W diagnostyce zawilgoconych ścian, sufitów i konstrukcji budowlanych najważniejsze jest ocenienie ich parametrów wilgotnościowych. Mineralne materiały budowlane stosowane w budownictwie są pochodzenia naturalnego lub przetworzone z surowców mineralnych, takich jak beton, ceramika budowlana, kamień, tynki mineralne czy zaprawy.
Ze względu na ich strukturę i właściwości, mineralne materiały budowlane są często poddawane analizom wilgotnościowym, gdyż zawartość wody może znacząco wpływać na ich wytrzymałość, izolacyjność cieplną oraz trwałość.
W kontekście badań wilgotnościowych, mineralne materiały budowlane to wszystkie materiały, które charakteryzują się zdolnością do absorpcji i desorpcji wilgoci z otoczenia. Ich struktura porowata sprawia, że łatwo wchłaniają i oddają wodę, co z kolei wpływa na właściwości fizyczne i mechaniczne materiałów.
W badaniach wilgotnościowych ocenia się ilość wody zawartej w materiale oraz dynamikę jej transportu w jego wnętrzu, co jest istotne przy ocenie ryzyka związanego z korozją, zamarzaniem, pojawianiem się wykwitów oraz rozwojem pleśni.
Jak określić wilgotność materiału budowlanego?
Wilgotność materiału budowlanego to ilość wody zawartej w danym materiale, wyrażona zazwyczaj jako procent masy lub objętości. Jest to kluczowy parametr wpływający na właściwości fizyczne, wytrzymałość oraz trwałość materiałów budowlanych. Wysoka wilgotność może prowadzić do degradacji, zmniejszenia izolacyjności cieplnej oraz zwiększenia ryzyka rozwoju pleśni i korozji.
Pomiary wilgotnościowe służą określeniu zawartości wilgoci w materiale. Każdy materiał budowlany może pochłaniać wilgoć z powietrza oraz ją uwalniać. Higroskopijność materiału z kolei oznacza zdolność pochłaniania i uwalniania wilgoci z powietrza. Wilgotność materiału dzielimy na:
- Wilgotność równowagową – to ilość wody zawartej w materiale jest w równowadze z wilgotnością otaczającego go powietrza. Oznacza to, że materiał nie pochłania ani nie oddaje już wody do środowiska. Wilgotność równowagowa zależy od takich czynników jak temperatura i wilgotność względna powietrza, a jej wartość jest różna dla różnych materiałów. Ten parametr jest istotny, ponieważ pomaga ocenić, jak materiał będzie zachowywał się w długim okresie użytkowania w danym środowisku.
- Wilgotność higroskopijną – to maksymalna ilość wilgoci, jaką materiał budowlany może wchłonąć z powietrza o określonej wilgotności względnej, bez kontaktu z wodą w stanie ciekłym. Jest to zdolność materiału do pochłaniania i zatrzymywania pary wodnej z otoczenia, zależna od jego struktury porowatej i właściwości powierzchniowych. Wilgotność higroskopijna wpływa na stabilność wymiarową, izolacyjność cieplną oraz ryzyko wystąpienia problemów związanych z zawilgoceniem, takich jak rozwój pleśni czy korozja.
Wilgotność równowagowa materiału budowlanego może zmieniać się pod wpływem czasu, wahań temperatury oraz względnej wilgotności powietrza. Gdy wilgotność względna maleje, materiał oddaje wodę do otoczenia.
Z kolei przy wzroście wilgotności względnej powietrza materiał zaczyna pochłaniać wodę, co zwiększa jego wilgotność. Zawartość wody, wyrażona jako wilgotność masowa, może być zilustrowana za pomocą izotermy sorpcji, która pokazuje zależność między wilgotnością materiału a wilgotnością względną otaczającego powietrza.
Izotermy sorpcji dla porowatych materiałów budowlanych zazwyczaj przyjmują zakrzywiony lub esowaty kształt i wykazują tendencję wzrostową wraz ze wzrostem wilgotności otoczenia. Izotermy sorpcji to wykresy przedstawiające zależność między wilgotnością równowagową materiału a wilgotnością względną powietrza w stałej temperaturze.
Izotermy te pokazują, ile wody dany materiał może zaadsorbować lub desorbować w zależności od warunków otoczenia.
Jak określić nasiąkliwość materiału budowlanego?
Nasiąkliwość materiału budowlanego określa się poprzez pomiar maksymalnej ilości wody, jaką dany materiał może wchłonąć w warunkach pełnego nasycenia. W określeniu nasiąkliwości materiału kluczowe są takie czynności, jak:
- Przygotowanie próbki – materiał budowlany jest odpowiednio oczyszczany i suszony do stałej masy, co pozwala na dokładny pomiar początkowej masy suchej próbki,
- Zanurzenie próbki w wodzie – próbka jest całkowicie zanurzana w wodzie (zwykle w temperaturze pokojowej) na określony czas, często od 24 godzin do kilku dni, aby zapewnić pełne nasycenie wodą.
- Ważenie próbki po nasiąknięciu –po określonym czasie próbka jest wyjmowana z wody, a jej powierzchnia delikatnie osuszana, aby usunąć nadmiar wody. Następnie dokonuje się ważenia, aby uzyskać masę próbki po nasiąknięciu.
- Obliczenie nasiąkliwości – nasiąkliwość oblicza się jako stosunek różnicy masy próbki po nasiąknięciu do masy suchej próbki, wyrażony w procentach.
Stopień przesiąknięcia wilgocią określa, w jakim stopniu materiał budowlany jest nasycony wodą. Jest to parametr wyrażany zwykle jako procentowy stosunek masy wody zawartej w materiale do jego masy suchej lub objętości.
W praktyce stopień przesiąknięcia wilgocią wskazuje, ile wilgoci dany materiał pochłonął z otoczenia lub na skutek kontaktu z wodą, co ma wpływ na jego wytrzymałość, izolacyjność cieplną oraz trwałość.
Jakie są metody pomiaru wilgotności materiału budowlanego?
Metody pomiaru wilgotności materiału budowlanego dzielą się na bezpośrednie i pośrednie.
Metody bezpośrednie:
- Metoda wagowa – materiał jest ważony przed i po wysuszeniu, a różnica w masie wskazuje na zawartość wilgoci.
- Metoda suszenia w suszarce laboratoryjnej – próbka materiału jest suszona w piecu do stałej masy, a zawartość wilgoci oblicza się na podstawie utraty wody.
Metoda wagowo-suszarkowa zwana też metodą grawimetryczną może być przeprowadzona za pomocą przenośnej wagosuszarki.
Metoda wagowo-suszarkowa zwana też metodą grawimetryczną może być przeprowadzona za pomocą przenośnej wagosuszarki.
- Metoda CM (karbidowa metoda pomiaru wilgoci) jest jedną z popularnych metod bezpośrednich stosowanych do określania wilgotności materiałów budowlanych, zwłaszcza betonu. Polega ona na użyciu karbidu wapnia (CaC₂), który reaguje z wodą, wytwarzając gaz (acetylenu). W wyniku tej reakcji mierzy się objętość wydzielającego się gazu, a na tej podstawie oblicza się zawartość wilgoci w próbce materiału.
Metody pośrednie:
- Metoda elektryczna (rezystancyjna) – mierzy oporność materiału, która zmienia się w zależności od zawartości wody.
- Metoda mikrofalowa – wykorzystuje fale elektromagnetyczne do określenia zawartości wody w materiale.
- Metoda indukcyjna – polega na mierzeniu zmiany właściwości magnetycznych materiału w odpowiedzi na jego wilgotność.
Metody bezpośrednie dają dokładne wyniki, ale są czasochłonne, natomiast metody pośrednie są szybsze i mniej inwazyjne, choć mogą być mniej dokładne.
Z kolei do sposobów pobierania próbek do badań wilgotnościowych materiałów budowlanych możemy zaliczyć:
- młotek i przecinak,
- szlifierka kątowa,
- rdzeń wiertniczy,
- zwierciny.
Metody higrometrycznego pomiaru wilgotności obejmują pomiar na powierzchni, wewnątrz materiału oraz na próbce materiału budowlanego. Pomiar na powierzchni polega na mierzeniu wilgotności zewnętrznej warstwy materiału za pomocą umieszczenia próbki w komorze pomiarowej (obecność kondensatu).
Pomiar wewnątrz materiału wykonuje się za pomocą czujników wwiercanych w materiał, co pozwala na określenie wilgotności w głębszych warstwach. Natomiast pomiar na próbce materiału polega na pobraniu próbki, rozdrobnieniu jej i umieszczeniu w zamkniętym naczyniu.
Masz pytania? Skontaktuj się z nami klikając TUTAJ.
