Maanvastaisen betonilaatan päällystysratkaisujen vesihöyryn läpäisevyyden analysointi

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2017-12-11
Department
Major/Subject
Rakennusmateriaalit ja rakennusfysiikka
Mcode
IA3017
Degree programme
Rakenne- ja rakennustuotantotekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
89 + 9
Series
Abstract
Kosteudesta johtuvat päällystevauriot ovat aiheuttaneet ongelmia rakennusalalla viime vuosikymmenien aikana. Useat nykyaikaiset lattiapäällysteet ovat erittäin vesihöyrytiiviitä ja alttiita kosteusongelmille. Ongelma korostuu erityisesti vanhoilla lämmöneristämättömillä alapohjarakenteilla, jos rakenteen alapuolisen maakerroksen lämpötila nousee aiheuttaen kondensoitumisriskiä kosteuden siirtyessä maasta rakenteeseen. Lattiarakenteen kohonnut kosteuspitoisuus voi aiheuttaa pintamateriaalien vaurioitumista, homehtumisriskiä ja sitä kautta vakavia terveyshaittoja tilojen käyttäjille. Päällystevaurioiden syyt ovat monimutkaisia ja vaativat rakenteen yhdistetyn lämmön ja kosteuden siirtymisen tarkasteluja. Tämän työn tarkoituksena on tutkia vanhan maanvastaisen alapohjarakenteen lämpö- ja kosteusteknistä toimintaa kenttämittausten sekä tietomallin avulla, kun rakenne päällystetään eri lämpö- ja kosteustekniset ominaisuudet omaavilla lattiapäällysteillä. Tutkimuksessa luotiin kaksidimensioinen tietomalli simuloimaan rakenteen lämpö- ja kosteusteknistä toimintaa tiheillä ja läpäisevillä päällysteillä. Tutkimustuloksia vesihöyrypitoisuudesta betonirakenteen ja päällysteen rajapinnalla kerättiin 3 – 5 kuukauden ajan, yhteensä 23 eri päällysteeltä. Tietomallin toimintaa validoitiin vertaamalla simulaatiosta saatuja tuloksia kenttämittauksista saatuihin tuloksiin. Mittaustulosten ja mallin välillä havaittiin selkeä yhtäläisyys. Tulosten perusteella voitiin havaita selkeitä eroja vesihöyrypitoisuuksissa tiiviiden ja läpäisevien päällysteiden välillä. Tärkeimpänä uutena tutkimustuloksena huomattiin savilattian, tekstiilimaton ja erikoisvinyylipohjaisen tekstiilimaton korkea vesihöyryn läpäisevyys. Vastoin alkuoletuksia, vesiohenteisella hiertoepoksipinnoitteella huomattiin olevan matala vesihöyryn läpäisevyys. Tutkimustulosten perusteella hyvin kosteutta läpäiseviä päällysteitä tulee suosia lämmöneristämättömiä alapohjarakenteita päällystettäessä. Tulosten perusteella heikosti kosteutta läpäiseviä päällysteitä ei suositella vastaavanlaisissa rakenteissa käytettäväksi. Kohtalaisesti kosteutta läpäiseviä päällysteitä käytettäessä rakenteen toiminta tulee olla erityisen tarkkaan analysoitu ja mallinnettu etukäteen. Kenttämittauksia jatketaan, jotta voidaan havaita eroja kosteuspitoisuuksissa myös läpäisyominaisuuksiltaan toisiaan lähempänä olevien päällysteiden välillä. Lisäksi päällysteiden alapuolisesta korkeasta kosteuspitoisuudesta johtuen, jatkotutkimustarpeena nähdään päällysteiden sekundääriemissioiden mittaaminen noin 1 – 2 vuoden päästä päällysteiden asentamisesta.

Flooring and coating failures due to moisture have challenged the construction industry for decades. Many modern floorings have very low moisture permeability and are susceptible to moisture problems. The problem is particularly emphasized in the old floor structures, without thermal insulation, which have potential condensation risk if the soil temperature increases, causing moisture to transfer into the structure under temperature gradient. Floor structure with elevated moisture level can damage the surface materials, promote mold growth and pose serious health risks. It is well-acknowledged that causes of the flooring failure are complicated and include coupled heat and moisture transfer between soil and structures. The purpose of this thesis was to conduct extensive field measurements and modeling to investigate the thermal and moisture behaviors of old groundbearing concrete slabs coated with different floorings. A two-dimensional hygrothermal model was developed to simulate heat and moisture performance of the structures with dense and permeable floorings. Measurements of vapor contents between the concrete surface and the floorings were collected during 3 – 5 months for 23 different floorings. The simulation model was validated by comparing simulated results with measurements. Good agreement was obtained. The results showed a clear difference in water vapor content under dense and permeable floorings. The most important new finding was the high permeability of the clay floor, the textile mat and the textile mat with special vinyl layer. Unlike the initial assumptions, the water-soluble epoxy resin had a low permeability. As conclusions, permeable floorings are preferred over low-permeable ones when coating ground-bearing structures, without thermal insulation. When choosing semi-permeable floorings, the hygrothermal performances of the structures should be well evaluated and modeled in advance. The future work includes continuous long-term field measurements in order to detect the differences of vapor contents under the floorings with close vapor penetration properties. Due to the high water vapor content under the floorings, measurements of secondary emissions from the floorings are also desired. Further investigations should be carried out 1 – 2 years after coating.
Description
Supervisor
Lu-Tervola, Xiaoshu
Thesis advisor
Pirinen, Juhani
Keywords
matemaattinen malli, simulaatio, kenttämittaus, lattiapäällyste
Other note
Citation