Badanie potencjału wody w materiałach budowlanych za pomocą sondy psychometrycznej

• Autorzy: Guz Ł. , Sobczuk H.

Warianty tytułu

EN

Water potential measurement in porous materials with peltier psychometer

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Nadmierne zawilgocenie przegród budowlanych w znacznym stopniu przyśpiesza niszczenie materiału, z którego wykonana jest przegroda. Wilgoć może powodować uszkodzenia fizyczne, chemiczne i biologiczne. Zawilgocony materiał podlega szybszej korozji, może stanowić podłoże do rozwoju mikroorganizmów, traci swoje zdolności termoizolacyjne, a jeżeli wykroplona w przestrzeni porowatej wilgoć zamarznie, następuje zniszczenie struktury materiału. Obecnie przegrody w nowo powstających budynkach projektowane są w taki sposób, by uniemożliwić transport wilgoci w przegrodę oraz wykraplanie się w niej pary wodnej. Istnieje jednak wiele budynków czy zabytków, które należy poddać termomodemizacji lub renowacji. W takim przypadku niezbędna jest znajomość stanu zawilgocenia materiału, z którego są wykonane przegrody budowlane. Istnieje więc konieczność pomiaru zawilgocenia całego przekroju przegrody budowlanej. Najprostszym sposobem pomiaru zawilgocenia jest metoda suszarkowo-wagowa, która jest jednak metodą destrukcyjną, gdyż wymaga wycięcia z przegrody kawałka materiału. Za pomocą psychrometrycznej sondy Peltiera można zmierzyć potencjał wody, który jest wyznacznikiem tego, jak silnie materiał porowaty wiąże wodę. Dzięki temu może być obliczona wilgotność względna materiału porowatego. Aby wykonać pomiar potencjału wody za pomocą sondy, należy ją umieścić w wywierconym otworze i po ustabilizowaniu się warunków termodynamicznych między powietrzem w materiale porowatym a powietrzem otaczającym termoparę wykonać odpowiednie procedury związane z pomiarem. Do odczytu napięcia z sondy niezbędny jest bardzo dokładny mikrowoltomierz. Każda sonda psychrometryczna musi być skalibrowana za pomocą roztworów soli o różnych stężeniach molowych. Przeprowadzone badania wykazały, że metoda pomiaru potencjału wody za pomocą sondy psychrometrycznej jest dokładna i co bardzo ważne, daje powtarzające się wyniki. Możliwy jest pomiar wilgotności względnej w zakresie od 95 do 99%. Jest także elastyczną metodą, gdyż pomiarów można dokonywać w szerokim zakresie temperatur, a wszystkie otrzymane wyniki można porównywać po uprzednim przeliczeniu ich do temperatury standardowej. Wszystko to czyni sondy psychrometryczne bardzo przydatnym narzędziem nie tylko w laboratorium, ale również w terenie.

EN

Moisture deteriorates buildings materials. It causes physical, chemical and biological damages. Moist materials are susceptible for corrosion, provide suitable conditions for microbe growth and have diminished thermal insulation properties. If condensed vapor in porous spaces freezes it can destroy the structure of material. New buildings are designed to prevent water transport and vapour condensation in the building barriers. But there still exist many old or historical buildings which require renovation. In this case, the knowledge of moisture content is necessary because high moisture levels change physical properties of the materials and the measurement should be possible in almost all zones of the barriers. The simplest one is the gravimetrical measurement metod. This is a destructive method because it requires cutting the samples from the building barriers. This underlines the necessity to develop a simple and non-destructive measurement method that allows measurement in wide range of humidity. Such method is adopted from agrotechnie measurement. Thermocouple psychrometry is a technique that determines the water potential of liquid phase of porous buildings materials. To run the water potential measurement experiment, the psychrometer probe must be placed in a drilled hole. After attaining the temperature and the vapor pressure equilibrium between the the air in porous material and the space surrounding the probe, a series of measurement procedures must be followed. Very sensitive microvoltometer is required to make voltage drop readings from the thermocouple. Experiments made prove that the thermocouple psychrometry measurement of water potential is a very accurate method and permits to get stable and repeatable results. Relative humidity can be determined in range between 90 and 99%. This method is also very flexible because it gives the opportunity to make measurements in a wide range of temperatures and then compare the results to the standard temperature after simple conversion. Ali this advantages make thermocouple psychrometry a very useful method of relative humidity determination in laboratory and field measurement.

Słowa kluczowe

PL

psychrometr; sonda psychrometryczna; sonda Peltiera; potencjał wody; wilgotność względna; wilgoć; zawilgocenie

EN

psychrometer; Peltier psychrometer; water potential; humidity; relative humidity; RH; moisture

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 2, No. 1
• Strony: 185--190
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Guz Ł.

• Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin

autor

Sobczuk H.

• Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin

Bibliografia

• [1] Sobczuk H.: Badanie przepływu depta i wody w materiatach budowlanych, [w:] II Kongres Inżynierii Środowiska, tom I. Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, 2005,32, 77-91.
• [2] Wójcik E.: Zależność między wilgotnością a ciśnieniem ssania w profilu mio-plioceńskich iłów na Stegnach. Przegl. Geolog., 2005,53(8), 699-702.
• [3] Andraski BJ. i Scanlon R.: Thermocouple Psychrometry, [w:] Methods of soil analysis (pr. zbior, pod red. H. Dane, G.C. Topp). Soil Science Society of America, Madison, Wisc. 2002, 609-649.
• [4] Kassem E.: Measurements of moisture suction in hot mix asphalt mixes. Texas A&M University 2005, 7-26.
• [5] Wiebe H.H., Campbell G.S., Gardner W.H., Rawlings S.L., Cary J.W. i Brown R.W.: Measurement of plant and soil water status. Utah State Univ., Logan, UT, 1971,2-26.
• [6] Rawlins S.L.: Theory for thermocouple psychrometers used to measure water potential in soil and plants samples. Agricult. Meteorol., 1966,3, 293-310.
• [7] Skierucha W., Walczak R.T. i Wilczek A.: Monitoring system for verification of mass and energy transport models, [w:] Porous media, fastitute of Agrophysics PAS, Lublin 2004,40-50.