План испытаний на влажность бетонной плиты или план на случай отказа
Избыточная влажность в бетоне остается дорогостоящей проблемой для укладчиков напольных покрытий. По оценкам, эти расходы составляют около 1 млрд долларов в год только в Соединенных Штатах из-за выхода из строя коммерческих бетонных напольных покрытий из-за влаги.
Многих причин разрушения бетонных полов, связанных с влажностью, можно избежать или смягчить, правильно проверив влажность бетона перед установкой напольного покрытия.
- Варианты испытаний на влажность бетонных плит
- Испытание относительной влажности на месте
- Обеспечение указания в проектной документации правильного испытания на влажность бетона
К сожалению, защитная ценность испытаний на влажность бетона часто подрывается из-за безразличного или отсутствующего планирования испытаний или плохо выполненных испытаний на влажность. Плохое планирование или спецификация могут привести к использованию второсортного, ненадежного метода испытаний. Наиболее научно обоснованным и надежно точным методом измерения условий влажности в бетоне является испытание относительной влажности (RH) на месте.
Неправильная проверка влажности плиты, даже если используется точный метод испытаний, также приведет к получению ошибочных показаний.
Следовательно, тестирование относительной влажности должно проводиться в соответствии с ASTM F2170 (Стандартный метод испытаний для определения относительной влажности в бетонных плитах пола с использованием зондов на месте) и должно проводиться с использованием надежной системы тестирования относительной влажности.
Точный метод испытания влажности бетона, который будет использоваться, может быть указан или не указан в проектной документации. Тем не менее, отсутствие указания надлежащего испытания делает каждого, кто прикасался к бетону или напольному покрытию, уязвимым в случае возникновения неисправности напольного покрытия, связанной с влажностью.
Наиболее эффективным способом защитить себя и свою команду является указание в проектной документации стандарта испытаний ASTM F2170 и конкретного испытания относительной влажности, которые будут использоваться.
Варианты испытаний на влажность бетонных плит
Как отмечалось выше, тестирование относительной влажности является единственным научно обоснованным методом, дающим точные и действенные показания, которые помогают укладчикам напольных покрытий принимать обоснованные решения о том, когда следует укладывать напольное покрытие или предпринимать меры по его устранению.
Тем не менее, полезно рассмотреть оба распространенных метода испытания бетонных плит на влажность, чтобы понять, как они работают и какую ценность они приносят или не приносят.
Измеритель влажности бетона и ASTM F2659
Измеритель влажности бетона — полезный инструмент для проведения первоначальной проверки состояния относительной влажности участков на плите. При таком использовании он повышает эффективность тестирования относительной влажности на месте, по причинам, которые я подробно опишу в обсуждении тестирования относительной влажности ниже.
Однако влагомеры вообще не обеспечивают количественного измерения влажности. По этой причине влагомер бетона не является инструментом, который может помочь вам принять решение о том, готова ли плита к установке на нее напольного покрытия.
Измеритель влажности бетона производит качественную оценку определенной области на плите относительно общего состояния влажности плиты. Он не обеспечивает измерение состояния влажности плиты, и, безусловно, не дает никаких показаний, которые коррелируют с тем, каким будет будущее состояние влажности плиты после ее запечатывания под напольным покрытием.
Измеритель влажности бетона не обеспечивает количественного измерения. Кроме того, он считывает только условия влажности в пределах одного дюйма плиты. Влажность бетона не является постоянной по всей плите, как из-за того, как влага перемещается через бетон, так и из-за различий в бетонной смеси, которые могут быть обнаружены даже в пределах одной плиты.
Измерение только верхнего слоя в одном месте на плите не может дать точной оценки истинного состояния влажности плиты.
Стандартизированное использование измерителей влажности бетона регулируется стандартом ASTM F2659 (Стандартное руководство по предварительной оценке сравнительного влажностного состояния бетонных, гипсоцементных и других плит перекрытий и стяжек с использованием неразрушающего электронного влагомера).
В рекомендациях ASTM F2659 конкретно указано:
«Данное руководство не предназначено для предоставления количественных результатов в качестве основы для принятия пола для установки систем отделки пола, чувствительных к влаге. Методы испытаний F1869, F2170 или F2420 предоставляют количественную информацию для определения того, находятся ли уровни влажности в определенных пределах».
ASTM F2170 относится к испытаниям относительной влажности на месте, а ASTM F1869 относится к испытаниям хлорида кальция (CaCl). (ASTM F2420 регламентировал определенные применения испытаний относительной влажности, но был отменен в 2014 году.) Я расскажу об ASTM F2170 и F1869 далее в этой статье. Но ASTM высказал свою точку зрения: электронные измерители влажности не следует использовать для определения готовности плиты к укладке напольного покрытия.
Тест на хлорид кальция и ASTM F1869
Самое раннее документальное упоминание об испытании с хлоридом кальция содержится в книге по укладке линолеума Armstrong, опубликованной в 1941 году. В книге по укладке это называлось «испытанием на сырость». Монтажники напольных покрытий помещали покрытые кристаллы на плиту и осматривали их на следующий день, чтобы увидеть, впитали ли они влагу.
В 1960-х годах инженеры решили стандартизировать, как определялись измерения влажности с использованием теста CaCl, вместо того, чтобы полагаться на визуальную оценку того, сколько влаги впитали кристаллы. Разработанная формула должна была использовать разницу веса в кристаллах для расчета скорости испарения паров влаги (MVER), исходящих от плиты.
В документации 1960-х годов часто указывался показатель MVER в два-три фунта, тогда как к 1990-м годам многие производители напольных покрытий увеличили приемлемый показатель MVER до пяти фунтов.
Тест CaCl был стандартизирован в 1998 году с принятием ASTM F1869 (Стандартный метод испытаний для измерения скорости выделения паров влаги бетонным основанием пола с использованием безводного хлорида кальция)).
Согласно ASTM F1869, кристаллы необходимо взвесить перед тем, как поместить на плиту и накрыть. Затем кристаллы следует взвесить через 60–72 часа, чтобы определить MVER плиты. Согласно рекомендациям F1869, «количество влаги должно быть выражено как скорость выделения паров влаги, измеренная в фунтах влаги на площади 1000 кв. футов…»
В инструкциях производителя, которые ссылаются на ASTM F1869, указано, какой диапазон скорости MVER приемлем для установки напольного покрытия. При отсутствии инструкций производителя отраслевой стандарт составляет три фунта. Обновление ASTM F1869 запрещает использование Испытание CaCl на гипсовом или легком бетоне.
Construction Technology Laboratories (CTL) Group провела десятилетнее тестирование теста CaCl, чтобы количественно определить, насколько точно стандарт MVER отражает влажность в бетонных плитах. По словам главного ученого CTLGroup, известного эксперта по бетону Говарда Канаре, тест CaCl «может быть ненадежным; способен давать как ложно высокие, так и ложно низкие результаты".
В одном из испытаний, проведенных CTLGroup, они измерили четыре бетонные плиты, которые стабилизировались при влажности 50% в течение многих лет. Согласно рекомендациям ASTM F1869, результаты испытаний CaCl дали MVER в диапазоне от 2.5 до 4+ фунтов. Эти результаты показывают, что «Осушитель в наборе CaCl2 на самом деле высасывал больше влаги, чем выделялось из бетона, что давало ложноположительный результат.
Это было одно из многочисленных испытаний, которые включали как лабораторные, так и полевые испытания. CTLGroup проведенных на тесте CaCl, и измерение MVER как надежного индикатора уровня влажности в бетоне. По словам Канаре, CTLGroup выделила шесть причин, по которым MVER «страдает от серьезных недостатков».
- На момент создания стандартов не существовало никакой научной основы, поэтому MVER как надежная мера влажности не имеет количественного обоснования.
- Сами комплекты MVER не подлежат калибровке, что делает невозможным определение точности.
- Испытание измеряет только содержание влаги на поверхности плиты и не дает информации о содержании влаги в плите под поверхностью.
- Тестирование на CaCl не позволяет точно измерить MVER; часто встречаются как ложноположительные, так и ложноотрицательные показания.
- Внешние условия легко влияют на результаты. Это одна из причин, по которой тестирование CaCl часто дает ложные положительные или отрицательные показания. Кристаллы будут притягивать влагу из воздуха, которая затем ложно приписывается влаге внутри бетона.
- Некоторые ограничения MVER не учитывают влияние клея на эксплуатационные характеристики напольного покрытия в долгосрочной перспективе.
Третий недостаток в этом списке — то, что тест на содержание CaCl измеряет только поверхностную влажность, — отражает тот факт, что другие исследования влажности в бетоне показывают, что влага перемещается по бетону и не выравнивается до тех пор, пока бетонная плита не будет запечатана.
Следовательно, измерение влажности поверхности плиты, даже если оно сделано точно, все равно не скажет нам ничего полезного о влажности под поверхностью. И именно избыток влаги под поверхностью поднимется и повлияет на напольные покрытия, которые были установлены слишком рано.
Другой критический вопрос заключается в том, что измерение поверхностной влажности может иметь слабую корреляцию с уровнем влажности, который останется в плите после установки напольного покрытия поверх бетона. После установки напольного покрытия влага больше не может испаряться. Оставшаяся влажность уравновесится по всей плите.
Таким образом, количество влаги, оставшееся для уравновешивания под герметичным полом, оказывает наибольшее влияние на то, будет ли пол в будущем страдать от повреждений, связанных с влажностью. Любая избыточная влага, оставшаяся в плите, поднимется, не имея возможности испариться, перенося пары влаги и химикаты, которые попадают между поверхностью плиты и напольным покрытием.
Показания, которые отражают это только на момент проведения испытания, дают мало полезной прогностической информации о том, каким будет состояние влажности плиты после того, как пол будет герметизирован.
Тест на CaCl продолжают использовать, несмотря на его задокументированные недостатки. Это может быть отчасти связано с убеждением, что тестирование на CaCl менее затратно, чем тестирование на RH. Стоимость теста на CaCl менее затратна, чем набор для тестирования на RH.
Однако тестирование CaCl гораздо более трудоемко, чем тестирование RH. В результате проведение тестирования CaCl имеет более высокие прямые затраты, чем тестирование RH, и более высокие косвенные затраты из-за неэффективного использования времени и труда.
Другая причина, по которой CaCl продолжают использовать, может заключаться в том, что у CaCl более долгая история полевых испытаний, чем у теста RH, что некоторые могут спутать с большей достоверностью. Многие производители напольных покрытий продолжают указывать приемлемую ставку MVER для гарантийного покрытия, что также продолжает придавать тесту CaCl блеск достоверности.
Испытание относительной влажности на месте и ASTM F2170
Работа Технического университета Лунда в Швеции в 1990-х годах имела решающее значение для разработки метода испытаний RH in situ, известного сегодня. Эти исследователи изучали уровни RH внутри плиты и то, как они соотносятся с ЭМС плиты после установки напольного покрытия. Они определили точные глубины плиты, на которых датчик RH должен считывать процент RH, отражающий ЭМС плиты после ее герметизации.
Для бетонных плит пола, залитых на грунт, глубина составляет 40%; для плит, высыхающих с обеих сторон, правильная глубина для датчика относительной влажности на месте составляет 20 процентов. Неудивительно, что первыми отраслевыми ассоциациями, выпустившими стандарты для тестирования относительной влажности на месте, были Швеция и Финляндия.
Эти профессиональные стандарты, в просторечии называемые «Nordtest», были опубликованы в 1995 году. ASTM использовала Nordtest в качестве основы для разработки стандарта F2170, который был впервые утвержден в 2002 году.
Масштаб научной валидации — это заметное различие в контрастных историях F1869 и F2170. Тест и стандартизация CaCl были разработаны на основе анекдотического опыта, а последующее контролируемое тестирование выявило его слабые стороны. In situ RH был рожден и усовершенствован посредством научных испытаний, а затем последовали стандарты полевого использования.
Фактически, продолжающиеся научные испытания метода RH in situ улучшили наше понимание этого метода, что привело к недавнему обновлению F2170. Первоначальный стандарт F2170 требовал ожидания 72 часов для уравновешивания воздуха в бетонном отверстии, и только после этого можно было получить показания, соответствующие ASTM.
Исследование точности и смещения, заказанное ASTM и проведенное независимой лабораторией в 2014 году, проверило эффективность 72-часового периода ожидания. Исследователи снимали показания с несколькими интервалами до истечения 72 часов, чтобы отследить разницу с требуемым 2170-часовым показанием F72.
В ходе этого процесса исследователи обнаружили, что показания, снятые на 24-часовой отметке, статистически эквивалентны показаниям, снятым на 72-часовой отметке. Любые случайные отклонения, обнаруженные между двумя показаниями, были последовательными и достаточно незначительными, чтобы не иметь статистического влияния. Все это говорит о том, что показания за 24 часа были функционально идентичны показаниям за 72 часа, что делает требование показаний за 72 часа спорным.
В результате этого исследования ASTM обновил стандарт F2170, чтобы обеспечить возможность снятия показаний, соответствующих ASTM, через 24 часа после установки датчика в отверстие. С пересмотренным стандартом метод тестирования относительной влажности на месте теперь является самым быстрым из доступных методов тестирования влажности бетона, поскольку пользователи F1869 должны по-прежнему ждать не менее 60 часов, прежде чем снимать показания, соответствующие стандарту.
Самое существенное различие между методами испытаний RH in situ и CaCl заключается в том, что они на самом деле проверяют. Как отмечено выше, одним из самых серьезных недостатков теста CaCl является то, что он измеряет только поверхностную влажность, тогда как наиболее показательным является состояние влажности под поверхностью.
Только датчик относительной влажности на месте измеряет относительную влажность и температуру внутри бетонной плиты, что делает его единственным методом испытаний, который может точно сказать нам что-либо о будущем состоянии влажности бетона после установки напольного покрытия.
Подтвержденная надежность наборов для тестирования RH
Наука, лежащая в основе тестирования RH in situ, также гарантирует, что наборы для тестирования RH могут быть откалиброваны в соответствии с прослеживаемыми национальными стандартами. Отсутствие возможности калибровки инструментов, измеряющих MVER в рамках теста CaCl, было одним из основных недостатков теста, как указано Канаре в исследовании CTLGroup. Без калибровки невозможно проверить, что оборудование, проводящее тестирование, возвращает точные показания.
Тестирование относительной влажности на месте: самый точный и простой метод тестирования
Не всегда мы получаем счастливое совпадение, что наиболее эффективный и надежный вариант также является самым простым и быстрым вариантом. Когда дело доходит до испытания бетона на влажность, это именно тот случай.
Прежде всего, стоит подчеркнуть, что новейшие научные исследования в области тестирования относительной влажности in situ привели к тому, что ASTM пересмотрела стандарт F2170, установив требование только на 24-часовой период ожидания. F1869 по-прежнему требует минимум 60 часов, прежде чем можно будет снимать показания влажности, имеющие практическую ценность.
Кроме того, вы можете найти комплекты для испытаний относительной влажности на месте, которые также упрощают установку и сбор данных испытаний относительной влажности на месте, ускоряя весь цикл измерения влажности бетона в рамках проекта.
Например, существуют датчики относительной влажности, которые легко устанавливаются на месте, например, те, которые входят в состав Система измерения влажности бетона Rapid RH® L6 от Wagner Meters. В отличие от тестов CaCl, которые требуют много настроек для обеспечения надежной фиксации уплотнения над кристаллами, датчики относительной влажности на месте устанавливаются за считанные минуты. Все, что требуется, — это просверлить простое отверстие, очистить его и вставить датчик относительной влажности.
Система Rapid RH L6 также включает в себя множество дополнительных аксессуаров и бесплатных мобильных приложений, которые оптимизируют или автоматизируют сбор данных и процессы отчетности F2170. Расширенный сбор данных не только ускоряет график, но и обеспечивает количественную основу для лучшего понимания процесса сушки конкретной плиты с помощью графиков анализа тенденций.
F2170 предусматривает установку определенного количества датчиков на основе площади плиты, включая указание мест, где должны быть размещены некоторые датчики. Измеритель влажности бетона полезен как устройство наведения, которое может обнаружить проблемные места в месте проведения испытаний, чтобы убедиться, что они получат то внимание, которого заслуживают.
Ищите измеритель влажности, который проникает под поверхность, например, бесштыревой измеритель влажности бетона C555 от Wagner Meters, который считывает данные на глубине ¾ дюйма. Он возвращает показания, показывающие сравнительное состояние влажности в этом месте, что помогает определить, где плита удерживает больше всего влаги.
Обеспечение указания в проектной документации правильного испытания на влажность бетона
Хотя тестирование RH на месте является более надежным и быстрым испытанием влажности, у теста CaCl все еще есть свои приверженцы. Генеральные подрядчики или установщики напольных покрытий обычно по умолчанию используют тот тест, который им удобнее всего использовать, даже если это не лучший тест. Никто на проекте не хочет тратить время после заливки плиты на споры о том, какой тест влажности бетона использовать.
Время настаивать на использовании соответствующего F2170 теста RH in situ наступает тогда, когда проект становится уточненным. Проявление должной осмотрительности для подтверждения расширенной полезности тестирования RH in situ и указание наиболее эффективной системы тестирования RH в соответствии с вашими критериями для проекта является надежным способом снижения уровня стресса – по крайней мере, в том, что касается тестирования влажности бетона.
У Джейсона более 20 лет опыта в продажах и управлении продажами в различных отраслях промышленности, и он успешно вывел на рынок множество продуктов, включая оригинальные тесты влажности бетона Rapid RH®. В настоящее время он работает в Wagner Meters в качестве менеджера по продажам продукции Rapid RH®.
Последнее обновление: 11 февраля 2025 г.
800-634-9961
