一、产品概述
TD30801-1型建筑材料及制品湿热性能透湿性能试验箱(以下简称“试验箱”)是依据GB/T 30801-2014/ISO 21129:2007标准设计的专业设备,用于测定建筑材料及制品在稳态条件下的透湿性能(包括透湿率、透湿阻及透湿系数)。通过模拟试样两侧恒定的温湿度差(水蒸气压差),测量水蒸气通过试样的渗透量,结合天平实时监测盐溶液质量变化,计算材料的透湿相关参数。
二、试验原理
试验在恒温恒湿环境中进行:试验箱(透湿系数测试箱)的开口面安装待测试样,箱内放置饱和盐溶液,通过盐溶液维持箱内特定湿度;试验箱与外部试验空间形成固定的温湿度差(如箱内湿度高于/低于外部),使试样两侧产生水蒸气压差。水蒸气在压差驱动下通过试样渗透(从高压侧向低压侧),渗透量通过电子天平定时称量盐溶液质量变化间接获取。基于稳态条件下的透湿率数据,结合试样两侧表面透湿阻的修正,最终计算材料总透湿阻、透湿率及透湿系数。
TD30801-1或2型建筑材料及制品的湿热性能透湿性能试验箱(箱式法)
三、主要技术参数
3.1试验空间
•温度范围:10℃~30℃(可调,控制精度≥±0.5℃)
•相对湿度范围:(30±3)%~(90±3)%(可调)
3.2透湿性能试验箱
•标准工作尺寸:600mm×600mm×600mm(内部有效测试区域为开口面300mm×300mm)
3.3天平
精密电子天平≥5Kg/0.01g
•材质要求:采用不透湿气、耐腐蚀材料(如金属、玻璃、塑料等防潮材料)制成,接口处密封防漏气,结构强度满足正常使用;开口面连接试样安装架的法兰部分采用防潮橡胶或其他气密材料密封。
3.3辅助部件
部件 | 技术要求 |
风扇 | 均匀鼓吹试样表面空气,距试样表面50mm处风速可调至0.5m/s |
饱和盐溶液盘 | 面积≥试样面积,耐盐溶液腐蚀,构造便于天平称重(盐溶液深度10mm~20mm) |
天平 | 称量精度±10mg,用于实时监测盐溶液盘质量变化 |
试样安装架 | 防水抗变形材料制成,中部空心(300mm×300mm×300mm)放置试样,与试验箱法兰气密连接,与试样间留间隙密封微孔 |
温度计 | 2支,测量试样两侧空气温度,精度±0.1℃ |
湿度计 | 2支,测量试样两侧相对湿度,精度±2% |
四、试样要求
4.1试样尺寸与厚度
•标准尺寸:300mm×300mm(与安装架开口匹配)
•厚度:产品原厚(若厚度超过100mm的均质材料,可适当切薄至合理厚度)
4.2试样预处理
试验前,试样需在标准环境(23℃±5℃,相对湿度(50±10)%)下放置至恒重,恒重判定标准:连续3天称量,每日质量变化率不超过5%。
五、试验操作步骤
5.1试验前准备(饱和盐溶液配置与湿度差设定)
1.选择盐溶液:根据目标湿度差(20%~40%),参照GB/T 20312-2006附录A/B或标准表2,配制对应饱和盐溶液(如LiCl、MgCl₂等),确保溶液深度10mm~20mm。
2.放置溶液盘:将配置好的盐溶液倒入饱和盐溶液盘,置于试验箱恒温空间内,使试样两侧形成稳定的湿度差(通过溶液种类控制箱内湿度,外部试验空间湿度独立调节)。
3.校验溶液盘:确保测试结束前溶液中有足够结晶盐(避免因溶液耗尽影响湿度稳定性)。
5.2试样安装
1.边缘密封:用环氧树脂将铝框贴附于试样边缘(防止边缘漏气),将试样固定在试样安装架中部空心区域,确保试样与安装架连接处密封(密封剂不得接触试样表面,避免影响透湿面积)。
2.安装架连接:将试样安装架通过橡胶垫和夹具严密连接于试验箱的开口端法兰,确保整体气密性。
5.3试验箱校验(固有泄漏量测定)
1.校准基准:将金属板安装于试样安装架位置(替代试样),按后续测试的温湿度条件运行系统。
2.泄漏量测量:通过电子天平定时称量盐溶液盘质量变化,记录每小时水蒸气泄漏量(即质量变化值),作为试验装置的固有特征值(后续测试时需从总质量变化中扣除该泄漏量)。
5.4透湿量测量
1.定时称重:以固定时间间隔(需保证单次透湿量在0.02g~2g范围内)称量盐溶液盘质量,连续称量至少5次,直至5次质量变化(增重或减重)的偏差≤5%(表明达到稳态)。
2.数据修正:根据5.3测得的泄漏量(每小时透湿增重/减重),对盐溶液盘的质量变化数据进行修正,得到试样实际的透湿量。
3.线性拟合:通过最小二乘法选取至少5组透湿量与质量变化的线性正比数据点(确保相关性可靠),用于后续计算。
5.5温湿度监测
称重期间,持续记录试验箱及试验空间的温度和相对湿度(精度要求:温度±0.1℃,湿度±2%),水蒸气压通过实测温度与湿度计算(参考附录A公式)。
5.6表面透湿阻测量(可选)
若需精确计算材料本体透湿阻(排除表面阻力影响),需按附录B方法预先测量试样两侧的表面透湿阻(通常针对高透湿率材料或特殊需求)。
六、结果计算与报告
6.1计算参数
•透湿率(W):单位时间内通过单位面积试样的水蒸气量(按式(1)计算)。
•透湿阻(Z):试样对水蒸气渗透的阻力(按式(2)计算,含总透湿阻与表面透湿阻修正)。
•透湿系数(δ):材料透湿性能的综合指标(按式(3)计算)。
(具体公式详见标准GB/T 30801-2014附录B,本说明书中未直接列出,实际计算需依据标准原文。)
6.2测量精度影响因素(参考9.1~9.4)
•试样面积:尺寸测量误差≤±0.5mm(标准试样误差约±0.3%)。
•试样厚度:仅对均质材料透湿率测试有直接影响,建议硬质试样厚度测量精度≥0.5%(如使用千分尺)。
•密封性:试样与安装架密封不良会导致水蒸气泄漏,影响高透湿率材料的测试结果。
•湿度控制:饱和盐溶液配制的湿度精度直接影响试样两侧压差(目标湿度差20%~40%时,误差约±6%~±12%)。
七、试验报告内容
试验完成后,报告应包含以下信息:
1.产品标识:名称、类型、尺寸(300mm×300mm)、厚度(原厚)、密度等基本参数。
2.试验过程:
•执行标准号(GB/T 30801-2014/ISO 21129:2007);
•试验箱内平均温度及相对湿度(精确至小数点后1位);
•试验日期;
•试验装置型号及关键参数(如风扇风速、天平精度等)。
3.试验结果:
•透湿性能参数(透湿阻Z、透湿率W、透湿系数δ);
•各次测试的原始数据(如每次称重的质量变化、对应时间等)。
4.试验信息:试验室名称、试验人员签名及日期。
八、注意事项
1.试验前务必检查试验箱密封性及盐溶液盘无泄漏。
2.试样安装时需严格避免密封剂接触试样表面,确保透湿面积准确(300mm×300mm)。
3.定时称重要严格控制间隔,确保质量变化在0.02g~2g范围内以保证数据线性。
4.饱和盐溶液需定期检查结晶盐量,避免因溶液耗尽导致湿度失控。
5.若测试高透湿率材料,需重点检查试样与安装架的密封效果。