Drėgmė ir jos įtaka termoizoliacinių medžiagų savybėms

Drėgmė medžiagoje gali būti įvairiose būsenose: dujinėje būsenoje (vandens garai), skysčiu (vanduo), kietame būvyje (ledas, šerkšnas).

Atitvarų medžiagoje esanti ir nuolat judanti drėgmė veikia medžiagas ir kaip aplinkos veiksnys, ir kaip kitų veiksnių tarpininkė. Nuo drėgmės priklauso medžiagos šiluminis laidumas, medžiagų brinkimo ir susitraukimo deformacijos, medžiagos suminkštėjimas ir užšąlančio-atšylančio vandens ardantysis poveikis. Kaip tarpininkas vanduo perneša cheminius ir biologinius užkratus (cheminė korozija), tirpdo mineralus, jungiasi su jais į naujus derinius.

Pagal drėgmės pastato konstrukcijose atsiradimo pobūdį galima išskirti, kad drėgmė gali būti: statybinė, gruntinė, eksploatacinė, higroskopinė, kondensacinė, atmosferinė.

Statybinė drėgmė atsiranda statant pastatą (mūrijant ir tinkuojant sienas) arba gaminant atskirus statinio elementus (formuojant elementus, kietinant gaminius kamerose ir autoklavuose). Ši drėgmė atitvarų paviršiaus sluoksnio patvarumui didesnės įtakos neturi. Jei konstrukcija gerai suprojektuota ir pagaminta, statybinė drėgmė išgaruoja per 1-3 metus.

Gruntinė drėgmė patenka į atitvarą kapiliarais iš grunto. Norint apsisaugoti nuo šios drėgmės, daroma horizontali hidroizoliacija. Jei ji atlikta kokybiškai, tai gruntinė drėgmė jokios įtakos bendram atitvarinių konstrukcijų drėgminiam režimui neturi.

Eksploatacinė drėgmė susijusi su pastato naudojimu pagal jo paskirtį. Tai gali būti pirtys, baseinai, plovyklos, įvairūs technologiniai įrenginiai dėl kurių gali būti intensyviai drėkinamos pastato atitvarų dalys. Siekiant apsaugoti atitvaras nuo eksploatacinės drėgmės poveikio, įrengiamos specialios vėdinimo (oro džiovinimo) sistemos, naudojamos drėgmei atsparios apsauginės dangos, tinkamai įrengiama vandens nutekėjimo sistema. 

Higroskopinė drėgmė susijusi su medžiagų savybe sugerti drėgmę iš oro. Esant dideliam patalpų oro drėgnumui, net ir be kontakto su vandeniu, kai kurių medžiagų drėgnumas gali žymiai padidėti (sorbcinis drėgnis).  Apsisaugoti nuo šių poveikių galima užtikrinant patalpų stabilų ir mažą oro drėgnumą.

Kondensacinė drėgmė susidaro ant atitvaros paviršiaus arba vidiniuose atitvaros medžiagos sluoksniuose. Atitvaros paviršiuje drėgmė iš oro kondensuojasi tada, kai paviršiaus temperatūra mažesnė už rasos taško temperatūrą. Paviršiaus drėgmė įsigeria į atitvaros medžiagą, padidindama bendrą jos drėgnį. Vanduo kondensuojasi pirmiausia tose pastato vietose, kurių temperatūra mažiausia, t.y. sienų kampuose, karnizų mazguose, plokščių sandūrose, taip pat pirmųjų aukštų apatinėje dalyje, jei cokolis nepakankamai apšiltintas. Kad drėgmė nesikondensuotų, ant atitvaros vidinio paviršiaus, reikia tinkamai suprojektuoti ir įrengti atitvaras ir jų jungtis (su pakankama šilumine izoliacija ir minimaliais šiluminiais tilteliais) bei užikrinti ne per didelį patalpos oro drėgnumą. Kai atitvara sudaryta iš skirtingų medžiagų sluoksnių, kurių laidumas šilumai ir vandens garams skirtingas, gali susidaryti sąlygos drėgmės kondensacijai atitvaros vidiniuose sluoksniuose. Kad to išvengti, projektuojant atitvaras, skaičiavimais turi būti patikrinta jų drėgminė būsena .

Medžiagos drėgnį galima išreikšti pagal medžiagos masę arba pagal tūrį.

Medžiagos drėgnumas pagal masę u, %, yra dažniausiai naudojamas drėgmės kiekiui statybinėse medžiagose išreikšti. Masinis medžiagos drėgnis u dažniausiai išreiškiamas procentais (%), tačiau kartais jis gali būti išreikštas ir vieneto dalimis arba kg/m2

Masinis medžiagos drėgnis parodo, kokią dalį medžiagoje pagal masę užima drėgmė. Masinis medžiagos drėgnis procentais nustatomas drėgmės masę padalinus iš sausos medžiagos masės ir padauginus iš 100.

Medžiagos vandens įgeriamumas parodo, kiek gali padidėti medžiagos drėgnumas nuo kontakto su skysta drėgme (vandeniu).

Dažniausiai, nustatant medžiagos (arba gaminio) vandens įgėrį, nagrinėjama,  kiek medžiaga aplamai gali priimti vandens savo tūryje. Ši savybė dar vadinama tūriniu vandens įgėriu. Eksperimentiniu būdu nustatant šią savybę, medžiaga pilnai panardinama į vandenį ir po tam tikro laiko nustatoma, kiek padidėja jos masė (kiek vandens susigeria į medžiagos poras ir kapiliarus). Ši savybė atspindi galimą medžiagos drėgnumo padidėjimą,

Drėgmė turi didelę įtaką medžiagos šiluminiam laidumui. Vandens šiluminio laidumo koeficientas yra apie 20 kartų didesnis už oro, o ledo - apie 4 kartus didesnis už vandens.   Vandens, oro ir ledo šilumos laidumo koeficientai patekti 1 lentelėje  (pagal  ST 121895674.06:2009).

1.Lentelė

Medžiagai sudrėkus, drėgmė išstumia iš porų orą ir jas užpildo vanduo. Dėl to padidėja medžiagos šiluminis laidumas .

Siekiant nustatyti skirtingų termoizoliacinių medžiagų įdrėkį , o kartu ir  termoizoliacinių savybių mažėjimą, UAB  „Kauno šilas“ laboratorijoje buvo atlikti bandymai  pagal LST EN 12087 „Statybinės termoizoliacinės medžiagos. Ilgalaikio įmirkio nustatatymas panardinant (2A metodas).

Bandymai buvo atliekami su populiariausiomis termoizoliacinėmis medžiagomis, skirtomis fasadų apšiltinimui  tinkuojant plonasluosniu tinku, stogų įrengimui  :  polistireninio putplasčio plokštės Šiloporaas  EPS70, Šiloporas   EPS  70N   bei mineraline vata FASROCK MAX.

Prieš bandymą paruošti 30x30x5cm mėginiai  buvo kondicionuojami 14 dienų (23±2)0C temperatūros ir (50±5) % santykinės drėgmės sąlygomis.

Šilumos laidumo koeficiento matuokliu FOX 314 išmatuota visų trijų bandinių pradiniai šilumos laidumo koeficientai.

Likutinis vandens kiekis bandiniuose nebuvo matuotas priimant, kad tai mažas dydis ir jo galima nevertinti. Elektroninių svarstyklių pagalba užfiksuota pradinė bandinių masė.

Bandiniai buvo patalpinti į vandens indą, uždėti svoriai, pilnai panardinantys bandinius vandenyje.

Kas 3-5 dienos bandiniai buvo išimami iš vandens vonios ir nusausinami, padedant 10 min vertikaliai ant tinklo, palinkusio 45 laipsniais. Po to bandiniai buvo sveriami, matuokliu FOX 314 išmatuoti šilumos laidumo koeficientai. 

Atlikus matavimus, bandiniai vėl buvo talpinami į indą su vandeniu. Pilno bandymo trukmė – 28 dienos.

Bandymų rezultatai pateikti 2 lentelėje.

2.Lentelė

1 grafikas

Pagal 2 lentelės reikšmes 1 grafikas rodo tūrinio vandens įgėrio laike dinamiką. Pagal šį grafiką galima daryti išvadas:

1. Tiek baltojo EPS70, tiek pilkojo EPS70N plokštės pasiekia 1% įgeriamumą maždaug vienodai, per dvi savaites. Vertinant vėlesnį  laikotarpį, šiek tiek geresni rezultatai (mažesnis įgeriamumas) EPS70, nors skirtumai neesminiai. Abi šios medžiagos per sekančias dvi savaites pasiekia 2% ribą. Įgeriamumo procesas tolygus, bent jau tiriamajame  28 dienų laikotarpyje.

2. Mineralinės vatos įgeriamumo kreivė irgi iš esmės tolygi, bet žymiai progresyvesnė: 1% riba psiekiama per pirmas 6 dienas, 2 % - per 9 dienas, 3 % - per 11 dienų. Mineralinės vatos įmirkis badomojo laikotarpio pabaigoje  (po 28 dienos) viršyja  9 %.

Šilumos laidumo koeficiento pokyčiai pateikti 2 grafike, palyginamieji rezultatų duomenys apibendrinti 3.lentelėje.

2 grafikas

3.Lentelė

UAB  „Kauno šilas“ laboratorijos atlikti vienkartiniai  bandymai nepretenduoja į išsamius mokslinius tyrimus, jie tik patvirtina koncerno BASF atliktų ilgalaikių tyrimų rezultatus ir galutinę mokslininko F. Hohwiller išvadą:

Faktas yra tai, kad izoliacinių medžiagų iš mineralinės vatos terminis laidumas, esant tam pačiam drėgmės kiekiui, yra dešimt kartų didesnis negu EPS. Padidinus drėgmės kiekį 1%, mineralinės vatos  terminis laidumas padidėja  30%. o EPS – tik 3%.