Gå til hovedindhold

Fugt i fundamentet

I dette forsøg sættes der fokus på jordbundsforhold og bygninger, der styrter sammen, fordi jorden skrider.

Materialer 

Til forsøget skal der bruges:

  • Plastflaske
  • Stof
  • Boremaskine eller syl
  • Polyakrylat-kugler
  • Varmt vand
  • Evt. en bakke til at stille flasken på

Aktivitetsvejledning 

Bor et hul i låget på en sodavandsflaske (kan evt. udføres af læreren på forhånd) og læg et lille stykke groft vævet stof ind i låget.

Hæld polyakrylat-kugler i flasken - ca. 1 pose pr. 0,25 liter. Fyld flasken op med vand. Jo varmere vandet er, jo hurtigere opsuger kuglerne vandet (vær forsigtig, hvis I bruger meget varmt vand). Skru låget på flasken, og vent, til kuglerne har optaget vandet. På et tidspunkt - når det meste af vandet er optaget i kuglerne - begynder der at vandre luft ned i flasken gennem hullet i låget.

Når der ikke vandrer mere luft ned i flasken, er den klar. Låget kan tages af, og vandperlerne begynder at skubbe sig selv op af flasken!

Forklaring

Polyakrylat-kuglerne er lavet af et stof, der er ekstremt effektivt til at fiksere vandmolekyler. Sådanne stoffer kalder man SAP-stoffer, Super Absorbent Polymers. Klassiske eksempler på SAP-stoffer er polyakrylat og polyakrylamid. 
Disse stoffer består af meget lange molekyler, også kaldet polymerer, der lægger sig imellem hinanden som lange kæder. Kæderne har den egenskab, at de kan danne hydrogenbindinger til vandmolekylerne og dermed fiksere dem imellem kæderne.

Det betyder, at vandmolekylerne i stedet for at skvulpe frit rundt imellem hinanden og opføre sig som en væske, bliver fikseret og ligger stille i forhold til hinanden, når de kommer i kontakt med SAP-stofferne dermed opfører sig som et fast stof.

Nogle naturligt forekommende mineraler i jorden opfører sig på samme måde som vandperler, dvs. at de er såkaldte SAP-stoffer. Montmorillonit er et eksempel på et mineral, der kan suge vand og øge sin egen volumen adskillige gange.
Hvis man skal bygge et hus, er det vigtigt at vide, om der findes montmorillonit i jorden, hvor huset skal stå. Hvis jorden udvider sig under huset, vil det kunne skubbe til fundamentet og i værste fald få hele huset til at revne. Det vil være en skade, som kan være dyr at udbedre. Både for den enkelte familie og for samfundet som helhed kan det have store økonomiske konsekvenser at udbedre sådanne skader, så det er vigtigt for bygningsingeniørerne at have en indgående viden om SAP-stoffer.

Variér med variable og frihedsgrader

  1. Varier mængden af polyakrylat-perler, der kommes i flasken. Hvor mange kugler skal du tilsætte for at opnå den største effekt?
  2. Undersøg, hvad der sker, hvis der ikke er hul i låget på flasken.
  3. Ændr temperaturen af vandet - hvilken betydning har det?
  4. Kom med forslag til, hvordan man kan måle, hvor meget vandperlerne skubber op imod låget på flasken, inden det tages af.
     

Faglige pointer

  • Stoffer og materialers egenskaber
  • Jordbunden og undergrundens bestanddele
  • Landskabsdannelse
  • Sammenhæng mellem kræfter og bevægelse