DE3409453C2

DE3409453C2 - Method for the non-destructive determination of the moisture content of bodies made of solid, porous materials

Info

Publication number: DE3409453C2
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: 1986-05-22
Also published as: DE3409453A1

Abstract

Zur zerstörungsfreien Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts von Baukörpern aus festen, porösen Materialien, insbesondere Beton, wird unter Einbeziehung zumindest eines Teils der Oberfläche des zu untersuchenden Körpers ein abgeschlossener luftgefüllter Raum gebildet, in dem die relative Feuchtigkeit und Temperatur der eingeschlossenen Luft gemessen werden. Aufgrund der physikalischen Zusammenhänge zwischen dem Durchmesser einer wassergefüllten Kapillare und dem über ihr herrschenden Dampfdruck kann aus dem Dampfdruck und der Temperatur der Durchmesser derjenigen Poren, die noch mit Wasser bzw. wäßriger Lösung gefüllt sind, ermittelt und hieraus auf den Feuchtigkeitsgehalt des Werkstoffs geschlossen werden.For the non-destructive determination of the moisture content of structures made of solid, porous materials, especially concrete, a closed air-filled space is formed, including at least part of the surface of the body to be examined, in which the relative humidity and temperature of the enclosed air are measured. Due to the physical relationships between the diameter of a water-filled capillary and the vapor pressure prevailing above it, the diameter of those pores that are still filled with water or aqueous solution can be determined from the vapor pressure and the temperature, and conclusions can be drawn from this about the moisture content of the material.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur zerstörungsfreien Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes von Körpern aus festen, porösen Materialien, insbesondere Baukörpern aus Beton.The invention relates to a method for non-destructive Determination of the moisture content of bodies made of solid, porous materials, in particular Structures made of concrete.

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.The moisture content of bodies made from materials with open porosity, i.e. materials where the water or an aqueous solution is in the pore spaces and the pore spaces with the Surface related changes depending on the moisture content of the environment.

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.The determination of the current moisture content of a body made of such a material with open porosity is especially necessary when the surface of a component is made of concrete or a other mineral-bound porous building material should receive a surface protection measure, such as z. B. an impregnation, sealing, coating or painting. The durability of the surface protection measure depends crucially on the fact that the liquid material used for this purpose of the Surface of the body in question penetrate at least partially into the pore spaces and so one can enter into a firm adhesive bond with the substrate. But this is only possible if at least some of the pore spaces are free of water or aqueous solution. A statement about the degree to which the pore spaces free of water and therefore to accommodate the material for the surface protection measure indicates the current moisture content of the material.

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 elektrischeThe determination of the respective current moisture content is through destructive and non-destructive Test procedure possible. Non-destructive testing is always used when there is destruction of the material in whole or in part is not possible or not desired The individual non-destructive Test methods are material-specific. For the non-destructive determination of the moisture of mineral or mineral-bound building materials, different physical effects are used such as the electrical resistance, the electrical

ίο Leitfähigkeit die thermische Leitfähigkeit dielektrische Eigenschaften, Neutronenstreuung, Strahlenschwächung, Energieaufnahme von Mikrowellen, Ultraschall usw. Aus vielerlei Gründen (Kosten, Geräteaufwand, Ungenauigkeit) haben sich diese Verfahren für einenίο conductivity the thermal conductivity dielectric Properties, neutron scattering, radiation attenuation, energy absorption by microwaves, ultrasound etc. For a variety of reasons (cost, equipment, inaccuracy) these methods have proven to be ideal for one

is allgemeinen und praktischen Einsatz auf der Baustelle nicht durchgesetztis general and practical use on the construction site not enforced

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.The object of the invention is to provide a possibility for a quick, simple and safe non-destructive determination the moisture of concrete and other mineral to create bound porous building materials.

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.According to the invention, this object is achieved by the features of the characterizing part of claim 1
The subject of claim 2 is an appropriate device for performing this method.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous further developments result from the subclaims.

Der Erfindung liegt der physikalische Zusammenhang zwischen dem Durchmesser einer wassergefüllten 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.The invention is based on the physical relationship between the diameter of a water-filled capillary and the vapor pressure prevailing above it, which is lower the smaller the diameter of the capillary Calculate capillaries. The relationship between the vapor pressure and the diameter of the capillaries is described by the so-called Kelvin equation.
In the case of a material with open porosity that has pores of different sizes, a certain vapor pressure is established above its surface for every moisture content, the level of which depends on the temperature and the diameter of those pores that are still filled with water or aqueous solution.

Man geht dabei davon aus, daß Wasser bzv/. 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.It is assumed that water or /. aqueous solution evaporates from capillaries the faster, ever larger whose diameter is. A distinction must be made between dehydration and moistening, i.e. each according to whether the transition from the wet to the dry or from the dry to the wet state is considered will.

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, wenn nach 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.According to the invention, to determine the moisture content of a minerally bound building material the vapor pressure is determined, which is in a closed system of low expansion above the Component surface adjusts when, after a reasonable time, an approximately equilibrium state is reached. If the sorption curves are known, from the vapor pressure and the respective temperature the moisture content of the material can be closed. But even without precise knowledge of the respective Sorption curves can be determined with the help of empirical values for a certain building material group, such as B. normal concrete, Lightweight concrete, aerated concrete, can be estimated with sufficient accuracy whether the moisture content in the surface area of the material has already sunk so far that the intended surface protection measure can be executed.

Es wird nachfolgend ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung näher erläutertIn the following, an embodiment of a device according to the invention is shown in the drawing explained in more detail

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 geschaltetThe device according to the invention consists of an expediently cylindrical housing which is open on one side 1, with a beaded edge 2 with the interposition of a seal 3 on the to be examined Surface 4 is placed in such a way that it is air-tight or gas-tight. A ring line is attached to the housing 5 connected from a discharge line 6 and a supply line 7, which lead to a moisture measuring device 8. In the discharge line 6 there is a fan 9 for circulating that enclosed within the housing 1 Air A temperature measuring device 10 is also connected in the ring line 5

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.To measure, the housing 1 is placed on the surface to be examined in such a way that it closes airtight. With the help of the fan 9, an air circulation is then generated, whereby air from the surface 4 to be assessed constantly through the supply line 7 to the moisture measuring device 8 and through the discharge line 6 is led back to the housing 1. This process is continued until the moisture content in the closed air volume has approximately reached a state of equilibrium. This takes about two to fifteen minutes, depending on the moisture content of the surface area, and can be checked by continuous measurements.

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 kontinuierlich aufgezeichnet werden.The measurement of the humidity of the enclosed air and its temperature can be done with all devices which are suitable for measuring the air humidity and air temperature. The measured values can either obtained by individual reading or recorded continuously.

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.The measured values for air humidity and temperature can then be used either via the sorption curves of the material in question or via empirical values conclusions can be drawn about the moisture content in the surface area of the building.

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.This device is simple and easy to use, so that at almost any point in a structure the current humidity can be measured as often as required and non-destructively.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims

Patent claims:

1. Procedure for the non-destructive determination of the moisture content of bodies made of solid, porous materials, in particular structures made of concrete, characterized in that under Inclusion of at least part of the surface of the body to be examined is a closed one Gas or air-filled space and in this the relative humidity and temperature of the enclosed gas or air can be measured.

2. Device for performing the method according to claim 1, characterized by an opening having a housing (1) which, with the interposition of a seal (3), is gas-tight to a surface

(4) of the body to be examined can be applied and that devices (8, 10) for measuring moisture and temperature of the gas or air enclosed in the housing are provided.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that on the housing (1) a ring line (5) is connected to the circulation of the gas or the air

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that a fan (9) in the ring line (5) is provided

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the devices (8,10) for measurement of humidity and temperature to the ring main

(5) are connected.