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


nove_dvs.jpg

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.

What-is-cement2.jpg

Obr. 2: Cementový prášek

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.

Graf_DVS.png

Obr. 3: Závislost sorpce vlhkosti (%) dle času pro dva různé cementové prášky

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.

Pro více informací nás neváhejte kontaktovat na volfova@pragolab.cz nebo prikrylova@pragolab.cz .