[实用新型]混凝土热扩散率的测定装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种混凝土热扩散率的测定装置，属物理中通过应用热方法测试材料的技术领域。

背景技术

热扩散率(或称热扩散系数)是材料的一种热物理性质，表示材料被加热或冷却时，其内部温度趋于一致的能力，由公式α＝λ/ρc表示，式中α表示材料的热扩散率，λ表示导热系数，ρ表示密度，c表示热容。热扩散率越大，表示物体内部温度趋于一致的能力越强，同时热扩散率也是材料传播温度变化能力大小的指标，因而有导温系数之称。

目前测量混凝土热扩散率的常用方法，如中华人民共和国行业水利行业标准《水工混凝土试验规程》(SL352-2006)中公开的，是：

(1)把混凝土浇制成高径比为2∶1的圆柱体作为测量混凝土热扩散率的试件，并在试件中心放置温度传感器或温度计用于测量试件的中心温度，按规定的养护条件完成试件的养护(通常是试件成型后在恒温保湿的环境中放置一定的时间)。

(2)把混凝土试件安放在支架上，连支架一起放入具有密封隔热、加热和搅拌功能的桶中，加水至整个试件浸没在水中(没过试件顶面5cm以上)，启动加热器和搅拌器将桶中的水加热至预定的温度(通常为60℃～70℃，如要测量不同温度的热扩散率，可分别加热至所需的温度)后保持水温不变，待试件中心温度与水温相等(通常为测得温差小于0.1℃)时停止加热和搅拌。从而使整个试件的温度均衡，获得同温体试件。

(3)再迅速把混凝土试件放到不断流过的温度保持相对恒定的常温水中冷却降温，冷却过程中要求试件的表面温度即环境温度始终保持相对恒定，同时测量并记录整个降温过程中试件中心温差随时间的变化关系，直到测得试件中心温差小于3℃～6℃为止。

(4)按以下步骤计算被测试件的热扩散率(导温系数)：

以冷却过程时间t为横坐标，以试件中心温差θ的自然对数lnθ为纵坐标绘制冷却过程试件中心温差随时间变化曲线图；根据物理学热传导定律可得，在实验条件下试件的中心温度差θ的自然对数lnθ在稳定降温阶段随时间的变化呈一下降直线。

选取变化曲线图中的直线部分，即试件内部形成稳定的温度梯度场分布后的两组数据(θ_a，t_a)和(θ_b，t_b)，按下式计算热扩散率α：

α=lnθa-lnθbtb-ta·1(2.4048/R)2+(π/L)2]]>

冷却过程中试件表面保持恒温是试验中心温度变化规律满足上述热扩散率算式的必要条件，冷却水水温的变动值将直接影响试验结论的准确性，因此对冷却水水温的变化范围有严格的技术要求。如中华人民共和国建筑工业行业标准《混凝土热物理参数测定仪》(征求意见稿)要求水温变动值不应大于±0.5℃。而为满足这种对冷却水水温的严格要求，上述混凝土热扩散率的测定方法以如下所使用的试验装置来保证。

1、传统的试验装置