2D Model of Capillary Transport of Water in Aerated Concrete

Abstract

Saturation degree of aerated concrete strongly affects not only all its thermal-technica properties, but regarding to the risk of freezing, also the strength properties. The aim of this paper is to discuss existing approaches to model capillary water liquid transport in aerated concrete and description of the new, simplified 2D computer mathematical-physical model for the solution of this transient phenomenon. The new model is based on using specific water content gradient as a potential for liquid water movement and has been compared with current established software WUFI and validated with laboratory experiments carried out. The experiments also demonstrate the significant influence of hydrostatic pressure on increasing the saturation speed of the material by liquid water. In the conclusion we discuss the limits of this new model and its further possibilities which allow for solving the effect of hydrostatic pressure on water saturation.

Voda v kapalné fázi zásadním způsobem ovlivňuje stavebně technické vlastnosti stavebních konstrukcí. Pórobeton se z pohledu transportu kapalné vody ukazuje být materiálem s velmi proměnlivými vlastnostmi silně závislými na pórovitosti a podmínkách působení kapalné vody. Míra nasycení pórobetonu silně ovlivňuje nejen všechny tepelně-technické vlastnosti ale s ohledem na riziko zmrznutí i charakteristiky pevnostní. Pro předpověď míry nasycení a rozložení vlhkosti jsou používány jisté matematicko-fyzikální metody doplněné experimentálně zjištěnými parametry. Náplní tohoto příspěvku je diskuse stávajících přístupů k modelování kapilárního transportu vody v pórobetonu a popis nového, zjednodušeného 2D počítačového matematicko-fyzikálního modelu pro jeho řešení. Výsledky modelu jsou srovnány s provedenými experimenty. Na závěr jsou diskutovány omezení tohoto nového modelu a další možnosti jeho zpřesnění.