خطة لاختبار رطوبة البلاطة الخرسانية أو خطة للفشل
لا تزال الرطوبة الزائدة في الخرسانة تُشكّل تحديًا مكلفًا لمُركّبي الأرضيات. تُقدّر هذه التكاليف بحوالي مليار دولار سنويًا في الولايات المتحدة وحدها بسبب فشل الأرضيات الخرسانية التجارية بسبب الرطوبة.
يمكن تجنب أو التخفيف من العديد من أسباب فشل الأرضيات الخرسانية المرتبطة بالرطوبة عن طريق اختبار حالة الرطوبة في الخرسانة بشكل صحيح قبل تركيب الأرضيات.
- خيارات اختبار رطوبة البلاطة الخرسانية
- اختبار الرطوبة النسبية في الموقع
- ضمان أن وثائق المشروع تحدد اختبار رطوبة الخرسانة الصحيح
للأسف، غالبًا ما تُقوَّض القيمة الوقائية لاختبار رطوبة الخرسانة بسبب عدم التخطيط الجيد للاختبار أو انعدامه، أو سوء تنفيذه. قد يؤدي سوء التخطيط أو التحديد إلى استخدام طريقة اختبار ثانوية وغير موثوقة. يُعد اختبار الرطوبة النسبية في الموقع (RH) الطريقة الأكثر دقة وموثوقية لقياس ظروف الرطوبة في الخرسانة، وهو الأكثر إثباتًا علميًا.
إن اختبار حالة الرطوبة للبلاطة بشكل غير صحيح، حتى مع استخدام طريقة اختبار دقيقة، سيؤدي أيضًا إلى قراءات خاطئة.
وبالتالي، يجب إجراء اختبار RH وفقًا لـ ASTM F2170 (طريقة الاختبار القياسية لتحديد الرطوبة النسبية في ألواح الأرضيات الخرسانية باستخدام مجسات في الموقع) ويجب أن يتم ذلك باستخدام نظام اختبار الرطوبة النسبية الموثوق به.
قد تُحدَّد طريقة اختبار رطوبة الخرسانة المُستخدمة بدقة في وثائق المشروع، وقد لا تُحدَّد. ومع ذلك، فإن عدم تحديد طريقة الاختبار المناسبة يُعرِّض كل من لمس الخرسانة أو الأرضيات للخطر في حال حدوث عطل في الأرضيات بسبب الرطوبة.
إن التأكد من تحديد معيار الاختبار ASTM F2170 واختبار الرطوبة النسبية المحدد الذي سيتم استخدامه في وثائق المشروع هو الطريقة الأكثر فعالية لحماية نفسك وفريقك.
خيارات اختبار رطوبة البلاطة الخرسانية
كما ذكر أعلاه، فإن اختبار الرطوبة النسبية هو الطريقة الوحيدة المعتمدة علميًا والتي توفر قراءات دقيقة وقابلة للتنفيذ تساعد مثبّتي الأرضيات على اتخاذ خيارات مستنيرة حول موعد تركيب الأرضيات أو اتخاذ خطوات علاجية.
ومع ذلك، فمن المفيد مراجعة كل من طرق اختبار رطوبة البلاطة الخرسانية الشائعة لفهم كيفية عملها والقيمة التي تقدمها أو لا تقدمها.
مقياس رطوبة الخرسانة وASTM F2659
يُعدّ مقياس رطوبة الخرسانة أداةً مفيدةً لإجراء فحصٍ أوليٍّ لحالة الرطوبة النسبية في مناطق من البلاطة. وباستخدامه، يُعزّز هذا الجهاز فعالية اختبار الرطوبة النسبية في الموقع، وذلك لأسبابٍ سأفصّلها في مناقشة اختبار الرطوبة النسبية أدناه.
مع ذلك، لا توفر أجهزة قياس الرطوبة قياسًا كميًا للرطوبة على الإطلاق. لهذا السبب، لا يُعدّ جهاز قياس رطوبة الخرسانة أداةً تساعدك في اتخاذ قرار بشأن جاهزية البلاطة لتركيب الأرضيات عليها.
يقيس جهاز قياس رطوبة الخرسانة مستوى الرطوبة في مساحة محددة من البلاطة قياسًا نوعيًا، وذلك بالنسبة لحالة الرطوبة العامة للبلاطة. ولا يوفر هذا الجهاز قياسًا لحالة رطوبة البلاطة، ولا أي قراءة مرتبطة بحالة الرطوبة المستقبلية للبلاطة بعد تثبيتها أسفل الأرضية.
لا يوفر مقياس رطوبة الخرسانة قياسًا كميًا، بل يقيس فقط حالة الرطوبة في أعلى بوصة من البلاطة. رطوبة الخرسانة ليست ثابتة في جميع أنحاء البلاطة، وذلك بسبب طريقة انتقال الرطوبة عبرها، ولاختلافات في خليط الخرسانة قد توجد حتى داخل البلاطة نفسها.
إن قراءة الطبقة العليا فقط في مكان واحد على البلاطة لا يمكن أن يعطي قياسًا دقيقًا لحالة الرطوبة الحقيقية للبلاطة.
يتم التحكم في الاستخدام الموحد لأجهزة قياس رطوبة الخرسانة وفقًا لمعيار ASTM F2659 (دليل قياسي للتقييم الأولي لحالة الرطوبة المقارنة للخرسانة والأسمنت الجبسي وألواح الأرضيات الأخرى والطبقات الخرسانية باستخدام مقياس رطوبة إلكتروني غير مدمر).
تنص إرشادات ASTM F2659 على وجه التحديد على ما يلي:
لا يهدف هذا الدليل إلى تقديم نتائج كمية كأساس لقبول أرضية لتركيب أنظمة تشطيب الأرضيات الحساسة للرطوبة. توفر طرق الاختبار F1869، F2170، أو F2420 معلومات كمية لتحديد ما إذا كانت مستويات الرطوبة ضمن حدود معينة.
يشير معيار ASTM F2170 إلى اختبار الرطوبة النسبية في الموقع، بينما يُعنى معيار ASTM F1869 باختبار كلوريد الكالسيوم (CaCl). (كان معيار ASTM F2420 يُنظّم استخدامات مُعيّنة لاختبار الرطوبة النسبية، ولكن سُحب عام 2014). سأتناول معياري ASTM F2170 وF1869 لاحقًا في هذه المقالة. لكن ASTM أوضحت وجهة نظرها: لا ينبغي استخدام أجهزة قياس الرطوبة الإلكترونية لتحديد جاهزية البلاطة لتركيب الأرضيات.
اختبار كلوريد الكالسيوم وASTM F1869
أقدم مرجع موثق لدينا لاختبار كلوريد الكالسيوم موجود في كتاب أرمسترونغ لتركيب مشمع الأرضيات، الصادر عام ١٩٤١. أطلق عليه الكتاب اسم "اختبار الرطوبة". كان فنيو تركيب الأرضيات يضعون بلورات مغطاة على البلاطة، ثم يفحصونها في اليوم التالي للتأكد من امتصاصها للرطوبة.
في ستينيات القرن الماضي، قرر المهندسون توحيد آلية قياس الرطوبة باستخدام اختبار كلوريد الكالسيوم (CaCl)، بدلاً من الاعتماد على التقييم البصري لكمية الرطوبة التي امتصتها البلورات. واعتمدت الصيغة المُبتكرة على استخدام فروق الوزن في البلورات لحساب معدل تبخر بخار الرطوبة (MVER) الخارج من البلاطة.
غالبًا ما حددت الوثائق من ستينيات القرن العشرين معدل MVER يتراوح بين رطلين وثلاثة أرطال، بينما زاد العديد من مصنعي الأرضيات معدل MVER المقبول إلى خمسة أرطال بحلول تسعينيات القرن العشرين.
تم توحيد اختبار CaCl في عام 1998 مع اعتماد ASTM F1869 (طريقة الاختبار القياسية لقياس معدل انبعاث بخار الرطوبة للأرضية الخرسانية باستخدام كلوريد الكالسيوم اللامائي)).
وفقًا لمعيار ASTM F1869، يجب وزن البلورات قبل وضعها على البلاطة وتغطيتها. ثم يُوزن البلورات بعد 60 إلى 72 ساعة لتحديد معدل انبعاث الرطوبة الأقصى (MVER) للبلاطة. ووفقًا لمعيار F1869، "تُعبَّر كمية الرطوبة عن طريق معدل انبعاث بخار الرطوبة، مُقاسًا بالرطل من الرطوبة على مساحة 1000 قدم مربع..."
تُحدد تعليمات المُصنِّع المُستندة إلى معيار ASTM F1869 نطاق معدل MVER المقبول لتركيب الأرضيات. في حال عدم وجود تعليمات المُصنِّع، يكون معيار الصناعة ثلاثة أرطال. يُحظر تحديث معيار ASTM F1869 استخدام اختبار كلوريد الكالسيوم على الخرسانة القائمة على الجبس أو الخرسانة خفيفة الوزن.
أجرت مجموعة مختبرات تكنولوجيا البناء (CTL) اختباراتٍ استمرت لعقدٍ من الزمن على اختبار كلوريد الكالسيوم (CaCl) لتحديد مدى دقة معيار MVER في عكس الرطوبة في ألواح الخرسانة. ووفقًا لكبير علماء CTLGroup، خبير الخرسانة الشهير هوارد كاناري، فإن اختبار كلوريد الكالسيوم "قد تكون غير موثوقة؛ قادرة على إنتاج نتائج عالية ومنخفضة خاطئة".
في أحد الاختبارات التي أجرتها مجموعة CTL، قاموا بقياس أربع بلاطات خرسانية استقرت عند نسبة رطوبة ٥٠٪ لسنوات. ووفقًا لإرشادات ASTM F50، أظهرت نتائج اختبارات كلوريد الكالسيوم قيمة MVER تتراوح بين ٢.٥ و٤ أرطال فأكثر. تشير هذه النتائج إلى أن "في الواقع، كان المجفف الموجود في مجموعة CaCl2 يمتص رطوبة أكثر مما كانت تخرج من الخرسانة، مما أعطى نتيجة إيجابية خاطئة."
كان هذا أحد الاختبارات العديدة، والتي شملت الاختبارات المعملية والميدانية، مجموعة CTL أُجريت دراسة على اختبار كلوريد الكالسيوم، وقياس MVER كمؤشر موثوق لمستويات الرطوبة في الخرسانة. ووفقًا لكاناري، حددت مجموعة CTLGroup ستة أسباب وراء "عيوب خطيرة" في MVER.
- لم يكن هناك أساس علمي للمعايير عند إنشائها، وبالتالي فإن MVER كمقياس موثوق للرطوبة ليس له أساس كمي.
- لا يمكن معايرة مجموعات MVER نفسها، مما يجعل من المستحيل تحديد الدقة.
- يقوم الاختبار فقط بقياس نسبة الرطوبة على سطح البلاطة ولا يقدم أي معلومات حول نسبة الرطوبة في البلاطة أسفل السطح.
- لا يقيس اختبار CaCl MVER بدقة؛ حيث تعد القراءات الإيجابية الكاذبة والسلبية الكاذبة شائعة.
- تؤثر الظروف المحيطة بسهولة على النتائج. وهذا أحد أسباب ظهور قراءات إيجابية أو سلبية خاطئة في اختبارات كلوريد الكالسيوم. تجذب البلورات الرطوبة من الهواء، والتي تُنسب خطأً إلى الرطوبة داخل الخرسانة.
- لا تأخذ بعض القيود المفروضة على MVER في الاعتبار تأثير المواد اللاصقة على أداء الأرضيات على المدى الطويل.
إن العيب الثالث في هذه القائمة، وهو أن اختبار كلوريد الكالسيوم يقيس فقط الرطوبة السطحية، يعكس حقيقة مفادها أن الأبحاث الأخرى حول الرطوبة في الخرسانة تظهر أن الرطوبة تنتقل عبر الخرسانة ولا تستوي إلا بعد إغلاق بلاطة الخرسانة.
وبالتالي، فإن قياس حالة رطوبة سطح البلاطة، حتى لو أُجري بدقة، لا يُعطينا أي معلومات مفيدة عن الرطوبة تحت السطح. وأي رطوبة زائدة تحت السطح ستنتقل إلى الأعلى وتؤثر على أغطية الأرضيات التي رُكبت قبل الأوان.
المشكلة الحرجة الأخرى هي أن قياس رطوبة السطح قد لا يرتبط ارتباطًا وثيقًا بمستوى الرطوبة المتبقية في البلاطة بعد تركيب الأرضية فوق الخرسانة. بعد تركيب الأرضية، لا تتبخر أي رطوبة، وستتوازن الرطوبة المتبقية في جميع أنحاء البلاطة.
وبالتالي، فإن كمية الرطوبة المتبقية للتوازن تحت الأرضية المُغلقة لها التأثير الأكبر على احتمالية تعرض الأرضية لأضرار ناجمة عن الرطوبة في المستقبل. أي رطوبة زائدة متبقية في البلاطة سترتفع دون أن تتبخر، حاملةً معها بخار الرطوبة والمواد الكيميائية التي تُحاصر بين سطح البلاطة والأرضية.
إن القراءة التي تعكس هذا فقط في نقطة الوقت التي تم فيها إجراء الاختبار لا توفر سوى القليل من المعلومات التنبؤية المفيدة حول حالة الرطوبة التي ستكون عليها البلاطة بمجرد إغلاق الأرضية.
لا يزال اختبار كلوريد الكالسيوم مستخدمًا، على الرغم من عيوبه الموثقة. قد يُعزى ذلك جزئيًا إلى الاعتقاد بأن اختبار كلوريد الكالسيوم أقل تكلفة من اختبار الرطوبة النسبية. تكلفة اختبار كلوريد الكالسيوم أقل من تكلفة طقم اختبار الرطوبة النسبية.
ومع ذلك، يتطلب اختبار كلوريد الكالسيوم جهدًا أكبر بكثير من اختبار الرطوبة النسبية. ونتيجةً لذلك، فإن تكاليفه المباشرة أعلى من تكاليف اختبار الرطوبة النسبية، وتكاليفه غير المباشرة أعلى نظرًا لعدم استغلاله للوقت والجهد.
قد يكون سبب آخر لاستمرار استخدام كلوريد الكالسيوم هو تاريخه الميداني الأطول مقارنةً باختبار الرطوبة النسبية، والذي قد يخلطه البعض بمصداقية أكبر. ولا يزال العديد من مصنعي منتجات الأرضيات يحددون معدل MVER مقبول لتغطية الضمان، مما يُضفي على اختبار كلوريد الكالسيوم مصداقية متزايدة.
اختبار الرطوبة النسبية في الموقع وASTM F2170
كان لعمل جامعة لوند التقنية في السويد في تسعينيات القرن الماضي دورٌ حاسمٌ في تطوير طريقة اختبار الرطوبة النسبية في الموقع المعروفة اليوم. درس الباحثون مستويات الرطوبة النسبية داخل البلاطة، وعلاقتها بالتوافق الكهرومغناطيسي للبلاطة بعد تركيب الأرضيات. وحددوا الأعماق الدقيقة للبلاطة التي يحتاجها مستشعر الرطوبة النسبية لقراءة نسبة الرطوبة النسبية التي تعكس التوافق الكهرومغناطيسي للبلاطة بعد تثبيتها.
بالنسبة لبلاطات الأرضيات الخرسانية المصبوبة على مستوى الأرض، يكون العمق ٤٠٪؛ أما بالنسبة للبلاطات التي تجف من كلا الجانبين، فإن العمق المناسب لجهاز استشعار الرطوبة النسبية في الموقع هو ٢٠٪. ومن غير المستغرب أن تكون أولى الجمعيات الصناعية التي أصدرت معايير لاختبارات الرطوبة النسبية في الموقع في السويد وفنلندا.
نُشرت هذه المعايير المهنية، والتي تُعرف بشكل عام باسم "Nordtest"، في عام 1995. واستخدمت ASTM معيار Nordtest كأساس لكتابة F2170، الذي تمت الموافقة عليه لأول مرة في عام 2002.
يُعدّ نطاق التحقق العلمي تمييزًا بارزًا في التاريخين المتناقضين لـ F1869 وF2170. طُوّر اختبار كلوريد الكالسيوم وتوحيده بناءً على تجارب شخصية، وكشفت الاختبارات المُتحكّمة اللاحقة عن نقاط ضعفه. وُلدت الرطوبة النسبية في الموقع وصُقلت من خلال الاختبارات العلمية، ثم تبعتها معايير الاستخدام الميداني.
في الواقع، حسّنت الاختبارات العلمية المستمرة على طريقة قياس الرطوبة النسبية في الموقع فهمنا لها، مما أدى إلى تحديث حديث لمعيار F2170. كان معيار F2170 الأصلي يتطلب الانتظار 72 ساعة حتى يتوازن الهواء في حفرة الخرسانة، وعندها فقط يمكن الحصول على قراءة متوافقة مع معايير ASTM.
في دراسةٍ للدقة والتحيز، بتكليفٍ من ASTM وأجراها مختبرٌ مستقلٌّ عام ٢٠١٤، اختُبرت فعالية فترة الانتظار البالغة ٧٢ ساعة. سجّل الباحثون قراءاتٍ على فتراتٍ زمنيةٍ متعددةٍ قبل انقضاء ٧٢ ساعةً لتتبع الفرق مع قراءة F2014 المطلوبة لمدة ٧٢ ساعة.
من خلال هذه العملية، اكتشف الباحثون أن القراءات المأخوذة عند علامة ٢٤ ساعة كانت مكافئة إحصائيًا لتلك المأخوذة عند علامة ٧٢ ساعة. وكانت أي انحرافات عرضية بين القراءتين طفيفة باستمرار وقليلة بما يكفي لعدم وجود تأثير إحصائي. كل هذا يعني أن قراءة ٢٤ ساعة كانت مطابقة وظيفيًا لقراءة ٧٢ ساعة، مما يجعل شرط قراءة ٧٢ ساعة غير ذي جدوى.
نتيجةً لهذا البحث، حدّثت ASTM معيار F2170 للسماح بأخذ قراءات متوافقة مع ASTM بعد 24 ساعة من إدخال المستشعر في الحفرة. مع هذا المعيار المُعدّل، أصبحت طريقة اختبار الرطوبة النسبية في الموقع أسرع طريقة متاحة لاختبار رطوبة الخرسانة، حيث لا يزال يتعين على مستخدمي F1869 الانتظار 60 ساعة على الأقل قبل أخذ قراءة متوافقة مع المعيار.
الفرق الأهم بين اختباري الرطوبة النسبية في الموقع وكلوريد الكالسيوم هو ما يختبرانه فعليًا. وكما ذُكر سابقًا، فإن أحد أخطر عيوب اختبار كلوريد الكالسيوم هو أنه يقيس رطوبة السطح فقط، بينما حالة الرطوبة تحت السطح هي الأهم.
يقوم مستشعر الرطوبة النسبية الموجود في الموقع فقط بقياس الرطوبة النسبية ودرجة الحرارة داخل بلاطة الخرسانة، مما يجعله طريقة الاختبار الوحيدة التي يمكنها أن تخبرنا بدقة بأي شيء عن حالة الرطوبة المستقبلية للخرسانة بمجرد تركيب الأرضيات.
موثوقية أدوات اختبار الصحة الإنجابية
يضمن العلم الكامن وراء اختبار الرطوبة النسبية في الموقع إمكانية معايرة أطقم اختبار الرطوبة النسبية وفقًا للمعايير الوطنية القابلة للتتبع. كان عدم القدرة على معايرة الأدوات التي تقيس MVER كجزء من اختبار كلوريد الكالسيوم أحد نقاط الضعف الرئيسية في الاختبار، كما أوضح كاناري في بحث CTLGroup. فبدون المعايرة، يستحيل التحقق من دقة قراءة المعدات التي تُجري الاختبار.
اختبار الرطوبة النسبية في الموقع: الطريقة الأكثر دقة وسهولة للاختبار
ليس من قبيل الصدفة دائمًا أن يكون الخيار الأكثر فعالية وموثوقية هو الأسهل والأسرع. وهذا هو الحال تمامًا عندما يتعلق الأمر باختبار رطوبة الخرسانة.
أولاً، تجدر الإشارة إلى أن أحدث الأبحاث العلمية في مجال اختبار الرطوبة النسبية في الموقع أدت إلى قيام ASTM بمراجعة معيار F2170 ليشترط فترة انتظار مدتها 24 ساعة فقط. ولا يزال معيار F1869 يتطلب 60 ساعة كحد أدنى قبل الحصول على قراءات رطوبة عملية.
بالإضافة إلى ذلك، يمكنك العثور على مجموعات اختبار الرطوبة النسبية في الموقع والتي تعمل أيضًا على تبسيط عملية التثبيت وجمع البيانات لاختبار الرطوبة النسبية في الموقع، مما يؤدي إلى تسريع الجدول الزمني الكامل لقياس رطوبة الخرسانة ضمن المشروع.
على سبيل المثال، هناك أجهزة استشعار للرطوبة النسبية سهلة التركيب في الموقع، مثل تلك التي تشكل جزءًا من نظام قياس رطوبة الخرسانة Rapid RH® L6 من Wagner Metersبخلاف اختبارات كلوريد الكالسيوم (CaCl)، التي تتطلب إعدادًا مكثفًا لضمان إحكام إغلاق البلورات، تُركّب مستشعرات الرطوبة النسبية في الموقع في دقائق. كل ما يتطلبه الأمر هو حفر ثقب بسيط، وتنظيفه، ثم إدخال مستشعر الرطوبة النسبية.
يتضمن نظام Rapid RH L6 أيضًا مجموعة متنوعة من الملحقات الاختيارية وتطبيقات جوال مجانية تُبسّط أو تُؤتمت عمليات جمع البيانات وإعداد تقارير F2170. لا يُسرّع جمع البيانات المُحسّن الجدول الزمني فحسب، بل يُوفّر أيضًا أساسًا كميًا لفهم عملية تجفيف بلاطة مُحدّدة بشكل أفضل من خلال الرسوم البيانية لتحليل الاتجاهات.
ينص البند F2170 على تركيب عدد معين من أجهزة الاستشعار بناءً على مساحة البلاطة، بما في ذلك تحديد أماكن تركيبها. يُعدّ مقياس رطوبة الخرسانة أداةً استهدافيةً لتحديد نقاط الضعف في موقع الاختبار، لضمان حصولها على الاهتمام اللازم.
ابحث عن جهاز لقياس الرطوبة يصل إلى عمق السطح، مثل جهاز قياس الرطوبة الخرسانية C555 من Wagner Meters، الذي يقرأ ¾ بوصة من عمق البلاطة. يُعطي الجهاز قراءةً تُظهر حالة الرطوبة النسبية للبقعة، مما يُساعد في تحديد المناطق التي تحتفظ بأكبر قدر من الرطوبة في البلاطة.
ضمان أن وثائق المشروع تحدد اختبار رطوبة الخرسانة الصحيح
في حين أن اختبار الرطوبة النسبية في الموقع هو الأكثر موثوقية وسرعة، إلا أن اختبار كلوريد الكالسيوم لا يزال يحظى بشعبية واسعة. عادةً ما يختار المقاولون العامون أو فنيو تركيب الأرضيات الاختبار الأنسب لهم، حتى لو لم يكن الاختبار الأمثل. لا أحد في أي مشروع يرغب في إضاعة وقته بعد صب البلاطة في الجدل حول اختبار رطوبة الخرسانة المناسب.
الوقت المناسب للإصرار على استخدام اختبار رطوبة نسبية في الموقع متوافق مع معيار F2170 هو عند تحديد مواصفات المشروع. إن بذل العناية الواجبة للتحقق من فائدة اختبار الرطوبة النسبية في الموقع وتحديد نظام اختبار الرطوبة النسبية الأكثر فعالية وفقًا لمعايير مشروعك هو طريقة مضمونة لتقليل مستويات الإجهاد لديك - على الأقل فيما يتعلق باختبار رطوبة الخرسانة.
يتمتع جيسون بخبرة تزيد عن 20 عامًا في المبيعات وإدارة المبيعات في مجموعة متنوعة من الصناعات، وقد نجح في طرح مجموعة متنوعة من المنتجات في السوق، بما في ذلك اختبارات رطوبة الخرسانة Rapid RH® الأصلية. ويعمل حاليًا مع شركة Wagner Meters كمدير مبيعات منتجات Rapid RH®.
آخر تحديث في 11 فبراير 2025
800-634-9961
