[实用新型]混凝土热扩散率测定装置

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测定装置。

背景技术

目前公开的混凝土热扩散率的测定方法有两种，分别是由中华人民共和国水利行业标准《水工混凝土试验规程》(SL352-2006)规定的测定方法(简称为SL352法)和由公开号为CN101915776的中国发明专利申请“混凝土热扩散率的测定方法及试验装置”公开并载入中华人民共和国建筑行业产品标准《混凝土热物理参数测定仪》(JG/T329-2011)的测定方法(简称为BYR法)。它们分别是在同温体试件外营造一个温度更低或更高的恒温水环境，使同温体试件自中心向表面形成一个稳定的正向或逆向的热扩散过程，从而通过对该热扩散过程中试件中心的温度差-时间关系的测定并对测定结果进行处理后计算出热扩散率。所说同温体试件是将试件置于某一环境温度下经热扩散的作用使其中心温度与表面温度(与其所处环境温度相同)趋同时形成的，此时其中心温度和表面温度接近，并分别是试件中温度场分布的两个极限值。测定时试件所处的环境水温所要控制达到的恒温温度称作热扩散环境温度，同温体试件的温度与热扩散环境温度的差值为该测定的初始温差。

为配合所提供的测定方法，发明专利申请CN101915776还提出了相应的测定装置，该“测定装置中有试验桶、恒温循环水槽和温度测控系统，其中同温体试件制装置是其中介质温度为30℃以下的腔室或水槽；恒温循环水槽是为实现测定环境的热恒温循环水槽，试验桶与热恒温循环水槽之间通过水管和水泵连接成水循环系统；所说温度测控系统包括水循环系统中安装的测定环境温度传感器和与电加热器、测定环境温度传感器电信号连接的恒温控制电路，还包括试件中心埋设的温度传感器与试件中心温度传感器电信号连接的温度-时间记录装置。”

发明专利申请CN101915776所公开的方法和装置的主要优点是克服传统测定方法(SL352方法)因高温同温体试件在较低温度的恒温环境温度进行热扩散测定而所要采用的恒温循环水的测定装置的实现受制于制冷方式对恒温热扩散温度的误差控制所存在的诸多不足以实现节能、节水、省时、提高测量精度和降低成本等目标。

研究表明，在不同恒温温度下的热扩散过程中，混凝土的热扩散率有所不同。同时，在一定温度范围内(10℃～70℃)的热扩散过程中热扩散率与温度可呈现较好的线性关系。因此对于需要获得较高精度的热扩散率时，就需要在不同恒温温度下、多次进行热扩散过程的测定以获得混凝土应用温度段(通常为10℃～70℃)的热扩散率特性，如在15℃、30℃、45℃、60℃4个温度点、每个温度点重复进行3次测定。

但由于现有两种测定方法，即SL352法和BYR法都要求被测试件保持足够大的起止温差，即同温体试件的温度和测定时恒温环境的温度之间的差值要足够大，以保证测定结果的准确性。这是因为，温差θ的误差Δθ所引起的被测混凝土的热扩散率的相对误差Δα/α为：

Δaα≈Δθθ,]]>

即：测量结果的相对误差由Δθ/θ决定。由于：(1)试件中心温差θ随时间减小，在Δθ不变的前提下，测定结果的最大相对误差的由测定终止时温差所决定；(2)根据测定方法的测量原理，对于同一试件，其从同温体试件放入恒温热扩散环境起到形成稳定热扩散状态所需的时间相同，而与试验温差无关；而对于满足测定方法所需的稳定热扩散状态的(最短)持续时间也基本相同；(3)测定结果的计算涉及中心温差的自然对数曲线在稳定热扩散状态下形成的直线段的斜率的计算，必须有一定的持续时间才能保证其足够的计算精度；(4)而对于相同的持续时间其试验的终止温差与试验的起始温差成近似正比关系。因此，若保持现有技术所确定的热扩散测定装置的温度测量误差值和恒温热扩散阶段水温控制误差值，则缩小测量的起始温差，将降低测定结果的测量精度。