Wilgotność masowa muru: Definicja i metody pomiaru
- Szczegóły
Podstawowym parametrem stosowanym na rynku do charakteryzowania zawilgocenia murów jest wilgotność masowa muru. Wartość ta wyrażana jest stosunkiem procentowym masy wody zawartej w badanej próbce materiału do jej masy w stanie suchym.
Źródła zawilgocenia budynków
Przeprowadzenie rzetelnych badań zawilgocenia rzeczywistych obiektów budowlanych ma szczególne znaczenie, zwłaszcza w budynkach zabytkowych i mieszkalnych. Bardzo rzadko zawilgocenie budynku powstaje tylko z jednej przyczyny. Renowacja obiektów zabytkowych jest niezwykle odpowiedzialnym zadaniem, gdyż, oprócz poprawy stanu technicznego i wizualnego budynku oraz powstrzymania jego degradacji, ma również na celu zachowanie dla następnych pokoleń jak najbardziej wiernego, pełnego charakteru budynku.
Etapy badań wilgotności murów
Aby renowacja murów była przeprowadzona prawidłowo, niezbędne jest wykonanie badań dotyczących poziomu ich zawilgocenia i nasycenia solami. Określenia poziomu zawilgocenia murów dokonuje się zazwyczaj przy użyciu miernika elektronicznego, wykonując pomiary na kilku wysokościach i na tej podstawie podając wartości wilgotności masowej zgodnie z normą PN‑EN ISO 12570. Aby ustalić poziom obciążenia murów szkodliwymi solami, zwykle pobiera się próbki materiału budulcowego, czyli np. cegły, zaprawy oraz tynku, analizując koncentrację chlorków, siarczanów i azotanów zgodnie z wytycznymi instrukcji WTA 2‑9-04/D.
Badania składają się z ciągu zależnych od siebie etapów które prowadzą do trwałej i ekonomicznej renowacji, należą do nich: pobieranie próbek, ich przechowywanie, transport i przygotowanie do analiz, wykonanie analiz służących do interpretacji wyników. Wszystkie błędy popełnione na poszczególnych etapach są składową błędu pomiaru i wpływają na jakość wyników.
Transport próbek
Transport próbek w specjalnych skrzyniach transportowych, wykonanych z materiałów odpornych na wpływ warunków środowiska na pojemniki. Zapewniają również ochronę przed mechanicznym uszkodzeniem pojemników. Istotą badań laboratoryjnych jest otrzymanie wiarygodnych wyników.
Przeczytaj także: Poradnik: walka z wilgocią w mieszkaniu
Metody badań zawilgocenia murów i tynków
Podział metod badań zawilgocenia murów i tynków:
- Metody chemiczne (wskaźnikowa, karbidowa)
- Metody fizyczne (elektrooporowa, dielektryczna, mikrofalowa)
- Metody jądrowe (neutronowa, metoda prześwietlania promieniowaniem γ)
Metody chemiczne
Chemiczne metody badań zawilgocenia murów i tynków to metody wykorzystujące przy pomiarze wilgotności reakcje między pierwiastkami i związkami chemicznymi. Do metod chemicznych należą: metoda wskaźnikowa oraz metoda karbidowa (nazywana inaczej CM). Metoda wskaźnikowa polega na obserwacji zmiany zabarwienia papierka wskaźnikowego pod wpływem zawilgocenia materiału (np. cegły lub zaprawy). Metoda karbidowa z kolei polega na pomiarze ciśnienia acetylenu C2H2 powstałego w wyniku reakcji karbidu CaC2 z wodą znajdującą się w materiale (np. cegle lub zaprawie).
Metody fizyczne
Fizyczne metody badań zawilgocenia murów i tynków to metody wykorzystujące przy pomiarze wilgotności oddziaływanie fal (elektrycznych i mikrofal). Do metod fizycznych należą: metoda elektrooporowa, metoda dielektryczna oraz metoda mikrofalowa.
Metody jądrowe
Jądrowe metody badań zawilgocenia murów i tynków to metody wykorzystujące przy pomiarze wilgotności cząstki subatomowe i radiację. Do metod jądrowych należą: metoda neutronowa oraz metoda prześwietlania promieniowaniem γ. Metoda prześwietlania promieniowaniem gamma polega na obserwacji zmiany natężenia promieniowania gamma po przejściu przez zawilgocony materiał (np. cegłę lub zaprawę).
W praktyce zwykle stosowane są metody: CM, elektrooporowa i dielektryczna. Rzadziej stosuje się do badań in situ metodę mikrofalową i neutronową.
Przeczytaj także: Wakacje w Bodrum
Metoda grawimetryczna
Norma PN-EN ISO 12570 rekomenduje dla materiałów kruchych (gdzie niedopuszczalny jest ich ubytek podczas transportu i rozpakowywania) procedurę badawczą polegającą na pobraniu próbek materiału, umieszczeniu ich w szczelnych pojemnikach (brak utraty ciśnienia w pojemniku podczas transportu i przechowywania) i dostarczeniu do laboratorium. Następnie wykonuje się pierwszy pomiar masy próbki w zamkniętym pojemniku, kolejno materiał w otwartym pojemniku suszy się wraz z całym opakowaniem (uwzględnienie w wyniku wilgotności, która skropliła się na ściankach opakowania podczas transportu ) w suszarce laboratoryjnej, w temperaturze 105℃, do stałej masy. Końcowym etapem jest oddzielenie próbki od opakowania i pomiar masy pojemnika. Wynik jest determinowany ubytkiem masy próbki umieszczonej w pojemniku pod wpływem podwyższonej temperatury.
Pobieranie próbek i analiza
Na podstawie stwierdzonych uszkodzeń obiektu mogących mieć związek z oddziaływaniem wód gruntowych i opadowych (uszkodzenia wewnętrznych i zewnętrznych warstw wykończeniowych w postaci złuszczeń, spękań, spęcherzeń, odspojeń, przebarwień oraz porażenia przez czynniki biologiczne) dokonuje się wyboru miejsc pobrania próbek muru do analizy wilgotnościowej i analizy zawartości soli. Celem badań wybranych miejsc jest uzyskanie pewnej informacji co do stopnia zawilgocenia ścian zewnętrznych w głębszych partiach muru, a następnie - interpretacja wyników. Ze ścian należy pobrać odpowiednią liczbę próbek do badań wilgotnościowych. Próbki pobiera się z głębokości ok. 1/3 grubości muru jako głębokości miarodajnej. Zwiercina cegły uzyskiwana być musi przy zastosowaniu niskoobrotowej wiertarki z wiertłem średnicy 14 mm, a bezpośrednio po wydobyciu z muru pakowana podwójnie w worki foliowe z zatrzaskiem. Każdorazowo pobiera się ok. 50‑80 g materiału do badań. W celu uzyskania profilu zawilgocenia przegród, próbki. Wykonanie badania stopnia zawilgocenia zaleca się metodą suszarkowo‑wagową przy stosowanych normowo parametrach: temperatura suszenia próbki 105 stopni C, masa próbki każdorazowo powyżej 15 g, najczęściej ok. 25‑30 g. Czas suszenia do stałej masy to maksymalnie 15 min.
Badanie zawartości soli w murach
Sole mogą stanowić naturalny składnik materiałów użytych do wzniesienia muru lub też wniknąć do ściany wraz z wilgocią (w postaci roztworu wodnego) ze środowiska zewnętrznego. Najbardziej destrukcyjne, a tym samym niebezpieczne dla struktury ścian, są trzy grupy soli: chlorki, azotany oraz siarczany. Obecność chlorków w środowisku zewnętrznym, a co za tym idzie również w strukturze muru, związana jest najczęściej ze środkami stosowanymi w okresie zimowym do odladzania jezdni oraz chodników. Azotany stanowią produkt utleniania związków organicznych lub pochodzą z nawozów. Również siarczany mogą pochodzić z nawozów, choć zazwyczaj ich obecność związana jest z zanieczyszczeniem powietrza dwutlenkiem siarki (kwaśne deszcze). W celu sprawdzenia rodzaju i stężenia soli występujących w murach przeprowadza się odpowiednie badania.
W pierwszej kolejności wykonuje się, przy zastosowaniu odpowiednich odczynników chemicznych, analizę jakościową pozwalającą na stwierdzenie o becności w poszczególnych próbkach: chlorków, siarczanów, azotanów i azotynów. Następnie dokonuje się oceny stopnia szkodliwości soli na podstawie ilości soli zawartych w próbkach, najczęściej na podstawie zaleceń opracowanych przez WTA w Niemczech. Rozmieszczenie soli na wysokości muru uzależnione jest od ich składu chemicznego. Na poziomie gruntu gromadzą się zazwyczaj siarczan wapnia (gips) oraz sole węglanowe. Na wysokości do 0,5 m obserwuje się obecność siarczanów magnezu i sodu oraz azotanu potasu. Powyżej tej wysokości gromadzą się natomiast związki chloru oraz azotany. Szkodliwe sole, szczególnie azotany, wykazują silne właściwości higroskopijne, co przekłada się na wzmożoną chłonność wody zawartej w powietrzu, a tym samym na powstawanie kolejnej drogi dostawania się wilgoci do struktury muru.
Aby zbadać mury pod kątem obecności w ich strukturze soli, należy pobrać do badań próbki materiału konstrukcyjnego, np. cegły, i zaprawy, a następnie rozetrzeć na drobną mączkę w moździerzu. W celu przygotowania roztworu podstawowego należy 5 g roztartego materiału umieścić w zlewce i dolać do niej 50 ml wody destylowanej. Po wymieszaniu i odczekaniu do chwili osadzenia się stałego materiału roztwór trzeba przefiltrować przez lejek z sączkiem. Uzyskany w ten sposób klarowny roztwór stanowi roztwór podstawowy pobierany w liczbie ok. 5 g do kolejnych oznaczeń. Przyjmując dla każdego rodzaju soli wartości graniczne ich stężenia w kontekście jego szkodliwości dla budowli, na podstawie opisanych przed chwilą badań można każdorazowo określić, czy zasolenie muru jest niebezpieczne dla konstrukcji bądź estetyki budynku.
Przeczytaj także: Poradnik pomiaru wilgotności
Wilgotnościomierze
Badanie zawilgocenia i zasolenia murów wymaga od technika renowacji elementów architektury umiejętności sprawnego i bezpiecznego posługiwania się szeregiem narzędzi, od najprostszych (młotek, dłuto), poprzez elektryczne (wiertarka, wagosuszarka), aż po chemiczne (odczynniki i wskaźniki), a nawet - atomowe (radiacja). Jednym z najpopularniejszych urządzeń jest wilgotnościomierz (higrometr) elektroniczny.
Wilgotnościomierz budowlany jest podstawowym przyrządem stosowanym w wielu gałęziach przemysłu do wykrywania zawartości wilgoci w materiałach. Rzeczoznawcy i inspektorzy budowlani wykorzystują wilgotnościomierze do identyfikacji potencjalnych problemów i uszkodzeń konstrukcji wynikających z gromadzenia się wilgoci. Skala pomiarowa wilgotnościomierzy może wyglądać różnie, ale wszystkie wskazują wilgotność materiału w procentach (%MC - moisture content). Podczas gdy niektóre wilgotnościomierze oferują skalę analogową, inne odczytują %MC cyfrowo.
Istnieją dwa popularne typy wilgotnościomierzy stosowanych do kontroli materiałów budowlanych: igłowe i bezigłowe. Obydwa mają specjalne przeznaczenie i są używane w zależności od zastosowania i wymagań użytkownika co do określania %MC w materiałach. W wypadku badania wilgotności muru najlepiej sprawdzi się wilgotnościomierz bezigłowy. Nieinwazyjne wilgotnościomierze bezigłowe działają na zasadzie impedancji elektrycznej. Zapewniają nieniszczący pomiar wilgotności muru. Wskaźniki na tych miernikach są podobne do tych stosowanych w miernikach igłowych. Mierniki takie mogą dokonywać pomiaru typowo do głębokości 2 cm lub 2,5 cm w podłożu. Są one przydatne do wykrywania problematycznego gromadzenia się wilgoci, gdy nie ma jeszcze żadnych widocznych gołym okiem jej śladów.
Zadania zawodowe związane z metodami badań zawilgocenia murów i tynków
Ze względu na specyfikę pracy, technik renowacji elementów architektury musi zwracać uwagę na zasady BHP w zakresie: obsługi narzędzi, sprzętu i urządzeń do oczyszczenia i mechanicznego przygotowania powierzchni; wykorzystywania w pracy metod mechanicznych, fizycznych i chemicznych; eksploatacji rusztowań.
Dopuszczalna wilgotność ścian
W użytkowanym mieszkaniu przyjmuje się zwyczajowe progi wilgotności powierzchni badanej:
- do 2,5% - ściany suche, wilgotność może być wynikiem wilgotności powietrza i naszego użytkowania
- 2,5 - 5,0 % - ściany lekko zawilgocone
- 5,0 - 8,0 % - ściany wilgotne (od tego progu wskazane osuszanie przemysłowe)
- 8- 12 % - ściany silnie zawilgocone
- powyżej 12% - ściany mokre
Wartości procentowe [%] oznaczają wynik pomiaru metodą suszarkowo-wagą. Innymi słowy jest to procentowy wzrost masy materiału na skutek zawilgocenia.
Norma PN-82/B-02020 definiuje, że dopuszczalna wilgotność eksploatacyjna ściany z cegły ceramicznej nie powinna przekraczać 3% (wagowo). W normie tej i jej następczyni PN-B-02020:1991 określono zależności projektowe dla obliczeń izolacyjności ścian i określenia punktów skroplenia pary wodnej (wykroplenia wilgoci z powietrza).
Wilgotność ścian do malowania
Zastosowanie odpowiedniej farby i przygotowanie podłoża jest kluczowe przy malowaniu pomieszczeń. Inne wymagania są stawiane pomieszczeniom o okresowo zwiększonej wilgotności powietrza jak kuchnie i łazienki a inne są wymagania dla ścian wilgotnej piwnicy. Wilgotność ściany do malowania nie powinna przekraczać ok. 2%. Przy większej wilgotności podłoża farba może odparzać się od powierzchni.
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0. Atlas pod tytułem Metody badań murów i tynków.
tags: #wilgotność #masowa #muru #definicja #pomiar
