Quais são as aplicações do método de adsorção dinâmica de vapor no campo da pesquisa de materiais de construção?

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Quais são as aplicações do método de adsorção dinâmica de vapor no campo da pesquisa de materiais de construção? Existem muitos tipos de materiais de construção disponíveis hoje, desde o onipresente cimento e concreto até novos tipos de compósitos baseados em materiais naturais. Métodos avançados de adsorção de vapor de água (Resolução DVS) podem melhorar a compreensão do comportamento de adsorção desses materiais, ajudando assim a prever seu desempenho prático. 1. A adsorção dinâmica de água do cimento (DVS) fornece informações básicas sobre a reação do cimento e do concreto quando a umidade relativa muda e também pode fornecer o impacto das mudanças no desempenho, como durabilidade, vida útil e resposta aos aditivos. As informações fornecidas pela DVS podem ajudar a melhorar o desempenho destes e de outros aspectos do cimento e do concreto. 2. Pré-hidratação: A chamada pré-hidratação é o processo no qual o cimento absorve água quando exposto à umidade. A pré-hidratação do cimento é um fenômeno de grande preocupação para fabricantes e usuários. Pode levar a consequências adversas, como aumento do tempo de cura, redução da resistência à compressão, alteração das propriedades reológicas e redução da resposta a aditivos plastificantes de alta eficiência. A pré-hidratação envolve interações interfaciais com moléculas gasosas de água e condensação capilar entre as partículas. 3. Armazenamento No que diz respeito ao tempo de armazenamento ou vida útil do cimento, a quantidade de absorção de água precisa ser cuidadosamente considerada. A quantidade de água absorvida é afetada por parâmetros como temperatura, tempo de colocação, umidade relativa e propriedades especiais do material. O cimento que já está pré-hidratado quando enviado aos clientes também pode afetar o seu desempenho. A pré-hidratação está associada ao processo de fabricação e armazenamento do cimento e pode alterar significativamente as propriedades do cimento. Com a ajuda do DVS, condições reais podem ser simuladas em diferentes umidades e temperaturas e a vida útil do cimento pode ser calculada. 4. Tamanho do furo O tamanho do furo está diretamente relacionado à vida e durabilidade do concreto. O tamanho das partículas afeta a quantidade de água absorvida pelo concreto e também afeta a área superficial específica dos poros disponíveis para condensação capilar. No cimento poroso, o transporte de moléculas de vapor de água é afetado pela condensação e vaporização, que são os processos de troca de moléculas de água que ocorrem entre a superfície dos poros e o ar dentro dela. 5. Difusão A difusão do vapor d'água depende da porosidade, da geometria dos poros do concreto e do conteúdo de água líquida nos poros. Para uso a longo prazo, o concreto deve ser capaz de resistir aos danos causados ​​por muitos fatores, incluindo ciclos de congelamento e descongelamento, intempéries e ataque de sulfatos. O mecanismo de acção destes factores é mais ou menos controlado pela resistência do betão à intrusão de vapor de água. O DVS pode ser usado para obter a constante de difusão do vapor de água em materiais de cimento e concreto. 6. Isotermas de adsorção/dessorção Informações importantes sobre cimento e concreto podem ser obtidas a partir das isotermas de adsorção e dessorção. As isotermas de adsorção de vapor de água são frequentemente usadas para calcular a distribuição do tamanho dos poros e a área superficial específica. Além disso, informações úteis também podem ser obtidas a partir do efeito de histerese nas isotermas. Por exemplo, a histerese pode ser explicada pela presença de pequenos poros interligados que limitam a capacidade dos grandes poros internos de acessar moléculas externas de vapor de água. Usando instrumentos DVS, o teste é um processo preciso e totalmente automatizado, e as isotermas de adsorção e dessorção podem ser obtidas em apenas alguns dias, em vez de semanas ou meses de trabalho trabalhoso e propenso a erros. 7. Quando os materiais compósitos são submetidos a choques ambientais, tais como flutuações na umidade relativa, as moléculas de água se difundirão na matriz do compósito. Isto afetará negativamente a conexão base-reforço. Geralmente, para materiais compósitos, a exposição prolongada a ambientes úmidos causará danos irreversíveis devido à hidrólise da matriz polimérica ou à formação de microfissuras, e altas temperaturas podem agravar esse processo. Ao mesmo tempo, a difusão do vapor de água na matriz reduzirá a temperatura de transição vítrea e amolecerá a matriz, resultando em uma diminuição na resistência. Portanto, o teor de água e seus efeitos nos materiais compósitos são de grande importância para os projetistas estruturais. Equipamentos DVS podem ser usados ​​para obter dados de adsorção de água em compósitos em diferentes temperaturas. Isto facilita a caracterização de tais materiais e prevê seu desempenho em uso. Nos compósitos madeira-plástico, a adsorção do vapor d’água afeta diretamente as dimensões e a durabilidade do compósito devido à expansão da madeira presente em seu interior. Também aumenta a possibilidade de ataque de fungos ou outros microorganismos. A quantidade de água adsorvida depende da madeira, da quantidade de polímero e do tratamento da madeira antes da fabricação do compósito. 8. Madeira A madeira é um material absorvente de água porque sua parede celular contém um grande número de locais de absorção de água, que são compostos principalmente de grupos hidroxila polares. A maioria das propriedades da madeira quando utilizada como material de construção, como instabilidade dimensional, durabilidade e ataque de fungos, estão intimamente relacionadas ao comportamento de adsorção de água da madeira. O comportamento de adsorção de água torna-se complicado devido à influência dos principais componentes da madeira. As células e a celulose em seu interior formam uma intrincada conformação da parede celular interna. A absorção de água causa mudanças contínuas na estrutura, resultando em alterações no tamanho da parede celular. 9. Materiais de reparo Entre os materiais de reparo, a compatibilidade de materiais antigos e novos é o foco de atenção. É, portanto, importante investigar as propriedades de intrusão de vapor de água dos materiais de construção utilizados em estruturas mais antigas. A infiltração de vapor de água na estrutura externa de um edifício pode ter um impacto significativo no comportamento térmico dos materiais, na qualidade do ar interior e nas cargas de ar condicionado. Quando a umidade relativa é aumentada/diminuída, quando os materiais compatíveis têm propriedades hidratantes e anti-umidade semelhantes, e taxas de expansão térmica semelhantes, o compósito de materiais terá boas propriedades anti-hidratação e anti-umidade. Os instrumentos DVS podem ser usados ​​para testar essas propriedades de adsorção de vapor de água. 10. Combinação com outros instrumentos O equipamento DVS pode ser usado com outros instrumentos, como Raman, XRD, etc., para testar as alterações de desempenho das amostras quando a umidade relativa muda.