不同孔隙率下加气混凝土吸放湿性质的试验研究

宋瑞南，武晓慧

(广东省河源市质量计量监督检测所,广东 河源 517000)

前言

随着我国建筑行业快速发展,建筑能耗在社会总能耗中占据着越来越高的比例,建筑的节能环保也越来越受重视。而加气混凝土作为一种轻质墙体材料,具有质量轻、保温性能好、隔音强等优点,同时还具有良好的节能环保效益,在建筑施工中得到广泛的应用。基于此,笔者对加气混凝土的吸放湿性质展开了研究。

1 试验

1.1 原材料

试验采用的加气混凝土砌块原材料的密度等级包括三种,即B05、B06以及B07,三种密度等级加气混凝土砌块的相关指标和孔隙特征参数具体见如表1和表2：

表1 相关技术指标

表2 孔隙特征参数

1.2 试验方法

1.2.1 吸湿性能测试

在进行加气混凝土砌块吸湿性能检测中利用DL-302型调温调湿箱和光电分析天平,在试验过程中对湿度调节磁铁以及湿球导电计分别将向内的湿度控制在95%、85%、65%、45%以及25%。同时,在不同湿度条件下对试件的质量进行多次称量,为了保证试件能够满足吸湿平衡状态要求,需要将称量的质量误差控制在0.001g以内。

1.2.2 放湿性能测

将烘箱的温度调整至105℃,并在该温度条件下进行烘干,将试件的重量保持在恒定状态,在自然条件下冷却之后对试样的质量进行称量。称重后采用石蜡进行处理,避免试件受潮,并进行称重。在干燥器中运用盐水创造稳定的环境,试件达到吸湿平衡后进行称重,并做好称重工作,对称重数据进行准确的记录。

2 动态吸湿性能

在常温环境下,对三种不同加气混凝土砌块的相对湿度进行测量,不同试件在吸湿时含水率不断的发生变化,对其动态等温吸湿曲线进行绘制,为加气混凝土砌块吸湿性能的检测提供可靠、全面的数据参考,25%、45%、65%、85%和95%加气混凝土砌块的动态等温吸湿曲线见图1。

图1 不同湿度条件下的动态等温吸湿曲线

由图1可知,随着时间的增加,不同湿度环境下试件的动态吸湿含水率逐渐的增加,最后稳定在一定范围。三种加气混凝土砌块吸湿时含水率高低的排序表现为B05>B06>B07,由此可知,随着加气混凝土砌块孔隙率的增加,其吸湿能力也随之提升。导致出现上述现象的原因是孔隙率增大时,混凝土内水分的移动速率增高,在同等时间内吸收的水量也随之增加,所以吸湿能力也增强。

对于相对湿度低于65%的情况,在12h之前,动态吸湿含水率的增幅较大；12h之后,随着时间的变化,动态吸湿含水率的增长逐渐趋于平缓,表明加气混凝土砌块的吸湿能力逐渐稳定。对于相对湿度超过65%的情况,随着相对湿度的增加,动态吸湿含水率急剧的增加,并且随着时间的增加,加气混凝土砌块的含水率变化,其含水率增长速度显著增加,在一定程度上推迟吸湿能力达到最大值的时间。三种不同加气混凝土砌块吸湿曲线的上升幅度排序表现为BO5>BO6>BO7,由此可知,孔隙率会对相对湿度对加气混凝土砌块吸吸湿性能的影响产生一定的作用,随着孔隙率的升高,相对湿度对加气混凝土砌块吸湿性能的影响程度也会随之升高。导致出现上述现象的原因是加气混凝土砌块内部孔隙的水包括两部分,即自由水和附着水,因为BO7试件的孔隙率最小,能够容纳自由水的空间也最小,所以水分在内部移动的速率也最小。同时,试件吸湿过程中,还存在放湿现象,并且随着孔隙率的降低,其促进吸湿的程度越低,所以吸湿曲线下移的幅度最小。在寒冷的冬季和炎热的夏季,当加气混凝土砌块长期处于湿度较大的环境中会出现吸湿现象。所以为了保障加气混凝土砌块的保温性能,需要对其进行良好的除湿。

3 动态放湿性能

3.1 动态等温放湿曲线

在常温下对不同加气混凝土砌块在25%、45%、65%、85%和95%相对湿度的动态等温放湿曲线进行检测,并对其重新复到平衡含水状态的平衡含水率以及时间进行测量,具体的检测结果见图2。

图2 不同湿度条件下的动态等温放湿曲线

由图2可知,加气混凝土砌块在放湿时,随着时间的增加其含水率不断的降低,并逐渐趋于稳定。随着孔隙率的升高,随着时间的增加加气混凝土砌块含水率变化的幅度也随之增加。加气混凝土砌块放湿的前期,当相对湿度相同时,三种加气混凝土砌块含水率的排序表现为：B05>B06>B07；放湿后期,BO5的含水率小于BO6与BO7,导致出现该种现象的原因是孔隙微观结构不同。当相对湿度不同时,加气混凝土砌块动态放湿含水率达到稳定状态所需要的时间也存在一定差异。相对湿度25%和45%达到稳定状态的时间相同,均为100h；相对湿度65%含水率达到稳定的时间为150h；相对湿度85%含水率达到稳定的时间200h；相对湿度95%含水率达到稳定的时间300h。在加气混凝土砌块施工前期,如果不能够做好防潮、防水工作,将会导致其内部含水率增加。在湿度较高的环境中加气混凝土砌块达到方式平衡状态的时间远远超过湿度较低的环境。所以,为了能够尽可能的降低环境湿度对其造成的影响,需要对出厂的含水率进行有效的控制,同时还需要做好储存环境的湿度控制工作。

3.2 温度的影响

为研究环境温度对加气混凝土放湿性能的影响,选择湿度为45%和85%,测试温度分别为20、30和40℃时,B05试样含水率随时间的变化曲线,结果如图3所示。

图3 不同温度下B05加气混凝土砌块的动态放湿曲线

由图3可知,加气混凝土砌块放湿性能受温度的影响,当相对湿度环境相同时,当温度增长时,加气混凝土砌块的放湿速度不断的提升,含水率随之降低,导致出现该种现象的原因是当环境温度升高时,将会导致内部蒸气压增加,并加快内部水分的移动速率,并导致动态放湿含水率不断的降低。加气混凝土砌块放湿时,环境湿度和温度升高时,动态等温放湿曲线下移的幅度也随之降低。因为加气混凝土砌块在放湿的过程中,也在进行吸湿,随着环境湿度的升高,其吸湿性能得到提升,会对损失的含水率产生一定的补充作用。由此可知,高环境湿度环境和低湿度环境相比,温度对后者的影响程度更高。在冬季施工时,如果环境湿度非常高,施工单位在进行加气混凝土砌块施工时必须做好内部湿分的释放工作,避免对其保温性能产生不良的影响。

4 平衡湿度曲线

因为加气混凝土砌块在放湿的过程中,也在进行吸湿。因此,为了能够准确的反映不同湿度条件下加气混凝土砌块吸湿与放湿对含水率造成的影响,平衡含水率采用两者的平均值,对BO5、BO6以及BO7的平衡湿度曲线进行绘制,结果见图4。

图4 不同类型加气混凝土的平衡湿度曲线

从图4可以看出,平衡湿度随相对湿度的增大呈现3个阶段的变化规律：缓慢增长阶段、快速增长阶段和急速增长阶段。B05试样,当相对湿度由25%增大至65%时,平衡含水率增长了0.46个百分点,相对湿度由65%增大至85%时,平衡含水率增大了7.15个百分点,而当相对湿度由85%增大至95%时,平衡含水率增大了8.97个百分点。当相对湿度小于65%时,混凝土内部的吸附主要表现为单层吸附,吸湿能力较弱,而放湿能力相对较强,因此平衡含水率变化趋势较小；对于湿度超过65%的情况,加气混凝土砌块内部采用多层吸附的方式替代原来的单层吸附方式,显著的提高内部的吸附能力,同时也会在一定程度上提高平衡含水率；对于湿度超过85%的情况,毛细管现象对加气混凝土砌块的吸附能力产生很大的影响,虽然混凝土的吸附能力出现一定程度的下降,但因为较大的湿度严重阻碍了放湿作用的进行,放湿作用引起的含水率损失很小,因此平衡含水率急剧增长。

5 结语

总而言之,对建材的吸放湿性质进行研究,并保证计算结果的真实性和有效性,能够为建筑能耗设计提供可靠、准确的依据。文章采用试验的方式,对不同孔隙率下加气混凝土的吸放湿性质进行了全面的分析,希望能够为推动加气混凝土的推广和使用作出应有的贡献。

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