ГОСТ 30256-94
Описание файла
Документ из архива "ГОСТ 30256-94", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "госты (государственные стандарты)" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "остальное", в предмете "госты (государственные стандарты)" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "ГОСТ 30256-94"
Текст из документа "ГОСТ 30256-94"
ГОСТ 30256—94
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ СТРОИТЕЛЬНЫЕ
Метод определения теплопроводности цилиндрическим зондом
Building materials and products.
Method of thermal conductivity determination by cylindrical probe
Дата введения 1996—01—01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским и проектным институтом (НИПИТеплопроект) и научно-исследовательским институтом строительной физики (НИИСФ) Российской Федерации
ВНЕСЕН Минстроем России
2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации и техническому нормированию в строительстве (МНТКС) 17 ноября 1994 г.
За принятие проголосовали:
Наименование государства.. | Наименование органа государственного управления строительством |
Республика Армения Республика Беларусь Республика Казахстан Кыргызская Республика Российская Федерация Республика Таджикистан Республика Узбекистан | Госупрархитектуры Республики Армения Госстрой Республики Беларусь Минстрой Республики Казахстан Госстрой Кыргызской Республики Минстрой России Госстрой Республики Таджикистан Госкомархитектстрой Республики Узбекистан |
3 ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с 1 января 1996 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации Постановлением Минстроя России от 6 апреля 1995 г. № 18—31
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящий стандарт распространяется на строительные материалы и изделия теплопроводностью от 0,01 до 2 Вт/(м • К) и устанавливает метод определения теплопроводности цилиндрическим зондом при нестационарном тепловом режиме в диапазоне температуры 90—573 К, основанный на зависимости температуры внедренного в материал нагреваемого тела (цилиндрического зонда) от теплопроводности окружающего зонд материала.
2 СРЕДСТВА ИСПЫТАНИЙ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
2.1 Для испытаний применяют:
— цилиндрические зонды следующих типоразмеров:
а) диаметром (1±0,1) мм и длиной (200±10) мм — для теплоизоляционных материалов теплопроводностью от 0,01 до 0,2 Вт/(м·К) в диапазоне температуры 90—573 К;
б) диаметром (3±0,1) мм и длиной (300±10) мм — для материалов теплопроводностью от 0,1 до 1 Вт/(м·К) в диапазоне температуры 200—350 К;
в) диаметром (5±0,1) мм и длиной (420±10) мм — для материалов теплопроводностью от 0,2 до 2 Вт/(м·К) в диапазоне температуры 200—350 К;
— микровольтметр для регистрации ЭДС термопары зонда в пределах 10—1000 мкВ с погрешностью не более 1 %;
— амперметр для измерения силы тока нагрева зонда в пределах 0,05—1 А с погрешностью не более 0,5 %;
— стабилизатор напряжения для нагрева цилиндрического зонда. Стабильность выходного напряжения должна быть не хуже 0,1 % от текущего значения;
— секундомер для регистрации моментов времени измерения ЭДС термопары зонда;
— элементы коммутации для подключения зондов. Контакты элементов коммутации тока нагрева должны надежно работать при значениях коммутируемого тока до 1 А, контакты элементов коммутации ЭДС должны обеспечивать надежное переключение при значении тока 1 мкА;
— термокамера для термостатирования образцов. Допустимая погрешность задания температуры термостатирования в термокамере не должна превышать 5 К, допустимая погрешность поддержания заданной температуры не должна быть более 0,5 К, допустимый градиент по термостатируемому объему — не более 0,2 К/см.
В рабочем объеме термокамеры должно размещаться не менее двух образцов. Принудительное перемешивание воздуха для выравнивания температуры в рабочем объеме не допускается.
2.2 Устройство зонда и электрическая схема соединения приборов приведены в Приложении А.
3 ПОРЯДОК ПОДГОТОВКИ К ПРОВЕДЕНИЮ ИСПЫТАНИЯ
3.1 Зондами диаметрами 1 и 3 мм определяют теплопроводность на образцах и изделиях, зондами диаметром 5 мм — только на изделиях.
3.2 Для определения теплопроводности изготавливают образцы материала в виде бруска размером не менее 50х50х200 мм или цилиндра диаметром не менее 50,0 мм и длиной не менее 200 мм для зонда диаметром 1 мм, размером не менее 65х65х250 мм — для зонда диаметром 3 мм.
3.3 Образец рыхлого, сыпучего и листового материала размещают в форме, имеющей размеры в соответствии с 3.2 и изготовленной из неметаллических материалов толщиной не более 2 мм.
Степень уплотнения волокнистых материалов при укладке в формах указывают в нормативных документах на конкретную продукцию.
3.4 Размер зерен сыпучих материалов, заполнителя или пустот в материале не должен превышать пяти диаметров зонда.
3.5 Образцы допускается набирать в виде пакета (для листовых материалов) или изготавливать из двух идентичных половинок, при этом контактирующие поверхности половинок или средних слоев образца должны быть хорошо притерты и в них выбраны канавки для размещения зонда.
3.6 В образец бетона при изготовлении необходимо заформовать по центру образца надетую на жесткий стальной пруток металлическую трубку (гильзу). Толщина стенки гильзы должна быть не более 0,05 мм, зазор между гильзой и введенным в нее зондом должен быть не более 0,1 мм, длина гильзы должна быть не менее длины образца бетона.
3.7 В изделии из бетона в зависимости от его размера заформовывают одну или две металлические гильзы длиной не менее длины зонда. Расстояние между двумя гильзами должно быть не менее 1 м.
Для зонда диаметром 5 мм толщина стенки гильзы и зазор между гильзой и зондом должны быть не более 0,1 мм, для зонда диаметром 3 мм — соответствовать требованиям 3.6.
В железобетонных изделиях допускается крепление гильз к арматуре при помощи вязальной проволоки, укрепленной на обоих концах гильзы не далее 10 мм от конца; в местах крепления проволоки к гильзе необходимо осуществить их тепловую развязку за счет намотки слоя хлопчатобумажной или полихлорвиниловой электроизоляции толщиной 5 мм.
Гильза должна быть окружена слоем контролируемого бетона толщиной не менее 5 см и не содержащего металлических включений.
Гильзы следует устанавливать со стороны торцевых поверхностей изделия.
3.8 В образец или изделие из бетона зонд вводят в заформованную гильзу. Перед введением зонда в гильзу ее необходимо прочистить и смазать машинным маслом.
3.9 При определении теплопроводности теплоизоляционных материалов зонд вводят в образец или изделие путем их прокалывания или в предварительно подготовленное отверстие диаметром 1 мм с учетом требований 3.2.
При размещении в изделии двух зондов расстояние между ними должно быть не менее 0,8 мм.
3.10 Для повышения точности измерений рекомендуется зонды, объединенные одним разъемом, вводить в идентичные образцы или изделия.
3.11 Образцы с введенными в них зондами размещают в термокамере, устанавливая каждый образец на две неметаллические опоры. Расстояние между соседними образцами и поверхностями рабочего объема термокамеры должно быть не менее 1 см.
При определении теплопроводности в изделиях их следует размещать в закрытом помещении, не подвергающемся воздействию сквозняков и прямых солнечных лучей.
3.12 Образцы и изделия с зондами должны быть выдержаны при заданной температуре измерений не менее 2 ч для теплоизоляционных материалов и 4 ч — для других материалов.
3.13 Теплопроводность определяют не менее чем на двух образцах или изделиях и на одном изделии в случае размещения в нем двух зондов.
4 ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ
4.1 Одновременно с пуском секундомера на зонд А (приложение А) подают ток нагрева. Значение тока нагрева должно выбираться таким образом, чтобы за время измерений (12 мин) прирост температуры зонда не превышал:
5 К — при определении теплопроводности влажных материалов или при определении теплопроводности при температуре ниже 280 К;
15 К — в остальных случаях.
За время испытаний силу тока измеряют не менее пяти раз с интервалом не менее 5 с.
4.2 Регистрируют значение ЭДС термопары данного зонда в промежутках времени 4—6 и 8—12 мин с момента начала испытаний.
В указанных промежутках, включая их границы, должно быть проведено не менее пяти измерений ЭДС с равными интервалами времени в каждом промежутке. При этом интервалы между моментами регистрации ЭДС t2 в промежутке 8—12 мин должны удовлетворять условию
t2 = t1 (1)
где t1 — интервал между моментами регистрации ЭДС в промежутке 4—6 мин.
4.3 Определение теплопроводности зондом Б (приложение А) осуществляют не ранее, чем через 2 ч после окончания измерений зондом А для теплоизоляционных материалов и 4 ч — для других материалов.
4.4 Повторное определение теплопроводности зондом А проводят с интервалом, указанным в 4.3.
5 ПРАВИЛА ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ
5.1 Вычисляют теплопроводность lл материала в ваттах на метр-кельвин по формуле для линейного источника тепла постоянной мощности
lл = 0,5516 I 2 R E0 / DE, (2)
где I — сила тока нагрева зонда, А;
R — сопротивление нагревателя зонда, Ом/м;
Е0 — чувствительность термопары зонда, мкВ/К;
DЕ — прирост ЭДС термопары зонда, мкВ.
Величину DЕ рассчитывают как разность между средними арифметическими значениями ЭДС, измеренными в промежутках времени 8—12 и 4—6 мин.
5.2 С применением средств вычислительной техники определяют уточненное значение теплопроводности Л материала в ваттах на метр-кельвин по формулам (3)—(5) для зонда диаметром 1 мм и по формулам (3), (4) — для зондов диаметрами 3 и 5 мм:
l = a1 / lл + a2 + a3lл + а4 ; (3)
аi = b1 / C2 + b2 / C + b3 + b4 C + b5 C2 (4)
bj = d1 + d2 T + d3T2 + d4T3 (5)
где i =1, 2, 3, 4; j = 1, 2, ... , 5;
Т — температура, при которой определялась теплопроводность, К;
С — r(с + 42W) — объемная теплоемкость материала, Дж/(м3·К);
с — удельная теплоемкость материала в сухом состоянии, Дж/(кг·К);
r — плотность материала в сухом состоянии, кг/м3;
W — влажность материала, % по массе.
При проведении расчетов значение объемной теплоемкости С уменьшают в 103 раз для зонда диаметром 1 мм и в 105 раз — для зондов диаметрами 3 и 5 мм.
5.3 Значения коэффициентов d1— d4, используемые для расчета коэффициента b при определении теплопроводности зондом диаметром 1 мм, и значения коэффициентов b1 — b5 , используемые для расчета коэффициента а при определении теплопроводности зондами диаметрами 3 и 5 мм, приведены в приложении Г.
Программа расчета теплопроводности на языке Бейсик приведена в приложении Д.
5.4 Значение удельной теплоемкости материала допускается задавать с погрешностью до 30 %.
5.5 За результат испытания принимают среднее арифметическое значение результатов четырех параллельных измерений. Полученное значение теплопроводности округляют до второй значащей цифры.
5.6 Данные об образцах материала и результаты определения теплопроводности заносят в журнал регистрации измерений по формуле, приведенной в приложении В.
5.7 Погрешность метода определения теплопроводности при доверительной вероятности 0,9 составляет 7 %.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(рекомендуемое)
УСТРОЙСТВО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ЗОНДА И ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА СОЕДИНЕНИЯ ПРИБОРОВ
Устройство зонда и электрическая схема соединения приборов при определении теплопроводности представлены на рисунке 1.
Зонд состоит из корпуса (металлической трубки), рукоятки, электронагревателя в виде сложенного пополам эмалированного провода из сплава сопротивления г проволочной термопары.
Корпус зонда диаметром 1 мм изготавливают, из никелевой трубки 1х0,15 мм. Нагреватель и термопару изготавливают из эмалированной проволоки диаметром 0,2 мм. Толщина эмалевого покрытия должна быть в пределах 10—20 мкм.
Корпус зондов диаметрами У и 5 мм изготавливают из трубок 3х0,2 и 5х1 мм из нержавеющей стали, нагреватели и термопары — из эмалированных медных и константановых проволок диаметром 0,35 мм.
Электронагреватель размещен в корпусе по всей его длине, в зоне рукоятки к нему присоединены медные выводные провода того же диаметра, что и нагреватель. Термопара введена в корпус до середины для зондов диаметрами 1 и 3 мм и не доходя 75 мм до его конца — для зонда диаметром 5 мм. Свободное внутри корпуса пространство для зондов диаметрами 3 и 5 мм должно быть заполнено сплавом Вуда или Розе. Если рукоятка зонда выполнена из металла, между корпусом зонда и рукояткой должен быть размещен слой неметаллического материала толщиной не менее 2 мм.
Для удобства измерений зонды А и Б должны быть объединены в пару с дифференциально соединенной термопарой и иметь общий вывод электронагревателей. Два вывода термопар (ТА и ТБ) и три вывода нагревателей (НА, НБ и НО — общий) присоединяют к электроразъему Ш1. Длина выводных проводов от рукоятки зонда' до разъема должна быть 1—2 м. Выводные провода следует размещать в металлической оплетке с выводом ее на клемму «Земля». (Для образования дифференциальной термопары одноименные электроды обеих термопар зонда необходимо соединить у электроразъема Ш1.
Выход стабилизатора напряжения (постоянного или переменного тока) СН с последовательно подсоединенным амперметром А подключен посредством разъема Ш2 к одному из нагревателей пары зондов. Выбор зонда (А или Б) осуществляют при помощи переключателя ВЗ, который одновременно меняет полярность подключения термопары к микровольтметру ЬЛКВ в случае работы зонда Б. Резистор R1 является эквивалентным нагревателю зонда сопротивлением; на него замкнут стабилизатор напряжения СН на время прогрева приборов и между измерениями. Переключением DI осуществляют подачу тока на нагреватель зонда.