加气混凝土湿物理性质的研究

摘 要：在建筑行业，材料的选择和使用一直是决定工程质量和性能的关键因素。近些年来，加气混凝土以其独特的优点，如轻质、保温、隔音等，逐渐在建筑领域得到广泛应用，其中湿物理性质作为影响其使用效果的重要因素，需要重点对其进行分析。为此，本文将对加气混凝土湿物理性质进行分析，以期能够为加气混凝土在建筑工程等领域的应用提供理论支持和技术指导。

关键词：加气混凝土；湿物理性质；研究

1 前言

加气混凝土的湿物理性质主要涉及其吸水、保水、透水性以及湿态下的力学性能等方面，不仅直接关系到加气混凝土在使用过程中的耐久性和稳定性，还对其在建筑节能、防潮防霉等方面的表现产生深远影响。通过对加气混凝土湿物理性质的研究，能够更加深入地理解其材料特性，还能为加气混凝土在更广泛领域的应用提供理论依据和技术支持。

2加气混凝土及湿物理性质概述

2.1加气混凝土

加气混凝土，又称轻质混凝土或发泡混凝土，是一种通过加入发气剂使混凝土在硬化过程中形成大量气孔的多孔性建筑材料，气孔使得加气混凝土具有轻质、保温、隔音等优良性能。加气混凝土通常以硅质材料（如砂、粉煤灰等）和钙质材料（如石灰、水泥等）为主要原料，经过磨细、混合、浇注、养护等工艺过程制成。加气混凝土的气孔结构使其具有较低的密度，同时保持较高的抗压强度，使得加气混凝土在减轻建筑自重的同时，仍能满足结构强度的要求。且加气混凝土中的气孔能够有效阻断热传导，具有良好的保温隔热性能，使得加气混凝土在寒冷地区的应用尤为广泛；同时，加气混凝土的多孔结构能够吸收和反射声波，从而有效降低噪音传播[1]。

2.2湿物理性质

2.2.1蒸汽渗透系数

蒸汽渗透系数是衡量材料在一定温湿度条件下，水蒸气在材料中扩散的能力的指标，由于加气混凝土的多孔结构，水蒸气在其内部的扩散相对容易。蒸汽渗透系数的大小受到多种因素的影响，包括材料的孔结构、孔径分布、孔隙率以及材料的密度等。加气混凝土的蒸汽渗透系数通常较低，所以水蒸气在其中的扩散速度相对较慢，而加气混凝土在保温隔热方面表现出色，能够有效地阻止水蒸气的渗透和扩散，从而保持建筑内部的干燥环境。但是过低的蒸汽渗透系数也可能导致材料内部湿度过高，影响材料的耐久性和性能。因此，在加气混凝土的制备过程中，需要通过控制材料的孔结构和孔隙率等因素，来调节其蒸汽渗透系数，以达到最佳的保温隔热效果[2]。

2.2.2等温吸放湿曲线

等温吸放湿曲线是描述材料在恒定温度下，吸湿和放湿过程中水分含量随时间变化的曲线，加气混凝土等温吸放湿曲线通常呈现出典型的多孔材料特性。在吸湿过程中，随着环境湿度的增加，加气混凝土开始吸收水分，初期由于材料表面和孔道中的吸附作用，吸湿速度较快；随着水分含量的增加，吸附位点逐渐饱和，吸湿速度逐渐减慢，最终当材料内部的水分含量达到平衡时，吸湿过程结束。在放湿过程中，当环境湿度降低时，加气混凝土开始释放内部的水分，与吸湿过程类似，初期由于材料表面和孔道中的解吸作用，放湿速度较快，随着水分含量的减少，解吸位点逐渐减少，放湿速度逐渐减慢，最后当材料内部的水分含量与环境湿度达到平衡时，放湿过程结束[3]。

2.2.3其他湿物理性质

除了蒸汽渗透系数和等温吸放湿曲线外，加气混凝土还具有其他重要的湿物理性质，比如其吸水性能是指材料在一定时间内吸收水分的能力，直接关系到材料的耐水性和抗渗性，加气混凝土的吸水性能受到其孔结构、孔隙率以及材料的表面性质等因素的影响。加气混凝土的湿态力学性能也是其湿物理性质的重要组成部分，在潮湿环境下，材料的强度、变形和耐久性等性能都可能发生变化，为此研究加气混凝土在湿态下的力学性能，对于评估其在实际工程中的适用性和耐久性具有重要意义。

3加气混凝土湿物理性质实验研究

采用加气混凝土，依据相关规定，其密度为B07级，强度为A5.0级，测试温度为20℃—25℃。将加气混凝土在70℃电热鼓风干燥箱中加热7天后，用电子天平进行称量，称量完成后将其放回干燥箱，在经过3天后再次称量；连续称量三次后，波动在0.1%之内时，取三次平均值作为干重。采用游标卡尺对加气混凝土进行测量，精度为0.01mm，每个方向测量三次，取平均值。实验各项基本信息如表1所示。

3.1平衡吸放湿实验设计

平衡吸放湿实验是探究加气混凝土在不同湿度环境下达到吸湿平衡和放湿平衡状态的重要方法。通过该实验，可以了解加气混凝土在不同湿度条件下的吸湿性能和放湿性能，为材料在实际应用中的性能预测提供依据。准备不同湿度的密封环境，对于放湿实验，将已达到吸湿平衡的样品取出，置于干燥环境中，重复上述称重步骤，直至样品质量不再发生显著变化，即认为达到放湿平衡。根据实验数据绘制加气混凝土在不同湿度下的吸湿曲线和放湿曲线，分析曲线的变化趋势，计算不同湿度下的平衡吸湿率和放湿率，对比不同湿度条件下的实验结果，探讨加气混凝土吸湿和放湿性能的影响因素。

3.2蒸汽渗透试验设计

蒸汽渗透试验用于测定加气混凝土对水蒸气的渗透性能，是评估材料在潮湿环境下耐久性的重要手段，能够了解加气混凝土对水蒸气的阻隔能力。准备蒸汽渗透测试装置，包括蒸汽发生器、测试腔体、温度控制系统和湿度传感器等，并准备必要的密封材料和固定装置，确保测试过程中的气密性；将加气混凝土样品固定在测试腔体内，确保样品与腔体密封良好，开启蒸汽发生器，设定合适的蒸汽温度和湿度，使腔体内的湿度达到稳定状态，记录测试开始时的初始数据，包括腔体内的湿度、温度以及样品的初始状态。在测试过程中，定期记录腔体内的湿度变化以及样品表面的变化情况，根据实验需要调整蒸汽发生器的参数，观察不同条件下加气混凝土的蒸汽渗透性能（具体实验设置如表2所示）。

3.3毛细吸水实验设计

毛细吸水实验用于研究加气混凝土在毛细作用下的吸水性能，对于评估材料在潮湿环境下的性能具有重要意义。通过实验可以明确加气混凝土毛细吸水速率和吸水量的变化规律。要准备足够的水量，确保实验过程中水源充足，并准备必要的测量工具，根据实验数据绘制加气混凝土的毛细吸水曲线，分析吸水量的变化规律；计算不同时间点的吸水速率，评估加气混凝土在毛细作用下的吸水性能。

4结果与讨论

4.1平衡吸放湿实验

平衡吸湿率（（W_a））和平衡放湿率（（W_d））的计算公式如下：

Wa =（mt - m）（m0） ＼100%

Wd = （m0 - mf）（m0） ＼100%

其中，（m0） 是样品的初始质量，（mt） 是样品在吸湿实验结束时的质量，（mf） 是样品在放湿实验结束时的质量。通过实验数据，绘制了加气混凝土在不同湿度下的平衡吸湿曲线和放湿曲线（如图1所示）。从曲线中可以看出随着环境湿度的增加，加气混凝土的平衡吸湿率逐渐增大；而在放湿过程中，随着环境湿度的降低，平衡放湿率也逐渐增大，说明加气混凝土具有良好的吸湿和放湿性能，能够适应不同湿度环境的变化。通过对比不同湿度条件下的实验结果，发现加气混凝土的吸湿和放湿性能受到环境湿度、材料内部孔结构以及表面特性等多种因素的影响。

4.2蒸汽渗透试验

加气混凝土的蒸汽渗透系数（（k）），该系数反映了材料对水蒸气的阻隔能力。蒸汽渗透系数的计算公式如下：

k = （qL）[A（P1 - P2）]

其中，（q） 是单位时间内通过样品的蒸汽量，（L） 是样品的厚度，（A） 是样品的渗透面积，（P1） 和 （P2） 分别是样品两侧的水蒸气分压力。通过实验数据计算得到了加气混凝土的蒸汽渗透系数，该系数越小说明材料对水蒸气的阻隔能力越强。实验结果表明，加气混凝土具有一定的蒸汽阻隔性能，能够在一定程度上抵抗水蒸气的渗透。同时，在研究蒸汽渗透系数与实验条件之间的关系时，实验发现随着温度的升高和湿度的增加，加气混凝土的蒸汽渗透系数有所增大，表明在实际应用中，需要注意控制环境条件，以保持加气混凝土良好的蒸汽阻隔性能。

4.3毛细吸水实验

加气混凝土的毛细吸水速率（v）和毛细吸水量（Q）。毛细吸水速率的计算公式如下：

v =δ Qδ t

其中，δ Q是单位时间内毛细吸水量的变化量，δ t 是时间间隔。

从曲线中可以看出，加气混凝土的毛细吸水速率在初始阶段较快，随着时间的推移逐渐减缓，最终趋于稳定，说明加气混凝土在毛细作用下具有一定的吸水能力，但吸水速率并非持续快速。通过不同样品的毛细吸水实验结果发现，加气混凝土的毛细吸水性能受到其内部孔结构、表面特性以及材料密度等因素的影响。

5结论

在平衡吸放湿实验中，加气混凝土展现出了良好的吸湿和放湿性能，随着环境湿度的增加，其平衡吸湿率逐渐增大，而在湿度降低时，平衡放湿率也相应增大。蒸汽渗透实验结果显示，加气混凝土具有一定的蒸汽阻隔性能，蒸汽渗透系数的大小反映了材料对水蒸气的阻隔能力。实验中发现该系数受到温度和湿度等条件的影响，在较高温度和湿度下蒸汽渗透系数略有增加，但仍保持在较低水平，说明加气混凝土能够在一定程度上抵抗水蒸气的渗透。在毛细吸水实验中，加气混凝土表现出了一定的吸水能力，其毛细吸水速率在初始阶段较快，随后逐渐减缓并趋于稳定，表明虽然加气混凝土具有一定的吸水性能，但其吸水速率并非持续快速，有助于在实际应用中控制材料的吸水量，且实验还发现加气混凝土的毛细吸水性能受到其内部孔结构、表面特性以及材料密度等因素的影响。

综上所述，加气混凝土在湿物理性质方面表现出良好的性能，其吸湿、放湿性能以及蒸汽阻隔性能使其能够适应不同湿度环境的需求，而毛细吸水性能则为其在实际应用中的性能控制提供了依据，有助于优化材料性能并提升其应用价值。

参考文献

[1]何建，李琼，孟庆林，等. 含盐加气混凝土吸湿行为的实验研究[J]. 建筑科学，2023，39（6）：10-17.

[2]张杰，黄斐，刘文地，等. 改性竹纤维加气混凝土的制备与界面特性[J]. 建筑材料学报，2022，25（7）：686-692.

[3]杨俊杰，郭春霞，谢静，等. 污泥气化渣制备蒸压加气混凝土研究[J]. 环境保护科学，2022，48（4）：79-83.

作者简介：陈风云（1997.06-），女，汉族，山东泰安人，本科，初级职称，研究方向：材料科学与工程。