一种模拟真实气候环境特征的围护材料耐久性测试方法技术

本发明专利技术公开了一种模拟真实气候环境特征的围护材料耐久性测试方法，其步骤包括：一.制作围护材料：所述围护材料由内饰面层、内保温层、找平层、试验基墙、外找平层、外饰面材料组成，即按外墙围护材料工程构造做法制作的构件；二.制作实验装置：所述实验装置包括：外侧箱体、内侧箱体、温度装置、湿度装置、喷淋水装置、测试装置和数据显示存储装置；三.围护材料的按置：将所述围护材料按置到试样车上，并固定到所述内侧箱体和所述外侧箱体之间的开口一和开口二中；所述围护材料四周与所述箱体接触部位无缝隙，并使用密封垫片进行密封防水处理；四测试。本发明专利技术可以模拟真实气候环境特征，并对围护材料材料系统的耐久性进行准确的测试。还可对水蒸气迁移进行测试。

A testing method for durability of enclosure materials that simulates the characteristics of real climate and environment

The invention discloses a simulation environment characteristics of real climate envelope material durability testing method, which comprises the following steps: 1. Make the enclosure material: from inside enclosure material facing layer, insulating layer, leveling layer, test base wall, outside the leveling layer, external decorative materials, namely the members according to the exterior material engineering the practice of making structural enclosure; two. Experimental apparatus: the experimental device comprises an outer case, inner box, temperature, humidity, water spraying device device device, testing device and data storage device; three. According to the enclosure material: the enclosure material according to buy into the test car, and fixed to open a second opening and between the inner and outer side of the box body; the box body and around the enclosure material contact part of the seamless, and use the gasket to seal waterproof Treatment; four test. The invention can simulate the characteristics of the real climate and environment, and test the durability of the material and material system of the enclosure accurately. It is also possible to test the migration of water vapor.

【技术实现步骤摘要】
一种模拟真实气候环境特征的围护材料耐久性测试方法
本专利技术涉及围护材料系统耐久性测试方法，特别是一种模拟真实气候环境特征的围护材料耐久性测试方法。
技术介绍
根据中国建筑热工设计分区图，我国典型气候区包括严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖和温和地区，不同气候区的温度、湿度、光照等因素各不相同，对围护材料材料的要求也各不相同。建筑围护材料材料构成复杂，包括各种类型的基层墙体、找平材料、保温材料、防护层和饰面材料等。在热荷载、湿气迁移、冻融等环境因素耦合作用下建筑围护材料材料容易发生破坏。当前围护材料仍存在以下突出问题：①保温砂浆、薄抹灰等外墙保温系统开裂、脱落、渗水；②内外墙涂料等开裂、起皮、结露和发霉；③混凝土、砌块等墙材界面冷凝水积聚事故多发，导致围护材料系统寿命和使用性能大幅降低。无论高温还是低温都将可能产生一种破坏性的或不可逆的变形作用，外墙围护材料系统在温度、湿度和收缩的作用下应是稳定的，一般被认为在非雨季节低温－20℃和高温50℃是外保温系统正常使用温度变化的极端。在经受长时间太阳照射之后突然降雨会造成外墙围护材料系统表面温度急剧下降，外墙围护材料系统在表面温度变化达50℃的作用下，不应引起任何破坏。当外墙外保温系统暴露于太阳辐射下时，太阳辐射可使其表面温度升高，这种温度的升高取决于辐射流和表面的能量吸收，通常极端表面温度达70℃。根据不同气候区气候因素对外墙围护材料系统的破坏情况，严寒和寒冷地区主要是来自低温的破坏，而夏热冬冷和夏热冬暖地区则主要是来自高温和高温淋雨的破坏。另外，面砖饰面外墙围护材料系统一旦脱落所造成的危害比涂料饰面外墙围护材料要大的多，会涉及更多的系统安全性问题，根据外墙围护材料系统面砖的破坏情况，冻融是致使面砖脱落的重要因素。研究环境因素对围护材料材料的作用，对提升围护材料性能和改善人居环境舒适度，具有重要作用和意义。实际围护材料安全和功能耐久性很难与主体结构匹配，如外墙保温服役寿命为25年，低于结构寿命，维护和返修压力巨大。国内外开展了不少墙体和保温材料耐久性相关研究，解决了一定的科学问题及关键技术。从总体情况看，国内外现有研究外现有研究[1-2]可对部分围护材料材料进行特定因素下的耐久性模拟和分析，实现单体材料和局部结构的耐久性提升设计。由于对象较分散、未进行复杂环境因素耦合和材料系统性考虑，现有研究无法揭示围护材料在复杂环境因素耦合作用下的应用效果和劣化机理，使得围护材料体系耐久性设计和评价缺少精准、科学的依据和方法，围护材料性能协同提升缺少技术支撑，从而阻碍了围护材料与功能一体化工业化技术进步。国内外研究水平：(1)研究边界以简单因素作用下单材料居多，缺乏复杂环境因素耦合和材料系统性考虑。整体研究对象比较分散，未成系统。国内外主要针对应用最广泛的蒸压加气混凝土墙材，研究了水化产物、孔结构对干燥收缩、冻融、碳化等性能的影响[3]；李庆繁[4]对严寒地区蒸压加气混凝土砌块耐久性进行了研究，但未涉及机理；有些人研究了废灰和玄武浮石烧结砖的冻融和干湿循环劣化情况[5]；有些人研究了再生混凝土抗冻性，从而指导墙材耐久性分析。有些人研究了围护材料内部冷凝产生湿破坏对耐久性的影响。赵立华[6]研究保温层设计对围护材料传湿及耐久性影响；刘革研究了夹芯保温复合墙体在季节性冻融循环下的耐久性劣化[7]。盛强敏[8]研究了软化对非承重混凝土空心砖的强度的影响；国内对蒸压灰砂砖软化、碳化性能的耐久性影响作了微观解释。(2)对简单因素下的耐久性劣化进行了模拟，较少涉及耐久性分析模型和评价方法。有些人对热湿气候条件下围护材料耐久性进行了模拟。烧结类墙材耐久性是在长期应用基础上形成标准规范，但未深入相关机理研究。关于保温材料耐久性研究，国外主要针对外墙外保温系统(简称EIFS)展开，借助数学手段结合定性试验预测其长期蠕变等耐久性能。有人通过水泥和聚合物相互作用，实现了EIFS寿命预测，提出耐久性定性提升方法。有人通过EPS板吸水率试验，建立长期吸水性预测模型。国内研究偏重于定性研究和数值化模拟[9]。综上，围护材料体系中耐久性和功能性差，使用寿命与主体结构相差大，而目前缺乏相关耐久性研究，其往往局限于标准中极少耐久性指标，并不能完全揭示耐久性与功能性劣化机理，实际中并无围护材料透气性优劣、围护材料冷凝与否的实际检测方法，更缺乏模拟实际室内、室外环境围护材料水蒸气渗透过程的实验方法。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种模拟真实气候环境特征的围护材料耐久性测试方法。本专利技术采用如下技术方案：一种模拟真实气候环境特征的围护材料耐久性测试方法，其步骤包括：1.制作围护材料：所述围护材料由内饰面层、内保温层、找平层、试验基墙、外找平层、外饰面材料组成，即按外墙围护材料工程构造做法制作的构件；2.制作实验装置：所述实验装置包括：外侧箱体、内侧箱体、试样车、温度装置、湿度装置、喷淋水装置、测试装置和数据显示存储装置；自动控制和记录试验过程中：围护材料的温度，所述内侧箱体和外侧箱体内的温度和空气湿度、喷淋水流量试验参数；所述内侧箱体和外侧箱体组成箱体，所述箱体均采用保温材料进行绝热处理；所述内侧箱体设有开口一，所述外侧箱体设有开口二，所述内侧箱体和所述外侧箱体之间为可移动的试样车，所述试样车上为待测的所述围护材料，所述试样车与开口一和开口二之间密封连接；所述外侧箱体设有出口，可用于人员进出和观察内部状况，所述内侧箱体设有观察口，观察试样及箱体内部状况。所述温度装置包括加热系统、制冷压缩机和干燥系统，所述加热系统置于所述箱体内侧顶部，不直接照射到所述围护材料，温度区间为30℃～80℃；所述制冷压缩机组置于所述箱体外部，采用双压缩机，温度区间为-30℃～30℃；所述干燥系统置于所述箱体内侧顶部，采用风机进行空气循环，试验时围护材料温度均匀度不大于3℃；所述湿度装置包括加湿系统和除湿机，所述加湿系统置于所述箱体内侧顶部，湿度区间为10％～100％，所述除湿机置于所述箱体外部，采用转轮除湿方式；所述喷淋水装置设置于所述箱体开口侧顶部以下0.1m～0.2m，距所述围护材料表面0.1m～0.2m，呈水平排列，喷淋水装置的喷嘴数量满足喷淋水布满围护材料表面的要求；所述测试装置，包括箱体测试器件，在所述内侧箱体和外侧箱体内各设有温度传感器、湿度传感器、温度贴片和露点仪；所述露点仪与所述湿度传感器相连；所述温度贴片与所述温度传感器相连，用于采集所述箱体内的温、湿度；还包括围护材料的传感器，在所述围护材料的内部材料界面处各埋设6个温度传感器和6个湿度传感器，埋设方式为：在所述围护材料中心沿厚度方向的轴线上，选取内饰面层、保温层、找平层、试验基墙、外找平层、外饰面材料的每层中埋设；所述围护材料的传感器封装于直径略大于其的金属套中；还包括水流量计，所述水流量计置于所述箱体外部，并与所述喷淋水装置连接；所述水流量计在测量流量范围的精度等级不应低于2.5级；还包括吸湿增重装置，所述外侧箱体内部设置所述吸湿增重装置；所述数据显示存储装置，采用PLC与温度传感器和湿度传感器连接，进行信号采集和控制，通过触摸屏进行操作和记录数据；3.围护材料的按置：将所述围护材料按置到试样车上，并固定到所述内侧箱体和所述外侧箱体之间的开口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟真实气候环境特征的围护材料耐久性测试方法，其特征在于：步骤包括：一.制作围护材料：所述围护材料由内饰面层、内保温层、找平层、试验基墙、外找平层、外饰面材料组成，即按外墙围护材料工程构造做法制作的构件；二.制作实验装置：所述实验装置包括：外侧箱体、内侧箱体、温度装置、湿度装置、喷淋水装置、测试装置和数据显示存储装置；自动控制和记录试验过程中：围护材料的温度，所述内侧箱体和外侧箱体内的温度和空气湿度、喷淋水流量试验参数；所述内侧箱体和外侧箱体组成箱体，所述箱体均采用保温材料进行绝热处理；所述内侧箱体设有开口一，所述外侧箱体设有开口二，所述内侧箱体和所述外侧箱体之间为可移动的试样车，所述试样车上为待测的所述围护材料，所述试样车与开口一和开口二之间密封连接；所述外侧箱体设有出口，可用于人员进出和观察内部状况，所述内侧箱体设有观察口，观察试样及箱体内部状况；所述温度装置包括加热系统、制冷压缩机和干燥系统，所述加热系统置于所述箱体内侧顶部，不直接照射到所述围护材料，温度区间为30℃～80℃；所述制冷压缩机组置于所述箱体外部，采用双压缩机，温度区间为‑30℃～30℃；所述干燥系统置于所述箱体内侧顶部，采用风机进行空气循环，试验时围护材料温度均匀度不大于3℃；所述湿度装置包括加湿系统和除湿机，所述加湿系统置于所述箱体内侧顶部，湿度区间为10％～100％，所述除湿机置于所述箱体外部，采用转轮除湿方式；所述喷淋水装置设置于所述箱体开口侧顶部以下0.1m～0.2m，距所述围护材料表面0.1m～0.2m，呈水平排列，喷淋水装置的喷嘴数量满足喷淋水布满围护材料表面的要求；所述测试装置，包括箱体测试器件，在所述内侧箱体和外侧箱体内各设有温度传感器、湿度传感器、温度贴片和露点仪；所述露点仪与所述湿度传感器相连；所述温度贴片与所述温度传感器相连，用于采集所述箱体内的温、湿度；还包括围护材料的传感器，在所述围护材料的内部材料界面处各埋设6个温度传感器和6个湿度传感器，埋设方式为：在所述围护材料中心沿厚度方向的轴线上，选取内饰面层、保温层、找平层、试验基墙、外找平层、外饰面材料的每层中埋设；所述围护材料的传感器封装于直径略大于其的金属套中；还包括水流量计，所述水流量计置于所述箱体外部，并与所述喷淋水装置连接；所述水流量计在测量流量范围的精度等级不应低于2.5级；还包括吸湿增重装置，所述外侧箱体内部设置所述吸湿增重装置；所述数据显示存储装置，采用PLC与温度传感器和湿度传感器连接，进行信号采集和控制，通过触摸屏进行操作和记录数据；三.围护材料的按置：将所述围护材料按置到试样车上，并固定到所述内侧箱体和所述外侧箱体之间的开口一和开口二中；所述围护材料四周与所述箱体接触部位无缝隙，并使用密封垫片进行密封防水处理；四.测试：1)围护材料的水蒸气迁移测试：分别通过温度装置设定外侧箱体的不同温度，范围为‑30℃～80℃，设置内侧箱体的不同温度，范围为10℃～30℃；通过湿度装置设定箱体的不同湿度：99％、90％、80％、70％、60％、50％、40％、30％、20％、0％；通过测试装置测试不同透气性的围护材料的湿度迁移时间、迁移量及各个界面温、湿度变化；2)模拟围护材料耐久性测试的真实环境特征测试：热雨循环条件如下，时间可自由设定：在1h内将试样温度升至一定温度，如(80±5)℃，在温度(80±5)℃、相对湿度10％～30％的环境下保持一定时间(可保持6小时，简写为6h)；喷水一定时间(可为30分钟，简写为30min)，，水温应为(15±5)℃，每个试样墙体喷水量应为(1.0±0.1)L/(m...

【技术特征摘要】
1.一种模拟真实气候环境特征的围护材料耐久性测试方法，其特征在于：步骤包括：一.制作围护材料：所述围护材料由内饰面层、内保温层、找平层、试验基墙、外找平层、外饰面材料组成，即按外墙围护材料工程构造做法制作的构件；二.制作实验装置：所述实验装置包括：外侧箱体、内侧箱体、温度装置、湿度装置、喷淋水装置、测试装置和数据显示存储装置；自动控制和记录试验过程中：围护材料的温度，所述内侧箱体和外侧箱体内的温度和空气湿度、喷淋水流量试验参数；所述内侧箱体和外侧箱体组成箱体，所述箱体均采用保温材料进行绝热处理；所述内侧箱体设有开口一，所述外侧箱体设有开口二，所述内侧箱体和所述外侧箱体之间为可移动的试样车，所述试样车上为待测的所述围护材料，所述试样车与开口一和开口二之间密封连接；所述外侧箱体设有出口，可用于人员进出和观察内部状况，所述内侧箱体设有观察口，观察试样及箱体内部状况；所述温度装置包括加热系统、制冷压缩机和干燥系统，所述加热系统置于所述箱体内侧顶部，不直接照射到所述围护材料，温度区间为30℃～80℃；所述制冷压缩机组置于所述箱体外部，采用双压缩机，温度区间为-30℃～30℃；所述干燥系统置于所述箱体内侧顶部，采用风机进行空气循环，试验时围护材料温度均匀度不大于3℃；所述湿度装置包括加湿系统和除湿机，所述加湿系统置于所述箱体内侧顶部，湿度区间为10％～100％，所述除湿机置于所述箱体外部，采用转轮除湿方式；所述喷淋水装置设置于所述箱体开口侧顶部以下0.1m～0.2m，距所述围护材料表面0.1m～0.2m，呈水平排列，喷淋水装置的喷嘴数量满足喷淋水布满围护材料表面的要求；所述测试装置，包括箱体测试器件，在所述内侧箱体和外侧箱体内各设有温度传感器、湿度传感器、温度贴片和露点仪；所述露点仪与所述湿度传感器相连；所述温度贴片与所述温度传感器相连，用于采集所述箱体内的温、湿度；还包括围护材料的传感器，在所述围护材料的内部材料界面处各埋设6个温度传感器和6个湿度传感器，埋设方式为：在所述围护材料中心沿厚度方向的轴线上，选取内饰面层、保温层、找平层、试验基墙、外找平层、外饰面材料的每层中埋设；所述围护材料的传感器封装于直径略大于其的金属套中；还包括水流量计，所述水流量计置于所述箱体外部，并与所述喷淋水装置连接；所述水流量计在测量流量范围的精度等级不应低于2.5级；还包括吸湿增重装置，所述外侧箱体内部设置所述吸湿增重装置；所述数据显示存储装置，采用PLC与温度传感器和湿度传感器连接，进行信号采集和控制，通过触摸屏进行操作和记录数据；三.围护材料的按置：将所述围护材料按置到试样车上，并固定到所述内侧箱体和所述外侧箱体之间的开口一和开口二中；所述围护材料四周与所述箱体接触部位无缝隙，并使用密封垫片进行密封防水处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵立群，陈宁，王娟，朱胜盛，
申请(专利权)人：上海市建筑科学研究院，
类型：发明
国别省市：上海,31