Badanie wilgotności mineralnych materiałów budowlanych

Humidity analyses of mineral construction materials
Pomiar wilgotnościomierzem elektronicznym
Pomiar wilgotnościomierzem elektronicznym
B. Monczyński

Kluczowym elementem diagnostyki zawilgoconych konstrukcji murowych jest ocena ich parametrów wilgotnościowych, jak również rozpoznanie rodzaju i proporcji szkodliwych soli zawartych w materiale budowlanym [1]. Sposoby pomiaru zawartości wody względnie wilgotności w mineralnych materiałach budowlanych zostały szerzej opisane w instrukcji WTA nr 4–11–16/D [2].

Mineralne materiały budowlane to ciała kapilarno-porowate, tj. zawierające pory (o różnej średnicy i objętości) połączone systemem kapilar. W porach i kapilarach materiałów może gromadzić się woda, przy czym jej przechowywanie regulowane jest przez dwa mechanizmy:

  • przyłączenie cząsteczek wody do ścian porów i kapilar siłami powierzchniowymi (woda związana fizycznie)
  • oraz pobieranie wody niezwiązanej (woda swobodna).

Materiały mineralne mogą zawierać również wodę związaną chemicznie, jednak ta, jako stanowiąca część struktury materiału, nie jest brana pod uwagę podczas badania wilgotności. Mineralne materiały budowlane zawierają też często szkodliwe sole budowlane, które nie tylko mogą być przyczyną wykwitów i destrukcji materiału, lecz także powodować zmianę izoterm sorpcji.

Wilgotność materiału budowlanego

Przez wilgotność materiału budowlanego należy rozumieć stosunek masy wody związanej fizycznie oraz wody swobodnej do masy suchego materiału budowlanego. Stosunek ten może być wyrażony w kg/kg, jednak najczęściej określa się go w procentach masy lub objętości:

Wilgotność materiału określa się przy użyciu jednego z dwóch wzorów [3], [4]:

,    (1)

gdzie: 

wm - wilgotność masowa [%],
mm - masa próbki zawilgoconej [g],
ms - masa próbki suchej [g],
mw - masa wody [g].

,    (2)

gdzie: 

wo - wilgotność objętościowa [%]
mm - masa próbki zawilgoconej [g],
ms - masa próbki suchej [g],
ρw - gęstość wody [g/cm3],
ρo - gęstość objętościowa badanego materiału [g/cm3],
wm - wilgotność masowa [%].

Każdy mineralny materiał budowlany może pochłaniać wilgoć z powietrza oraz uwalniać ją.

Higroskopijność materiału, czyli zdolność pochłaniania oraz uwalniania wilgoci z otoczenia, uzależniona jest od rodzaju materiału i może być opisana tzw. izotermami sorpcji (RYS. 1).

Rys. 1. Schematyczne przedstawienie typowej izotermy sorpcji mineralnegomateriału budowlanego; rys. [2]

Wilgotność materiału na skutek sorpcji wody z otaczającego powietrza stabilizuje się na określonym poziomie przy stałej wilgotności względnej powietrza - wartość ta określana jest jako wilgotność równowagowa lub wilgotność higroskopijna. Jeśli wilgotność względna rośnie, materiał pochłania wodę z otaczającego powietrza. Gdy natomiast spada, materiał oddaje wodę (wysycha). Izotermy sorpcji opisują zatem wilgotność materiału jako funkcję wilgotności względnej powietrza i mają typowy przebieg dla mineralnych materiałów budowlanych. Zawartość soli przesuwa izotermę sorpcji w kierunku wyższej zawartości wody.

Idealnym warunkiem wstępnym oceny zawartości wody jest znajomość kompletnej izotermy sorpcji badanego materiału budowlanego. W tym celu należałoby określić zawartość wilgoci w materiale przy wilgotności względnej 0% oraz ok. 95%, co w praktyce stanowi zazwyczaj znaczną trudność. Wartość wilgotności równowagowej identyfikuje się zatem poprzez indeksowanie wilgotnością względną, przy której została ona określona (np. wilgotność higroskopijna w80 to zawartość wody przy wilgotności względnej powietrza wynoszącej 80%).

Na cele diagnostyki budowli wilgotność higroskopijną najczęściej określa się po przechowywaniu w eksykatorze nad wodą:

,    (3)

gdzie:  

wm - wilgotność higroskopijna/równowagowa [%],
mm - masa próbki przechowywanej w określonych warunkach klimatycznych [g],
ms - masa próbki suchej [g].

Należy również podkreślić, że na podstawie izoterm sorpcji można określić wilgotność względną powietrza w porach materiału (klimat wewnętrzny materiału).

W przypadku stanu równowagi klimat wewnętrzny odpowiada klimatowi otoczenia. Wilgotność materiału znajdującego się w środowisku o wilgotności względnej powyżej 95% lub mającego kontakt z wodą w postaci ciekłej określa się jako wilgotność nadhigroskopijną.

Czytaj też: Przyczyny silnego zawilgocenia przegród budowlanych pomieszczeń rekreacyjnych w podziemiu nowego apartamentowca >>>

Dolną granicę możliwości kapilarnego transportu wody w materiale stanowi wilgotność krytyczna wkr. Poniżej tej wartości dystrybucja wody w materiale na drodze podciągania kapilarnego nie zachodzi.

Jeśli suchy materiał budowlany znajdzie się w kontakcie z ograniczoną ilością wody, zostaje ona rozprowadzona kapilarami w materiale, jednak transport ten trwa jedynie do momentu, gdy w miejscu kontaktu z wodą zostanie osiągnięta wilgotność krytyczna - dalszy transport wody może odbywać się jedynie na drodze dyfuzji.

Wilgotność krytyczna stanowi ponadto punkt przejścia z obszaru higroskopijnego do nadhigroskopijnego.

Nasiąkliwość materiału budowlanego

Nasiąkliwość to parametr określający, jaką ilość wody może wchłonąć materiał budowlany, gdy jest przez pewien czas wystawiony na działanie wody bez ciśnienia (przy ciśnieniu atmosferycznym). Nasiąkliwość wagowa oznacza stosunek masy wody wchłoniętej przez materiał do masy materiału w stanie suchym [5]:

, (4)

gdzie: 

nm - nasiąkliwość przy ciśnieniu atmosferycznym [%],
mn - masa nasyconej próbki (po zanurzeniu w wodzie i osiągnięciu stałej masy) [g],
ms - masa próbki suchej [g].

W przypadku materiałów obciążonych wodą pod ciśnieniem lub długotrwale przechowywanych pod wodą dochodzi do całkowitego wypełnienia porów wodą. Materiał, który pochłonął maksymalną ilość wody, osiąga wilgotność w stanie pełnego nasycenia wmax. Wielkość ta nie stanowi pierwszoplanowego czynnika przy ocenie stanu budowli (można bowiem założyć, że budowla nie jest poddawana działaniu wody ze wszystkich stron), stanowi jednak punkt odniesienia na potrzeby określenia stopnia przesiąknięcia wilgocią oraz higroskopijnego stopnia przesiąknięcia wilgocią.

Stopień przesiąknięcia wilgocią DWG (od niem. Durchfeuchtungsgrad) to wyrażony w procentach stosunek wilgotności materiału do wilgotności w stanie pełnego nasycenia:

, (5)

gdzie: 

TABELA. Klasyfikacja zawilgocenia muru na podstawie stopnia przesiąknięcia wilgocią DWG; [6]
TABELA. Klasyfikacja zawilgocenia muru na podstawie stopnia przesiąknięcia wilgocią DWG; [6]

DFG - stopień przesiąknięcia wilgocią [%],
wm - wilgotność masowa ustalona wg wzoru (1) [%],
wmax - wilgotność w stanie pełnego nasycenia [%].

,    (6)

gdzie: 

DFGh - higroskopijny stopień przesiąknięcia wilgocią [%],
wh - wilgotność higroskopijna ustalona wg wzoru (3) [%],
wmax - wilgotność w stanie pełnego nasycenia [%].

Stopień przesiąknięcia wilgocią wskazuje, jaki procent dostępnej objętości porów wody był wypełniony wodą w momencie pobierania próbek (TAB.).

DOŁĄCZ DO NEWSLETTERA – kliknij tutaj »
Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 2/2019

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Na czym polega ciepły montaż okien?


Montaż taki pozwala wyeliminować mostki termiczne powstające na łączeniu muru z oknem... ZOBACZ »


Zarabiaj pieniądze sprzedając prąd »

Kiedy i gdzie stosować płyty warstwowe?

Wszystkie znane obecnie źródła energii, poza energią geotermalną i atomową, są pośrednio efektem działania promieniowania słonecznego... czytaj dalej »

Panele wybierane są przez wielu architektów jako elementy wieńczące i tworzące... czytaj dalej »

Sprawdzone sposoby na ocieplenie i izolację budynku »


Konieczność ocieplania ścian zewnętrznych wynika nie tylko ze względów ekonomicznych – im lepiej izolowane ściany, tym... ZOBACZ »


Na czym polegają prace uszczelniające?

Wszystko o izolacjach technicznych »

Prace uszczelniające mają na celu odcięcie niebezpiecznych materiałów, substancji lub po prostu... czytaj dalej » Produkty przeznaczone do instalacji klimatyzacyjnych i wentylacyjnych, jak i... czytaj dalej »

Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr...
czytaj dalej »


Od czego zacząć termomodernizację domu? Co zrobić, aby uzyskać dotację?

Czego użyć do naprawy balkonu lub tarasu?

Jak dzięki termomodernizacji zmniejszyć zuzycie energii na ogrzewanie domów nawet o 69%?.. czytaj dalej » Nawierzchnia drenażowa typu kamienny dywan powstaje z połączenia naturalnego kruszywa marmurowego... czytaj dalej »

Chemia budowlana - porady ekspertów »


Masz wątpliwości i pytania jak rozwiązać Twój problem techniczny? Dobierz stosowną technologię do Twoich potrzeb... ZOBACZ »


Czego użyć do izolacji dachu?

Chcesz zaoszczędzić nawet 30% na zużyciu energii?

Rozwiązaniem, które zapewnia optymalne zaizolowanie są... czytaj dalej » Oprócz niższych rachunków za energię mamy zdecydowanie wyższy komfort mieszkania... czytaj dalej »

Jak zrobić spadki na balkonie i tarasie?


Dach, balkon czy taras jest płaski, a więc jak wygląda kwestia odwodnienia? ZOBACZ »


Co warto wiedzieć o systemach natryskowych?

Jak zabezpieczyć budynek przed wilgocią?

Budynek ocieplony pianką jest szczelny akustycznie a przede wszystkim... czytaj dalej »

Wilgoć pojawiająca się w budynku i związana z nią pleśń szkodzą naszemu zdrowiu, powodują wyższe rachunki za ogrzewanie i niszczą mury... czytaj dalej »

Planujesz wymianę dachu? Sprawdź »


Dzięki lekkości dachówek nie ma potrzeby wzmacniania Twojej starej struktury dachowej. W niektórych przypadkach jest nawet... ZOBACZ »


Elewacja, która wygląda jak drewno, marmur czy kamień »

Jak budować energooszczędnie?

Ładna fasada stanowi wizerunek budynku. Estetyczny wygląd elewacji często... czytaj dalej »

Przekonaj się, jakie rozwiązania sprawdzą się w nowoczesnym, energooszczędnym budownictwie... czytaj dalej »

Ekspert Budowlany - zlecenia

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
7/8/2020

Aktualny numer:

Izolacje 7/8/2020
W miesięczniku m.in.:
  • - Tarasy wentylowane
  • - Zastosowanie kruszyw lekkich
Zobacz szczegóły
Flowcrete Polska Sp. z o.o. Flowcrete Polska Sp. z o.o.
Flowcrete Polska Sp. z o.o. Jesteśmy producentem i dystrybutorem materiałów do wykonywania bezspoinowch posadzek żywicznych -...
Dlaczego warto zadbać o balkon i taras?

Dlaczego warto zadbać o balkon i taras?

Trudno wyobrazić sobie nowoczesny dom bez jego wizytówki, czyli balkonu lub tarasu. Elementy te stanowią dodatkową powierzchnię, która pozwala na chwilę oddechu na...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.