DE3409453A1

DE3409453A1 - Verfahren zur zerstoerungsfreien bestimmung des feuchtigkeitsgehalts von koerpern aus festen, poroesen materialien

Info

Publication number: DE3409453A1
Application number: DE19843409453
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Dyckerhoff and Widmann AG
Current assignee: Walter Bau AG
Priority date: 1984-03-15
Filing date: 1984-03-15
Publication date: 1985-09-19
Also published as: DE3409453C2

Description

Verfahren zur zerstörungsfreien Bestimmung des Feuchtig-
keitsgehalts von Körpern aus festen, porösen Materialien Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur zerstörungsfreien Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes von Körpern aus festen, porösen Materialien, insbesondere Baukörpern aus Beton.
Der Feuchtigkeitsgehalt von Körpern aus Materialien mit offener Porosität, d.h. von Materialien, bei denen sich das Wasser bzw. eine wässrige Lösung in den Porenräumen befindet und die Porenräume mit der Oberfläche in Verbindung stehen, ändert sich in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt der Umgebung.
Die Bestimmung des jeweiligen aktuellen Feuchtigkeitsgehaltes eines Körpers aus einem solchen Material mit offener Porosität ist vor allem dann notwendig, wenn die Oberfläche eines Bauteils aus Beton oder einem anderen mineralisch gebundenen porösen Baustoff eine Oberflächenschutzmaßnahme erhalten soll, wie z.B. eine Imprägnierung, Versiegelung, Beschichtung oder einen Anstrich. Die Dauerhaftigkeit der Oberflächenschutzmaßnahme hängt entscheidend davon ab, daß das hierfür verwendete flüssige Material von der Oberfläche des betreffenden Körpers her zumindest teilweise in die Porenräume eindringen und so einen festen Haftverbund mit dem Untergrund eingehen kann. Dies ist aber nur dann möglich, wenn zumindest ein Teil der Porenräume frei von Wasser oder wässriger Lösung ist. Eine Aussage darüber, bis zu welchem Grad die Porenräume frei von Wasser und demzufolge zur Aufnahme des Materials für die Oberflächenschutzmaßnahme sind, gibt der aktuelle Feuchtigkeitsgehalt des Materials.
Die Bestimmung des jeweiligen aktuellen Feuchtigkeitsgehaltes ist durch zerstörende und zerstörungsfreie Prüfverfahren möglich. Eine zerstörungsfreie Prüfung wird immer dann angewendet, wenn eine Zerstörung des Materials im ganzen oder in Teilbereichen nicht möglich oder nicht erwünscht ist. Die einzelnen zerstörungsfreien Prüfverfahren sind materialspezifisch. Zur zerstörungsfreien Bestimmung der Feuchtigkeit von mineralischen oder mineralisch gebundenen Baustoffen werden unterschiedliche physikalische Effekte benutzt, wie z.B. der elektrische Widerstand, die elektrische Leitfähigkeit, die thermische Leitfähigkeit, dielektrische Eigenschaften, Neutronenstreuung, Strahlenschwächung, Energieaufnahme von Mikrowellen, Ultraschall usw.. Aus vielerlei Gründen (Kosten, Geräteaufwand, Ungenauigkeit) haben sich diese Verfahren für einen allgemeinen und praktischen Einsatz auf der Baustelle nicht durchgesetzt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zur schnellen, einfachen und sicheren zerstörungsfreien Bestimmung der Feuchtigkeit von Beton und anderen mineralisch gebundenen porösen Baustoffen zu schaffen.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
Gegenstand des Anspruchs 2 ist eine zweckmäßige Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Erfindung liegt der physikalische Zusammenhang zwischen dem Durchmesser einer wassergefullten Kapillare und dem über ihr herrschenden Dampfdruck zugrunde, der um so geringer ist, je kleiner der Durchmesser der Kapillare ist.
Aufgrund der Verminderung des Dampfdrucks kann man Zusammenhänge zwischen der relativen Luftfeuchtigkeit und den Durchmessern von zylindrischen Kapillaren berechnen. Die Zusammenhänge zwischen dem Dampfdruck und dem Durchmesser der Kapillaren werden durch die sogenannte Kelvin-Gleichung beschrieben.
Bei einem Material mit offener Porosität, das Poren unterschiedlicher Größe besitzt, stellt sich über seiner Oberfläche zu jedem Feuchtigkeitsgehalt ein bestimmter Dampfdruck ein, dessen Höhe von der Temperatur und dem Durchmesser derjenigen Poren abhängt, die noch mit Wasser bzw. wässriger Lösung gefüllt sind. Man geht dabei davon aus, daß Wasser bzw.
wässrige Lösung aus Kapillaren um so schneller verdunstet, je größer deren Durchmesser ist. Dabei ist zwischen Austrocknung und Anfeuchtung zu unterscheiden, also je nach dem, ob der Übergang vom feuchten zum trockenen oder vom trockenen zum feuchten Zustand betrachtet wird.
Nach der Erfindung wird zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes eines mineralisch gebundenen Baustoffes der Dampfdruck bestimmt, der sich in einem abgeschlossenen System geringer Ausdehnung über der Bauteiloberfläche einstellt, wemanach einer angemessenen Zeit ein näherungsweiser Gleichgewichtszustand erreicht ist. Aus dem Dampfdruck und der jeweiligen Temperatur kann bei Kenntnis der Sorptionskurven auf den Feuchtigkeitsgehalt des Materials geschlossen werden.
Aber auch ohne genaue Kenntnis der jeweiligen Sorptionskurven kann mit Hilfe von Erfahrungswerten für eine bestimmte Baustoffgruppe, wie z.B. Normalbeton, Leichtbeton, Gasbeton, genügend genau abgeschätzt werden, ob der Feuchtigkeitsgehalt im Oberflächenbereich des Materials bereits so weit abgesunken ist, daß die vorgesehene Oberflächenschutzmaßnahme ausgeführt werden kann.
In der Beschreibung wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung näher erläutert.
Die Vorrichtung nach der Erfindung besteht aus einem einseitig offenen, zweckmäßig zylindrischen Gehäuse 1, das mit einem umgebördelten Rand 2 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 3 auf die zu untersuchende Oberfläche 4 so aufgesetzt wird, daß es luft- bzw. gasdicht abschließt. An das Gehäuse ist eine Ringleitung 5 aus einer Ableitung 6 und einer Zuleitung 7 angeschlossen, die zu einem Feuchtemeßgerät 8 führen. In der Ableitung 6 befindet sich ein Ventilator 9 zur Umwälzung der innerhalb des Gehäuses 1 eingeschlossenen Luft.
In die Ringleitung 5 ist auch ein Temperaturmeßgerät 10 geschaltet.
Zum Messen wird das Gehäuse 1 so auf die zu untersuchende Oberfläche aufgesetzt, daß es luftdicht abschließt.
Mit Hilfe des Gebläses 9 wird dann eine Luftumwälzung erzeugt, wodurch Luft von der zu beurteilenden Oberfläche 4 ständig durch die Zuleitung 7 zum Feuchtemeßgerät 8 und durch die Ableitung 6 wieder zurück zum Gehäuse 1 geführt wird. Dieser Vorgang wird so lange fortgesetzt, bis der Feuchtigkeitsgehalt im abgeschlossenen Luftvolumen näherungsweise einen Gleichgewichtszustand erreicht hat. Dies dauert je nach Feuchtigkeitsgehalt des Oberflächenbereiches etwa zwei bis fünfzehn Minuten und kann durch laufende Messungen kontrolliert werden.
Die Messung der Feuchtigkeit der eingeschlossenen Luft und deren Temperatur können mit allen Geräten erfolgen, die zur Messung der Luftfeuchtigkeit und der Lufttemperatur geeignet sind. Die Meßwerte können entweder durch Einzelablesung erhalten oder auch kentintierlich aufgezeichnet werden.
Aus den gemessenen Werten für Luftfeuchtigkeit und Temperatur kann dann entweder über die Sorptionskurven des betreffenden Materials oder über Erfahrungswerte auf den Feuchtigkeitsgehalt im Oberflächenbereich des Baukörpers geschlossen werden.
Diese Vorrichtung ist einfach aufgebaut und leicht zu handhaben, so daß an nahezu jeder Stelle eines Bauwerks beliebig oft und zerstörungsfrei die jeweilige aktuelle Feuchtigkeit gemessen werden kann.
- Leeeite -

Claims

Verfahren zur zerstörungsfreien Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts von Körpern aus festen, porösen Materialien ~~~~~~~~~~~ ~ ~ ~~~~~~~ Patentansprüche 1. Verfahren zur zerstörungsfreien Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts von Körpern aus festen, porösen Materialien, insbesondere Baukörpern aus Beton, dadurch gekennzeichnet, daß unter Einbeziehung zumindest einen Teils der Oberfläche des zu untersuchenden Körpers ein abgeschlossener gas- oder luftgefüllter Raum gebildet und in diesem die relative Feuchtigkeit und Temperatur des eingeschlossenen Gases bzw. der Luft gemessen werden.
2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein eine Öffnung aufweisendes Gehäuse (1), das unter Zwischenlage einer Dichtung (3) derart an eine Oberfläche (4) des zu untersuchenden Körpers anlegbar ist, daß durch diese Oberfläche die Öffnung des Gehäuses (1) verschlossen wird und daß Geräte (8, 10) zur Messung von Feuchtigkeit und Temperatur des in dem Gehäuse eingeschlossenen Gases bzw. der Luft vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an das Gehäuse (1) eine Ringleitung (5) zur Umwälzung des Gases bzw. der Luft angeschlossen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ringleitung (5) ein Gebläse (9) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Geräte (8, 10) zur Messung von Feuchtigkeit und Temperatur an die Ringleitung (5) angeschlossen sind.