1、中华人民 共和JB国建筑工业行业标准JGT 329201 1混凝土热物理参数测定仪201 1-07-04发布Apparatus of concrete thermal coefficient20120201实施中华人民共和国住房和城乡建设部 发布JGT 329201 1目 次前言1范围2规范性引用文件3术语和定义4分类与标记一5组成及使用条件6要求-7试验方法8检验规则9标志、包装、运输和贮存附录A(资料性附录) 混凝土热扩散率逆向热扩散测定法附录B(规范性附录)水修正值试验方法111l2456791刖 罱JGT 329201 1本标准按照GBT 1_12009给出的规则起草。本标准由住房和城
2、乡建设部标准定额研究所提出。本标准由住房和城乡建设部建筑工程标准技术归口单位归口。本标准负责起草单位：中国建筑科学研究院、广西建工集团第二建筑工程有限责任公司。本标准参加起草单位：中国水利水电科学研究院、舟山市博远科技开发有限公司、天津市天宇实验仪器有限公司、苏州市东华试验仪器有限公司、建研建材有限公司。本标准主要起草人：田冠飞、冷发光、姜福田、纪国晋、诸华丰、王雪昌、王玉杰、田凯、李德智、鲍克蒙。1范围混凝土热物理参数测定仪JGT 3292011本标准规定了混凝土热物理参数测定仪(以下简称热参数仪)的分类与标记，组成及使用条件，要求，试验方法，检验规则，标志、包装、运输和贮存。本标准适用于热
3、参数仪的设计、生产和质量检验。2规范性引用文件下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本标准。GBT 42141声学家用电器及类似用途器具噪声测试方法第1部分：通用要求GB 47061家用和类似用途电器的安全第1部分：通用要求GB 470613家用和类似用途电器的安全制冷器具、冰淇淋机和制冰机的特殊要求GB 470617家用和类似用途电器的安全 电动机一压缩机的特殊要求GB 470619家用和类似用途电器的安全液体加热器的特殊要求SL 352水工混凝土试验规程3术语和定义31323334
4、下列术语和定义适用于本文件。热扩散率thermal diffusivity材料在冷却或加热过程中，各点达到同样温度的速率，也称为导温系数。比热容specific heat单位质量的物质温度升高或降低1所吸收或放出的能量，也称为比热。热线胀系数coefficient of linear thermal expansion单位温度变化所引起材料单位长度的变化率。绝热温升adiabatic temperature rise处于绝热状态的混凝土，由胶凝材料水化导致的某一时刻的温升值。4分类与标记41分类热参数仪(代号：ATC)分为，a)A型，用于绝热温升和比热容测定：b)B型，用于绝热温升、比热容、热
5、扩散率和热线胀系数测定。JGT 32920 1142标记421标记方法热参数仪标记由热参数仪代号、分类代号和本标准编号组成。表示如下号：JGT 3292011：A、B代号：ATC422标记示例a)测定项目为绝热温升和比热容的热参数仪表示为：ATCA JGT 329 2011；b)测定项目为绝热温升、比热容、热扩散率和热线胀系数的热参数仪表示为：ATC B JGT 3292011。5组成及使用条件51组成A型热参数仪主要由绝热温升试验装置、比热容加热装置、温度传感器和控制系统等组成。B型热参数仪主要由绝热温升试验装置、比热容加热装置、热扩散率和热线胀系数试验装置、温度传感器及控制系统等组成。绝热
6、温升试验装置、比热容加热装置及热扩散率和热线胀系数试验装置结构组成示意图分别见图1、图2和图3。说明：1绝热试验箱；2试样桶；3混凝土试样；4、8温度传感器；5风扇；6制冷器；7制热器；9温度测量与仪器控制系统。2图1绝热温升试验装置说明：1电机；2桶盖：3混凝土试样4电加热器；5温度传感器6搅拌器；7加热桶。说明：1、4、5试样中心、出水口、入水口温度传感器；2混凝土试样；3试验箱；6恒温循环水给水装置；7仪器测量与控制系统。图3热扩散率和热线胀系数试验装置52使用条件JGT 3292011521热参数仪应在相对湿度不大于90、周围无强振动及强电磁场影响的条件下使用。室内机组和室外机组的工作
7、环境温度宜分别为1030和一1040。522供电电源电压宜为380 v士38 V；频率应为50 Hz：i：05 Hz。3JGT 32920 116要求61温度传感器用于绝热试验箱温度跟踪控制、比热容加热桶循环水温测定、热扩散率和热线胀试验箱循环水温度测控以及试样内部温度测定的温度传感器，测量范围应为0100，温升测量误差不应大于土01，分辨率不应低于001。62绝热温升试验装置621绝热温升试验装置应进行无热源水检验，即试样桶(容积不小于20 L)内装与绝热温升试验试样体积相同的水，水温分别为40和60左右，在温度跟踪状态下运行72 h，试样桶内水的温度变动值不应大于o05。622试验时，绝热
8、试验箱内空气的平均温度与试样中心温度的差值应保持不大于士o1。63比热窖试验装置631 比热容试验所用试验箱应与绝热试验箱为同一箱体。试验时，绝热试验箱内空气的平均温度与试样加热桶水温的差值应保持不大于士02。632应提供比热容加热桶2030、3040、4050三个不同温度段的热容量水修正值。每个热容量水修正值与平均值的差值不应大于平均值的15。64热扩散率试验装置641试验箱内水的温度范围为1080，升温速率宜为o5rain-10rain。642试样整个热扩散率测定过程，试验箱内水温变动值不应大于士1，稳定热扩散阶段水温变动值不应大于05。643对采用逆向热扩散测定法(参见附录A)的试验装置
9、，整个热扩散率测定过程，试验箱内水温变动值不应大于O5，稳定热扩散阶段水温变动值不应大于103。65热线胀系数试验装置651 试验箱内水的温度范围为1080，升温速率宜为05min-10mln。652恒温期间试验箱内水温变动值不应大于土01。66控制系统控制系统应具有运行控制以及数据显示、采集、存储、处理和输出等功能。67安全性设备及组件的安全性应符合GB 47061、GB 470613、GB 470617和GB 470619的相关规定。68噪声室内机组满载运转的工作噪声不应大于70 dB(A)。69可靠性仪器运转时，各项工作指标应正常，运转稳定可靠，连续无故障工作时间不应小于3 000 h。
10、dJGT 32920 11610外观仪器外观应整洁，各控制调整开关和旋钮等应操作灵活。产品标牌应字迹清楚，不应有刻痕和脱漆，且安装应端正牢固。7试验方法71温度传感器将测量误差不大于o03的标准温度计或温度传感器和热参数仪的温度传感器，在相同条件下，测量冰点槽与插孔之间最大温差不大于土001水沸点槽的水温，记录标准温度计或温度传感器与热参数仪对应温度传感器温度差值，并观察仪器温度传感器的分辨率，应符合61的要求。72绝热温升试验装置721 绝热试验箱绝热性检验a)准备一台温度记录仪，在恒温环境中的温度测量偏差不大于0015。b)将与混凝土试样相同体积的热水(温度分别为40和60左右)倒人试样桶
11、内，盖好盖(密封，以便消除湿交换)。然后按SL 352中试验条件，中心插入2支温度传感器(一支连接温度记录仪，另一支连接仪器温度跟踪控制系统)。关闭绝热试验箱保温门，准备试验。c) 开启试验装置，进入绝热温升工作状态。同时用温度记录仪记录试样桶内的水温，开始至少每10 min采样一次，4 h后记录初始温度，调整采样间隔时间为30 rain，持续运行72 h。d)整个72 h持续运行期间，温度记录仪测得的温度与初始温度的偏差值T应小于005。如T超出跟踪温度变动值要求，应停止检验。允许重新修正试验装置的偏差控制参数，修正后重新从检验程序c)开始检验。重新检验仍不符合要求的，绝热性为不合格。722
12、按SL 352中相应的试验方法拌制混凝土，装入绝热试验箱内，进行绝热温升试验。用四支恒温环境中测量偏差不大于士o03的温度传感器，一支放入试样中心，另三支分别放在绝热试验箱顶面、底面和中部，同时测量试样中心温度和绝热试验箱空气的平均温度，两者的差值应小于土01。73比热容试验装置731 观察比热容试验箱与绝热试验箱是否相同。按相应的试验方法准备混凝土试样，进行比热容试验。用四支恒温环境中测量偏差不大于o05的温度传感器，一支放人比热容加热桶内，另三支分别放在比热容加热桶的底面、顶面和中部，同时测量比热容加热桶内水和绝热试验箱空气平均温度，两者差值应小于O2。跟踪温差检验也可在水修正值检验时同时
13、进行。732水修正值试验方法见附录B。74热扩散率试验装置741按相应的热扩散率试验方法准备好混凝土试样，同时在试验箱内放置一支温度传感器连接温度测量误差不大于土o1的温度记录仪。开启试验装置，直到结束。742用温度记录仪测量并记录整个热扩散率测定过程试验箱内的循环水温度。75热线胀系数试验装置751准备好混凝土试样，开启试验装置进入升温阶段，检查升温速率是否符合651的要求。752用恒温环境中温度测量偏差不大于003的温度记录仪测量记录试验箱循环水的温度，应在2 h内达设定温度并符合652的要求。5JGT 32920 1176控制系统操作试验仪器，观察仪器的数据采集、显示、数据处理、存储和打
14、印功能，并计算验证仪器显示试验结果的准确性。77安全性按GB 47061、GB 470613、GB 470617和GB 470619中规定的试验方法执行。78噪声按GET 42141中的有关规定进行。79可靠性仪器连续无故障运行3 000 h，记录发生故障的次数。710外观采用目测。8检验规则81检验分类热参数仪检验分为型式检验和出厂检验。811型式检验凡遇下列情况之一者，应进行型式检验：a)新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定；b)结构、工艺和材料改变影响产品性能时；c)停产半年以上(包括半年)恢复生产时；d) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时e) 国家质量监督机构提出型式检验要求时。
15、812出厂检验对型式检验合格，正式投产的热参数仪，均应在出厂前由制造厂按出厂检验项目进行检验，合格者方准出厂。82检验项目热参数仪的检验项目见表1。表1检验项目检验依据 检验类别序号 检验项目 类别要求 试验方法 型式检验 出厂检验1 温度传感器 主要 61 71 2 绝热温升试验装置 主要 62 72 表1(续)JGT 32920 11检验依据 检验类别序号 检验项目 类别要求 试验方法 型式检验 出厂检验3 比热容试验装置 主要 63 73 4 热扩散率试验装置 主要 64 74 5 热线胀系数试验装置 主要 65 75 6 控制系统 主要 66 76 7 安全性 主要 67 77 8 噪
16、声 一般 68 78 9 可靠性 主要 69 79 lO 外观 一般 610 710 注1：A型热参数仪第4项和第5项不检。注2：B型热参数仪需全部进行检测。83判定规则831型式检验热参数仪的最大批量不超过10台，随机抽取1台，按表1中型式检验项目进行检验，其主要项目应全部达到本标准要求。在一般项目中，当不合格项目超过1项时，则判定为不合格；当只有1项不能满足要求时，则允许加倍抽样复检不合格项。复检后，当全部达到要求时，可判定该批产品为合格。当其中仍有1项不符合本标准要求时，则判定该批产品为不合格。832出厂检验热参数仪出厂前，按表1规定的检验项目进行检验，全部合格者，方准出厂。出厂检验的主
17、要项目的实测数据应记入随机文件中。9标志、包装、运输和贮存91标志911 每台热参数仪应在适当位置固定标牌。912标牌内容包括：产品名称、标记、尺寸、重量、电压、功率、制造厂名称、出厂编号及日期。92包装921 热参数仪包装应牢固可靠。标有名称、标记、收货单位及地址，以及“请勿倒置”、“小心轻放”和“防淋”等字样。随机工具及备件放置在工具箱内随机出厂。922每台热参数仪出厂时应有产品使用说明书、产品合格证、随机工具备件及装箱单。使用说明书中应包含电器原理图和接线图等内容。7JGT 329201 193运输仪器在运输过程中，应避免碰撞、抛投和雨雪淋湿。94贮存热参数仪应防止受潮，应存放在环境温度
18、一540、清洁且通风良好的库房内。A1测试原理附录A(资料性附录)混凝土热扩散率逆向热扩散测定法JGT 329201 1逆向热扩散测定法属热扩散率稳态法测定方法，其原理是使低温试样在高温恒温环境中实现稳定的热扩散过程，并通过试样中心温度的变化规律实现热扩散率的测定。相对于现行稳态法测定方法(简称：SL 352法)通过高温试样在低温恒温环境中的冷却过程进行测定而言，其被测试样的热扩散方向是相反的，故命名为逆向热扩散测定法(英文名称：BOYUAN Reverse Thermal Diffusion Method，简称：BYR法)。A2测量装置混凝土热扩散率逆向热扩散测定法的测量装置的组成同图3，其
19、中恒温循环水给水装置以加热方式提供高于被测试样温度的恒温循环水。A3试验方法A31试验步骤a)b)c)d)e)f)按SL 352制备混凝土试样。将试样从标准养护室或养护水槽取出即放人试验箱，连接好温度传感器，盖好箱体盖。启动测量装置，将恒温循环水给水装置的水加热至预定试验温度，该温度高于试样的初始温度(温差30以上，但不限于此值)，根据具体的测试要求确定。本步骤也可在试样放入测量装置前进行。当水温达到预定试验温度t后，试验开始。开启恒温循环水给水装置，使循环水在整个试验过程中均匀流经试样的表面并保持恒温，从而使试样内部形成稳定的热扩散场。实时测量并记录热扩散过程中试样的中心温度了T(r)，直到
20、试样中心与恒温循环水温差在3-5范围内为止，试验结束。重复b)-e)步骤，进行另一个试样的热扩散率测试。A32试验结果a)试样中心温差计算见式(A1)。口(r)一T。一T(r) (A1)式中：口(r)试样中心温差，单位为摄氏度()；T(r)试样中心温度，单位为摄氏度()；Te恒温循环水温度，单位为摄氏度()；r试验开始时起的历时，单位为小时(h)。b)以试样中心温差的自然对数ln0(r)为纵坐标，时间r为横坐标，在直角坐标系中绘制lnO(r)一r9JGT 329201 1曲线。该曲线以一段曲线开始，随后以直线相继，表示经过一段时间的热扩散后，试样内部形成了稳定的温度梯度场分布。c)选取ln0(
21、r)一r曲线中的直线段，用最小二乘法拟合出直线方程，该直线方程斜率的绝对值为试样的热扩散常数。也可在直线段中选取两个时间点ra、“，按式(A2)计算试样的热扩散常数：试样的热扩散常数，单位：1h：、“试样稳定热扩散阶段的两个时问点，单位为小时(h)。d)试样的热扩散率见式(A3)：a一K (A3)式中：a试样热扩散率，rfl2h；K一试样的形状系数，rll2。试样的形状系数K与试样的具体形状有关，是基于试样材料的热扩散特性为各向同性且无内热源的假设，根据试样的具体形状和稳态导热的边界条件通过导热微分方程的解计算获得。对于圆柱体试样，该形状系数K的计算见式(A4)： K一瓦面硬叨寿了而“式中：R
22、试样的半径，单位为米(m)：L试样的高度，单位为米(m)；”圆周率。对于长方体试样，该形状系数K的计算见式(A5)：肚礓毒巧”式中，n、6、c为长方体的三条边的边长，单位为米(m)。e)两个试样的热扩散率a算出后取其平均值即为本次试验的结果。一中式B1仪器设备混凝土比热容试验装置。B2试验方法附录B(规范性附录)水修正值试验方法JGT 3292011B21水修正值试验应在不少于3个温度段2030、3040、4050进行，也可根据工程需要选定试验温度段。B22试验步骤a)将l 800 g士50 g的水(温度为202)倒人比热容加热桶内，盖好桶盖，按SL 352连接好相关温度传感器和电路，关闭比热
23、容试验箱保温门。b)开启电机，使加热桶内的水流动以达到水温均匀。同时开启绝热试验箱温度跟踪流程，约15 min后关闭电机。保持2 h4 h，以使绝热试验箱完全进入温度跟踪状态，即加热桶内水温与箱内温度相等，加热桶内温度稳定，测定水温为初始温度(To)。c)开启电机使加热桶内的水保持流动，同时开启电加热器(功率为240w)，运行45 min后关趣电加热器，结束试验，此时为终止温度(T。)。B3水修正值计算B31水修正值按式(B1)计算：M=36W一(T。一T。)GC。 (B1)式中：M水修正值，单位为千焦(kJ)；w耗电量(电能)，单位为瓦小时(Wh)；G加热桶内水的质量，单位为千克(kg)；T。终止温度，单位为摄氏度()；To初始温度，单位为摄氏度()；C，水的比热容，单位：l【Jkg，不同温度时水的比热容见表B1。表B1水的比热容温度 O 10 20 30 40 50 60 70I比热容ZkJ(kg) 4220 4195 4183 4179 4179 4183 4187 4191B32每个试验温度段重复测三次，以三次测值的平均值作为试验结果；当三次测值的最大值或最小值与平均值之差超过平均值的15时，应重做该试验温度段的试验。注：B22中b)、c)及B31操控均由比热容试验测定装置的计算机系统完成，试验结果直接显示和打印。
