Pianificare il test di umidità della soletta di calcestruzzo o pianificare il guasto

L'eccessiva umidità nel calcestruzzo continua a rappresentare una sfida costosa per gli installatori di pavimenti. Si stima che questi costi ammontino a quasi 1 miliardo di dollari all'anno solo negli Stati Uniti, a causa dei cedimenti dovuti all'umidità nelle pavimentazioni commerciali in calcestruzzo.

Molte cause di deterioramento dei pavimenti in calcestruzzo dovute all'umidità possono essere evitate o mitigate testando adeguatamente le condizioni di umidità del calcestruzzo prima di installare il pavimento.

• Opzioni per il test di umidità delle solette in calcestruzzo
• Test di umidità relativa in situ
• Garantire che la documentazione del progetto specifichi il test di umidità del calcestruzzo corretto

Purtroppo, il valore difensivo delle prove di umidità del calcestruzzo è spesso compromesso da una pianificazione inadeguata o inesistente o da prove di umidità eseguite in modo inadeguato. Una pianificazione o una specificazione inadeguata possono portare all'utilizzo di un metodo di prova di secondo livello e inaffidabile. Il metodo scientificamente più convalidato e affidabile per misurare le condizioni di umidità nel calcestruzzo è la prova dell'umidità relativa (UR) in situ.

Anche una misurazione non corretta delle condizioni di umidità di una lastra, anche se si utilizza un metodo di prova accurato, darà luogo a letture errate.

Di conseguenza, il test RH deve essere eseguito in conformità con ASTM F2170 (Metodo di prova standard per la determinazione dell'umidità relativa nelle solette in calcestruzzo mediante sonde in situ) e deve essere effettuato utilizzando un sistema di test RH affidabile.

Il metodo esatto per testare l'umidità del calcestruzzo da utilizzare potrebbe essere specificato o meno nella documentazione di progetto. Tuttavia, la mancata specificazione di test adeguati espone chiunque tocchi il calcestruzzo o la pavimentazione a rischi in caso di rottura della pavimentazione dovuta all'umidità.

Il modo più efficace per proteggere te stesso e il tuo team è garantire che nella documentazione del progetto siano specificati lo standard di prova ASTM F2170 e il test RH specifico da utilizzare.

Opzioni per il test di umidità delle solette in calcestruzzo

• Test del cloruro di calcio (CaCl)
• Test di umidità relativa in situ

Come accennato in precedenza, il test RH è l'unico metodo scientificamente convalidato che fornisce letture precise e concrete che aiutano gli installatori di pavimenti a fare scelte consapevoli sul momento in cui installare il pavimento o adottare misure di bonifica.

Tuttavia, è utile esaminare entrambi i metodi comuni di prova dell'umidità delle solette in calcestruzzo per capire come funzionano e quale valore forniscono o meno.

Misuratore di umidità del calcestruzzo e ASTM F2659

Un misuratore di umidità del calcestruzzo è uno strumento utile per effettuare un controllo iniziale delle condizioni di umidità relativa delle aree di una soletta. In questo modo, migliora l'efficacia delle prove di umidità relativa in situ, per motivi che spiegherò più avanti nella discussione sulle prove di umidità relativa.

Tuttavia, i misuratori di umidità non forniscono alcuna misurazione quantitativa dell'umidità. Per questo motivo, un misuratore di umidità per calcestruzzo non è uno strumento che può aiutare a decidere se una soletta è pronta per la posa del pavimento.

Un misuratore di umidità per calcestruzzo misura qualitativamente un'area specifica di una soletta in relazione alle condizioni di umidità generali della stessa. Non fornisce una misura delle condizioni di umidità della soletta, né tantomeno una lettura correlata a quali saranno le future condizioni di umidità della soletta una volta sigillata sotto la pavimentazione.

Un misuratore di umidità per calcestruzzo non fornisce una misura quantitativa. Inoltre, rileva solo le condizioni di umidità nei primi 2,5 cm della soletta. L'umidità del calcestruzzo non è uniforme in tutta la soletta, sia a causa del modo in cui l'umidità si diffonde attraverso il calcestruzzo, sia a causa delle variazioni nella miscela di calcestruzzo che potrebbero verificarsi anche all'interno della stessa soletta.

La lettura dello strato superiore in un solo punto della lastra non può fornire una misura accurata delle reali condizioni di umidità della lastra.

L'uso standardizzato dei misuratori di umidità del calcestruzzo è regolato dalla norma ASTM F2659 (Guida standard per la valutazione preliminare delle condizioni di umidità comparativa di calcestruzzo, gesso e altri solai e massetti mediante un misuratore di umidità elettronico non distruttivo).

Le linee guida ASTM F2659 affermano specificamente:

Questa guida non intende fornire risultati quantitativi come base per l'accettazione di un pavimento per l'installazione di sistemi di finitura per pavimenti sensibili all'umidità. I ​​metodi di prova F1869, F2170 o F2420 forniscono informazioni quantitative per determinare se i livelli di umidità rientrano in limiti specifici.

Lo standard ASTM F2170 si riferisce ai test di umidità relativa in situ, mentre lo standard ASTM F1869 riguarda i test del cloruro di calcio (CaCl). (Lo standard ASTM F2420 regolamentava alcuni utilizzi dei test di umidità relativa, ma è stato ritirato nel 2014). Approfondirò gli standard ASTM F2170 e F1869 più avanti in questo articolo. Tuttavia, lo standard ASTM ha chiarito il punto: i misuratori di umidità elettronici non dovrebbero essere utilizzati per determinare se la soletta è pronta per la posa del pavimento.

Test del cloruro di calcio e ASTM F1869

Il primo riferimento documentato al test del cloruro di calcio risale a un manuale di installazione Armstrong sul linoleum, pubblicato nel 1941. Il manuale lo chiamava "test dell'umidità". Gli installatori di pavimenti posizionavano cristalli ricoperti sulla lastra e li ispezionavano il giorno successivo per verificare se avessero assorbito umidità.

Negli anni '1960, gli ingegneri decisero di standardizzare il metodo di determinazione dell'umidità utilizzando il test del CaCl, anziché basarsi su una valutazione visiva della quantità di umidità assorbita dai cristalli. La formula ideata prevedeva di utilizzare le differenze di peso nei cristalli per calcolare il tasso di evaporazione del vapore acqueo (MVER) proveniente dalla lastra.

Nella documentazione degli anni '1960 spesso veniva specificato un valore MVER compreso tra due e tre libbre, mentre negli anni '1990 molti produttori di pavimenti hanno aumentato il valore MVER accettabile a cinque libbre.

Il test del CaCl è stato standardizzato nel 1998 con l'adozione di ASTM F1869 (Metodo di prova standard per la misurazione del tasso di emissione di vapore acqueo del sottofondo in calcestruzzo mediante cloruro di calcio anidro)).

Secondo la norma ASTM F1869, i cristalli devono essere pesati prima di essere posizionati sulla lastra e coperti. I cristalli devono poi essere pesati dopo 60-72 ore per determinare il MVER della lastra. Secondo le linee guida F1869, "la quantità di umidità deve essere espressa come tasso di emissione di vapore acqueo, misurato in libbre di umidità su un'area di 1000 piedi quadrati..."

Le istruzioni del produttore che fanno riferimento alla norma ASTM F1869 specificano quale intervallo di velocità MVER è accettabile per l'installazione del pavimento. In assenza di istruzioni del produttore, lo standard del settore è di tre libbre (circa 1869 kg). Un aggiornamento della norma ASTM FXNUMX ne vieta l'uso. Prova CaCl su calcestruzzo a base di gesso o aggregato leggero.

Il gruppo Construction Technology Laboratories (CTL) ha condotto test decennale sul test del CaCl per quantificare l'accuratezza con cui lo standard MVER rifletteva l'umidità nelle solette di calcestruzzo. Secondo il principale scienziato del CTLGroup, il noto esperto di calcestruzzo Howard Kanare, il test del CaCl "può essere inaffidabile; in grado di produrre sia risultati falsi alti che falsi bassi. "

In uno dei test condotti da CTLGroup, sono state misurate quattro lastre di calcestruzzo stabilizzate al 50% di umidità per anni. Seguendo le linee guida ASTM F1869, i risultati dei test CaCl hanno restituito valori di MVER compresi tra 2.5 e 4 kg. Questi risultati indicano che "In realtà, l'essiccante contenuto nel kit CaCl2 assorbiva più umidità di quanta ne uscisse dal calcestruzzo, dando un risultato falso positivo."

Questo è stato uno dei numerosi test, che includevano sia test di laboratorio che di campo, CTLGroup condotto sul test del CaCl e sulla misurazione dell'MVER come indicatore affidabile dei livelli di umidità nel calcestruzzo. Secondo Kanare, il CTLGroup ha delineato sei motivi per cui l'MVER "presenta gravi carenze".

1. Al momento della loro creazione, gli standard non avevano alcuna base scientifica, pertanto il MVER come misura affidabile dell'umidità non ha alcun fondamento quantitativo.
2. I kit MVER non possono essere calibrati, il che rende impossibile determinarne l'accuratezza.
3. Il test misura solo il contenuto di umidità sulla superficie della lastra e non fornisce informazioni sul contenuto di umidità della lastra al di sotto della superficie.
4. Il test del CaCl non misura accuratamente l'MVER; sono comuni sia letture false positive che false negative.
5. Le condizioni ambientali interferiscono facilmente con i risultati. Questo è uno dei motivi per cui i test del CaCl spesso restituiscono letture false positive o negative. I cristalli attraggono l'umidità dall'aria, che viene quindi erroneamente attribuita all'umidità presente nel calcestruzzo.
6. Alcune limitazioni dell'MVER non tengono conto dell'impatto che gli adesivi hanno sulle prestazioni della pavimentazione nel lungo periodo.

La terza lacuna in questo elenco, ovvero che il test del CaCl misura solo l'umidità superficiale, riflette il fatto che altre ricerche sull'umidità nel calcestruzzo dimostrano che l'umidità si muove attraverso il calcestruzzo e non si stabilizza finché la soletta di calcestruzzo non viene sigillata.

Di conseguenza, misurare l'umidità superficiale di una soletta, anche se effettuata con precisione, non fornisce informazioni utili sull'umidità presente al di sotto della superficie. Ed è proprio l'umidità in eccesso che si accumula al di sotto della superficie a risalire e a danneggiare i pavimenti posati troppo presto.

L'altro problema critico è che la misurazione dell'umidità superficiale può avere scarsa correlazione con il livello di umidità che rimarrà nella soletta dopo la posa del pavimento sul calcestruzzo. Dopo la posa del pavimento, l'umidità non può più evaporare. L'umidità rimanente si equilibrierà in tutta la soletta.

Pertanto, la quantità di umidità che rimane per equilibrarsi sotto un pavimento sigillato ha il maggiore impatto sulla possibilità che il pavimento subisca danni dovuti all'umidità in futuro. L'umidità in eccesso che rimane nella soletta salirà senza riuscire a evaporare, trasportando vapore acqueo e sostanze chimiche che rimangono intrappolate tra la superficie della soletta e il pavimento.

Una lettura che riflette solo questo dato al momento in cui è stato effettuato il test fornisce poche informazioni predittive utili sulle condizioni di umidità della soletta una volta sigillato il pavimento.

Il test del CaCl continua a essere utilizzato, nonostante i suoi comprovati difetti. Ciò potrebbe essere dovuto in parte alla convinzione che il test del CaCl sia meno costoso del test dell'umidità relativa. Il costo del test del CaCl è inferiore a quello di un kit per il test dell'umidità relativa.

Tuttavia, il test del CaCl richiede molto più lavoro rispetto al test dell'umidità relativa. Di conseguenza, l'esecuzione del test del CaCl comporta costi diretti più elevati rispetto al test dell'umidità relativa e costi indiretti più elevati a causa dell'uso inefficiente di tempo e manodopera.

Un altro motivo per cui il CaCl continua a essere utilizzato potrebbe essere dovuto al fatto che ha una storia di utilizzo sul campo più lunga rispetto al test RH, il che potrebbe essere confuso con una maggiore credibilità. Molti produttori di pavimenti continuano a specificare un tasso di MVER accettabile per la copertura della garanzia, il che continua a conferire al test del CaCl una parvenza di credibilità.

Test di umidità relativa in situ e ASTM F2170

Il lavoro svolto negli anni '1990 dall'Università Tecnica di Lund, in Svezia, è stato fondamentale per lo sviluppo del metodo di prova dell'UR in situ oggi noto. Questi ricercatori hanno esaminato i livelli di UR all'interno della soletta e la loro relazione con la compatibilità elettromagnetica (EMC) della soletta dopo l'installazione della pavimentazione. Hanno determinato l'esatta profondità della soletta alla quale un sensore di UR deve rilevare la percentuale di UR che riflette la compatibilità elettromagnetica (EMC) della soletta una volta sigillata.

Per le solette in calcestruzzo gettate su terreno, la profondità è del 40%; per le solette che si asciugano da entrambi i lati, la profondità corretta per il sensore di umidità relativa in situ è ​​del 20%. Non sorprende che le prime associazioni di settore a emanare norme per le prove di umidità relativa in situ siano state in Svezia e Finlandia.

Questi standard professionali, colloquialmente chiamati "Nordtest", furono pubblicati nel 1995. L'ASTM utilizzò il Nordtest come base per redigere lo standard F2170, approvato per la prima volta nel 2002.

L'ambito della validazione scientifica rappresenta una distinzione significativa nelle storie contrastanti di F1869 e F2170. Il test del CaCl e la standardizzazione sono stati sviluppati a partire da esperienze aneddotiche, con successivi test controllati che ne hanno rivelato i punti deboli. L'UR in situ è ​​nata e si è perfezionata attraverso test scientifici, a cui sono seguiti gli standard per l'uso sul campo.

In effetti, i continui test scientifici sul metodo dell'umidità relativa in situ hanno migliorato la nostra comprensione, portando a un recente aggiornamento dello standard F2170. Lo standard F2170 originale richiedeva di attendere 72 ore affinché l'aria nel foro di calcestruzzo si equilibrasse, e solo allora si poteva effettuare una lettura conforme allo standard ASTM.

Uno studio di precisione e bias, commissionato dall'ASTM e condotto da un laboratorio indipendente nel 2014, ha testato l'efficacia del periodo di attesa di 72 ore. I ricercatori hanno effettuato letture a intervalli multipli prima delle 72 ore per tracciare la differenza rispetto alla lettura di 2170 ore richiesta da F72.

Attraverso questo processo, i ricercatori hanno scoperto che le letture effettuate a 24 ore erano statisticamente equivalenti a quelle effettuate a 72 ore. Eventuali deviazioni occasionali riscontrate tra le due letture erano costantemente e sufficientemente minori da non avere alcun impatto statistico. Tutto ciò significa che la lettura a 24 ore era funzionalmente identica a quella a 72 ore, rendendo superfluo il requisito della lettura a 72 ore.

A seguito di questa ricerca, ASTM ha aggiornato lo standard F2170 per consentire l'esecuzione di letture conformi allo standard ASTM 24 ore dopo l'inserimento del sensore nel foro. Con la revisione dello standard, il metodo di prova dell'umidità relativa in situ è ​​ora il metodo di prova dell'umidità del calcestruzzo più rapido disponibile, poiché gli utenti dello standard F1869 devono comunque attendere almeno 60 ore prima di effettuare una lettura conforme allo standard.

La differenza più significativa tra i metodi di prova in situ per l'umidità relativa e quelli per il CaCl è ciò che effettivamente testano. Come accennato in precedenza, una delle carenze più gravi del test del CaCl è che misura solo l'umidità superficiale, mentre è la condizione di umidità al di sotto della superficie a essere più significativa.

Soltanto un sensore di umidità relativa in situ misura l'umidità relativa e la temperatura all'interno della soletta di calcestruzzo, rendendolo l'unico metodo di prova in grado di fornirci informazioni accurate sulle future condizioni di umidità del calcestruzzo una volta installata la pavimentazione.

Affidabilità convalidata dei kit di test RH

La scienza alla base dei test di umidità relativa in situ garantisce inoltre che i kit di test di umidità relativa possano essere calibrati secondo standard nazionali tracciabili. L'impossibilità di calibrare gli strumenti che misurano il valore di MVER nell'ambito di un test del CaCl è stata una delle principali debolezze del test, come sottolineato da Kanare nella ricerca di CTLGroup. Senza calibrazione, è impossibile verificare che l'apparecchiatura utilizzata per il test fornisca una lettura accurata.

Test di umidità relativa in situ: il metodo di test più accurato e semplice

Non sempre capita la felice coincidenza che l'opzione più efficace e affidabile sia anche la più semplice e veloce. Quando si tratta di test di umidità del calcestruzzo, è proprio così.

Innanzitutto, vale la pena sottolineare che le più recenti ricerche scientifiche sui test di umidità relativa in situ hanno portato l'ASTM a rivedere lo standard F2170, richiedendo solo un periodo di attesa di 24 ore. Lo standard F1869 richiede comunque un minimo di 60 ore prima di poter effettuare letture di umidità attendibili.

Inoltre, è possibile trovare kit per test di umidità relativa in situ che semplificano ulteriormente le fasi di installazione e raccolta dati dei test di umidità relativa in situ, velocizzando l'intera sequenza temporale della misurazione dell'umidità del calcestruzzo nell'ambito di un progetto.

Ad esempio, esistono sensori di umidità relativa in situ facili da installare, come quelli che fanno parte di Sistema di misurazione dell'umidità del calcestruzzo Rapid RH® L6 di Wagner MetersA differenza dei test con CaCl, che richiedono una lunga preparazione per garantire la tenuta stagna sui cristalli, i sensori di umidità relativa in situ si installano in pochi minuti. È sufficiente praticare un semplice foro, pulirlo e inserire il sensore di umidità relativa.

Il sistema Rapid RH L6 include anche una varietà di accessori opzionali e app mobili gratuite che semplificano o automatizzano i processi di raccolta dati e di reporting F2170. La raccolta dati avanzata non solo accelera i tempi di lavorazione, ma fornisce anche una base quantitativa per una migliore comprensione del processo di essiccazione di una specifica lastra attraverso grafici di analisi delle tendenze.

La norma F2170 stabilisce che debba essere installato un certo numero di sensori in base alla superficie della soletta, specificando anche i punti in cui devono essere posizionati. Un misuratore di umidità del calcestruzzo è utile come dispositivo di puntamento in grado di individuare i punti critici all'interno di un'area di prova, garantendo che ricevano l'attenzione che meritano.

Cercate un misuratore di umidità che vada sotto la superficie, come il misuratore di umidità per calcestruzzo senza puntali C555 di Wagner Meters, che misura fino a XNUMX cm di profondità nella soletta. Fornisce una lettura che mostra le condizioni di umidità comparativa del punto, aiutando a identificare dove la soletta trattiene maggiormente l'umidità.

Garantire che la documentazione del progetto specifichi il test di umidità del calcestruzzo corretto

Sebbene il test di umidità relativa in situ sia il test di umidità più affidabile e rapido, il test del CaCl ha ancora i suoi sostenitori. Appaltatori generali o installatori di pavimenti di solito utilizzano il test che ritengono più comodo, anche se non è il migliore. Nessuno, in un progetto, vuole perdere tempo dopo il getto della soletta a discutere su quale test di umidità del calcestruzzo utilizzare.

Il momento giusto per insistere sull'utilizzo di un test di umidità relativa in situ conforme alla norma F2170 è quando il progetto viene definito. Svolgere la dovuta diligenza per convalidare la maggiore utilità dei test di umidità relativa in situ e specificare il sistema di test di umidità relativa più efficace in base ai criteri del progetto è un modo infallibile per ridurre i livelli di stress, almeno per quanto riguarda i test di umidità del calcestruzzo.

Scarica la checklist Rapid RH ASTM F2170: assicurati test RH accurati ogni volta!

Ultimo aggiornamento il 11 febbraio 2025