Межгосударственный стандарт ГОСТ 30290-94 "Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности поверхностным преобразователем" (введен в действие постановлением Минстроя РФ от 29 мая 1995 г. n 18-49)


Building materials and products. Surface converter method of thermal conductivity determination


Введен впервые

Дата введения 1 января 1996 г.


1. Область применения


Настоящий стандарт распространяется на строительные материалы и изделия теплопроводностью от 0,02 до 1 Вт/ (м x К) и устанавливает метод неразрушающего ускоренного определения теплопроводности в интервале температур 278-313 К (5-40°С).

Метод заключается в создании одностороннего кратковременного теплового импульса на поверхности изделия и регистрации изменения температуры на этой поверхности.

Стандарт не распространяется на многослойные изделия.


2. Нормативные ссылки


В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.315-91 ГСИ. Стандартные образцы. Основные положения, порядок разработки, аттестации, утверждения, регистрации и применения


ГОСТ 12730.2-78 Бетоны. Метод определения влажности

ГОСТ 21718-84 Материалы строительные. Диэлькометрический метод измерения влажности

ГОСТ 23422-87 Материалы строительные. Нейтронный метод определения влажности

ГОСТ 23468-85 Микрокалькуляторы. Общие технические условия


3. Средства испытаний


3.1. Для испытаний применяют измерительный комплекс (рисунок 1), состоящий из:

- первичного преобразователя, предназначенного для преобразования импульса электрической энергии в тепловую и создания электрического сигнала, характеризующего изменение температуры поверхности материала изделия под воздействием теплового импульса. Техническая характеристика первичного преобразователя приведена в приложении А;

- вторичного измерительного прибора для регистрации электрического сигнала;

- импульсного источника тока с таймером теплового импульса (приложения Б, В), обеспечивающего нагрев пластины первичного преобразователя.

3.2. В качестве вторичного измерительного прибора применяют вольтметр чувствительностью не хуже 1 x 10(-6) В с цифропечатающим автономным или встроенным устройством и таймером опроса датчика (приложение Г), задающим интервалы регистрации.

Допускается применение других измерительных приборов, удовлетворяющих требованию настоящего стандарта.


"Рисунок 1. Блок-схема измерительного комплекса для определения теплопроводности материалов изделий"


4. Подготовка к проведению испытаний


4.1. Для испытаний отбирают изделия, соответствующие требованиям нормативных документов на эти изделия. Изделия должны иметь плоскую поверхность для размещения первичного преобразователя и обеспечения теплового контакта между ними.

Допускается определять теплопроводность на изделиях правильной и неправильной формы.

4.2. Количество изделий, отбираемых для испытания, устанавливают в нормативных документах на эти изделия, но не менее трех.

4.3. Для испытаний сыпучих материалов их засыпают в рамку размером 300 х 300 х 50 мм, выравнивают поверхность исследуемого материала для создания теплового контакта с размещенным на нем первичным преобразователем. Размер гранул испытываемого сыпучего материала должен быть не более 5 мм.

4.4. Теплопроводность материалов изделий определяют в сухом и влажном состоянии. Влажность материалов изделий определяют согласно нормативным документам на изделия и методы определения влажности (ГОСТ 21718, ГОСТ 23422 или ГОСТ 12730.2).


5. Проведение испытаний


5.1. Испытания проводят при установившемся тепловом равновесии между исследуемым изделием, телом первичного преобразователя и окружающей средой, для чего устанавливают первичный преобразователь на поверхность изделия, подготовленного к испытаниям в соответствии с разделом 4, и выдерживают до появления на табло вторичного измерительного прибора установившихся показаний.

При испытании изделия толщиной менее 15 мм одна из его поверхностей должна находиться в тепловом контакте с поверхностью массивного основания (рисунок 1).

5.2. Регистрируют установившийся сигнал, поступающий от первичного преобразователя, и включают цифровую печать.

5.3. Подают тепловой импульс нажатием соответствующей пусковой кнопки.

5.4. Через равные промежутки времени, автоматически устанавливаемые вторичным измерительным прибором, регистрируют изменение сигнала, пропорционального избыточной температуре поверхности исследуемого изделия. Регистрацию проводят до появления повторяющихся значений.

5.5. Измерения проводят не менее чем на пяти участках поверхности исследуемого изделия, в том числе на участках с неоднородными по теплопроводности включениями.


6. Обработка результатов испытаний


6.1. Элементам массива экспериментальных данных присваивают порядковые номера n = 1, 2, ... i, ..., k, ..., l, ..., m, ..., n с момента подачи теплового импульса. Выделяют рабочую область экспериментального массива (область n_min < n < n_max), определяемую при градуировке измерительного комплекса в зависимости от плотности исследуемого материала (приложение Д).

Пример обработки экспериментального массива приведен в приложении Е.

6.2. При проведении испытаний изделий толщиной более 15 мм теплопроводность лямбда в ваттах на метр-кельвин для одного измерения вычисляют по формуле


"Формулы (1)-(5)"


Теплопроводность рекомендуется рассчитывать на микрокалькуляторе типа МК-56 по ГОСТ 23468 или другом программирующем устройстве, имеющем не менее 14 ячеек памяти, по программе, приведенной в приложении Ж.

Допускается графическая обработка экспериментального массива в соответствии с приложением И.

6.3. При проведении испытаний изделий толщиной менее 15 мм теплопроводность исследуемого материала для одного измерения вычисляют по формуле


"Формулы (6)-(7)"


6.4. Теплопроводность рассчитывают на микрокалькуляторе по программе, приведенной в приложении Ж.

6.5. Теплопроводность материала изделия вычисляют как среднее арифметическое значение всех измерений.

6.6. Погрешность определения теплопроводности данным методом составляет не более 7%.


Приложение А

(обязательное)


Техническая характеристика первичного преобразователя


Первичный преобразователь представляет собой цилиндр из пенополистирола (тело первичного преобразователя) плотностью 150 кг/м3, диаметром 140 и высотой 55 мм. В середине плоскости одного из его оснований, заподлицо с ним, размещена круглая пластина радиусом 20 мм - для изделий толщиной более 15 мм, 60 мм - для изделий толщиной менее 15 мм из бронзового листа толщиной 0,15-0,25 мм, служащая для передачи тепла от нагревательного элемента к исследуемому образцу. К центру диска припаян один из "горячих" спаев двух термопар, выводы которых соединены последовательно. Спаи электроизолированы друг от друга и зафиксированы каплей эпоксидной смолы. "Холодные" спаи термопар утоплены вглубь тела цилиндра.

Вокруг "горячих" спаев термопар расположен плоский нагреватель, прилегающий к плоскости пластины и электроизолированный от нее, представляющий собой спираль из константановой проволоки (с сопротивлением 40 Ом для изделий толщиной 15 мм, 20 Ом - для изделий толщиной менее 15 мм). Выводы нагревателя соединены проводами с таймером теплового импульса, а выводы термопар - экранированным проводом с вторичным измерительным устройством.


"Первичный преобразователь"


Приложение Б

(рекомендуемое)


Таймер теплового импульса для изделий толщиной более 15 мм
(принципиальная электрическая схема)


"Таймер теплового импульса для изделий толщиной более 15 мм (принципиальная электрическая схема)"


Спецификация к принципиальной электрической схеме таймера теплового импульса для изделий толщиной более 15 мм


                               Конденсаторы


                       С1-К10-7В-Н30-130 пФ +- 20%

               С2-К73-9-100В-0,25 мкФ +- 10% ОЖО.461.087 ТУ

               С3-К73-9-100В-0,1 мкФ +- 10% ОЖО.461.087 ТУ


                        Резисторы МЛТ-0,25 +- 10%


R1  - 75   Ом       R5 - 22   кОм      R9  -  75 кОм      R13 - 110   кОм

R2  -  2  мОм       R6 -  3   кОм      R10 -  10 кОм      R14 - 910   кОм

R3  -  3  кОм       R7 -  3,9 кОм      R11 -  10  Ом      R15 -   2,2 мОм

R4  - 47  кОм       R8 -  1,5 мОм      R12 - 100  Ом      R16 - 300    Ом

                               R17 - 2,2 Ом


Микросхема  DD1-К176ЛЕ56КО.348.006-01 ТУ

Транзисторы VT1, VT4-К 176ЛЕ5аАО. 336.053 ТУ

Оптроны     U1, U2-АОД101б


                                  Диоды


              VD1-KЦ405A;.VD2, VD4-Д816б; VD3, VD5, VD9-L310


                           Симистор VS1-КУ208А

                           Тиристор VS2-КУ101А

                              Кнопка S1-КМ-1


Приложение В

(рекомендуемое)


Таймер теплового импульса для изделий толщиной менее 15 мм
(принципиальная электрическая схема)


"Таймер теплового импульса для изделий толщиной менее 15 мм (принципиальная электрическая схема)"


Спецификация к принципиальной электрической схеме таймера теплового импульса для изделий толщиной менее 15 мм


                               Конденсаторы


                       С1-К10-7В-Н30-130 пФ +- 20%

                         С2-К50-6-100 мкФ - 15 В

                         С3-К50-6-100 мкФ - 15 В

               С4-К73-9-100В-0,1 мкФ +- 10% ОЖО.461.087 ТУ

               С5-К75-9-100В-0,25 мкФ +- 10% ОЖО.461.087 ТУ


                        Резисторы МЛТ-0,25 +- 10%


R1 - 560  Ом     R7  -   1,8 мОм    R13 -   3,6 кОм     R19 - 820   кОм

R2 - 200  Ом     R8  -   3,3 кОм    R14 -   3,6 кОм     R20 -   7,5 кОм

R3 -  10 кОм     R9  -   1,8 мОм    R15 -   5,1 кОм     R21 -   2,2 мОм

R4 -  36 кОм     R10 - 100    Ом    R16 -   4,3 мОм     R22 -   5,6 кОм

R5 - 430  Ом     R11 -  56    Ом    R17 -  75 кОм       R23 -  51    Ом

R6 -  75  Ом     R12 -  22   кОм    R18 - 100 кОм       R24 - пров. 10 Ом


                                  Диоды


         VD1, VD3-КЦ405г VD2-КС147а VD4-АЛ307в VD5-Д223 VD6-Д331а


Микросхема    DD1-К176ЛЕ5 бКО.348.006-01 ТУ

Тиристоры     VS1-TC132-40-12 VS2-КУ101А VS3-КУ201Л

Транзисторы   VT1, VT4-КЕ3102А

Оптроны       U1, U2-АОД1016

Трансформатор

Межгосударственный стандарт ГОСТ 30301-95 "Изделия асбестоцементные. Правила приемки" (введен постановлением Минстроя РФ от 14 июля 1995 г. n 18-67)  »
ГОСТы и правила »
Читайте также