[发明专利]一种高温下混凝土导热率的准稳态测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种高温下混凝土导热率的准稳态测定装置及方法，该装置包括所述芯板夹在两块试样中间，所述测温板置于两块试样外侧，芯板、试样和测温板的四周均采用绝热层包裹，四角开有螺孔的两块导热板置于两块测温板的外侧，将螺栓穿过导热板的四个螺孔，紧固螺丝使导热板夹紧芯板、试样、绝热层和测温板形成一个整体；所述整体置于高温电炉中，芯板的厚度面插有两个热电偶A，测温板的厚度面插有热电偶B，所述热电偶A、热电偶B的另一端与数据采集仪连接，数据采集仪再与电脑连接；所述数据采集仪置于冷箱中的冰水混合物上。该发明不仅可以测量常温至700℃高温下混凝土及水泥砂浆的导热率，而且运行成本低。

技术领域

本发明涉及建筑防火性能化设计领域，具体是一种高温下混凝土导热率的准稳态测试装置及方法。

背景技术

随着时代的发展，城市建设步伐不断加快，现代建筑工程的规模越来越大，工程所需的材料和技术也越来越复杂，然而现行的防火技术规范不能涵盖所有建筑的防火安全要求，越来越不适应社会经济快速发展的需求。因此，国家正在大力推进建筑防火性能化设计。

在目前常用的钢筋混凝土结构中建筑防火与高温下混凝土及水泥砂浆保护层的传热性能密切相关，所以需要掌握高温下混凝土及水泥砂浆等建筑墙体材料的传热性能。此外，夏季室内开空调后，室内温度低于室外温度，须减少热量由外向内传递；冬季室内温度高于室外温度，须减少热量由内向外传递，这就需要了解不同材料的传热性能。目前使用的稳态法测试防火材料导热率的装置测试结果较为准确，但测试时所需试件的尺寸较大，仪器价格昂贵，操作繁琐且只能测试100℃以下防火材料的导热率。热线法和热带法等瞬态法虽然能够用于测试高温下防火材料的导热率，但是无法测试非均质材料的导热率。此外，瞬态法只能测试均质材料局部的导热率，而不能测试混凝土、水泥砂浆等非均质材料整体厚度方向上的导热率，且热线法和热带法测试仪器价格昂贵。

发明内容

本发明的目的是提供一种高温下混凝土导热率的准稳态测试装置及方法，该装置结构简单、操作便捷，不仅可以测量常温至700℃以下不均匀防火材料整体的导热率，而且运行成本低。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高温下混凝土导热率的准稳态测试装置，该装置包括芯板、绝热层、测温板、导热板、电炉、热电偶A、热电偶B、数据采集仪以及电脑，所述芯板夹在两块试样中间，所述测温板置于两块试样外侧，芯板、试样和测温板的四周均采用绝热层包裹，四角开有螺孔的两块导热板置于两块测温板的外侧，将螺栓穿过导热板的四个螺孔，紧固螺丝使导热板夹紧芯板、试样、绝热层和测温板形成一个整体；所述整体置于高温电炉中，芯板的厚度面插有两个热电偶A，测温板的厚度面插有一个热电偶B，所述热电偶A、热电偶B的另一端与数据采集仪连接，数据采集仪再与电脑连接；所述数据采集仪置于冷箱中的冰水混合物上。

作为本发明的进一步改进，分别在试样与测温板之间、导热板与测温板之间放置铝箔纸。

作为本发明的进一步改进，所述热电偶A、热电偶B的直径为1mm；所述芯板和测温板为铜板，其长度和宽度分别与试样的长度和宽度相同，所述芯板的厚度面中间位置沿水平方向开有两个直径为1.2mm的圆孔，所述测温板的厚度面中间位置沿水平方向开有一个直径为1.2mm的圆孔。

作为本发明的进一步改进，所述绝热层为多层岩棉毯组成，岩棉毯的导热率小于0.05W/m·K。

一种高温下混凝土导热率的准稳态测试方法，包括以下步骤：

A、首先安装高温下混凝土导热率的准稳态测试装置；确定防火材料的测量温度，设定电炉的恒定温度；

B、接通电源，电炉开始加热，当电炉持续加热至设定温度，恒温30分钟，在此期间每秒测定一次所有热电偶的温度数据，记录测定数据，实验完毕后，切断电源；