Feuchtemessung

Der Feuchtemessung an Baustoffen kommt bei der Bauwerksdiagnostik eine große Bedeutung zu. Zur Schadensdiagnose sind Feuchtemessungen an Bauteilen unerlässlich, da fachgerechte Sanierungen nur nach Feststellung der Ursachen möglich sind.

Feuchtelastfälle

Prinzip der Feuchteaufnahme

bauphysikalisch oder hygrothermisch

• hygroskopische Feuchte durch Salzbelastungen
• Tauwasseranfall in Konstruktionen
• Kondensationsfeuchte auf Bauteiloberflächen

direkte Wassereinwirkung auf Bauteile

• Leckagen von innen oder außen
• Überschwemmungen, Grundwasser
• Einwirkungen temporär oder permanent

Allgemeines

Je nach Stoffart und Porenräumen von Materialien können Baustoffe in unterschiedlichem Maß Feuchte aufnehmen. Die Aufnahme von Feuchte kann außerdem von der Temperatur und im Baustoff eingelagerten Salzen abhängig sein. Wegen dieser komplexen Abhängigkeiten gibt es keine physikalisch eindeutige Definition eines trockenen Bauteils. Vielmehr wird ein Bauteil dann als trocken bezeichnet, wenn beim Trocknen bei einer bestimmten Temperatur praktisch keine Gewichtsveränderung mehr eintritt (Darr-Wäge-Methode, "Trocknen bis zur Massekonstanz") als Laboruntersuchung.

Ziele der Feuchtemessungen

Je nach Art der Feuchteursache kommt es zu Feuchteanreicherungen auf der Bauteilaußenseite, im Innern des Bauteils oder auf den Innenflächen.

Feuchtemessungen können je nach Messmethode folgende Ergebnisse liefern:

• Quantitative Ergebnisse als Menge der Feuchte bzw. Durchfeuchtungsgrad des Baustoffs als gravimetrische Untersuchung (Darr-Wäge-Methode oder chemische Untersuchung Calciumcarbid- Methode)
• Halbquantitative Aussagen dreidimensional auf Oberflächen mit definierter Messtiefe als vergleichende Bewertung von Bauwerksbereichen im Sinne eines Feuchteverlaufs z.B. dielektrisches Messverfahren oder Mikrowellenmesstechnik
• Halbquantitative Aussagen als Vergleich in verschiedenen Messtiefen als Schichtenmessungen

Dielektrische Messmethode

Das Untersuchungsprinzip basiert auf der Abhängigkeit der elektrischen Eigenschaften poröser Baustoffe von der Feuchte. Kennzeichnende Größe ist die Dielektrizitätszahl.

Neben der Feuchte beeinflusst allerdings auch der Ionengehalt des Baustoffs die elektrische Leitfähigkeit. Dabei stellt der Gehalt an gelösten Salzen im Baustoff eine wesentliche Störgröße der dielektrischen Feuchtemessung dar. Insbesondere im Altbau ist die Anwendung dieser Messmethode kritisch zu hinterfragen.

Weitere Störungen entstehen durch elektrochemische Phänomene im Elektrolyten, insbesondere in der Nähe der Elektroden. Schließlich ist der Einfluss von Übergangswiderständen und -kapazitäten zwischen Elektroden und Material, insbesondere bei unebenen Materialoberflächen, zu nennen, durch die weitere Fehler entstehen können.

Gann-Hydromette mit verschiedenen Messaufsätzen oder Kugelsonde Materialfeuchte- Messgeräte von Trotec

Schnelle zerstörungsfreie Ermittlung von Feuchteverteilungen in oberflächennahen Bereichen als vergleichende Messung von Bauteilbereichen. Die Feuchteangaben stellen orientierende Werte dar. Die zuvor genannten Einflussfaktoren sind bei der Bewertung der Messergebnisse zu berücksichtigen.

Mikrowellenmesstechnik (hf-Sensor):

Untersuchungsprinzip dielektrisches Verfahren mit Nutzung der Eigenschaft des Wassers als polares Molekül. Dabei bilden die Sauerstoff- und Wasserstoffionen einen Dipol. Durch die Erzeugung eines elektromagnetischen Wechselfeldes beginnen die Moleküle mit der Frequenz des Wechselfeldes zu rotieren. Bei sehr hohen Frequenzen können nur noch die Wassermoleküle dem anregenden Feld folgen. Bei den meisten Feststoffen ist der dielektrische Effekt viel kleiner.

Messkopf Moist R als Strahlungs-Applikator mit einer Eindringtiefe bis zu 4 cm

Messkopf Moist D mit einer Eindringtiefe bis zu 11 cm

Messkopf Moist P mit einer Eindringtiefe von 20 - 30 cm

Feuchtemessungen als Einzelmessungen mit Feuchteindex oder materialspezifischer Kalibrierung

Rastermessung zur Feststellung der Feuchteverteilung (Rasterpunkte können als Mittelwertsergebnisse aus mehreren Einzelmessungen gebildet werden - höhere Messsicherheit)

Durch flächige Rastermessungen sind zweidimensionale Feuchteverteilungen in Wänden, Fußböden, Decken erkennbar.

Durch verschiedene Messtiefen können Rückschlüsse auf die Feuchteverteilung in der Bauteiltiefe gezogen werden und somit den Erscheinungsbildern Kondensfeuchte, aufsteigende Feuchte oder einseitige Feuchtebeaufschlagung zugeordnet werden.

Kernphysikalische Verfahren

Bei der Nuklearen-Magnetischen-Resonanz-Methode wird auf das magnetische Moment des Wasserstoffkerns zurückgegriffen. In einem konstanten magnetischen Feld richten sich die Wasserstoffkerne aus. Durch Einstrahlung eines elektromagnetischen Impulses einer definierten Frequenz kann ein Wasserstoffkern durch Niveauänderung Energie aufnehmen, die nach Ende des Impulses wieder abgegeben wird, da dann das ursprüngliche Niveau wieder eingenommen wird. Bei geeigneter Wahl der Frequenz des Impulses werden nur Wasserstoffatome angesprochen, so dass die Energieabgabe nach Ende des Impulses ein Maß für den Wassergehalt der Probe ist. Dabei wird das gesamte Wasser im Baustoff, d.h. auch der Anteil des chemisch gebundenen Wassers messtechnisch erfasst. Zur Anwendung kommen portable Geräte für Oberflächenmessungen oder häufiger Labormessgeräte.

Akustische Verfahren

Die akustischen Eigenschaften von Baustoffen werden im Hörbereich und im Ultraschallbereich unter anderem von der Feuchte bestimmt. Die Messung erfolgt über einen Resonator, dessen Resonanzfrequenz und Güte sich durch einen umgebenden Baustoff ändert. Die Messergebnisse sind jedoch abhängig von zahlreichen weiteren Einflussgrößen, von denen die akustischen Parameter abhängen. Deshalb werden diese Verfahren nur bei einfachen Situationen bzw. orientierend angewendet.