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相对湿度对岩棉保温板透湿性能影响的分析

发布时间:2019/8/28 14:50:27浏览量:

保温材料的透湿率对外墙外保温系统的保温效果和使用寿命具有重要影响,为了对近年来使用范围越来越广的岩棉保温板的透湿率进行研究。根据国际标准ISO12572-2001和美国标准ASTME96~O0设计实验,采用湿杯实验测试了岩棉保温板在其不同表观密度、不同厚度和所处不同环境湿度的情况下的透湿率,将实验数据进行最小二乘拟合,从所得到的拟合曲线及公式中分析不同因素对岩棉保温板透湿性能影响的情况。

此节分析了岩棉保温板的表观密度、厚度以及环境温度不变时,相对湿度差在12.51%~90%范围内岩棉保温板的透湿性能。表观密度为140kg/m,厚度为50mm的岩棉保温板在不同相对湿度下的透湿率如图4所示,图5为其拟合时的残差分布图。用Y=n+bx公式拟合得到的透湿率关于相对湿度差的表达式为:Wp=0.62011+1.8184×10-5RH2.6069(R2=0.997)由图4及拟合公式可知,当相对湿度差在10%~45%范围内时,透湿率随相对湿度差的变化比较缓慢,当相对湿度差超过45%后,透湿率随相对湿度差的增大变化较快,呈指数形式增长。笔者认为呈现出这种现象原因可能有两个:一是由于驱动势的增大,随着岩棉保温板两侧的相对湿度差的增大,在温度恒定的情况下,试样两侧的水蒸气压差也越来越大,水蒸气压差就是发生蒸气渗透的驱动势,随着驱动势的增大,透湿率也逐渐增大;二是由于毛细作用,相对于其他保温材料而言,岩棉具有较强的吸水性,随着杯内相对湿度的增大,岩棉保温板内部积累了更多的湿份,使得湿分以液体和蒸汽的形式同时存在于岩棉保温板内部。又因岩棉其特有的孔隙特征,使其内部具有大量的毛细管,这就促使了液态水在岩棉内的渗透,增大了其透湿率。

表观密度对岩棉透湿性能影响的分析
此节分析了当岩棉保温板的厚度以及所处环境湿度和温度不变时,岩棉保温板的表观密度在40—200kg/m范围内时岩棉保温板的透湿性能。不同表观密度,相同厚度(厚度为50mm)的岩棉保温板在相对湿度差为65.29%的环境下的透湿率如图6所示,图7为其拟合时的残差分布图。用y=a+(b-a)*xn/(kn+xn)公式拟合得到的透湿率关于材料表观密度的表达式为:Wp=2.7737-1.67709*p5.00147/(118.81435.00147+p5.00147)

由图6及拟合公式可知岩棉保温板的表观密度在40~70kg/m范围内,透湿率变化缓慢,在70~150kg/m范围内岩棉保温板的透湿率随着表观密度的增大而急剧降低,当表观密度大于150kg/m时,变化又再次趋于缓慢。笔者认为,出现这种现象的原因主要和岩棉保温板的孔隙率有关,当材料的孔隙率增大到一定程度后,表观密度降低对岩棉保温板的透湿率影响将不再那么明显。同理,当材料孔隙率降低到一定程度后,即使表观密度继续增大,对其透湿性能的影响也将不再明显。事实上,岩棉的透湿性能应该和其本身的孔隙率有关,但材料的孔隙涉及到连通孔隙和闭合孔隙的问题,而材料表观密度是一个比孔隙率更容易获得且更常用的参数,所以,岩棉保温板和其孔隙率的关系还有待进一步研究发现。

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