耐火制品熱膨脹試驗(yàn)方法

本標(biāo)準(zhǔn)適用于測(cè)定耐火制品的熱膨脹性能。熱膨脹是指制品在加熱過(guò)程中的長(zhǎng)度變化，其表示方法分線(xiàn)膨脹率和線(xiàn)膨脹系數(shù)。線(xiàn)膨脹率是指由室溫至試驗(yàn)溫度間，試樣長(zhǎng)度的相對(duì)變化率。線(xiàn)膨脹系數(shù)是指由室溫至試驗(yàn)溫度間，每升高１℃，試樣長(zhǎng)度的相對(duì)變化率。測(cè)定時(shí)，以一定的開(kāi)溫速率，加熱試樣到指定的試驗(yàn)溫度，測(cè)定試祥隨溫度變化而發(fā)生的伸長(zhǎng)量。第一篇頂桿式間接法 1設(shè)備 1．1加熱爐應(yīng)能在空氣氣氛中按3．3條規(guī)定創(chuàng)介溫速率，加熱試樣到試驗(yàn)最終溫度；爐內(nèi)裝樣區(qū)?的溫差在整個(gè)試樣長(zhǎng)度和直徑上不得超過(guò)±5℃。 1．2測(cè)量系統(tǒng)由裝樣管、頂桿（剛玉材料制作）和位移傳感器或百分表組成。 1．2．1裝樣管，內(nèi)徑至少應(yīng)比試樣大2mm。 1．2．2頂桿，放在裝樣管中，頂桿與試樣接觸的面應(yīng)平整并垂直于裝樣管的軸線(xiàn)。應(yīng)盡量?減小頂扦與裝樣管壁之間的摩擦力，保證頂桿能可靠地傳遞試樣的膨脹（見(jiàn)圖1）。 t．2．3測(cè)量長(zhǎng)度變化的位移傳感器或千分表，精度不小于0．001mm，量程不小于3mm。 1．2．4在試驗(yàn)過(guò)程中，頂桿與千分表或傳感器接觸端的溫度不得高于室溫5℃。 1．2．5測(cè)量系統(tǒng)的熱膨脹系數(shù)應(yīng)有規(guī)律且再現(xiàn)性好，并定期按附錄A進(jìn)行校驗(yàn)。 1．3溫度測(cè)量采用兩支地電偶，一支用于測(cè)量試樣溫度，一支用于控制爐溫，二者的熱端均應(yīng)位于試樣的中部。 1．4電熱干燥箱 1．5游標(biāo)卡尺，精度為0．02mm。 1．6溫度計(jì)。 2試樣 2．1形狀尺寸 2．l．1試樣直徑為8－10mm，長(zhǎng)度為50mm，或直徑為20mm，長(zhǎng)度為100mm的圓柱體。 2．1．2試樣兩端面平整且互相平行并與其軸線(xiàn)垂直。 2．2制樣 2．2．1試樣由試驗(yàn)用制品上制取，其試樣的周邊與制品邊緣的距離至少為15mm。 2．2．2制樣時(shí)應(yīng)避免試祥產(chǎn)生裂紋和水化現(xiàn)象。 2．2．3試樣制取后應(yīng)于1l0±5℃烘干，然后在于燥器中冷卻至室溫。 3試驗(yàn)步驟 3．1測(cè)量試樣測(cè)量試樣在室溫下的長(zhǎng)度，精確至0．02mm，并記錄室溫。 3．2裝樣將試樣放人裝樣管內(nèi)，熱電偶的熱端位于試樣長(zhǎng)度的中心，使試樣處于爐內(nèi)裝祥區(qū)。?3．3加熱從室溫開(kāi)始，按4－5℃／min的升溫速率加熱，直至試驗(yàn)最終溫度。 3，4記錄 s．4．1記錄室溫及室溫時(shí)試樣的長(zhǎng)度。 3．4．2試樣加熱后，從50℃開(kāi)始，每隔50℃記錄一次試樣的長(zhǎng)度變化．直至試驗(yàn)最終溫度。 4結(jié)果計(jì)算 4．1按下式計(jì)算由室溫至試驗(yàn)溫度的各溫度間隔的線(xiàn)膨脹率： (Lt－L0)＋Ak(t)ρ＝──────────×100 L0 Lt－L0＝ΔL式中：ρ——試樣的線(xiàn)膨脹率，％； L0——試樣在室溫下的長(zhǎng)度，mn； Lt——試樣加熱至試驗(yàn)溫度1時(shí)的長(zhǎng)度，mm;ΔL一一一試樣加熱至試驗(yàn)溫度t時(shí)的長(zhǎng)度變化，mn； Ak（t）——在溫度t時(shí)儀器的校正值，mm。往：儀器校正值A(chǔ)k（t）的測(cè)定方法見(jiàn)附錄A。 4．2按下式計(jì)算室溫至試驗(yàn)溫度的線(xiàn)膨脹系數(shù)：ρα＝─────── (t－t0)×100式中：α——試樣的線(xiàn)膨脹系數(shù)，10[-6]·℃[-1];ρ——試樣的線(xiàn)膨脹率，％； t0——室溫，℃； t——試驗(yàn)溫度，℃。 4．3膨脹率報(bào)告至二位小數(shù)，線(xiàn)膨脹系數(shù)報(bào)告至一位小數(shù)，所取位數(shù)后的數(shù)字按GB1.1－81《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則編寫(xiě)標(biāo)準(zhǔn)的一般規(guī)定》附錄C數(shù)字修約規(guī)則進(jìn)行處理。 5試驗(yàn)誤差 5．1同一試驗(yàn)室同塊磚的復(fù)驗(yàn)誤差不得超過(guò)：線(xiàn)膨脹率0．06％；線(xiàn)膨脹系數(shù)0．5X10[-6]·℃[-1]。 5．2不同試驗(yàn)室同一塊磚的復(fù)驗(yàn)誤差不得超過(guò)：線(xiàn)膨脹率0．1％；線(xiàn)膨脹系數(shù)l．0Xl0[-6]·C[-1]。 6試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括： a.委托單位； b.試樣名稱(chēng)及編號(hào)； c.試樣尺寸； d．標(biāo)準(zhǔn)體的種類(lèi)； e.列出從室溫到試驗(yàn)溫度間各溫度間隔的線(xiàn)膨脹率，并繪制其關(guān)系曲線(xiàn)； f．試驗(yàn)單位； g．試驗(yàn)人員； h．試驗(yàn)日期。第二篇望遠(yuǎn)鏡直讀法 1設(shè)備 1．1加熱爐 1．1．1加熱爐應(yīng)能在空氣氣氛中按3．5條規(guī)定的升溫速率，加熱試樣至試驗(yàn)最終溫度，爐內(nèi)裝樣區(qū)的溫差在整個(gè)試樣長(zhǎng)度和直徑上不得超過(guò)±5℃。 1．1．2加熱爐爐管內(nèi)徑比試樣直徑約大1倍，并開(kāi)有兩對(duì)測(cè)視孔（見(jiàn)圖2）。 1．2顯微望遠(yuǎn)鏡放大倍率10倍以上，要求機(jī)械系統(tǒng)靈敏，并附有2個(gè)照明燈（見(jiàn)圖2）。 1．3千分表2塊精確度不小于0．001mm，量程不小于3mm。 1．4熱電偶。 1．5游標(biāo)卡尺。 1．6溫度計(jì)。 2試樣 2．1形狀尺寸試樣直徑（或邊長(zhǎng)）為20－25mm，長(zhǎng)度為80－100mm的圓柱體或長(zhǎng)方體，兩端呈刀刃狀（見(jiàn)圖3）。 2.2制樣 2.2.1試親由檢驗(yàn)用制品上制取，其試樣的周邊與制品邊緣的距離至少為15mm。 2.2.2制樣時(shí)應(yīng)避免試樣產(chǎn)品裂紋和水化現(xiàn)象。 2．2．3試樣兩端刀刃備成一直線(xiàn)，應(yīng)互相平行并與試祥的鈾線(xiàn)垂直。刀刃上應(yīng)無(wú)突出點(diǎn)。 2．2．4試樣制取后應(yīng)于l0±5℃烘干，然后，在干燥器中冷卻至寶溫。 3試驗(yàn)步驟 3．1測(cè)量試樣在刀刃中心處測(cè)量試樣在室溫下的長(zhǎng)度，精確至0.02mm，并記錄室溫。 3．2裝樣將試樣放人爐內(nèi)裝樣區(qū)，使其兩端刀刃垂直于水平面．并位于兩測(cè)視孔視域之中，熱電電偶熱端置于試樣長(zhǎng)度的中心處。 5．3打開(kāi)照明燈，調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡位置，使其成象清晰；在試樣兩端刀刃上各取一個(gè)觀(guān)測(cè)點(diǎn)（或線(xiàn)段），使其與望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的十字絲相切。 3．4調(diào)整干分表的零點(diǎn)，記下干分表的讀數(shù)作為測(cè)量長(zhǎng)度變化的起點(diǎn)。 3．5加熱從室溫開(kāi)始，按4－5℃／min的升溫速率加熱，直至試驗(yàn)最終溫度。 3．8記錄 3．6．1記錄室溫及室溫時(shí)試樣的長(zhǎng)度。 3．6．2試樣加熱后，從50℃開(kāi)始，每隔500℃須分別移動(dòng)左右望遠(yuǎn)鏡，使其十字絲與原觀(guān)測(cè)點(diǎn)相切，并記錄一次千分表讀數(shù)。 4結(jié)果計(jì)算 4．1按下式計(jì)算由室溫至試驗(yàn)溫度的各溫度間隔的線(xiàn)膨脹率： (Lt－L0)ρ＝──────────×100 L0 Lt－L0＝ΔL1＋L2式中：ρ一一試樣的線(xiàn)膨脹率，％； L0一一試樣在室溫下的長(zhǎng)度，mm； Lt一一試樣在試驗(yàn)溫度t時(shí)的長(zhǎng)度，mm；ΔL1、ΔAL2——分別為試樣在試驗(yàn)溫度t時(shí)，左、右鏡筒中觀(guān)測(cè)的長(zhǎng)度變化，mm。?4．2按下式計(jì)算室溫至試驗(yàn)溫度的線(xiàn)膨脹系數(shù)：ρα＝─────── (t1－t0)×100式中：α——試樣的線(xiàn)膨脹系數(shù)，10[-6]·℃[-1]； t0一一室溫，℃； t——試驗(yàn)溫度?！妫?p一一試樣的線(xiàn)膨脹率，％。 4．3膨脹率報(bào)告至二位小數(shù)，線(xiàn)膨脹系數(shù)報(bào)告至一位小數(shù)，所取位數(shù)后的數(shù)字按GB1.1-81《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則編寫(xiě)標(biāo)準(zhǔn)的一般規(guī)定》附錄C數(shù)字修約規(guī)則進(jìn)行處理。 5試驗(yàn)誤差 5．1同一試驗(yàn)室同塊磚的復(fù)驗(yàn)誤差不得超過(guò)：線(xiàn)膨脹率0．06％；線(xiàn)膨脹系數(shù)0．5×10[-6]·℃[-1]。 5．2不同試驗(yàn)室同塊磚的復(fù)驗(yàn)誤差不得超過(guò)：線(xiàn)膨脹率 0.1％；線(xiàn)膨脹系數(shù) 1.0×10[-6]·℃[-1]。 6試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括： a.委托單位； b.試祥名稱(chēng)及編號(hào)； c.試祥尺寸； d.標(biāo)準(zhǔn)體的種類(lèi)； e.列出從室溫到試驗(yàn)溫度問(wèn)各溫度間隔的線(xiàn)膨脹率，并繪制其關(guān)系曲線(xiàn)； f.試驗(yàn)單位； g.試驗(yàn)人員； h.試驗(yàn)日期。附錄Ａ儀器校正值的測(cè)定方法 A1儀器校正值ＡK(t)一般情況下對(duì)于一臺(tái)儀器其校正值A(chǔ)k(t)是一定的，這只適應(yīng)于確定的試驗(yàn)條件。因此，當(dāng)試驗(yàn)條件改變或儀器部件更換時(shí)，要重新測(cè)定儀器校正值。 A2標(biāo)準(zhǔn)體 A2.1標(biāo)準(zhǔn)體可采用熔融石英或藍(lán)寶石，以及其它能滿(mǎn)足A2.2條要求的物體。 A2.2采用標(biāo)準(zhǔn)體求得儀器的校正函數(shù)時(shí)，已知的標(biāo)準(zhǔn)體膨脹特性，其長(zhǎng)度變化應(yīng)是溫度的確定函數(shù)，且不包括不可逆部分。標(biāo)準(zhǔn)體的尺寸應(yīng)與被測(cè)試樣相當(dāng)。 A3儀器校正值計(jì)算公式 A3.1通常要取數(shù)次試驗(yàn)的平均值以確定儀器校正值。 Ak(t)＝AE(t)一AEM(t)式中：Ak（t）——儀器的校正函數(shù)，mm； AE（t）——已知的標(biāo)準(zhǔn)體的長(zhǎng)度變化作為溫度的函數(shù)，mm； AEM（t）——所測(cè)得的函數(shù)（應(yīng)代人相應(yīng)的正負(fù)號(hào)），mm； t一一試驗(yàn)溫度，℃。 A3．2帶有機(jī)械式傳遞系統(tǒng)而無(wú)示差測(cè)量系統(tǒng)的膨脹儀的校正值按下式計(jì)算： Ak（t）＝AEM（t）－AE（t） A4經(jīng)過(guò)校正的測(cè)量值（試樣的真實(shí)長(zhǎng)度變化）計(jì)算公式 A4．1對(duì)于示差系統(tǒng)的膨脹儀按下式計(jì)算 Ap(t)＝APM(t)＋Ak(t)式中：Ap（t）一一經(jīng)過(guò)校正的測(cè)量值，mm； APM（t）－一單個(gè)測(cè)量值（應(yīng)代人相應(yīng)的正負(fù)號(hào)），mm； Ak（t）一一儀器的校正值，mm。 A4．2對(duì)于無(wú)示差系統(tǒng)的膨脹儀 Ap(t)＝APM(t)＋Ak(t)附加說(shuō)明：本標(biāo)準(zhǔn)由冶金工業(yè)部洛陽(yáng)耐火材料研究所負(fù)責(zé)起草。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人楊忠若、余先彬。自本標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施之日起，原冶金工業(yè)部部標(biāo)準(zhǔn)YB 841－75《熱膨脹檢驗(yàn)方法》作廢。本標(biāo)準(zhǔn)水平等級(jí)標(biāo)記GB 7320－87Y