牆體材料熱濕膨脹機理與實驗方法研究

《牆體材料熱濕膨脹機理與實驗方法研究》是依託華南理工大學，由任鵬擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：牆體材料熱濕膨脹機理與實驗方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：任鵬
• 依託單位：華南理工大學

項目摘要

目前新型牆體因砌築材料熱濕膨脹、吸水膨脹和乾燥收縮而引起的開裂現象十分普遍，因熱濕膨脹機理和相關實驗方法複雜性，牆體的脹縮開裂控制措施和方法缺乏，現階段以測量乾縮值為實驗方法的防治手段效果也不佳，因此，要從根本上防治開裂，首先應提出適用於牆材濕脹乾縮變化機理模型，並建立精確測量的標準化實驗方法。本課題重點研究內容包括：1.分析牆材熱濕膨脹過程及機理，建立吸水膨脹過程的膨脹值和吸水率瞬態計算模型，提出全新的動態吸水膨脹測量標準化實驗方法；2.探索牆材在水中吸水量的連續測量方法，提出測量標距定位等關鍵問題和解決方案，進而建立具備連續、自動、精確和穩定測量功能的動態吸水膨脹測量裝置；3.研究環境濕度小範圍變化條件下牆材的變形規律，建立動態吸濕乾縮測量的標準化實驗方法，研製動態乾縮濕脹循環過程測量裝置，並確定牆體在乾濕循環狀態下的變形發展規律。本課題成果將為新型牆體構造設計提供開裂控制理論依據。

結題摘要

牆體開裂嚴重影響建築耐久性和居住質量。目前裂縫防治多集中在對牆體材料的乾燥收縮控制上，牆體乾濕交替誘發的濕漲變形一直未給予充分重視。由於缺少專門的實驗方法，國內外學者研究濕脹問題時不得不選用乾縮實驗方法替代，既不符合膨脹發展規律，測量精度也不高。因此，本課題對建築材料濕脹性能測量裝置和標準化實驗方法進行了系統研究，包括以下內容：1.分析了牆材濕脹過程、機理及現有實驗方法，建立了動態吸水膨脹實驗方案；通過探索牆材在水中吸水量的連續測量方法和解決測量標距定位等關鍵問題，推導吸水膨脹過程的膨脹值和吸水率瞬態計算模型，建立了具備連續、自動、精確和穩定測量功能的動態吸水膨脹測量裝置；2.通過典型牆材的動態吸水膨脹實驗，檢驗了測量裝置和實驗方法的準確性，進而提出了全新的牆體材料動態吸水膨脹標準化實驗方法，並分析了典型牆材的吸水膨脹規律，建立了其吸水膨脹實驗模型，分析了尺寸效應對其吸水膨脹規律的影響；3.基於準靜態吸濕條件下膨脹完全與含濕量變化相適應的假設，提出了用動態方式依次測量多個相對濕度由低到高的小範圍變化區間內的瞬時膨脹量和吸濕量來獲得等溫狀態下牆體材料吸濕膨脹曲線的新方法，並研製了動態濕脹乾縮測量裝置，確定了準靜態吸濕成立條件，進而建立了動態吸濕測量的標準化實驗方法；4.基於典型牆材實驗數據，分析了其吸濕膨脹規律，建立了相關實驗模型。5.首次定義了牆體材料動態濕脹係數及其計算方法，獲得了加氣磚和灰砂磚的動態濕脹係數。