Vapillary rise phenomenon in aerated concrete. Monitoring and simulations

• Autorzy: Suchorab Z. , Widomski M. , Łagód G. , Sobczuk H.

Warianty tytułu

PL

Zjawisko podciągania kapilarnego w betonie komórkowym. Monitoring i symulacje

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Capillary rise is a dangerous phenomenon touching many objects built of aerated concrete which is a porous material and highly prone to water influence in case of any horizontal water insulation failures. Aerated concrete is the artificial building material offering both suitable strength parameters and heat insulation properties. Water migrating from the ground to the walls of the building negatively influences not only its construction but also increases heat loses and decreases indoor air comfort (low temperatures, fungi and bacteria development) which is in the World’s literature called SBS (Sick Building Syndrome). All above presented facts connected with water migration through the aerated concrete walls underline the need to monitor and simulate capillary rise phenomenon in building envelopes made of aerated concrete. The paper presents the simulation of capillary rise in a model aerated concrete sample. The model applied for simulations will be based on the Richards equation for water flow in unsaturated conditions. The model is commonly used in agrophysics and this work is an attempt to use it for building materials. The simulations results will be verified with laboratory experiment of capillary rise in the real samples of aerated concrete equipped with Time Domain Reflactometry (TDR) probes which will enable to monitor the phenomenon propagation.

PL

Podciąganie kapilarne to niebezpieczne zjawisko dotyczące wielu obiektów wymurowanych z betonu komórkowego, będącego materiałem porowatym, podatnym na wpływ wody w przypadku zniszczeń poziomych izolacji przeciwwilgociowych. Beton komórkowy to materiał pochodzenia sztucznego, zapewniający zarówno wysokie właściwości wytrzymałościowe, jak i cieplne. Woda migrująca z gruntu do przegród budynku wpływa negatywnie nie tylko na jego konstrukcję, lecz również zwiększa straty ciepła, obniża parametry komfortu cieplnego (niskie temperatury, rozwój grzybów i bakterii), prowadząc do tak zwanego w literaturze Syndromu Chorego Budynku SBS (Sick Building Syndrome). Wszystkie powyżej opisane fakty dotyczące migracji wody w ścianach z betonu komórkowego podkreślają potrzebę monitoringu i symulacji zjawiska podciągania kapilarnego w przegrodach budowlanych z betonu komórkowego. Artykuł przedstawia symulację zjawiska podciągania kapilarnego w modelowej próbce betonu komórkowego. Model zastosowany do symulacji oparto na równaniu Richardsa dla przepływu wody w warunkach nienasyconych. Model jest w powszechnym zastosowaniu w dziedzinie gruntoznawstwa, a niniejsza praca jest próbą zastosowania go dla materiałów budowlanych. Wyniki symulacji zostaną zweryfikowane za pomocą badań laboratoryjnych zjawiska podciągania kapilarnego w próbkach rzeczywistych z betonu komórkowego z zainstalowanymi sondami TDR (Time Domain Reflectometry), które umożliwią pełny monitoring zjawiska.

Słowa kluczowe

EN

capillary rise; monitoring; simulations; TDR

PL

podciąganie kapilarne; monitoring; symulacje; TDR

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 4, No. 2
• Strony: 285--290
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Suchorab Z.

• Lublin University of Technology, ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin, tel. [phone]

autor

Widomski M.

• Lublin University of Technology, ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin, tel. [phone]

autor

Łagód G.

• Lublin University of Technology, ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin, tel. [phone]

autor

Sobczuk H.

• Lublin University of Technology, ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin, tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Siejko J. and Babiński Z.: Co to jest beton komórkowy? Budowanie z betonu komórkowego. Poradnik-KatalogWyd. Stowarzyszenie Producentów Betonów SBPB, Zeszyt 1, 2005, 11-59 (in Polish).
• [2] Narayanan N. and Ramamurthy K.: Structure and properties of aerated concrete: a review. Cement & Concrete Composities, 2000, 22, 321-329.
• [3] Roels S., Sermijn J. and Carmeliet J.: Modelling unsaturated moisture transport in autoclaved aerated concrete: microstructural approach. Building Physics 2002 - 6th Nordic Symp. (Norway 2002), 167-174.
• [4] Diersch H.J.G.: FEFLOW 5.2 Finite Element Subsurface Flow and Transport Simulation System. Reference Manual. WASY Ltd., Berlin 2005.
• [5] Diersch H.J.G. and Kolditz O.: Variable-density flow and transport in porous media: approaches and challenges. Adv. Water Res., 2002, 25, 899-944.
• [6] Zhao Ch., Wang Y., Chen X. and Li. B.: Simulation of the effects of groundwater level on vegetation change by combining FEFLOW software. Ecol. Modell., 2005, 187, 341-351.
• [7] Mazzia A. and Putti M.: Three-dimensional mixed finite element-finite volume approach for the solution of density-dependent flow in porous media. J. Comput. Appl. Math., 2006, 185, 347-359.
• [8] Trefry M.G. and Muffels Ch.: FEFLOW: a finite-element ground water flow and transport modeling tool. Ground Water, 2007, 45, 525-528.
• [9] Widomski M.: Assessment of the influence of water erosion control system on water conditions in the soil profile. Monographs of Environmental Engineering Committee. Vol. 43. Polish Academy of Science, Lublin 2007 (in Polish).
• [10] Zaradny H.: Matematyczne metody opisu i rozwiązań zagadnień przepływu wody w nienasyconych i nasyconych gruntach i glebach. Prace IBW PAN, Nr 23, Gdańsk 1990 (in Polish).
• [11] Topp G.C., Davis J.L. and Annan A.P.: Electromagnetic determination of soil water content: Measurements in coaxial transmission lines. Water Res., 1980, 16, 574-582.
• [12] Sobczuk H. and Plagge R.: Time Domain Reflectometry Method in Environmental Measurements. Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska Polskiej Akademii Nauk, 39, Lublin 2007.
• [13] Suchorab Z., Sobczuk H., Łagód G., Pavlik Z. and Cerny R.: Zastosowanie metody TDR do pomiaru wilgotności materiałów budowlanych. Materiały, Tom 2. Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, 2005, 33, 1063-1070 (In Polish).
• [14] Pavlík Z., Pavlíková M., Fiala L., Černý R., Sobczuk H. and Suchorab Z.: Application of time-domain reflectometry method for measuring moisture content in porous building materials. Trends Appl. Sci. Res., 2007, 2(3), 188-200.
• [15] Suchorab Z., Jedut A. and Sobczuk H.: Water content measurement in building barriers and materials using surface TDR probe. Proc. ECOpole, 2008, 2(1), 123-127.