ISO 8841-1991 Dense shaped refractory products determination of permeability to gases《致密定型耐火制品 透气性的测定》.pdf

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1、NORME INTERNATIONALE Iso 8841 Premire dition 1991-09-15 Produits rfractaires faconns denses - Dtermination de la pe;mabilit aux gaz Dense, shaped refractory products - Determination of p gases ermeability to Numro de rfrence ISO 8841:1991(F) ISO 8841:1991 (F) Avant-propos LISO (Organisation internat

2、ionale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de IISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de IISO. Chaque comit membre int- ress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr ce

3、t effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec IISO participent galement aux tra- vaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CH) en ce qui concerne la normalisation lectrotech- nique. Les projets de Normes

4、 internationales adopts par les comits techni- ques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. La Norme internationale ISO 8841 a t labore par le comit techni- que ISO/TC 33, Matriaux rfra

5、ctaires, sous-comit SC 2, Mthodes dessais. 6 ISO 1991 Droits de reproduction rservs. Aucune partie de cette publication ne peut tre repro- duite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de ldit

6、eur. Organisation inter nationale de normalisation Case Postale 56 l CH-121 1 Genve 20 l Suisse Imprim en Suisse ii ISO 8841:1991 (F) Introduction La permabilit dun solide aux gaz est une proprit lie la rparti- tion des pores dans le matriau et qui, de ce fait, est trs sensible aux variations de tex

7、ture. Elle nest pas directement lie la porosit ap- parente et sa variation lintrieur dun mme chantillon et, qui plus est, entre plusieurs chantillons dun mme lot, est bien suprieure celle de la porosit. Il convient galement de noter que, contrairement la densit et la porosit, la permabilit est une p

8、roprit qui varie selon la direction dans laquelle la mesure est faite et mme, dans certains cas, selon le sens dcoulement du gaz. II est essentiel que 1 appareillage n e SO it pas influ ent par le dair ou par dautres changements loca liss de te mpr ,ature. s courants . . . III Page blanche _-.- - -

9、.- -_- - NORME INTERNATIONALE ISO 8841:1991(F) Produits rfractaires faconns denses - Dtermination de la permabilit aux gaz 1 Domaine dapplication La prsente Norme Internationale prescrit une m- thode de mesurage de la permabilit aux gaz des produits rfractaires faconns denses. 1 NOTE 1 La mthode pre

10、scrite tient compte de la visco- sit dynamique du gaz et, par consquent, les rsultats obtenus ne sont pas directement comparables ceux des mthodes prcdentes, lesquelles ne tiennent pas compte de la viscosit. La dtermination est gnralement rali- se par le passage dair. Dautres gaz peuvent tre utili-

11、ss, si ncessaire, et les viscosits de lair et de lazote sont donnes. 2 Rfrence normative La norme suivante contient des dispositions qui, par suite de la rfrence qui en est faite, constituent des dispositions valables pour la prsente Norme inter- nationale. Au moment de la publication, ldition in- d

12、ique tait en vigueur. Toute norme est sujette rvision et les parties prenantes des accords fonds sur la prsente Norme internationale sont invites rechercher la possibilit dappliquer ldition la plus rcente de la norme indique ci-aprs. Les membres de la CEI et de IISO possdent le registre des Normes i

13、nternationales en vigueur un moment donn. ISO 69063984, Pieds coulisse vernier au Ii50 mm. 3 Dfinition Pour les besoins de la prsente Norme internatio- nale, la dfinition suivante sapplique. 3.1 permabilit dun matriau: Proprit dun ma- triau de se laisser traverser par un gaz quand il y a une diffren

14、ce de pression. La permabilit (11.) est calcule laide de lqua- tion suivante, donne par le volume de gaz traver- sant lprouvette dans un intervalle de temps donn: V -=- 6 t 1 .L.(p, y*). y) . , , o V t Y A P Pl 172 NOTES (1 est le volume de gaz traversant le mat- riau, en mtres cubes; est le temps,

15、en secondes, que met ce volume de gaz pour traverser le mat- riau; est la permabilit du matriau, en m- tres carrs; est la viscosit dynamique du gaz, en pascal secondes, la temprature de lessai; est la surface de la section, en mtres carrs, du matriau travers; est lpaisseur, en mtres, du matriau trav

16、ers; est la pression absolue du gaz, en pascals; est la pression absolue, en pascals, lendroit o le gaz pntre dans le mat- riau; est la pression absolue, en pascals, lendroit o le gaz sort du matriau. 2 Lquation (1) correspond la loi de Darcy et dcoule de la loi de Hagen-Poiseuille. 3 tant donn que

17、p est la pression laquelle on mesure le volume de gaz, p = pl quand on opre une pression positive et p = J+ quand on opre une pression nga- tive. 4 Le facteur de correction (p, + p2)/2p est gnralement trs proche de lunit et peut tre considr comme n- gligeable quand on opre avec de petites diffrences

18、 de 1 ISO 8841:1991(F) pression, par exemple, quand 01 - I?*) est infrieur 1 000 Pa. Lquation vante: V IL = f 1) peut tre dispose de la facon sui- , 6 1 2P T A * ?FE- - p1 +p* v . . (2) En faisant apparatre les units applicables, lunit de permabilit, en mtres carrs, est Si dans lquation (l), 6 est e

19、xprim en centimtres, A en centimtres carrs et V en centimtres cubes (les units des autres quantits tant inchanges), on peut obtenir une autre unit dexpression de la permabilit, savoir le centimtre carr. Toutefois, comme les prfixes composs ne sont pas admis, les prfixes conventionnels ne peuvent tre

20、 utiliss quavec le mtre carr, donc Iode8 cm* = IO-*m* = lpm*. 4 Principe On fait passer un courant de gaz sec (gnralement de lair) travers lprouvette et lon note la baisse de pression aprs la traverse de lchantillon sur fa base dau moins trois dbits diffrents. partir de ces valeurs, de la taille et

21、de la forme de lchantillon, on calcule la permabilit du matriau considr. 5 Appareillage 5.1.5 Pied coulisse, conforme IISO 6906. 5.1 Gnralits Une vue gnrale de lappareillage est reprsente sous forme schmatique sur les figures 1 et 2. La figure 1 montre le fonctionnement pour le passage du gaz sous p

22、ression et la figure2 pour le passage du gaz sous dpression. Les conduits doivent tre raliss en verre, de prfrence au caoutchouc, et doivent tre aussi courts que possible, afin que la perte de pression engendre dans lappareillage soit ngligeable par rapport celle produite par lprouvette. 5.1.1 Alime

23、ntation du gaz (sous pression et en d- pression), par un rservoir de gaz pression constante. 5.12 Support dprouvette, muni dun systme tanche au gaz sur les cts de lprouvette. Ltanchit au gaz est assure par une membrane en caoutchouc, gonfle une pression (dpendant des proprits du caoutchouc) comprise

24、 entre 0,2 N/mm* et 0,4 N/mm* (voir figure 3). NOTE 5 Des modifications peuvent tre ncessaires si le format alternatif de lprouvette (voir note en 6.1) est utilis. 51.3 Manomtre liquide, du type tube en U pour mesurer la diffrence de pression entre les deux faces de lprouvette. Les prcautions exprim

25、en- tales habituelles pour ce type de mesure devront tre prises de sorte que lerreur de dtermination de la pression ne dpasse pas 1 y0 (y compris les erreurs de lecture portant sur la hauteur de la co- lonne, lerreur de mnisque, la verticalit du mano- mtre, la densit du liquide contenu dans le manom

26、tre). La pression doit tre mesure trs prs de lune des faces de lprouvette dans le r- cipient contenant le support dprouvette (5.1.2). NOTE 6 Une indication infrieure de pression peut tre obtenue si cette pression est mesure dans les conduits de raccordement. 5.1.4 Systme de mesurage du flux dair, co

27、nstitu dun dbitmtre flotteur talonn en fonction dune temprature et dune pression dadmission don- nes. Le dbitmtre doit avoir une prcision de 2 %. II doit tre talonn rgulirement pour le gaz utilis et la partie mdiane de lchelle de mesure doit seulement tre utilise. Dans le cas uniquement du mesurage

28、de la perm- abilit lair, le flux dair est mesur par dpla- cement dair par leau, au moyen dun dispositif cylindre gradu et dun chronomtre. 5.1.6 tuve, qui peut tre contrle 110 OC + 5 “C. - 5.1.7 prouvette impermable, par exemple, cylin- dre en aluminium. 6 prouvettes 6.1 Dimensions Les prouvettes doi

29、vent tre cylindriques, dun dia- mtre de 50 mm + 0,5 mm et dune hauteur de 50 mm + 0,5 mm. La perpendicularit de laxe de l%prouvtte par rapport aux faces et le paralllisme entre le sommet et la base de lprouvette doivent tre de 0,5 mm environ, dans les deux cas. NOTE 7 Une prouvette cubique de 50 mm

30、peut aussi tre utilise si ncessaire. Dans ce cas le support de lprouvette (voir note en 51.2) doit ncessairement tre modifi et le calcul des rsultats (voir 8.3) sera I- grement diffrent. 2 ISO 8841:1991(F) 6.2 Prparation Les prouvettes doivent tre dcoupes de facon ne pas inclure de matriau situ moin

31、s de 4 mm de la face de la brique. La direction dans laquelle les prouvettes sont dcoupes doit tre indique par rapport au sens de pressage dans le rapport dessai. Les prouvettes doivent tre dbarrasses de la poussire qui est forme pendant le dcoupage, par brossage sous un jet deau suivant le dcoupage

32、 humide, ou par un jet dair comprim suivant le d- coupage sec. 6.3 Schage Les prouvettes doivent tre sches dans une tuve (5.1.6) 110 OC + 5 OC jusqu masse constante. Avant la mesure, lprouvette doit tre refroidie dans un dessiccateur jusqu la tempra- ture ambiante; le temps de refroidissement doit t

33、re dau moins 2 h. 2 d 1 1 Source de gaz (bouteille dair comprim ou rservoir deau) 2 Dessiccateur pour le gaz 3 Dbitmtres flotteur: (a) 0 200 cm3/min, (b) 200 cm3/min 1 500 cm3/min 4 Support pour chantillon cylindrique 5 Manomtre liquide tube en U Figure 1 - Disposition des instruments pour le mesura

34、ge de la permabilit aux gaz (mesurage par surpression) 7 5 5 ? J 4 L- 1 Entre dair via un dessiccateur 2 Porte-prouvette pour cylindre 3 Manomtre liquide tube en U 4 Dbitmtres flottants: (a) 0 200 cm3/min, (b) 200 cm3/min 1 500 cm3/min 5 Flacons de garde de Woulff 6 Vanne de rgulation 7 Pompe membra

35、ne ou trompe eau Figure 2 - Disposition des instruments pour le mesurage de la permabilit aux gaz (mesurage par dpression) Pour mesurage de pr -ession Figure 3 - Support dprouvette 7 Mode opratoire 7.1 Effectuer une dtermination blanc pour ta- blir ltanchit lair du dispositif dessai, en utili- sant

36、une prouvette factice impermable (5.1.7) la place de lprouvette normale. ISO 8841:1991(F) 7.2 Mesurer le diamtre et la hauteur de Iprou- vette 0,l mm prs, en utilisant un pied coulisse (5.1.5). 7.3 Placer lprouvette, pralablement sche, dans le support dprouvette (5.1.2). La pression sexercant sur la

37、 membrane en caoutchouc doit tre suffisante pour rendre effectivement tanche la sur- face cylindrique de lprouvette. On peut contrler cet aspect en augmentant la pression sexercant sur la membrane; on ne devrait constater aucun chan- gement dans la diffrence de pression entre les fa- ces planes et a

38、ucune variation du dbit de gaz. 7.4 Dterminer le dbit du gaz travers Iprou- vette en provoquant au moins trois baisses de pression travers lprouvette. Calculer la perm- abilit de lprouvette pour chaque dtermination (voir article 8). NOTE 8 Ceci permet de vrifier que le dbit est bien proportionnel la

39、 baisse de pression, lquation de base (voir article 8) ne sappliquant qu un coulement laminaire. 7.5 Les permabilits dtermines loccasion des diffrentes baisses de pression ne devraient pas diffrer entre elles de plus de 5 %. Si lon constate une variation plus leve, on doit rpter lessai blanc et vrif

40、ier le matriel. Rpter les essais. Si une variation importante persiste, la si- gnaler dans le rapport dessai. 8 Expression des rsultats 8.1 La permabilit, exprime en mtres carrs, avec deux chiffres significatifs, est donne par lquation: h 1 cL = y - - - -qv-kV A AP . . . (3) o pt est la viscosit dyn

41、amique, en pascal secondesl), du gaz (de lair) la temp- rature de lessai; h est la hauteur, en mtres, de Iprou- vette: A est la superficie, en mtres carrs, de la section de lprouvette travers laquelle passe le gaz (voir 7.2); AP est la diffrent e de pression travers lp rouvette, en pascals; 4v est l

42、e dbit du gaz (de lair), en mtres cubes par seconde, traversant Iprou- vette; k V est un facteur de correction (voir tableau 1) pour la suppression de la va- peur deau, utilis seulement si le flux dair est mesur par dplacement de leau. NOTE 9 Les valeurs de la viscosit dynamique de lair (q) sont don

43、nes dans le tableau 1 pour des tempratures de lair comprises entre 16 OC et 24 OC et peuvent tre utilises condition de sassurer que la pression tra- vers lprouvette est basse (voir note 3, article 3). Les valeurs de la viscosit dynamique de lazote sont donnes dans le tableau 2 de 10 OC 35 OC. 8.2 On

44、 peut crire lquation (3) en fonction des units qui sont les plus susceptibles dtre lues pendant lessai. La valeur de la permabilit, en centimtres carrs, est donc donne par h 410 1 9*v I-( =v- 103 nd* 9,807 est la hauteur, en millimtres, de lprouvette; est le diamtre, en millimtres, de lprouvette; es

45、t la diffrence de pression travers lprouvette, en millimtres de colonne deau*) ; est le dbit du gaz (de lair), en centim- tres cubes Par minute, traversant lprouvette. est un facteur de correction (voir tableau 1) pour la suppression de la va- peur deau, utilis seulement si le flux dair est mesur pa

46、r dplacement de leau. 8.3 Si le format alternatif de lprouvette et du support est utilis (voir 6.1 et 5.1.2), lquation (4) sera modifie comme suit: 1) 1 poise = 0,l Pa-s 2) 1 mmH,O = 9,807 Pa 4 ISO 8841:1991 (F) 4x106 10“ -est remplac par-7 -3 ndL XL o x est le ct, en millimtres, de lprouvette cu- b

47、ique. Lquation (4) devient 1,70x 10-2yhqV . X2AJll k V Tableau 1 - Viscosit dynamique de lair Temprature Viscosit dynamique s OC x 10V6 Pas 16 17,88 0,982 18 17,98 0,980 20 18,08 0,911 22 18,18 0,914 24 18,28 0,971 Tableau 2 - Viscosit dynamique de lazote Temp- Viscosit Temp- Viscosit rature dynamique rature dynamique OC x 10-” Pa-s OC x 10e6 Pas 10 17,