巖石物理力學性質試驗規程 巖石熱導率試驗 - 快速巖石熱導率測定儀

DZ/T 0276.14-2015 巖石物理力學性質試驗規程 第14部分: 巖石熱導率試驗

范圍
DZ/T 0276 的本部分規定了測定巖石熱導率的試驗方法。
本部分適用于巖石物理力學試驗中的巖石熱導率試驗。

術語和定義
下列術語和定義適用于本文件。
熱導率  thermal conductivity
沿熱流傳遞的方向單位長度材料溫度降低1°C(或用開氏溫標表示為1K)時單位時間內通過單位面積的熱量，它表示巖石導熱能力的大小。

原理
巖石熱導率測定儀經過已知熱導率的標準板調試后，輕放在巖石試樣上，測定出試樣的熱導率值。

儀器設備
鉆石機、切石機、磨石機。
快速巖石熱導率測定儀，附方形、圓形探頭及探針。
木質或有機玻璃質的裝樣盒: 容積為110mm×65mm×60mm。
干燥箱: 溫度可控制在105°C~110°C范圍內。
干燥器。
環刀: 高為30mm~50mm，直徑為40mm~60mm。
已知熱導率值的玻璃、水晶、硅橡膠板等。
防潮探頭或薄膜。

試樣
試樣處理要求如下:
a) 對巖芯樣，應切制成直徑≥40mm、高≥50mm的圓柱體，將一個端面磨平，作為測試面，磨面不平整度不應大于0.03mm；
b) 對不規則試樣，應切制成100mm×60mm×50mm的長方柱體，并將一個端面磨平，作為測試面，磨面不平整度不應大于0.03mm。
測定松軟巖芯樣天然含水狀態下的熱導率時，在拆除密封后，應先取試樣測其天然含水率，試樣宜采用干法制備，試樣規格為直徑≥40mm、高≥50mm的圓柱體。制樣后應立即測試，以保證測試時試樣的天然含水狀態。
飽和試樣按照 DZ/T 0276.5 中真空抽氣法的相關要求進行。
對自然風干試樣，應在測試前半小時或前1天用酒精將測試面擦洗干凈，放在與探頭條件相同的環境中。

試驗步驟
儀器調試
儀器預熱40min~60min。
根據試樣的巖性判斷試樣的熱導率范圍(幾種常見巖石的熱導率參見附錄B)，然后選擇探頭(或探針)和測定檔次，輸入相應的校正值。
將探頭(或探針)輕放在已知熱導率的標準板上(如玻璃板、 水晶板或尼龍板)，預熱4min；按下復位鍵調零，再按啟動鍵測試標準板的熱導率。
取下探頭(或探針)，放在均熱板上冷卻4min，重復以上步驟，至所測值在已知熱導率值的2%范圍內，儀器預熱結束。
試樣測試
將探頭(或探針)輕放在試樣上，重復以上步驟。如測試含水試樣時，要用防潮探頭或薄膜蒙在試樣上。
打印記錄測試數據。打印結束，立即按下復位鍵、定時鍵，取下探頭(或探針)，將探頭(或探針)冷卻4min。
重復上述步驟，每塊試樣應測試3次~4次。
試驗結束后，將儀器各鍵復位，關機。
數據記錄
試驗過程記錄內容和格式見附錄A。

試驗結果整理
單塊巖石熱導率按式(1)計算，計算結果保留至小數點后4位，取相對偏差不大于5%的平均值報出。

式中:
K ——巖石的熱導率值，單位為瓦每米攝氏度[W/(m·°C)]；
Ki ——各次測得的巖石試樣的熱導率值，單位為瓦每米攝氏度[W/(m·°C)]；
n ——測試次數。


京都電子KEM 快速巖石熱導率測定儀 QTM-700