Betonin kapillaarisuus, hydrofiilisyys ja hydrofobisuus
Kapillaarivoima aiheuttaa veden imeytymisen kiinteän materiaalin huokosiin. Kapillaarivoima on tehokas veden kuljettaja. Kapillaarivoima johtuu vesimolekyylien ja kiinteän aineen välisestä vetovoimasta.
Materiaalissa, jossa on positiivisia ja negatiivisia osia, vesimolekyylit pyrkivät
sijoittumaan sähköstaattisen vetovoiman vaikutuksesta pinnoille. Tällaiset materiaalit ovat koostuneet polaarisista yhdisteistä, joita ovat epäorgaaniset ionisidokselliset yhdisteet.
Orgaanisista yhdisteistä polaarisia ovat ne, joissa on runsaasti happea sisältäviä funktionaalisia ryhmiä kuten OH-ja COOH- ryhmät. Polaarisista yhdisteistä muodostunut pinta on hydrofiilinen eli vesihakuinen.
Kun hydrofiilisessä materiaalissa on jatkuva hienojakoinen huokosverkosto, vesi pyrkii peittämään huokosten seinämät ja samalla vesi kulkeutuu materiaalin sisään.
Mitä hienojakoisempi huokosverkosto on, sitä enemmän siinä on hydrofiilistä pintaa ja sitä voimakkaammin huokosverkosto imee vettä.
Suurissa huokosissa hydrofiilisten pintojen aiheuttama imu ei riitä vesimassan liikuttamiseen, koska veteen kohdistuva painovoima ohjaa veden vain alaspäin. Tästä syystä esim. karkearakeiset maa-ainekset kuten sora ja sepeli läpäisevät vettä, mutta hienojakoinen savi imee vettä koko huokostilavuutensa, josta syystä pohjaveden tason määritys (ei saa alentaa) on tärkeä sellaisilla asuinalueilla jossa rakennukset on perustettu savimaan päälle ilman paalutuksia.
Mikäli rakennuspohja ja lähialueet kuivataan liian tehokkaasti, rakennukset voivat painua selvästi savi-pohjamaan tilavuuden pienentyessä kun siitä poistuu runsaasti vettä.
On monia materiaaleja jotka eivät ime vettä vaikka niissä on hienojakoinen jatkuva huokosverkosto. Materiaali saattaa päinvastoin hylkiä vettä sitä tehokkaammin mitä hienojakoisempi huokosverkosto on.
Tällaiset materiaalit eivät sisällä positiivisia ja negatiivisia osia vaan ovat sähköisesti neutraaleja. Vesimolekyylit hakeutuvat toistensa läheisyyteen ja välttelevät materiaalin neutraalia pintaa. Näitä materiaaleja nimitetään hydrofobisiksi eli vesipakoisiksi. Hydrofobisia materiaaleja ovat muovit, rasvat, öljyt ja monet keinokuitukankaat.
Edellä kuvatut ilmiöt liittyvät nestemäisen veden käyttäytymiseen. Vesihöyrynä käyttäytyminen on erilaista, koska höyrynä vesimolekyylit liikkuvat vapaasti toisistaan irrallaan. Ne reagoivat pintojen kanssa kuten nestemäisen veden molekyylit, mutta eivät vedä mukanaan nestefaasia, joten höyrymolekyylejä liikkuu vapaana sekä hydrofiilisissä että- fobisissa huokosissa.
Myös muut huokoiset mineraaliset rakennusmateriaalit kuten tiili ja laastit sekä orgaaninen puu ovat kapillaarisia, joten niidenkin huokoset ovat kosteissa oloissa vesitäytteisiä.
Tämä tuo ongelmia rakenteissa materiaalien säilyvyyden ja mikrobikasvun kannalta, niinpä rakennusmateriaalien kosteuskäyttäytyminen on keskeinen asia rakenteiden suunnittelun lähtökohtana.
