BADANIE NASIĄKLIWOŚCI MATERIAŁU
BADANIE NASIĄKLIWOŚCI MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH
Nasiąkliwość to zdolność całkowitego pochłaniania wody przez pory i kapilary materiału.
WyraŜa się procentową zawartością wody w stosunku wagowym według wzoru:
s
s
m
G
G
G
N
−
=
gdzie:
N - nasiąkliwość /w procentach wagowych/,
G
m
- cięŜar materiału nasyconego wilgocią,
G
s
- cięŜar materiału suchego.
Po wartości nasiąkliwości moŜemy sądzić o strukturze materiału. Materiały o porach
zamkniętych lub ich przewadze oraz materiały o małej porowatości wykazują. nasiąkliwość
bardzo małą. W naturalnych warunkach woda wypiera z materiału tylko część powietrza.
Ilość wypieranego powietrza zaleŜna jest od wielkości porów. W porach bardzo małych woda
zastępuje około 30% objętości powietrza, zaś w porach duŜych do 70%.
Materiałami porowatymi nazywa się takie ciała stałe, które zawierają duŜą ilość pustych przestrzeni
o wielkości względnie małej, w porównaniu z wymiarami charakterystycznymi samego ciała,
i charakteryzują się dobrze rozwiniętą powierzchnią wewnętrzną. Przestrzenie takie (niezaleŜnie od
ich kształtu) nazywa się porami, a przestrzeń zajętą przez ciało stałe - szkieletem.
Pory występujące w materiałach budowlanych są bardzo róŜnorodne, a ich kształt i wielkość zaleŜą
głównie od struktury szkieletu ciała porowatego.
Podstawową cechą, która charakteryzuje materiały porowate, jest ich porowatość efektywna (m
3
/m
3
):
ε
=V
p
/V
gdzie:
V
p
- objętość porów otwartych zawartych w próbce m
3
,
V - objętość próbki, m
3
.
Porowatość efektywna jest miarą zdolności materiałów porowatych do wchłaniania wilgoci.
Pory połączone moŜna zróŜnicować dalej, na przykład wg ich ukierunkowania. WyróŜnić tu moŜna
pory ukierunkowane (anizotropowe) oraz nieukierunkowane (izotropowe). Kształty geometryczne
porów mogą być między innymi: cylindryczne, kuliste, szczelinowe itp. W jednym materiale
BADANIE NASIĄKLIWOŚCI MATERIAŁU
występują zwykle pory o zróŜnicowanych kształtach :
pory
otwarte
pory
zło
Ŝ
one
pory
zamkni
ę
te
pory
ukierunkowane
Wielkością określającą porowatość ciała jest takŜe efektywny promień jego porów. Pory dzieli się na:
— mikropory - o promieniach r < 2 nm,
— mezopory (pory pośrednie) - o promieniach większych niŜ 2 nm < r < 50 nm,
— makropory - o promieniach większych r >50 nm.
Makropory odgrywają decydującą rolę w przenoszeniu wilgoci do mezoporów i mikroporów.
W mezoporach odbywa się transport wilgoci, a na ich powierzchni zachodzi adsorpcja. Mikropory
stanowią podstawowy nośnik właściwości sorpcyjnych materiału. W budowlanych materiałach
porowatych występują zazwyczaj pory naleŜące do wszystkich grup.
Wilgoć wchłonięta przez materiał porowaty znajduje się na jego wewnętrznej powierzchni
oraz we wnętrzu zawartych w nim porów. Cząsteczki wody ciekłej oddziałują wzajemnie
z cząsteczkami materiału oraz z cząsteczkami wilgotnego powietrza zawartego w porach.
Występujące przy tym siły międzycząsteczkowe powodują napięcie powierzchniowe wody
i jej migrację w materiale. Wilgoć utrzymuje się w materiale porowatym w sposób
najbardziej trwały, gdy jej ilość jest nieznaczna. W materiale silnie zawilgoconym woda
związana jest z nim nietrwale i moŜe się stosunkowo swobodnie przemieszczać.
PRZEBIEG BADANIA
Przebieg badania dzielimy na następujące etapy:
1/ suszenie próbki.
2/ nasączanie próbki,
3/ ustalenie cięŜaru próbki nasączonej.
BADANIE NASIĄKLIWOŚCI MATERIAŁU
Suszenie próbki. Próbkę materiału suszymy w suszarce wg zasad jak w oznaczaniu
wilgotności materiału.
Nasączanie próbki. Wysuszoną próbkę zanurzamy do 1/4 objętości w destylowanej wodzie.
Po dwóch godzinach dolewamy wodę do 1/2, po trzech godzinach do 3/4 objętości próbki
i pozostawiamy tym stanie przez 24 godziny, po czym próbkę całkowicie zalewamy wodą.
Przyczyną podanego toku postępowania przy nasączaniu próbki jest dąŜenie do osiągnięcia
maksymalnego napełnienia porów i kapilar wodą. Do wypchnięcia powietrza z porów,
w szczególności z kapilar, potrzebni jest pewna energia. Energii tej dostarcza ciśnienie
kapilarne wody. Początkowe zanurzenie próbki do 1/4 objętości stwarza warunki do
wystąpienia podciągania kapilarnego. Kiedy woda w próbce podciągnie powyŜej zwierciadła
wody w naczyniu, wówczas podnosimy poziom zwierciadła. Natychmiastowe zanurzenie
próbki na całą objętość w wodzie spowodowałoby wystąpienie nad materiałem ciśnienia
hydrostatycznego, przeciwstawnego ciśnieniu działającemu od dołu i z boków próbki
i w konsekwencji zamknięcie pewnej ilości powietrza wewnątrz materiału lub znaczne
spowolnienie procesu wydostawania się powietrza.
W rzeczywistości nie osiąga się większego niŜ 80% zastąpienia powietrza wodą. Część
powietrza pozostaje w bardzo wąskich kapilarach. Poza tym w warunkach naturalnych
w większości przypadków nasiąkanie elementów budowli wodą odbywa się właśnie drogą
podciągania kapilarnego. Stosowanie zatem w badaniach laboratoryjnych sposobu nasączania
materiału wodą zbliŜonego do naturalnego stwarza warunki do uzyskania wyników
zbliŜonych do rzeczywistych.
Ustalenie cięŜaru próbki nasączonej. Nasączoną w destylowanej wodzie próbkę waŜymy
okresowo, aŜ do osiągnięcia stałego cięŜaru.
BADANIE NASIĄKLIWOŚCI MATERIAŁU
Protokół badania nasiąkliwości
BADANIE NASIĄKLIWOŚCI MATERIAŁU
Rodzaj
i struktura
materiału
Rodzaj
i dokładność
wagi [g]
Temperatura
suszenia
[
°
C]
Temperatura w
laboratorium
[
°
C]
Wilgotność
w laboratorium
[%]
Masa próbki suchej z
naczyńkiem [g]
Proces suszenia
Masa suszonej próbki [g]
Wilgotność materiału w stosunku wagowym
[%]
m
st
=
Masa naczyńka [g]
=
×
−
−
=
%
100
t
st
st
wt
m
m
m
m
N
=
%
100
×
m
t
=
Proces nasączania
Masa próbki [g]
Masa próbki wilgotnej po
procesie nasączania [g]
m
wt
=
N=.....................%
................................................................................
data, podpis prowadzącego
WYKONAWCY
:
1.....................................................
2.....................................................
3.....................................................
4.....................................................
UWAGI
: