Kapillaarikatko

Kapillaarikatko on termi, jota käytetään rakennusfysiikassa, geotekniikassa ja hydrologiassa kuvaamaan kerrosta tai rajapintaa, joka estää nesteen kapillaarisen nousun poro- tai maatäytteissä. Kapillaarikatkonidea perustuu siihen, että kapillaarinen nousu riippuu nesteen ja porekokoa määrittävien tekijöiden välisestä tasapainosta; eri kerrokset voivat tarjota hyvin erilaisen kapillaarisen paineen, jolloin nesteen nousu pysähtyy tai hidastuu rajapinnassa.

Mekanismi nojaa Laplacein paineeseen, joka on käytettävissä kapillaarisessä virtauksessa: P_c on suoraan verrannollinen veden pintajännitykseen ja kosinoviitokseen sekä kääntäen verrannollinen porekooliin. Pienemmät porekoot tuottavat suuremman kapillaarisen paineen kuin suuremmat. Kun neste nousee kerroksesta toiseen, jossa porekoossa on merkittävä muutos, kapillaarinen paine ei enää riitä ylläpitämään nousua, mikä muodostaa rajapinnan tai 'katkon'. Tällainen kapillaarikatko voi syntyä esimerkiksi hienompihiekan tai hienojakoisen materialin alapuolella tai päällä sijaitsevan karkeamman kerroksen seurauksena.

Käyttökohteita ovat kosteudenhallinta rakennusalalla, perustusten alla, lattiarakenteissa ja kosteudeneristyksessä sekä hydrologisissa ja maatalouteen liittyvissä ratkaisuissa. Kapillaarikatko voidaan toteuttaa asettamalla kerrosten väliin soveltuvaa karkeampi materiaali, käyttämällä eristemaisia kerroksia tai muita rakenteellisia ratkaisuja, jotka pienentävät kapillaarista nousua.

Rajoituksia ovat mahdolliset halkeamat, pitkäaikainen kuluminen, pakkas-sulamisvaiheet sekä rakennusten liikkeet, jotka voivat ohittaa tai ohittaa capillary barrier -vaikutuksen. Oikea suunnittelu ja materiaalivalinnat ovat keskeisiä, jotta kapillaarikatko toimii odotetusti.

Katso myös: kapillaarinen toiminta, kapillaaribhäiriö (capillary barrier), kosteudenkestävyys, maalämmitys.