环保型调湿材料.doc

环保型调湿材料的调湿性能试验研究

摘要：以石膏为基础胶结材料，通过添加吸附性较好的植物纤维、活性炭和高岭土：，研制出一种具有较好调湿能力的材料；对配制的几种调湿材料的吸放}显性能进行了测定；利用计算机软件拟合了湿平衡曲线，得到调湿材料的等温吸湿曲线函数关系式。实验表叫，植物纤维类润材料的调湿性能较好，在石膏基础上制备成装饰兼吸湿板材。
关键词：调湿材料；等温吸放湿平衡曲线；曲线拟合
建筑室内湿环境控制对于改善室内人体热舒适和热感觉，保证人体健康具有重要作用。目前，调节室内相对湿度主要依靠调或其它耗能调湿器，不仅耗费电能较大，而且不利于温室气体的排放控制。因此，研究如何利用被动式手段调节居住建筑室内窄气湿度的方法，就显得具有重要的实用意义。
1试验用原材料及仪器
1．1试验材料及配比
以石膏为基体胶结料，碱性激发材料为辅料，掺以吸附性能强的植物纤维、活性炭或高岭土。通过试验，寻求既能满足力学性能又有较好调湿能力的最佳配合比。基料配合比为：m(石膏)：m(碱性激发料)=100：15，不同吸附掺合料的配比(质量比)见表1。
测试时使用了各种氯化物、硫酸盐等化学药剂及蒸馏水等。
1．2实验仪器
吸湿试验采用恒温箱，温度可控制在25℃左右，精度0．1℃；烘箱，干燥器和李氏瓶；电子天平，精度0．001g。
力学性能试验采用20mm×20mm×20mm、40mm×40mm×l60mm成型试模，60t抗折、抗压试验机。
2吸放湿实验
按照上述不同的配比，成型为20mm×20mm×20mm的立方体试样，放入干燥器中进行干燥，然后置于已配制好的饱和盐溶液的干燥器中，不同组的饱和盐溶液对应的相对湿度(25℃)见表2。
2．1吸湿实验

实验从相对湿度为11．3％开始，首先将调好湿度的试样放入恒温(25℃)箱中，待吸湿平衡达到恒重；递增相对湿度继续吸湿，直到在相对湿度为97．3％下吸湿平衡，吸湿实验结束，不同掺合物的等温吸湿曲线见图1。植物纤维不同掺量的等温吸湿变化见图2。调湿材料从相对湿度57．6％至97．3％吸湿过程的等温曲线见图3。
2．2放湿实验
试样在相对湿度97l3％开始吸湿，待吸湿平衡达到恒重后，在相对湿度75．3％下放湿，放湿平衡后，递减相对湿度继续放湿，直到在相对湿度为11．3％下放湿平衡，放湿实验结束，不同掺合物的等温放湿曲线见图4。
2.3力学性能实验
按表1不同的配比，成型40mm×40mm×160mm的试样，放入养护室进行养护，待一定龄期后测试其强度，结果见表3.
3实验结果分析
由图1可以看出，掺植物纤维的调湿材料在湿度30％~80％区间明显比掺高岭土和活性炭材料的吸湿能力强，这正好与室内温度要求的调湿范围相吻合，说明植物纤维调湿材料具有可开发的使用价值。同时，从3种材料吸湿曲线走势的规律看，可以证明植物纤维调湿材料内部存在大量孔隙，在相对湿度小于30％时，由于孔隙吸附使吸湿量逐渐增加，达单分子饱和时，出现第一拐点；相对湿度30％~80％间吸附量变化不大，当相对湿度达到80％以上时，按照多分子吸附理论，出现第二拐点。图2反映的是调湿材料的放湿能力大小，可以看出，掺植物纤维的调湿材料在高湿度向低湿度转变下，具有比另外2种材料较强的放湿能力。
从图3同时可以看出，不同植物纤维掺量中，存在一个最佳值，即植物纤维掺量在10％时，调湿能力较好，且对应的力学性能能满足板材指标的要求。
由图4相对湿度从57．6％向97．3％吸湿过程的等温曲线表明，掺活性炭组的吸湿速率最快；掺植物纤维组早期偏低，中后期吸湿加快；掺高岭土组吸湿最慢。