建筑材料燃燒熱值試驗方法-GB14402全自動燃燒熱值儀

建筑材料燃燒熱值試驗方法 -GB14402全自動燃燒熱值儀
1 主題內(nèi)容與適用范圍

本標準規(guī)定了建筑材料總?cè)紵裏嶂档亩x、測定方法和燃燒熱值的定義、計算方法。

本標準適用于建筑材料燃燒熱值的測定。

2 術(shù)語和符號 

某種材料燃燒時放出的熱量，不僅與該材料的質(zhì)量、燃燒產(chǎn)物的狀態(tài)有關(guān)，而且還與燃燒時在恒容下還是恒壓下進行有關(guān)。本標準確認的熱值為在氧彈中測得的恒容燃燒熱。循煜科技有限公司技術(shù)服務(wù)部供應(yīng)建材制品燃燒熱值測試儀



2.1 術(shù)語

a. 總?cè)紵裏嶂担ㄒ韵潞喎Q總熱值）

單位質(zhì)量的材料燃燒，并當其燃燒產(chǎn)物中的水蒸汽（包括材料中所含水分生成的水蒸汽和材料組成中所含的氫燃燒時生成的水蒸汽）均凝結(jié)為液態(tài)時放出的熱量，被定義為該材料的總?cè)紵裏嶂怠?/p>

b. 燃燒熱值（以下簡稱熱值）循煜科技有限公司技術(shù)服務(wù)部供應(yīng)建材制品燃燒熱值測試儀

單位質(zhì)量的材料燃燒，其燃燒產(chǎn)物中的水蒸汽（包括材料中所含水分生成的水蒸汽和材料組成中所含的氫燃燒時生成的水蒸氣）仍以氣態(tài)形式存在時所放出的熱量，被定義為該材料的燃燒熱值。它在數(shù)值上等于總熱值減去材料燃燒后所生成的水蒸氣在氧彈內(nèi)凝結(jié)為水時所釋放出的汽化潛熱的差值。循煜科技有限公司技術(shù)服務(wù)部供應(yīng)建材制品燃燒熱值測試儀

c. 量熱計熱容量

量熱系統(tǒng)在試驗條件下溫度升高1℃所需要的熱量被定義為該量熱計的熱容量。其值通過量熱基準物質(zhì)苯甲酸在相同的試驗條件下進行校正試驗而得到。量熱系統(tǒng)包括量熱計內(nèi)筒中的水及測定過程中溫度發(fā)生變化的所有部分。

d. 量熱基準物質(zhì)

用于標定量熱計熱容量的基準物質(zhì)。本標準指一等量熱標準苯甲酸。

2.2 符號

Qzr 總熱值，kJ/kg；

Qjr 熱值，kJ/kg；

E 用苯甲酸作為基準物，并按儀器使用說明書規(guī)定所測得的量熱計熱容量，KJ/℃；

ti 主期開始時量熱計內(nèi)筒的水溫，℃；

tm 主期中量熱計內(nèi)筒的高水溫，℃；

c 量熱計內(nèi)筒與恒溫室外筒之間的熱交換正值，℃；



C 附加熱量校正值，kJ；

m 試樣質(zhì)量，kg；

n 主期持續(xù)時間，s；

n′ 從主期開始到溫度增加等于0.6（tm-ti）這一時刻所經(jīng)歷的時間，s；

V′ 試驗初期的平均溫度變化率，℃/s；

V″ 試驗期末的平均溫度變化率，℃/s；循煜科技有限公司技術(shù)服務(wù)部供應(yīng)建材制品燃燒熱值測試儀

ma 附加物質(zhì)的質(zhì)量，kg；

mf 點火絲的質(zhì)量，kg；

Hoa 附加物質(zhì)的熱值，kJ/kg；

Hof 點火絲的熱值，kJ/kg；

Hon 試樣在氧彈中燃燒時氧彈內(nèi)生成HNO3 的生成熱，kJ；

F 試樣中的氫含量，﹪；

q 試樣燃燒后在氧彈內(nèi)所凝結(jié)的水放出的汽化潛熱，kJ/kg。

3 試驗環(huán)境條件

a. 試驗室應(yīng)設(shè)在一單獨房間,并且不得在同一房間內(nèi)同時進行其他試驗項目的測定。

b. 實驗室室溫應(yīng)保持在15～35℃范圍內(nèi)，并且每次測定時室溫變化不得超過1℃。

c. 實驗室內(nèi)應(yīng)無強烈的空氣對流，不應(yīng)有強烈的熱源和風扇，試驗過程中應(yīng)避免開啟門窗。

d. 試驗室應(yīng)避免陽光直射，否則量熱計應(yīng)放在不受陽光直射的位置。

試劑和材料

a. 氧氣：含量＞99.0﹪，并且不應(yīng)含有可燃成分，因此不允許使用電解氧。

b. 苯甲酸：經(jīng)計量機關(guān)鑒定并標明熱值的苯甲酸。在40～50℃烘箱中放置3～4h 并冷卻后在壓片機上壓成0.9～1.1g 的苯甲酸片，放入干燥器中備用。循煜科技有限公司技術(shù)服務(wù)部供應(yīng)建材制品燃燒熱值測試儀

c. 氫氧化鈉標準溶液，c(NaOH)=0.1mol/L。

d. 酚酞指示劑，0.1﹪。

e. 點火絲：直徑0.1mm 左右的鉑、銅、鎳鉻絲或其他已知熱值的金屬絲，將其剪成長度為80～100mm 的小段，放在分析天平上稱量（到0.1mg）并計算出相應(yīng)的熱值。

f. 擦鏡紙：使用前先測出其熱值。方法如下：取約1g 擦鏡紙，在分析天平上稱量（至0.1mg）后，用手團緊，放入坩堝中，然后按本標準第7.1.2～7.1.7條所規(guī)定的步驟測定其熱值。取兩次結(jié)果的平均值為標定值。

6 試樣準備。

6.1 制樣

a. 用手用鋼鋸在受檢材料的不同位置上沿著與材料表面垂直的方向鋸開若干長短不一的小口，鋸材料時應(yīng)使鋸條運動方向盡可能與材料表面垂直，以保證所取試樣的代表性。收集鋸下的粉末，將其充分和勻，再經(jīng)2～3 次縮樣后，留取10g 左右試樣。循煜科技有限公司技術(shù)服務(wù)部供應(yīng)建材制品燃燒熱值測試儀

b. 其他可制取有代表性試樣的方法也可采用。

6.2 狀態(tài)調(diào)節(jié)

將制好的試樣放入溫度為23±2℃、相對濕度為50±5﹪的環(huán)境中狀態(tài)調(diào)節(jié)20h 后再移入不放干燥劑的干燥器（或其他密閉容器）中存放備用。

7 總熱值的測定

7.1 測定步驟

7.1.1 在分析天平上稱取已經(jīng)狀態(tài)調(diào)節(jié)的建材試樣1.0～1.2g(至0.1mg)。用已稱量至0.1mg 并已知熱值的擦鏡紙包裹稱好的試樣，包裹試樣時應(yīng)注意盡量包緊，使試樣與擦鏡紙緊密接觸，以保證試樣燃燒。將包好的試樣放入坩堝內(nèi)，并用手壓緊待用。擦鏡紙的用量視試樣中含可燃成分多少而定，一般為0.5～1.5g，總的原則是使所取式樣和擦鏡紙在氧彈中燃燒后引起的內(nèi)筒溫升在1.5～3.0℃左右。

7.1.2 取一段已知質(zhì)量和熱值的點火絲，將其兩端分別接在氧彈得兩個電極柱上，注意保持良好接觸，再把放有試樣的坩堝放在坩堝支架上。調(diào)節(jié)下垂的點火絲與試樣良好接觸，并注意切勿使點火絲與坩堝相碰，以免形成短路，燒毀坩堝支架，同時還應(yīng)注意防止兩電極間以及坩堝同另一電極之間的短路。



7.1.3 向氧彈內(nèi)加入10mL 蒸餾水，將已裝好試樣和點火絲的彈頭輕輕放入彈內(nèi)，小心擰緊彈蓋，注意避免坩堝和點火絲的位置因受震動改變而使點火絲和試樣脫開。接上氧氣導管，先以一股緩慢的氧氣流驅(qū)盡彈內(nèi)空氣后，關(guān)閉排氣閥，再往氧彈內(nèi)緩緩充入氧氣，直至彈內(nèi)壓力達2.5Mpa。對于難燃材料，彈內(nèi)壓力應(yīng)充至3.0～3.2Mpa。

7.1.4 向內(nèi)筒中加入一定量蒸餾水，蒸餾水的量以放入氧彈后氧彈蓋的頂面（不包括突出的氧氣閥和電極）淹沒在水面下10～20mm 為準。每次試驗時的內(nèi)筒水量都必須與標定熱容量時的內(nèi)筒水量一致（相差1g 以內(nèi)）。水量用稱量法測定，在工業(yè)天平上稱量至1g。

調(diào)節(jié)內(nèi)筒水溫，使其比外筒水溫低0.7～1.0℃。外筒水溫應(yīng)與室溫盡量接近，相差不得超過1℃。

7.1.5 將裝好水的內(nèi)筒放入量熱計的外筒（水夾套）內(nèi)再放進已充好氧的氧彈，裝好攪拌器及其傳動機構(gòu)，把氧彈的點火電極與點火電路接好，蓋上筒蓋，通過蓋上的小孔把溫度測量裝置插入內(nèi)筒中。

7.1.6 開啟攪拌器，攪拌速度與標定熱容量時相同。3min 后開始計時，并讀取紀錄內(nèi)筒水溫。每分鐘進行1 次，連續(xù)讀取5min，這一階段為熱值試驗初期。帶有微電腦的氧彈式量熱計則按其操作說明書啟動測溫程序。循煜科技有限公司技術(shù)服務(wù)部供應(yīng)建材制品燃燒熱值測試儀

初期結(jié)束后立即閉合點火電路進行點火，熱值試驗隨即進入主期，記錄此時內(nèi)筒水溫ti,以后每30s 紀錄1 次。

注意觀察內(nèi)筒溫度，如30s 內(nèi)溫度急劇上升，則表明點火成功，試驗可繼續(xù)進行，否則應(yīng)立即停止試驗。

內(nèi)筒水溫達到高值tm 時，試驗自動進入末期，內(nèi)筒水溫逐漸開始下降。此時水溫變化應(yīng)每分鐘紀錄1 次，共紀錄5min。5min 后關(guān)閉攪拌器并記錄此時室溫和外筒水溫。

7.1.7 取出氧彈，開啟排氣閥，緩慢排出燃燒廢氣后卸下彈蓋，仔細觀察彈筒和坩堝內(nèi)部。如有試樣燃燒不的跡象，試驗應(yīng)作廢。找出未燃燒完的點火絲，稱量（至0.1mg），計算已燃燒點火絲在氧彈中放出的熱量。循煜科技有限公司技術(shù)服務(wù)部供應(yīng)建材制品燃燒熱值測試儀

用蒸餾水沖洗彈內(nèi)各部分、排氣閥、坩堝內(nèi)外和燃燒殘渣。將全部洗滌液共約100mL 收集在一只燒杯中，并用0.1mol/L 氫氧化鈉標準溶液滴定以測定所生成的硝酸。

消耗1mL0.1mol/L 氫氧化鈉標準溶液的硝酸的生成熱為5.987J。

7.2 結(jié)果計算

a. 普通氧彈式量熱計

試驗的總熱值由下式計算：

m

E t t c C

Q kJ kg m i

zr

? + ?

= ( )

( / ) （1）

式中：c＝(n-n′)V″－n′V′

C＝maHoa+mfHof+Hon

b. 帶微電腦的氧彈式量熱計

按儀器使用說明書的要求通過鍵盤向電腦輸入熱容量、試樣質(zhì)量和附加熱量等有關(guān)數(shù)據(jù)，電腦根據(jù)這些數(shù)據(jù)和試驗過程中自行紀錄的溫升數(shù)據(jù)，即可自動進行溫度校正和總熱值Qzr 的計算，并自動顯示計算結(jié)果。循煜科技有限公司技術(shù)服務(wù)部供應(yīng)建材制品燃燒熱值測試儀

7.3 試樣數(shù)目和重復(fù)試驗差值

熱值試驗共需3 個平均試樣。每兩個平行實驗結(jié)果之間的差值不得大于

167kJ/kg，否則整個試驗應(yīng)予重做。

7.4 測定結(jié)果表達

當某材料的3 個平均試樣的3 次熱值試驗結(jié)果的重復(fù)試驗差值符合7.3 條的規(guī)定時，則以這3 次試驗結(jié)果的算術(shù)平均值作為該材料的總熱值。

8 熱值的計算

8.1 材料在氧彈中燃燒后凝結(jié)水的汽化潛熱的計算

8.1.1 氫含量的測定

按6.1 條規(guī)定制成有代表性的粉末狀試樣并按6.2 條規(guī)定進行狀態(tài)調(diào)解，再用微量分析來測定材料組成中氫的含量F。

氫含量的測量共進行兩次，兩次測定結(jié)果的允許誤差應(yīng)不超過0.15﹪。

8.1.2 凝結(jié)水汽化潛熱的計算

q(kJ/kg)=218.13F （2）

8.2 熱值計算

Qjr(kJ/kg)=Qzr－q （3）

9 試驗報告

試驗報告應(yīng)包括下列內(nèi)容：

a. 試驗依據(jù)的標準；

b. 材料名稱、商標和生產(chǎn)廠家；

c. 材料外觀、組分和密度；

d. 試驗結(jié)果：

總熱值（kJ/kg）

試驗1

試驗2

試驗3

平均值

凝結(jié)水的汽化潛熱（kJ/kg）

熱值（kJ/kg）

e. 試驗現(xiàn)象；

f. 委托試驗單位；

g. 試驗單位；

h. 試驗人員及試驗日期。