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关于全抛釉仿古砖新窑炉投产产品
质量不高的答疑
问：某厂有一条260m长的新窑炉准备投产，窑炉设计是生产600mm×600mm和800mm×800mm的全抛釉仿古砖。从投产至今一直是生产800mm×800mm喷墨印花全抛釉砖，但质量较差，投产两个月以来，其砖变形和落脏这两类缺陷约占30%。请问程工，这是由于窑炉没控制好，还是窑炉设计上存在问题？或是坯釉配方存在不足？能否提供些解决问题的方法？
答：通过了解，贵厂260m长的窑炉，目前生产800mm×800mm的全抛釉仿古砖日产为6500m2/天，产量严重落后于一般正常窑炉的生产，而且质量还不达标。因此，现阶段建议你们可以分步对应处理上述两大生产问题，以扭转优等率过低等被动局面，提高生产效益。
措施一：调节辊棒面主动边与被动边的水平度，以改变被动件走砖斜位前行造成的被动件变形及不稳定局面，尽可能地将该砖位在整个高温软化阶段同主动边的砖位基本同步，并保持平行于辊棒轴线，以提高砖形的统一，减少机械走砖位影响的变形。
措施二：窑炉减压系统处所有的排水阀的结构全部用自动排水装置。常开式排水，以降低煤气含水率，尽可能地提高煤气的热值。
措施三：窑炉的减压系统处的过滤器增加过滤网，提高过滤网的目数，尽可能地将煤气站或煤气主管道中剥落的杂质全部过滤掉，以提高送到窑内燃烧燃气的纯度。从而有效地减少喷枪口造成的砖面黑褐色落脏缺陷。
措施四：窑炉每个控制组的放水阀及窑两边煤气分支管道上同样全部采用自动排水装置，以降低煤气含水率，提高煤气热值，从而可以降低煤气总压力，即管道中的煤气流速，使得管路沿程过程中有效沉降分离杂质。
措施五：窑炉每一只面枪统一安装煤气过滤装置，使得窑炉内燃烧的煤气尽可能地提高纯度，减少砖面落脏率。
措施六：提高每支喷枪的枪座至窑边煤气分支管之间的沉降垂直高度和沿程距离，尤其是窑炉的面喷枪，从而减少落脏的概率。
措施七：煤气站电捕除焦、洗涤过滤、酚水分离工作的进一步完善，以及对煤气站送窑边减压系统处的沿管供气管路自动排水进行分离检查。
措施八：重新适当调整窑炉的压力制度与气氛制度（排烟、助燃、急冷、抽热、挡火板、挡火墙），以及调整烧成温度曲线，促使烧成更趋合理性。
至于针对高档全抛釉仿古砖（喷墨印花、辊筒印花）的生产需要，在窑炉结构与用材方面不妥当之处，由于目前正在生产也无法修正，所以就暂不作阐述。至于这条生产线产量不高，能耗特别大的问题，应该是在提高质量之后，首先需要考虑的问题。而配方方面的问题，建议与工艺人员和釉料公司一起探讨其解决的办法。
（程昭华）
水煤浆燃料对抛光砖质量的影响
水煤浆是上世纪80年代发展起来的一种新型清洁燃料，它是利用储量丰富、价格低廉的煤炭作为主要原料，具有浓度高、流变性好、便于运输和耐储存等优点。同时，它能像油一样的泵送、雾化燃烧，其燃烧率可高达96%以上。因此，很快就被引入到陶瓷喷雾塔的热风炉中使用，取代价格高昂的柴油、重油和水煤气等燃料。
（1） 水煤浆的特点
1） 水煤浆燃料燃烧率可高达96%以上。
2） 粘度低于重油，且控制简单方便，安全性能高，只需要控制好泵浆的螺杆泵的转速即可。
3） 水煤浆在初次燃烧时，需要用柴油、轻油或其它辅助燃料点火，但一旦着火即可以停油单独燃烧。
4） 水煤浆在热风炉内燃烧非常稳定，不需要人工干预，可以像柴油一样实现自动化控制。
5） 水煤浆的着火温度在800℃以上，必须通过压缩空气雾化后才能燃烧，在常温状态下不可燃烧，给操作者和用户提高了安全系数。
6） 水煤浆所有的水可以用煤制气产生的酚水代替，从而解决了酚水污染的难题。
（2） 水煤浆控制注意事项
1） 水煤浆是一种煤基流体燃料，它通过压缩空气雾化后，可以在高温条件下完全燃烧。所以在控制水煤浆燃烧时，稳定风压和雾化效果是整个燃烧控制的关键点。如果水煤浆雾化不好，燃烧不完全，颗粒的煤浆被抽送到喷雾塔内，与浆料混合形成颗粒状的粉料，经过窑炉燃烧之后就会显现在砖表面，形成一个个细小的小泡泡，经抛光之后成为熔洞，造成产品质量下降。
2） 喷枪嘴不能出现水煤浆液滴和结焦现象，必须保持良好的雾化和稳定的着火，同时还要合理的调节好每支枪的射程和射角，不能直接喷射到炉膛内壁上，否则会形成结焦。当这些结焦物被抽到粉料之中，造成污染，就会形成抛光砖表面棕褐色的杂质缺陷。
3） 燃烧器又称之为配风器，是水煤浆燃烧的又一个关键设备，水煤浆助燃空气的主要来源是依靠高温烟气的回流，这就需要对燃烧配风进行合理的调配，以使煤浆雾炬得到有效地加热，能即时着火。合理的配风可以加强室内空气流动，提高水煤浆燃烧速度。同时，要保证热气和水煤浆在炉内呈旋流形式，以提高燃烧速度及将废渣压向炉底内，而不是抽向喷雾塔内。如果这个环节处理不善，会造成大量的细微煤粉未能烧尽，而被抽到喷雾塔内与浆料混合形成颗粒粉料，导致产品发蓝、阴阳色，以及黑心等缺陷，增加了窑炉的处理难度。
4） 受到水煤浆污染的水或者泥浆都不能直接大量使用到原料车间的球磨中，要待沉淀后分小批量搭配使用。否则，用量过大，炭素在粉料中的含量超过一定量时，也会造成烧成之后的产品出现发蓝、阴阳色或者黑心等产品缺陷。
（潘雄）
关于绝热装饰陶瓷砖导热系数的答疑
问：韩工，目前一些企业开始涉足建筑绝热装饰陶瓷砖的研发和生产，导热系数作为绝热装饰陶瓷最重的技术指标之一，对于大多数陶瓷企业和技术人员来讲还比较陌生，你能从测试方法、测试仪器以及影响材料导热系数的因素等方面谈一谈吗？
答：首先谈一谈什么是绝热材料？什么是绝热装饰陶瓷砖？导热系数是多少才算绝热材料？
《GB4132-1996绝热材料及相关术语》对于绝热材料的定义为用于减少结构物与环境热交换的一种材料。依此，我们可以将绝热装饰陶瓷砖定义为一种用于减少建筑结构物与环境热交换的功能性建筑装饰陶瓷砖。1970年，丹麦学者P.O.Fanger以热舒适性方程和ASHRAE的7点标度为依据，提出了预测平均投票数PMV（predictedmeanvote）指标。根据中国居民的生活习惯最佳的室内空气温度为19.91℃，相对湿度为70%。针对室内最佳温度和绝热装饰材料的温度自我调节能力，绝热陶瓷在不同季节有不同功用，夏季保冷、冬季保温，所以绝热装饰陶瓷具有自动调节人居环境热适度的作用和能力，其能力的最根本体现就是导热系数。 对于导热系数是多少才算绝热材料，不同国家在不同时期有不同规定，它代表一个国家的技术水平。我国在解放初期，参照前苏联标准，规定绝热材料导热系数≤0.23W/m·K；《GB/T4272-84设备及管道绝热技术通则》规定绝热材料导热系数≤0.15W/m·K；《GB/T4272-92设备及管道绝热技术通则》绝热材料规定导热系数≤0.12W/m·K；《GB/T4272-2008设备及管道绝热技术通则》绝热材料规定导热系数≤0.08W /m ·K。目前执行GB/T4272-2008，也就是说导热系数≤0.08W/m·K是绝热材料的门槛，主体材料导热系数≤0.08W/m·K是绝热装饰陶瓷砖的门槛。
在这里笔者谈一谈导热系数的概念和测试方法。导热系数是绝热装饰陶瓷砖的最基本体征，它代表一个绝热装饰陶瓷砖产品人居环境热适度的自我调节能力，也代表一个企业的技术水平。1882年法国数学、物理学家傅里叶给出导热方程是导热系数测试的基本方法。傅里叶导热方程即在物体内部，取两个垂直于导热方向、彼此相距ｈ、温度分别为θ1和θ2（θ1＞θ2）的平行面，若平面面积为Ｓ，在δｔ时间内，通过面积Ｓ的热量δＱ满足下式：
δＱ／＝λＳ（θ1－θ2）／ｈ （1）
其中：δＱ／δｔ为热流量；λ为该物质的导热系数，单位为Ｗ／（ｍ·Ｋ）。其定义为相距１ｍ的两个面积为１m2的平面，其温度相差１℃，在１ｓ时间内通过的热量。
根据傅里叶导热方程，导热系数就是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1℃（K，℃）。在1s内，通过1m2面积传递的热量，用λ表示，单位为W/m·k（此处的K可用℃代替）。
依据傅里叶导热方程确定的导热系数属于稳态法，除了稳态法以外还有瞬态发（也叫非稳态法或非傅里叶方程法），稳态法有平板法、护板法、热流计法、热箱法等.瞬态法有热线法、探针法、热盘法、热带法、激光法等。根据傅里叶稳态热阻条件，我国公布了两个稳态测试标准：《GB/T10294-2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定：防护热板法》和《GB/T10295-2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定：热流计法》，针对圆管也制定了《GB/T10296-2008绝热层稳态传热性质的测定：圆管法》，其中防护热板法是国际公认的最准确测量方法。瞬态法起步较晚，非稳态平面热源法(包括脉冲平面热源法和阶跃平面热源法)是由斯洛伐克科学院物理研究所的LudovitKubica提出并加以规范化的，适合导热系数在0.05 ～50 W/(m·K)范围内的材料，可以测量均质固体材料、非均质材料以及多孔材料。目前我国有一个非稳态测试标准《GB/T10297-1998非金属固体材料导热系数的测定：热线法》、《GB/T 22588-2008闪光法测量热扩散系数或导热系数》。
目前导热系数的检测有很多种，美国材料与试验协会（ASTM ）规定的测试方法有：ASTM C518、ASTM C177、ASTM E1461、ASTM E0714、ASTM E1952等。根据ASTM标准的分类，C类为水泥、陶瓷、混凝土与砖石材料；E类为杂类(金属化学分析、耐火试验、无损试验、统计方法等）。目前美国采用ASTM C177 的护热板检测法；日本等国的导热系数多是采用激光散热法检测的，即ASTM E1461的检测标准；而台湾、俄国等的导热系数检测方法也是ASTM C177。
接下来谈一谈导热系数检测仪器。国外的导热系数仪器，利用稳态法进行测试，耐驰的 GHP 456 Titan是比较理想的用于测量绝热材料导热系数的仪器。而利用非稳态法测试的热线法导热分析仪，因为1978年就已经推出了，可用于耐火材料导热性能测试，对于本产品并不适合。耐驰的闪光导热仪LFA447 Nanoflash、新型激光导热仪LFA 457 MicroFlash以及激光导热仪LFA 427由于测试温度范围宽，可以瞬态测试，既可以应用常温状态的建筑保温装饰材料也可以用于高温耐火材料，但选择时要依据经济条件和测试产品要求。此外瑞典Hot Disk的瞬变平面热源法技术和法国塞塔拉姆仪器公司Mathis TCi测试技术也都属于瞬态测试方法，都具有便捷、快速的基本特征，可供选择。
国产的导热系数仪器，笔者公司曾购买过湖南湘潭仪器仪表公司符合GB/T10297的DRM-II型导热系数测定仪，它属于非稳态热线法测试方法，测量准确度为±5%，室温波动要求严格控制在±1.5℃，范围为0.035～1.7 W/(m·K)，且由于热电偶需要放进冰水混合物中，造成测试数据不稳定，准确度不高，并不适合绝热陶瓷砖的质量控制。我们合作单位信阳师范学院购进该公司的是DRH-II型导热系数测试仪，符合GB/T10294-2008，测试范围为0.01～2 W/(m·K)，测量准确度为±5%，数值与河南省建材院以及中国科学院有些差别，总是偏低，而且试件总有被压碎的情况。其原因主要是仪器温度偏差、产品厚度偏差和反映测试样品与热板冷板接触情况的压力有关。所以笔者公司购进了天津佛瑞德公司D300FX-D0型导热系数仪，它可以实时在线测量试件的压力和厚度，避免手动测量的繁琐和误差，实现自动化操作与测量，温度测量精度为0.1℃，厚度测量测量范围：5～45mm，精度为0.01mm。由于温度、厚度、压力，以及考虑热上下传导的偏差，该机型设计夹具和冷热板为垂直设计，所以测量范围为0.001～2 .2W/(m·K)，测量准确度为±2.5%，重复性为±5%。
最后谈一谈影响材料导热系数的因素和影响测试结果的因素。影响绝热装饰陶瓷砖导热系数的宏观因素是材料的体积密度、吸水率和温度，微观因素是气泡大小、气泡形态、气泡形状、气泡化学成分、材料化学成分及晶体结构组成。绝热装饰陶瓷砖在体积密度、导热系数等关键性能与JC/T 1095-2009轻质陶瓷砖有极大差别，轻质陶瓷砖只是将建筑陶瓷轻质化、减量化和资源化，也就是说它仅指体积密度≤1.5 g/cm3的陶瓷，它距离建筑陶瓷功能化还差一定的距离。绝热陶瓷装饰砖指导热系数<0.08W/（m·K）的装饰陶瓷产品，针对绝热性能，体积密度也比轻质陶瓷低得多，一般≤0.4g/cm3。 绝热装饰陶瓷砖的导热系数是材料的本身特征，它与体积密度一样不随厚度、测试仪器冷热板温度变化而变化。JGJ 144-2008系统耐候性间接规定了绝热装饰陶瓷砖的使用环境温度为-20～70℃，所以导热系数的测定温度范围应在此温度范围内，因此在选择导热系数仪可按此温度范围选择冷板的温度。如天津佛瑞德旋转式低温导热仪D300FX-D30冷板温度为-30～95℃，符合建筑保温材料的使用条件，如果用于冷藏保冷，可能要选用D300FX-D60，即冷板温度为-60～95℃。因为温度和含水率会影响材料的导热系数，所以要求控制好检测环境温度和湿度，一般要求环境温度在22±3℃，湿度在20%～60%RH。
总结测试经验，笔者认为测试误差有四方面的原因：一是测量误差，包括功率、试样厚度、计量面积和温度的测量误差，如果导热系数与厚度、尺寸没有关系，那么也与测试仪器冷热板温度变化、夹具压力变化没有关系。如果冷板、热板没有良好平面度，试样没有良好的尺寸、厚度和平面度，就会导致热的传导不均匀，进而导致试样面和方向发生变化，测试数据也发生变化的情况。而夹具压力大小也表征冷热板与材料的接触与破坏的程度，材料破坏后，导热系数也会发生变化；二是主、护热板温度不平衡误差，即流过主、护热板间隙的热流引起的误差，此误差不可小觑，这个误差与护热板的材料、设计、安装等因素均有关系；三是边缘热损误差，即测定试样周围与外界的热损失引起的误差，这个误差与热板温度、环境温度以及防护条件有关，测试环境敞口和封闭都会影响测试结果；四是接触热阻误差，即试样与冷热板之间的空气间隙造成的误差，此误差与材料的加工精度，冷热板平面度及夹具压力控制有关。
（韩复兴）
咨询电话：
编辑部：0757-82269827 传真：0757-82269827
蔡飞虎：0757-82710910 （佛山格林陶瓷技术开发有限公司）
孔海发：0757-83135108 （0）13702559893
程昭华：13927717401(佛山市佳窑陶业技术有限公司)
http://www.fsjiayao.com
潘雄：13927769832（广东新润成陶瓷有限公司）
韩复兴：18237699507（河南信阳方浩实业有限公司）
秦威:13927270859(佛山市南海禾合高新材料有限公司)
温千鸿：13380225254 E-mail：[email protected]
程春明：13702545772（江西星子嘉陶无机材料有限公司）
彭湘晖：13702937999（佛山市远大制釉有限公司）
质量不高的答疑
问：某厂有一条260m长的新窑炉准备投产，窑炉设计是生产600mm×600mm和800mm×800mm的全抛釉仿古砖。从投产至今一直是生产800mm×800mm喷墨印花全抛釉砖，但质量较差，投产两个月以来，其砖变形和落脏这两类缺陷约占30%。请问程工，这是由于窑炉没控制好，还是窑炉设计上存在问题？或是坯釉配方存在不足？能否提供些解决问题的方法？
答：通过了解，贵厂260m长的窑炉，目前生产800mm×800mm的全抛釉仿古砖日产为6500m2/天，产量严重落后于一般正常窑炉的生产，而且质量还不达标。因此，现阶段建议你们可以分步对应处理上述两大生产问题，以扭转优等率过低等被动局面，提高生产效益。
措施一：调节辊棒面主动边与被动边的水平度，以改变被动件走砖斜位前行造成的被动件变形及不稳定局面，尽可能地将该砖位在整个高温软化阶段同主动边的砖位基本同步，并保持平行于辊棒轴线，以提高砖形的统一，减少机械走砖位影响的变形。
措施二：窑炉减压系统处所有的排水阀的结构全部用自动排水装置。常开式排水，以降低煤气含水率，尽可能地提高煤气的热值。
措施三：窑炉的减压系统处的过滤器增加过滤网，提高过滤网的目数，尽可能地将煤气站或煤气主管道中剥落的杂质全部过滤掉，以提高送到窑内燃烧燃气的纯度。从而有效地减少喷枪口造成的砖面黑褐色落脏缺陷。
措施四：窑炉每个控制组的放水阀及窑两边煤气分支管道上同样全部采用自动排水装置，以降低煤气含水率，提高煤气热值，从而可以降低煤气总压力，即管道中的煤气流速，使得管路沿程过程中有效沉降分离杂质。
措施五：窑炉每一只面枪统一安装煤气过滤装置，使得窑炉内燃烧的煤气尽可能地提高纯度，减少砖面落脏率。
措施六：提高每支喷枪的枪座至窑边煤气分支管之间的沉降垂直高度和沿程距离，尤其是窑炉的面喷枪，从而减少落脏的概率。
措施七：煤气站电捕除焦、洗涤过滤、酚水分离工作的进一步完善，以及对煤气站送窑边减压系统处的沿管供气管路自动排水进行分离检查。
措施八：重新适当调整窑炉的压力制度与气氛制度（排烟、助燃、急冷、抽热、挡火板、挡火墙），以及调整烧成温度曲线，促使烧成更趋合理性。
至于针对高档全抛釉仿古砖（喷墨印花、辊筒印花）的生产需要，在窑炉结构与用材方面不妥当之处，由于目前正在生产也无法修正，所以就暂不作阐述。至于这条生产线产量不高，能耗特别大的问题，应该是在提高质量之后，首先需要考虑的问题。而配方方面的问题，建议与工艺人员和釉料公司一起探讨其解决的办法。
（程昭华）
水煤浆燃料对抛光砖质量的影响
水煤浆是上世纪80年代发展起来的一种新型清洁燃料，它是利用储量丰富、价格低廉的煤炭作为主要原料，具有浓度高、流变性好、便于运输和耐储存等优点。同时，它能像油一样的泵送、雾化燃烧，其燃烧率可高达96%以上。因此，很快就被引入到陶瓷喷雾塔的热风炉中使用，取代价格高昂的柴油、重油和水煤气等燃料。
（1） 水煤浆的特点
1） 水煤浆燃料燃烧率可高达96%以上。
2） 粘度低于重油，且控制简单方便，安全性能高，只需要控制好泵浆的螺杆泵的转速即可。
3） 水煤浆在初次燃烧时，需要用柴油、轻油或其它辅助燃料点火，但一旦着火即可以停油单独燃烧。
4） 水煤浆在热风炉内燃烧非常稳定，不需要人工干预，可以像柴油一样实现自动化控制。
5） 水煤浆的着火温度在800℃以上，必须通过压缩空气雾化后才能燃烧，在常温状态下不可燃烧，给操作者和用户提高了安全系数。
6） 水煤浆所有的水可以用煤制气产生的酚水代替，从而解决了酚水污染的难题。
（2） 水煤浆控制注意事项
1） 水煤浆是一种煤基流体燃料，它通过压缩空气雾化后，可以在高温条件下完全燃烧。所以在控制水煤浆燃烧时，稳定风压和雾化效果是整个燃烧控制的关键点。如果水煤浆雾化不好，燃烧不完全，颗粒的煤浆被抽送到喷雾塔内，与浆料混合形成颗粒状的粉料，经过窑炉燃烧之后就会显现在砖表面，形成一个个细小的小泡泡，经抛光之后成为熔洞，造成产品质量下降。
2） 喷枪嘴不能出现水煤浆液滴和结焦现象，必须保持良好的雾化和稳定的着火，同时还要合理的调节好每支枪的射程和射角，不能直接喷射到炉膛内壁上，否则会形成结焦。当这些结焦物被抽到粉料之中，造成污染，就会形成抛光砖表面棕褐色的杂质缺陷。
3） 燃烧器又称之为配风器，是水煤浆燃烧的又一个关键设备，水煤浆助燃空气的主要来源是依靠高温烟气的回流，这就需要对燃烧配风进行合理的调配，以使煤浆雾炬得到有效地加热，能即时着火。合理的配风可以加强室内空气流动，提高水煤浆燃烧速度。同时，要保证热气和水煤浆在炉内呈旋流形式，以提高燃烧速度及将废渣压向炉底内，而不是抽向喷雾塔内。如果这个环节处理不善，会造成大量的细微煤粉未能烧尽，而被抽到喷雾塔内与浆料混合形成颗粒粉料，导致产品发蓝、阴阳色，以及黑心等缺陷，增加了窑炉的处理难度。
4） 受到水煤浆污染的水或者泥浆都不能直接大量使用到原料车间的球磨中，要待沉淀后分小批量搭配使用。否则，用量过大，炭素在粉料中的含量超过一定量时，也会造成烧成之后的产品出现发蓝、阴阳色或者黑心等产品缺陷。
（潘雄）
关于绝热装饰陶瓷砖导热系数的答疑
问：韩工，目前一些企业开始涉足建筑绝热装饰陶瓷砖的研发和生产，导热系数作为绝热装饰陶瓷最重的技术指标之一，对于大多数陶瓷企业和技术人员来讲还比较陌生，你能从测试方法、测试仪器以及影响材料导热系数的因素等方面谈一谈吗？
答：首先谈一谈什么是绝热材料？什么是绝热装饰陶瓷砖？导热系数是多少才算绝热材料？
《GB4132-1996绝热材料及相关术语》对于绝热材料的定义为用于减少结构物与环境热交换的一种材料。依此，我们可以将绝热装饰陶瓷砖定义为一种用于减少建筑结构物与环境热交换的功能性建筑装饰陶瓷砖。1970年，丹麦学者P.O.Fanger以热舒适性方程和ASHRAE的7点标度为依据，提出了预测平均投票数PMV（predictedmeanvote）指标。根据中国居民的生活习惯最佳的室内空气温度为19.91℃，相对湿度为70%。针对室内最佳温度和绝热装饰材料的温度自我调节能力，绝热陶瓷在不同季节有不同功用，夏季保冷、冬季保温，所以绝热装饰陶瓷具有自动调节人居环境热适度的作用和能力，其能力的最根本体现就是导热系数。 对于导热系数是多少才算绝热材料，不同国家在不同时期有不同规定，它代表一个国家的技术水平。我国在解放初期，参照前苏联标准，规定绝热材料导热系数≤0.23W/m·K；《GB/T4272-84设备及管道绝热技术通则》规定绝热材料导热系数≤0.15W/m·K；《GB/T4272-92设备及管道绝热技术通则》绝热材料规定导热系数≤0.12W/m·K；《GB/T4272-2008设备及管道绝热技术通则》绝热材料规定导热系数≤0.08W /m ·K。目前执行GB/T4272-2008，也就是说导热系数≤0.08W/m·K是绝热材料的门槛，主体材料导热系数≤0.08W/m·K是绝热装饰陶瓷砖的门槛。
在这里笔者谈一谈导热系数的概念和测试方法。导热系数是绝热装饰陶瓷砖的最基本体征，它代表一个绝热装饰陶瓷砖产品人居环境热适度的自我调节能力，也代表一个企业的技术水平。1882年法国数学、物理学家傅里叶给出导热方程是导热系数测试的基本方法。傅里叶导热方程即在物体内部，取两个垂直于导热方向、彼此相距ｈ、温度分别为θ1和θ2（θ1＞θ2）的平行面，若平面面积为Ｓ，在δｔ时间内，通过面积Ｓ的热量δＱ满足下式：
δＱ／＝λＳ（θ1－θ2）／ｈ （1）
其中：δＱ／δｔ为热流量；λ为该物质的导热系数，单位为Ｗ／（ｍ·Ｋ）。其定义为相距１ｍ的两个面积为１m2的平面，其温度相差１℃，在１ｓ时间内通过的热量。
根据傅里叶导热方程，导热系数就是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1℃（K，℃）。在1s内，通过1m2面积传递的热量，用λ表示，单位为W/m·k（此处的K可用℃代替）。
依据傅里叶导热方程确定的导热系数属于稳态法，除了稳态法以外还有瞬态发（也叫非稳态法或非傅里叶方程法），稳态法有平板法、护板法、热流计法、热箱法等.瞬态法有热线法、探针法、热盘法、热带法、激光法等。根据傅里叶稳态热阻条件，我国公布了两个稳态测试标准：《GB/T10294-2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定：防护热板法》和《GB/T10295-2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定：热流计法》，针对圆管也制定了《GB/T10296-2008绝热层稳态传热性质的测定：圆管法》，其中防护热板法是国际公认的最准确测量方法。瞬态法起步较晚，非稳态平面热源法(包括脉冲平面热源法和阶跃平面热源法)是由斯洛伐克科学院物理研究所的LudovitKubica提出并加以规范化的，适合导热系数在0.05 ～50 W/(m·K)范围内的材料，可以测量均质固体材料、非均质材料以及多孔材料。目前我国有一个非稳态测试标准《GB/T10297-1998非金属固体材料导热系数的测定：热线法》、《GB/T 22588-2008闪光法测量热扩散系数或导热系数》。
目前导热系数的检测有很多种，美国材料与试验协会（ASTM ）规定的测试方法有：ASTM C518、ASTM C177、ASTM E1461、ASTM E0714、ASTM E1952等。根据ASTM标准的分类，C类为水泥、陶瓷、混凝土与砖石材料；E类为杂类(金属化学分析、耐火试验、无损试验、统计方法等）。目前美国采用ASTM C177 的护热板检测法；日本等国的导热系数多是采用激光散热法检测的，即ASTM E1461的检测标准；而台湾、俄国等的导热系数检测方法也是ASTM C177。
接下来谈一谈导热系数检测仪器。国外的导热系数仪器，利用稳态法进行测试，耐驰的 GHP 456 Titan是比较理想的用于测量绝热材料导热系数的仪器。而利用非稳态法测试的热线法导热分析仪，因为1978年就已经推出了，可用于耐火材料导热性能测试，对于本产品并不适合。耐驰的闪光导热仪LFA447 Nanoflash、新型激光导热仪LFA 457 MicroFlash以及激光导热仪LFA 427由于测试温度范围宽，可以瞬态测试，既可以应用常温状态的建筑保温装饰材料也可以用于高温耐火材料，但选择时要依据经济条件和测试产品要求。此外瑞典Hot Disk的瞬变平面热源法技术和法国塞塔拉姆仪器公司Mathis TCi测试技术也都属于瞬态测试方法，都具有便捷、快速的基本特征，可供选择。
国产的导热系数仪器，笔者公司曾购买过湖南湘潭仪器仪表公司符合GB/T10297的DRM-II型导热系数测定仪，它属于非稳态热线法测试方法，测量准确度为±5%，室温波动要求严格控制在±1.5℃，范围为0.035～1.7 W/(m·K)，且由于热电偶需要放进冰水混合物中，造成测试数据不稳定，准确度不高，并不适合绝热陶瓷砖的质量控制。我们合作单位信阳师范学院购进该公司的是DRH-II型导热系数测试仪，符合GB/T10294-2008，测试范围为0.01～2 W/(m·K)，测量准确度为±5%，数值与河南省建材院以及中国科学院有些差别，总是偏低，而且试件总有被压碎的情况。其原因主要是仪器温度偏差、产品厚度偏差和反映测试样品与热板冷板接触情况的压力有关。所以笔者公司购进了天津佛瑞德公司D300FX-D0型导热系数仪，它可以实时在线测量试件的压力和厚度，避免手动测量的繁琐和误差，实现自动化操作与测量，温度测量精度为0.1℃，厚度测量测量范围：5～45mm，精度为0.01mm。由于温度、厚度、压力，以及考虑热上下传导的偏差，该机型设计夹具和冷热板为垂直设计，所以测量范围为0.001～2 .2W/(m·K)，测量准确度为±2.5%，重复性为±5%。
最后谈一谈影响材料导热系数的因素和影响测试结果的因素。影响绝热装饰陶瓷砖导热系数的宏观因素是材料的体积密度、吸水率和温度，微观因素是气泡大小、气泡形态、气泡形状、气泡化学成分、材料化学成分及晶体结构组成。绝热装饰陶瓷砖在体积密度、导热系数等关键性能与JC/T 1095-2009轻质陶瓷砖有极大差别，轻质陶瓷砖只是将建筑陶瓷轻质化、减量化和资源化，也就是说它仅指体积密度≤1.5 g/cm3的陶瓷，它距离建筑陶瓷功能化还差一定的距离。绝热陶瓷装饰砖指导热系数<0.08W/（m·K）的装饰陶瓷产品，针对绝热性能，体积密度也比轻质陶瓷低得多，一般≤0.4g/cm3。 绝热装饰陶瓷砖的导热系数是材料的本身特征，它与体积密度一样不随厚度、测试仪器冷热板温度变化而变化。JGJ 144-2008系统耐候性间接规定了绝热装饰陶瓷砖的使用环境温度为-20～70℃，所以导热系数的测定温度范围应在此温度范围内，因此在选择导热系数仪可按此温度范围选择冷板的温度。如天津佛瑞德旋转式低温导热仪D300FX-D30冷板温度为-30～95℃，符合建筑保温材料的使用条件，如果用于冷藏保冷，可能要选用D300FX-D60，即冷板温度为-60～95℃。因为温度和含水率会影响材料的导热系数，所以要求控制好检测环境温度和湿度，一般要求环境温度在22±3℃，湿度在20%～60%RH。
总结测试经验，笔者认为测试误差有四方面的原因：一是测量误差，包括功率、试样厚度、计量面积和温度的测量误差，如果导热系数与厚度、尺寸没有关系，那么也与测试仪器冷热板温度变化、夹具压力变化没有关系。如果冷板、热板没有良好平面度，试样没有良好的尺寸、厚度和平面度，就会导致热的传导不均匀，进而导致试样面和方向发生变化，测试数据也发生变化的情况。而夹具压力大小也表征冷热板与材料的接触与破坏的程度，材料破坏后，导热系数也会发生变化；二是主、护热板温度不平衡误差，即流过主、护热板间隙的热流引起的误差，此误差不可小觑，这个误差与护热板的材料、设计、安装等因素均有关系；三是边缘热损误差，即测定试样周围与外界的热损失引起的误差，这个误差与热板温度、环境温度以及防护条件有关，测试环境敞口和封闭都会影响测试结果；四是接触热阻误差，即试样与冷热板之间的空气间隙造成的误差，此误差与材料的加工精度，冷热板平面度及夹具压力控制有关。
（韩复兴）
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