Używamy cookies i podobnych technologii m.in. w celach: świadczenia usług, reklamy, statystyk. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień Twojej przeglądarki oznacza, że będą one umieszczane w Twoim urządzeniu końcowym. Pamiętaj, że zawsze możesz zmienić te ustawienia. Szczegóły znajdziesz w Polityce Prywatności.

Co inżynier budownictwa powinien wiedzieć o osuszaniu budynków

26.04.2019

W Polsce stan wilgotnościowy muru określa się najczęściej przez podanie zawartości wilgoci w materiale w formie wilgotności masowej, definiowanej jako stosunek masy wody w materiale do suchej masy tego materiału. Nasi zachodni sąsiedzi oceniają zwykle stan wilgotnościowy przez podanie stopnia wypełnienia porów wodą - stąd 12% wilgotności masowej może być porównywalne z wartością 75% wskazywaną na niemieckim urządzeniu, wyskalowanym w stopniach wypełnienia porów.

Autor wspomina o tym, ponieważ uczestniczył w rozprawie sądowej, na której biegły inżynier budownictwa pod przysięgą zeznał, że badany mur ceglany miał 75% wilgotności. Pewnie zafascynowany nowym miernikiem „ekspert” nawet nie słyszał o innych skalach i nie pomyślał, że woda w murze nie może zajmować 75%, ponieważ jego porowatość nie przekracza zwykle 25-30%, a woda może w naturalnych warunkach wypełnić do 85% porów. Maksymalna wilgotność masowa nie przekracza zatem nawet teoretycznie 25%, a w praktyce jest to około 12%.

Wilgotność naturalna muru powinna zawierać się w przedziale od 1,5 do 3-4% wilgotności masowej i zależy m.in. od zawartości wody w otaczającym przegrodę powietrzu, temperatury otoczenia, a także składu muru - rodzaju użytych cegieł i zapraw - oraz zawartości rozpuszczalnych soli. W przypadku muru zabytkowego wilgotność masowa do 4% jest stanem akceptowalnym.

W przypadku uszkodzenia izolacji wodochronnych lub ich braku, gdy jest bezpośredni kontakt hydrauliczny muru z wilgotnym gruntem, na skutek działania sił kapilarnych mur pobiera wilgoć, nazywaną wodą kapilarną. Ten proces powoduje, że wilgotność muru ceglanego może wzrosnąć znacznie powyżej wilgotności naturalnej, nawet powyżej 12%. Woda w całej swojej objętości w stosunkowo wąskich porach znajduje się w polu oddziaływania sił pochodzących bezpośrednio od ścianek - jest to przedział kapilarny od 0,5 do 0,0002 mm.

 

Rys. 3. Depresja kapilarna
 

W szerszych porach, tzw. nadkapilarnych, o średnicy powyżej 0,5 mm, woda może infiltrować z gruntu na skutek sił ciężkości, natomiast w porach subkapilarnych, poniżej 0,2  µm, woda jest związana i unieruchomiona na skutek działania sił międzycząsteczkowych. Zjawiska występujące na styku wody ze szkieletem budynku sprawiają, że zachodzi podciąganie wody do góry, wbrew ciśnieniu hydrostatycznemu. Powstające w kapilarach meniski, czyli zakrzywienia powierzchni wody w miejscu zetknięcia się cieczy z materiałem (rys. 1, 2), są efektem działania sił spójności między cząsteczkami wody oraz sił przylegania do materiału. W porowatych materiałach budowlanych powstaje zwykle menisk wklęsły i woda wznosi się ku górze do poziomu, na którym ciężar słupa wody zrówna się z siłą wytwarzaną przez napięcie powierzchniowe. Jeżeli ten sam dobrze zwilżalny materiał zostanie poddany hydrofobizacji (rys. 3), to woda pozostająca w kontakcie hydraulicznym z materiałem utworzy menisk wypukły. Siły przylegania będą słabsze od sił spójności i zjawisko podciągania kapilarnego zaniknie. Za te efekty jest odpowiedzialne również napięcie powierzchniowe.

Za sprawą działania wspomnianych już sił napięcia powierzchniowego woda w podatnych na zwilżanie kapilarach unosi się na pewną interesującą nas wysokość h. Najniższa energia układu woda-szkielet jest wówczas, gdy możliwie największa powierzchnia kapilar zostanie pokryta cienkim filmem wody. Pełzanie wody po ściance kapilary skutkuje zakrzywieniem jej powierzchni, a ciśnienie wody tuż pod meniskiem jest mniejsze od ciśnienia atmosferycznego o około 2σ/r.

Na zewnątrz kapilary ciśnienie atmosferyczne wynosi p-2σ/r, dlatego nadmiarowe ciśnienie zewnętrzne wypycha ciecz do góry do momentu osiągnięcia punktu równowagi hydrostatycznej.

Porównując ciężar słupa wody w okrągłej kapilarze Q = mg = Vρ g = πr2  hρg z siłą napięcia powierzchniowego wody przy ściance F = 2π • r • σ , można wyliczyć wysokość podciągania w pojedynczej kapilarze według wzoru (1)

          (1)

gdzie: h - wysokość podciągania kapilarnego, σ - napięcie powierzchniowe wody, γ - kąt zwilżania, ρ - gęstość wody, rk - promień kapilary, g - przyspieszenie ziemskie.

 

Przeczytaj także: Zawilgocenie warstw termoizolacyjnych w dachach zielonych

www.piib.org.pl

www.kreatorbudownictwaroku.pl

www.izbudujemy.pl

Kanał na YouTube