材料吸收水分的性质称为吸水性。由于材料的亲水性及开口孔隙的存在,大多数材料具有吸水性,故材料中常含有水分。材料中含水的多少以含水率表示。含水率为材料中所含水的质量占材料干燥质量的百分比。
材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性,材料的吸湿性是可逆的。干的材料在空气中能吸收空气中的水分,而逐渐变湿;湿的材料在空气中能失去水分,而逐渐变干,最终材料中的水分将与周围空气的湿度达到平衡,这时的材料处于气干状态。当空气的湿度保持稳定时,材料中的湿度会与空气的湿度达到平衡,也即材料的吸湿与干燥达到平衡,这时的含水率称为平衡含水率。平衡含水率不是固定不变的,它随着环境温度与湿度的改变而改变。
材料吸水达到饱和状态时的含水率称为材料的吸水率。吸水率是衡量材料吸水性大小的指标。吸水率可用质量吸水率和体积吸水率两种方式表达。
设材料在干燥状态下的质量为G,吸水饱和状态下的质量为G1,则材料质量吸水率W m的计算式为
体积吸水率是材料在吸水饱和状态下所吸水的体积占材料自然状态下的体积的百分比,计算式为
式中:V0为材料在自然状态下的体积;ρw 为水的密度,一般按1.0g/cm3计。
将式(1.11)与式(1.10)相除,可得Wv与W m的关系为(www.xing528.com)
式中:γ为材料的干表观密度。
通常,吸水率均指质量吸水率,但体积吸水率能更直观地反映材料吸水程度。
材料的吸水性不仅取决于材料本身的亲水性,还与其孔隙率的大小及孔隙特征有关。水分通过材料的开口孔隙吸入,通过连通孔隙渗入其内部,通过润湿作用和毛细管作用等因素将水分存留住。因此,具有较多细微连通孔隙的材料,其吸水率较大;而具有粗大孔隙的材料,虽水分容易渗入,但也仅能润湿孔壁表面,不易在孔内存留,其吸水率并不高;致密材料和仅有闭口孔隙的材料是不吸水的。
各种材料的吸水率相差很大,例如:密实新鲜花岗岩的质量吸水率为0.1%~0.7%、普通混凝土为2%~3%、普通黏土砖为8%~20%,而木材及其他轻质材料的质量吸水率常大于100%。
水对材料有许多不良的影响,它使材料的表观密度和导热性增大,强度降低,体积膨胀,易受冰冻破坏,因此材料吸水率大是不利的。
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