比熱試驗(yàn)

17.0.1本試驗(yàn)適用于測(cè)定混凝土的比熱。

17.0.2試驗(yàn)采用的儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定：

1絕熱量熱器：示意圖如圖17.0.2所示。

2試模：圓柱形金屬試模，直徑200mm，高400mm，附有支架以固定試件中心埋桿，埋桿直徑40mm，貫穿整個(gè)試件。

3時(shí)鐘、磅秤，磅秤大量程應(yīng)為50kg，感量為50g。

1-保溫桶； 2-隔熱材料； 3-圓筒型空氣擋板； 4-加熱絲； 5-隔離桶； 6-軟木墊塊； 7-攪拌器馬達(dá)； 8-攪拌器； 9-控制箱； 10-2.5mm 空氣層； 11-試件桶； 12-加熱器； 13-鼓風(fēng)機(jī)及馬達(dá)； 14-溫度計(jì)

圖17.0.2  絕熱量熱器示意圖

17.0.3試驗(yàn)步驟應(yīng)按下列方法進(jìn)行：

1試件成型、養(yǎng)護(hù)與混凝土導(dǎo)溫系數(shù)測(cè)定相同。試驗(yàn)以兩個(gè)試件為一組。

2試驗(yàn)前，從養(yǎng)護(hù)室取出試件，擦干表面水分，稱量。

3將試件及其它設(shè)備按圖安裝好，并往試件桶內(nèi)裝水，使水面高出試件頂面20mm～30mm，記錄裝入的水量，水量應(yīng)精確到10g。

4約4h后，當(dāng)試件桶內(nèi)的溫度與保溫桶內(nèi)溫度穩(wěn)定一致時(shí)，表示絕熱量熱器內(nèi)試件溫度、水溫和氣溫已達(dá)平衡。此時(shí)測(cè)出的溫度即為試件的初始溫度（θ₁），與此同時(shí)也測(cè)讀電表的初始讀數(shù)。

5接通加熱器及攪拌器的電源并開始記時(shí)。同時(shí)接通鼓風(fēng)馬達(dá)及空氣加熱絲電源，使保溫桶內(nèi)空氣與試件桶內(nèi)的水溫相等。待水溫上升10℃～15℃時(shí)，關(guān)閉加熱器，只讓攪拌器運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)1.5h～2.0h，使試件溫度均勻，讀取試件桶內(nèi)溫度計(jì)的讀數(shù)（θ₂），并記錄時(shí)間及電表讀數(shù)。至此，一次加熱操作完畢。

6按上述加熱操作步驟對(duì)試件再加熱兩次。

17.0.4比熱（c）試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算及確定應(yīng)按下列方法進(jìn)行：

1加熱器供熱：每次加熱所消耗的電量（W·h）乘以3.617[kJ/（W·h）]即為每次加熱器的供熱量q₁（kJ）。

2攪拌器供熱：攪拌器攪拌常數(shù)乘以攪拌時(shí)間（h），即為每次攪拌器供熱量q₂（kJ）。注：攪拌器常數(shù)與攪拌器形狀尺寸及轉(zhuǎn)速有關(guān)。按美國墾務(wù)局混凝土比熱儀圖紙制造的攪拌器常數(shù)為6.752kJ/h，自制的應(yīng)另行測(cè)定。

3試件桶吸熱：試件桶的吸熱常數(shù)4.254kJ/℃，乘以每次加熱的溫升值（θ₂-θ₁）即為試件桶所吸收的熱量q₃（kJ）。

4水吸熱：水的比熱乘以用水量再乘以每次加熱的溫升值（θ₂-θ₁），即為水所吸收的熱量q₄（kJ）。

5試件吸熱：令為Q（kJ），應(yīng)按下式進(jìn)行計(jì)算：

Q = q₁+ q₂- q₃- q₄（17.0.4-1）

（17.0.4-2）

式中：M¾¾試件的質(zhì)量， kg；

C₀、 C₁、 C₂¾¾待求的系數(shù)；

θ₁、 θ₂¾¾每次加熱的初溫和終溫，℃。

連續(xù)加熱三次就可得到三個(gè)三元一次方程，聯(lián)立求解即可求出C₀、C₁、C₂之值。

6c =C₀+C₁θ+C₂θ²，即得比熱c隨溫度θ變化表達(dá)式。此式在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)有效。

取兩個(gè)試件測(cè)值的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。

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17.0.5混凝土比熱報(bào)告內(nèi)容除應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)第3.4節(jié)要求外，尚應(yīng)報(bào)告實(shí)測(cè)的混凝土比熱值。