[發明專利]一種多層多孔材料界面水蒸氣滲透系數測定裝置及方法

有效

• 申請號: 202110162950.4
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112964619B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 瞿銘良;盧笙悅;田帥奇;林青陽;范利武;俞自濤
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N13/04;G01N5/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發明公開了一種多層多孔材料界面水蒸氣滲透系數測定裝置及方法，該裝置包括用于控制濕度和環境溫度的恒溫恒濕箱，以及設于恒溫恒濕箱內的天平和置于天平上的高濕度室；所述高濕度室內裝有用于控制內部相對濕度的飽和鹽溶液，高濕度室上部放有樣品；所述高濕度室上部開孔，樣品固定于高濕度室開口處，所述樣品與高濕度室之間利用封條密封，樣品四周隔絕水蒸氣；所述樣品為若干多孔介質材料疊加或粘結得到,樣品上布置有溫濕度傳感器，用于測量樣品內部的溫度和濕度。采用本發明方法可以精準測量多孔建筑材料界面水蒸氣滲透系數。

技術領域

本發明涉及多層多孔材料界面熱濕物性測試領域，尤其涉及一種多層多孔材料界面水蒸氣滲透系數測定裝置及方法。

背景技術

在典型建筑環境中多孔建筑材料會發生水蒸氣的滲透侵入現象，而水蒸氣對于建筑材料的耐久性和保溫性能都有很大的影響。因此對于水蒸氣在多孔材料內部的傳質系數對建筑結構設計具有指導意義。而在實際建筑結構中存在大量多孔介質連接的界面，如磚塊和水泥砂漿，水泥和外墻抹灰等。由于兩側材料發生物質相互滲透，導致在多孔材料界面處的孔隙率和孔隙直徑與兩側材料不同，因而兩種材料結合后整體的滲透系數和兩種材料單獨的滲透系數有所不同。為此需要對材料連接界面處的水蒸氣滲透系數進行定量測試。雖然現在已經很有多水蒸氣滲透系數測試裝置，但存在以下問題：

1、缺少專門的方法和裝置對于多層多孔介質界面連接處的水蒸氣滲透系數進行測試。

2、由于水蒸氣分壓在多層材料內部是非線性分布，所以常用的穩態測試裝置測試方法失效。

發明內容

針對上述現有技術中存在的問題，本發明提供一種多層多孔材料界面水蒸氣滲透系數測定裝置及方法，用于精準測量多孔建筑材料界面水蒸氣滲透系數。

本發明通過以下技術方案來實現：

一種多層多孔材料界面水蒸氣滲透系數測定裝置，包括用于控制濕度和環境溫度的恒溫恒濕箱，以及設于恒溫恒濕箱內的天平和置于天平上的高濕度室；所述高濕度室內設有用于控制內部相對濕度的飽和鹽溶液，所述飽和鹽溶液控制環境相對濕度為30％-97％；高濕度室內設有溫濕度傳感器，高濕度室上部放有樣品；所述高濕度室上部開孔，樣品固定于高濕度室開口處，所述樣品與高濕度室之間利用封條密封，樣品四周隔絕水蒸氣，防止水蒸氣從側面滲透出去；所述樣品由若干多孔介質材料疊加或粘結得到,樣品上布置有溫濕度傳感器，用于測量樣品內部的溫度和濕度。

上述技術方案中，進一步地，所述溫濕度傳感器布置在多孔介質材料界面兩側，且其數量多于2只，位于界面兩側的溫濕度傳感器相對界面對稱布置。

進一步地，所述樣品中的不同層多孔介質材料為相同或不同材料。

進一步地，所述天平為電子天平、機械天平或壓力傳感器。

進一步地，所述溫濕度傳感器中，濕度采用電容式，電阻式，鏡面式濕度傳感器測量，溫度采用集成式熱電偶測量。

本發明還提供一種多層多孔材料界面水蒸氣滲透系數測定方法，該方法基于上述裝置實現，具體包括如下步驟：

測試開始前，將樣品烘干，冷卻至室溫后測量樣品的底面積，并組裝各部件。組裝完成后，實時觀察天平示數，單位時間內質量損失量表示材料的水蒸氣質量流量J_interface，待水蒸氣質量流量J_interface穩定，此時進入測量階段。讀取樣品內部界面兩側溫濕度傳感器示數，利用公式1和公式2

將界面兩側的相對濕度轉化為水蒸氣相對密度ρ_v1和ρ_v2，利用公式3和4計算界面水蒸氣滲透系數：