2022建筑材料濕物理性質(zhì)測(cè)試方法

建筑材料濕物理性質(zhì)測(cè)試方法目次前言 II1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語(yǔ)和定義 14通用要求 25試驗(yàn)方法 36試驗(yàn)報(bào)告 11

建筑材料濕物理性質(zhì)測(cè)試方法1ADDINCNKISM.UserStyle范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了建筑材料飽和含濕量、毛細(xì)含濕量、等溫吸放濕曲線、保水曲線、吸水系數(shù)、水蒸氣滲透系數(shù)和液態(tài)水?dāng)U散系數(shù)測(cè)試的通用要求、試驗(yàn)方法和試驗(yàn)報(bào)告。本標(biāo)準(zhǔn)適用于新建、改建、擴(kuò)建的民用建筑和既有建筑節(jié)能改造工程中采用的孔隙相互連通的多孔建筑材料。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T20313《建筑材料及制品的濕熱性能含濕率的測(cè)定烘干法》GB/T20312《建筑材料及制品的濕熱性能吸濕性能的測(cè)定》GB/T21332《硬質(zhì)泡沫塑料水蒸氣透過(guò)性能的測(cè)定》T/CECS743《建筑材料及制品液態(tài)水吸水性能部分浸入法試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》3術(shù)語(yǔ)和定義濕物理性質(zhì)hygricproperty描述多孔建筑材料儲(chǔ)存和傳遞水分能力的性質(zhì)。含濕量moisturecontent材料中水分的含量，常用質(zhì)量比含濕量（水分質(zhì)量/材料質(zhì)量）、體積比含濕量（水分體積/材料體積）或質(zhì)量體積比含濕量（水分質(zhì)量/材料體積）表示。吸濕區(qū)間hygroscopicrange以水蒸氣的儲(chǔ)存和傳遞過(guò)程為主的濕度區(qū)間，一般低于95％～98％的環(huán)境相對(duì)濕度。超吸濕區(qū)間over-hygroscopicrange以液態(tài)水的儲(chǔ)存和傳遞過(guò)程為主的濕度區(qū)間，一般高于95％～98％的環(huán)境相對(duì)濕度。飽和含濕量saturatedmoisturecontent材料內(nèi)部所有開(kāi)孔均被液態(tài)水填充滿（即達(dá)到飽和狀態(tài)）時(shí)的含濕量。毛細(xì)含濕量capillarymoisturecontent材料通過(guò)毛細(xì)作用吸水所能達(dá)到的最大含濕量。等溫吸放濕曲線sorptionisotherm以環(huán)境的相對(duì)濕度為橫坐標(biāo)，材料的平衡含濕量為縱坐標(biāo)，繪制而成的描述材料在吸濕區(qū)間內(nèi)儲(chǔ)存水分能力的曲線。保水曲線moistureretentioncurve以環(huán)境的毛細(xì)壓力為橫坐標(biāo)，材料的平衡含濕量為縱坐標(biāo)，繪制而成的描述材料在超吸濕區(qū)間內(nèi)儲(chǔ)存水分能力的曲線。吸水系數(shù)waterabsorptioncoefficient一維傳遞過(guò)程中，當(dāng)表面與液態(tài)水直接接觸時(shí)，單位面積的材料在單位時(shí)間平方根內(nèi)，通過(guò)毛細(xì)作用吸收的液態(tài)水的質(zhì)量。水蒸氣滲透系數(shù)vaporpermeability一維傳遞過(guò)程中，在單位水蒸氣分壓力梯度的作用下，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的材料傳遞的水蒸氣的質(zhì)量。液態(tài)水?dāng)U散系數(shù)liquiddiffusivity一維傳遞過(guò)程中，在單位材料質(zhì)量體積比含濕量梯度的作用下，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的材料傳遞的液態(tài)水的質(zhì)量。4通用要求試驗(yàn)樣品試樣的最小邊長(zhǎng)不應(yīng)小于最大粒徑或孔徑的100倍；各試驗(yàn)中試樣的數(shù)量不應(yīng)少于三個(gè)，且應(yīng)為同尺寸試樣；試樣應(yīng)取自同一批次原料的不同部位。除特殊要求或說(shuō)明外，在制備制樣時(shí)應(yīng)去除原料表層0.5cm的表皮，取核心部分。試驗(yàn)環(huán)境試驗(yàn)環(huán)境的溫度應(yīng)控制在（23±1）℃；采用試驗(yàn)裝置控制的環(huán)境相對(duì)濕度波動(dòng)不應(yīng)超過(guò)±2％；試驗(yàn)過(guò)程應(yīng)保持環(huán)境氣壓穩(wěn)定，并避免陽(yáng)光直射。測(cè)試方法試樣的尺寸應(yīng)在每個(gè)方向上（長(zhǎng)、寬、高、直徑）用游標(biāo)卡尺測(cè)量三次，并取算術(shù)平均值；試樣應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑材料及制品的濕熱性能含濕率的測(cè)定烘干法》GB/T20313中要求的溫度烘干至恒重，然后稱取干重（mdry，kg）。試驗(yàn)設(shè)備游標(biāo)卡尺的分度值不應(yīng)低于0.01mm；電子天平的分度值不應(yīng)低于0.01g；計(jì)時(shí)器的分度值不應(yīng)低于1s。5試驗(yàn)方法飽和含濕量的測(cè)定試驗(yàn)原理通過(guò)真空飽和試驗(yàn)，計(jì)算試樣在空氣中濕重與干重的差值得到飽和狀態(tài)下的水分質(zhì)量，根據(jù)阿基米德原理得到試樣的體積，求取試樣的飽和含濕量。試驗(yàn)樣品試驗(yàn)樣品的體積宜大于10cm3，干重應(yīng)大于10g。試驗(yàn)儀器應(yīng)滿足下列要求：試驗(yàn)裝置由真空容器和真空泵組成，如圖1所示；圖1真空飽和試驗(yàn)裝置示意圖真空泵抽氣速率不應(yīng)低于1L/min，且能在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中維持真空容器內(nèi)的氣壓低于2000Pa；真空容器的注水管閥門(mén)應(yīng)可微調(diào)，使蒸餾水能緩慢進(jìn)入容器；試驗(yàn)步驟應(yīng)按下列規(guī)定執(zhí)行：將干燥試樣放置在真空容器中，降低容器內(nèi)的氣壓至2000Pa以下，并保持3h以上；保持容器內(nèi)的壓力并緩慢注水。當(dāng)液面接觸到試樣底部時(shí)，調(diào)節(jié)注水速度，使液面上升的速度不超過(guò)1mm/min。當(dāng)液面超過(guò)試樣頂部2cm后停止注水；恢復(fù)容器內(nèi)的壓力至常壓，保持試樣浸水24h以上；保持試樣浸沒(méi)在水中，用靜水力天平稱取試樣的水下重量；將試樣從水中取出，用濕布或濕海綿擦去表面的游離水，迅速稱取在空氣中的重量。試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理應(yīng)按下列規(guī)定執(zhí)行：試樣的飽和含濕量按式（1）計(jì)算：w……（1）式中：mdry——試樣干重，kg；msat——飽和試樣在空氣中的重量，kg；munder——飽和試樣在水下的重量，kg；wsat——飽和含濕量（kg/m3）；ρl——液態(tài)水密度（kg/m3）。試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)取全部試樣試驗(yàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，并保留3位有效數(shù)字。毛細(xì)含濕量的測(cè)定試驗(yàn)原理當(dāng)干燥材料中存在毛細(xì)孔時(shí)，可通過(guò)毛細(xì)作用吸水。當(dāng)材料通過(guò)毛細(xì)作用吸水達(dá)到最大值時(shí)，其含濕量即為毛細(xì)含濕量。試驗(yàn)樣品試驗(yàn)樣品應(yīng)采用形狀規(guī)整的立方體或圓柱體，底面積應(yīng)大于20cm2，高度應(yīng)大于3cm。試驗(yàn)儀器應(yīng)滿足下列要求：試驗(yàn)裝置由水槽和試樣架組成，如圖2所示；圖2毛細(xì)吸水試驗(yàn)裝置試樣架應(yīng)由不銹鋼或塑料等不與水和試樣發(fā)生反應(yīng)的材料制成；試樣架頂部應(yīng)為點(diǎn)狀或者線裝支撐結(jié)構(gòu)，能穩(wěn)固支撐試樣且不損傷試樣的表面；試樣架頂部應(yīng)距水槽底面10mm以上，同時(shí)低于液面3～5mm；試驗(yàn)過(guò)程中液面應(yīng)保持穩(wěn)定，高度波動(dòng)不超過(guò)±2mm。試驗(yàn)步驟應(yīng)按下列規(guī)定執(zhí)行：毛細(xì)含濕量的試驗(yàn)步驟應(yīng)參照《建筑材料及制品液態(tài)水吸水性能部分浸入法試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》T/CECS743進(jìn)行。試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理應(yīng)按下列規(guī)定執(zhí)行：階段劃分應(yīng)參照《建筑材料及制品液態(tài)水吸水性能部分浸入法試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》T/CECS743進(jìn)行，將毛細(xì)吸水過(guò)程劃分為第一階段和第二階段；應(yīng)選取線性擬合法對(duì)毛細(xì)吸水第一階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，當(dāng)線性擬合的判定系數(shù)小于0.99時(shí)，應(yīng)參照《建筑材料及制品液態(tài)水吸水性能部分浸入法試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》T/CECS743對(duì)第一階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；毛細(xì)含濕量的計(jì)算應(yīng)參照《建筑材料及制品液態(tài)水吸水性能部分浸入法試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》T/CECS743進(jìn)行；試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)取全部試樣試驗(yàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，并保留3位有效數(shù)字。等溫吸放濕曲線的測(cè)定試驗(yàn)原理將干燥材料置于恒溫的濕空氣中，材料可以通過(guò)表面吸附和毛細(xì)凝結(jié)等方式從空氣中吸水，直至與濕空氣達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。在不同相對(duì)濕度下測(cè)得材料的平衡含濕量后進(jìn)行擬合，即可得到該材料的等溫吸濕曲線。對(duì)潮濕的材料進(jìn)行類似試驗(yàn)，即可得到等溫放濕曲線。試驗(yàn)樣品試驗(yàn)樣品的體積宜大于10cm3，干重應(yīng)大于10g。試驗(yàn)儀器應(yīng)滿足下列要求：試驗(yàn)裝置由內(nèi)盛飽和鹽溶液的密閉容器和多孔隔壁組成，如圖3所示；圖3等溫吸放濕試驗(yàn)裝置示意圖密閉容器內(nèi)應(yīng)安裝有小風(fēng)扇并在試驗(yàn)過(guò)程中持續(xù)運(yùn)行；飽和鹽溶液中應(yīng)含有未溶劑的晶體，以保證溶液始終處于飽和狀態(tài)；多孔隔板的孔隙面積不應(yīng)小于隔板總面積的30％，且試驗(yàn)過(guò)程中孔隙不應(yīng)被試樣覆蓋；上述試驗(yàn)裝置可采用恒溫恒濕箱等機(jī)械裝置代替。試驗(yàn)步驟應(yīng)按下列規(guī)定執(zhí)行：試樣宜預(yù)處理到干燥、飽和含濕量或毛細(xì)含濕量中的某一狀態(tài)；等溫吸放濕曲線的試驗(yàn)步驟應(yīng)參照《建筑材料及制品的濕熱性能吸濕性能的測(cè)定》GB/T20312進(jìn)行；可使用飽和鹽溶液、恒溫恒濕箱或其他裝置控制測(cè)試環(huán)境的相對(duì)濕度，并應(yīng)至少在10％～20％、40％～50％、70％～80％、80％～90％和90％～98％五個(gè)區(qū)間內(nèi)各取一個(gè)相對(duì)濕度點(diǎn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理應(yīng)按下列規(guī)定執(zhí)行：試樣的平衡含濕量可按式（2）計(jì)算：u(……（2）式中：mdry——試樣干重，kg；mwet(φ)——試樣在某一相對(duì)濕度下的平衡重量，kg；u(φ)——試樣在某一相對(duì)濕度下的平衡含濕量，kg/kg；φ——相對(duì)濕度。各相對(duì)濕度下的試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)取該相對(duì)濕度下全部試樣試驗(yàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，并保留3位有效數(shù)字；材料的等溫吸放濕曲線應(yīng)由各相對(duì)濕度下的試驗(yàn)結(jié)果擬合得到，曲線可按式（3）擬合：u……（3）式中：k1——擬合參數(shù)1；k2——擬合參數(shù)2；k3——擬合參數(shù)3。保水曲線的測(cè)定試驗(yàn)原理保水曲線一般通過(guò)壓力板儀或者壓力膜儀進(jìn)行測(cè)試。向壓力容器內(nèi)通入的壓縮空氣的表壓力，即等于平衡條件下試樣內(nèi)毛細(xì)壓力的相反數(shù)。在不同壓力下測(cè)得材料的平衡含濕量后進(jìn)行擬合，即可得到該材料的保水曲線。試驗(yàn)樣品試驗(yàn)樣品應(yīng)采用形狀規(guī)整的立方體或圓柱體，底面積應(yīng)大于10cm2，高度宜為1–2cm。試驗(yàn)儀器應(yīng)滿足下列要求：試驗(yàn)裝置一般從專門(mén)的生產(chǎn)廠家購(gòu)置，主要由壓力容器、微孔陶瓷板和其他零配件組成，如圖4所示；圖4壓力板儀示意圖壓力容器應(yīng)具有良好的氣密性，且能承受不低于1.5×106Pa的氣壓；壓縮空氣應(yīng)能穩(wěn)定在指定壓強(qiáng)，波動(dòng)不超過(guò)±5％。試驗(yàn)步驟應(yīng)按下列規(guī)定執(zhí)行：將直徑200目以上的細(xì)粉高嶺土與水按1∶1的重量比混合攪拌均勻后鋪在壓力板儀的飽和微孔陶瓷板上，使高嶺土的厚度約為1～2mm，并在其上鋪設(shè)一張孔徑小于50微米的纖維素膜或?yàn)V紙；將預(yù)處理到飽和含濕量或毛細(xì)含濕量的試樣放置在纖維素膜上，并輕微用力按壓，使試樣-纖維素膜-高嶺土-微孔陶瓷板保持良好的水力接觸；連接好微孔陶瓷板和壓力容器的出水導(dǎo)管，關(guān)閉并密封壓力容器，然后向壓力容器內(nèi)緩慢通入壓縮空氣，直至表壓力達(dá)到并穩(wěn)定在指定值；當(dāng)不再有水從壓力容器的出水導(dǎo)管中流出后，恢復(fù)容器內(nèi)的氣壓至常壓，打開(kāi)壓力容器，取出試樣稱重；由表壓力從低到高重復(fù)上述步驟，至少應(yīng)在（1～2）×105Pa、（3～4）×105Pa、（5～7）×105Pa、（8～10）×105Pa和（10～15）×105Pa五個(gè)范圍內(nèi)各取一個(gè)壓力值進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理應(yīng)按下列規(guī)定執(zhí)行：試樣的平衡含濕量可按式（4）計(jì)算：u(……（4）式中：mdry——試樣干重，kg；mwet(pcu(pcpc各壓力下的試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)取該壓力下全部試樣試驗(yàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，并保留3位有效數(shù)字；材料的保水曲線應(yīng)由各壓力下的試驗(yàn)結(jié)果擬合得到，曲線可按式（5）擬合，式中毛細(xì)壓力也可用log10(-pc)代替：u……（5）式中：k1——擬合參數(shù)1，滿足i=1k2——擬合參數(shù)2；k3——擬合參數(shù)3。u0——試樣預(yù)處理后的初始含濕量（即飽和含濕量或毛細(xì)含濕量），kg/kg。吸水系數(shù)的測(cè)定試驗(yàn)原理若干燥材料中存在毛細(xì)孔，則可通過(guò)毛細(xì)作用吸水。在一維吸水的過(guò)程中，材料在單位時(shí)間平方根內(nèi)通過(guò)單位面積吸收的水分質(zhì)量，即為其吸水系數(shù)。試驗(yàn)樣品應(yīng)按5.2.2規(guī)定執(zhí)行。試驗(yàn)儀器應(yīng)按5.2.3規(guī)定執(zhí)行。試驗(yàn)步驟應(yīng)按5.2.4規(guī)定執(zhí)行。試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理應(yīng)按下列規(guī)定執(zhí)行：毛細(xì)吸水的階段劃分應(yīng)按5.2.5.1規(guī)定執(zhí)行；應(yīng)選取線性擬合法對(duì)毛細(xì)吸水第一階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，若線性擬合的判定系數(shù)大于0.99，則擬合所得直線的斜率為試樣的吸水系數(shù)。若線性擬合的判定系數(shù)小于0.99，應(yīng)參照《建筑材料及制品液態(tài)水吸水性能部分浸入法試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》T/CECS743對(duì)第一階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。水蒸氣滲透系數(shù)的測(cè)定試驗(yàn)原理在試樣兩側(cè)營(yíng)造不同的水蒸氣分壓力，通過(guò)計(jì)量穩(wěn)態(tài)條件下水蒸氣透過(guò)試樣的傳遞速率，即可計(jì)算試樣的水蒸氣滲透系數(shù)。試驗(yàn)樣品試驗(yàn)樣品應(yīng)采用形狀規(guī)整的立方體或圓柱體，底面積應(yīng)大于40cm2，宜大于100cm2，厚度宜為2–5cm。試驗(yàn)儀器應(yīng)滿足下列要求：試驗(yàn)裝置由干濕杯和密封容器組成，如圖5所示；圖5水蒸氣滲透試驗(yàn)裝置示意圖干濕杯應(yīng)采用不與干燥劑和飽和鹽溶液發(fā)生反應(yīng)的玻璃容器或透明塑料容器制成，且開(kāi)口處應(yīng)具有良好的密封性；干濕杯內(nèi)應(yīng)盛有干燥劑或飽和鹽溶液，其上表面應(yīng)距試樣下表面2～3cm；密封容器應(yīng)通過(guò)干燥劑、飽和鹽溶液或機(jī)械裝置控制內(nèi)部濕度；密封容器內(nèi)應(yīng)安裝有小風(fēng)扇并在試驗(yàn)過(guò)程中持續(xù)運(yùn)行，試樣上表面的氣流速度不應(yīng)小于0.1m/s。試驗(yàn)步驟應(yīng)按下列規(guī)定執(zhí)行：試樣宜預(yù)處理到干燥狀態(tài)；試驗(yàn)步驟應(yīng)參照《硬質(zhì)泡沫塑料水蒸氣透過(guò)性能的測(cè)定》GB/T21332進(jìn)行；試樣兩側(cè)的相對(duì)濕度至少應(yīng)包括0％～（40％～50％）和（40％～50％）～（80％～98％）兩組。試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理應(yīng)按下列規(guī)定執(zhí)行：應(yīng)以稱重時(shí)間為自變量，稱重結(jié)果為因變量，通過(guò)線性擬合求得透過(guò)試驗(yàn)裝置的水蒸氣濕流速率Gv（kg·s-1）；水蒸氣濕流密度應(yīng)按式（6）計(jì)算：g……（6）式中：gv——水蒸氣濕流密度，kg·m-2s-1；A——試樣橫截面積，m2。試樣兩側(cè)的水蒸氣分壓力差應(yīng)按式（7）計(jì)算：?……（7）式中：?p?φ——裝置兩側(cè)相對(duì)濕度差；pv,sat——飽和水蒸氣壓力，23℃下可取2808試樣及裝置內(nèi)部空氣層的水蒸氣傳遞總阻力Rtotal（m2·s·Pa/kg）應(yīng)按式（8）計(jì)算：R……（8）裝置內(nèi)部空氣層的水蒸氣傳遞阻力Rair（m2·s·Pa/kg）應(yīng)按式（9）計(jì)算：R……（9）式中：dairδv,air——靜止空氣層的水蒸氣滲透系數(shù)，常溫常壓下可取2×10-10kg/（m·s·試樣的水蒸氣傳遞阻力Rsample（m2·s·Pa/kg）應(yīng)按式（10）計(jì)算：R……（10）材料的水蒸氣滲透系數(shù)δv（kg·m-1s-1Pa-1）應(yīng)按式（11）計(jì)算：δ……（11）式中：H——試樣的厚度，m。試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)取全部試樣試驗(yàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，并保留3位有效數(shù)字。液態(tài)水?dāng)U散系數(shù)的測(cè)定試驗(yàn)原理在含濕量梯度的作用下，液態(tài)水可以在非飽和多孔建筑材料中進(jìn)行傳遞，其系數(shù)即為液態(tài)水?dāng)U散系數(shù)。根據(jù)傳遞過(guò)程中試樣的含濕量分布，通過(guò)玻爾茲曼變換處理，即可