Ο ΡΟΛΟΣ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ

Το νερό εμφανίζεται στην άργιλο και στον πηλό με τρείς τρόπους:

  • Δεσμεύεται χημικά, συμμετέχοντας στη μοριακή δομή των αργιλικών ορυκτών. Το νερό αυτό ονομάζεται κρυσταλλικό, παραμένει και μετά την ξήρανση και εξαερώνεται μόνο κατά το ψήσιμο στους 400 – 900 ⁰C (κεραμική – κεραμοποιία).  Δεν έχει καμία επίδραση στις μηχανικές ή φυσικές ιδιότητες της αργίλου.
  • Δεσμεύεται στον ενδοστρωματικό χώρο των κρυσταλλικών πετάλων της αργίλου. Το νερό αυτό διαφεύγει κατά τη φυσική ξήρανση των δομικών στοιχειών του πηλού ή κατά την τεχνητή ξήρανσή τους, στους 105 – 110 ⁰C ή στερεοποιείται στους -10 οC. 
  • Διεισδύει στους πόρους του πηλού κυρίως εξαιτίας των τριχοειδών φαινομένων ή και της πίεσης που ασκεί το νερό όταν τον περιβάλει (υπόγεια ύδατα).

Η περιεκτικότητα του πηλού σε νερό δεν καθορίζεται από την ποσότητα του κρυσταλλικού νερού της αργίλου. Καθορίζεται από την ποσότητα του ενδοστρωματικού νερού της αργίλου και από την ποσότητα του νερού των πόρων του.

Η διείσδυση νερού στον ενδοστρωματικό χώρο της αργίλου αυξάνει τον όγκο της και μειώνει τις δυνάμεις συνοχής των πετάλων της.

Προσρόφηση νερού στον ενδοστρωματικό χώρο των πετάλων της αργίλου
(αναπροσαρμογή από Τσότσος Σ., 1991)


Τα μόρια του νερού, αν και ηλεκτρικά ουδέτερα, παρουσιάζουν τις ιδιότητες ηλεκτρικών δίπολων. Επειδή οι επιφάνειες των πετάλων είναι αρνητικά φορτισμένες, προκαλείται διαρκής εναλλαγή φορτίων και αναπτύσσονται ισχυρές ελκτικές δυνάμεις μεταξύ των ιόντων του νερού και των πετάλων, ενώ ταυτόχρονα μειώνονται οι δυνάμεις συνοχής μεταξύ των ίδιων των πετάλων. Γύρω από το κάθε πέταλο δημιουργείται μία μεμβράνη νερού, που δρα ως λιπαντής. Ελαττώνει τις τριβές μεταξύ των πετάλων αυξάνοντας την κινητικότητά τους. Τα πέταλα και τα φυλλάρια γλιστρούν και μπορούν εύκολα να αλλάξουν θέση. Η πλαστικότητα του μείγματος αυξάνεται. Όταν όμως ο όγκος του νερού και η απόσταση μεταξύ των πετάλων αυξηθεί πολύ, το μείγμα μεταπίπτει από τη στερεά πλαστική σε υδαρή κατάσταση και παύει να είναι επεξεργάσιμο.

Η καλή ανάδευση του πλαστικού μείγματος του πηλού και η άσκηση πίεσης (πάτημα, χτύπημα ή μηχανική συμπίεση) υποβοηθούν στη διάταξη των πετάλων και των φυλλαρίων σε παράλληλη μεταξύ τους θέση, ώστε να αυξηθεί η επιφάνεια επαφής τους.

Κατά το στέγνωμα απομακρύνεται το νερό και μειώνεται η απόσταση μεταξύ των παράλληλων φυλλαρίων. Αναπτύσσονται πάλι οι μεταξύ τους  δυνάμεις συνοχής, σε επίπεδο ανώτερο από αυτό του αρχικού μείγματος, καθώς έχει αυξηθεί η επιφάνεια επαφής τους.

Στην πλαστική κατάσταση αυξάνονται οι δυνάμεις συνοχής (συνδετικές δυνάμεις) του μείγματος.

Στην στεγνή κατάσταση αυξάνονται οι αντοχές του δομικού στοιχείου σε θλίψη και σε κάμψη.

Διόγκωση – συρρίκνωση

Μία σοβαρή δυσκολία στη δόμηση του πηλού είναι η διόγκωση του κατά την προσθήκη νερού και η συρρίκνωσή του μετά την απομάκρυνση του νερού.

Η απομάκρυνση του νερού κατά το στέγνωμα του δομικού στοιχείου, έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση του όγκου του με συνέπεια την δημιουργία ρωγμών.

Ρωγμές συρρίκνωσης
(του Stefan Kühn από de.wikipedia)


Ο βαθμός συρρίκνωσης και ρηγμάτωσης εξαρτάται:

  • Από το είδος της αργίλου που περιέχει το δομικό στοιχείο. Ο μοντμοριλλονίτης διογκώνεται ή συρρικνώνεται με την προσθήκη ή την απομάκρυνση του νερού πολύ περισσότερο από τον καολίνη και τον ιλλίτη.
  • Από την περιεκτικότητα του πηλού σε χονδρόκοκκα αδρανή υλικά. Η παρουσία ή η προσθήκη τους (κυρίως άμμου και σκύρων) στο μείγμα του πηλού είναι αποφασιστικής σημασίας για τη μείωση του βαθμού διόγκωσης και συρρίκνωσης. Η βελτιστοποίηση της κοκκομετρικής σύνθεσης ελαχιστοποιεί και μάλιστα μπορεί και να αποτρέψει την εμφάνιση ρωγμών κατά την ξήρανση. (Gernot Minke, Lehmbau-Handbuch oekobuch Verlag, Staufen bei Freiburg, 2004)

Τα στεγνά δομικά στοιχεία του πηλού είναι υδρόφιλα. Απορροφούν και αποβάλλουν υγρασία, χωρίς όμως να μεταβάλουν πλέον σημαντικά τον όγκο τους.

Σχετικά άρθρα
ΣΥΝΘΕΣΗ – ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ

ΣΥΝΘΕΣΗ ΩΜΟΠΛΙΝΘΟΔΟΜΗΣ Τοιχοσώματα: Παραδοσιακές ωμόπλινθοι ή πλιθιά (adobe):  Αργιλώδες χώμα με χαλίκι, νερό και άχυρο για αύξηση συνοχήςΣυμπιεσμένες ωμόπλινθοι (Compressed Read more

ΑΛΛΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ Εμπεριεχόμενη ενέργεια Ο πηλός είναι οικοδομικό υλικό ελάχιστης εμπεριεχόμενης ενέργειας. Η παραγωγή δομικών του στοιχείων δεν απαιτεί οπωσδήποτε Read more

ΑΡΓΙΛΟΣ – ΧΗΜΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ

Η άργιλος, ως προϊόν αποσάθρωσης πλουτώνιων πυριτικών πετρωμάτων (γρανιτών), περιέχει στην κρυσταλλική της δομή κυρίως πυρίτιο και αργίλιο και συνήθως Read more

ΩΜΟΠΛΙΝΘΟΙ – ΠΛΙΘΙΑ

Η δόμηση με πλιθιά (adobe) είναι πανάρχαια και απαντάται σε όλα τα μέρη του κόσμου. Στη Δ. Ασία, Β. Αφρική, Read more

ΚΑΛΟΥΠΩΤΟΣ ΠΗΛΟΣ
71

Η κατασκευή καλουπωτού πηλού (Pisé), πανάρχαια μέθοδος δόμησης πηλού, είναι κατασκευή συμπαγών δομικών στοιχείων πηλού, μεγάλων διαστάσεων. Εμφανίζεται στους νεολιθικούς Read more