Charakterizace vlastností stavebních materiálů s použitím DVS (dynamická sorpce pár) od společnosti Surface Measurement Systems

Obr. 1: Zařízení na charakterizaci dynamické sorpce par od společnosti   Surface Measurement Systems (zleva DVS ADVENTURE, DVS RESOLUTION, DVS ENDEAVOUR)

Interakce vodní páry (vlhkost) s pevnými materiály má vliv na celou řadu průmyslových odvětví a materiálů včetně léčiv, potravin a obalových materiálů. Zejména, pokud se jedná o stavební materiály, je sorpce vlhkosti kritickým faktorem a má významné důsledky na vlastnosti cementu, dřeva, izolačních materiálů a vláken. Poškození vlhkostí je významným faktorem omezujícím samotnou životnost budov. Stejně difúze vlhkosti přes vnější konstrukci budovy může mít významný vliv na kvalitu vnitřního ovzduší a zatížení klimatizace. Použití automatických gravimetrických zařízení ke studiu sorpce pár na pevných látkách se stává běžnou praxí v mnoha průmyslových odvětvích. Tento přehled popisuje měření dynamické sorpce par (DVS) použité na zkoumání dvou různých druhů cementů používaných ve stavebnictví.

Měření kinetiky sorpce vlhkosti dvou typů cementů s použitím DVS

Úvod

Důležitým faktorem při dlouhodobém uskladnění cementu je rychlost sorpce vlhkosti cementu při specifických podmínkách skladování. Tradičně se provádí uskladnění cementu ve velkých kontejnerech, které jsou pravidelně váženy v rozmezí měsíců nebo let. Studium vlivu vlhkosti na porézní stavební materiály, jako je cement, je důležité i z hlediska zlepšení jeho vlastností. Pro tento materiál je koncentrace par a teplota považovány za hlavní principy chápání transferu vlhkosti. Voda má schopnost narušit mechanické vlastnosti materiálu a tím i snížit jeho životnost.

Metodika

Kinetika sorpce vodní páry byla měřena s použitím automatického gravimetrického analyzátoru DVS při teplotě 40°C a relativní vlhkosti 95%. Použité množství vzorku bylo přibližně 30 mg.

Výsledky

Dva různé cementové prášky (cement 1 a cement 2) byly vystaveny 95% relativní vlhkosti při 40°C. Vzorky byly pozorovány v závislosti na čase. Vzorky byly nejprve vysušeny v proudu dusíku po dobu 1 hodiny při teplotě 40°C. V obou případech vykazují vzorky cementu velmi malou ztrátu vlhkosti po vysušení (<0.1%). Výsledky zřetelně ukazují rychlou sorpci vlhkosti v případě vzorku - cement 1 ve srovnání se vzorkem - cement 2, která vykazuje poměrně dlouhou indukční dobu a sorpce vlhkosti je nízká. Vzorek - cement 1 vykazuje jemné rozdíly v sorpční kinetice nad 11% obsahem vlhkosti, což naznačuje přítomnost možných komplexotvorných reakcí. Oba vzorky nedosáhli rovnováhu a po 2 dnech měření, vzorek - cement 1 pohltil přibližně 16% vlhkosti a vzorek - cement 2 přibližně 12% vlhkosti. I když vzorky nedosáhli rovnováhu, ze závislosti je jasně vidět rozdíl mezi srovnávanými vzorky cementu.

Shrnutí

Dynamická sorpce par (DVS) může být použita ke studiu kinetiky sorpce vlhkosti ve stavebních materiálech jako je například cement, a porovnat jejich chování za různých podmínek skladování. Z naměřených údajů můžeme tvrdit, že vzorek - cement 2 má v porovnání se vzorkem - cement 1 delší životnost během skladování. Studium je vhodné pro široké spektrum stavebních materiálů, které je možné testovat při různých teplotních a vlhkostních podmínkách.