HC4 VOCHT
HC 4: THEORIE VOCHT
5. WATERTRANSPORT
• vochttransport omvat zowel dampvormig als vloeibaar transport van vocht.
o Meestal treden beide vormen tegelijk op, maar voor eenvoud worden ze apart behandeld.
• Tot nu toe werd enkel damptransport in materialen en constructies besproken.
o Daarbij werd aangenomen dat het vochtgehalte laag is (hygroscopisch gebied), waardoor
geen watertransport optreedt.
o Bij hogere vochtgehaltes treedt er wél watertransport op.
• Deze hoge vochtgehaltes ontstaan o.a. door inwendige condensatie, beregening, contact met
grondwater en hoog bouwvocht.
o Het water verplaatst zich onder invloed van capillariteit, zwaartekracht en drukverschillen
(water- of luchtdruk), die al dan niet gelijktijdig optreden.
6.1 VOCHTTRANSPORT IN CAPILLAIREN
6.1.1 CAPILLARITEIT
• Een open poreus materiaal bestaat uit een netwerk van kanaaltjes en holten.
o Hierdoor kan vocht zich verplaatsen in zowel dampvormige als vloeibare fase.
• Vloeibaar transport wordt vooral bepaald door capillaire krachten.
o Dit zijn krachten door de interactie tussen water en de wanden van de capillairen.
• Voor inzicht wordt het transport bestudeerd in één enkel recht capillair met een kleine cirkelvormige
doorsnede
• → baksteen heeft holtes en daar zitten kanaaltjes in waardoor het water tot in baksteen dringt tot aan
de andere kant door nauwe kanaaltjes komt er vocht in de kanalen
OPPERVLAKTESPANNING
• Elke watermolecule ondervindt een aantrekkingskracht van andere watermoleculen.
o Deze kracht is groter bij kleinere afstand tussen de moleculen.
o Bij een afstand groter dan 1 nm (nanometer) is de aantrekkingskracht verwaarloosbaar.
o Elke molecule heeft dus een aantrekkingszone met straal van 1 nm.
• Aan het grensvlak tussen water en lucht geldt:
o Ligt dit grensvlak buiten de aantrekkingszone van een molecule, dan is de resulterende kracht
op dat molecule nul.
• Ligt het grensvlak binnen de aantrekkingszone, dan ondervindt de molecule een resulterende kracht
weg van het grensvlak
o De invloed van moleculen boven het water (in de lucht) is verwaarloosbaar.
o Ontstaan ve oppervlaktelaag (dikte ≈ 1 nm) waarin krachten loodrecht naar beneden werken.
o Moleculen in deze laag drukken op het onderliggende water.
o De kracht per oppervlakte-eenheid heet de cohesiedruk.
• Om de bovenste laag (meniscus) los te maken, moet deze cohesiedruk overwonnen worden → er is
arbeid nodig.
o De potentiële energie van de oppervlaktelaag is dus hoger dan in het inwendige v d. vloeistof
o Dit energieverschil per oppervlakte-eenheid heet oppervlakte-energie / oppervlaktespanning
(σ) (J/m² of N/m).
1
, HC4 VOCHT
o Deze oppervlaktespanning zorgt ervoor dat een vloeistofdruppel bolvormig is, omdat dan een
evenwicht van krachten ontstaat.
• Spanning is eigenlijk gewoon interacties van molecules
• De oppervlaktespanning van water daalt als de temperatuur stijgt.
• Verder verwaarlozen we even deze invloed en rekenen met:
ZUIGING
• Wanneer het water-lucht grensvlak een vaste wand raakt, treden naast cohesiekrachten ook
adhesiekrachten op tussen vloeistof en vaste stof (en in zeer kleine mate met lucht).
o Cohesie + adhesie veroorzaken samen het verschijnsel capillariteit.
• Dit wordt bekeken aan de hand van de meniscus (het water-lucht grensvlak) in contact met een wand
o De meniscus staat niet loodrecht op de wand, maar wordt opgetrokken of neergedrukt
o De meniscus of vloeistofspiegel = hoe water in contact komt met oppervlakte erlangs
• Als adhesiekrachten > cohesiekrachten, wordt de meniscus opgetrokken = hol
o θ < 90° → cosθ > 0 (geval a).
• Als cohesiekrachten > adhesiekrachten, wordt de meniscus neergedrukt = bol
o θ > 90° → cosθ < 0 (geval b).
• Het eerste geval komt vaak voor bij water in poriën van bouwmaterialen.
o Daarbij geldt meestal cosθ = 1 (θ = 0°).
o → Dit zijn hydrofiele materialen.
• Een neergedrukte meniscus komt voor bij:
o contact tussen water en kunststoffen,
o waterafstotend behandelde oppervlakken.
o → Dit zijn hydrofobe materialen.
• Vervolgens wordt het eerste geval verder bestudeerd
• Een buisje met cirkelvormige doorsnede wordt in een vat met water geplaatst.
o Bij het verkleinen van de doorsnede gaan de krommingen vh. wateroppervlak elkaar raken.
o Hierdoor ontstaat een concaaf (hol) oppervlak.
o Bij verdere verkleining van de diameter wordt het water omhoog gezogen in de buis.
o Dit komt door de gecombineerde werking van cohesie- en adhesiekrachten.
o De resultante kracht (capillaire kracht) is naar boven gericht.
o Dit verschijnsel heet capillaire zuiging.
2
HC 4: THEORIE VOCHT
5. WATERTRANSPORT
• vochttransport omvat zowel dampvormig als vloeibaar transport van vocht.
o Meestal treden beide vormen tegelijk op, maar voor eenvoud worden ze apart behandeld.
• Tot nu toe werd enkel damptransport in materialen en constructies besproken.
o Daarbij werd aangenomen dat het vochtgehalte laag is (hygroscopisch gebied), waardoor
geen watertransport optreedt.
o Bij hogere vochtgehaltes treedt er wél watertransport op.
• Deze hoge vochtgehaltes ontstaan o.a. door inwendige condensatie, beregening, contact met
grondwater en hoog bouwvocht.
o Het water verplaatst zich onder invloed van capillariteit, zwaartekracht en drukverschillen
(water- of luchtdruk), die al dan niet gelijktijdig optreden.
6.1 VOCHTTRANSPORT IN CAPILLAIREN
6.1.1 CAPILLARITEIT
• Een open poreus materiaal bestaat uit een netwerk van kanaaltjes en holten.
o Hierdoor kan vocht zich verplaatsen in zowel dampvormige als vloeibare fase.
• Vloeibaar transport wordt vooral bepaald door capillaire krachten.
o Dit zijn krachten door de interactie tussen water en de wanden van de capillairen.
• Voor inzicht wordt het transport bestudeerd in één enkel recht capillair met een kleine cirkelvormige
doorsnede
• → baksteen heeft holtes en daar zitten kanaaltjes in waardoor het water tot in baksteen dringt tot aan
de andere kant door nauwe kanaaltjes komt er vocht in de kanalen
OPPERVLAKTESPANNING
• Elke watermolecule ondervindt een aantrekkingskracht van andere watermoleculen.
o Deze kracht is groter bij kleinere afstand tussen de moleculen.
o Bij een afstand groter dan 1 nm (nanometer) is de aantrekkingskracht verwaarloosbaar.
o Elke molecule heeft dus een aantrekkingszone met straal van 1 nm.
• Aan het grensvlak tussen water en lucht geldt:
o Ligt dit grensvlak buiten de aantrekkingszone van een molecule, dan is de resulterende kracht
op dat molecule nul.
• Ligt het grensvlak binnen de aantrekkingszone, dan ondervindt de molecule een resulterende kracht
weg van het grensvlak
o De invloed van moleculen boven het water (in de lucht) is verwaarloosbaar.
o Ontstaan ve oppervlaktelaag (dikte ≈ 1 nm) waarin krachten loodrecht naar beneden werken.
o Moleculen in deze laag drukken op het onderliggende water.
o De kracht per oppervlakte-eenheid heet de cohesiedruk.
• Om de bovenste laag (meniscus) los te maken, moet deze cohesiedruk overwonnen worden → er is
arbeid nodig.
o De potentiële energie van de oppervlaktelaag is dus hoger dan in het inwendige v d. vloeistof
o Dit energieverschil per oppervlakte-eenheid heet oppervlakte-energie / oppervlaktespanning
(σ) (J/m² of N/m).
1
, HC4 VOCHT
o Deze oppervlaktespanning zorgt ervoor dat een vloeistofdruppel bolvormig is, omdat dan een
evenwicht van krachten ontstaat.
• Spanning is eigenlijk gewoon interacties van molecules
• De oppervlaktespanning van water daalt als de temperatuur stijgt.
• Verder verwaarlozen we even deze invloed en rekenen met:
ZUIGING
• Wanneer het water-lucht grensvlak een vaste wand raakt, treden naast cohesiekrachten ook
adhesiekrachten op tussen vloeistof en vaste stof (en in zeer kleine mate met lucht).
o Cohesie + adhesie veroorzaken samen het verschijnsel capillariteit.
• Dit wordt bekeken aan de hand van de meniscus (het water-lucht grensvlak) in contact met een wand
o De meniscus staat niet loodrecht op de wand, maar wordt opgetrokken of neergedrukt
o De meniscus of vloeistofspiegel = hoe water in contact komt met oppervlakte erlangs
• Als adhesiekrachten > cohesiekrachten, wordt de meniscus opgetrokken = hol
o θ < 90° → cosθ > 0 (geval a).
• Als cohesiekrachten > adhesiekrachten, wordt de meniscus neergedrukt = bol
o θ > 90° → cosθ < 0 (geval b).
• Het eerste geval komt vaak voor bij water in poriën van bouwmaterialen.
o Daarbij geldt meestal cosθ = 1 (θ = 0°).
o → Dit zijn hydrofiele materialen.
• Een neergedrukte meniscus komt voor bij:
o contact tussen water en kunststoffen,
o waterafstotend behandelde oppervlakken.
o → Dit zijn hydrofobe materialen.
• Vervolgens wordt het eerste geval verder bestudeerd
• Een buisje met cirkelvormige doorsnede wordt in een vat met water geplaatst.
o Bij het verkleinen van de doorsnede gaan de krommingen vh. wateroppervlak elkaar raken.
o Hierdoor ontstaat een concaaf (hol) oppervlak.
o Bij verdere verkleining van de diameter wordt het water omhoog gezogen in de buis.
o Dit komt door de gecombineerde werking van cohesie- en adhesiekrachten.
o De resultante kracht (capillaire kracht) is naar boven gericht.
o Dit verschijnsel heet capillaire zuiging.
2
