Politechnika Łódzka Piątek 14-16 X1

Wydział Budownictwa, Architektury Data ćwiczenia 25.03.2011

I Inżynierii Środowiska

Katedra Fizyki Budowli

i Materiałów Budowlanych

LABORATORIUM FIZYKI BUDOWLI II

Ćwiczenie nr 1

Podciąganie kapilarne wilgoci w materiałach budowlanych

Piotr Miazek

Dawid Moszczyński

1. Cel i zakres ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest ilościowe zbadanie zjawiska podciągania kapilarnego wilgoci w próbkach dwóch różnych materiałów budowlanych: Próbka 1 (4x4x16 cm) z zaprawy gipsowej. Próbka 2 (4x4x8 cm) z zaprawy cementowej Obliczenia sprowadzają się do wyznaczenia i porównania współczynnika dyfuzji wilgoci
.

2. Przebieg ćwiczenia.

Obie próbki ustawiamy powierzchnią 4x4 cm w płytkim pojemniku z wodą na specjalnej podstawce tak, żeby próbki były zanurzone na głębokość około 5 mm. W momencie zanurzenia próbek włączamy stoper i od tego momentu przez najbliższe 5 minut próbki ważymy co 1 minutę z dokładnością do 0,1 g dokładnie osuszając wagę po każdym pomiarze. Przez kolejne 20 minut próbki ważymy co 2 minuty uważając, aby czas, w jakim próbka znajduje się poza pojemnikiem z wodą był jak najkrótszy. Wyniki zapisaliśmy w tabeli.

3. Wyniki pomiarów.

Pomiar „0”

Nr próbki	Materiał	Masa w stanie suchym	Wymiary	Pole powierzchni na styku z wodą
-	-
1	zaprawa gipsowa	285,5
2	zaprawa cementowa	271,8

Nr próbki	Nr pomiaru		Masa próbki	Przyrost masy próbki
-	-
1	1	7,7460	0,2914	0,0059	0,0036875
		2	10,9545	0,2931	0,0076	0,0047500
		3	13,4164	0,2952	0,0097	0,0060625
		4	15,4919	0,2968	0,0113	0,0070625
		5	17,3205	0,2982	0,0127	0,0079375
		6	20,4939	0,3003	0,0148	0,0092500
		7	23,2379	0,3021	0,0166	0,0103750
		8	25,6905	0,3037	0,0182	0,0113750
		9	27,9285	0,3051	0,0196	0,0122500
		10	30,0000	0,3064	0,0209	0,0130625
		11	31,9374	0,3076	0,0221	0,0138125
		12	33,7639	0,3086	0,0231	0,0144375
		13	35,4965	0,3096	0,0241	0,0150625
		14	37,1484	0,3106	0,0251	0,0156875
		15	38,7298	0,3113	0,0258	0,0161250

Nr próbki	Nr pomiaru		Masa próbki	Przyrost masy próbki
-	-
2	1	7,7460	0,2721	0,0003	0,0001875
		2	10,9545	0,2723	0,0005	0,0003125
		3	13,4164	0,2724	0,0006	0,0003750
		4	15,4919	0,2724	0,0006	0,0003750
		5	17,3205	0,2724	0,0006	0,0003750
		6	20,4939	0,2724	0,0006	0,0003750
		7	23,2379	0,2725	0,0007	0,0004375
		8	25,6905	0,2725	0,0007	0,0004375
		9	27,9285	0,2726	0,0008	0,0005000
		10	30,0000	0,2726	0,0008	0,0005000
		11	31,9374	0,2726	0,0008	0,0005000
		12	33,7639	0,2726	0,0008	0,0005000
		13	35,4965	0,2726	0,0008	0,0005000
		14	37,1484	0,2727	0,0009	0,0005625
		15	38,7298	0,2727	0,0009	0,0005625

4. Obliczenia:

Korzystając ze wzoru:
, dla każdej próbki obliczyliśmy wartość współczynnika B.

PRÓBKA 1
7,7460	0,0036875	0,0004761
10,9545	0,0047500	0,0004336
13,4164	0,0060625	0,0004519
15,4919	0,0070625	0,0004559
17,3205	0,0079375	0,0004583
20,4939	0,0092500	0,0004514
23,2379	0,0103750	0,0004465
25,6905	0,0113750	0,0004428
27,9285	0,0122500	0,0004386
30,0000	0,0130625	0,0004354
31,9374	0,0138125	0,0004325
33,7639	0,0144375	0,0004276
35,4965	0,0150625	0,0004243
37,1484	0,0156875	0,0004223
38,7298	0,0161250	0,0004163

PRÓBKA 2
7,7460	0,0001875	0,0000242
10,9545	0,0003125	0,0000285
13,4164	0,0003750	0,0000280
15,4919	0,0003750	0,0000242
17,3205	0,0003750	0,0000217
20,4939	0,0003750	0,0000183
23,2379	0,0004375	0,0000188
25,6905	0,0004375	0,0000170
27,9285	0,0005000	0,0000179
30,0000	0,0005000	0,0000167
31,9374	0,0005000	0,0000157
33,7639	0,0005000	0,0000148
35,4965	0,0005000	0,0000141
37,1484	0,0005625	0,0000151
38,7298	0,0005625	0,0000145

Korzystając z liniowej zależności
[
] od
[
] sporządziliśmy wykresy tej funkcji.

Zależność ma postać
, gdzie:

;
;

Wykresy pochodzą z programu WykresLab, wykorzystujący metodą najmniejszych kwadratów. Program rysuje wykres i wylicza współczynnik kierunkowy (a) prostej y = ax

Program wyliczył następujące wartości współczynnika B:

Dla tak otrzymanych współczynników, możemy obliczyć współczynnik dyfuzji wody korzystając ze wzoru:

Stąd:

5. Wnioski:

Z badania próbek, dwóch różnych materiałów budowlanych, zauważyliśmy, że im wyższa jest wartość współczynnika dyfuzji wody a_m tym materiał podciąga kapilarnie więcej wody, czemu odpowiada również większa wartość współczynnika nachylenia prostej. W ciągu 25 minut próbka cementowa podciągnęła kapilarnie zaledwie 0,9 g wody, a próbka gipsowa 25,8 g. Tę różnicę można było wyraźnie zaobserwować na froncie próbki. Front zawilgocenia nie był regularny, ze względy na nierównomierne zagęszczenie próbek podczas ich wykonywania.

---