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 ulegają 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 0C / oraz w temperaturze około 4 0C.

W temperaturze zbliżonej do 0 0C 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 0C

oraz 0 - 4 0C),

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).

pojemnik z wodą

destylowaną

1

2

próbka

3

naczynie

uzupełniające wodę

Rysunek: Badanie podcią gania kapilarnego; 1- próbka, 2 -pojemnik z wodą wodę , 3-naczynie zamknię te 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 x103 ]

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

Proces podciągania w temperaturze

18÷20°C

0÷4°C

Przyrost

Wysokość

Przyrost

Przyrost

Wysokość

Przyrost

Lp.

czasu [min.]

podciągania

wysokości

Lp.

czasu

podciągania

wysokości

[cm]

[cm]

[min.]

[cm]

[cm]

1.

1.

2.

2.

3.

3.

4.

4.

5.

5.

6.

6.

7.

7.

8.

8.

9.

9.

10.

10.

WYKONAWCY:

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

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

data, podpis prowadzącego

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

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

UWAGI:

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

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

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.]