| § 2. Определение влажности
Теплопроводность теплоизоляционных материалов резко возрастает при их увлажнении. Влияние влажности на теплопроводность материалов объясняется тем, что теплопроводность воздуха и воды отличаются друг от друга примерно в 20 раз, поэтому определение влажности теплоизоляционных материалов и конструкций является одним из основных испытаний.
Влажность характеризует степень увлажнения материала и обычно выражается в процентах по массе или объему.
Влажность Wa— отношение массы влаги, содержащейся в материале, к массе самого материала в абсолютно сухом состоянии
где m — масса пробы до высушивания, кг (г); m1 — масса пробы, высушенной до постоянной массы, кг (г).
Существует несколько способов определения влажности теплоизоляционных материалов. Это — методы, основанные на нагревании (высушивании) материалов в сушильном шкафу, ускоренные методы и методы косвенного определения влажности, например, основанные на изменении электропроводности материалов в зависимости от их увлажнения. Последняя группа методов не нашла широкого применения при испытании теплоизоляционных материалов из-за отсутствия надежных датчиков для определения влажности.
Методы высушивания материалов. Обычно влажность того или иного теплоизоляционного материала определяют путем испарения из него воды в лабораторных сушильных шкафах. Методика такого определения заключается в следующем.
Отобранную пробу материала помещают в герметически закрытый сосуд и взвешивают с точностью до 0,1 г. Затем сосуд с пробой помещают в сушильный шкаф, снимают крышку и высушивают пробу материала до постоянной массы при температуре 105—110° С. Содержание влаги в материале вычисляют но формуле
где m1 — масса чашки с навеской влажного материала; г; m — масса чашки с высушенным материалом; г; m2 — масса пустой чашки с крышкой, г.
Отбор проб и установление средней влажности партии материала производят следующим образом.
1. Для рыхлых теплоизоляционных материалов (минеральной и стеклянной ваты, вспученных перлита и вермикулита и т. п.) общая проба должна быть не менее 30 г и состоять из трех навесок не менее чем по 10 г каждая, взятых из отобранных для испытания любых трех упаковочных мест.
2. Для определения влажности гибких материалов (например, минерального войлока) общая проба должна быть не менее 15 г и состоять из трех навесок по 5 г каждая, взятых из трех различных мест отобранного для испытания полотнища (изделия). Влажность такой пробы принимают за среднюю влажность одного изделия, а влажность партии вычисляют как среднюю арифметическую величину по результатам испытания трех отобранных для этой цели изделий.
3. Для определения влажности жестких теплоизоляционных материалов (изделий из ячеистых бетонов, керамических, известковокремнеземистых, фибролитовых изделий и т. п.) общая проба должна быть не менее 20 г и состоять из двух навесок по 10 г каждая, взятых из каждого изделия, отобранного для испытания. Среднюю влажность партии вычисляют как среднюю арифметическую величину по результатам испытания трех отобранных для этой цели изделий.
Ускоренные методы. Эти методы основаны на использовании радиационного теплового потока. Они отличаются от обычного метода тем, что высушивание материала производят не в сушильном шкафу, а инфракрасными лучами. При этих методах продолжительность высушивания навески материала не превышает 15 мин.
Прибор для сушки материалов инфракрасными лучами показан на рис. 5. Он состоит из лампы 1 мощностью 500 Вт, излучающей инфракрасные лучи, закрепленной в патроне 2, штатива 5 с держателем 3 и муфтой 4, защитного жестяного кожуха 6 и подъемного столика 7, на который устанавливают чашечку с навеской испытуемого материала.
Влажность материала вычисляют по той же формуле, что и при обычном методе.
Второй прибор (влагомер МХТИ, рис. 6), основанный на применении инфракрасных лучей, более совершенен и очень удобен в работе, благодаря чему он получил широкое применение. В комплект влагомера входят 200-граммовые весы 1, инфракрасная лампа 3 мощностью 500 Вт, кронштейн 5, отражатель 4, зажим 6, с помощью которого фиксируется положение лампы, трансформатор 7, который позволяет регулировать напряжение вторичного переменного тока путем плавного поворота рукоятки 8, и чашка для материала 2.
Для удобства отсчета шкала весов имеет две градуировки: верхнюю, по которой можно отсчитывать количество испарившейся влаги в процентах, и нижнюю, которая служит для отчета убыли массы влаги из материала в граммах.
На этом приборе определение влажности материала производят следующим образом.
Навеску материала предварительно измельчают, отвешивают 20 г и помещают в чашку влагомера. Трансформатор включают и, плавно поворачивая рукоятку, постепенно увеличивают накал лампы. При этом следует помнить, что температура материала должна быть не более 110° С. Измерение температуры материала производят ртутным термометром, периодически вводя его в материал. Сушка материала считается законченной после того, как стрелка весов в течение 6—7 мин будет находиться на одном и том же делении шкалы. Отсчет испаренной влаги производят по нижней шкале, а влажности материала — по верхней и данные отсчетов записывают в рабочий журнал.
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ТЕХНОЛОГИЯМ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Ю.П.ГОРЛОВ
1982 |
