更新时间:2026-08-28
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一、前言:
混凝土导热系数、热扩散系数、比热容是混凝土热物理参数,采用稳态热传导原理,在试样两侧建立稳定温度梯度,采集温度、热流量数据,计算得到导热系数,同步输出热扩散系数与比热容,为工程试验、科研分析提供试验依据。
二、试验仪器与试样准备
2.1 仪器设备
混凝土导热系数测试仪(防护热板法),配套厚度测量工具(精度 0.1mm),烘干设备,标准校准板。设备温度传感器控制精度 ±0.1℃,满足稳态热流采集条件。
2.2 试样制备
试样外形尺寸:300mm×300mm,厚度 30‑50mm,试样表面平整,无孔洞、裂纹,保证板面和热板、冷板贴合紧密。
试样烘干处理:将试样放入烘箱烘干至恒重,去除内部游离水分,水分会对热物性检测结果产生明显干扰。
使用卡尺在试样多点测量厚度,记录厚度平均值,录入测试软件。
2.3 设备前期检查
检查设备管路、传感器接线,完成仪器校准,使用已知热物性参数的标准板校验设备,确认设备可以正常控温、采集热流数据后,再正式开展试样检测。
三、测试流程:
试样装夹
打开设备腔体,将处理完成的混凝土试样平稳放置在热板与冷板中间位置,锁紧夹持机构,保证试样两面分别与热板、冷板充分贴合,避免出现间隙。
试验参数设置
在设备操作软件录入试样编号、试样厚度;设置热板、冷板目标温度,冷热板温差取 20K,例如热板 35℃,冷板 15℃,形成稳定一维热传导梯度,设置数据采集间隔时间。
启动试验,等待热稳态
开启加热与制冷系统,设备开始建立温度场。持续监测热流量、冷热板温度;当连续 30min 内热流量、温度波动处于允许范围,判定系统达到热稳态,才可开展数据记录,该过程一般耗时 1.5‑4h,受混凝土材质、含水率影响存在差异。
稳态数据采集
达到稳态条件后,按间隔时间采集多组有效数据,记录热板温度、冷板温度、热流量,仪器依据傅里叶热传导公式自动计算导热系数,同步输出热扩散系数、比热容。同一试样采集不少于 3 组有效数据。
平行复测
同一组试样完成一轮测试后,开展平行试验,两次测试结果相对偏差不大于 5%;超出偏差范围,需要排查试样状态、设备接触情况,重新检测。
试验结束步骤
先关闭加热、制冷模块,待设备腔体内温度回落至环境温度,再关闭设备电源,取出试样,整理试验原始记录。
三、试验示例记录(仅供参考)
试样编号 | 试样厚度 (mm) | 热板温度 (℃) | 冷板温度 (℃) | 试样温差 (K) | 导热系数 W/(m・K) | 热扩散系数 10⁻⁶m²/s | 比热容 J/(kg・K) |
S‑01‑1 | 40.2 | 34.98 | 14.97 | 20.01 | 1.562 | 0.742 | 976 |
S‑01‑2 | 40.2 | 35.01 | 14.99 | 20.02 | 1.548 | 0.735 | 972 |
S‑01‑3 | 40.2 | 34.97 | 14.96 | 20.01 | 1.554 | 0.738 | 974 |
平均值 | 40.2 | ‑ | ‑ | ‑ | 1.555 | 0.738 | 974 |
