料的測量溫度，設定電爐的恒定溫度；

B、接通電源，電爐開始加熱，當電爐持續加熱至設定溫度，恒溫30分鐘，在此期間每秒測定一次所有熱電偶的溫度數據，記錄測定數據，實驗完畢后，切斷電源；