Kontrolní metody pro stanovení vlhkosti podkladních vrstev podlah
Podkladní vrstva podlahy, ať už z betonové mazaniny či na bázi anhydritů, sice není na první pohled vidět, ale může významným způsobem ovlivnit konečný estetický dojem i funkčnost a životnost nášlapné vrstvy podlahy. V dnešní uspěchané době se technologické přestávky zkracují na minimum, často dochází k pokládce nášlapné vrstvy, ačkoliv podklad ještě není připraven. Je proto důležité zkontrolovat jeho připravenost (tj. vlhkost) před pokládkou finální vrstvy vhodným způsobem. Příspěvek představuje metody používané u nás i v zahraničí ke zjištění vlhkostního stavu podkladní vrstvy podlahy. U každé metody jsou představeny jak jejich výhody, tak i nevýhody a omezení.
1. Úvod
Na zajištění funkčnosti, trvanlivosti a spolehlivosti podlahové konstrukce se podílí nejen samotná nášlapná vrstva, která je nejvíce exponovaná, ale i podkladní vrstvy. Podkladní vrstvy mají rozličné funkce – funkci nosnou, roznášecí, tepelně či zvukově izolační. U tzv. těžkých podlah je roznášecí vrstva obvykle tvořena vrstvou betonové mazaniny či cementového potěru a v současné době stále častěji také anhydritovým potěrem. Všechny tyto typy roznášecích vrstev jsou aplikovány mokrým procesem, tzn. do skladby se vnese značné množství vody. Nášlapná vrstva, často dřevěná nebo na bázi dřevěných derivátů, je na vlhkost náchylná a její podkládku je třeba provést, až když bude podklad dostatečně dostatečně suchý. Požadavky na vlhkost podkladu stanovuje ČSN 74 4505 [2], kde jsou též specifikovány normou stanovené metody zjišťování vlhkosti podkladu (jsou to metoda gravimetrická a alternativně karbidová).
Dosažení požadované vlhkosti často znamená čekání, což stojí proti současnému trendu dokončit vše co nejrychleji a nezdržovat se technologickými přestávkami. Zanedbání kontroly vlhkosti a předčasná pokládka na příliš vlhký podklad však může způsobit neblahé následky – poruchy nášlapné vrstvy jakými jsou např. bubliny, deformace dřevěných krytin apod. Z tohoto důvodu by kontrola vlhkosti neměla být podceňována. Nejčastěji používanými metodami jsou destruktivní metody gravimetrická a karbidová. Stále častěji se využívají také nedestruktivní příložné vlhkoměry fungující zejména na principu měření elektrických veličin.
Na počátku roku 2011 byla na internetovém portálu www.izolace.cz a dále také na www.podlahari.com spuštěna internetová anketa zjišťující informace o kontrolních metodách používaných v ČR. V anketní otázce: Jakým způsobem kontrolujete vlhkost podkladu před pokládkou finální vrstvy podlahy? bylo možné vybírat z těchto odpovědí:
- karbidová metoda,
- gravimetrická metoda,
- příložné kapacitní vlhkoměry,
- zapichovací odporové vlhkoměry,
- žádnou kontrolní metodu nepoužívám,
- jiná destruktivní metoda (blíže nespecifikováno),
- jiná nedestruktivní metoda (blíže nespecifikováno).
Doposud bylo v anketě obdrženo 1038 hlasů. Rozložení jednotlivých odpovědí znázorňuje následující graf:
2. Metody destruktivní
Společným znakem destruktivních metod je, jak již sám název napovídá, nutnost mechanickým způsobem poškodit povrch. Měření vlhkosti se provádí na vzorku materiálu odebraném z konstrukce.
Takový destruktivní proces je jednak časově i finančně náročnější, jednak riskantní pro destruovaný povrch. A je samozřejmě nepříjemné, pokud takovouto destruktivní zkoušku musíme provádět opakovaně, dokud se nepodaří dosáhnout požadované vlhkosti. Za další nevýhodu lze označit nereprodukovatelnost měření, protože nelze opakovat měření na stejném místě. Omezujícím faktorem pro tyto metody je podlahové vytápění instalované ve vrstvě betonové mazaniny, u těchto podlah nelze tuto metodu použít.
2.1 Gravimetrická metoda
Gravimetrickou metodu lze označit za nejznámější, ale jak vyplývá i z výše uvedeného grafu, zdaleka to není metoda nejrozšířenější. Jedná se o metodu normovou [2]. V souladu s normou [2] ji lze nahradit jinou metodou, avšak pouze tehdy, pokud je prokázáno, že vede ke stejným výsledkům jako metoda podle ČSN EN ISO 12570 [3] (stanovuje způsob provádění gravimetrické metody).
Vlhkost materiálů (obsah volné vody) se stanovuje vysušením odebraného vzorku z konstrukce do ustálené hmotnosti.
Odběr vzorku se provádí ručním vysekáváním. Použití příklepové vrtačky lze sice připustit, ale nedoporučuje se. Při jejím použití dochází k ohřívání a tím pádem vysušování materiálu, čímž může dojít ke zkreslení výsledků.
Beton a cement se suší při teplotě 105±2 °C. U materiálů, kde by vysušením při této teplotě došlo ke ztrátě chemicky vázané vody, se užívá teplota nižší nebo vysušení v suchém prostředí. Anhydrit lze sušit pouze při teplotě 40±2 °C.
Vysoušení neprobíhá in-situ, avšak v laboratoři, kam je vzorek potřeba co nejdříve po odběru přemístit. Během přesunu vzorku musí být zachována jeho vlhkost, jakou měl v době odběru, proto se transportuje v partoěsné kovové nádobě nebo v parotěsné fólii.
Vysoušení probíhá ve větrané troubě s definovanou teplotou a relativní vlhkostí menší než 10 %. Dle ČSN EN ISO 12570 [3] je „konstantní hmotnosti dosaženo, pokud změna hmotnosti mezi třemi následujícími váženími provedenými nejméně po 24 h je menší než 0,1 % celkové hmotnosti.“
Předpokládaná přesnost měření činí 3 %.
Vlhkost zjištěná gravimetrickou metodou se udává nejčastěji jako hmotnostní vlhkost:
u = m − mo / mo [%],
kde
- m
- – hmotnost zkušebního vzorku před vysušením,
- mo
- – hmotnost zkušebního vzorku po vysušení.
Výsledky mohou být ovlivněny např. sušením při velmi vysoké teplotě, kdy může dojít k uvolnění chemicky vázané vody, nebo velkou prodlevou mezi odběrem vzorku in-situ a laboratorním měřením.
Výhodou této metody je její přesnost. Nevýhodou je však to, že je zdlouhavá a že není možné provést ji in-situ, proto podlaháři častěji využívají metodou karbidovou.
2.2 Karbidová metoda
V Evropě poměrně rozšířenou destruktivní metodou je karbidová metoda, kterou lze narozdíl od metody gravimetrické provádět in-situ přímo na stavbě. Hojně je používána v Německu, kde je i zakotvena v místních normách.
Nevýhodou je ovšem její horší přesnost. V literatuře se sice uvádí přesnost ±3%, avšak v postupu této metody se vyskytuje velké množství vlivů, které mohou přesnost významně zhoršit. Např. i jen malé množství znečištění (např. vlhkost z prstů) může mít dopad na zjištěný výsledek.
Vzorky se odebírají v celé tloušťce podlahy a je nutné je vysekat ručně, případně lze využít pneumatického kladiva.
Měl by být proveden odběr dostatečného množství vzorků pro větší spolehlivost výsledků. V ČR však toto není žádným předpisem stanoveno.
Ke stanovení vlhkosti se používá CM přístroj. Metoda je založená na chemické reakci, která probíhá ve speciální uzavřené nádobě. Odebrané vzorky se rozdrtí, zváží, vloží do nádoby, kam se současně vsypou ampulky karbidu vápenatého a ocelové kuličky, které ampulky rozdrtí. Lahví je nutné silně třepat po dobu několika minut, aby došlo k rozbití ampulek karbidu vápenatého a k dostatečnému promíchání se vzorkem. Chemickou reakcí vody s karbidem vápenatým vzniká acetylen, který je ukazatelem množství vlhkosti ve vzorku.
CaC2 + 2 H2O → CaOH2 + C2H2 ↑
Množství acetylenu se měří tlakoměrem, který je součástí zkušební nádoby. Chemickou reakcí vzniká hořlavý plyn. Při otevírání nádoby je proto třeba postupovat pomalu, aby se acetylen vypouštěl postupně po malých dávkách.
Stanovená vlhkost se udává v tzv. procentech CM, která se liší od procent hmotnostní vlhkosti zjištěných gravimetrickou metodou. Je to dáno tím, že přístroj není kalibrován přímo na beton, ale na volnou vodu v běžném písku, proto je nutná korekce naměřných hodnot, aby bylo možné porovnání s gravimetrickou metodou. Obvykle se udává, že hodnota zjištěná karbidovou metodou je cca o 1,8 nižší. (hodnota kolísá v závislosti na naměřené hodnotě mezi 1,1–1,9). Podle německých norem by hodnoty vlhkosti betonu naměřené karbidovou metodou měly být nižší než 2,5, aby jej bylo možné označit za dostatečně suchý pro pokládku podlahy.
2.3 Zkouška s vývrty
Tato metoda je poměrně rozšířena ve Velké Británii a v USA. Její výhodou je možnost provádění in-situ. Je popsána v americké normě ASTM F 2170, “Standard Test Method for Determining Relative Humidity in Concrete Floor Slabs Using in situ Probes“.
Obr. č. 2: Měření vlhkosti pomocí RH sondy
(zdroj: Tramex)
Na rozdíl od předchozích dvou metod, kde se odebíral zkušební vzorek, dochází u této metody jen k nepatrnému porušení povrchu. Vývrt je poměrně malý, musí být jen tak široký, aby se do něj dala strčit vlhkostní sonda.
Vývrt se obvykle provádí do hloubky alespoň 40 % tloušťky desky (dle ASTM). Do vývrtu se vloží rukávce (plastové trubičky), které se uzavřou záslepkou na dobu 72 h. Při vrtání se totiž vytváří teplo, které vysuší přilehlou vrstvičku betonu. Proto je nutné udělat před měřením dostatečnou pauzu (72 h), aby došlo k vyrovnání vlhkostního stavu této vysušené vrstvičky se zbytkem konstrukce.
Po uplynutí této doby se odstraní záslepky a do vývrtu se vloží vlhkostní sonda. Chvíli se tam ponechá, aby se aklimatizovala. Za vyrovnaný stav se obvykle považuje stav, kdy nedochází ke změně naměřené hodnoty po dobu alespoň 5 minut. Poté se provede měření.
Nevýhodou tohoto testu stejně jako u řady jiných je jeho časová náročnost. Měření vlhkosti lze provést až po 72 h. Někdo sice provádí měření už po 48 h nebo dokonce po 24 h, ale to může být riskantní, protože naměřené hodnoty budou pravděpodobně nižší a může tedy dojít k chybnému vyhodnocení vlhkosti podkladu.
3. Metody nedestruktivní
Hlavní výhodou nedestruktivních metod je, že se při jejich provádění obejdeme bez odběru vzorku a tedy bez mechanického poškození vrstvy konstrukce (betonové či jiné desky).
Při nedestruktivní zkoušce měříme určitou fyzikální veličinu, která se mění vlivem přítomnosti obsahu vlhkosti. Obvykle se jedná o elektrické vodivostní vlastnosti materiálu.
3.1 Kalcium-chloridová metoda
Kalcium-chloridová metoda se běžně používá v USA, kde je standardizována od 90. let 20. stol. předpisem ASTM F 1869. Její počátky však sahají až do 50. let minulého století.
Jedná se o metodu, která stanovuje množství vlhkosti uvolňující se z betonové desky ve vymezeném prostoru pod nepropustným krytem. Uvolňovaná vlhkost je pohlcována chloridem vápenatým. Metoda vyžaduje provedení 3 testů pro prvních 1000 čtverečních stop (cca 100 m2) podlahy, u větších ploch musí být proveden doplňkový test na každých dalších 100 m2.
Vymezený povrch, kde bude probíhat zkouška, je potřeba před jejím zahájením očistit. Otevřená miska s přesným množstvím chloridu vápenatého (nesmí dojít k jeho usypání) se položí na očištěný povrch betonové desky. Miska se překryje nepropustným krytem (např. plastovou krabičkou) tak, aby k ní měl vzduch nacházející se v tomto vymezeném prostoru přístup, ale aby současně byla oddělena od okolního prostředí. Kryt se přilepí po celém svém obvodu lepicí páskou k podkladu. Takto je vzorek chloridu vápenatého ponechán po dobu 72 hodin. Poté se miska s chloridem vápenatým vyjme, zapečetí a orientačně převáží, pak je odeslána do laboratoře k přesnému zvážení. Na základě zjištěné hodnoty se provedou přepočty, jejichž výsledkem je stanovení množství vody (hmotnost v librách) uvolněné z cca 100 m2 (resp. 1000 stop čtverečních) podlahy za 24 hod.
Většina výrobců podlah doporučuje neinstalovat jejich produkt, pokud hodnota vlhkosti stanovená touto metodou překročí 3 libry na 1000 čtverečních stop, v některých případech lze připustit až hodnotu 5 liber. Podle předpisu ASTM F 710 “Standard Practice for Preparing Concrete Floors to Receive Resilient Flooring“ lze beton považovat za dostatečně suchý, pokud uvolněná vlhkost nepřekročí hodnotu 3 liber.
3.2 Fóliová metoda
Podobně jako kalcium-chloridový test se provádí i další nedestruktivní zkouška – fóliová metoda (v originále „plastic sheet method“). Tato metoda je dokonce popsána v americkém předpisu ASTM D 4263.
Jedná se o metodu poměrně primitivní a značně orientační, ale i ona nachází ve světě podlah své uplatnění, zejména však mezi amatéry. Je rychlá, jednoduchá, nedestruktivní a levná. Nicméně neudává žádné kvantitativní výsledky a leckdy může vést k chybnému dojmu, že podklad je již připraven na pokládku.
Při této zkoušce se výsek podlahy o ploše 450 mm × 450 mm překryje čistou plastovou fólií, která se po všech 4 stranách těsně připevní k podkladu.
Vyhodnocení zkoušky se provede po 16 hodinách. Pokud je po této době na spodním povrchu fólie patrná kondenzace, nebo pokud povrch betonu ztmavnul, beton pravděpodobně není připraven na pokládku krytiny.
Výsledek zkoušky může ovlivnit řada vlivů. V chladnějších podmínkách si beton může vlhkost podržet, kondenzát nebude patrný a hrozí chybné vyhodnocení vlhkostního stavu konstrukce. Americká norma varuje před působením přímého slunečního záření nebo nadměrného tepla. Teplota povrchu a okolního prostředí by měla při zkoušce ležet v rozmezí doporučeném pro pokládku finální podlahové krytiny.
3.3 British Standard Test (Britská normová zkouška)
Jedná se nejrozšířejnější kontrolní metodu pro měření vlhkosti betonových podkladů ve Velké Británii. Zkouška je založena na principu zjišťování relativní vlhkosti, při které je na povrch přiložena nepropustná „krabice“ (hygrohood) na dobu min. 72 h. Zkouška svým postupem připomíná kalcium-chloridový test.
Obr. č. 6: Izolovaná RH krabice – měření RH sondou
(zdroj: Tramex)
Obr. č. 7: Izolovaná RH krabice s vestavěným hygrometrem
(zdroj: Tramex)
Izolovaná krabice musí po celou dobu zkoušky zůstat na místě, nesmí se s ní pohnout, jinak je nutné provést celou zkoušku znovu. Po 72 h se v prostoru nepropustné krabice změří relativní vlhkost, která závisí na množství vlhkosti uvolněné z podkladu. Měření relativní vlhkosti se provede buď integrovaným hygrometrem nebo vlhkostní sondou, která se vsune do nepropustné krabice.
Měření se pak opakuje po 24 h, dokud nejsou 2× po sobě naměřeny stejné hodnoty. Pokud jsou naměřené hodnoty relativní vlhkosti 75 % (tomu přibližně odpovídá hmotnostní vlhkost betonu 5 % při teplotě 21 °C) nebo nižší, pak lze desku považovat za dostatečně suchou pro pokládku podlahové krytiny.
Výhodou této zkoušky je, že při správném a důkladném provedení nám poskytne poměrně přesné a reprodukovatelné výsledky. Navíc nám tato zkouška, na rozdíl např. od fóliové metody, dává kvantifikovatelné výsledky.
Nevýhody této zkoušky spočívají zejména v její praktické aplikaci. Jednak je velmi náročná časově, od doby zahájení zkoušky po dosažení vyhovujícího výsledku může uplynout až jeden týden. Dalším praktickým problémem je, že tato zkouška může vyžadovat i několik výjezdů na místo realizace kvůli nutnosti odečítat výsledky každých 24 h. Existují i zařízení se záznamem naměřených hodnot, ale může být riskantní ponechat drahé vybavení na stavbě bez dozoru.
3.4 Metoda termografická
Další nedestruktivní metodou, kterou lze využít pro orientační zjišťování vlhkostního stavu konstrukcí, je metoda termografická. Termografická metoda je založena na principu zviditelnění energie, kterou tělesa vyzařují formou elektromagnetických vln, jejichž frekvence a vlnová délka se liší v závislosti na teplotě tělesa.
Výhodou termografické metody je její rychlost. Rychle získáme představu o rozložení vlhkosti v konstrukci. Nevýhodou je, že tato metoda je velmi orientační, neposkytne nám žádné kvantitativní údaje a je závislá na klimatických podmínkách. Snímání termovizní kamerou nám navíc dá pouze informaci o povrchové vlhkosti, nezjistíme stav uvnitř konstrukce.
3.5 Zapichovací vlhkoměry
Obr. č. 11: Zapichovací odporový vlhkoměr na dřevo
(zdroj: Tramex)
Zapichovací odporové vlhkoměry jsou, jak dokazuje i naše statistika, hojně rozšířenou kontrolní metodou. Důvodem, proč tomu tak je, bude zřejmě dostupnost příslušných zařízení a jednoduchost metody. Tyto zapichovací přístroje však nejsou pro účely zjišťování vlhkosti podlahového potěru vůbec vhodné. Hrotové vlhkoměry jsou totiž určeny primárně pro dřevo, do kterého lze hroty zabodnout.
Hrotové vlhkoměry fungují na principu měření elektrického odporu, který závisí na množství vlhkosti přítomné v materiálu. Vzhledem k tomu, že měření probíhá mezi špičkami hrotů, je důležité, aby hroty pronikly pod povrch konstrukce. To se ale u betonu ani anhydritu nepodaří a měření tudíž probíhá v povrchové vrstvičce materiálu, kde probíhá vysychání, a vlhkost zde zjištěná je nižší než v typickém vzorku materiálu (tedy ve větší hloubce).
3.6 Příložné vlhkoměry
Ideálními pomocníky při zjišťování vlhkosti podkladní vrstvy podlah jsou nedestruktivní příložné vlhkoměry. Měření těmito přístroji je založeno na kapacitním či impedančním měření. Na spodní straně přístroje jsou umístěny dvě elektrody – přijímací a vysílací, mezi kterými dochází k přenosu signálu.
Obr. č. 12: Příložný impedanční vlhkoměr
(zdroj: Tramex)
Obr. č. 13: Příložný impedanční vlhkoměr
(zdroj: Tramex)
Přístroj stačí pouze přitisknout k podkladu a na digitálním displeji nebo analogovém číselníku, kterým je přístroj vybaven, se okamžitě zobrazují naměřené hodnoty.
Výhodou těchto přístrojů je, že signál proniká do hloubky několika centimetrů (u betonu obvykle cca 20–30 mm; záleží samozřejmě na typu přístroje a objemové hmotnosti materiálu). Jejich použitím jsme tudíž schopni zjistit vlhkost uvnitř posuzované vrstvy, nejen na jejím povrchu, aniž bychom museli mechanicky poškozovat povrch kvůli odběru vzorku.
Tyto typy přístrojů jsou obvykle určeny pro beton. Naměřené hodnoty elektrické kapacity nebo impedance jsou přepočteny na hodnotu obsahu hmotnostní vlhkosti betonu. U stále populárnějších anhydritových potěrů se s ohledem na to, že se vyskytuje řada různých anhydritových směsí, doporučuje poprvé současně s kapacitním/impedančním měřením provést i kontrolní metodu, kterou podlahář dosud používal, a srovnáním výsledků zjistit, při jaké hodnotě naměřené příložným vlhkoměrem lze anhydritový podklad označit za dostatečně suchý a tudíž připravený na pokládku podlahové krytiny.
Výhodou této metody je její jednoduchost a rychlost. Řada jiných výše popsaných metod vyžaduje dodržení poměrně složitého postupu. V jeho průběhu může při nedostatku zkušeností dojít k řadě chyb, které způsobí výraznou odchylku výsledku. To u metody s příložnými vlhkoměry nehrozí. Výsledek je okamžitý a reprodukovatelný.
Poněkud nevýhodné je, že tato metoda zatím není zakotvena v normě. Pokud je tedy smluvně dohodnuto, že vlhkost bude měřena normovým postupem, nezbývá než provést test gravimetrickou nebo karbidovou metodou. Přesto i v takových případech najde nedestruktivní měření příložnými vlhkoměry své uplatnění. Jak již bylo uvedeno, tato metoda je jednoduchá a rychlá. Lze ji s výhodou použít jako předběžné měření vlhkosti před finálním provedením normové zkoušky. Můžeme si tak ušetřit opakovaný odběr vzorků. Příložným vlhkoměrem pravidelně provádíme měření, až je dosaženo požadované hodnoty vlhkosti. Poté provedeme odběr vzorku a destruktivní zkoušku dle normy, aby bylo vyhověno požadavku normy, resp. smlouvě o dílo.
Existují i příložné vlhkoměry určené pro dřevo. Ty by se však v žádném případě neměly používat na beton. Obecně lze říci, že přístroje kalibrované na dřevo sice obvykle udávají obsah hmotnostní vlhkosti, ale tato hodnota vychází právě z hodnot objemové hmotnosti dřeva a pro beton není vůbec relevantní.
4. Zdroje informací
- [1] www.tramex.ie: článek „Moisture testing of concrete sub floors“
- [2] ČSN 74 4505 – Podlahy – Společná ustanovení, 7.2008
- [3] ČSN EN ISO 12570 – Tepelně vlhkostní chování stavebních materiálů a výrobků – Stanovení vlhkosti sušením při zvýšené teplotě, 9.2001
- [4] Ing. Jan Plaček: článek „Co měříme? Vlhkost podkladu!“, www.propodlahy.cz, 2001
- [5] Ing. Tibor Pásztor: článek „Príspevok do problematiky merania vlhkosti na základe novelizácie Normy ČSN 74 4505:2008“, Nitra 2010
- [6] Don J. Schnell: článek „Measuring and removing moisture in concrete“, www.itwresintech.com, 2001
- [7] Tom Klemens: článek „How to moisture test concrete floors“, www.concreteconstruction.net, 2006
- [8] Ing. Lenka Široká: článek „Metody zjišťování vlhkosti pro sanace zdiva“, vydáno v JUNIORSTAV 2008
Base layer of the floor, either concrete slabs or anhydrite based, does not at first glance, but can significantly affect the final aesthetic appearance and functionality and durability of the wear layer flooring. In today's hectic the technological breaks are getting shorten to a minimum, often laying the surface layer is processing, although the substrate is not yet ready. It is therefore important to check its readiness (ie humidity) before installing the final layer in an appropriate manner. Post presents the methods used at home and abroad to determine the moisture condition of the base layer of the floor. For each method there are presented their advantages and disadvantages and limitations.
