建筑材料湿物理性质测试方法.docx

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各试验中试样的数量不应少于三个,且应为同尺寸试样;T/CECS XXXX-202X3T/CECS XXXX-202X12 试样应取自同一批次原料的不同部位。除特殊要求或说明外,,取核心部分。 试验环境 试验环境的温度应控制在(23±1)℃; 采用试验装置控制的环境相对湿度波动不应超过±2%; 试验过程应保持环境气压稳定,并避免阳光直射。 测试方法 试样的尺寸应在每个方向上(长、宽、高、直径)用游标卡尺测量三次,并取算术平均值; 试样应按现行国家标准《建筑材料及制品的湿热性能含湿率的测定烘干法》GB/T20313中要求的温度烘干至恒重,然后称取干重(mdry,kg)。 试验设备 ; ; 计时器的分度值不应低于1s。5 试验方法 饱和含湿量的测定 试验原理通过真空饱和试验,计算试样在空气中湿重与干重的差值得到饱和状态下的水分质量,根据阿基米德原理得到试样的体积,求取试样的饱和含湿量。 试验样品试验样品的体积宜大于10cm3,干重应大于10g。 试验仪器应满足下列要求: 试验装置由真空容器和真空泵组成,如图1所示;T/CECS XXXX-202X11T/CECS XXXX-202X4图1 真空饱和试验装置示意图 真空泵抽气速率不应低于1L/min,且能在整个试验过程中维持真空容器内的气压低于2000Pa; 真空容器的注水管阀门应可微调,使蒸馏水能缓慢进入容器; 试验步骤应按下列规定执行: 将干燥试样放置在真空容器中,降低容器内的气压至2000Pa以下,并保持3h以上; 保持容器内的压力并缓慢注水。当液面接触到试样底部时,调节注水速度,使液面上升的速度不超过1mm/min。当液面超过试样顶部2cm后停止注水; 恢复容器内的压力至常压,保持试样浸水24h以上; 保持试样浸没在水中,用静水力天平称取试样的水下重量; 将试样从水中取出,用湿布或湿海绵擦去表面的游离水,迅速称取在空气中的重量。 试验数据处理应按下列规定执行: 试样的饱和含湿量按式(1)计算:wsat=(msat?mdry)?ρlmsat?munder……(1)式中:mdry——试样干重,kg;msat——饱和试样在空气中的重量,kg;munder——饱和试样在水下的重量,kg;wsat——饱和含湿量(kg/m3);ρl——液态水密度(kg/m3)。 试验结果应取全部试样试验数据的算术平均值,并保留3位有效数字。 毛细含湿量的测定 试验原理当干燥材料中存在毛细孔时,可通过毛细作用吸水。当材料通过毛细作用吸水达到最大值时,其含湿量即为毛细含湿量。 试验样品试验样品应采用形状规整的立方体或圆柱体,底面积应大于20cm2,高度应大于3cm。 试验仪器应满足下列要求: 试验装置由水槽和试样架组成,如图2所示;T/CECS XXXX-202X5T/CECS XXXX-202X12图2 毛细吸水试验装置 试样架应由不锈钢或塑料等不与水和试样发生反应的材料制成; 试样架顶部应为点状或者线装支撑结构,能稳固支撑试样且不损伤试样的表面; 试样架顶部应距水槽底面10mm以上,同时低于液面3~5mm; 试验过程中液面应保持稳定,高度波动不超过±2mm。 试验步骤应按下列规定执行:毛细含湿量的试验步骤应参照《建筑材料及制品液态水吸水性能部分浸入法试验方法标准》T/CECS743进行。 试验数据处理应按下列规定执行: 阶段划分应参照《建筑材料及制品液态水吸水性能部分浸入法试验方法标准》T/CECS743进行,将毛细吸水过程划分为第一阶段和第二阶段; 应选取线性拟合法对毛细吸水第一阶段的数据进行处理,,应参照《建筑材料及制品液态水吸水性能部分浸入法试验方法标准》T/CECS743对第一阶段的数据进行处理; 毛细含湿量的计算应参照《建筑材料及制品液态水吸水性能部分浸入法试验方法标准》T/CECS743进行; 试验结果应取全部试样试验数据的算术平均值,并保留3位有效数字。 等温吸放湿曲线的测定 试验原理将干燥材料置于恒温的湿空气中,材料可以通过表面吸附和毛细凝结等方式从空气中吸水,直至与湿空气达到动态平衡。在不同相对湿度下测得材料的平衡含湿量后进行拟合,即可得到该材料的等温吸湿曲线。对潮湿的材料进行类似试验,即可得到等温放湿曲线。 试验样品试验样品的体积宜大于10cm3,干重应大于10g。 试验仪器应满足下列要求: 试验装置由内盛饱和盐溶液的密闭容器和多孔隔壁组成,如图3所示;T/CECS XXXX-202X11T/CECS XXXX-202X6图3 等温吸放湿试验装置示意图 密闭容器内应安装有小风扇并在试验过程中持续运行; 饱和盐溶液中应含有未溶剂的晶体,以保证溶液始终处于饱和状态; 多孔隔板的孔隙面积不应小于隔板总面积的30%,且试验过程中孔隙不应被试样覆盖; 上述试验装置可采用恒温恒湿箱等机械装置代替。 试验步骤应按下列规定执行: 试样宜预处理到干燥、饱和含湿量或毛细含湿量中的某一状态; 等温吸放湿曲线的试验步骤应参照《建筑材料及制品的湿热性能吸湿性能的测定》GB/T20312进行; 可使用饱和盐溶液、恒温恒湿箱或其他装置控制测试环境的相对湿度,并应至少在10%~20%、40%~50%、70%~80%、80%~90%和90%~98%五个区间内各取一个相对湿度点。 试验数据处理应按下列规定执行: 试样的平衡含湿量可按式(2)计算:u(φ)=mwet(φ)?mdrymdry……(2)式中:mdry——试样干重,kg;mwet(φ)——试样在某一相对湿度下的平衡重量,kg;u(φ)——试样在某一相对湿度下的平衡含湿量,kg/kg;φ——相对湿度。 各相对湿度下的试验结果应取该相对湿度下全部试样试验数据的算术平均值,并保留3位有效数字; 材料的等温吸放湿曲线应由各相对湿度下的试验结果拟合得到,曲线可按式(3)拟合:u(φ)=ln(100φ+1)k1(1?φ)k2+k3e100φ……(3)T/CECS XXXX-202X7T/CECS XXXX-202X8式中:k1——拟合参数1;k2——拟合参数2;k3——拟合参数3。 保水曲线的测定 试验原理保水曲线一般通过压力板仪或者压力膜仪进行测试。向压力容器内通入的压缩空气的表压力,即等于平衡条件下试样内毛细压力的相反数。在不同压力下测得材料的平衡含湿量后进行拟合,即可得到该材料的保水曲线。 试验样品试验样品应采用形状规整的立方体或圆柱体,底面积应大于10cm2,高度宜为1–2cm。 试验仪器应满足下列要求: 试验装置一般从专门的生产厂家购置,主要由压力容器、微孔陶瓷板和其他零配件组成,如图4所示;图4 压力板仪示意图 压力容器应具有良好的气密性,×106Pa的气压; 压缩空气应能稳定在指定压强,波动不超过±5%。 试验步骤应按下列规定执行: 将直径200目以上的细粉高岭土与水按1∶1的重量比混合搅拌均匀后铺在压力板仪的饱和微孔陶瓷板上,使高岭土的厚度约为1~2mm,并在其上铺设一张孔径小于50微米的纤维素膜或滤纸; 将预处理到饱和含湿量或毛细含湿量的试样放置在纤维素膜上,并轻微用力按压,使试样-纤维素膜-高岭土-微孔陶瓷板保持良好的水力接触; 连接好微孔陶瓷板和压力容器的出水导管,关闭并密封压力容器,然后向压力容器内缓慢通入压缩空气,直至表压力达到并稳定在指定值; 当不再有水从压力容器的出水导管中流出后,恢复容器内的气压至常压,打开压力容器,取出试样称重; 由表压力从低到高重复上述步骤,至少应在(1~2)×105Pa、(3~4)×105Pa、(5~7)×105Pa、T/CECS XXXX-202X11T/CECS XXXX-202X8(8~10)×105Pa和(10~15)×105Pa五个范围内各取一个压力值进行试验。 试验数据处理应按下列规定执行: 试样的平衡含湿量可按式(4)计算:u(pc)=mwet(pc)?mdrymdry……(4)式中:mdry——试样干重,kg;mwet(pc)——试样在某一毛细压力下的平衡重量,kg;u(pc)——试样在某一毛细压力下的平衡含湿量,kg/kg;pc——毛细压力,Pa。 各压力下的试验结果应取该压力下全部试样试验数据的算术平均值,并保留3位有效数字; 材料的保水曲线应由各压力下的试验结果拟合得到,曲线可按式(5)拟合,式中毛细压力也可用log10(-pc)代替:u(pc)=u0?i=1nk1i[1+(k2i?pc)k3i](1?k3i)/k3i……(5)式中:k1——拟合参数1,满足i=1nk1i=1;k2——拟合参数2;k3——拟合参数3。u0——试样预处理后的初始含湿量(即饱和含湿量或毛细含湿量),kg/kg。 吸水系数的测定 试验原理若干燥材料中存在毛细孔,则可通过毛细作用吸水。在一维吸水的过程中,材料在单位时间平方根内通过单位面积吸收的水分质量,即为其吸水系数。 。 。 。 试验数据处理应按下列规定执行: ; 应选取线性拟合法对毛细吸水第一阶段的数据进行处理,,则拟合所得直线的斜率为试样的吸水系数。,应参照《建筑材料及制品液态水吸水性能部分浸入法试验方法标准》T/CECS743对第一阶段的数据进行处理。 水蒸气渗透系数的测定T/CECS XXXX-202X9T/CECS XXXX-202X12 试验原理在试样两侧营造不同的水蒸气分压力,通过计量稳态条件下水蒸气透过试样的传递速率,即可计算试样的水蒸气渗透系数。 试验样品试验样品应采用形状规整的立方体或圆柱体,底面积应大于40cm2,宜大于100cm2,厚度宜为2–5cm。 试验仪器应满足下列要求: 试验装置由干湿杯和密封容器组成,如图5所示;图5 水蒸气渗透试验装置示意图 干湿杯应采用不与干燥剂和饱和盐溶液发生反应的玻璃容器或透明塑料容器制成,且开口处应具有良好的密封性; 干湿杯内应盛有干燥剂或饱和盐溶液,其上表面应距试样下表面2~3cm; 密封容器应通过干燥剂、饱和盐溶液或机械装置控制内部湿度; 密封容器内应安装有小风扇并在试验过程中持续运行,。 试验步骤应按下列规定执行: 试样宜预处理到干燥状态; 试验步骤应参照《硬质泡沫塑料水蒸气透过性能的测定》GB/T21332进行; 试样两侧的相对湿度至少应包括0%~(40%~50%)和(40%~50%)~(80%~98%)两组。 试验数据处理应按下列规定执行: 应以称重时间为自变量,称重结果为因变量,通过线性拟合求得透过试验装置的水蒸气湿流速率Gv(kg·s-1); 水蒸气湿流密度应按式(6)计算:gv=GvA……(6)T/CECS XXXX-202X11T/CECS XXXX-202X10式中:gv——水蒸气湿流密度,kg·m-2s-1;A——试样横截面积,m2。 试样两侧的水蒸气分压力差应按式(7)计算:?pv=pv,sat??φ……(7)式中:?pv——水蒸气分压力差,Pa;?φ——装置两侧相对湿度差;pv,sat——饱和水蒸气压力,23℃下可取2808Pa。 试样及装置内部空气层的水蒸气传递总阻力Rtotal(m2·s·Pa/kg)应按式(8)计算:Rtotal=△pvgv……(8) 装置内部空气层的水蒸气传递阻力Rair(m2·s·Pa/kg)应按式(9)计算:Rair=dairδv,air……(9)式中:dair——装置内部空气层厚度,m;δv,air——静止空气层的水蒸气渗透系数,常温常压下可取2×10-10kg/(m·s·Pa)。 试样的水蒸气传递阻力Rsample(m2·s·Pa/kg)应按式(10)计算:Rsample=Rtotal?Rair……(10) 材料的水蒸气渗透系数δv(kg·m-1s-1Pa-1)应按式(11)计算:δv=HRsample……(11)式中:H——试样的厚度,m。 试验结果应取全部试样试验数据的算术平均值,并保留3位有效数字。 液态水扩散系数的测定 试验原理在含湿量梯度的作用下,液态水可以在非饱和多孔建筑材料中进行传递,其系数即为液态水扩散系数。根据传递过程中试样的含湿量分布,通过玻尔兹曼变换处理,即可计算试样的液态水扩散系数。 试验仪器应满足下列要求: 直尺分度值不应低于1mm; 。 试验步骤应按下列规定执行: