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％.     

加气混凝土砌块动态吸放湿性能的试验研究

为研究加气混凝土砌块的动态吸放湿性能,通过试验绘制不同条件下,B05、B06和B07试样的等温动态吸湿和放湿曲线、平衡湿度曲线。结果显示,吸湿过程中,试样孔隙率越大,动态吸湿含水率越大;随相对湿度的增大,动态吸湿含水率逐渐增大,当湿度大于85%时,动态吸湿含水率急剧增大。放湿过程中,试样孔隙率越大,动态放湿含水率随时间的变化幅度越大;相对湿度不同,动态放湿含水率达到稳定状态对应的时间不同,当相对湿度由25%增大至95%时,吸湿含水率平衡时对应的时间延长了2倍。随相对湿度的增大,吸放湿平衡含水率呈3个阶段的变化规律,当相对湿度大于85%时,平衡含水率急剧增长;B05试样的平衡含水率明显大于B06和B07试样,而B06和B07试样的平衡含水率差别不大。     

珊瑚砂混凝土热湿物性参数研究

利用微粒学水银孔隙度仪,分析了珊瑚砂混凝土(CSC)的孔隙率及孔径分布,研究了热湿对CSC导热系数的影响,得到了CSC的导热系数随相对湿度变化的函数关系式、CSC的吸水系数及等温吸湿曲线.结果表明:CSC总孔隙率为28.76%,孔径为30～40nm的孔体积增速最快;在-20～50℃下,温度对CSC干燥状态的导热系数影响较小,最大变化率仅为0.55%;在25、35℃,相对湿度0%～100%下,CSC导热系数随相对湿度的变化过程可分为平稳上升、趋于平缓和迅速增加3个阶段,与其等温吸湿过程相符合;当相对湿度从0%增至100%时,CSC在25、35℃下的导热系数分别增长29.5%、49.0%.     

极端热湿地区建筑材料热湿物理性能实验研究

在针对建筑墙体热湿耦合传递的研究中,往往建筑材料热湿物理性能参数的缺失是计算中最大的难点。本文以极端热湿地区常见的砌体材料为例,通过实验分析了材料热物理性能随湿度的变化规律。实验结果得到了材料的导热系数和等温吸湿曲线,揭示了极端热湿地区砌体材料等温吸湿曲线的最佳拟合公式以及导热系数与含湿量的函数关系。     

热湿气候地区墙体热湿耦合迁移模型热湿物性参数灵敏度分析

本文将热湿气候地区墙体热湿耦合传递模型中的等温吸放湿曲线斜率、液态水传递系数、水蒸气传递系数、导热系数、比热容作为输入参数,将温度和相对湿度作为输出参数,通过生成Sobol序列对热湿物性参数进行采样,并使用Sobol灵敏度分析法对采样结果进行灵敏度分析,得到热湿物性参数的一阶灵敏度指数和总灵敏度指数,进而分析各热湿物性参数对墙体内温湿度分布的影响程度。结果表明,等温吸放湿曲线斜率和液态水传递系数对墙体内的温湿度分布影响较大,而导热系数和比热容对墙体内的温湿度分布影响较小。因此,在进行墙体热湿耦合模拟时需将等温吸放湿曲线斜率和液态水传递系数视为温度和湿度的函数处理,而水蒸气传递系数、导热系数和比热容可视为常数处理。     

改性材料对生土砌块湿热性能的影响

采用动态试验法和稳态平板法,研究了改性材料对生土砌块吸湿性能和导热系数的影响.结果表明:生土砌块的初始吸湿率、平衡含湿量和60 h吸湿率均随着相对湿度的增加而增加;当相对湿度为40％和60％时,复合改性生土砌块的平衡含湿量均大于石灰改性和水泥改性生土砌块;生土砌块的导热系数随着平衡含湿量的增加而增加;石灰改性和复合改性生土砌块的平衡含湿量、导热系数和干密度随着石灰掺量和纤维掺量的增加而降低;水泥改性生土砌块平衡含湿量随着水泥掺量的增加而降低,与导热系数和干密度的变化趋势相反.     

既有裂缝对混凝土热湿物性参数的影响分析

为解决既有裂缝对混凝土热湿物性参数影响的问题，通过3D打印技术制作裂缝模型，以裂缝体积与混凝土试块体积比值作为变量，针对不同裂缝体积占比混凝土的导热系数、吸水系数、水分扩散系数和水蒸气渗透系数展开研究。结果表明：混凝土的导热系数随着含湿量的增大而增大，随着裂缝体积占比的增大而减小，且导热系数对裂缝体积的敏感性逐渐减小。裂缝体积占比0.1%～0.3%的干燥混凝土相较于无裂缝混凝土，导热系数增大比例最小为7.96%，最大为30.9%。拟合得到混凝土吸水系数、水分扩散系数与裂缝体积占比的关系曲线，两者皆随着裂缝体积占比的增大而增大。拟合得到不同裂缝体积占比的混凝土的水蒸气渗透系数与含湿量的变化曲线，曲线的斜率逐渐增大，其随裂缝体积占比的增大而增大，且含湿量越大，水蒸气渗透系数随裂缝体积增大的幅度越大。     

建筑材料等温吸放湿曲线性能实验研究

根据恒温条件下饱和盐水溶液的相对湿度,配制了不同种类的盐溶液并控制其相对湿度;测试了膨胀聚苯乙烯板(expanded polystyrene,EPS)、挤塑聚苯乙烯板(extruded polystyrene,XPS)和聚氨酯(polyarethane,PU)这3种常用建筑保温材料以及混凝土、水泥砂浆的等温吸、放湿曲线;给出了材料平衡含湿量随相对湿度变化的拟合公式;并对其结果进行了误差分析.结果表明,材料平衡含湿量随相对湿度变化的拟合公式可用于围护结构热湿传递的计算.     

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。     

脱湿速率影响下的膨胀土工程性状与持水特征初探

通过控制恒温恒湿箱的温湿度工作参数,实现饱和膨胀土在不同脱湿速率条件下的状态变化,借助收缩试验和非饱和三轴试验,研究脱湿速率对膨胀土收缩特性、强度特性与持水特性的影响规律。试验结果表明,膨胀土的收缩系数随脱湿速率的减小而变大,并先呈现线性脱湿过程,后呈现非线性脱湿特征;在相同含水率条件下,膨胀土的吸附强度亦随脱湿速率的减小而增大,尤在含水率和围压较低时更趋明显。结合吸附强度与吸力关系的乘幂函数表达式,利用收缩系数和吸附强度反算出不同脱湿速率下的膨胀土"双线性"土水特征曲线,发现不同脱湿速率时曲线下降段接近平行趋势,脱湿速率越小,膨胀土的进气值越大,相同含水率时的吸力越高。     

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.     

复合自保温砌块导热系数随含水率变化规律

为研究含水率对砌块导热系数的影响,通过吸放湿试验对一种粉煤灰混凝土复合自保温砌块的热工性能进行试验研究,得到该砌块主体材料和填充材料的导热系数随其平衡含湿量的变化规律,并通过数值软件给出变化函数。试验结果显示,主体材料导热系数随平衡含湿量的增加明显呈指数增加趋势,填充材料导热系数随含湿量呈指数增加的趋势并不明显,但其导热系数也随含湿量的增加而增加,该试验为今后进一步研究墙体热工性能提供参考依据。     

黄土湿陷过程中的压力与湿陷速率关系的数学模型及分析

通过对黄土湿陷过程的分析，根据能量守恒定律，建立了黄土的湿陷过程中压力与湿陷速率关系的数学模型。通过试验，确定了模型中的相关参数，得到了湿陷速率随压力变化曲线。根据对模型及试验曲线的分析，指出在黄土湿陷过程中湿陷速率随着压力的增大而增大，但增长速率却逐渐减小；湿陷起始压力随着湿陷量的增大而增大；湿陷速率的变化具有突变性。     

稻草板与常见建筑材料调湿特性对比实验

在相同实验条件下测定了稻草板和2种常用建筑调湿材料(硅藻泥及多孔无机矿物质瓷砖)的等温吸湿、放湿曲线,比较了上述3种材料调湿特性的差异性,并根据建筑材料平衡吸湿BET模型,给出3种材料平衡含湿量随相对湿度变化的拟合公式。实验中将3种样品置于不同相对湿度的环境中进行吸湿和放湿过程,间隔10 min记录样品的质量变化,测得样品在不同的湿度环境下吸放湿速率及平衡含湿量。实验结果表明:在相同的环境条件下(温湿度恒定),稻草板的平衡含湿量为硅藻泥的4~6倍,为多孔瓷砖的6~8倍;相同的环境条件下,稻草板的吸放湿速率最大,多孔瓷砖紧次之,硅藻泥的吸放湿速率最小;随着吸湿(放湿)时间增加,3种材料的吸湿(放湿)速率均呈衰减特性,但是衰减幅度及快慢不同,其中稻草板的衰减幅度最小。     

湿物性对竹原纤维建筑填充材热工性能的影响

为探索作为建筑填充材的竹原纤维(BF)热湿物理性质及其相互作用规律,采用平衡含水率u值测试、吸放湿速率U值测试和导热系数λ值测试,以及蓄热系数S值和热惰性指标D值的推算,进行了竹原纤维热湿关联性研究.结果表明:u,U和λ值与环境相对湿度φ值之间存在指数函数关系,可以采用Y=a·e~(b·φ)+c的一般方程进行描述;在测试范围内BF的等温吸放湿u-φ曲线在φ为85.4%~96.3%阶段、吸放湿速率U-φ曲线在φ为75%~95%阶段快速增大;填充密度ρ为70~170kg/m~3的BF干燥λ值为0.042 3~0.046 5W/(m·K),潮湿λ值随环境相对湿度φ值的提高而显著增大,且增大速率与其自身填充密度呈正相关关系;增大u值和减小U值均有利于改善BF的热工性能,具体表现在增大u值可提高BF的S值和D值,而减小U值可大幅提高BF的热工稳定性.     

含盐加气混凝土吸湿行为的实验研究

在盐雾的影响下,滨海建筑墙体常常受到盐分的侵入。墙体含盐后,湿物理性质会发生改变并进而影响到建筑能耗。获取含盐多孔建筑材料的吸湿行为是滨海建筑节能研究的前提。本文对不同含盐量的加气混凝土在不同湿度环境下的吸湿行为进行了测试。实验共有4个含盐量工况和8个环境湿度工况,连续监测了95 d。实验结果表明：1)盐分对加气混凝土平衡含湿量的影响随环境湿度的增大而增大。以环境相对湿度75.5%为分界线,在分界线以下盐分对平衡含湿量的影响较小,与均一性误差为同一数量级;在分界线以上盐分的存在可以使平衡含湿量增大2倍以上;2)盐分的存在使得试件需要经历更长时间才能吸湿平衡。当试件含盐量为0.87%、环境相对湿度为97.6%时,试件吸湿平衡所需时间在90天以上。     

干燥方法和试件尺寸对加气混凝土等温吸湿曲线的影响

采用干燥剂法、70℃烘干法和105℃烘干法处理了2种尺寸（4cm×4cm×2cm和3cm×3cm×1cm）的加气混凝土试件,比较了3种干燥方法得到的试件干重差异.用静态称重法测定了70℃烘干的大小试件在不同相对湿度下的平衡含湿量,并用统计学方法进行比较,然后采用Peleg模型拟合了加气混凝土等温吸湿曲线.结果表明：70℃烘干法得到的试件干重比干燥剂法得到的试件干重多0.13%~0.16%,而105℃烘干法得到的试件干重比干燥剂法得到的试件干重少102%~1.06%.大小加气混凝土试件在相同相对湿度下的平衡含湿量并不相等,在中高相对湿度下小试件的平衡含湿量明显较小.不同干燥条件下大小加气混凝土试件拟合等温吸湿曲线有明显差异.在测试加气混凝土等温吸湿曲线时,推荐采用70℃烘干大试件.     

玻化微珠保温砂浆的吸放湿及导热性能

针对湿热地区潮湿气候作用下建筑保温砂浆受潮的规律,采用天平称重法对玻化微珠保温砂浆进行了自然状态吸放湿实验,并采用热湿气候风洞实验法对其质量平衡含湿率进行测定,进而采用平板法对其湿平衡状态下的导热系数进行了一系列测试分析。结果表明,在南方地区潮湿气候条件下玻化微珠保温砂浆质量平衡含湿率约为3.55%;湿平衡状态下玻化微珠保温砂浆导热系数修正系数在1.04~1.11之间,平均值为1.08,考虑受潮现象的复杂性,建议在实际建筑工程节能设计时,该修正系数宜取1.10。     

南昌地区保温材料含湿量与导热系数的修正研究

空气湿度对围护结构中保温材料的含湿量会产生较大影响,而保温材料的含湿量直接影响其导热系数,即一个地区的相对湿度会影响到围护结构的隔热、保温性能。主要探讨了保温材料导热性能与相对湿度的定量关系,建立数学模型拟合并校验了南昌地区常用保温材料的导热系数。计算了夏季条件下,南昌地区3种保温材料导热系数的修正系数,研究结果可为建筑节能的设计和研究提供参考。     

无机绝热材料导热系数影响因素的研究

玻璃棉和岩棉是无机绝热材料中具有代表性的产品。本文对不同密度、温度和相对湿度条件下玻璃棉和岩棉的导热系数变化规律进行了系统研究。结果表明,玻璃棉和岩棉的导热系数随着密度的增大而逐渐减小。随着测试温度的升高,玻璃棉板和岩棉板的导热系数逐渐增大且其导热系数随温度呈线性关系。玻璃棉板和岩棉板的导热系数随相对湿度的增大呈现增大的趋势,玻璃棉板和岩棉板属于吸湿性材料,随着相对湿度的增大,水分进入材料的孔隙导致保温绝热性能下降。