Капиллярные явления
Капиллярные явления возникают на границе двух сред - жидкости и газа - и приводят к искривлению поверхности жидкости, делая её выпуклой или вогнутой. В этой статье речь пойдёт о том, как возникает капиллярный эффект в случае воды вообще, и в частности, как проявляется капиллярное поднятие влаги в грунте.
Когда вода налита в сосуд, её поверхность ровная, но возле стенок сосуда возникает изгиб поверхности воды. Если стенки смачиваются, то поверхность получается вогнутая, если стенка сосуда сухая и не смачиваемая - поверхность будет выгнутая.
Капиллярное явление у смачиваемой стенки сосуда.
Притяжение молекул воды и молекул стенки сосуда больше, чем между молекулами воды и воды, поэтому вблизи стенки сосуда вода поднимается вверх по стенке - это и есть капиллярный эффект. Капиллярная сила поднимает воду до тех пор, пока не уравновесится гидростатическим давлением воды.
В узких сосудах расстояние между стенками очень мало, выгнутости поверхности воды соединяются между собой, суммируется и капиллярная сила, поэтому уровень воды в тонкой трубке - капилляре - может подняться выше, чем он есть в большом сосуде.
Поднятие воды в капилляре.
Чем тоньше капилляр, тем больше капиллярная сила, тем выше поднимется вода вверх.
Эффект капиллярного поднятия влаги в грунте
Любой грунт имеет поры, а каждая пора - это такой же капилляр, как стеклянная трубка, только очень маленький. Поэтому все грунты в той или иной степени подвержены капиллярному явлению: происходит подъём влаги снизу вверх вопреки силе тяжести.
Высота подъёма капиллярной влаги зависит от типа грунта: в глинистых грунтах она достигает 1,5 м а в песчаных ограничивается 30 см. Это связано с тем, что в песчаных грунтах поры слишком большие и капиллярная сила мала. Частички глины гораздо меньше песчинок, поэтому в глине поры меньше, а капиллярный эффект больше.
Капиллярный эффект нужно учитывать при заложении фундамента: влага от уровня грунтовых вод может подниматься на 1,5 м выше (в случае глины), и если основание фундамента оказывается ниже этого уровня, то фундамент окажется во влажном грунте. А это означает снижение несущей способности грунта и угрозу переувлажнения фундамента. Для того, чтобы защитить фундамент от влаги необходима гидроизоляция.
Капиллярный эффект в бетоне
Капиллярные явления возникают не только в грунте, но и в бетоне, из которого сделан фундамент. Бетон пористый материал, и его поры - это такие же капилляры, по ним влага будет распространятся вверх и вглубь. Если подошва фундамента опирается на влажный грунт, то влага через его подошву будет подниматься вверх, дойдёт до стены цоколя и дома и пойдёт дальше. В последствии это приведёт к разрушению фундамента и стен. Чтобы этого не происходило делают горизонтальную гидроизоляцию между грунтов и подошвой фундамента, а так же между цоколем и стеной дома.