B05级ALC墙体热湿性能实验研究

蒸压轻质加气混凝土(ALC)的等温吸附曲线和导热系数是其热湿性能参数的重要指标。实验研究了25℃环境温度下B05级ALC的含湿率随周围环境相对湿度的变化关系，给出了等温吸附曲线及数学解析式。利用瞬态平面热源法测试了B05级ALC在不同平衡含湿率下的导热系数，拟合出实验条件下导热系数与平衡含湿率间的函数关系式。研究结果表明：ALC等温吸附曲线可由Peleg公式精确描述，其平衡含湿率增长速率随环境相对湿度增大而增大；ALC导热系数随平衡含湿率的增大呈指数型单调递增趋势，平衡含湿率越大，导热系数增长速率越快。     

新型软木颗粒混凝土的热湿性能及其应用研究

软木具有良好的保温和隔湿等优点,利用软木作为轻骨料填充混凝土可以有效改善混凝土的热湿性能,而建筑材料通常暴露在不同的湿环境中,忽略湿度对热物性参数的影响必然造成建筑能耗计算的不准确,且湿物性参数是建筑热湿耦合传递过程计算的基础参数.因此,本文利用软木的优良性能制备了不同软木体积掺量的混凝土,通过实验得到软木颗粒混凝土在不同相对湿度下的导热系数和比热,同时得到了材料的湿物性参数(等温吸湿曲线、液态水扩散系数和水蒸气渗透系数),并通过数值模拟计算软木颗粒混凝土应用到建筑上的热湿传递特性.结果表明:相对湿度从0％增加到100％时,材料的导热系数和比热随质量含湿量的最大增长率分别约为60.7％和26.7％.软木颗粒体积掺量从0％增加到50％时,导热系数最大下降率约为52％,建筑墙体内表面热流量和湿流量下降率分别约为38.2％和90.4％.     

含湿量对混凝土导热系数的影响分析

掌握混凝土导热系数与含湿量的定量关系是准确计算混凝土传热传质性能及建筑能耗的前提.通过试验分析了含湿量对3种常见混凝土导热系数的影响,并给出了两者之间的定量关系.研究结果表明:混凝土孔隙率越大,含湿量对其导热系数的影响越明显;在低含湿量范围内,混凝土导热系数随含湿量增加而增加的幅度较大,而在高含湿量范围内其增幅变小,且孔隙率和孔径越大时,此变化趋势越明显;获得了混凝土导热系数与质量含湿量的幂函数关系.     

加气混凝土湿物理性质的测定

分析建筑围护结构的热湿过程有着重要意义,而材料的物理性质是完成分析必不可少的参数。对中国常用多孔建筑材料而言,其湿物理性质并不完备。在20~25℃下,依据ISO和ASTM标准,通过平衡吸放湿实验、压力平板实验、蒸汽渗透实验、毛细吸水实验和真空饱和实验,对中国产B07级加气混凝土进行了测试,得到了包括等温吸放湿曲线、保水曲线、蒸汽渗透系数、液态水扩散系数、吸水系数、毛细饱和含湿量和真空饱和含湿量在内的所有湿物理性质。     

煤矸石保温混凝土导热系数试验研究

采用护热平板法,研究了煤矸石替代50%碎石制成的煤矸石保温混凝土的热工性能。重点探究了煤矸石保温混凝土导热系数在不同含水率、不同水胶比下的变化规律,并分别得到了水胶比和含水率与导热系数的关系曲线。结果表明:导热系数随水胶比的增大而减小,其中干燥状态下水胶比为0.53时导热系数最小,达到0.523 W/(m·K);含水率越大其导热系数越大,基本呈线性变化;水胶比越大,导热系数随着含水率的变化越快。     

矿物掺合料对混凝土氯离子扩散系数影响的试验研究

通过NEL法测定混凝土氯离子扩散系数,定量评价了水胶比、骨料体积分数、粉煤灰、矿渣和硅粉对混凝土氯离子扩散系数的影响。试验结果表明,混凝土氯离子扩散系数随着水胶比的增大而增大,但随着骨料体积百分数的增大而减小。在混凝土中掺入粉煤灰、矿渣和硅粉都可以显著减小混凝土氯离子扩散系数,硅粉效果最好。对于粉煤灰和矿渣,掺量为10%时减小率最大,而对于硅粉,掺量为5%时减小率最大。     

浅析建筑围护结构中湿传递系数测试方法研究

湿传递现象广泛存在于多孔建筑材料中,对研究围护结构的热工性能和耐久性与可持续性具有重要意义。湿传递形式包括液态水传递和水蒸气传递。液态水传递系数主要包括毛细管系数、液态水扩散系数、毛细吸水系数和液态水渗透系数;水蒸气传递系数主要包括水蒸气扩散系数和水蒸气渗透系数。该文首先总结了湿分在多孔建筑材料中的传递机理,其次整理了液态水传递系数和水蒸气传递系数的主要测试方法,最后指出了湿传递试验方法的不足及未来的发展方向。     

考虑传湿时影响墙体传热系数的因素分析

利用热湿耦合数学模型,通过数值计算分析不同因素时湿传递对围护结构的传热影响,并将该影响等效为对传热系数的修正。结果表明:传湿时围护结构传热系数随材料水蒸气渗透系数的增大而增大,随导热系数增大而减小。室外温度高于室内温度,传热系数修正幅度随室外气温升高而增大,反之减小。当室外气温低于室内时,传热系数随室外相对湿度的升高而增大;反之减小。室内外温湿度相差较大地区,更需考虑湿迁移对传热的影响。从减小湿传递和节能角度考虑,炎热潮湿地区宜采用内保温,传热系数比外保温时低约4.0%;寒冷干燥地区宜采用外保温,传热系数比内保温低约0.7%。     

考虑碳化影响的纤维增强再生混凝土吸水特性研究

考虑再生粗骨料取代率与聚丙烯纤维体积率的影响,开展了再生混凝土快速碳化以及碳化后的毛细吸水试验研究。试验结果表明：混凝土碳化深度随着再生粗骨料取代率的增加而增大,随聚丙烯纤维体积率增大呈先下降后上升的趋势,纤维会降低再生混凝土的碳化深度。再生混凝土毛细吸水系数随碳化程度的增加先减小后增大;随再生粗骨料取代率增加而增大;随聚丙烯纤维体积率增加先降低后增大。碳化对再生混凝土初始毛细吸水系数的影响大于后期吸水系数,且混凝土孔隙率越大,碳化对初始吸水系数的影响越显著。最后,建立了考虑碳化影响的再生混凝土初始毛细吸水系数预测模型。     

粗骨料随机分布对混凝土导热性能的影响

采用COMSOL与MATLAB联合仿真的方法,基于混凝土二维细观几何模型,实现了混凝土稳态热传导的数值模拟.在利用试验结果验证数值模拟有效性的基础上,分析了骨料随机分布对混凝土导热性能的影响,并讨论了粗骨料粒径、形状及其体积分数,以及分散相导热系数对混凝土导热性能的影响规律.结果表明:粗骨料随机分布是造成混凝土导热性能产生随机性的重要因素;混凝土导热系数相对平均值随着粗骨料体积分数、分散相导热系数的增加而增大,但受粗骨料粒径和形状的影响不大;粗骨料体积分数越高,分散相与水泥砂浆导热系数相差越大,粗骨料粒径越大,轴长比越大,混凝土导热系数的变异性越显著,但当粗骨料体积分数超过35%后混凝土导热系数的变异性基本保持不变.     

组成对泡沫混凝土性能影响研究

本文研究了发泡剂用量、粉煤灰掺量、水胶比、膨胀珍珠岩外加量对泡沫混凝土性能的影响,研究结果表明:试样的密度、导热系数随着发泡剂用量增大而降低,强度却先降低、后增大,发泡剂用量在0.6%较适宜;试样的密度、导热系数随着粉煤灰掺量增大而小幅降低,强度先增大、后减小,粉煤灰的适宜掺量为35%;试样的密度、导热系数降低随着水胶比增大而减小,强度却是先增加,然后较大幅度下降,水胶比0.45较适宜;试样的强度随着膨胀珍珠岩用量增大先增加、后下降,3%较适宜。     

羟丙基甲基纤维素醚对改性发泡水泥保温板孔结构和性能的影响

以普通硅酸盐水泥制备的干表观密度250 kg/m~3的发泡水泥为对象,研究羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)对发泡水泥保温板孔径、强度、吸水率及导热系数的影响。结果显示:发泡水泥保温板的孔隙率不随HPMC掺量的增加而改变,但HPMC的掺加可以明显减小发泡水泥保温板的孔径。随着HPMC掺量的增加,发泡水泥保温板的抗压、抗折强度先提高后降低,吸水率先减小后增大,导热系数不断减小。当HPMC掺量为水泥质量的0.02%时,发泡水泥保温板的28 d抗压、抗折强度分别比未掺加HPMC的增大14.1%、16.67%,体积吸水率降低18.21%,导热系数降低0.004 W/(m·K)。     

硅酸钙板导热系数影响因素的研究

探讨了材料类型、密度、含水率、测试温度等因素对硅酸钙板导热系数的影响。结果表明,硅酸钙板的结构类型不同,其导热系数会存在较大差别;密度越小,其孔隙率相对越大,导热系数值就会越小;导热系数随着含水率的增加出现先缓慢增加再迅速增加后趋于平稳的趋势;绝干或含水率较低情况下,其导热系数随着平均温度的升高而增大,且密度等级越低,增幅越大,但由于加热法测量导热系数的过程中存在湿分迁移效应,当含湿量超过一定值时(约8%~10%),测试平均温度越高,其导热系数反而越小。     

不同因素对陶粒混凝土导热系数的影响研究

为了研究陶粒混凝土在不同影响因素下的导热系数变化规律,利用单因素试验方法,通过稳态法中的热流计法(DRPL-Ⅱ型导热系数测定仪)对陶粒混凝土试件进行了导热系数试验,考察了砂率、粉煤灰掺量、浸水时间三个影响因素对陶粒混凝土导热系数的影响。结果表明:陶粒混凝土的导热系数随着砂率的增大而减小;陶粒混凝土的导热系数随着粉煤灰掺量的增大而先减小后增大;陶粒混凝土的导热系数随着浸水时间的增加逐渐增大并趋于稳定。研究结果为陶粒混凝土结构内部温度场的精确计算以及保温隔热性能的控制提供更为重要的理论依据。     

水胶比和粗骨料体积分数对混凝土内部相对湿度及扩散系数的影响

为研究水胶比（质量比）和粗骨料体积分数对早龄期混凝土内部相对湿度和等效水分扩散系数的影响,测量了水胶比为062,043,030(分别标记为C3,C5和C8）的混凝土早龄期28d内部相对湿度的发展,进而求解了其水分扩散系数.结果表明：随着水胶比的增大,早龄期混凝土内部相对湿度饱和期的持续时间延长,自干燥引起的内部相对湿度下降减小,水分扩散引起的内部相对湿度下降增大,混凝土水分扩散系数也增大;自干燥单独作用下,C3,C5和C8混凝土密封试件28d内部相对湿度平均值分别为954%,933%和796%,而当自干燥和环境干燥共同作用时,其干燥试件对应值分别为700%,732%和730%;C3系列普通混凝土的水分扩散系数最大值Dmax约为C8系列高强混凝土的10倍.另外,早龄期混凝土中水分扩散过程主要由砂浆相控制,水分很可能绕开粗骨料进行扩散;单调增加石灰石粗骨料的体积分数(21%~500%)对同水胶比混凝土的早龄期内部相对湿度发展和水分扩散系数的影响可以忽略.     

带裂缝混凝土的吸水性能及防水处理的影响

对小尺寸钢筋混凝土梁诱导了不同宽度的裂缝,通过吸水试验研究了带裂缝混凝土的吸水性能,以及混凝土表面涂覆硅烷和内掺硅烷对水分侵入的抑制效果.结果显示,带裂缝混凝土在吸水4 h内,其吸水量与时间平方根呈良好的线性关系;混凝土吸水系数随裂缝宽度的增大而增大,且呈"S"形状;经表面防水处理的混凝土,水分以气态形式沿裂缝进入混凝土,贯穿憎水区后逐渐凝结并最终与外界建立吸水通道,防水效果取决于憎水层厚度和裂缝宽度;内掺硅烷的混凝土整体憎水,即使裂缝宽度达0.4 mm,其防水效果仍保持不变.     

养护龄期对混凝土氯离子扩散系数的影响

基于NEL法研究了不同水灰比和骨料体积含量混凝土氯离子扩散系数随时间的变化规律,发现混凝土氯离子扩散系数随养护龄期的增大而减小,但118d后减小速率变缓。进一步数据分析表明,水灰比越大或骨料体积含量越小,混凝土氯离子扩散系数随养护龄期增大而减小的趋势越明显。     

活性粉末混凝土热工参数试验研究

采用热线法对4种不同体积纤维掺量（素活性粉末混凝土、体积掺量0.2%聚丙烯纤维、体积掺量2%钢纤维、混合掺加体积掺量0.2%聚丙烯纤维和2%钢纤维）、几何尺寸为230mm×165mm×65mm的活性粉末混凝土（RPC）试件进行导热系数测定试验,获得了常温及100、200、300、400、500、600、700、800、900℃下的RPC导热系数实测值。研究温度、纤维种类和掺量对RPC导热系数的影响,拟合得到了RPC导热系数随温度升高而降低的关系式。并将RPC导热系数与高强混凝土和普通混凝土对比,结果表明,RPC的导热系数高于高强混凝土和普通混凝土。进行RPC试件的反演分析用高温试验,测量高温炉内试件中心温度。综合RPC导热系数实测值与试件中心实测升温曲线,采用ABAQUS有限元分析软件对高温下RPC试件的温度场进行模拟,进而反推出与各测点温度相对应的RPC比热容值,建立了常温至100℃及600~900℃时为常值,100~600℃随温度升高而增大的RPC比热容计算式。     

混凝土导热系数的试验研究与预测模型

采用防护热板法和瞬态平面热源法测试了粗骨料、水泥砂浆和混凝土的导热系数,考察了砂率、骨料种类及其体积分数、水灰比和饱和度对混凝土导热系数的影响;利用复合材料导热系数模型,分析了饱和/干燥状态下混凝土内水泥砂浆与粗骨料间界面热阻的影响.结果表明:混凝土导热系数随饱和度、骨料体积分数、骨料导热系数的增大而增加,随水灰比的增大而减小;对干燥混凝土导热系数的预测需考虑界面热阻的影响.在假定混凝土固相导热系数随着饱和度线性增大的基础上,提出了基于饱和度影响的混凝土导热系数计算模型.     

含水率对墙材导热系数的影响研究

以保温砂浆、泡沫混凝土以及蒸压加气混凝土砌块为例,研究了三类墙材在含湿非饱状态下导热系数的变化趋势,总体上墙材的导热系数均随着含水率的提升而增大,但不同墙材又展现出不同的变化趋势。此外,拟合得到了三类墙材导热系数随含水率变化的函数关系式,为保温墙材的应用提供一些数据支持。