多孔膨胀珍珠岩混凝土比热容与导热系数测定及其保温性能评价.pdf
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1、全国中文核 心期刊 杆 癯 彘 巍 多孔膨胀珍珠岩混凝士比热容与 导热系数测定及其保温性能评价 赵维霞, 杨海勇, 陈晏, 杨萍, 杨进超 ( 西北核技术研究所, 陕西 西安7 1 0 0 2 4 ) 摘要: 膨胀珍珠岩混凝土具有导热系数小、 质量轻、 结构性能好等优点, 在建筑围护结构, 特别是屋面保温隔热工程中得到了大量的 应用 。通过防护热板法对多孔膨胀珍珠岩混凝土的 比热容和导热系数进行测试 ,并将测试结果 与传统 建筑材 料的相应热学参数进行比 较, 为建筑节能设计提供了试验依据。 关键词 : 膨胀珍珠岩混凝土: 比热容; 导热系数: 保温性能 中图分类号: T U 1 1 1 1
2、9 文献标识码: A 文章编号: 1 0 0 1 7 0 2 X( 2 0 1 1 ) 0 1 0 0 7 8 0 3 M e a s ur e m e nt of s pe c i fic t he r mal t he r m a l c ond uc t i v i t y c o e ffi c i e nt of p or o us e xpa nde d p e ar l i t e c on cr e t e and ev a l ua t i on of he a t pr e s e r va t i on pr op e rt y Z HA0 We i x i a , Y
3、ANG Ha i y o n g , C HE N Mi n, Y ANG , Y ANG n c h a o ( No r t h we s t Re s e a r c h I n s t i t u t e o f Nu c l e a r T e c h n o l o g y , Xi a n 71 0 0 2 4, S h a n x i , Ch i n a ) 膨胀珍珠岩混凝土制品作为一种新型节能材料已在建筑 工程中得到广泛应用_ 1 l 。膨胀珍珠岩颗粒内部呈蜂窝结构, 具 有质轻、 绝缘、 吸声、 无毒及耐腐蚀等特点圆 用其配制的轻骨 料混凝土耐磨、 隔热保温、 体积稳定且
4、无碱集料反应危害, 与 同强度等级普通混凝土相比, 可降低自 重2 0 一 2 5 I3 。 本文针 对密度等级9 0 0 1 3 0 0级, 抗压强度低于1 0 M P a 的膨胀珍珠 岩混凝土进行了比热容和导热系数的测定, 并通过对其蓄热 系数、 热阻和热惰性指标的计算, 简要评价材料的保温性能。 1 试验 1 1 原材 料 水泥: 天山牌P 0 3 2 5 水泥; 粉煤灰: I 级粉煤灰; 发泡 剂: M p s 型新型水泥发泡剂; 膨胀剂: U E A - H型膨胀剂, 水泥 灰色; 减水剂: F D N I 1 型高效减水剂, 黄褐色。水泥及膨胀珍 珠岩的性能指标分别见表 1 和表2
5、 。 表 1 水泥 的性能指标 收稿 日期 : 2 0 1 0 0 7 1 9 作 者简 介: 赵维霞 , 女, 1 9 7 9年生 , 山东德州人 , 工程师。地址 : 8 4 1 7 0 0 新 疆乌鲁 木齐 市 2 1 信 箱 1 5 6分箱 , 电话 : 0 9 9 6 2 3 5 8 6 9 2 , E ma i l : z h a o we i x i a 6 2 9 s i n a C B。 7 8 新型建筑材料 2 0 1 1 1 表 2 膨胀珍珠岩 的性能指标 1 2 试验配合 比 试验在设计同强度等级普通混凝土( C C ) 基础上, 配制了 2 种不同发泡成孔机理的多孔膨
6、胀珍珠岩混凝土,分别是以 发泡剂为主的混凝土( F C ) 和不掺加发泡剂的混凝土( L A C ) 。 与F C相比, L A C是采用多孔结构的轻集料( 如膨胀珍珠岩) 调整材料密度等级, 保证匀质性; 同时利用搅拌时引入的气泡 代替了发泡剂形成的气泡, 简化了工艺。除发泡剂外, 其余原 材料种类相同, 混凝土结构相似。混凝土配合比见表3 o 表 3 混凝土配合 比 k g m 项 目水泥粉煤灰膨胀珍珠岩膨胀剂减水 剂发泡剂水 C C 1 3 7 8 ( 砂 ) 9 FC 6 0 2 5 1 5 6 0 0 8 5 3 0 4 5 L AC 3 O 5 5 1 5 85 0 8 5 5 5
7、 1 I 3 试验方法 I 3 1 比热容 比热容为表征单位物质热容量的物理量。测试过程中3 种混凝土的等压比热容C 随温度t 变化的函数式如下: ( ) = A( 0 ) + A( 1 ) t + A( 2 ) t 2 + A( 3 ) t 3 + A( 4 ) t ( 1 ) 对于C C : 试验温区2 4 2 7 5 , 试验压力9 0 M P a 。 其中: A( 0 ) - - 6 3 3 x 1 0 ; A ( 1 ) = 7 5 8 x 1 0 ; A ( 2 ) = _ 5 3 3 x l 0 4 : A( 3 ) = 1 8 2 x 1 0 : A( 4 ) = 一 1 8
8、3 x 1 0 。 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 赵维霞, 等: 多孔膨胀珍珠岩混凝土比热容与导热系数测定及其保温性能评价 ( 2 ) 对于F C : 试验温区2 3 2 7 7 q C , 试验压力9 0 M P a 。 其中: A( 0 ) = 3 4 9 1 0 ; A( 1 ) = 7 7 4 x 1 0 。 ; A ( 2 ) = 一 6 4 5 x 1 0 ; A( 3 ) = 2 8 8 x 1 0 : A( 4 ) 一 4 0 6 x 1 0 。 。 ( 3 ) 对于L A C : 试验温区3 0 2 8 8 , 试验压力9 0 M P a
9、 。 中: A ( 0 ) = 5 9 0 x 1 0; A( 1 ) = 7 2 5 x 1 0 。 ; A ( 2 ) = 一 4 7 9 x 1 0 ; A( 3 ) = 1 9 0 x 1 0 : A( 4 ) = 一 2 5 6 x l 0 0 。 1 3 2 导热系数 依据 G B 1 0 2 9 4 8 8 绝热材料稳态热阻及有关特性的测 定防护热板法 ,采用T P M B E 一 3 0 0 平板导热仪进行测试, 热 板2 5 , 冷板一 5 , 平均1 0 c c , 试件规格为: 3 0 0 m in x 3 0 0 m m x 2 0 m m, 标准养护 2 8 d 。测
10、量导热系统的瞬态方法( 热脉冲快 速法) 是以稳定导热原理为基础, 在试验材料中给以短时间 加热, 测试时间为4 h 左右, 使试验材料的温度发生变化, 根 据其变化特点计算出材料的导热系数。稳态方法测量材料导 热系数 A的原理公式为 : A :旦 t l t 2 式中: 0 通过试件的稳定热流强度, w m ; ( ! 试件厚度, r n ; 、 厂分别为试件两侧面温度, 。 2 结果与分析 2 1 比热容 根据比热容 ( ) 的测试计算函数式分别计算出3 种混 凝土的比热容随温度的变化, 结果见图1 。 t 图 1 3种混凝土 比热容 变化曲线 由图 1 可以看出, 3种混凝土的等压比热容
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