DE3641875A1 - Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen bestimmung zeitlich variabler feuchteverteilungen in bauteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von dem Problem, das Feuchteverhalten von Bauteilen unter natürlichen und technischen Klimaeinwir­ kungen zu erkennen, was von erheblicher Bedeutung für die praktische Beurteilung der Bauteilbeständigkeit, der Funk­ tionssicherheit, des Schadensrisikos und der hygienischen Bedingungen für den Gebäudenutzer ist. Diese Problematik gilt für moderne Baukonstruktionen ebenso wie für bestehende Bausubstanz.

Die praktische Untersuchung feuchtegefährdeter Konstruktions­ bereiche geschieht heute im wesentlichen durch Entnahme von Bohrproben und anschließende Untersuchung der Proben im La­ bor. Dies ergibt eine Art "Momentaufnahme" des Feuchtezu­ standes im Bauteil. Aussagen über die zeitlichen Wassergeha­ haltsänderungen sind damit nicht möglich, es sei denn durch häufig wiederholte Bohrungen und Analysen - allerdings an verschiedenen Stellen -, was dann zu einer massiven Zerstö­ rung des Bauteils führt.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine kon­ tinuierliche Bestimmung zeitlich variabler Feuchtevertei­ lungen in Bauteilen ohne Eingriffe, die zu deren Zerstörung führen könnten, zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird erfin­ dungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, welches alle Merkmale gemäß dem Patentanspruch 1 in sich vereint. Eine Vorrichtung - Feuchtemeßlanze - zur Durchführung des Verfahrens sowie Aus- und Weiterbildungen beider gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachstehend in Form eines Ausführungsbei­ spiels anhand der schematischen Fig. 1 und 2 erläutert.

Fig. 1 veranschaulicht in gemischter Darstellung die Lage ei­ ner Feuchtemeßlanze gemäß der Erfindung in einem nach dem Verfahren gemäß der Erfindung in ein zu untersuchendes Bau­ teil getriebenem Bohrloch.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch Bohrloch und Feuchtemeß­ lanze.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung können zwei Stufen, und II, unterschieden werden, von denen die Stufe I der Vor­ bereitung und die Stufe II der Durchführung der kontinuier­ lichen Bestimmung der Feuchteverteilung in einem Bauteil die­ nen.

Stufe I: In das zu untersuchende Bauteil 1 wird ein Bohrloch 2 in Kernbohrtechnik, vorzugsweise mittels einer Bohrkrone, getrieben. Der dabei anfallende Bohrkern wird in einzelne Segmente aufgeteilt, deren Längen sich nach der gewünschten späteren Verteilung der Meßorte innerhalb des Bohrlochs rich­ ten. Die Segmente werden im Labor hinsichtlich ihrer Sorp­ tions- und Wasseraufnahmeeigenschaften untersucht. Die Unter­ suchung liefert die materialabhängigen Sorptionsisothermen der Segmente, insbesondere wird eine profilhafte Zuordnung zwischen den Meßwerten und dem Wassergehalt des Materials er­ halten, aus dem der Bauteil 1 besteht.

Stufe II: In das Bohrloch 2 wird eine Feuchtemeßlanze 10 ge­ mäß der Erfindung eingeführt. Diese Feuchtemeßlanze besteht im Prinzip aus einem zylindrischen Körper bzw. einem Zylin­ der, in dem mehrere kombinierte Temperatur- und Feuchtefüh­ ler 5 a . . . e bzw. 6 a . . . e in Meßkammern 4 a . . . e untergebracht sind. Der Zylinder 10 füllt das Bohrloch bis auf einen ver­ bleibenden Ringspalt 9 aus, mit dem die Meßkammern 4 a . . . e durch Ausnehmungen in der Wand des Zylinders 10 in Verbin­ dung stehen. Die Meßkammern 4 a . . . e sind nach einem vorzuge­ benden Plan der Meßorte innerhalb des Bohrlochs 2 über die Länge der Feuchtemeßlanze 10 verteilt.

Mit den kombinierten Temperatur- und Feuchtefühlern 5 a . . . e bzw. 6 a . . . e wird das aus den Temperatur- und Sorptionsfeuch­ te-Bedingungen des umgebenden Baustoffs 1 am Meßort resultie­ rende Mikroklima erfaßt. Es ist dafür wesentlich, daß die Meßkammern 4 a . . . e möglichst klein - praktisch nicht größer, als für die Aufnahme der Temperatur- und Feuchtefühler not­ wendig - sowie wassersorptionsneutral und diffusionsdicht gestaltet werden und daß der Ringspalt 9 nicht weiter, als für die Verschiebung der Feuchtemeßlanze 10 in dem Bohrloch 2 notwendig, gewählt wird.

Ferner müssen die die Meßkammern 4 a . . . e enthaltenden Berei­ che 3 a . . . e der Feuchtemeßlanze 10 zur Sicherung eindeutiger Meßergebnisse gegeneinander abgegrenzt bzw. abgedichtet sein. Zu diesem Zweck sind die in der Fig. 1 entgegen der übrigen Darstellung nicht im Längsschnitt, sondern in der Draufsicht dargestellten Schläuche 11 a . . . f vorgesehen, die die Feuchte­ meßlanze 10 zwischen den Meßkammern 4 a . . . e umschlingen und die im drucklosen Zustand das Einbringen der Lanze in das Bohrloch 2 ohne Behinderung gestatten. Nach der Einführung der Feuchtemeßlanze 10 werden die Schläuche 11 a . . . f durch eine Pumpe 14 über ihre gemeinsame Zuleitung 12 mit Druck­ luft beaufschlagt, worauf sie sich dicht an die Bohrlochwan­ dung anlegen und O-Ring-artig den ca. 1 mm starken Ringspalt 9 stabilisieren sowie die Bereiche 3 a . . . e gegeneinander ab­ dichten. - An die Stelle der Schläuche 11 a . . . f mit ihrer ge­ meinsamen Zuleitung kann auch ein einziger, in der Wand des Zylinders 10 geführter endloser Schlauch treten.

Die Druckluftzuführung 12 und die Verbindungsleitungen 13 a . . . e der Temperatur- und Feuchtefühler 5 a . . . e bzw. 6 a . . . e verlau­ fen im Inneren des Rohres 10 und sind an dessen einem, als Griff 15 ausgebildeten Ende herausgeführt.

Die Temperatur- und Feuchtemeßkammern 4 a . . . e werden über die Länge 8 der Lanze 10 so hintereinander angeordnet, daß sie die interessierenden Orte der Feuchteverteilung im Quer­ schnitt des Bauteils 1 erfassen können. Dabei können die Längen 7 a . . . e der Bereiche bzw. die Abstände der Meßkammern 4 a . . . e gemäß den jeweiligen praktischen Erfordernissen vari­ iert werden.

Material und Gestalt des zylindrischen Teils 10 der Feuchte­ meßlanze sind so gewählt, daß diese eine ähnliche Wärme- und Temperaturleitfähigkeit wie das umgebende Bauteilmate­ rial besitzt. Vorteilhaft wird der Zylinder 10 als geschlos­ senes Rohr aus glasfaserverstärktem Kunststoff ausgebildet. Der Durchmesser dieses Rohres kann bspw. 25 mm betragen, wo­ raus sich bei einer Stärke des Ringspalts 9 von etwa 1 mm ein Durchmesser des Bohrlochs 2 von etwa 27 mm ergibt.

Die Verbindungsleitungen 13 a . . . e führen zu einem nicht darge­ stellten Rechner, in welchem die von den Temperatur- und Feuchtefühlern 5 a . . . e bzw. 6 a . . . e gelieferten, profilhaft aufgelösten Meßgrößen mit den Werten der Sorptionsisother­ men der den Abschnitten 3 a . . . e des Bohrlochs entsprechenden Segmente des Bohrkerns korreliert werden, um die zeitlich variablen Werte der Feuchteverteilung in dem Bauteil 1 zu erhalten.

Claims (7)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Bestimmung zeitlich vari­ abler Feuchteverteilungen in Bauteilen, dadurch gekennzeichnet,
daß (I) in den Bauteil (1) ein Bohrloch (2) in Kernbohrtech­ nik getrieben, der dabei anfallende Bohrkern in Segmente auf­ geteilt und durch Untersuchung der Sorptions- und Wasserauf­ nahmeeigenschaften dieser Segmente ihre entsprechenden Sorp­ tionsisothermen ermittelt werden und
daß (II) in dem Bohrloch (2) Bereiche (3 a . . . e) mit Meßkam­ mern (4 a . . . e), die jeweils einen kombinierten Temperatur­ (5 a . . . e) und Feuchtefühler (6 a . . . e) enthalten, abgegrenzt werden und auf der Grundlage der von diesen Fühlern gelie­ ferten und mit den durch die Untersuchung des Bohrkerns er­ haltenen Daten korrelierten Informationen durch einen Rech­ ner laufend die Feuchteverteilung in dem Bauteil (1) ermit­ telt wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen (7 a . . . e) der Bereiche (3 a . . . e) bzw. die Abstände der Meßkammern (4 a . . . e) voneinan­ der und deren Verteilung über die Länge (8) des Bohrlochs (2) entsprechend den Längen der Segmente und deren Vertei­ lung über die Länge des Bohrkerns gewählt werden.

3. Vorrichtung - "Feuchtemeßlanze" - zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, gekennzeichnet durch einen das Bohrloch (2) bis auf einen seine Verschiebung im Bohrloch gestattenden Ringspalt (9) ausfüllenden zylindrischen Körper (Zylinder, 10) mit Meßkam­ mern (4 a . . . e) zur Aufnahme der mit dem Rechner verbundenen kombinierten Temperatur- (5 a . . . e) und Feuchtefühlern (6 a . . . e), die nicht größer sind als für deren Aufnahme notwendig und die mit dem Ringspalt (9) in Verbindung stehen.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, gekennzeichnet durch den Zylinder (10) zwischen den Meßkam­ mern (4 a . . . e) umschlingende Schläuche (11 a . . . f), die, über eine gemeinsame Zuleitung (12) mit Druckluft beaufschlagt, sich dicht an die Wand des Bohrlochs (2) anlegen und derge­ stalt O-Ring-artig den Ringspalt (9) zwischen Zylinder (10) und Bohrloch (2) stabilisieren und die Bereiche (3 a . . . e) des Bohrlochs (2) gegeneinander abgrenzen und abdichten.

5. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Druckluftzulei­ tung (12) und die Verbindungsleitungen (13 a . . . e) der Tempe­ ratur- (5 a . . . e) und der Feuchtefühler (6 a . . . e) mit dem Rech­ ner im Inneren des Zylinders (10) verlaufen.

6. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (10) aus einem Ma­ terial besteht, welches eine ähnliche Wärme- und Temperatur­ leitfähigkeit wie das umgebende Bauteilmaterial besitzt.

7. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch einen Zylinder (10) in Form eines abge­ schlossenen Rohrs aus glasfaserverstärktem Kunststoff.