多孔建筑材料濕物理性質(zhì)的測試方法研究

劉金雙 陳 光

（河南省依智建設(shè)有限公司 河南南陽 473000）

1 多孔材料濕物理性質(zhì)包含的內(nèi)容

中國常用的多孔建筑材料有加氣混凝土、瓷磚、硅鈣板等，在材料運用方面中國的多孔建筑材料濕物理性質(zhì)并不十分完善，在應(yīng)用材料時，首先要了解材料的物理參數(shù)，通過測試計算出各種物性參數(shù)。對于多孔材料物理性質(zhì)的研究有理論研究，實驗研究實際應(yīng)用研究三種方法，理論研究是基于數(shù)值模擬實際研究過程，實驗研究是通過各種實驗研究材料的參數(shù)，理論研究和實驗研究可以結(jié)合在一起，實驗研究的數(shù)值可以為理論研究提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。再根據(jù)材料運用的需要進行模擬計算，實現(xiàn)材料的高效使用。在研究多孔材料的物理參數(shù)時，對測量方法進行研究，根據(jù)國際測試標準和地區(qū)參數(shù)，對研究方法進行改進。在測定吸水系數(shù)和蒸汽擴散技術(shù)的時候要注意控制實驗條件，在研究材料吸濕性的時候，分析如何通過建筑材料實現(xiàn)人工控濕，考慮環(huán)境因素對實驗的影響，通過計算得出動態(tài)測試系數(shù)，在測定答應(yīng)系數(shù)的時候選用多種實驗方法，從中找出重復(fù)性最好，相對誤差最小的方法。

在研究建筑耗能的過程中，建筑材料的濕物理性質(zhì)是研究的重點，材料的吸放濕曲線，參數(shù)，熱傳導(dǎo)系數(shù)對于建筑材料的設(shè)計有十分重要的影響，通過對多孔建筑材料濕物理性質(zhì)的研究，尋找有效控制室內(nèi)濕度的方法，提高室內(nèi)居住環(huán)境的舒適度，保護圍護結(jié)構(gòu)，使房屋使用壽命更長。

2 多孔建筑材料濕物理性質(zhì)的研究方法

多孔建筑材料濕物理性質(zhì)的測試方法主要分為靜態(tài)法和動態(tài)法，靜態(tài)法是將材料置于一定相對濕度的環(huán)境中測量其物理參數(shù)，實驗周期較長，動態(tài)法使用具有一定濕度的空氣吹過被測材料，這種方法可以加快實驗速度，但是其中增加了變量，方法較為麻煩，準確度不高，在實際實驗過程中一般采用動態(tài)法與靜態(tài)法結(jié)合的方法進行測試。Rose在研究多孔材料濕分傳導(dǎo)的時候根據(jù)不同的相對濕度將材料分為四個階段，首先是吸收階段，在相對濕度較小的時候多孔材料只吸收濕，蒸汽傳導(dǎo)階段材料同時吸放濕，在相對濕度更高的時候材料中的水蒸氣和液態(tài)水都在流通，濕分以兩種形態(tài)傳遞，當時度非常高時，材料中的濕分以純水傳遞，測試多孔材料的物理性質(zhì)時就要根據(jù)材料的不同階段測量相應(yīng)的參數(shù)。

在研究建筑材料濕物理性質(zhì)到時候首先要將樣品干燥，研究不同試樣的干燥方法和稱重方法，提高以后實驗的準確度，在實驗過程中重量體積較大的是試樣一般都是直接稱重，研究過程中的誤差可以直接忽略，重量體積較小的試樣要使用非吸濕容器進行封閉稱量。以加氣混凝土為案例在測量其基本物理性質(zhì)的時候，為了了解加氣混凝土的吸放濕特性，可以通過平衡吸放濕實驗測量，平衡吸放濕實驗可以測量出建筑材料等溫吸濕曲線性能，恒溫條件下飽和鹽水溶液的相對濕度一定，控制溶液的濕度為20%、40%、60%、80%RH，測量不同環(huán)境相對濕度下多孔建筑材料的吸放濕曲線，得到多孔建筑材料平衡含濕量與溶液相對濕度變化的公式，在保持其他條件不變的情況下，相對濕度越大，吸水率越大。也可以利用GAUSS模型，研究多孔材料含濕量與環(huán)境相對濕度的關(guān)系，得到平衡濕度曲線。疏松多孔的多孔材料在建筑吸水方面有很大的作用，可以用于計算圍護結(jié)構(gòu)濕熱傳導(dǎo)。

在研究實際多孔建筑材料時可以對電子掃描圖片進行分析，推導(dǎo)材料的水蒸汽滲透系數(shù)和液體水擴散系數(shù)，在研究維護結(jié)構(gòu)熱性能的時候，同時需要研究多孔材料的滲透系數(shù)，在研究多孔材料系數(shù)的時候，可以根據(jù)一維穩(wěn)態(tài)蒸汽滲透過程研究多孔材料物理參數(shù)。也可以研究多孔材料孔隙尺寸與滲透系數(shù)的關(guān)系，建立相應(yīng)的模型并進行隨機模擬，根據(jù)有限元模型模擬多孔材料的孔隙，研究材料的滲透系數(shù)。在研究擴散系數(shù)的時候可以采用已有的實驗材料進行測試，也可以自己制備材料。例如研究多孔材料水蒸氣滲透量時，需要采用圓柱形的試樣，對于這樣的加工有一定的要求，可以自己制作試樣，便于控制各種變量。水蒸氣擴散系數(shù)是指在單位蒸汽壓差下，水蒸氣在單位時間內(nèi)通過單位面積擴散的量，水蒸氣擴散系數(shù)可以反映出一個材料的特性。研究材料的水蒸氣擴散系數(shù)可以通過三個模型來完成，常數(shù)型模型認為單一材料在濕熱傳遞過程中水蒸氣擴散系數(shù)是一定的，分段行模型針對材料吸收濕的不同階段研究水蒸氣擴散系數(shù)，比常數(shù)型模型更加準確，但是也存在一些局限性，連續(xù)型模型因為水蒸氣擴散系數(shù)會隨著其它因素的改變而變化，是一條變化的曲線，但是具體的函數(shù)模型缺乏已知系數(shù)。在研究多孔材料水蒸氣擴散的測試中，通過實驗求出水蒸氣擴散阻力系數(shù)與不同條件下水蒸氣滲透量，在實驗過程中采用動態(tài)法和靜態(tài)法結(jié)合的方法開展實驗過程，將試樣做成圓柱體，圓柱面密封，隔絕空氣與水分，在恒溫條件下將試樣裝入靜態(tài)相對濕度發(fā)生器中，再將其放入恒溫恒濕箱中，確定相對濕度與溫度，研究兩個橫斷面通過的水蒸氣量。在實驗過程中要注意控制變量，在密封前盡量使試樣與規(guī)定的相對濕度較接近，材料要密封完好，有利于實驗的準確性。在判斷最終結(jié)果時可以參考ISO標準，判斷實驗是否達到平衡狀態(tài)。

3 結(jié)束語

多孔建筑材料的濕物理性質(zhì)對于圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計，建筑濕分吸收傳導(dǎo)等方面的計算都有重要意義，在研究多孔建筑材料應(yīng)用的過程中，各種濕物理性質(zhì)參數(shù)是構(gòu)建模型必須的材料，但是在研究物理參數(shù)的過程中存在許多困難，測試方法也有待改進，在多孔材料物質(zhì)性質(zhì)的研究過程中，理論要與實際結(jié)合，不斷吸收各種新型理論的研究成果，將單一理論模型結(jié)合成交叉模型，使實驗研究更加多變，符合實際需求。

參考文獻

[1]陶 智，康 寧.建筑結(jié)構(gòu)中的濕遷移.力學(xué)進展，1994，24（4）.