Podciąganie kapilarne – przyczyny, skutki i skuteczne metody eliminacji.

Zjawisko podciągania kapilarnego wody w murach

1. Problem wilgoci w starych budynkach

Budynki, zwłaszcza stare, których dolne części konstrukcyjne są w kontakcie z gruntem lub zanurzone w ziemi, często ulegają degradacji. Jednym z głównych powodów tych uszkodzeń jest podciąganie kapilarne, które wynika z właściwości materiałów budowlanych oraz specyfiki i składu gleby.

2. Mechanizmy podciągania kapilarnego

Podciąganie kapilarne polega na przemieszczaniu się wody w murze z dołu do góry pod wpływem różnych sił:

·       Siły kapilarnej związanej z efektem kapilarności.

·       Siły elektroosmotycznej.

·       Siły elektrokinetycznej, wynikającej z pól elektromagnetycznych ziemi.

Siła kapilarna

Teoria klasycznego podciągania kapilarnego zakłada brak wpływu sił elektrycznych czy elektromagnetycznych.

Każda zmiana powierzchni cieczy generuje siłę prostopadłą do tej powierzchni, wynikającą z napięcia powierzchniowego, które dąży do minimalizacji powierzchni cieczy. Kontakt cieczy z powierzchnią stałą prowadzi do jej zakrzywienia, co wywołuje siłę skierowaną ku górze.

W miarę zmniejszania się średnicy kapilary, zakrzywienie cieczy staje się większe, a siła skierowana ku górze wzrasta. W efekcie woda podnosi się w kapilarze, aż osiągnie stan równowagi.

W rzeczywistości jednak materiały budowlane nie posiadają kapilar o idealnie cylindrycznym kształcie, co uniemożliwia dokładne oszacowanie wysokości podciągania wody za pomocą klasycznej teorii Jurina.

Siła elektroosmotyczna

Woda przemieszczająca się w kapilarach wywołuje tarcie, które generuje ładunki elektryczne na ściankach kapilar. Powstaje tzw. potencjał zeta.

Woda w kapilarach, naładowana dodatnio, jest przyciągana w kierunku negatywnie naładowanych ścianek kapilar. Zjawisko to wzmacnia ruch wody z dolnych partii murów w górę.

Siła elektrokinetyczna i pola elektromagnetyczne ziemi

W niektórych obszarach, np. nad ciekami wodnymi, jeziorami podziemnymi czy uskokami geologicznymi, występują anomalie ziemskiego pola magnetycznego spowodowane intensywną aktywnością elektromagnetyczną. Te pola mogą ładować elektrycznie mury budynków.

Ziemia, obracając się wokół własnej osi, działa jak wysoko częstotliwościowy alternator. Pole elektromagnetyczne powstaje na skutek indukcji magnetycznej wywołanej rotacją ziemskiego jądra niklowo-żelazowego. Budynki położone na takich „stymulowanych elektromagnetycznie” terenach mogą doświadczać wyraźnego naładowania elektrycznego.

Zależność między polami elektromagnetycznymi a podciąganiem kapilarnym

Pomiar napięcia między dolnymi, wilgotnymi partiami murów a suchymi partiami górnymi wykazał różnice potencjału sięgające 400–500 mV. Ta wartość jest wystarczająca, aby podciągać wodę w murze na wysokość do 2 metrów lub więcej.

Siła generowana przez te pola jest znacznie większa niż siła kapilarna czy elektroosmotyczna.

Podczas badań stwierdzono, że neutralizacja tych pól elektromagnetycznych powodowała znaczący spadek napięcia (z 400–500 mV) w ciągu kilku godzin, co skutkowało zatrzymaniem podciągania kapilarnego.

Wnioski

Pola elektromagnetyczne można uznać za główny czynnik wywołujący podciąganie kapilarne wody w murach. Neutralizacja tych pól jest skutecznym sposobem na zatrzymanie wilgoci kapilarnej w budynkach.