CN110823822A - 一种测量水泥基材料的辐射降温效率的装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无损表征水泥基材料的反射辐射的降温功率的成型装置及方法，所述的成型装置包括两个具有齿距拼接面的侧板，两块所述的侧板拼接后中间有型腔，并且两块所述的侧板通过两端的螺杆组件在一起；所测试的方法包括以下步骤：（1）制作水泥净浆，在上述装置的模具中成型，并在标准养护室中养护；（2）拆模后继续养护，并将其烘干；（3）利用UV‑Vis‑NIR光谱仪测试其在250nm‑2500nm的反射率；（4）利用傅里叶红外光谱仪测试其在2μm‑16μm的辐射率；（5）利用python软件编写的脚本，计算出水泥基材料在不同温度下降温功率；本发明在不破坏样品的情况下，可以直接获取水泥净浆的反射辐射降温功率。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种测量水泥基材料的辐射降温效率的装置与方法，属于水泥混凝土性能测试技术。
背景技术
水泥混凝土是当今最重要的建筑材料，广泛应用于建筑、交通、桥梁、水利、地下工程等领域。随着全球经济迅速发展，建设规模空前，水泥混凝土使用量逐年上升，对于经济高速发展的中国尤为突出；随着社会的发展和进步，人们越来越关心建筑材料的环保性能。符合环保要求的绿色节能型建筑材料成为了行业最重要的发展方向之一。在我国，一般民用建筑如学校、办公楼等，空调能耗占总能耗的50%以上，便宜而环保的建筑室内降温方法越来越被人们所期待。当前对于材料的热辐射效率，可以通过光谱法间接计算得到。但其中忽略了空气对红外光的吸收以及宇宙中的辐射强度。建筑材料与外界的热交换主要有热对流、热传导以及热辐射，直接测试往往很难测得准确数据。
因此，研发测试建筑材料的辐射降温效率具有十分重要的工程价值，为建筑物的环保设计以及空调设计提供了设计思路和科学指导，为水泥基复合材料的热性能检测提供了科学的实验仪器，应用前景十分广阔。
现有技术主要通过太阳辐射照度计法测定材料表面温度变化，推测材料的降温效率，其具有误差大、施工繁杂，重复性差，而且连续监测时间短、仪器造价高且携带不便等缺点。并且现有的成膜装置脱模容易损坏水泥基材料表面出现微小裂纹，以及尺寸太大，测试其需要加工，影响光学数据的测试。因此，易于拆模并且符合光学测试大小的成型装置及方法具有十分重要的应用价值，应用前景十分广阔。
发明内容
技术问题：本发明的目的在于提供测量水泥基材料的反射辐射降温效率的成型装置与方法，实现水泥基材料降温特性的快速与准确测试。
技术方案：一种测量水泥基材料的辐射降温效率的装置，所述测量装置由两个侧板拼接而成，且拼接后两个侧板之间设有型腔，所述两个侧板通过螺栓螺杆组件固定连接。
所述两个侧板内侧拼接面均为齿距拼接面。
所述两个侧板均由聚四氟乙烯板制成。
所述型腔为圆饼型，直径为45-55mm,厚度为15-25mm。型腔表面涂有超疏水涂料，成型期间无需刷油。
所述螺栓组件的数量为至少2个，所述螺栓组件包括螺杆以及螺母，所述两个侧板的上下两侧均设有与螺杆相对应的通孔，所述通孔贯穿设置的在两个侧板内，所述螺杆设置在通孔内，所述螺杆两端均设有螺母。
所述螺杆的横截面面积为测量装置截面面积的1/3。
所述螺杆包括两个螺纹段，所述两个螺纹段之间设有光滑段，所述光滑段的长度为70-80mm,所述螺纹段的长度为10-20mm。所述的螺杆穿过两块所述的侧板，螺母的尺寸与螺杆搭配。
所述测量装置的长80-100mm，宽为80-100mm，高为50-70mm。
一种利用水泥基材料反射辐射成型装置进行测试水泥基材料反射辐射的降温功率的方法，该方法包括以下步骤：
1）首先将两块侧板根据拼接齿纹拼接围成一个型腔；
2）将螺栓杆穿过侧板，两头分别用螺母固定。
3）将搅拌好的水泥基材料的浆体倒入装置，刮平，养护1天模，标准养护至龄期。
4）将待测水泥基样品放入紫外-可见-近红外分光光度计测试250nm-2500nm的反射率，步长为5nm,再将样品放入傅里叶红外光谱仪，测试2μm-16μm的辐射率，步长为50nm。
5）将数据放入编写的python脚本计算出材料的反射辐射降温功率。
与现有技术相比，本发明具有以下优势：
（1）本发明与传统装置相比采用聚四氟乙烯板以及涂有超疏水涂层，以及拼接的方法，具有易于脱模同时保存较好的水泥基材料表面。
（2）本发明实验方法重复性高，在此方法的实验数据具有可比性。
附图说明
图1为测量水泥基材料的辐射降温效率的装置的俯视图；
图2为测量水泥基材料的辐射降温效率的装置的主视图；
图3为测量水泥基材料的辐射降温效率的装置的左视图；
图4采用本发明的实施例1制备的材料在不同温度下的反射辐射降温功率测试结果示意图；
图中：1、侧板，2、型腔，3、光滑段，4、螺杆，5、螺纹段，6、螺母，7、通孔。
具体实施方式
本发明针对现有水泥基材料反射辐射的降温功率的测试的不足和缺陷，提供了一种测量水泥基材料反射辐射的降温功率测试试件的成型装置以及方法。
如图1-3所示，本实施例的水泥基材料反射辐射降温效率试件的成型装置，包括两个具有齿距拼接面的侧板1，两块侧板1拼接后中间有型腔2，并且两块两个侧板1两端通过螺杆组件在一起，侧板1为聚四氟乙烯板制成。
本实施例所述的水泥基材料反射辐射降温效率试件的成型装置，所述的型腔2为圆饼型，直径为50mm,厚度为20mm，型腔2表面涂有超疏水涂料，成型期间无需刷油。
所述螺栓组件的数量为至少2个，所述螺栓组件包括螺杆4以及螺母6，所述两个侧板1的上下两侧均设有与螺杆4相对应的通孔7，所述通孔7贯穿设置在两个侧板1内，所述螺杆4设置在通孔7内，所述螺杆4两端均设有螺母6。
螺杆4的横截面面积为测试装置截面面积的1/3，每个螺杆组件包括中间的光滑段3、两端为螺纹段5的螺杆4和螺母6，所述的螺杆4穿过两块侧板1。光滑段3长70mm,前后螺纹段5长度为10mm，螺母6的尺寸与螺杆4搭配。
所述测量装置的长为100mm，宽为90mm，高为60mm。
一种利用水泥基材料反射辐射成型装置进行测试水泥基材料反射辐射的降温功率的方法，该方法包括以下步骤：
1）首先将两块侧板1根据拼接齿纹拼接围成一个型腔2；
2）将螺栓杆穿过侧板1，两头分别用螺母6固定。
3）将搅拌好的水泥基材料的浆体倒入装置，刮平，养护1天拆模，标准养护至龄期。
4）将待测水泥基样品放入紫外-可见-近红外分光光度计测试250nm-2500nm的反射率，步长为5nm,再将样品放入傅里叶红外光谱仪，测试2μm-16μm的辐射率，步长为50nm。
5）将数据放入编写的python脚本计算出材料的反射辐射降温功率。
实施例1：
采用P.W.52.5硅酸盐白水泥，自来水，水灰比0.4。
一种利用水泥基材料反射辐射成型装置进行测试水泥基材料反射辐射的降温功率的方法，步骤如下：
（1）制备浆体：首先将水泥加入搅拌机中搅拌，加入水，充分搅拌；
（2）制备试件：两块侧板1根据拼接齿纹拼接围成一个型腔2，将螺杆4穿过侧板1，两头分别用螺母6固定。将搅拌好的水泥浆体倒入装置，刮平，养护1d拆模，标准养护至龄期28天。
（3）将待测水泥基样品放入紫外-可见-近红外分光光度计测试250nm-2500nm的反射率，步长为5nm,再将样品放入傅里叶红外仪，测试2μm-16μm的辐射率，步长为50nm。
（4）将数据放入编写的python脚本计算出材料在不同温度下的反射辐射降温功率测试结果如图4所示。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种测量水泥基材料的辐射降温效率的装置，其特征在于：所述测量装置由两个侧板拼接而成，且拼接后两个侧板之间设有型腔，所述两个侧板通过螺栓螺杆组件固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种测量水泥基材料的辐射降温效率的装置，其特征在于：所述两个侧板内侧拼接面均为齿距拼接面。
3.根据权利要求2所述的一种测量水泥基材料的辐射降温效率的装置，其特征在于：所述两个侧板均由聚四氟乙烯板制成。
4.根据权利要求1所述的一种测量水泥基材料的辐射降温效率的装置，其特征在于：所述型腔为圆饼型，直径为45-55mm,厚度为15-25mm。
5.根据权利要求4所述的一种测量水泥基材料的辐射降温效率的装置，其特征在于：所述型腔表面涂有超疏水涂料。
6.根据权利要求1所述的一种测量水泥基材料的辐射降温效率的装置，其特征在于：所述螺栓组件的数量为至少2个，所述螺栓组件包括螺杆以及螺母，所述两个侧板的上下两侧均设有与螺杆相对应的通孔，所述通孔贯穿设置在两个侧板内，所述螺杆设置在通孔内，所述螺杆两端均设有螺母。
7.根据权利要求6所述的一种测量水泥基材料的辐射降温效率的装置，其特征在于：所述螺杆包括两个螺纹段，所述两个螺纹段之间设有光滑段，所述光滑段的长度为70-80mm,所述螺纹段的长度为10-20mm。
8.根据权利要求1所述的一种测量水泥基材料的辐射降温效率的装置，其特征在于：所述螺杆的横截面面积为测量装置截面面积的1/3。
9.根据权利要求1所述的水泥基材料反射辐射成型装置，其特征在于，所述测量装置的长80-100mm，宽为80-100mm，高为50-70mm。
10.一种利用权利要求1-9所述的水泥基材料反射辐射成型装置进行测试水泥基材料反射辐射的降温功率的方法，其特征在于，步骤如下：
1）将两块侧板根据拼接齿纹拼接围成一个型腔；
2）将螺栓杆穿过侧板，两端分别用螺母固定；
3）将搅拌好的水泥基材料的浆体倒入装置，刮平，养护1天拆模，标准养护至龄期；
4）将待测水泥基样品放入紫外-可见-近红外分光光度计测试250nm-2500nm的反射率，步长为5nm,再将样品放入傅里叶红外光谱仪，测试2μm-16μm的辐射率，步长为50nm；
5）将数据放入编写的python脚本计算出材料的反射辐射降温功率。
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| 费逸伟 等: "多功能纳米复合金属油罐太阳热反射降温涂料研制", 《第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111879816A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-11-03 | 宁波瑞凌新能源科技有限公司 | 辐射制冷功率的测量装置及系统 |
| CN111879816B (zh) * | 2020-06-29 | 2023-08-22 | 宁波瑞凌新能源科技有限公司 | 辐射制冷功率的测量装置及系统 |
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