PODCIĄGANIE KAPILARNE WODY W MATERIAŁACH

PODCIĄGANIE KAPILARNE WODY W MATERIAŁACH BUDOWLANYCH
1
Molekuły wodne znajdujące się poniŜej 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
powyŜszego 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, aŜ
cięŜar słupa podciągniętej wody zrównowaŜy 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 równieŜ małe,
występuje zjawisko podciągania. Zjawisko podciągania kapilarnego występuje do
momentu zrównowaŜenia 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 zbliŜonej 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 duŜej zdolności podciągania są niedogodne do konstrukcji przegród budowlanych
w miejscowościach o znacznych opadach połączonych z wiatrami /zacinanie deszczu/, gdyŜ
wilgoć moŜe 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 moŜna podzielić na następujące etapy:
1) przygotowanie 2 próbek,
2) obserwacja procesu podciągania w róŜnych 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 moŜliwie jednakowych warunków, podciągania wewnątrz i na zewnątrz
próbek, ich powierzchnię zewnętrzną naleŜy 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
2
1
próbka
3
naczynie
uzupełniające wodę
Rysunek: Badanie podciągania kapilarnego; 1- próbka, 2 -pojemnik z wodą wodę, 3naczynie zamknięte z wodą.
PODCIĄGANIE KAPILARNE WODY W MATERIAŁACH BUDOWLANYCH
3
OPRACOWANIE WYNIKÓW
1) Podciąganie kapilarne dla próbek naleŜy 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
BADANIE PODCIĄGANIA KAPILARNEGO W MATERIAŁACH
BUDOWLANYCH
Rodzaj i forma materiału:
Proces podciągania w temperaturze
18÷
÷20°°C
Lp.
Przyrost
czasu [min.]
Wysokość
podciągania
[cm]
Przyrost
wysokości
[cm]
Proces podciągania w temperaturze
0÷
÷4°°C
Lp.
1.
1.
2.
2.
3.
3.
4.
4.
5.
5.
6.
6.
7.
7.
8.
8.
9.
9.
10.
10.
Przyrost
czasu
[min.]
Wysokość
podciągania
[cm]
Przyrost
wysokości
[cm]
WYKONAWCY:
1.....................................................
2.....................................................
3.....................................................
................................................................................
data, podpis prowadzącego
UWAGI:
4.....................................................
5.......................................................
Krzywe podciągania dla obu przedziałów temperatur na jednym wykresie.
Wykres sporządzić na papierze milimetrowym w odpowiednio duŜej skali.
Na osi pionowej − wysokość podciągania [cm],
na osi poziomej − przyrost czasu [min.]
4