加氣混凝土濕物理性質的研究

摘 要：在建筑行業，材料的選擇和使用一直是決定工程質量和性能的關鍵因素。近些年來，加氣混凝土以其獨特的優點，如輕質、保溫、隔音等，逐漸在建筑領域得到廣泛應用，其中濕物理性質作為影響其使用效果的重要因素，需要重點對其進行分析。為此，本文將對加氣混凝土濕物理性質進行分析，以期能夠為加氣混凝土在建筑工程等領域的應用提供理論支持和技術指導。

關鍵詞：加氣混凝土；濕物理性質；研究

1 前言

加氣混凝土的濕物理性質主要涉及其吸水、保水、透水性以及濕態下的力學性能等方面，不僅直接關系到加氣混凝土在使用過程中的耐久性和穩定性，還對其在建筑節能、防潮防霉等方面的表現產生深遠影響。通過對加氣混凝土濕物理性質的研究，能夠更加深入地理解其材料特性，還能為加氣混凝土在更廣泛領域的應用提供理論依據和技術支持。

2加氣混凝土及濕物理性質概述

2.1加氣混凝土

加氣混凝土，又稱輕質混凝土或發泡混凝土，是一種通過加入發氣劑使混凝土在硬化過程中形成大量氣孔的多孔性建筑材料，氣孔使得加氣混凝土具有輕質、保溫、隔音等優良性能。加氣混凝土通常以硅質材料（如砂、粉煤灰等）和鈣質材料（如石灰、水泥等）為主要原料，經過磨細、混合、澆注、養護等工藝過程制成。加氣混凝土的氣孔結構使其具有較低的密度，同時保持較高的抗壓強度，使得加氣混凝土在減輕建筑自重的同時，仍能滿足結構強度的要求。且加氣混凝土中的氣孔能夠有效阻斷熱傳導，具有良好的保溫隔熱性能，使得加氣混凝土在寒冷地區的應用尤為廣泛；同時，加氣混凝土的多孔結構能夠吸收和反射聲波，從而有效降低噪音傳播[1]。

2.2濕物理性質

2.2.1蒸汽滲透系數

蒸汽滲透系數是衡量材料在一定溫濕度條件下，水蒸氣在材料中擴散的能力的指標，由于加氣混凝土的多孔結構，水蒸氣在其內部的擴散相對容易。蒸汽滲透系數的大小受到多種因素的影響，包括材料的孔結構、孔徑分布、孔隙率以及材料的密度等。加氣混凝土的蒸汽滲透系數通常較低，所以水蒸氣在其中的擴散速度相對較慢，而加氣混凝土在保溫隔熱方面表現出色，能夠有效地阻止水蒸氣的滲透和擴散，從而保持建筑內部的干燥環境。但是過低的蒸汽滲透系數也可能導致材料內部濕度過高，影響材料的耐久性和性能。因此，在加氣混凝土的制備過程中，需要通過控制材料的孔結構和孔隙率等因素，來調節其蒸汽滲透系數，以達到最佳的保溫隔熱效果[2]。

2.2.2等溫吸放濕曲線

等溫吸放濕曲線是描述材料在恒定溫度下，吸濕和放濕過程中水分含量隨時間變化的曲線，加氣混凝土等溫吸放濕曲線通常呈現出典型的多孔材料特性。在吸濕過程中，隨著環境濕度的增加，加氣混凝土開始吸收水分，初期由于材料表面和孔道中的吸附作用，吸濕速度較快；隨著水分含量的增加，吸附位點逐漸飽和，吸濕速度逐漸減慢，最終當材料內部的水分含量達到平衡時，吸濕過程結束。在放濕過程中，當環境濕度降低時，加氣混凝土開始釋放內部的水分，與吸濕過程類似，初期由于材料表面和孔道中的解吸作用，放濕速度較快，隨著水分含量的減少，解吸位點逐漸減少，放濕速度逐漸減慢，最后當材料內部的水分含量與環境濕度達到平衡時，放濕過程結束[3]。

2.2.3其他濕物理性質

除了蒸汽滲透系數和等溫吸放濕曲線外，加氣混凝土還具有其他重要的濕物理性質，比如其吸水性能是指材料在一定時間內吸收水分的能力，直接關系到材料的耐水性和抗滲性，加氣混凝土的吸水性能受到其孔結構、孔隙率以及材料的表面性質等因素的影響。加氣混凝土的濕態力學性能也是其濕物理性質的重要組成部分，在潮濕環境下，材料的強度、變形和耐久性等性能都可能發生變化，為此研究加氣混凝土在濕態下的力學性能，對于評估其在實際工程中的適用性和耐久性具有重要意義。

3加氣混凝土濕物理性質實驗研究

采用加氣混凝土，依據相關規定，其密度為B07級，強度為A5.0級，測試溫度為20℃—25℃。將加氣混凝土在70℃電熱鼓風干燥箱中加熱7天后，用電子天平進行稱量，稱量完成后將其放回干燥箱，在經過3天后再次稱量；連續稱量三次后，波動在0.1%之內時，取三次平均值作為干重。采用游標卡尺對加氣混凝土進行測量，精度為0.01mm，每個方向測量三次，取平均值。實驗各項基本信息如表1所示。

3.1平衡吸放濕實驗設計

平衡吸放濕實驗是探究加氣混凝土在不同濕度環境下達到吸濕平衡和放濕平衡狀態的重要方法。通過該實驗，可以了解加氣混凝土在不同濕度條件下的吸濕性能和放濕性能，為材料在實際應用中的性能預測提供依據。準備不同濕度的密封環境，對于放濕實驗，將已達到吸濕平衡的樣品取出，置于干燥環境中，重復上述稱重步驟，直至樣品質量不再發生顯著變化，即認為達到放濕平衡。根據實驗數據繪制加氣混凝土在不同濕度下的吸濕曲線和放濕曲線，分析曲線的變化趨勢，計算不同濕度下的平衡吸濕率和放濕率，對比不同濕度條件下的實驗結果，探討加氣混凝土吸濕和放濕性能的影響因素。

3.2蒸汽滲透試驗設計

蒸汽滲透試驗用于測定加氣混凝土對水蒸氣的滲透性能，是評估材料在潮濕環境下耐久性的重要手段，能夠了解加氣混凝土對水蒸氣的阻隔能力。準備蒸汽滲透測試裝置，包括蒸汽發生器、測試腔體、溫度控制系統和濕度傳感器等，并準備必要的密封材料和固定裝置，確保測試過程中的氣密性；將加氣混凝土樣品固定在測試腔體內，確保樣品與腔體密封良好，開啟蒸汽發生器，設定合適的蒸汽溫度和濕度，使腔體內的濕度達到穩定狀態，記錄測試開始時的初始數據，包括腔體內的濕度、溫度以及樣品的初始狀態。在測試過程中，定期記錄腔體內的濕度變化以及樣品表面的變化情況，根據實驗需要調整蒸汽發生器的參數，觀察不同條件下加氣混凝土的蒸汽滲透性能（具體實驗設置如表2所示）。

3.3毛細吸水實驗設計

毛細吸水實驗用于研究加氣混凝土在毛細作用下的吸水性能，對于評估材料在潮濕環境下的性能具有重要意義。通過實驗可以明確加氣混凝土毛細吸水速率和吸水量的變化規律。要準備足夠的水量，確保實驗過程中水源充足，并準備必要的測量工具，根據實驗數據繪制加氣混凝土的毛細吸水曲線，分析吸水量的變化規律；計算不同時間點的吸水速率，評估加氣混凝土在毛細作用下的吸水性能。

4結果與討論

4.1平衡吸放濕實驗

平衡吸濕率（（W_a））和平衡放濕率（（W_d））的計算公式如下：

Wa =（mt - m）（m0） ＼100%

Wd = （m0 - mf）（m0） ＼100%

其中，（m0） 是樣品的初始質量，（mt） 是樣品在吸濕實驗結束時的質量，（mf） 是樣品在放濕實驗結束時的質量。通過實驗數據，繪制了加氣混凝土在不同濕度下的平衡吸濕曲線和放濕曲線（如圖1所示）。從曲線中可以看出隨著環境濕度的增加，加氣混凝土的平衡吸濕率逐漸增大；而在放濕過程中，隨著環境濕度的降低，平衡放濕率也逐漸增大，說明加氣混凝土具有良好的吸濕和放濕性能，能夠適應不同濕度環境的變化。通過對比不同濕度條件下的實驗結果，發現加氣混凝土的吸濕和放濕性能受到環境濕度、材料內部孔結構以及表面特性等多種因素的影響。

4.2蒸汽滲透試驗

加氣混凝土的蒸汽滲透系數（（k）），該系數反映了材料對水蒸氣的阻隔能力。蒸汽滲透系數的計算公式如下：

k = （qL）[A（P1 - P2）]

其中，（q） 是單位時間內通過樣品的蒸汽量，（L） 是樣品的厚度，（A） 是樣品的滲透面積，（P1） 和 （P2） 分別是樣品兩側的水蒸氣分壓力。通過實驗數據計算得到了加氣混凝土的蒸汽滲透系數，該系數越小說明材料對水蒸氣的阻隔能力越強。實驗結果表明，加氣混凝土具有一定的蒸汽阻隔性能，能夠在一定程度上抵抗水蒸氣的滲透。同時，在研究蒸汽滲透系數與實驗條件之間的關系時，實驗發現隨著溫度的升高和濕度的增加，加氣混凝土的蒸汽滲透系數有所增大，表明在實際應用中，需要注意控制環境條件，以保持加氣混凝土良好的蒸汽阻隔性能。

4.3毛細吸水實驗

加氣混凝土的毛細吸水速率（v）和毛細吸水量（Q）。毛細吸水速率的計算公式如下：

v =δ Qδ t

其中，δ Q是單位時間內毛細吸水量的變化量，δ t 是時間間隔。

從曲線中可以看出，加氣混凝土的毛細吸水速率在初始階段較快，隨著時間的推移逐漸減緩，最終趨于穩定，說明加氣混凝土在毛細作用下具有一定的吸水能力，但吸水速率并非持續快速。通過不同樣品的毛細吸水實驗結果發現，加氣混凝土的毛細吸水性能受到其內部孔結構、表面特性以及材料密度等因素的影響。

5結論

在平衡吸放濕實驗中，加氣混凝土展現出了良好的吸濕和放濕性能，隨著環境濕度的增加，其平衡吸濕率逐漸增大，而在濕度降低時，平衡放濕率也相應增大。蒸汽滲透實驗結果顯示，加氣混凝土具有一定的蒸汽阻隔性能，蒸汽滲透系數的大小反映了材料對水蒸氣的阻隔能力。實驗中發現該系數受到溫度和濕度等條件的影響，在較高溫度和濕度下蒸汽滲透系數略有增加，但仍保持在較低水平，說明加氣混凝土能夠在一定程度上抵抗水蒸氣的滲透。在毛細吸水實驗中，加氣混凝土表現出了一定的吸水能力，其毛細吸水速率在初始階段較快，隨后逐漸減緩并趨于穩定，表明雖然加氣混凝土具有一定的吸水性能，但其吸水速率并非持續快速，有助于在實際應用中控制材料的吸水量，且實驗還發現加氣混凝土的毛細吸水性能受到其內部孔結構、表面特性以及材料密度等因素的影響。

綜上所述，加氣混凝土在濕物理性質方面表現出良好的性能，其吸濕、放濕性能以及蒸汽阻隔性能使其能夠適應不同濕度環境的需求，而毛細吸水性能則為其在實際應用中的性能控制提供了依據，有助于優化材料性能并提升其應用價值。

參考文獻

[1]何建，李瓊，孟慶林，等. 含鹽加氣混凝土吸濕行為的實驗研究[J]. 建筑科學，2023，39（6）：10-17.

[2]張杰，黃斐，劉文地，等. 改性竹纖維加氣混凝土的制備與界面特性[J]. 建筑材料學報，2022，25（7）：686-692.

[3]楊俊杰，郭春霞，謝靜，等. 污泥氣化渣制備蒸壓加氣混凝土研究[J]. 環境保護科學，2022，48（4）：79-83.

作者簡介：陳風云（1997.06-），女，漢族，山東泰安人，本科，初級職稱，研究方向：材料科學與工程。