Comparative analysis of desorptive methods used for mass diffusivity estimation

• Autorzy: Garbalinska H.

Warianty tytułu

PL

Analiza porównawcza desorpcyjnych netod wyznaczania współczynnika dyfuzji wilgoci

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper provides a comparative analysis of three methods used to determine Dm diffusivity, which were tested for non-stationary desorption process and referred to various stages of its course. These are: the √t-type method – linked to the initial phase; the logarithmic procedure – for the advanced phase of the process, and the half-time method – referring to the point of time when 50% of mass has been exchanges. The article presents results of desorption process research carried out in the temperature of 20°C and encompassed three mortars characterized by the following water-cement ratios w/c = 0.50, 0.65 and 0.80. Samples of these mortars were conditioned for several months under air relative humidity φ= 97% until the time of reaching moisture equilibrium, and then they were placed in humidity conditions of φ≈ 0%. The values Dm(√t), Dm(ln), Dm(t0.5), obtained through the analyzed desorption process (T = 20°C, φ= 97% → 0%), presented a good conformity of all the three tested methods in the case of all the mortars – from the fully identical results: Dm(t0,5)/Dm(ln) = 1.00 with w/c = 0.80 to the most diversied ones: Dm(t0,5)/Dm(√t) = 1.23 with w/c = 0.65.

PL

W artykule poddano analizie porównawczej trzy metody wyznaczania dyfuzyjności (Dm), przetestowane w odniesieniu do niestacjonarnego procesu desorpcji, a dotyczące różnych etapów w jego przebiegu. Są to: metoda typu √t – dotycząca wstępnej fazy procesu, procedura logarytmiczna – dotycząca zaawansowanej fazy procesu, oraz metoda czasu połówkowego – odnosząca się do punktu czasowego odpowiadającego 50-procentowej wymianie masy. W artykule przedstawiono wyniki badań procesu desorpcji przeprowadzonych w temperaturze 20°C, a dotyczących trzech zapraw o wskaźnikach wodno-cementowych (w/c = 0,50, 0,65, 0,80). Próbki tych zapraw były kondycjonowane przez okres kilku miesięcy w wilgotności względnej powietrza φ= 97%, aż do czasu uzyskania równowagi wilgotnościowej, a następnie lokowane były w wilgotności φ≈ 0%. Uzyskane w badanym procesie desorpcji (T = 20°C, φ= 97% → 0%) wartości Dm(√t), Dm(ln), Dm(t0,5) wykazywały w przypadku wszystkich zapraw dość dobrą zgodność testowanych trzech metod – od w pełni zgodnych wyników: Dm(t0,5)/ Dm(ln) = 1,00 przy w/c = 0,80 do wyników najsilniej zróżnicowanych: Dm(t0,5)/Dm(√t)= 1,23 przy w/c = 0,65.

Słowa kluczowe

EN

building element; comparative analysis; desorption; estimation; half-time method; mass diffusivity; mathematical model; moisture field; non-stationary measurement

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Architectura
• Rocznik: 2006
• Tom: 05
• Numer: 2
• Opis fizyczny: p.3-15,fig.,ref.

Twórcy

autor

Garbalinska H.

• Faculty of Civil Engineering and Architecture, Szczecin University of Technology, al.Piastow 50, 70-311 Szczecin, Poland

Bibliografia

• Bagda E., 1988a. Zum Feuchtehaushalt von Beschichtungsstoffen. Teil 1. Die Wasser-dampfdurchlassigkeit und die Bestimmung der Permeationskoeffizienten. Farbe+Lack 1, 15-18.
• Bagda E., 1988b. Zum Feuchtehaushalt von Beschichtungsstoffen. Teil 2. Bestimmung des Diffusionskoeffizienten aus Absorptions-Desorptions-Messungen. Farbe+Lack 4, 270-272.
• Crank J., 1989. The Mathematics of Diffusion. Oxford Science Publications, New York.
• DIN 52 615, 1987. Warmeschutztechnische Prufungen. Bestimmung der Wasserdampf-durchlassigkeit von Bau- und Dammstoffen.
• Garbalińska H., 2000. Examination of isothermal coefficients of moisture transfer of porous building material [in Polish]. Report of Research Project KBN Nr 7 T07E 011 14, Szczecin.
• Garbalińska H., 2002a. Isothermal coefficients of moisture transport of porous building material [in Polish]. Prace Naukowe Politechniki Szczecińskiej 571.
• Garbalińska H., 2002b. Measurement of the mass diffusivity in cement mortar: use of initial rates of water absorption. International Journal of Heat and Mass Transfer 45, 1353-1357.
• Garbalińska H., 2004. Application of the logarithmic procedure to absorption measurements of mass diffusivity for cement mortars. Heat and Mass Transfer 40, 963-972.
• Garbalińska H., 2006. Application of √t -type, logarithmic and half-time methods in desorptive measurements of diffusivity in narrow humidity ranges. Cement and Concrete Research 36, 1294-1303.
• Gawin D., 2000. Modelling of associated thermal-moisture phenomena in building materials and structures [in Polish]. Zeszyty Naukowe Politechniki Łódzkiej 853.
• Gawin D., Klemm P., 1993. A review of literature concerning associated processes of mass and energy transfer in capillary-porous centers [in Polish]. Fizyka materiałów i konstrukcji budowlanych 1, 4-33.
• Kubik J., 2000. Moisture transfers in building materials [in Polish]. Politechnika Opolska.
• Künzel H.M., Kiessl K., 1990. Bestimmung des Wasserdampfdiffusions-widerstandes von mineralischen Baustoffen aus Sorptionsversuchen. Bauphysik 5, 140-144.
• Nilsson L.O., 1980. Hygroscopic moisture in concrete - drying, measurements and related material properties. Lund, Report TVBM-1003.
• Wyrwał J., 1989. Movement of moisture in porous building materials and partitions [in Polish]. Studia i Monografie. Wyższa Szkoła Inżynierska w Opolu 31.
• Wyrwał J., Swirska J., 1998. Rising damp problem in buliding partitions [in Polish]. PAN KILiW, Studia z Zakresu Inżynierii 44.