l.Przyczyny i skutki zawilgocenia przegród początkowej wilgotności materiałów lub komponentów związana z ich wytwarzaniem tzw. wilgoć technologiczna;dalszych procesów wykonawstwa jak transport, składowanie, wprowadzanie wilgoci w wyniku scalania komponentów zaprawą lub betonem tzw. wilgoć budowlana;zawilgocenia od opadów atmosferycznych;oddziaływania czynników eksploatacyjnych - kondensacja pary wodnej na powierzchni wewnętrznej przegrody lub przemieszczanie się wilgoci wewnątrz niej; podciągania kapilarnego wilgoci z gruntu(rysunek). Ten ostami czynnik jest zazwyczaj eliminujemy we współczesnym budownictwie poprzez stosowanie izolacji przeciwwilgociowych, które chronią ściany fundamentowe lub ściany i podłogi przed podciąganiem kapilarnym lub naporem wody gruntowej.2. Procesy cieplno-wilgotnościowe w materiałach budowlanych:przewodzenie ciepła;sorpcja wody;kapilarny ruch wody (podciąganie kapilarne); dyfuzja pary wodnej 3. Formy występowania wilgoci w materiałach budowlanych Wilgoć-nie jest pojęciem jednoznacznym; pod tym pojęciem rozumie się:parę wodną ;wilgoć tzw. sorpcyjną lub błonkową; wodę w stanie ciekłym, przeważnie przyjęta jest klasyfikacja, zgodnie z którą wilgoć w materiałach budowlanych może występować jako woda:związana chemicznie, woda związana chemicznie znajduje się w niektórych materiałów w ścisłych stosunkach ilościowych, np. w związkach typu hydratów w gipsach, zaprawach oraz betonach zwykłych i komórkowych. Zawartość pary wodnej w powietrzu nazywa się jego wilgotnością związana fizyko-chemicznie ( wilgoć sorpcyjna), woda związana fizyko-chemicznie inaczej wilgoć sorpcyjna lub błonkowa w materiałach budowlanych występuje na rozwiniętej powierzchni porów i kapilar materiału. Zjawisko to związane jest z istnieniem tzw. sił van der Waalsa oddziaływujących na cząstki gazu w pobliżu powierzchni ciała stałego.związana fizyko-mechanicznie ( całkowite zapełnienie makrokapilar w wyniku bezpośredniego styku z wodą. * Para wodna jest jednym z najważniejszych gazów w powietrzu. W atmosferze Ziemi, para wodna jest elementem cyklu hydrolo- gicznego. Para wodna tworzy się przez parowanie wody albo przez sublimację lodu. W atmosferze para wodna kondensuje lub resublimuje tworząc mgły lub chmury. 4.Sorpcia wody polega na pochłanianiu pary wodnej z otaczającego powietrza przez materiały porowate; dąży do wyrównania wilgotności próbki ze znanym poziomem wilgotności względnej powietrzaatmosferycznego, jeśli zjawisko zachodzi na powierzchni przegrody nosi nazwę adsorpcji, w wewnątrz przegrody nazywa się absorpcją. Zjawisko charakteryzuje izoterma sorpcji. na powierzchni międzyfazowej ciało stałe-gaz, zawsze w pewnym stopniu występuje adsorpcja gazu, spowodowana dostawaniem się poszczególnych, bezładnie poruszających się cząsteczek gazu w zasięg działania sił van der ffaafaa.(oddziaływania międzycząsteczkowe - inne niż wiązania chemiczne, siły wiążące atomy i cząsteczki), „przylepiania się" pojedynczych cząsteczek do powierzchni ciała stałego odpowiada w ujęciu makroskopowym powstawaniu na tej powierzchni błonki zaadsorbowanej wilgoci. prężność cząstkowa pary wodnej (ciśnienie pary wodnej) - ciśnienie cząstkowe - ciśnienie jakie wywoływałaby para wodna, składnik mieszaniny gazów, gdyby w tej samej temperaturze zajmowała sama tę samą objętość wilgoć sorpcyjna:nie rozpuszcza związków łatwo rozpuszczalnych w wodzie, ani nie umożliwia rozwoju mikro­organizmów, zamarza przy temperaturze niższej od 0°C, przy czym jej część w warstwie monomolekularnej nie zamarza nawet przy temperaturze (- 78)°C. niewielkie zawilgocenie sorpcyjne materiałów odpowiadające warstwie monomolekularnej nie wpływa na ich przewodność cieplną a zawilgocenie odpowiadające warstwie polimolekularnej wpływa na przewodność cieplną nieznacznie. materiał w okresie eksploatacji w przegrodzie budowlanej powinien być w stanie wilgotności sorpcyjnej; ewentualne zawilgocenie kapilarne może mieć tylko charakter przejściowy i powinno się umożliwić dojście materiału do stanu wilgotności sorpcyjnej Kapilarny ruch wilgoci - podciąganie kapilarne wywoływany jest siłami kapilarnymi nazwanymi zjawiskiem adhezji * podciąganie kapilarne ma największe znaczenie gdy kapilary są co najmniej częściowo zawilgocone, zjawisko to zachodzi także przy zawilgoceniu przegrody adhezja - przyleganie, polega na łączenie się ze sobą powierzchniowych warstw ciał fizycznych lub faz stałych lub ciekłych. wartość kąta © jest miarą zwilżenia przyjmuje się, że dana powierzchnia, jest zwilżana 0 < © < n/2 nie jest zwilża n/2 < © < n Napięcie powierzchniowe - zjawisko fizyczne występujące na styku powierzchni cieczy z ciałem stałym, gazowym lub inną cieczą. Polega na powstawaniu dodatkowych sił działających na powierzchnię cieczy w sposób kurczący ją (dla powierzchni wypukłej przyciągający do wnętrza cieczy, dla wklęsłej odwrotnie)zjawisko to ma swoje źródło w siłach przyciągania pomiędzy molekułami cieczy, występuje ono zawsze na granicy faz termodynamicznych dlatego zawsze jest tez napięciem międzyfazowa

Kondensacja kapilarna - kondensacja zachodząca na powierzchni zawierającej kapilar o niewielkiej średnicy, zjawisko kondensacji występuje przy ciśnieniu pary cieczy równemu ciśnieniu pary nasycenia, ps. Ale kondensacja kapilarna następuje przy ciśnieniu niższym niż ciśnienie pary nasyconej, kondensacja pary cieczy jest zawsze poprzedzona adsorpcją (na powierzchni materiału) cząsteczek danej substancji, a obniżenie lub podwyższenie ciśnienia kondensacji wynika z kształtu istniejącego menisku zaadsorbowanych cząsteczek danej substancji. MECHANIZM RUCHU WILGOCI W MATERIAŁACH BUDOWLANYCH mechanizm ruchu wilgoci w materiale kapilarno-porowatym zależy od formy związku wilgoci z ciałem stałym i nie jest jednolity w całym zakresie wilgotności materiału, póki nie nastąpi wypełnienie kapilar częściowo woda, ruch wilgoci moje się odbywać tylko jako ruch oddzielnych molekuł pary wodnej: zjawisko to nazywamy dyfuzją, w przypadku dyfuzji pary wodnej w powietrzu gęstość strumienia dyfundującej pary jest określona pierwszym prawem dyfuzji Ficka Dyfuzja - proces samorzutnego rozprzestrzeniania się cząsteczek lub energii w danym ośrodku np. w gazie, cieczy lub ciele stałym, będący konsekwencją chaotycznych zderzeń cząsteczek dyfundującej substancji między sobą i/lub z cząsteczkami otaczającego ją ośrodka. Jeżeli między punktami obszaru o różnej koncentracji pary wodnej lub o różnym ciśnieniu cząstkowym umiejscowimy ciało porowate o średnicy porów większej od drogi swobodnej cząsteczki pary w powietrzu, to proces ruchu wilgoci (w kierunku prostopadłym) w tym ciele można rozpatrywać jako proces dyfuzji, proces ten prowadzi do wyrównywania stężenia lub temperatury dyfundujących substancji w całym układzie. (Średnia droga swobodna cząstki gazu to średnia odległość pomiędzy punktami kolejnych zderzeń cząstek. Droga ta zależy od rozmiarów cząsteczek i od ich liczby w jednostce objętości.) Podczas dyfuzji może nastąpić kondensacja pary wodnej wewnątrz przegrody. Proces dyfuzji i kondensacji pary w tym wypadku zależy od różnicy ciśnienia cząstkowego pary wodnej w pomieszczeniu i na zewnątrz. Im większa jest różnica temperatur i wilgotności względnej powietrza pomiędzy pomieszczeniem i otoczeniem zewnętrznym tym dyfuzja pary wodnej przebiega intensywniej. W przegrodach jednorodnych kondensacja może występować tylko w bardzo niesprzyjających warunkach. W przegrodach wielowarstwowych kondensacja zależy od oporności dyfuzyjnej jej warstw zewnętrznych i wewnętrznych. Hydrofobizacja - proces nadawania powierzchniom materiałów hydrofilowych, tj. zdolnych do wchłaniania wody własności hydrofobowych tj. odpychania wody. hydrofobizację przeprowadza się w celu zapobiegania wnikaniu wody w głąb struktury materiałów,, miarą skuteczności hydrofobizacji jest zwilżalność zabezpieczonej powierzchni,Dyfuzyjność dla pary wodnejParametr ten pozwala ocenić szczelność przegrody (warstwy). Istotą tego zjawiska jest przechodzenie cząstek pary wodnej przez przegrodę, na skutek różnicy stężeń po obu stronach przegrody. Zjawisko to definiuje współczynnik przepuszczalności pary wodnej : δ=(m*x)/(F*T*∆p)gdzie: δ- współczynnik przepuszczalności pary wodnej [g/mx hx Pa], m - masa pary wodnej [g] przenikająca przez przegrodę w czasie t;d - grubość przegrody lub warstwy materiału [m], F - powierzchnia przegrody [m²], T - czas przenikania pary wodnej [h] przez przegrodę, ∆p - różnica ciśnień [Pa] pary wodnej po obu stronach przegrody.

Parametr rw [m²xhxPa/g] zwany oporem dyfuzyjnym określa opór, jaki stawia parze wodnej przegroda o grubości d oraz współczynniku paroprzepuszczalności δ:rw=d/δ gdzie re-opór dyfuzyjny m²xhxPa/g]; d grubość przegrody ; δ współ przepuszczalności pary wodnej

Współ. Oporu dyfuzyjnego μ=δp/δ gdzie: δp-współ przepuszczalności pary wodnej powietrza[m²*h*Pa/g] δ- współ przepuszczalności pary wodnej dla przegrody[m²*h*Pa/g]

W praktyce współczynnik μ zastępowany jest parametrem Sd określającym grubość nieruchomej warstwy powietrza, cechującej się. takim samym oporem dyfuzyjnym, jaki ma warstwa materiału (przegroda) o grubości d: Sd=u*d gdzie: Sd - zastępczy (porównawczy) współczynnik oporu dyfuzyjnego [m], u - współczynnik oporu dyfuzyjnego przegrody, d - grubość przegrody [m]. Współczynnik u jest wielkością bezwymiarową sama jego znajomość nic nie mówi o zdolności przegrody do przepuszczalności pary wodnej, Dlatego tak istotne jest jego powiązanie z grubością przegrody i operowanie parametrem Sd, który jest wielkością porównywalną.Rozkład ciśnienia rzeczywistego pary wodnej p, miedzy wartościami p_s i p_e, zależy od oporów dyfuzyjnych poszczególnych warstw, (opór dyfuzyjny, [m²-h-Pa/g], określa opór jaki stawia parze wodnej przegroda o grubości d i współczynniku przepuszczalności pary wodnej δ) W obszarze stykania się obydwu przebiegów ciśnień, należy liczyć się z możliwością występowania kondensacji pary wodnej. W mieszkaniu średniej wielkości, dziennie uwalnia się od 10 do 20 litrów wody. Woda ta pochodzi z organizmów, roślin, czynności gospodarczych. Jeśli pomieszczenie nie jest dostatecznie wentylowane, a temperatura powierzchni przegród jest niska, para wodna może ulec kondensacji na wewnętrznych powierzchniach lub wewnątrz przegrody. Kondensacji pary na wewnętrznych powierzchniach występuje wówczas gdy temperatura tej powierzchni będzie niższa od temperatury punktu rosy (ciśnienie pary nasyconej). Występowanie tego efektu zależy od: izolacyjności cieplnej przegrody, wilgotności względnej powietrza wewnętrznego. PRAWO FICKA(rysunek); mw= -δ *grad(pw)[kg/s*m2] gdzie: mw- gęstość strumienia pary wodnej[kg/s*m2]; δ-wspoł dyfuzji pary wodnej [kg/(s*m*Pa)]; grad(pw)- gradient ciśnienia cząstkowego pary wodnej w kierunku jej dyfuzji[Pa/m]. Przy założeniach 1) nieskończenie małych oporów dyfuzyjnych napływu i odpływu pary wodnej dla obu skrajnych powierzchni przegrody co pozwala przyjąć ze: pw1=pwi; pw2=pwe 2) jednorodnej budowy przegrody (warstwy materiałowej) 3) istnieniu różnicy ciśnienia cząstkowego pary wodnej(pwi-pwe)>0 4) braku dodatkowych źródeł i upustów pary wodnej na całej grubości przegrody oraz ustalonego w czasie przebiegu procesu dyfuzji; można napisać następujące równania: a) w przypadku przegrody jedno warstwowej mw=(δ/d)*(pw1-pw2)=(pw1-pw2)/Rdf[kg/s*m2] Rdf=d/δ [(m²*s*Pa)/kg] b)w przypadku przegrody n-warstwowej mw=(pw1-pw2)/Rdf[kg/s*m2] przy czym opór dyfuzyjny przegrody Rdf=Σ(dj/δj) [(m²*s*Pa)/kg] c) ciśnienie cząstkowe pary wodnej w dowolnym przekroju x-x przegrody, prostopadłym do kierunku dyfuzji pwx=pwi –(pwi-pwe)(Rdfi,x/Rdf)[Pa] d) przyrost wilgoci kondensującej w przgrodzie w czasie t. mw=((pwi-pnx/Rdfix)-(pnx-pwe/Rdfxe))*t[kg/m²]