Приложение Г (обязательное). Методика расчетного определения теплопроводности по найденной зависимости теплопроводности от плотности

Приложение Г
(обязательное)

Методика
расчетного определения теплопроводности по найденной зависимости теплопроводности от плотности

Г.1 Общие положения

Методика позволяет расчетом определить значение теплопроводности в сухом состоянии ячеистого бетона по значению фактической плотности, используя найденную заранее математическую зависимость теплопроводности от плотности.

Зависимость теплопроводности в сухом состоянии от средней плотности следует устанавливать не реже одного раза в год для конкретного производителя с утвержденной технологией и рецептурой производства. При внесении производителем изменений в технологию или рецептуру производства ячеистого бетона, должна быть установлена новая зависимость.

Зависимость теплопроводности в сухом состоянии от средней плотности ячеистого бетона устанавливают по серии испытаний теплопроводности, проводимых на трех и более марках ячеистого бетона по средней плотности.

П р и м е ч а н и е - При отсутствии у производителя возможности проведения испытаний на трех и более марках ячеистого бетона по средней плотности допускается установление зависимости испытанием на двух марках.

Г.2 Испытательное оборудование и средства измерений

Для экспериментального определения зависимости теплопроводности в сухом состоянии от средней плотности ячеистого бетона применяют:

- прибор для определения теплопроводности по ГОСТ 7076;

- электрошкаф лабораторный сушильный, обеспечивающий температуру сушки не менее 110 °C;

- испытательную камеру или шкаф с плотно закрывающейся дверью с влагопоглотителем для размещения образцов после сушки;

- средства измерения размеров образца с погрешностью не более  1 %;

- весы по ГОСТ 24104 с погрешностью взвешивания не более 0,01 г.

Г.3 Подготовка образцов

Для экспериментального определения теплопроводности подготавливают образцы в виде квадратных пластин с плоскими лицевыми поверхностями и размерами, которые предусматривает прибор для определения теплопроводности. Для каждой испытуемой марки по средней плотности должно быть подготовлено не менее пяти образцов.

Перед началом испытаний образцы высушивают в лабораторном сушильном шкафу при температуре (105  5) °C до достижения постоянной массы. Массу образцов считают постоянной, если результаты двух последовательных взвешиваний с интервалом не менее 3 ч отличаются не более чем на 0,1 %. Массу образцов в сухом состоянии определяют с точностью до 0,01 г.

Непосредственно после сушки образцы помещают в испытательную камеру или шкаф с плотно закрывающейся дверью с влагопоглотителем для остывания до комнатной температуры.

Г.4 Проведение испытаний

По измеренным геометрическим размерам образца и найденной массе в сухом состоянии устанавливают плотность  ₀, кг/м ³, каждого образца по ГОСТ 12730.1.

Определяют теплопроводность образцов материала в сухом состоянии  ₀, Вт/(м·°С), по методике, приведенной в ГОСТ 7076 и приложении В.

П р и м е ч а н и е - Теплопроводность определяется для всех образцов при одной и той же средней температуре в образце. Для упрощения экспериментальных исследований рекомендуется теплопроводность определять при средней температуре в образце 25 °C.

Для каждой i-й (i = 1, 2, 3, ...) марки по плотности устанавливают среднюю плотность  _0iср, кг/м ³, и среднюю теплопроводность в сухом состоянии  _0iср, Вт/(м·°С), как среднеарифметическое значение всех испытанных образцов. Серия испытаний по определению средней теплопроводности и средней плотности в сухом состоянии для i-й марки по плотности считается состоявшейся, если отклонение значений теплопроводности и плотности каждого испытанного образца i-й марки по плотности от найденных средних значений составляет менее 5 %. В противном случае, для i-й марки должны быть подготовлены новые образцы и повторена серия испытаний.

Таким образом, по результатам серии испытаний всех i-х марок по плотности (i = 1, 2, 3, ...) должен быть получен набор определенных средних плотностей этих марок  _0iср, кг/м ³, и соответствующих им средних теплопроводностей  _0iср, Вт/(м·°С).

Г.5 Обработка результатов испытаний

На координатную плоскость наносят найденные экспериментальные точки,  _0iср,  _0iср, i = 1, 2, 3, ..., т.е. по оси абсцисс откладывают найденные средние плотности каждой марки, а по оси ординат соответствующие им средние теплопроводности в сухом состоянии.

Нанесенные экспериментальные точки аппроксимируют линейной функцией и находят математическую формулу, описывающую уравнение аппроксимирующей прямой в виде

 ₀=a· _0ср+b.

(Г.1)

П р и м е ч а н и я

1 Графические построения и аппроксимацию экспериментальных точек возможно проводить в любой специальной компьютерной программе, либо математическом редакторе.

2 Коэффициент a в уравнении (Г.1) должен быть записан с точностью до 0,00001.

Найденная математическая зависимость теплопроводности в сухом состоянии от средней плотности ячеистого бетона считается удовлетворительной, если для каждой i-й марки по плотности при подстановке в уравнение (Г.1) средней плотности этой марки  _0iср, кг/м ³, получается значение теплопроводности в сухом состоянии  _0i, Вт/(м·°С), менее чем на 5 % отличающееся от экспериментально найденного значения средней теплопроводности для этой марки  _0iср, Вт/(м·°С). Если это условие не выполняется, то необходимо повторить серию испытаний на новых образцах.

Г.6 Определение теплопроводности

По найденной математической зависимости теплопроводности в сухом состоянии от средней плотности ячеистого бетона (Г.1) возможно определить фактическую теплопроводность ячеистого бетона в партии. Для этого необходимо в найденную зависимость (Г.1) подставить значение фактической плотности ячеистого бетона в партии, рассчитанное по ГОСТ 27005.

Найденную зависимость для определения теплопроводности допускается использовать для тех значений фактических плотностей ячеистого бетона в партии, которые входят в диапазон средних плотностей, использованных для нахождения зависимости.

П р и м е ч а н и е - Теплопроводность для фактической плотности ячеистого бетона может быть на 5 % менее минимальной средней плотности, которая использовалась для нахождения зависимости, и на 5 % более максимальной средней плотности.

Г.7 Пример определения теплопроводности по найденной зависимости теплопроводности от плотности

Зависимость теплопроводности в сухом состоянии от средней плотности для условного производителя определялась на четырех марках ячеистого бетона: D300, D400, D500, D600. Результаты определения средней плотности каждой марки и теплопроводности в сухом состоянии, полученные по Г.4 на пяти образцах каждой марки, представлены в таблице Г.1.

Таблица Г.1 - Результаты определения плотности и теплопроводности в сухом состоянии

Номер марки	Марка	Номер образца	Плотность  0, кг/м 3	Средняя плотность  0ср, кг/м 3	Теплопроводность в сухом состоянии при температуре 25 °C  0, Вт/(м·°С)	Средняя теплопроводность в сухом состоянии при температуре 25 °C  0ср, Вт/(м·°С)
1	D300	1.1	294,5	296,8	0,081	0,082
		1.2	294,7		0,081
		1.3	300,6		0,083
		1.4	299,3		0,083
		1.5	295,1		0,082
2	D400	2.1	385,7	387,2	0,103	0,104
		2.2	384,1		0,104
		2.3	393,3		0,105
		2.4	387,0		0,105
		2.5	386,0		0,104
3	D500	3.1	488,4	485,0	0,128	0,128
		3.2	484,5		0,127
		3.3	481,7		0,126
		3.4	485,2		0,127
		3.5	485,2		0,130
4	D600	4.1	577,4	576,4	0,152	0,153
		4.2	574,4		0,155
		4.3	569,8		0,149
		4.4	579,7		0,153
		4.5	580,6		0,154

На рисунке Г.1 представлено графическое построение полученной зависимости теплопроводности в сухом состоянии от средней плотности с построением аппроксимирующей прямой согласно Г.5.

Рисунок Г.1 - Зависимость теплопроводности в сухом состоянии от плотности

Таким образом, по результатам проведенных испытаний установлена математическая зависимость для условного производителя теплопроводности в сухом состоянии  ₀, Вт/(м·°С), от средней плотности  _0ср, кг/м ³:

 ₀=0,00025 _0ср+0,007.

Данная зависимость справедлива для изделий в диапазоне плотностей от 296,8 до 576,4 кг/м ³.

Если необходимо, например, определить теплопроводность в сухом состоянии для партии изделий с фактической плотностью по ГОСТ 27005 равной 600,0 кг/м ³ и если эта плотность не превосходит максимальную плотность в исследованном диапазоне плотностей изделий при нахождении зависимости более чем на 5 %, то получают соответствующую теплопроводность в сухом состоянии:  ₀=0,00025·600+0,007=0,157 Вт/(м·°С).