1 范圍

      本標準規(guī)定了致密定形耐火制品透氣度的試驗方法，不定形耐火材料透氣度的測定可參照本標準進行。

      注：本標準規(guī)定的方法考慮了氣體的動力粘度，因此所得到的結果與早期沒有考慮氣體粘度的測定結果無可比性。通常測定的是空氣的透氣度，需要時也可使用其他氣體。本標準給出了空氣和氮氣的動力粘度。

2 規(guī)范性引用文件

      下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

      GB/T 18930 耐火材料術語（GB/T 18930-2002，ISO 836：2001，MOD）

      GB/T 21389 游標、帶表和數(shù)顯卡尺

3 術語和定義

      GB/T 18930界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

3.1

      透氣度 permeability to gases

      在壓差作用下材料允許氣體通過的性能。

      在給定時間內(nèi)已知體積的氣體通過試樣，用式（1）計算透氣度（μ）。

      式中：

      V——通過試樣的氣體體積，單位為立方米（m³）；

      t——氣體通過試樣的時間，單位為秒（s）；

      μ——試樣的透氣度，單位為平方米（m²）；

      η——試驗溫度下氣體的動力粘度，單位為帕秒（Pa·s）；

      A——試樣的橫截面積，單位為平方米（m²）；

      δ——試樣的高度，單位為米（m）；

      p——氣體的絕對壓力，單位為帕（Pa）；

      p₁——氣體進入試樣端的絕對壓力，單位為帕（Pa）；

      P₂——氣體逸出試樣端的絕對壓力，單位為帕（Pa）。

      注1：式（1）與Darcy定律相一致，由 Hagen-Poiseuille定律導出。

      注2：p是測定氣體體積時氣體的壓力，在本測量裝置中p＝p₁。

      注3：通常(p₁+p₂)/2p非常接近于1，當p₁-p₂＜1000Pa時該數(shù)可被忽略。

      式（1）可改寫為：

      式（2）中透氣度的單位是m²，由m³/s·pa·s·m/m²·1/pa·pa/pa推出。

      如果式（1）中δ用cm，A用cm²，V用cm³為單位（其他單位不變），所得出的透氣度單位為cm²。由于不允許使用復合前綴，常用的單位通常是m²，10^-8cm²＝10^-12m²＝1μm³。

4 原理

      干燥的氣體通過試樣，記錄試樣兩端至少在三個不同流量下的壓差，根據(jù)測得的數(shù)值和試樣的形狀、尺寸計算試樣的透氣度。

5 設備

5.1 總則

      設備的總裝配示意圖見圖1。連接管路用玻璃管優(yōu)于橡膠管，管路應盡可能短，以使測量裝置中的壓力損失比試樣產(chǎn)生的壓力損失相比很小。

      說明：

      1——氣源（壓縮氣瓶或儲氣罐）；

      2——氣體干燥器；

      3——流量計：（a）0cm³/min～200cm³/min，（b）200 cm³/min～1 500 cm³/min；

      4——試樣夾持器；

      5——氣體壓力計。

圖1 透氣度測定裝置示意圖

5.2 氣源

      由一個帶恒壓裝置的儲氣罐組成。

5.3 試樣夾持器

      具有試樣周邊的氣體密封功能，氣體的密封由橡膠套來完成，橡膠套能承受的氣體壓力為不小于0.2 MPa，見圖2。

圖2 試樣夾持器

5.4 氣體壓力計

      用來測量試樣上下兩端面的壓力差，精度1％，應在靠近試樣夾持器（見5.3）中緊靠試樣的一個端面測量壓力。

      注：若在遠離試樣的氣體連接管處測量壓力，其值會偏低。

5.5 氣體流量測量設備

      流量計的精確度在2％以內(nèi)，應經(jīng)常用所用氣體校準，并且只能用流量計測量范圍的中間部分。

5.6 游標卡尺

      按照GB/T 21389，分度值0.02mm。

5.7 干燥箱

      溫度能控制在（110±5）℃。

5.8 不透氣的標準試樣

      例如金屬鋁圓柱體。

6 試樣

6.1 尺寸

      試樣為直徑50mm±0.5mm、高50mm±0.5mm的圓柱體，且軸線對端面的垂直度和試樣兩端面之間的平行度偏差均應在0.5mm以內(nèi)。

6.2 制備

      試樣應先將樣品表面切去4mm再制取，試樣的制取方向與磚的壓制方向的關系應在試驗報告中說明。

      切制試樣時表面的灰塵應清除掉，可采用噴水法濕切，或用噴氣法干切。

6.3 干燥

      試樣應在干燥箱（5.7）中于（110±5）℃干燥至恒量，即兩次稱量之差不大于0.2mg。測試前，試樣應在干燥器中冷卻至室溫，冷卻時間不應少于2h。

7 試驗步驟

7.1 用不透氣的標準試樣（5.8）做空白試驗，以證明試驗裝置是密封的、不漏氣的。

7.2 用游標卡尺（5.6）測量試樣的直徑和高度，精確至0.1mm。

7.3 將試樣裝入夾持器（5.3）中，使橡膠套充氣，確保橡膠套的壓力足以使試樣表面不漏氣。可通過增加橡膠套的壓力檢查它的氣密性，即增加壓力時氣體流量和試樣兩端的壓差均應無變化。

7.4 至少在三個不同的壓差下測定通過試樣的氣體流量，分別計算試樣的透氣度（見第8章）。注：由于計算公式（見第8章）僅對層流成立，這些檢驗需證實氣體流量與壓力成正比。

7.5 如果在三種壓差下計算出的透氣度與其平均值的偏差大于5％，需重新做空白試驗、檢查設備和重新試驗。如果重新試驗的偏差仍大于5％，則應在試驗報告中注明。

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