非結(jié)合水分結(jié)合水分與非結(jié)合水分

根據(jù)濕物料中水分除去的難易程度來(lái)劃分，物料中的水分可分為結(jié)合水分和非結(jié)合水分。

結(jié)合水分是指以化學(xué)力、物理化學(xué)力或生物化學(xué)力等與物料結(jié)合的水分，由于這種水分與物料的結(jié)合力強(qiáng)，而產(chǎn)生不正常的低氣壓，其飽和蒸氣壓低于同溫下純水的飽和蒸氣壓。通常，存在于物料中毛細(xì)管內(nèi)的水分、細(xì)胞壁內(nèi)的水分、結(jié)晶水以及物料內(nèi)可溶固體物溶液中的水分，都是結(jié)合水分。

非結(jié)合水分是指機(jī)械地附著在物料表面或積存于大孔中的水分，它與物料的結(jié)合強(qiáng)度較弱，其飽和蒸氣壓等于同溫下純水的飽和蒸氣壓。

顯然，在干燥過(guò)程中，非結(jié)合水分容易除去，結(jié)合水分難除去，甚至是對(duì)于一定濕度的干燥介質(zhì)而言有一部分結(jié)合水是不能除去的。

在一定溫度下，平衡水分與自由水分的劃分是根據(jù)濕物料的性質(zhì)以及與之接觸的空氣的狀態(tài)而定，而結(jié)合水分與非結(jié)合水分的劃分則完全由濕物料自身的性質(zhì)而定，與空氣的狀態(tài)無(wú)關(guān)。對(duì)于一定溫度下的一定濕物料，結(jié)合水分不會(huì)因空氣的相對(duì)濕度不同而發(fā)生變化，它是一個(gè)固定值。結(jié)合水與非結(jié)合水都難于用實(shí)驗(yàn)方法直接測(cè)得，根據(jù)它們的特點(diǎn)，可將平衡曲線外延與同溫下φ=100%線相交，在交點(diǎn)之下的水分皆為各物料的結(jié)合水。就是說(shuō)在φ=100%下各物料的平衡水分，即為各物料的結(jié)合水。因?yàn)榉苍谄胶馇€之下的水分都是與φ<100%的空氣成平衡，表明所產(chǎn)生的燕汽壓低于純水飽和蒸汽壓。平衡曲線與φ=100%軸交點(diǎn)以上的水分，即為非結(jié)合水。

物料中幾種水分的關(guān)系可通過(guò)上圖來(lái)說(shuō)明，從圖中可以看出，平衡水分隨濕空氣的相對(duì)濕度的變化而變化，結(jié)合水分則為常數(shù)。

當(dāng)物料與空氣接觸時(shí)，若物料中水分所產(chǎn)生的蒸汽壓大干空氣中水蒸汽分壓時(shí)，則物料中的水分將被汽化而除去，直至物料中的水分所產(chǎn)生的蒸汽壓等于空氣中水蒸汽的分壓時(shí)，此時(shí)物料中的水分與空氣中的水分達(dá)到平衡，物料中的水分不再減少，這時(shí)物料中所含的水分叫做平衡水分。自由水分：凡是大于平衡含水量而能夠通過(guò)干燥除去的水分，稱(chēng)為自由水分（其中一部分是非結(jié)合水）。

幾種水分的關(guān)系，可以說(shuō)明如下：

物料的水分主要包含自由水分和平衡水分（不能除去的結(jié)合水分）兩大類(lèi)，其中自由水分又包含非結(jié)合水去除首先除去的水分和能除去的結(jié)合水。

由于物料中所含水分的性質(zhì)不同，故濕物料在整個(gè)干燥過(guò)程中分為兩個(gè)不同的階段，如下圖所示：

1.恒速干燥階段又稱(chēng)為干燥的第一階段，在此階段中物料的干燥速率保持恒定；其值不隨物料含水量多少而變，空氣傳給物料的熱量等于水分汽化所需的熱量，物料表多面的溫度始終保持為空氣的濕球溫度。圖中AB為物料預(yù)熱段，此段所需時(shí)間很短，往往忽略不計(jì)。

2.降速干燥階段干燥速率曲線的轉(zhuǎn)，折點(diǎn)（C點(diǎn)）稱(chēng)為臨界點(diǎn)，與該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物料含水量，稱(chēng)為臨界含水量X。當(dāng)?shù)竭_(dá)此點(diǎn)時(shí)開(kāi)始了降速階段，物料的干燥速率亦逐漸降低。此時(shí)空氣傳給物料的熱量大于水分汽化所需要的熱量，物料表面的溫度不斷上升，而接近了空氣的溫度。

干燥速率曲線與橫坐標(biāo)軸的交點(diǎn)E所表示的含水量，是平衡含水量，用符號(hào)Xˊ表示，此時(shí)干燥速率等于零，這也說(shuō)明平衡水分是不能除去的水分。

綜上所述，當(dāng)物料中的含水量大于臨界含水量Xˊ時(shí)，屬于等速階段，而當(dāng)物料含水量小于Xˊ時(shí)，屬于降速階段，而當(dāng)?shù)竭_(dá)平衡水分Xˊ時(shí)，則干燥速率為零。

干燥機(jī)制及干燥曲線

物料的干燥是熱量的傳遞和質(zhì)量的傳遞同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程。當(dāng)濕物料與熱空氣接觸時(shí)，熱空氣將熱能傳遞給濕物料，這是一個(gè)傳熱過(guò)程；濕物料得到熱量后，物料中的水分氣化，并向空氣巾移動(dòng)，這是一個(gè)傳質(zhì)過(guò)程。

當(dāng)濕物料與濕空氣接觸，物料將蒸出水分或吸收水分，直到物料表面所產(chǎn)生的蒸汽壓與空氣中水蒸氣分壓相等為止，物料中的水分與空氣處于平衡狀態(tài)，此時(shí)物料中含水量稱(chēng)為物料的平衡水分。

平衡水分因物料種類(lèi)不同而有很大差別，同一物料的平衡水分也因所接觸的空氣狀態(tài)不同而有很大差別。

右圖是某些物料在25℃空氣中，物料平衡水分與空氣相對(duì)濕度的關(guān)系曲線，即干燥平衡曲線。

從右圖可以了解到影響平衡水分的一些因素：

（1）物性 非吸水物料，如瓷土、玻璃絲，平衡水分很低，近乎于零；而

多孔吸水性物料，如煙葉、皮革、木材，平衡水分很高。

（2）空氣相對(duì)濕度 φ越小即平衡水可越小。但除非φ=0，否則不可能干燥到絕對(duì)干的物料。

（3）溫度 還從實(shí)驗(yàn)得知，在一定相對(duì)濕度φ下，空氣溫度高其相應(yīng)平衡水分可減小，但在溫度變化范圍不大情況下，可認(rèn)為φ一定時(shí)平衡水分近似常數(shù)。

物料含水量大于平衡水分時(shí)，含水量與平衡水分之差稱(chēng)為自由水分。 2100433B

植物蒸騰失水與根部吸水之間的收支關(guān)系稱(chēng)為水分平衡。前者大于后者時(shí)，植物含水量下降，水勢(shì)和膨壓也相應(yīng)降低。超過(guò)一定限度時(shí)，植物的正常生理過(guò)程就會(huì)受到干擾，甚至使植物遭受損傷，這種水分虧缺稱(chēng)為水分脅迫或水分逆境。土壤水分過(guò)多也對(duì)植物造成傷害，也是脅迫，但那是由于土壤漬水阻斷根系的氧氣供應(yīng)，妨礙有氧呼吸而造成的。植物各項(xiàng)生理功能對(duì)水分脅迫的敏感性差別很大。生長(zhǎng)（特別是細(xì)胞膨大階段）最為敏感。溫室中生長(zhǎng)的，正在伸展的玉米與向日葵葉片水勢(shì)只要比供水充分的葉片低0.2～0.3MPa就足以使生長(zhǎng)明顯減緩。細(xì)胞壁合成、細(xì)胞分裂、蛋白質(zhì)合成和硝酸還原酶的活力等也對(duì)水分脅迫敏感。水分脅迫還引起脫落酸合成量大大增加；乙烯釋放量增多；氣孔關(guān)閉，光合作用減弱；以及花、果、葉脫落。中生植物萎蔫時(shí)，體內(nèi)可溶性糖和氨基酸特別是脯氨酸含量明顯增加。同時(shí)一些水解酶從相應(yīng)的區(qū)隔中釋放出來(lái)，因而產(chǎn)生了破壞作用。更嚴(yán)重的水分脅迫最終將導(dǎo)致生物膜系統(tǒng)嚴(yán)重?fù)p壞，造成植物死亡。

植物對(duì)水分脅迫有多種抗御的功能，就其與脅迫的關(guān)系可以分為三大類(lèi)：①逃避，例如沙漠中的短命植物，在一次降雨之后，短時(shí)期（一個(gè)月）內(nèi)就完成從種子萌發(fā)到開(kāi)花結(jié)籽的整個(gè)周期。植物實(shí)際上不直接經(jīng)受水分脅迫；②回避，植物雖經(jīng)受水分脅迫，但以某些響應(yīng)防止了體內(nèi)不利影響的發(fā)生。例如干旱時(shí)氣孔關(guān)閉，防止了水分的散失和體內(nèi)水勢(shì)的下降；根冠比增高使供應(yīng)單位葉面積的根吸收表面積增加，從而改變供求比等；③忍耐，變水型旱生植物能忍受強(qiáng)度脫水，直到氣干狀態(tài)仍不死亡；再獲雨水時(shí)能很快恢復(fù)生命活動(dòng)，也稱(chēng)為復(fù)蘇植物。恒水植物中北美南部沙漠區(qū)的Larrea tridentata，旱季中老葉和小枝脫落，只留下長(zhǎng)成的葉和芽，含水量降到干重的50%也不引起嚴(yán)重?fù)p傷，雨后仍能重新生長(zhǎng)。

新老結(jié)合層內(nèi)部的裂縫，明顯較一般的混凝土內(nèi)部微裂縫長(zhǎng)而寬，且縫中有水化物,不象一般的微裂縫那樣呈現(xiàn)干凈的開(kāi)裂面。新琶結(jié)合層是混凝土結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，且具有明顯的方向性，新老結(jié)合層的強(qiáng)度較整體澆筑的低，足由于混凝土拌和物的離析、收縮而導(dǎo)致結(jié)合層內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不密實(shí)和孔、縫的形成新老結(jié)合層面，不僅存在水泥石與骨料的界面粘結(jié)，而且還有新老水泥石的界面粘結(jié)問(wèn)題。 更多還原