BADANIE NASIĄKLIWOŚCI MATERIAŁU

BADANIE NASIĄKLIWOŚCI MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH

Nasiąkliwość to zdolność całkowitego pochłaniania wody przez pory i kapilary materiału.

Wyraża się procentową zawartością wody w stosunku wagowym według wzoru:

s

s

m

G

G

G

N

−

=

gdzie:

N - nasiąkliwość /w procentach wagowych/,

G

m

- ciężar materiału nasyconego wilgocią,

G

s

- ciężar materiału suchego.

Po wartości nasiąkliwości możemy sądzić o strukturze materiału. Materiały o porach

zamkniętych lub ich przewadze oraz materiały o małej porowatości wykazują. nasiąkliwość

bardzo małą. W naturalnych warunkach woda wypiera z materiału tylko część powietrza.

Ilość wypieranego powietrza zależna jest od wielkości porów. W porach bardzo małych woda

zastępuje około 30% objętości powietrza, zaś w porach dużych do 70%.

Materiałami porowatymi nazywa się takie ciała stałe, które zawierają dużą ilość pustych przestrzeni

o wielkości względnie małej, w porównaniu z wymiarami charakterystycznymi samego ciała,

i charakteryzują się dobrze rozwiniętą powierzchnią wewnętrzną. Przestrzenie takie (niezależnie od

ich kształtu) nazywa się porami, a przestrzeń zajętą przez ciało stałe - szkieletem.

Pory występujące w materiałach budowlanych są bardzo różnorodne, a ich kształt i wielkość zależą

głównie od struktury szkieletu ciała porowatego.

Podstawową cechą, która charakteryzuje materiały porowate, jest ich porowatość efektywna (m

3

/m

3

):

ε

=V

p

/V

gdzie:

V

p

- objętość porów otwartych zawartych w próbce m

3

,

V - objętość próbki, m

3

.

Porowatość efektywna jest miarą zdolności materiałów porowatych do wchłaniania wilgoci.

Pory połączone można zróżnicować dalej, na przykład wg ich ukierunkowania. Wyróżnić tu można

pory ukierunkowane (anizotropowe) oraz nieukierunkowane (izotropowe). Kształty geometryczne

porów mogą być między innymi: cylindryczne, kuliste, szczelinowe itp. W jednym materiale

BADANIE NASIĄKLIWOŚCI MATERIAŁU

występują zwykle pory o zróżnicowanych kształtach :

pory
otwarte

pory
zło

ż

one

pory
zamkni

ę

te

pory
ukierunkowane

Wielkością określającą porowatość ciała jest także efektywny promień jego porów. Pory dzieli się na:

— mikropory - o promieniach r < 2 nm,

— mezopory (pory pośrednie) - o promieniach większych niż 2 nm < r < 50 nm,

— makropory - o promieniach większych r >50 nm.

Makropory odgrywają decydującą rolę w przenoszeniu wilgoci do mezoporów i mikroporów.

W mezoporach odbywa się transport wilgoci, a na ich powierzchni zachodzi adsorpcja. Mikropory

stanowią podstawowy nośnik właściwości sorpcyjnych materiału. W budowlanych materiałach

porowatych występują zazwyczaj pory należące do wszystkich grup.

Wilgoć wchłonięta przez materiał porowaty znajduje się na jego wewnętrznej powierzchni

oraz we wnętrzu zawartych w nim porów. Cząsteczki wody ciekłej oddziałują wzajemnie

z cząsteczkami materiału oraz z cząsteczkami wilgotnego powietrza zawartego w porach.

Występujące przy tym siły międzycząsteczkowe powodują napięcie powierzchniowe wody

i jej migrację w materiale. Wilgoć utrzymuje się w materiale porowatym w sposób

najbardziej trwały, gdy jej ilość jest nieznaczna. W materiale silnie zawilgoconym woda

związana jest z nim nietrwale i może się stosunkowo swobodnie przemieszczać.

PRZEBIEG BADANIA

Przebieg badania dzielimy na następujące etapy:

1/ suszenie próbki.

2/ nasączanie próbki,

3/ ustalenie ciężaru próbki nasączonej.

BADANIE NASIĄKLIWOŚCI MATERIAŁU

Suszenie próbki. Próbkę materiału suszymy w suszarce wg zasad jak w oznaczaniu

wilgotności materiału.

Nasączanie próbki. Wysuszoną próbkę zanurzamy do 1/4 objętości w destylowanej wodzie.

Po dwóch godzinach dolewamy wodę do 1/2, po trzech godzinach do 3/4 objętości próbki

i pozostawiamy tym stanie przez 24 godziny, po czym próbkę całkowicie zalewamy wodą.

Przyczyną podanego toku postępowania przy nasączaniu próbki jest dążenie do osiągnięcia

maksymalnego napełnienia porów i kapilar wodą. Do wypchnięcia powietrza z porów,

w szczególności z kapilar, potrzebni jest pewna energia. Energii tej dostarcza ciśnienie

kapilarne wody. Początkowe zanurzenie próbki do 1/4 objętości stwarza warunki do

wystąpienia podciągania kapilarnego. Kiedy woda w próbce podciągnie powyżej zwierciadła

wody w naczyniu, wówczas podnosimy poziom zwierciadła. Natychmiastowe zanurzenie

próbki na całą objętość w wodzie spowodowałoby wystąpienie nad materiałem ciśnienia

hydrostatycznego, przeciwstawnego ciśnieniu działającemu od dołu i z boków próbki

i w konsekwencji zamknięcie pewnej ilości powietrza wewnątrz materiału lub znaczne

spowolnienie procesu wydostawania się powietrza.

W rzeczywistości nie osiąga się większego niż 80% zastąpienia powietrza wodą. Część

powietrza pozostaje w bardzo wąskich kapilarach. Poza tym w warunkach naturalnych

w większości przypadków nasiąkanie elementów budowli wodą odbywa się właśnie drogą

podciągania kapilarnego. Stosowanie zatem w badaniach laboratoryjnych sposobu nasączania

materiału wodą zbliżonego do naturalnego stwarza warunki do uzyskania wyników

zbliżonych do rzeczywistych.

Ustalenie ciężaru próbki nasączonej. Nasączoną w destylowanej wodzie próbkę ważymy

okresowo, aż do osiągnięcia stałego ciężaru.

BADANIE NASIĄKLIWOŚCI MATERIAŁU

Protokół badania nasiąkliwości

BADANIE NASIĄKLIWOŚCI MATERIAŁU

Rodzaj
i struktura
materiału

Rodzaj
i dokładność
wagi [g]

Temperatura
suszenia

[

°

C]

Temperatura w
laboratorium

[

°

C]

Wilgotność
w laboratorium

[%]

Masa próbki suchej z
naczyńkiem [g]

Proces suszenia
Masa suszonej próbki [g]

Wilgotność materiału w stosunku wagowym
[%]

m

st

=

Masa naczyńka [g]

=

×

−

−

=

%

100

t

st

st

wt

m

m

m

m

N

=



%

100

×

m

t

=

Proces nasączania
Masa próbki [g]

Masa próbki wilgotnej po
procesie nasączania [g]

m

wt

=

N=.....................%

................................................................................

data, podpis prowadzącego

WYKONAWCY

:

1.....................................................

2.....................................................

3.....................................................

4.....................................................

UWAGI

: