W poniższym tekście będę się dzielił moimi doświadczeniami, wnioskami i krytyką w zakresie pomiaru wilgotności materiałów budowlanych. Czas przyszły bo niżej załączona tabela pomiarów własnych będzie aktualizowana.
Pomiaru wilgotności materiału można dokonać wszelako…
- Wagą i suszarką
- Zintegrowaną wagosuszarką
- Eletrooporowo
- Dialektrycznie
- Chemicznie
- Metodami jądrowymi
- Metodami termowizyjnymi
- Makroskopowo
Najczęstszym wskaźnikiem zawartości wilgoci jest wilgotność masowa, która jest stosunkiem zawartej wilgoci to suchej masy, dlatego metody związane z suszeniem i warzeniem są zwane bezpośrednimi. Inne techniki są raczej wskaźnikowe lub wymagają kalibracji do urządzeń do poszczególnych materiałów aby ich wskazania dało się zinterpretować w odniesieniu do wilgotności masowej.
Co się dzieje monotlenkiem diwodoru w materiale? – Czarna magia… Temat na inną rozprawę.
Przy pomiarach zawilgocenia widzę co najmniej dwa problemy:
1. Jak to zrobić aby było dobrze?
2. Do czego to odnieść i jak zinterpretować?
Pierwszy problem:
Najlepsze metody są bezpośrednie. Trzeba pobrać materiał, zapakować szczelnie, zważyć, wrzucić do wielkiej laboratoryjnej suszary i odnotować pomiar wagi po osiągnięciu stałej suchej masy. Metoda bardzo pracochłonna, czasochłonna, kosztowna lecz dokładna.
Inną dość praktyczną i satysfakcjonująca techniką jest automatyczna wagosuszarka (grawimetryczna). Dość nieduża maszyna (zdjęcie), do której wrzucamy niewielką ilość rozkruszonego pomiaru a ona robi prawie wszystko za nas: podgrzewa, mierzy utratę masy, wentyluje, przelicza. Metoda ze średniej półki cenowej, w miarę szybka i dokładna lecz nie tak bardzo jak poprzednia. Niestety Nie da się tam zapakować dużych fragmentów materiału co jest szczególnie istotne przy materiałach bardzo lekkich (np. polistyren), a lampa podgrzewająca może nam coś “przepalić”. Niewielkie próbki materiały niekiedy nie zawsze są reprezentatywne dla całej przegrody.
Poza dobrym sprzętem pojawia się problem jak to poprawnie wysuszyć.
Podstawą są ogólne zasady w normach:
- PN-EN ISO 12570:2002 “Cieplno-wilgotnościowe właściwości materiałów i wyrobów budowlanych — Określanie wilgotności przez suszenie w podwyższonej temperaturze” [1]
- PN-EN 13183-1:2004 “Wilgotność sztuki tarcicy — Część 1: Oznaczanie wilgotności metodą suszarkowo-wagową” [2]
- PN-EN 16682:2017 “Konserwacja dziedzictwa kulturowego – Metody pomiaru zawartości wilgoci lub wody w materiałach nieruchomego dziedzictwa kulturowego [3]
- PN-EN 13286-1:2005 “Mieszanki niezwiązane i związane spoiwem hydraulicznym – Część 1: Laboratoryjne metody oznaczania referencyjnej gęstości i wilgotności — Wprowadzenie, wymagania ogólne i pobieranie próbek [4]
- PN-EN 772-10:2000 wersja polska “Metody badań elementów murowych — Określenie wilgotności elementów silikatowych i elementów z autoklawizowanego betonu komórkowego”
-
PN-EN 13286-46:2005 “Mieszanki niezwiązane i związane spoiwem hydraulicznym — Część 46: Metoda oznaczania wskaźnika wilgotności”
- PN-EN 772-11:2002″Metody badań elementów murowych – Część 11: Określenie absorpcji wody elementów murowych z betonu kruszywowego, kamienia sztucznego i kamienia naturalnego spowodowanej podciąganiem kapilarnym oraz początkowej absorpcji wody elementów murowych ceramicznych”
- ISO 16979:2003 “Wood-based panels-Determination of moisture content”
Większość materiałów suszy się w temp. 105*C. Elementy na spoiwach hydraulicznych takie jak betony w ok. 70*C. Materiały gipsowe w 40*C. Przy pomiarach w komorze suszenia powinno zachować wilgotność względną poniżej 10%, co nie jest problemem dla wyższych temperatur może okazać trudne dla 40*C. Wymagało by to kondycjonowania powietrza wpadającego do komory (Suszenie przy -20*C na zewnątrz, nadmuch z klimy ?). Materiał lekkie bardzo trudno utrzymać w suchej masie w wagosuszarce, niewielka masa bardzo szybko “pije wilgoć” z powietrza – tzw. resorpcja.
Nie jest łatwo zrobić poprawny pomiar metodą bezpośrednią – co dopiero kieszonkowym miernikiem. Producent dobrego miernika elektrooporowego musi przeprowadzić wiele krzywych kalibracyjnych dla wielu materiałów – co nie jest takie proste. Miernik pośrednie są bardzo dobrym szybkim wskaźnikiem. Jak ktoś długo prowadzi pomiary jednym miernikiem to jest w stanie sprawnie szacować poziom zawilgocenia.
Drugi problem:
Jak już wiemy jak pobrać próbkę, mamy sprzęt i umiemy ją poprawnie zbadać. Pojawia się problem do czego odnieść wykonany pomiar?
Ostatnio prawnik mojego klienta zadał mi pytanie o wartość pomierzonej wilgotności w miejscu wystąpienia z problemów hydroizolacją budynku deweloperskiego – Myślał, że se coś z googla i będzie miał prostą diagnozę stanu przegrody. Niestety rzucenie pustej cyferki nie wystarczy.
Wartości referencyjne zależą od celu pomiaru:
- Jeżeli chcemy ustalić czy dany materiał ma nadmierną wilgotność na pewno należy znać krzywe sorpcji, które wskazują na stan równowagi wilgotnościowej materiału w danym warunkach atmosferycznych. Inne wartości wskaże się materiał wewnątrz budynku ogrzewane a inaczej na zewnątrz. Oczywiście nie ma jednej normy, która zbiera tą wiedzę. Tej wiedzy trzeba szukać lub samemu prowadzić badania. Duża pomocą jest baza programu komputerowego WUFI, który ma wprowadzoną dużą biblioteką materiałów z określoną krzywą sorpcji.
- Jeżeli chcemy ustalić czy na daną przegrodę można można nakładać dalsze warstwy wykończeniowej (farba, tynk, parkiet) to musimy zapoznać się z wytycznymi producentów. Dostateczna wilgotność betonu do położenia papy będzie ok. 6%, do żywicy 5 % a do tynku 3-4% (wg różnych wytycznych i opracować). Należy też ustalić jaką metodą producent ustalił wartość referencyjną. Może to być wynik z jakiegoś miernika elektrooporowego, z suszarki i wagi, z metody chemicznej CM – metody te mogą dawać rozbieżne wyniki.
- Jeszcze inne wartości będą nas interesowały przy aplikacji środków do iniekcji murów.
W ramach zdobywania doświadczeń zacząłem spisywać swoje pomiary różnych materiałów.
Dla potomnych zostawiam wyniki mojej zabawy. W tabeli znajduje się porównanie wyników z miernika, normy oraz wagosuszarki. Tabela będzie zapewne przeze mnie sukcesywnie uzupełniania.
| Pomiar Wilgotności materiałów metodą wagosuszarkową | Pomiar wg krzywych kalibracyjnych miernika Laserliner MultiWet-Master [%] | Wartości normowe PN-EN 12524:2003 [%] | |||||||||||
| lp. | Próbka | Wilgotność masowa [%] (RH 40-50%) |
Wilgotność objętościowa śr. (RH 40-50%) |
Wilgotność masowa [%] (RH 80-90%) | Wilgotność objętościowa śr. (RH 80-90%) |
Temperatura suszenia [°C] | RH 40-50% | RH 80-90% | RH 50% Masowa [%] |
RH 50% Obj. [%] |
RH 80% Masowa [%] |
RH 80% Obj. [%] |
Komentarz |
| 1. | Silikat kl. Gęstości 1,4 | 1,40; 1,42 | 1,97 | 1,75; 1,64 | 2,39 | 105 | 1,2 | 1,2; 1,3 | 0,85 | 1,2 | 1,71 | 2,4 | Miernika miał kalibrację na gęstość 1,9 |
| 2. | Kratówka ceramiczna poryzowana (wysoka gęstość) | 0,10; 0,06; 0,06 | 1,40; 1,42 | 0,5; 0,18 | 105 | 0 | 0,2; 0 | Miernika kalibrowany na zwykła cegłę. Duży rozstrzał na pomiarze przy wyższej wilgotności (brak większej ilości próbek) | |||||
| 3. | Wełna skalna ok. 110 kg/m3 | 0,68; 0,63 | 0,0552 | 0,80 | 0,0883 | 105 | – | – | 0 | 0 | Bardzo trudny do uchwycenia pomiar; przy delikatnych wahnięciu temperatury wełna natychmiast absorbuje wilgoć z powietrza. Waga ma problem z ustabilizowaniem pomiaru. Trudno uzyskać próbki o odpowiedniej masie. Wełnie są wtrącenia, które mogą się przepalać | ||
| 4. | Wełna szklana ok. 15 kg/m3 | 0,62; 0,77 | 0,0098 | 1,5; 5,36; 0,5 | 0,0150 | 105 | – | – | 0 | 0 | |||
| 5. | Beton C30/37 | 3,15; 4,02; 3,51; 3,6 | 70 | 1,5 | 1,5 | 1,13 | 2,5 | 1,81 | 4 | Zdaje się, że wartości normowe są nierealne. Nigdy nie udało mi się zmierzyć wartości zbliżonej do normy | |||
| 6. | Tarcica budowlana – sosna | 10,92; 10,91 | 13,92; 14,72 | 105 | 10,5 | 12,5 | |||||||
| 7. | Podkład cementowy z włóknami PVC | 1,2 | |||||||||||
| 8. | Styropian EPS 15 kg/m3 | 0,48; 0,28 | 0,0053 | 0,60; 0,90 | 0,0105 | ok. 40* | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
| 9. | EPS Hydrofobizowany 15 kg/m3 | 0,45; 0,38 | 0,0062 | 0,65; 0,69 | 0,0098 | ok. 40* | 0 | 0 | |||||
| 9. | XPS szary ok. 35 kg/m3 | 0,26 | 0,0091 | 0,39 | 0,0137 | ok. 40* | – | – | 0 | 0 | |||
| 10. | XPS Różowy ok. 35 kg/m3 | 0,43 | 0,0151 | 0,65 | 0,0228 | ok. 40* | 0 | 0 | |||||
| 11. | Gips szpachlowy | 0,12 | 0,16 ; 0, 14 | ok. 40* | 0,1 | 0,1 | 0 | 0 | |||||
| 12. | Płyta G/K “Zielona” | 0,33 | 0,43; 0,40 | ok. 40* | 0,3 | 0 | 0 | ||||||
| 13. | Płyta G/K “Szara” | 0,33 | 0,42 | ok. 40* | 0,3 | 0 | 0 | ||||||
| 14. | Gładź gipsowa | 0,12 | 0,12; 0,13 | ok. 40* | 0,2 | 0,2 | 0 | 0 | |||||
| 15. | Beton komórkowy 600 | 2,99; 2;8; 2,58; 268 | 105 | 2,6 | 4,5 | ||||||||
*Zbyt duża wilgotność w względna w komorze – pomiar obarczony błędem. EPS można by pewnie suszyć w 70% ale inaczej lampa przypala.
W ramach zabawy sprawdziłem też domowymi sposobami nasiąkliwość izolatorów i wpływ na przenikalność ciepłą wg normowych wzorów konwersyjnych współczynnika lambda:
| lp | Próbka | Λ [W/(m*K)] Suchy |
Wilgotność objętościowa w stanie suchym [%] | Wilgotność objętościowa w warunkach zew. [%] | Wilgotność masowa pełnego nasączenia [%] | Wilgotność objętościowa pełnego nasączenia [%] |
wsp. Konwersji z uwagi na wilgotność obj. | Czynnik konwersji Fm [-] Wew./Zew. |
Λ [W/(m*K)] zew. |
Czynnik konwersji Fm [-] wew./nasączony |
Λ [W/(m*K)] mokry |
| 1. | XPS Różowy ok. 35 kg/m3 | 0,035 | 0,0151 | 0,0228 | 15,38 | 0,54 | 2,5 | 1,0002 | Zmiana nieistotna | 1,0132 | 0,0355 |
| 2. | EPS Hydrofobizowany 15 kg/m3 | 0,04 | 0,0062 | 0,0098 | 46,78 | 1,64 | 4 | 1,0001 | Zmiana nieistotna | 1,0676 | 0,0427 |
| 3. | EPS fasadowy 15 kg/m3 | 0,04 | 0,0053 | 0,0105 | 46,44 | 1,63 | 4 | 1,0002 | Zmiana nieistotna | 1,0672 | 0,0427 |
| 4. | Wełna skalna 110 kg/m3 | 0,038 | 0,0552 | 0,0883 | – | – | 4 | 1,0013 | Zmiana nieistotna | – | – |
| 6. | Wełna szklana 15kg/m3 | 0,035 | 0,0098 | 0,0150 | – | – | 4 | 1,0002 | Zmiana nieistotna | – | – |
Inne źródła:
| Klasyfikacja zawilgocenia murów
Ochrona przed wilgocią i korozją biologiczną w budownictwie, 2014, Praca zbiorowa pod redakcją J. Karysia, |
|||||
| Wm[%] | 0-3% | 3-5% | 5-8% | 8-12% | 12% |
| stan | ściany o dopuszczalnej wilgotności | ściany o podwyższonej wilgotności | ściany średnio zawilgocone | ściany mocno zawilgocone
|
ściany mokre
|
Instrukcja WTA nr 4-11-16:
- Cegła dawna; 2-3% przy RH 75%
- Cegła pełna; 1% przy RH 80%
- Tynk i Zaprawa wapienna ;do 0,5% przy RH 75%
- Tynk cementowo-wapienny; do 1,5% przy Rh 75%
- Tynk wapienno piaskowy; do 1,5 % przy RH 80%
Wpis oczywiście pływa po powierzchni tematu pomiarów wilgotności. Ma służyć raczej podzieleniem się i zarysowaniem problematyki dla osób, które chciałyby kupić miernik i se coś tam mierzyć.