為研究混凝土在不同初始溫濕度條件下內(nèi)部溫濕度的演化規(guī)律,通過預(yù)埋溫濕度傳感器和預(yù)處理產(chǎn)生不同溫濕度分組試件及絕熱、絕濕邊界,同時結(jié)合加熱板和恒溫恒濕箱,使試件內(nèi)部溫度沿單一方向傳導(dǎo),從而監(jiān)測混凝土內(nèi)部等濕熱傳導(dǎo)過程中的溫濕度演化規(guī)律。試驗表明,混凝土內(nèi)部濕度越大,溫度響應(yīng)速率越快,但濕度對最終穩(wěn)定時試件內(nèi)部的溫度幾乎無影響;混凝土內(nèi)部濕度相同時,試件兩側(cè)溫差越大,濕度響應(yīng)速率越快,且變幅越大;此外,混凝土內(nèi)部濕度遷移與溫度傳導(dǎo)存在耦合作用,濕度在溫度驅(qū)動力和濃度梯度下發(fā)生遷移,同時濕遷移過程帶走熱能,能進(jìn)一步促進(jìn)溫度傳導(dǎo)。 

【文章來源】：水電能源科學(xué). 2020,38(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

試驗示意圖

由圖2、表3可看出：(1)混凝土內(nèi)部各測點(diǎn)的溫度變化分快速增長期和緩慢增長期兩個階段。(2)混凝土內(nèi)部濕度相同時，在熱傳導(dǎo)過程中，混凝土內(nèi)部溫度變化僅受兩側(cè)溫差影響，試件兩側(cè)溫差（30、20、10℃）對試件內(nèi)部溫度演化規(guī)律影響較大，兩側(cè)溫差越大，距熱源距離越近；混凝土內(nèi)部各測點(diǎn)溫度響應(yīng)速率和溫升幅度越大，兩側(cè)溫差為30℃時尤為明顯。(3)混凝土內(nèi)部濕度不同時，濕度越大，其內(nèi)部溫度響應(yīng)速率越快，混凝土內(nèi)部相對濕度越小，其內(nèi)外平衡溫差越大。原因在于濕度作為混凝土孔隙中的一種介質(zhì)，水的熱傳導(dǎo)系數(shù)為0.62 W/（m·K），而空氣的熱傳導(dǎo)系數(shù)為0.024 W/（m·K），水的導(dǎo)熱系數(shù)為空氣的30倍，混凝土濕度越大其孔隙中的水分含量越高[8]，故整體的導(dǎo)熱系數(shù)也較大，根據(jù)傅立葉定律，由于導(dǎo)熱系數(shù)增大，導(dǎo)致溫度變化率增加[9]，從而使測點(diǎn)溫度響應(yīng)速度增大；此外，由于溫濕耦合作用，在溫度作用下濕度會產(chǎn)生遷移，而在濕度遷移過程中，必將帶走部分熱能[4]。因此，混凝土內(nèi)部相對濕度越大，各測點(diǎn)溫度響應(yīng)速度越快，溫升速率及溫升幅度亦越大。3.2 相對濕度變化特性

混凝土內(nèi)部相對濕度變化特性曲線見圖3。在單面施加50℃人工溫度擾動后，隨著熱傳導(dǎo)的進(jìn)行，各測點(diǎn)的濕度均發(fā)生一定變化；其中不同初始溫濕度下混凝土內(nèi)部各測點(diǎn)溫度最高值及最大增幅見表4。由圖3、表4可看出：(1)隨著熱傳導(dǎo)的進(jìn)行，內(nèi)部濕度沿軸向逐漸發(fā)生變化；隨著時間的延長，不同測點(diǎn)的濕度均發(fā)生一定變化，其中離熱源最近的測點(diǎn)（測點(diǎn)3）濕度先變大后變小，而另外2個測點(diǎn)的濕度均先增大后趨于穩(wěn)定狀態(tài)。(2)試件內(nèi)部溫度的演化對各測點(diǎn)相對濕度具有一定的影響，初始濕度越大，影響越大；各測點(diǎn)溫差越大，濕度變化越大；且濕度由溫度高的部位向溫度低的部位遷移。其中初始濕度為90%、試件兩側(cè)溫差為30℃時，濕度變化最大，最大變幅為4.4%；初始濕度為30%、試件兩側(cè)溫差10℃時，濕度變化最小，最大變幅僅0.1%。在絕濕邊界條件，內(nèi)部濕度受溫度的影響產(chǎn)生遷移。原因在于溫度越高，水分子的不規(guī)則運(yùn)動加快，水蒸汽擴(kuò)散速率加快，因此靠近熱源的測點(diǎn)相對濕度響應(yīng)速度最快，增幅最大；隨后，各測點(diǎn)間會產(chǎn)生一定的濕度差，根據(jù)Fick第二定律可知，由于濃度梯度，濕度由濃度大的部位向濃度低的部位遷移[10]。同時，溫差越大所產(chǎn)生的溫度驅(qū)動力越大，水分子運(yùn)動速率越大，濕度擴(kuò)散速率越快；在溫度驅(qū)動力作用下，濕度由溫度高的部位向溫度低的部位遷移，最終達(dá)到相對穩(wěn)定狀態(tài)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3243466