PODCIĄGANIE KAPILARNE WODY W MATERIAŁACH
Transkrypt
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