JCT2111-2012 建筑材料相变调温性能测试方法.docx

ICS 91.100.01 Q61 备案号38941-2013 中 华 人 民 共 和 国 建 材 行 业 标 准 JC/T 21112012 建筑材料相变调温性能测试方法 Testing for phase change temperature-adjustable perance of building materials 2012-12-28发布 2013-06-01 实施 中华人民共和国工业和信息化部 发布 JC/T 21112012 前 言 本标准按照GB/T 1.12009 给出的规则起草。 本标准由中国建筑材料联合会提出。 本标准由全国轻质与装饰装修建筑材料标准化技术委员会SAC/TC 195归口。 本标准主要起草单位中国建筑材料科学研究总院、深圳广田装饰集团股份有限公司、信阳天意节 能 技 术 有 限 公 司 、 北 京 仁 创 科 技 集 团 有 限 公 司 、 深 圳 宜 丽 环 保 科 技 有 限 公 司 、 邯 郸 开 发 区 鑫 玉 建 材 有 限 公司、大连富罗建材有限公司、华宇集团青县华宇建材有限公司。 本标准主要起草人李海建、冀志江、李少强、王静、王建春、秦升益、吴少勇、魏连云、张志忠、 王立新、侯国艳、王晓燕。 本标准委托中国建筑材料科学研究总院负责解释。 本标准为首次发布。 I JC/T 21112012 建筑材料相变调温性能测试方法 .1 范围 本标准规定了建筑材料相变调温性能的测试方法。 本标准适用于建筑材料及其制品的调温性能的测试。 2 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 2.1 相变调温性能 temperature-adjustable perance of phase change 物质通过相变方式调节局部空间温度的性能，以相变温度和相变潜热表征。 2.2 相变温度 phase change temperature 在某一特定温度下，物质吸收或释放热量从一种物相转变为另一种物相，此温度称为相变温度。相 变温度可以是一个温度点，也可以是一个温度范围。单位为摄氏度℃。 2.3 相变潜热 phase change latent heat 单位质量物质在一定温度条件下，从一种相完全转变为另一种相时吸收或放出的热量。单位为千焦 每 千 克kJ/kg。 3 符号和单位 表1中的符号和单位适用于本文件。 表1 符号和单位 符号 量 单位 To 试样的初始温度测试相变潜热过程 ℃ Ti 试验水加入绝热封闭系统时的温度测试相变潜热过程 ℃ T₂ 试样容器放入绝热封闭系统时试验水的温度测试相变潜热过程 ℃ T₃ 试样和试验水达到的平衡温度测试相变潜热过程 ℃ T. 假设无试样放入试验水降到的理论温度测试相变潜热过程 ℃ T₅ 试样相变的开始温度 ℃ T₆ 试样相变的结束温度 ℃ T₁ 试样的初始温度测试比热容过程 ℃ T₈ 试验水加入绝热封闭系统时的温度测试比热容过程 ℃ T₉ 试样容器放入绝热封闭系统时试验水的温度测试比热容过程 ℃ T10 试样和试验水达到的平衡温度测试比热容过程 ℃ 工 JC/T 21112012 表1续 符号 量 单位 T₁ 假设无试样放入试验水降到的理论温度测试比热容过程 ℃ m₁ 试样容器的质量 kg m₂ 试样容器和试样的共同质量 kg m₃ 试样的质量 kg m₄ 试验水的质量测试相变潜热过程 kg m₅ 试验水的质量测试比热容过程 kg C 试样的比热容 kJ/kg ℃ H 试样的相变潜热 kJ/kg 4 原理 将不同温度物质放入一个绝热封闭系统中，高温物质放热降温，低温物质吸热升温，最终达到热平 衡温度，并且高温物质的放热量等于低温物质的吸热量。在本标准中，以水作为放热的高温物质，相变 材料作为吸热的低温物质，通过测定水和相变材料的质量和温度，绘制水和相变材料的温度变化曲线， 得到相变材料的相变温度，计算相变材料的吸热量和比热容，最后计算出相变材料的相变潜热。 5 仪器和设备 5.1 测试系统 5.1.1 绝热封闭箱 绝热封闭箱为内壁边长为50050mm 的立方体，绝热封闭箱的传热系数小于1.35W/mK 。 保 温箱两侧面中心各开有密封孔，安装2个热电偶见图1。 说 明 1 热电偶； 2 试样； 3 试样容器； 4 绝热封闭箱； 5 无纸记录仪 6 水面。 图1 建筑材料相变调温性能测试系统示意图 2 JC/T 21112012 5.1.2 无纸记录仪 要求至少10路输入输出端口，实时显示测量数据，记录间隔可从10s 到 1h 多档选择。 5.1.3 热电偶 采用Pt100, 精度为0.1℃。 5.1.4 试样容器 采用铝盒，体积为300 mm300 mm300mm, 铝盒壁厚不大于0.5mm。 5.2 恒温箱 温度范围为10℃100℃,功率为1kW 以上，容积大于450 mm450mm450mm。 5.3 电子天平 最小量程大于5kg, 精度为0.1g。 6 试验方法 6.1 环境条件 室内温度保持在233℃范围内；相对湿度不大于50。 6.2 试验步骤 6.2.1 测定相变温度 6.2.1.1 制备试样 本测试方法采用的样品应为成品状态，样品的颗粒度不大于3mm, 总体积不小于0 . 03m。先称取 试样容器的质量，记为 m; 然后把试样装入试样容器中，称取质量，记为 m₂; 然后用 m₂ 减去 m 得到 试样的质量，记为m₃ 。试样装入试样容器后再装载3个热电偶，安装部位参见图1。然后盖上容器盖， 放入恒温箱中恒温，恒温箱的温度保持为101℃,待试样温度恒定后，记下温度为T。见图2。 时问 图2 相变温度测试中试验水和试样的温度变化图 3 JC/T 21112012 6.2.1.2 制备试验水 取自来水约30 L, 加热到80℃以上，作为试验水备用。 6.2.1.3 加入试样 将试验水倒入绝热封闭箱中，此时温度记为 Ti,3h 后打开箱盖，将恒温箱中的试样容器取出并迅 速放入绝热封闭箱中，试样容器上表面与水面持平，盖上箱盖，此时的水温记为 T₂见图2,无纸记录 仪自动记录各热电偶温度变化。 6.2.1.4 测量平衡温度 当绝热封闭系统中试样和试验水达到热平衡，温度一致后，记为 T₃见图2,再保持3h, 随后取 出试样容器，放到室温下降温，称取试验水的质量，记为m 6.2.1.5 绘制试验水和试样温度变化图 从无纸记录仪中导出热电偶数据，以时间为横坐标，温度为纵坐标作图。试验水和试样的温度变化 曲线如图2所示。虚线 T₂-T₄ 是通过曲线 Ti-T₂ 拟合出来的无试样放入绝热封闭系统时试验水的降温曲 线，虚线 T₂-T₄ 与通过 T₃的垂直线交于 T₄点 。 6.2.1.6 确定试样的相变温度 试样的相变温度范围为 T5～T₆, 可以从试样的升温曲线图2中可以直接得出。温度 T5、T₆的位置由 温度拐点两边曲线斜率变化最大处切线的交点确定。 6.2.2 测定试样比热容 6.2.2.1 恒温试样 把试样容器放入恒温箱中，恒温箱的温度保持为 T,T 大 于T, 最好接近 T₆见图3,待试样温度 恒定后，记下温度为 T7。 时 间 图3 比热容测试中试验水和试样的温度变化图 6.2.2.2 制备试验水 取自来水约30L, 加热到80℃以上，作为试验水备用。 4 JC/T 21112012 6.2.2.3 加入试样 将试验水倒入绝热封闭箱中，此时温度记为T₈,3h 后打开箱盖，将恒温箱中的试样容器取出并迅 速放入绝热封闭箱中，试样容器上表面与水面持平，盖上箱盖，此时的水温记为T₉见图3,无纸记录 仪自动记录各热电偶温度变化。 6.2.2.4 测量平衡温度 当绝热封闭系统中试样和试验水达到热平衡，温度一致后，记为To见图3,再保持3h, 随后取 出试样容器，放到室温下降温，称取试验水的质量，记为ms。 6.2.2.5 绘制试验水和试样温度变化图 从无纸记录仪中导出热电偶数据，以时间为横坐标，温度为纵坐标作图。试验水和试样的温度变化 曲线如图3所示。虚线 T₉-Tin是通过曲线 Ta-T,拟合出来的无试样放入绝热封闭系统时试验水的降温曲 线，虚线T₉-T 与通过 T₁o的垂直线交于 Tu点。 7 结果计算 7.1 试样比热容的计算 试样的比热容按公式1计算，计算结果保留两位小数。 ........ 1 式中 c试样的比热容，单位为千焦每千克每摄氏度[kJ/kg℃]; 4.2水的比热容为4.2千焦每千克每摄氏度[kJ/kg ℃]; m₃试样的质量，单位为千克kg; ms试验水的质量，单位为千克kg; T₁试样的初始温度，单位为摄氏度℃; T₁₀试验水和试样达到的平衡温度，单位为摄氏度℃; T 试验水降到的理论温度假设无试样加入,单位为摄氏度℃; 7.2 试样相变潜热的计算 试样的相变潜热按公式2计算，计算结果保留一位小数。 式中 H 试样的相变潜热，单位为千焦每千克kJ/kg; 4.2水的比热容为4.2千焦每千克每摄氏度[kJ/kg ℃]; c 试样的比热容，单位为千焦每千克每摄氏度[kJ/kg℃]; m 试样的质量，单位为千克kg; m 试验水的质量，单位为千克kg; To试样的初始温度，单位为摄氏度℃; 5 JC/T 21112012 T₃ 试验水和试样达到的平衡温度，单位为摄氏度℃; T₄ 试验水降到的理论温度假设无试样加入,单位为摄氏度℃。 8 试验报告 试验报告应包括以下内容 a 本标准名称和标准号； b 试样名称和生产厂家； c 试验的环境条件； d 测试结果，包括比热容、相变温度和相变潜热； e 测试机构名称； f 测试日期； g 测试人员； h 可能影响测试结果的因素。 6