Гидрофизические свойства

Гигроскопичность – способность материала поглощать влагу и водяной пар из воздуха или парогазовой смеси.

Гигроскопичность вызывается сорбцией!

Гидрофильные материалы – это материалы, притягивающие воду (бетон, дерево, кирпич).

Гидрофобные материалы – это материалы, отталкивающие воду (битум, полимеры).

Капиллярное всасывание воды происходит материалом по капиллярным порам, когда часть конструкции соприкасается с водой.

Характеризуется высотой поднятия уровня воды в капиллярах материала, количеством поглощенной воды и интенсивностью всасывания.

Высоту поднятия жидкости h в капилляре определяют по формуле:

 

σ – поверхностное натяжения;

θ – краевой угол смачивания;

r – радиус капилляра;

q – ускорение свободного падения.

Горизонтальная гидроизоляция

Для исключения явления капиллярного подсоса, т.е. поднятия воды из фундамента и далее вверх по стене, во всех зданиях и сооружениях предусматривается горизонтальная гидроизоляция между фундаментом и стеной. Отсутствие такой гидроизоляции – либо ошибка строителей, либо - разрушение гидроизоляции за долгий период эксплуатации здания. Последнее характерно для старых построек, в частности, памятников архитектуры прошлых веков. Необходимость устройства новой горизонтальной гидроизоляции может возникнуть также при изменении гидрогеологических условий, например, при поднятии уровня грунтовых вод. Во всех случаях в результате капиллярного подсоса влага поднимается по фундаменту или стенам подвала на уровень первого этажа. Самый радикальный способ “лечения” в такой ситуации – устройство сплошной горизонтальной гидроизоляции путем блокирования (кольматирования) пор в материале. Это достигается нагнетанием в поры материала низковязкого полимерного продукта в смеси с отверждающим компонентом. Нагнетаемый состав отверждается в порах, образуя водонепроницаемый слой в стене или фундаменте на заданном уровне. В качестве такого продукта компания “Vodichem Ukraine” использует гель низкой вязкости на акрилатной основе, проникающий в поры размером менее 0,1 мм. При введении отверждающего компонента происходит быстрый переход геля в твердообразный эластичный продукт, способный обратимо набухать во влажной среде. Последнее обеспечивает полную водонепроницаемость пропитанного материала. Для инъекции применяются 2-х компонентные насосы, в которых окончательное смешивание сырьевых материалов происходит непосредственно перед инъекцией. Инъецирование геля и других составов производится через специальные насадки - пакеры, герметично устанавливаемые в пробуренные в стене шпуры. Глубина пробуривания не превышает 2/3 толщины стены. Расстояние между шпурами и их взаимное расположение должны обеспечивает сплошное перекрытие изолируемой зоны инъекционными составами. Возможна и другая схема нагнетания с дневной стороны конструкции. После завершения инъекции пакеры демонтируют, а скважины заделывают. В случае, когда необходимо остановить капиллярный подсос, но при этом сохранить воздухо- и паропроницаемость изолируемого участка стены, применяется пропитка материала гидрофобизирующими составами. Для пропитки используют растворы кремнийорганических соединений типа метилсиликонатов щелочных металлов. Обладая очень низкой вязкостью, раствор проникает в самые тонкие поры. При испарении растворителя происходит адсорбция метилсиликонатов на поверхность цементных пор. Полярная часть молекул сцепляется с цементным камнем, а органическая – оказывается на поверхности пор, придавая ей гидрофобные (водоотталкивающие) свойства. В результате, материал оказывается не способен поглощать и передавать капельно-жидкую влагу. Но при этом поры остаются открытыми, воздухо- и паропроницаемость кирпичной кладки сохраняется, и стена постепенно высыхает.   Технология создания гидрофобного барьера в стене заключается в пропитке материала через шпуры, пробуренные в стене под углом 30-40 градусов к горизонту. Шпуры сверлятся в «шахматном порядке». Глубина скважин рассчитывается таким образом, чтобы ее конец не доходил на 5-7 см до противоположной стороны стены. Гидрофобизирующий раствор подается в шпуры самотеком через воронки. Для гидрофобизации стены толщиной 50 см и более пропитка проводится с двух сторон, либо сокращаются интервалы между скважинами. Для ускорения пропитки используются насосы небольшой производительности, создающие давление до 0,4 МПа. Пропитка считается законченной, когда на внешней поверхности стены появляется мокрое пятно. Чтобы стены здания быстрее высыхали применяется специальная высушивающая штукатурка, которая наносится на стены помещения и удаляет из них влагу, не мешая нормальной эксплуатации этих помещений. Эффективность данной штукатурки заключается в том, что она через свои капилляры отводит в атмосферу избыток влаги, накопленной в стене. При дальнейшей, так называемой «финишной» отделке, такие стены должны обрабатываться материалами, дающими стене «дышать», т.е. не препятствующие постепенному испарению влаги.

Объем воды, поглощаемый материалом путем капиллярного всасывания за время t, подчиняется парабалическому закону:

k – константа всасывания

Уменьшение интенсивности всасывания (то есть значения константы k) указывает на улучшение структуры материала и повышение его морозостойкости.

Влажность материала определяется содержанием влаги, отнесенной к массе материала в сухом состоянии.

Влажность зависиткак от свойств самого материала (пористости, гигроскопичности), так и от окружающей его среды (влажность воздуха, наличие контакта с водой)

Водопоглощение – способность материала поглощать воду и удерживать воду при непосредственном контакте с ней при нормальном атмосферном давлении. Характеризует степень заполнения объема пор водой.