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多孔建筑材料湿物理参数的研究方法

作者:原创论文网 时间:2018-06-05 14:59 加入收藏

本文摘要

  1、多孔材料湿物理性质包含的内容

  中国常用的多孔建筑材料有加气混凝土、瓷砖、硅钙板等, 在材料运用方面中国的多孔建筑材料湿物理性质并不十分完善, 在应用材料时, 首先要了解材料的物理参数, 通过测试计算出各种物性参数。对于多孔材料物理性质的研究有理论研究, 实验研究实际应用研究三种方法, 理论研究是基于数值模拟实际研究过程, 实验研究是通过各种实验研究材料的参数, 理论研究和实验研究可以结合在一起, 实验研究的数值可以为理论研究提供数据基础。再根据材料运用的需要进行模拟计算, 实现材料的高效使用。在研究多孔材料的物理参数时, 对测量方法进行研究, 根据国际测试标准和地区参数, 对研究方法进行改进。在测定吸水系数和蒸汽扩散技术的时候要注意控制实验条件, 在研究材料吸湿性的时候, 分析如何通过建筑材料实现人工控湿, 考虑环境因素对实验的影响, 通过计算得出动态测试系数, 在测定答应系数的时候选用多种实验方法, 从中找出重复性最好, 相对误差最小的方法。

多孔建筑材料湿物理参数的研究方法

  在研究建筑耗能的过程中, 建筑材料的湿物理性质是研究的重点, 材料的吸放湿曲线, 参数, 热传导系数对于建筑材料的设计有十分重要的影响, 通过对多孔建筑材料湿物理性质的研究, 寻找有效控制室内湿度的方法, 提高室内居住环境的舒适度, 保护围护结构, 使房屋使用寿命更长。

  2、多孔建筑材料湿物理性质的研究方法

  多孔建筑材料湿物理性质的测试方法主要分为静态法和动态法, 静态法是将材料置于一定相对湿度的环境中测量其物理参数, 实验周期较长, 动态法使用具有一定湿度的空气吹过被测材料, 这种方法可以加快实验速度, 但是其中增加了变量, 方法较为麻烦, 准确度不高, 在实际实验过程中一般采用动态法与静态法结合的方法进行测试。Rose在研究多孔材料湿分传导的时候根据不同的相对湿度将材料分为四个阶段, 首先是吸收阶段, 在相对湿度较小的时候多孔材料只吸收湿, 蒸汽传导阶段材料同时吸放湿, 在相对湿度更高的时候材料中的水蒸气和液态水都在流通, 湿分以两种形态传递, 当时度非常高时, 材料中的湿分以纯水传递, 测试多孔材料的物理性质时就要根据材料的不同阶段测量相应的参数。

  在研究建筑材料湿物理性质到时候首先要将样品干燥, 研究不同试样的干燥方法和称重方法, 提高以后实验的准确度, 在实验过程中重量体积较大的是试样一般都是直接称重, 研究过程中的误差可以直接忽略, 重量体积较小的试样要使用非吸湿容器进行封闭称量。以加气混凝土为案例在测量其基本物理性质的时候, 为了了解加气混凝土的吸放湿特性, 可以通过平衡吸放湿实验测量, 平衡吸放湿实验可以测量出建筑材料等温吸湿曲线性能, 恒温条件下饱和盐水溶液的相对湿度一定, 控制溶液的湿度为20%、40%、60%、80%RH, 测量不同环境相对湿度下多孔建筑材料的吸放湿曲线, 得到多孔建筑材料平衡含湿量与溶液相对湿度变化的公式, 在保持其他条件不变的情况下, 相对湿度越大, 吸水率越大。也可以利用GAUSS模型, 研究多孔材料含湿量与环境相对湿度的关系, 得到平衡湿度曲线。疏松多孔的多孔材料在建筑吸水方面有很大的作用, 可以用于计算围护结构湿热传导。

  在研究实际多孔建筑材料时可以对电子扫描图片进行分析, 推导材料的水蒸汽渗透系数和液体水扩散系数, 在研究维护结构热性能的时候, 同时需要研究多孔材料的渗透系数, 在研究多孔材料系数的时候, 可以根据一维稳态蒸汽渗透过程研究多孔材料物理参数。也可以研究多孔材料孔隙尺寸与渗透系数的关系, 建立相应的模型并进行随机模拟, 根据有限元模型模拟多孔材料的孔隙, 研究材料的渗透系数。在研究扩散系数的时候可以采用已有的实验材料进行测试, 也可以自己制备材料。例如研究多孔材料水蒸气渗透量时, 需要采用圆柱形的试样, 对于这样的加工有一定的要求, 可以自己制作试样, 便于控制各种变量。水蒸气扩散系数是指在单位蒸汽压差下, 水蒸气在单位时间内通过单位面积扩散的量, 水蒸气扩散系数可以反映出一个材料的特性。研究材料的水蒸气扩散系数可以通过三个模型来完成, 常数型模型认为单一材料在湿热传递过程中水蒸气扩散系数是一定的, 分段行模型针对材料吸收湿的不同阶段研究水蒸气扩散系数, 比常数型模型更加准确, 但是也存在一些局限性, 连续型模型因为水蒸气扩散系数会随着其它因素的改变而变化, 是一条变化的曲线, 但是具体的函数模型缺乏已知系数。在研究多孔材料水蒸气扩散的测试中, 通过实验求出水蒸气扩散阻力系数与不同条件下水蒸气渗透量, 在实验过程中采用动态法和静态法结合的方法开展实验过程, 将试样做成圆柱体, 圆柱面密封, 隔绝空气与水分, 在恒温条件下将试样装入静态相对湿度发生器中, 再将其放入恒温恒湿箱中, 确定相对湿度与温度, 研究两个横断面通过的水蒸气量。在实验过程中要注意控制变量, 在密封前尽量使试样与规定的相对湿度较接近, 材料要密封完好, 有利于实验的准确性。在判断最终结果时可以参考ISO标准, 判断实验是否达到平衡状态。

  3、结束语

  多孔建筑材料的湿物理性质对于围护结构设计, 建筑湿分吸收传导等方面的计算都有重要意义, 在研究多孔建筑材料应用的过程中, 各种湿物理性质参数是构建模型必须的材料, 但是在研究物理参数的过程中存在许多困难, 测试方法也有待改进, 在多孔材料物质性质的研究过程中, 理论要与实际结合, 不断吸收各种新型理论的研究成果, 将单一理论模型结合成交叉模型, 使实验研究更加多变, 符合实际需求。

  参考文献
  [1]陶智, 康宁.建筑结构中的湿迁移.力学进展, 1994, 24 (4) .

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