不同孔隙率下加氣混凝土吸放濕性質(zhì)的試驗研究

宋瑞南，武曉慧

(廣東省河源市質(zhì)量計量監(jiān)督檢測所,廣東 河源 517000)

前言

隨著我國建筑行業(yè)快速發(fā)展,建筑能耗在社會總能耗中占據(jù)著越來越高的比例,建筑的節(jié)能環(huán)保也越來越受重視。而加氣混凝土作為一種輕質(zhì)墻體材料,具有質(zhì)量輕、保溫性能好、隔音強等優(yōu)點,同時還具有良好的節(jié)能環(huán)保效益,在建筑施工中得到廣泛的應(yīng)用。基于此,筆者對加氣混凝土的吸放濕性質(zhì)展開了研究。

1 試驗

1.1 原材料

試驗采用的加氣混凝土砌塊原材料的密度等級包括三種,即B05、B06以及B07,三種密度等級加氣混凝土砌塊的相關(guān)指標(biāo)和孔隙特征參數(shù)具體見如表1和表2：

表1 相關(guān)技術(shù)指標(biāo)

表2 孔隙特征參數(shù)

1.2 試驗方法

1.2.1 吸濕性能測試

在進行加氣混凝土砌塊吸濕性能檢測中利用DL-302型調(diào)溫調(diào)濕箱和光電分析天平,在試驗過程中對濕度調(diào)節(jié)磁鐵以及濕球?qū)щ娪嫹謩e將向內(nèi)的濕度控制在95%、85%、65%、45%以及25%。同時,在不同濕度條件下對試件的質(zhì)量進行多次稱量,為了保證試件能夠滿足吸濕平衡狀態(tài)要求,需要將稱量的質(zhì)量誤差控制在0.001g以內(nèi)。

1.2.2 放濕性能測

將烘箱的溫度調(diào)整至105℃,并在該溫度條件下進行烘干,將試件的重量保持在恒定狀態(tài),在自然條件下冷卻之后對試樣的質(zhì)量進行稱量。稱重后采用石蠟進行處理,避免試件受潮,并進行稱重。在干燥器中運用鹽水創(chuàng)造穩(wěn)定的環(huán)境,試件達到吸濕平衡后進行稱重,并做好稱重工作,對稱重數(shù)據(jù)進行準(zhǔn)確的記錄。

2 動態(tài)吸濕性能

在常溫環(huán)境下,對三種不同加氣混凝土砌塊的相對濕度進行測量,不同試件在吸濕時含水率不斷的發(fā)生變化,對其動態(tài)等溫吸濕曲線進行繪制,為加氣混凝土砌塊吸濕性能的檢測提供可靠、全面的數(shù)據(jù)參考,25%、45%、65%、85%和95%加氣混凝土砌塊的動態(tài)等溫吸濕曲線見圖1。

圖1 不同濕度條件下的動態(tài)等溫吸濕曲線

由圖1可知,隨著時間的增加,不同濕度環(huán)境下試件的動態(tài)吸濕含水率逐漸的增加,最后穩(wěn)定在一定范圍。三種加氣混凝土砌塊吸濕時含水率高低的排序表現(xiàn)為B05>B06>B07,由此可知,隨著加氣混凝土砌塊孔隙率的增加,其吸濕能力也隨之提升。導(dǎo)致出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因是孔隙率增大時,混凝土內(nèi)水分的移動速率增高,在同等時間內(nèi)吸收的水量也隨之增加,所以吸濕能力也增強。

對于相對濕度低于65%的情況,在12h之前,動態(tài)吸濕含水率的增幅較大；12h之后,隨著時間的變化,動態(tài)吸濕含水率的增長逐漸趨于平緩,表明加氣混凝土砌塊的吸濕能力逐漸穩(wěn)定。對于相對濕度超過65%的情況,隨著相對濕度的增加,動態(tài)吸濕含水率急劇的增加,并且隨著時間的增加,加氣混凝土砌塊的含水率變化,其含水率增長速度顯著增加,在一定程度上推遲吸濕能力達到最大值的時間。三種不同加氣混凝土砌塊吸濕曲線的上升幅度排序表現(xiàn)為BO5>BO6>BO7,由此可知,孔隙率會對相對濕度對加氣混凝土砌塊吸吸濕性能的影響產(chǎn)生一定的作用,隨著孔隙率的升高,相對濕度對加氣混凝土砌塊吸濕性能的影響程度也會隨之升高。導(dǎo)致出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因是加氣混凝土砌塊內(nèi)部孔隙的水包括兩部分,即自由水和附著水,因為BO7試件的孔隙率最小,能夠容納自由水的空間也最小,所以水分在內(nèi)部移動的速率也最小。同時,試件吸濕過程中,還存在放濕現(xiàn)象,并且隨著孔隙率的降低,其促進吸濕的程度越低,所以吸濕曲線下移的幅度最小。在寒冷的冬季和炎熱的夏季,當(dāng)加氣混凝土砌塊長期處于濕度較大的環(huán)境中會出現(xiàn)吸濕現(xiàn)象。所以為了保障加氣混凝土砌塊的保溫性能,需要對其進行良好的除濕。

3 動態(tài)放濕性能

3.1 動態(tài)等溫放濕曲線

在常溫下對不同加氣混凝土砌塊在25%、45%、65%、85%和95%相對濕度的動態(tài)等溫放濕曲線進行檢測,并對其重新復(fù)到平衡含水狀態(tài)的平衡含水率以及時間進行測量,具體的檢測結(jié)果見圖2。

圖2 不同濕度條件下的動態(tài)等溫放濕曲線

由圖2可知,加氣混凝土砌塊在放濕時,隨著時間的增加其含水率不斷的降低,并逐漸趨于穩(wěn)定。隨著孔隙率的升高,隨著時間的增加加氣混凝土砌塊含水率變化的幅度也隨之增加。加氣混凝土砌塊放濕的前期,當(dāng)相對濕度相同時,三種加氣混凝土砌塊含水率的排序表現(xiàn)為：B05>B06>B07；放濕后期,BO5的含水率小于BO6與BO7,導(dǎo)致出現(xiàn)該種現(xiàn)象的原因是孔隙微觀結(jié)構(gòu)不同。當(dāng)相對濕度不同時,加氣混凝土砌塊動態(tài)放濕含水率達到穩(wěn)定狀態(tài)所需要的時間也存在一定差異。相對濕度25%和45%達到穩(wěn)定狀態(tài)的時間相同,均為100h；相對濕度65%含水率達到穩(wěn)定的時間為150h；相對濕度85%含水率達到穩(wěn)定的時間200h；相對濕度95%含水率達到穩(wěn)定的時間300h。在加氣混凝土砌塊施工前期,如果不能夠做好防潮、防水工作,將會導(dǎo)致其內(nèi)部含水率增加。在濕度較高的環(huán)境中加氣混凝土砌塊達到方式平衡狀態(tài)的時間遠遠超過濕度較低的環(huán)境。所以,為了能夠盡可能的降低環(huán)境濕度對其造成的影響,需要對出廠的含水率進行有效的控制,同時還需要做好儲存環(huán)境的濕度控制工作。

3.2 溫度的影響

為研究環(huán)境溫度對加氣混凝土放濕性能的影響,選擇濕度為45%和85%,測試溫度分別為20、30和40℃時,B05試樣含水率隨時間的變化曲線,結(jié)果如圖3所示。

圖3 不同溫度下B05加氣混凝土砌塊的動態(tài)放濕曲線

由圖3可知,加氣混凝土砌塊放濕性能受溫度的影響,當(dāng)相對濕度環(huán)境相同時,當(dāng)溫度增長時,加氣混凝土砌塊的放濕速度不斷的提升,含水率隨之降低,導(dǎo)致出現(xiàn)該種現(xiàn)象的原因是當(dāng)環(huán)境溫度升高時,將會導(dǎo)致內(nèi)部蒸氣壓增加,并加快內(nèi)部水分的移動速率,并導(dǎo)致動態(tài)放濕含水率不斷的降低。加氣混凝土砌塊放濕時,環(huán)境濕度和溫度升高時,動態(tài)等溫放濕曲線下移的幅度也隨之降低。因為加氣混凝土砌塊在放濕的過程中,也在進行吸濕,隨著環(huán)境濕度的升高,其吸濕性能得到提升,會對損失的含水率產(chǎn)生一定的補充作用。由此可知,高環(huán)境濕度環(huán)境和低濕度環(huán)境相比,溫度對后者的影響程度更高。在冬季施工時,如果環(huán)境濕度非常高,施工單位在進行加氣混凝土砌塊施工時必須做好內(nèi)部濕分的釋放工作,避免對其保溫性能產(chǎn)生不良的影響。

4 平衡濕度曲線

因為加氣混凝土砌塊在放濕的過程中,也在進行吸濕。因此,為了能夠準(zhǔn)確的反映不同濕度條件下加氣混凝土砌塊吸濕與放濕對含水率造成的影響,平衡含水率采用兩者的平均值,對BO5、BO6以及BO7的平衡濕度曲線進行繪制,結(jié)果見圖4。

圖4 不同類型加氣混凝土的平衡濕度曲線

從圖4可以看出,平衡濕度隨相對濕度的增大呈現(xiàn)3個階段的變化規(guī)律：緩慢增長階段、快速增長階段和急速增長階段。B05試樣,當(dāng)相對濕度由25%增大至65%時,平衡含水率增長了0.46個百分點,相對濕度由65%增大至85%時,平衡含水率增大了7.15個百分點,而當(dāng)相對濕度由85%增大至95%時,平衡含水率增大了8.97個百分點。當(dāng)相對濕度小于65%時,混凝土內(nèi)部的吸附主要表現(xiàn)為單層吸附,吸濕能力較弱,而放濕能力相對較強,因此平衡含水率變化趨勢較小；對于濕度超過65%的情況,加氣混凝土砌塊內(nèi)部采用多層吸附的方式替代原來的單層吸附方式,顯著的提高內(nèi)部的吸附能力,同時也會在一定程度上提高平衡含水率；對于濕度超過85%的情況,毛細(xì)管現(xiàn)象對加氣混凝土砌塊的吸附能力產(chǎn)生很大的影響,雖然混凝土的吸附能力出現(xiàn)一定程度的下降,但因為較大的濕度嚴(yán)重阻礙了放濕作用的進行,放濕作用引起的含水率損失很小,因此平衡含水率急劇增長。

5 結(jié)語

總而言之,對建材的吸放濕性質(zhì)進行研究,并保證計算結(jié)果的真實性和有效性,能夠為建筑能耗設(shè)計提供可靠、準(zhǔn)確的依據(jù)。文章采用試驗的方式,對不同孔隙率下加氣混凝土的吸放濕性質(zhì)進行了全面的分析,希望能夠為推動加氣混凝土的推廣和使用作出應(yīng)有的貢獻。

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