PODCIĄGANIE KAPILARNE WODY W MATERIAŁACH BUDOWLANYCH

1

Molekuły wodne znajdujące się poniżej powierzchni wody są otoczone podobnymi molekułami

i podlegają ich przyciąganiu równomiernie ze wszystkich stron. Molekuły na powierzchni granicznej

są przyciągane przez molekuły wody tylko od dołu, a od góry — przez molekuły powietrza. Wskutek

powyższego w warstwie granicznej molekuł wody powstaje tzw. napięcie powierzchniowe. Napięcie

powierzchniowe oraz adhezja (przyczepność) wody do porów i kapilar w materiałach porowatych

powoduje powstanie ciśnienia kapilarnego Woda w porach i kapilarach podnosi się tak wysoko, aż

ciężar słupa podciągniętej wody zrównoważy siły napięcia powierzchniowego.

Podciąganiu kapilarnemu u

legają w mniejszym lub większym stopniu wszystkie materiały

o właściwościach hydrofilowych, których część powierzchni styka się z wodą. Podciąganie

kapilarne decyduje o szybkości wysychania materiału przez odparowanie powierzchniowe

/jako czynnik podstawowy; wysychanie materiałów odbywa się ponadto na drodze dyfuzji

pary. Aby odparowanie powierzchniowe było zjawiskiem ciągłym, musi się odbywać stały

dopływ wody z wnętrza materiału na drodze kapilarnej. Równomierność rozkładu wilgoci w

materiale jest kształtowana przez zdolność podciągania.

W materiałach budowlanych rolę klasycznych rurek włoskowatych spełniają pory i kapilary

oraz przestrzenie wokół styku ziaren. Jeśli pory i kapilary mają dostatecznie małe średnice,

a w przypadku drobnego uziarnienia przestrzenie między ziarnami są również małe,

występuje zjawisko podciągania. Zjawisko podciągania kapilarnego występuje do

momentu zrównoważenia ilości wody podciąganej i wody odparowywanej przez

powierzchnię materiałów. Wysokość podciągania jest odwrotnie proporcjonalna do średnicy

porów i kapilar. Badanie podciągania kapilarnego danego materiału powinno się

przeprowadzać w temperaturze otoczenia /18-20

0

C / oraz w temperaturze około 4

0

C.

W temperaturze zbliżonej do 0

0

C ostateczna wysokość podciągania będzie większa z uwagi

na:

-wzrost

ciśnienia

kapilarnego

spowodowany

zwiększeniem

wartości

napięcia

powierzchniowego,

- zmniejszenie odparowania wody z powierzchni próbki.

Materiały o dużej zdolności podciągania są niedogodne do konstrukcji przegród budowlanych

w miejscowościach o znacznych opadach połączonych z wiatrami /zacinanie deszczu/, gdyż

wilgoć może być przerzucana na wewnętrzne powierzchnie przegród. Materiały takie

wymagają ponadto starannej izolacji od wody gruntowej.

PODCIĄGANIE KAPILARNE WODY W MATERIAŁACH BUDOWLANYCH

2

PRZEBIEG BADANIA

Przebieg badania można podzielić na następujące etapy:

1) przygotowanie 2 próbek,

2) obserwacja procesu podciągania w różnych warunkach temperatury otoczenia (18-.20

0

C

oraz 0 - 4

0

C),

3) opracowanie wyników.

Przygotowanie próbki. Próbki do badania podciągania kapilarnego mają kształt

prostopadłościenny o wymiarach podstawy 4 x 4 cm i wysokości 16 do 40 cm.

Dla zapewnienia możliwie jednakowych warunków, podciągania wewnątrz i na zewnątrz

próbek, ich powierzchnię zewnętrzną należy oczyścić przez mechaniczne starcie na

głębokość 0,5 do 0,7 mm.

Proces podciągania. Przygotowaną próbkę umieszczamy w specjalnym naczyniu tak, aby jej

podstawa była zanurzona w wodzie na głębokość 1 cm /rys. 18./.

Woda w naczyniu powinna być przykryta, a próbka wstawiona do otworu odpowiadającego

jej przekrojowi. Poziom wody w naczyniu winien być uzupełniany, aby próbka była stale

zanurzona na tę samą głębokość /~1 cm/, w ciągu pierwszych trzech godzin dokonuje się

pomiaru wysokości podciągania w odstępach 15 minutowych, następnie w odstępach

godzinowych . Badanie powinno trwać około 30 godzin (w trakcie zajęć laboratoryjnych

badanie kończymy po upływie 180min).

1

2

3

próbka

naczynie
uzupełniaj

ą

ce wod

ę

pojemnik z wod

ą

destylowan

ą

Rysunek: Badanie podciągania kapilarnego; 1- próbka, 2 -pojemnik z wodą wodę, 3-

naczynie zamknięte z wodą.

PODCIĄGANIE KAPILARNE WODY W MATERIAŁACH BUDOWLANYCH

3

OPRACOWANIE WYNIKÓW

1)

Podciąganie kapilarne dla próbek należy zobrazować przy pomocy krzywej

podciągania. Poszczególne punkty charakterystyki są określane przez współrzędne

wykresu: czas t podciągania w minutach i wysokość h podciągania w centymetrach.

2)

Na podstawie obserwacji określić średnią wartość podciągania w [cm/min x10

3

]

3)

Naszkicować szczegół ściany fundamentowej z izolacją przeciwwilgociową

zabezpieczającą przed podciąganiem kapilarnym do ściany parteru.

PODCIĄGANIE KAPILARNE WODY W MATERIAŁACH BUDOWLANYCH

4

BADANIE PODCIĄGANIA KAPILARNEGO W MATERIAŁACH

BUDOWLANYCH

Rodzaj i forma materiału:

Proces podciągania w temperaturze

18

÷÷÷÷

20

°°°°

C

Proces podciągania w temperaturze

0

÷÷÷÷

4

°°°°

C

Lp.

Przyrost

czasu [min.]

Wysokość

podciągania

[cm]

Przyrost

wysokości

[cm]

Lp.

Przyrost

czasu

[min.]

Wysokość

podciągania

[cm]

Przyrost

wysokości

[cm]

1.

1.

2.

2.

3.

3.

4.

4.

5.

5.

6.

6.

7.

7.

8.

8.

9.

9.

10.

10.

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

data, podpis prowadzącego

WYKONAWCY

:

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

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

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

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

5.......................................................

UWAGI

:

Krzywe podciągania dla obu przedziałów temperatur na jednym wykresie.

Wykres sporządzić na papierze milimetrowym w odpowiednio dużej skali.

Na osi pionowej

−

wysokość podciągania [cm],

na osi poziomej

−

przyrost czasu [min.]