Inverkan av omgivande klimatets temperaturförändringar på mätresultat vid fuktmätning i betong

Inverkan av omgivande klimatets

temperaturförändringar på

mätresultat vid fuktmätning i

betong.

Impact of ambient climate changes on measurement

results during moisture measurements in concrete.

Examensarbete, 15hp, Byggingenjör

VT 2019

i

Förord

Detta examensarbete genomfördes vårterminen 2019 på Malmö universitet. Idén till examensarbetet uppkom efter samtal med FuktCom i Lund angående osäkerheter kring fuktmätning i betong.

Jag vill tacka samtliga på FuktCom i Lund för att jag har fått genomföra mina försök i deras laboratorium samt göra stora delar av mitt skrivande där.

Ett extra stort tack till min handledare Yujing Li samt min externa handledare Sture Lindmark som har varit delaktig sedan starten av detta projekt.

Tack till Stefan Backe för hjälp med mätutrustning och teknisk support. Tack även till Jessica Boy på Sydsten i Malmö som gjöt provkroppen.

Förnamn Efternamn (I bokstavsordning med avseende på efternamnet.)

Förnamn Efternamn

ii

Abstract

In this bachelor thesis a study is done to see how ambient climate changes impacts the measurement results during moisture measurements in concrete. The method of measurement used is borehole measurements according to the RBK-system, Manual – Fuktmätning i betong. The experiments were conducted in a laboratory environment on a concrete slab, which was casted with bascement and had a w/c ratio of 0,38. To see how well the moisture meter performed during ambient climate changes eight thermistors were cast into the concrete slab to log the temperature at different depths of the concrete during the ambient climate changes. The results show that the moisture meter does read the actual temperature of the concrete during an ambient climate change, however the ambient climate change had an impact on the measurement results of the relative humidity (RH). If a snapshot measurement of the RH is done after a temperature change in the ambient climate, an incorrect measurement result of the RH is obtained. When the obtained RH is converted to RH at 20°C the fault will get enlarged. To obtain a correct RH measurement when a field measurement is done, a logged measurement should be conducted.

iii

Sammanfattning

I detta examensarbete som utfördes under vårterminen 2019 på Malmö universitet undersöktes hur temperaturförändringar i det omgivande klimatet påverkar mätresultat vid fuktmätningar i betong. Vid fuktmätningar i betong, i fält, används metoden borrhålsmätning. Vid borrhålsmätningar borras ett hål i en betongplatta eller ett betongbjälklag, därefter monteras ett mätrör i hålet sedan monteras en fuktgivare. Detta görs vanligtvis enligt RBK-systemets, Manual – Fuktmätning i betong. För att undersöka hur temperaturförändringar i det omgivande klimatet påverkar mätresultatet vid fuktmätningar utfördes försök där en provkropp gjöts med bascement, vct 0,38. Åtta termistorer gjöts in på olika djup för att kunna logga temperaturen på olika djup i provkroppen vid en temperaturförändring i det omgivande klimatet, dessa mätvärden jämfördes sedan med den loggade temperaturen samt de loggade RF-värdena från fuktgivaren. Fuktgivaren som användes vid försöken var Vaisala HMP110. För att utföra kontrollerade temperaturförändringar utfördes försöken i en fuktgenerator. Tre huvudförsök utfördes, ett med en momentan temperaturförändring i det omgivande klimatet, ett med en långsam temperaturförändring i det omgivande klimatet samt ett där okontrollerade temperaturförändringar i det omgivande klimatet skedde.

Resultaten från dessa försök visar att när en temperaturförändring i det omgivande klimatet sker mäter fuktgivarens temperatursensor betongens faktiska temperatur med god noggrannhet, men ett felaktigt RF-värde kommer att ges om en avläsning av mätvärdet sker innan en ny temperaturjämvikt har etablerats. Resultaten visar även att vid omräkning av RF till RF vid 20°C, enligt RBK-systemet, förvärras mätfelet när temperaturen inte är stabil i det omgivande klimatet.

iv

Innehållsförteckning

1 Inledning ... 1

1.1 Bakgrund ... 1

1.2 Mätmetod för mätning av RF i betong i fält ... 2

1.2.1 Mätmetod – borrhålsmätning enligt RBK-systemet ... 2

1.2.2 Kommentar till 1.2.1 ... 4 1.3 Tidigare undersökningar ... 4 1.3.1 Magnus Åhs, 2004 ... 4 1.3.2 Lars-Olof Nilsson, 1987 ... 5 1.4 Syfte ... 6 1.5 Frågeställningar ... 6 1.6 Avgränsningar ... 6 2 Fuktteori ... 7 2.1.1 Fukt i luft ... 7 2.1.2 Fukt i betong ... 7 3 Experimentellt ... 8 3.1 Metod ... 8

3.2 Form och gjutning av provkropp ... 8

3.3 Utrustning ... 9

3.3.1 Termistorer ... 9

3.3.2 Fuktgivare ... 11

3.3.3 Dataloggning ... 12

3.4 Förberedelser och förberedande försök. ... 12

3.4.1 Kontroll av termistorer ... 13

3.4.2 Förberedande försök: Temperaturjämvikt i provkropp och temperatursteg13 3.4.3 Möjliga felkällor ... 15

3.5 Huvudförsök ... 15

3.5.1 Intervall för förändring av temperatur ... 16

3.5.2 Montering av fuktgivare ... 16

3.5.3 Korrigering och omräkning av RF till RF vid 20°C. ... 16

3.5.4 Huvudförsök 1: Momentan temperaturförändring 23°C → 15°C ... 17

3.5.5 Huvudförsök 2: Långsam temperaturförändring 15°C → 23°C ... 17

3.5.6 Huvudförsök 3: Okontrollerad temperaturförändring ... 17

4 Resultat ... 18

4.1 Huvudförsök 1: Momentan temperaturförändring ... 18

4.2 Huvudförsök 2: Långsam temperaturförändring ... 19

4.3 Huvudförsök 3: Okontrollerad temperaturförändring ... 20

5 Diskussion ... 21

5.1 Temperaturjämvikt ... 21

5.2 Inverkan på mätresultat ... 21

6 Slutsatser ... 22

v

Referenser ... 23 Bilagor ... 24

1

1 Inledning

I följande kapitel förklaras varför denna undersökningen gjordes samt vad som ligger till grund för den.

1.1 Bakgrund

I byggbranschen finns det många olika problem, där bland annat problematik med fukt är något som förekommer i hög grad. I dagens byggbransch med pressade produktionstider och snäva tidsplaner är det viktigt att inte tumma på fuktsäkerheten, då man måste försäkra sig om att man levererar en produkt som håller önskad kvalitet. En ytterst relevant del i detta fuktsäkerhetsarbete är att använda mätinstrument och mätmetoder som ger pålitliga mätresultat. En stor del av detta arbete består av fuktmätning i betong, i produktionsstadiet. Vid produktionen av ett betongbjälklag eller betongplatta är det av stor vikt att den aktuella relativa fuktigheten (RFakt) underskrider den kritiska relativa fuktigheten (RFkrit). RFkrit avser RF-kravet

för den aktuella konstruktionen där ytskikt är inkluderat. Vilken RFkrit som är aktuell beror på

vilket ytskikt som ska användas. Arfvidsson, Harderup och Samuelson (2017) redovisar några riktvärden för RFkrit för olika byggnadsmaterial.

För att kunna säkerställa att RFakt underskrider RFkrit innan beläggningen av ytskikt sker, krävs

det tillförlitliga mätresultat. Om beläggningen av ett ytskikt sker innan RFkrit underskrids är det stor risk att en fuktskada kommer att uppstå eftersom många ytskikt fungerar som ett lock när de applicerats och uttorkningen av betongen inte kan fortskrida.

Det finns därför ett stort behov av att leverera ett mätresultat som är tillförlitligt för att undvika kostsamma fuktskador. I dagens bransch finns det två metoder som främst används vid mätning av RF i betong, uttaget prov samt borrhålsmätning (se avsnitt 1.2.1). Försöken i detta arbete baseras på borrhålsmätningar då dessa görs i fält där klimatet fluktuerar.

Tillverkarna av de fuktgivare som idag finns på marknaden anger att de kan mäta RF med stor noggrannhet vid 20°C. Det är även vid 20°C som fuktgivare kalibreras vid enligt RBK-systemet (Sveriges Byggindustrier 2017). Fuktmätningar i form av uttaget prov görs i laboratoriemiljö under optimala förhållanden vid en stabil temperatur på 20°C. Borrhålsmätningar är en fältmätning, det vill säga, fuktmätningen görs på byggarbetsplatsen. Vid de mest gynnsamma förutsättningarna har klimatet på byggarbetsplatsen en stabil temperatur runt 20°C. Det är dock vanligt att klimatet har temperaturfluktuationer då det finns många faktorer som påverkar temperaturen så som byggvärme, mänsklig aktivitet, byggnadens utformning, årstider, geografisk placering etc. För att en borrhålsmätning ska ge ett tillförlitligt resultat krävs det råder fukt- och temperaturjämvikt mellan luften i mätröret och betongen den är i kontakt med. Om denna jämvikt påverkas av temperaturfluktuationer i det omgivande klimatet kommer ett felaktigt mätresultat att ges.

Därför är det av intresse att undersöka hur väl fuktgivaren mäter betongens faktiska temperatur i situationer där dess temperatur förändras p.g.a. temperaturförändringar i det omgivande klimatet.

2

1.2 Mätmetod för mätning av RF i betong i fält

I detta kapitel presenteras information om mätmetoder för mätning av RF i betong enligt RBK-systemets, Manual – Fuktmätning i betong (Sveriges Byggindustrier, 2017).

1.2.1 Mätmetod – borrhålsmätning enligt RBK-systemet

Enligt Boverkets (2017) anvisningar bör fuktmätningar i betong utföras enligt RBK-systemet,

Manual – Fuktmätning i betong (Sveriges Byggindustrier 2017), av fuktkontrollanter som är

auktoriserade av Rådet för byggkompetens, RBK. Fortsatt i rapporten kommer alla hänvisningar till fuktmätningsmanual avse fuktmätningsmanualen enligt RBK-systemet, om inget annat anges.

Kortfattat går en borrhålsmätning i betong, enligt fuktmätningsmanualen, i en betongplatta med enkelsidig uttorkning, till på följande sätt.

• Ett mäthål borras i betongplattan med ett djup som är 40% av betongplattans totala tjocklek.

• Mäthålet dammsugs för att avlägsna damm, borrkax, etc.

• Ett mätrör placeras i borrhålet. Tätningsmassa appliceras mellan mätröret och betongen för att undvika fuktläckage i borrhålet, runt mätröret.

• Mätrörets lufttäthet provas med en täthetsprovare efter att det har monterats.

• Mätröret tätas med en gummiplugg för att undvika fuktläckage i själva mätröret, se

figur 1.

• Fuktgivaren monteras tidigast tre dygn efter att mäthålet har borrats. Mätröret lufttäthet provas åter igen innan fuktgivaren monteras.

• Avläsningen av mätvärden får sedan ske tidigast ytterligare tre dagar efter att givaren har monterats. Detta är för att det ska råda temperatur- och fuktjämvikt mellan fuktgivarens sensor och betongen.

3

Figur 1: Mätrör för RF-mätning monterat i borrhål. Hämtad från Manual – Fuktmätning i betong (Sveriges Byggindustrier 2017).

4 1.2.2 Kommentar till 1.2.1

I fuktmätningsmanualen skrivs det om val av placering för mätpunkter. Där föreskrivs det att mätpunkten ska placeras i det område där det antas vara som fuktigast. Vidare anges i fuktmätningsmanualen även att punkterna i textrutan ovan (figur 2) ska beaktas vid placering av mätpunkt. Som framgår av dessa punkter har temperaturen en stor inverkan på mätresultatet. Petterson och Ljungkrantz (2000, 224) påtalar även att de är svårt att mäta RF i betong, i fält, under varierande temperaturförhållanden, då temperaturfluktuationer och temperaturskillnader mellan fuktgivarens sensor och betong är en orsak till stor mätosäkerhet. Därför bör fuktmätningar inte göras innan byggnaden är uppvärmd.

Det är just svårigheterna med att uppnå jämvikt mellan givarens sensor och betongen som är intressant att undersöka, vilket är avsikten med detta examensarbete. Om temperaturförändringar i det omgivande klimatet påverkar denna jämvikt kommer mätresultatet att påverkas.

1.3 Tidigare undersökningar

I kommande avsnitt presenteras tidigare undersökningar som har gjorts och som är relevanta för detta arbete.

1.3.1 Magnus Åhs, 2004

I artikeln Svårigheter med att mäta fukt i betong, publicerad i Bygg & teknik skriver Magnus Åhs om sin undersökning där han undersöker hur temperaturfluktuationer påverkar mätresultatet av RF i betong. Åhs (2004, 56–59) menar att vid en avläsning av den monterade givaren ges det ett ögonblicksvärde av RF. Dock säger avläsningen inget om temperaturfluktuationer eller om konstruktionen är på väg att torkas ut eller fuktas upp. Det vill säga om avläsningen sker på absorption- eller desorptionskurvan. Åhs påtalar därför att en loggad fuktmätning ger en betydligt bättre bild över hur uttorkningsförloppet verkligen ser ut. Åhs försök gjordes på en byggarbetsplats där klimatet varierade utan att vara kontrollerat eller förutbestämt. I sitt försök använde Åhs en fuktgivare av typen HumiGuard.

Åhs uppger att denna typ av fuktmätning bygger på antagandet att det råder jämvikt mellan den innestängda luften i mätröret och betongens RF. Det värde som givaren då mäter i luften är därför detsamma som råder i betongen. Därför är det ytterst intressant att undersöka om denna jämvikt verkligen råder, eller om temperaturförändringar i det omgivande klimatet påverkar temperaturen och därmed jämvikten i mätröret.

Resultatet av Åhs undersökning har visat att om att isolering placeras ovanpå mätpunkten så minskar både temperatur- och RF-svängningarna i mätröret, vilket ger en bättre bild av uttorkningsförloppet, se figur 3.

5

Figur 3: Den relativa fuktighetens beroende av temperaturen, Åhs (2004, 58). Diagram Tv: Visar hur RF beror av temperaturen när mätpunkten är isolerad. Diagram Th: Visar hur RF beror av temperaturen när

mätpunkten är oisolerad.

I Åhs försök loggades betongens temperatur endast med fuktgivarens temperatursensor och undersökningen visar inget om hur pass väl fuktgivarens temperatursensor mäter betongens verkliga temperatur när dessa temperaturfluktuationer sker. Det som tydligt redovisas i försöket är RF och temperaturens beroende av varandra.

Genom att logga temperaturen i det omgivande klimatet, betongens temperatur på olika förutbestämda djup, samt temperaturen som fuktgivarens temperatursensor registrerar under kontrollerade temperaturförändringar av det omgivande klimatet, kommer man förhoppningsvis att få en bättre bild av huruvida fuktgivaren verkligen mäter betongens temperatur eller om den störs av temperaturförändringar i det omgivande klimatet. Genom att även logga RF i betongen under dessa temperaturförändringar kommer det att synas om det finns en kritisk tidsperiod då ett mätfel blir som störst efter en temperaturförändring.

1.3.2 Lars-Olof Nilsson, 1987

1987 genomförde Lars-Olof Nilsson en undersökning, Temperature effects in relative humidity

measurements on concrete – some preliminary studies, för att undersöka hur RF i betong

påverkas av temperaturvariationer. Mätningarna gjordes på betongprover med tre olika vct, vct 0,4, 0,7, och 0,7 med silikatillsats. För att betongproverna skulle ha konstant fukthalt under försöken placerades de i mätrör av glas och förslöts med en gummikork där fuktgivaren var monterad. Provrören med betongproverna placerades i en klimatkammare där kontrollerade temperaturstegringar gjordes, mellan varje temperaturstegring lät man betongproven uppnå fuktjämvikt. Nilsson kom fram till att temperaturens inverkan på RF i betongen är +0–0,4 ∆𝑅𝐹/∆℃, beroende på fukthalten, se figur 4.

6

Figur 4: Omräkningskurva ∆RF/∆℃ beroende av RF, Nilsson (1987)

I sin rapport påpekar Nilsson vikten av att fuktgivarens temperatursensor står i jämvikt med betongens temperatur för att mätfel inte ska uppstå. Detta kan ske när en fuktgivare placeras i ett borrhål på en byggarbetsplats där temperaturen i klimatet fluktuerar.

Om det kan påvisas att fuktgivarens temperatursensor inte mäter betongens verkliga temperatur vid en temperaturförändring i det omgivande klimatet är det något som bör tas i beaktning vid en borrhålsmätning.

1.4 Syfte

Syftet med detta examensarbete var att undersöka hur temperaturfluktuationer i det omgivande klimatet inverkar på fuktmätningar i betong

1.5 Frågeställningar

Frågeställningarna i detta arbete var följande:

• Hur väl mäter fuktgivarens temperatursensor betongens faktiska temperatur vid en temperaturförändring i det omgivande klimatet?

• Hur påverkas det uppmätta RF-värdet vid en temperaturförändring i det omgivande klimatet?

1.6 Avgränsningar

Försöken i detta arbete utfördes i en laboratoriemiljö. Endast en provkropp av betong användes i dessa försök med typen bascement och betongkvalitén vct 0,38 och gjöts på Sydstens laboratorium i Malmö. Provkroppens storlek begränsades av utrymmet i fuktgeneratorn. Försöken utfördes i laboratoriemiljö och begränsades till en provkropp samt betongkvalité då det bedömdes att fler provkroppar inte skulle ge något annat resultat.

Det finns ett flertal fuktgivare som är godkända att använda vid fuktmätning i betong enligt RBK-systemets fuktmätningsmanual. I detta arbete användes endast fuktgivaren Vaisala HMP110 eftersom den är kompatibel med dataloggern PicoLog ADC-24 som användes vid försöken. Vaisala HMP110 har även samma komponenter och utformning som fuktigvaren Vaisala HMP40S som är godkänd av Rådet för byggkompetens för fuktmätning i betong.

7

Antalet huvudförsök begränsades till tre då det uppstod problem med dataloggningsutrustningen.

2 Fuktteori

I detta kapitel redogörs det för teori om relativ fuktighet i luft och betong. 2.1.1 Fukt i luft

Fukt i luft mäts vanligen i relativ fuktighet (RF, 𝜑). RF är kvoten mellan luftens fuktinnehåll (ånghalt, 𝑣) och dess maximala fuktkapacitet vid aktuell temperatur (mättnadsånghalt, 𝑣𝑠 (𝑇)). RF beräknas med ekvation 1.1 (Arfvidsson, Harderup & Samuelson 2017, 327) där RF anges i procent, både 𝑣 och 𝑣𝑠 (𝑇) anges vanligen i g/m3 eller kg/m3.

𝜑 = 𝑣

𝑣𝑠 (𝑇) (1.1)

Vid ökande temperatur ökar även luftens maximala fuktkapacitet, dvs. luftens förmåga att bära fukt och vid en minskande temperatur minskar luftens maximala fuktkapacitet. Är 𝑣 = 𝑣_𝑠 blir RF 100% och en kondensutfällning börjar att ske, således kan inte luftens ånghalt överstiga luftens mättnadsånghalt.

2.1.2 Fukt i betong

Det har visat sig vid mätningar av RF (exempelvis Lars-Olof Nilssons försök 1987) att RF i betong beter sig tvärtemot RF i luft. Vid en temperaturökning i betong där fuktinnehållet är oförändrat kommer RF att stiga och vid en sänkning av temperaturen sjunker RF. Kortfattat och mycket förenklat beror detta på att eftersom fukthalten är konstant så är meniskernas krökningsradie så gott som konstant och därmed förändras RF eftersom vattnets ytspänning och densitet är temperaturberoende. Detta medför att vid en temperaturökning ökar ångtrycket ovan meniskens yta, vilket leder till att ett högre RF värde ges och vice versa vid en sjunkande temperatur.

Figur 5 visar en principskiss av hur sorptionsisotermen för betong förändras och förskjuts vid

en ökad temperatur. Vid en oförändrad fukthalt (w) samt en ökad temperatur förskjuts sorptionsisotermen åt höger, detta ger ett högre RF värde.

Då RF är temperaturberoende är det kritiskt att fuktgivarens temperatursensor står i jämvikt med betongens temperatur vid en borrhålsmätning. Om fuktgivarens temperatursensor påverkas snabbare eller långsammare än betongen vid en temperaturförändring i det omgivande klimatet kommer således ett felaktigt mätresultat att ges om avläsningen sker innan jämvikt mellan betong och temperatursensor åter har uppnåtts.

8

Figur 5: Principskiss av sorptionsisoterm för betong, heldragna linjer representerar sorptionsisotermen vid 20°C. Streckade linjer representerar sorptionsisotermen vid en något högre temperatur.

3 Experimentellt

I följande kapitel behandlas de metoder samt tillvägagångssätt som använts för att utföra försöken. Kapitlet behandlar även information angående den tekniska utrustning som använts för att utföra försöken. Försöken utfördes på FuktComs laboratorium i Lund, där tillhandahölls även all teknisk utrustning.

3.1 Metod

I detta avsnitt presenteras information om provkroppen, den tekniska utrustningen som användes, kalibrering av mätutrustning och de metoder som användes för att utföra samtliga försök.

3.2 Form och gjutning av provkropp

En gjutform konstruerades av cellplast (XPS3000, λ-värde: 0,034 𝑊/(𝑚2∙ 𝐾)) med yttermåtten angivna i mm b:300, h:210, d:285, se figur 6. Cellplasten hade en tjocklek på 50mm. 10st termistorer placerades på olika djup i formen för att temperaturen skulle kunna loggas på olika djup i provkroppen. Djupen termistorerna gjöts in på var 10mm, 30mm, 50mm samt 70mm från betongytan. Provkroppens totala betongtjocklek var 100mm. Termistorerna placerades i två grupper med fyra termistorer i vardera grupp, de två resterande termistorerna placerades för att logga temperaturen i luften ovanför provkroppen och på ytan av betongen, se

figur 7. Formen konstruerades så att den kunde vara kvarsittande med syfte att minimera

temperaturinverkan från botten samt sidor.

Provkroppen gjöts på Sydstens laboratorium i Malmö, mars 2019. Betongen som användes är bascement med vct 0,38, se figur 6. Gjutningen av provkroppen skedde ca två månader innan försöken skulle utföras för att hydratationsprocessen i betongen med säkerhet inte skulle ha någon inverkan på försöken. Då försöken ska simulera temperatursvängningar på en byggarbetsplats under produktionstiden var det optimalt att betongen höll en RF på 85–95% under försöken. För att hindra att en för stor uttorkning av provkroppen skedde täcktes den med

75 78

desorption

9

en fuktig tygbit samt plastfolie. Provkroppens storlek begränsades av klimatkammarens storlek i fuktgeneratorn (b:381mm, h:381mm, d:305mm).

Figur 6: Tv: Gjutningsform av cellplast med termistorer placerade på olika djup. Th: Gjuten provkropp samt form av cellplast

Figur 7: Tvärsnitt av form samt provkropp.

3.3 Utrustning

I detta avsnitt redovisas den tekniska utrustning som använts vid samtliga försök. 3.3.1 Termistorer

CH25-3H103FB, Mitsubishi Materials

Termistorerna som används är CH25-3H103FB tillverkade av Mitsubishi Materials. Termistorerna används för att mäta temperaturen i luften, på betongens yta samt i betongen. Innan termistorerna göts in i provkroppen doppades de i en epoxy för att de ska vara resistenta mot korrosion då de gjuts in i betongen, då korrosion kan påverka deras funktionsduglighet. Tillverkaren anger att termistorerna har ett mätområde från -40°C till +110°C

10

Samtliga termistorer kalibrerades innan försöken utfördes för att ett korrekt mätvärde skulle ges. Termistorerna kalibrerades på tre temperaturer inom det temperaturintervall försöken skulle utföras på. Kalibreringstemperaturerna var 15°C, 20°C samt 25°C. Från de avlästa värdena vid kalibreringstillfället skapas kalibreringsdiagram där ett avläst samt ett verkligt värde ges, se figur 8. Efter att kalibreringsdiagrammet hade skapats togs en korrektionsekvation fram för att korrekt mätvärde ska ges när denna tillämpas. Detta gjordes genom att tillämpa en polynomisk trendlinje i Excel, se figur 8. Kalibreringen utfördes i en fuktgenerator av modellen Thunder Scientific 2500, denna skapar ett konstant klimat samt RF vid angiven temperatur där temperaturosäkerheten är ±0,1°C samt 0,5% RF. Korrektionsekvationer för samtliga termistorer redovisas i tabell 1.Samtliga kalibreringskurvor för temperaturkalibrering av termistorer redovisas i bilaga 1.

Ekvation för temperaturkalibrering av termistorer.

𝑇𝑘𝑜𝑟𝑟 = 𝐴 ∙ 𝑇𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑2 + 𝐵 ∙ 𝑇𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑 – 𝐶 (2.1)

Där Tkorr är den korrigerade temperaturen och Tloggad är den loggade temperaturen.

Tabell 1: Korrektionsekvationer av temperatur för termistorer.

Termistor Korrektionsekvation Ch1 _{𝑇𝑘𝑜𝑟𝑟.𝑐ℎ1= 0,0077 ∙ 𝑇𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑}2 _{+ 0,8503 ∙ 𝑇} 𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑− 0,7575 Ch2 _{𝑇𝑘𝑜𝑟𝑟.𝑐ℎ2= 0,008 ∙ 𝑇𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑}2 _{+ 0,8326 ∙ 𝑇} 𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑− 0,6497 Ch3 _{𝑇𝑘𝑜𝑟𝑟.𝑐ℎ3= 0,0081 ∙ 𝑇𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑}2 _{+ 0,8291 ∙ 𝑇} 𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑− 0,5843 Ch4 𝑇𝑘𝑜𝑟𝑟.𝑐ℎ4= 0,0081 ∙ 𝑇𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑2 + 0,8236 ∙ 𝑇𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑− 0,4821 Ch5 _{𝑇𝑘𝑜𝑟𝑟.𝑐ℎ5= 0,0077 ∙ 𝑇𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑}2 _{+ 0,8555 ∙ 𝑇𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑− 0,8817} Ch6 𝑇𝑘𝑜𝑟𝑟.𝑐ℎ6= 0,0077 ∙ 𝑇𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑2 + 0,8483 ∙ 𝑇𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑− 0,722 Ch7 _{𝑇𝑘𝑜𝑟𝑟.𝑐ℎ7= 0,0077 ∙ 𝑇𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑}2 _{+ 0,8456 ∙ 𝑇𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑− 0,7093} Ch8 _{𝑇𝑘𝑜𝑟𝑟.𝑐ℎ8= 0,0078 ∙ 𝑇𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑}2 _{+ 0,8556 ∙ 𝑇} 𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑− 0,9308 Ch9 _{𝑇𝑘𝑜𝑟𝑟.𝑐ℎ9= 0,0084 ∙ 𝑇𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑}2 _{+ 0,8209 ∙ 𝑇} 𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑− 0,5695 Ch10 _{𝑇𝑘𝑜𝑟𝑟.𝑐ℎ10= 0,0078 ∙ 𝑇𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑}2 _{+ 0,8415 ∙ 𝑇} 𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑− 0,6903

11

Figur 9: Vaisala HMP110 Figur 8: Exempel på kalibreringskurva, termistor.

3.3.2 Fuktgivare

Vaisala Humidity and Temperature Probe HMP110

I fuktgivaren sitter en fuktsensor (Vaisala HUMICAP 180R) och en temperatursensor (Pt1000 RTD). Övrig tekniska data redovisas i tabell 2. Fuktsensorn mäter RF genom att elektrisk kapacitans mäts i en tunn polymerfilm som tar upp och avger fukt beroende av RF i den omgivande luften. Den elektriska kapacitansen blir sedan omvandlat till ett RF-värde. I tabell

2 redovisas tekniska data för Vaisala HMP110, enligt tillverkaren.

Tabell 2: Tekniska data, Vaisala HMP110.

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 24,00 25,00 26,00 Ve rk lig tem p era tu r (° C) Avläst temperatur (°C)

EXEMPEL PÅ KALIBRERINGSKURVA, TERMISTOR

Teknisk data Vaisala HMP110

Mätområde, RF 0–100%

Mätosäkerhet, 0–90% RF ±1,5 % RF

Mätosäkerhet, 90–100% RF ±2,5% RF Mätområde -40 … +80°C Mätosäkerhet 0 … +40°C ±0,2°C

12

Fuktgivaren temperaturkalibrerades på samma sätt som termistorerna. Korrektionsekvationen som erhölls var följande.

𝑇_{𝑘𝑜𝑟𝑟,𝑣𝑎𝑖𝑠𝑎𝑙𝑎} = 0,0267𝑇_{𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑}2 + 0,0613𝑇_{𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑} + 7,9936 (2.2)

För att få ett korrekt RF-värde vid mätningar måste en kalibrering av fuktgivaren ske innan försöken utförs. Kalibreringen av fuktgivaren medför att mätosäkerheterna som redovisas i

tabell 2 minskar. Fuktgivaren som användes vid försöket kalibrerades i en fuktgenerator,

Thunder Scientific 2500. Kalibreringen utfördes enligt fuktmätningsmanualen, fuktgivaren kalibrerades vid 20°C på 75%, 85%, 90% samt 90% RF. Kalibreringskurvan för fuktgivaren redovisas i figur 10. En ekvation som gav ett korrigerat RF-värde togs fram genom att tillämpa en linjär trendlinje i Excel, där det avlästa värdet angavs på x-axeln och det verkliga RF-värdet angavs på y-axeln. Korrektionsekvationen som erhölls var följande.

𝑅𝐹_{𝑘𝑜𝑟𝑟} = 1,0862 ∙ 𝑅𝐹_{𝑙𝑜𝑔𝑔𝑎𝑑}− 5,9988 (2.3) Där RFkorr är det korrigerade RF-värdet och RFloggad är det loggade RF-värdet.

Figur 10: Kalibreringskurva Vaisala HMP110

3.3.3 Dataloggning

För loggning av RF och temperatur från fuktgivaren användes dataloggern PicoLog ADC-24. Temperaturloggning av termistorerna skedde med FuktLog som är ett dataloggersystem utvecklat av Thord Lundgren, forskningsingenjör vid LTH. Loggningsintervallen för de båda systemen var 10 minuter. Dataloggningssystemen förändrar inte utsignalen från givaren eller termistorerna, den levereras direkt till datorn.

3.4 Förberedelser och förberedande försök.

I detta avsnitt redovisas tillvägagångssättet för de förberedande försöken som genomfördes innan huvudförsöken, för att ta reda på nödvändig information samt kontroller av att all utrustning var korrekt placerad, inkopplad samt fungerande.

70 75 80 85 90 95 100 70,0 75,0 80,0 85,0 90,0 95,0 100,0 Av läs t vär d e (% RF) Verkligt värde (% RF) Kalibreringskurva Vaisala HMP110 HMP110 Verkligt värde

13 3.4.1 Kontroll av termistorer

För att kontrollera att termistorerna fungerade och var korrekt inkopplade samt märkta med korrekt placering av djup, konditionerades först provkroppen vid en stabil temperatur på 23°C samt 50% RF under tre dygn. Provkroppens yta värmdes sedan upp med en värmefläkt under nio minuters tid. Figur 11 visar att märkning av termistorerna var korrekt, då provkroppen yta värmdes upp visas att samtliga termistorer reagerar i rätt ordning, uppifrån och ner, på temperaturförändringen. Termistorerna som loggade temperaturen i luften ovan betongen, samt yttemperaturen avlägsnades innan försöket med värmefläkten för att inte skadas av värmen.

Figur 11: Kontroll av termistorernas funktion och placering. Djup anges i mm från betongytan.

3.4.2 Förberedande försök: Temperaturjämvikt i provkropp och temperatursteg

Två förberedande försök utfördes för att ta reda på hur lång tid det tog för betongkroppen att nå temperaturjämvikt vid en temperaturförändring i det omgivande klimatet. Syftet var att erhålla det tidsintervall som krävdes för att utföra huvudförsöken. Detta är för att provkroppen skulle hamna i temperaturjämvikt innan en ny temperaturstegring skedde. Under de förberedande försöken var fuktgivaren ej monterad då risken för luftläckage vid mätröret ökar om fuktgivaren är monterad under en längre tid. För att få en kontrollerad temperaturändring i det omgivande klimatet utfördes försöken i fuktgeneratorn. Fuktgeneratorns temperaturstegring är nära nog momentan.

• Vid första försöket gjordes en momentan temperaturändring på 1°C, från 20°C-21°C. Tid för att uppnå temperaturjämvikt i provkroppen var 31h.

• Vid andra försöket gjordes en momentan temperaturändring på 5°C, från 21°C-26°C. Tid för att uppnå temperaturjämvikt i provkroppen var 33h.

Dessa försök visade att tiden för att uppnå temperaturjämvikt i provkroppen efter en temperaturförändring i det omgivande klimatet var relativt konstant oberoende av hur stort temperatursteget var. Anledningen till detta är att större temperaturskillnader mellan provkroppen och den omgivande temperaturen medför större termisk drivkraft. När

20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 0 2,5 5 7,5 10 12,5 15 17,5 20 22,5 25 Te m p ° C Tid (min)

Kontroll av termistorer

14

provkroppen börjar närma sig temperaturjämvikt och temperaturskillnaden mellan provkroppen och det omgivande klimatet minskar, då minskar även den termiska drivkraften och förloppet går långsammare. De förberedande försöken redovisas i figur 12 & 13.

Figur 12: Förberedande försök, temperaturstegring 20–21°C.

Figur 13: Förberedande försök, temperaturstegring 21–26°C.

19,6 19,8 20,0 20,2 20,4 20,6 20,8 21,0 21,2 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 Temp ( °C) Tid (min)

Temperaturstegring 20 - 21°C ch 1-4

Temperaturstegring 21-26°C ch 1-4

15

Vid de förberedande försöken visade resultaten att temperaturskillnaderna mellan olika djup i provkroppen var mycket små. För att approximativt verifiera att detta stämde gjordes en kontrollberäkning där temperaturen beräknas som funktion av tiden på olika djup i en betongskiva. Beräkningen ger ett uppskattningsvärde och gäller då betongskivan är kraftigt värmeisolerad på ena sidan och värmeflödet sker i en riktning. För beräkningen användes

ekvation 2.3 hämtad från Claesson, Nevander och Sandin (1984, 4.34-4.35) Resultatet från

denna beräkningen redovisas i bilaga 2. I resultatet från beräkningen framgår att temperaturskillnaderna på de olika djupen i en betongskiva är väldigt små. Vid beräkningen antogs rimliga värden gällande betongens egenskaper då dessa inte är kända i försöket.

𝑇(𝑥, 𝑡) = 𝑇1− (𝑇1− 𝑇0) ∙ 4 𝜋∙ 𝑆𝑖𝑛 ( 𝜋∙𝑥 𝐿 ) ∙ 𝑒 −𝑡 𝑡𝑐 ⁄ _(2.3) Där följande gäller:

T(x,t) temperaturen i °C som funktion av tiden och djupet. T1 är temperaturen i det omgivande klimatet (°C).

T0 är begynnelsetemperaturen i betongskivan (°C).

x är djup från ytan (m).

L är betongskivans tjocklek (m) t är tiden i sekunder

Där tc är tidsskalan och fås genom ekv. (2.4). 𝑡𝑐 = 4𝐿2 𝜋2_𝑎 (2.4) Där a fås genom ekv. (2.5). a är betongens värmediffusivitet (m2/s) 𝑎 = 𝜆 𝜌𝑐 (2.5) λ är betongens lambdavärde (W/(m∙K)) ρ är betongens densitet (kg/m3₎

c är betongens specifika värmekapacitet (J/(kg∙K)) 3.4.3 Möjliga felkällor

Efter att fuktgivaren har monterats i mätröret är det inte möjligt att göra en kontroll av lufttätheten i mätröret. Då fuktgivaren varit monterad en längre tid när huvudförsök 1 och 2 utfördes är det möjligt att det har uppstått ett luftläckage som kan ha påverkat resultaten. Det är dock även svårt att konstatera om detta luftläckage uppkommer vid fuktmätningar i fält, på byggarbetsplatser.

3.5 Huvudförsök

I detta avsnitt redovisas hur huvudförsöken genomfördes. Huvudförsöken syftade till att se hur mätresultatet vid fuktmätning i betong påverkas av förändringar i det omgivande klimatet och huruvida fuktgivarens temperatursensor mäter betongens faktiska temperatur vid en sådan temperaturförändring.

16 3.5.1 Intervall för förändring av temperatur

Utifrån de förberedande försöken bestämdes temperaturförändringar samt tidsintervallet för huvudförsöken. Vid huvudförsöken kom en temperaturstegring på 8°C att göras för att undersöka ett extremfall och hur väl fuktgivarens temperatursensor mäter provkroppens faktiska temperatur under detta förlopp samt hur mätresultatet påverkades av detta. Vid huvudförsök 1 gjordes en momentan temperaturförändring från 23°C→15°C. Vid

huvudförsök 2 utfördes en långsam temperaturförändring från 15°C → 23°C där temperaturen höjdes med 1°C var 30e minut. Vid huvudförsök 3 placerades provkroppen i ett kontorsrum där okontrollerade temperaturförändringar i det omgivande klimatet skedde.

Temperaturförändringar och tidsintervall för samtliga huvudförsök redovisas i tabell 3.

Tabell 3: Temperaturförändringar och tidsintervall för huvudförsök.

Huvudförsök Temp (°C) Förändringstid (min) Försök 1 23→15 Momentan

Försök 2 15→23 1°C/30 min Försök 3 20→25 Okontrollerat

3.5.2 Montering av fuktgivare

Innan det första huvudförsöket genomfördes monterades fuktgivaren i provkroppen enligt fuktmätningsmanualen av en RBK-certifierad tekniker, se figur 14.

Figur 14: Monterad fuktgivare i provkropp.

3.5.3 Korrigering och omräkning av RF till RF vid 20°C.

Vid fuktmätningar enligt fuktmätningsmanualen korrigeras och omräknas mätvärdet från mätt RF och temperatur till RF vid 20°C. Detta görs då riktlinjerna för högsta tillåtna RF i betong före beläggning av ytskikt enligt AMA Hus gäller RF vid 20°C om inget annat anges. Detta görs för att 20°C antas vara brukstemperaturen för konstruktionen och är vanligtvis den

17

temperatur vid vilken olika materials kritiska RF anges. Genom att korrigera mätvärdet, RF till RF vid 20°C underlättas jämförelsen av mätresultat från olika mätningar. I samtliga grafer från mätningarna redovisas både de loggade och kalibrerade mätvärdena men även RF korrigerad till RF vid 20°C. Korrektionsfaktorn för RF vid 20°C beräknas sedan med ekvation 2.6, Sveriges Byggindustrier (2017). När korrektionsfaktorn har beräknats adderas den till mätvärdet. Vanligtvis hämtas korrektionsfaktorn ∆𝑅𝐹/∆𝑇 från Manual – Fuktmätning i betong, se figur 15. Vid huvudförsöken beräknades en specifik korrektionsfaktor ∆𝑅𝐹/∆𝑇 för varje försök genom att använda de stabila temperatur och RF-värden som erhölls vid starten och slutet av varje försök.

𝐾 = ∆𝑅𝐹

∆𝑇 ∙ (20 − 𝑡) (2.6)

Figur 15: Diagram för bestämning av korrektionsfaktor ∆RF/∆TF. Hämtad från Manual – Fuktmätning i betong (Sveriges byggindustrier 2017).

3.5.4 Huvudförsök 1: Momentan temperaturförändring 23°C → 15°C

Efter att fuktgivaren monterats i provkroppen konditionerades den i fuktgeneratorn vid 23°C och RF 50% under tre dygn för att total temperaturjämvikt i provkroppen skulle råda. Efter dessa tre dygn gjordes en momentan temperatursänkning från 23°C till 15°C.

3.5.5 Huvudförsök 2: Långsam temperaturförändring 15°C → 23°C

Provkroppen konditionerades ytterligare två dagar vid 15°C samt 50% RF i fuktgeneratorn efter att huvudförsök 1 hade utförts, innan huvudförsök 2 utfördes. Vid huvudförsök 2 gjordes en långsam temperaturstegring från 15°C → 23°C där temperaturen stegrades med 1°C var 30:e min under ett tidsförlopp på fyra timmar.

3.5.6 Huvudförsök 3: Okontrollerad temperaturförändring

Vid huvudförsök 3 placerades provkroppen i ett kontorsrum där klimatet var okontrollerat och varierade naturligt under försöket. Innan huvudförsök 3 påbörjades täthetsprovades mätröret i samband med att provkroppen togs ut ur fuktgeneratorn, mätröret var fortfarande lufttätt. Huvudförsök 3 utfördes för att påvisa hur sambandet mellan RF och temperatur ser ut under en längre tid.

18

Figur 16: Huvudförsök 1: Momentan temperaturförändring av det omgivande klimatet samt RF i provkropp registrerat av fuktgivare.

88,5 89,0 89,5 90,0 90,5 91,0 91,5 92,0 92,5 93,0 93,5 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 24,00 0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 RF (% ) Te m p ( °C) Tid (min)

Momentan temperaturstegring 23-15°C, Ch1-4

4 Resultat

I detta kapitel redovisas resultaten från huvudförsöken. Då mätresultatet från de två grupperna av ingjutna termistorer visar lika resultat kommer endast resultatet från den ena gruppen av termistorer samt lufttemperatur och yttemperatur att redovisas i diagrammen.

4.1 Huvudförsök 1: Momentan temperaturförändring

De loggade mätvärdena från huvudförsök 1 presenteras i diagrammet i figur 16. Resultatet visar hur betongens temperatur sjunker vid en momentan temperaturförändring i det omgivande klimatet. Det tog ca 33h att uppnå en temperaturjämvikt i provkroppen. I diagrammet visar Ch9

(luft) hur luftens temperatur i fuktgeneratorn sjunker betydligt snabbare än provkroppens

temperatur (Ch1-4). Termistor Ch10 (På yta) visar att temperaturen på provkroppens yta reagerar på ett liknande sätt likt termistorerna i provkroppen (Ch1-4), dock något snabbare.

Vaisala T är den loggade temperaturen från fuktgivarens temperatursensor. I diagrammet kan

man se att fuktgivaren med god noggrannhet mäter provkroppens faktiska temperatur på 40% av dess totala djup, när en temperaturförändring i det omgivande klimatet sker.

Kurvan som ges av RF-Kal är de loggade samt kalibrerade RF-värden som loggades under försöket. När den momentana temperaturförändringen i det omgivande klimatet skedde kan man se att RF-värdet som fuktgivaren mäter först ökar från 91,4 % till 93,3%, en ökning med 1,9% för att sedan sjunka och efter ca 10h följa en stabil kurva. Kurvan RF-20°C visar det loggade RF-värdet omräknat till RF vid 20°C med ekvation 2.6. Här ser man att när temperaturförändringen sker, ökar detta RF-värde från 90,5% till 92,9%, en ökning med 2,4%.

19

4.2 Huvudförsök 2: Långsam temperaturförändring

Vid huvudförsök 2 stegrades temperaturen från 15°C till 23°C med en temperaturstegring på 1°C varje halvtimme. Resultatet från detta försök gav ett resultat likt huvudförsök 1. Diagrammet i figur 17 visar resultatet från huvudförsök 2. Det tog ca 33h för provkroppen att uppnå temperaturjämvikt. De ingjutna termistorerna Ch1-4 visar en jämn temperaturförändring i provkroppen. Ch9 (luft) visar något bättre hur temperaturen i det omgivande klimatet förändrades stegvis. Termistorn på provkroppens yta Ch10 (På yta) reagerar på temperaturförändringen något snabbare än de ingjutna termistorerna, likt huvudförsök 1. Fuktgivarens temperatursensor (Vaisala T) följer även i detta försök provkroppens temperaturkurva och mäter provkroppens faktiska temperatur med god noggrannhet under hela försöket.

I detta försök sjunker RF-värdet i samband med temperaturstegringen. De loggade RF-värdena

(RF-Kal) visar dock en något flackare kurva än i huvudförsök 1. Detta tyder på en långsammare

förändring av RF. Förändringen av det loggade RF-värdet vid temperaturförändringen är 0,7%, från 88,9% till 88,2% RF. Det omräknade RF-värdet till RF vid 20°C sjunker från 90,5% till 88,2% en sänkning med 1,3%.

Figur 17: Huvudförsök 2: Långsam temperaturförändring av det omgivande klimatet samt RF i provkropp registrerat av fuktgivare. 88,0 88,5 89,0 89,5 90,0 90,5 91,0 91,5 92,0 13,00 15,00 17,00 19,00 21,00 23,00 25,00 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 RF (% ) Te m p ( °C) Tid (min)

Långsam temperaturstegring 15-23°C, Ch1-4

20

4.3 Huvudförsök 3: Okontrollerad temperaturförändring

Vid huvudförsök 3 skedde en okontrollerad förändring av temperaturen i det omgivande klimatet. För att resultatet som redovisas i figur 18 ska bli enklare att tolka redovisas en medeltemperatur från de ingjutna termistorerna i provkroppen. Från diagrammet i figur 18 kan man se på Ch9 (luft) att temperaturen i det omgivande klimatet fluktuerar mellan 22°C och 24,4°C och att dessa fluktuationer har en stor inverkan på både provkroppens temperatur och RF-värdet som fuktgivaren mäter. I detta försök följer temperaturkurvan som ges av fuktgivarens temperatursensor (Vaisala T) provkroppens temperatur, dock med något sämre noggrannhet i detta försök.

Figur 18: Huvudförsök 3: Okontrollerad temperaturförändring samt RF i provkropp registrerat av fuktgivare. 88,0 88,5 89,0 89,5 90,0 90,5 91,0 91,5 20,00 20,50 21,00 21,50 22,00 22,50 23,00 23,50 24,00 24,50 25,00 0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 RF (% ) Te m p ( °C) Tid (min)

Okontrollerad temperaturförändring

21

5 Diskussion

I detta kapitel diskuteras och analyseras resultaten från huvudförsöken. Resultaten från huvudförsök 1, 2 och 3 kommer att diskuteras samt analyseras gemensamt.

5.1 Temperaturjämvikt

I huvudförsök 1 och 2 visar resultatet att fuktgivarens temperatursensor inte påverkas av temperaturförändringar i det omgivande klimatet utan med god noggrannhet faktiskt mäter den aktuella temperaturen i betongen.

Eftersom dessa försök utfördes i en fuktgenerator där värmeöverföring till provkroppen sker enbart med konvektion är det svårt att säga hur väl dessa resultat speglar de effekter det omgivande klimatets temperaturförändringar har i verkligheten, till exempel till följd av strålning.

Huvudförsök 3 gjordes huvudsakligen för att visa att även i ett kontorsrum där temperaturförändringarna var okontrollerade men klimatet relativt stabilt kommer temperaturfluktuationer i det omgivande klimatet att uppstå och då kommer även betongens temperatur och RF att fluktuera. Således blir det svårare att få ett korrekt mätvärde vid en fuktmätning som visar ett ögonblicksvärde. Även vid detta försök mäter fuktgivarens temperatursensor betongens faktiska temperatur med relativt god noggrannhet. Resultaten från huvudförsök 1 och 2 visar att vid en stabil temperatur i det omgivande klimatets samt när temperaturjämvikt råder i provkroppen går det att utläsa att korrekt RF-värde för RF vid 20°C var cirka 90,5%. Från enbart resultatet som gavs från huvudförsök 3 (figur 18) är det svårt att utläsa vilket det korrekta RF-värdet är.

I fuktmätningsmanualen (figur 1) anges det att mätpunkten inte ska placeras i direkt eller i närheten av solinstrålning. Under tidsperioden 1100 min till 1750 påverkades provkroppen av solinstrålning. Det är även under och strax efter denna tidsperiod då mätfelet av temperatur är som störst.

5.2 Inverkan på mätresultat

I båda försöken visas en tydlig förändring av RF när temperaturen i det omgivande klimatet förändras. I huvudförsök 1: Momentan temperaturförändring ökar först RF för att sedan sjunka och i huvudförsök 2: Långsam temperaturförändring sjunker först RF och därefter höjs den. I

avsnitt 2.1.2 förklaras det att RF i luft sjunker vid en temperaturhöjning och ökar när

temperaturen sjunker. Det förklaras även att RF i betong beter sig på ett motsatt sätt, dvs. när temperaturen i betong ökar så höjs även RF och när temperaturen i betong sjunker, sjunker även RF.

Således kan man från dessa mätresultat se att vid en temperaturförändring i det omgivande klimatet ges ett felaktigt mätvärde en tid efter att temperaturförändringen har skett. Temperaturförändringen medför att luftens temperatur i mätröret förändras hastigt. Denna process sker fortare än vad processen för fuktutbytet mellan luften i mätröret och betongen sker. När temperaturförändringen i det omgivande klimatet sker rubbas fuktjämvikten mellan luften i mätröret och betongen den står i kontakt med. Fuktgivaren kommer då att registrera ”luftens RF” som hastigt blir förändrat, på grund av temperaturförändringen. Detta är då ånghalten i mätröret förblir konstant en tid efter att temperaturförändringen har skett. Efter en längre tid kommer även ånghalten i luften i mätröret att förändras när ett fuktutbyte mellan betongen och

22

luften sker. När fuktjämvikt åter är uppnådd kommer luften i mätröret ha samma RF som betongen och ett korrekt RF-värde att ges. Om en fuktmätning som ger ett ögonblicksvärde görs inom det tidsintervall då det ej råder fuktjämvikt mellan luften i mätröret och betongen finns det liten möjlighet att avgöra om RF-mätvärdet är felaktigt. Däremot om en loggad fuktmätning görs kan man se hur temperaturen och RF i mätpunkten förändras och ett mer korrekt RF-mätvärde kan utläsas.

I diagrammen från figur 16 & 17 visas även att det omräknade RF-värdet till RF vid 20°C ger ett större mätfel än det RF-värde fuktgivaren loggar under tidsperioden strax efter att det sker en temperaturförändring i det omgivande klimatet. I dessa försök kan ett korrekt RF-värde med säkerhet erhållas när det råder temperaturjämvikt i provkroppen och det omgivande klimatet är stabilt, dvs från början av temperatur och RF kurvorna i figur 16 & 17 till dess att temperaturen i det omgivande klimatet förändras. Även efter att det att temperaturförändringen har skett och dessa kurvor åter har planat ut, är en temperaturjämvikt åter uppnådd och ett korrekt RF-värde kan med säkerhet erhållas.

6 Slutsatser

Resultatet från huvudförsöken visar att vid en temperaturförändring i det omgivande klimatet som sker av konvektion kommer fuktgivarens temperatursensor att registrera betongens faktiska temperatur under detta förlopp med god noggrannhet.

Resultaten visar även att det registrerade RF-värdet avviker från det verkliga RF-värdet om temperaturen inte är stabil. Från resultaten i huvudförsök 1 och 2 ser man att efter då temperaturen varit stabil ungefär ett halvt till ett dygn kan ett RF-mätvärde med god noggrannhet erhållas.

Omräkning av RF till RF vid 20°C enligt fuktmätningsmanualen förvärrar även detta fel så länge temperaturjämvikt inte råder.

För att i verkligheten få ett mätvärde med största möjliga noggrannhet bör en fuktmätning utföras när temperaturen varit stabil i ett halvt till ett dygn. En loggad fuktmätning bör även utföras så att det kan utläsas när temperaturen är stabil, genom att även placera en värmeisolering kring mätpunkten minimeras temperatursvängningarna. Dock uppkommer en större kostnad om en loggad fuktmätning ska utföras. Det finns även fler processer i fuktmätningen och därmed en större risk att något går fel, så som att dataloggningsutrustningen går sönder eller fallerar.

7 Framtida studier

Det hade varit intressant att genomföra en studie som denna på en byggarbetsplats. Man bör i produktionsstadiet gjuta in termistorer eller termoelement i en betongplatta eller ett betongbjälklag på olika djup i närheten av där en mätpunkt kommer att placeras. Genom att utföra ett försök där temperaturen loggas på olika djup i en betongkonstruktion på en byggarbetsplats samtidigt som en loggad fuktmätning sker hade det gett en bättre bild över hur relevanta resultaten från denna studien är.

23

Referenser

Arfvidsson, Jesper, Harderup, Lars-Erik & Samuelson, Ingemar (2017). Fukthandbok: praktik

och teori. Fjärde utgåvan Stockholm: Svensk byggtjänst.

Claesson, J. Nevander, L.-E. Sandin, K. 1984. Värme. Kompendium i byggnadsfysik, husbyggnadsteknik. Lund: Institutionen för byggnadsteknik, LTH.

Nilsson L.-O. 1987. Temperature effects in relative humidity measurements on concrete –

some preliminary studies. Contribution to Nordic Symposium on Building Physics. Lund:

Avdelningen för Byggnadsmateriallära, LTH.

Petersons, Nils & Ljungkrantz, Christer (red.) (2000). Betonghandbok. Högpresterande

betong: material och utförande. Solna: Svensk byggtjänst.

Sveriges Byggindustrier. 2017. Manual – Fuktmätning i betong. Fuktmätningsmanual version 6:1. Stockholm: Rådet för ByggKompetens.

24

25

Bilaga 1

Kaliberingskurvor för samtliga termistorer.

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 24,00 25,00 26,00 Ve rk lig tem p ( °C) Avläst temp (°C) Kurva för temperaturkalibering Ch1 (10mm) 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 24,00 25,00 26,00 Ve rk lig tem p ( °C) Avläst temp (°C)

Kurva för temperaturkalibering Ch2 (30mm)

26 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 24,00 25,00 26,00 Veklig tem p ( °C) Avläst temp (°C) Kurva för temperaturkalibering Ch3 (50mm) 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 24,00 25,00 26,00 Ve rk lig tem p ( °C) Avläst temp (°C) Kurva för temperaturkalibering Ch4 (70mm)

27 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 24,00 25,00 26,00 Ve rk lig tem p ( °C) Avläst temp (°C) Kurva för temperaturkalibering Ch5 (10mm) 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 24,00 25,00 26,00 Ve rk lig tem p ( °C) Avläst temp (°C) Kurva för temperaturkalibering Ch6 (30mm)

28 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 24,00 25,00 26,00 Verklig tem p ( °C) Avläst temp (°C) Kurva för temperaturkalibering Ch7 (50mm) 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 24,00 25,00 26,00 Ve rk lig tem p ( °C) Avläst temp (°C) Kurva för temperaturkalibering Ch8 (70mm)

29 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 24,00 25,00 26,00 Ve rk lig tem p ( °C) Avläst temp (°C)

Kurva för temperaturkalibering Ch9 (Luft)

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 24,00 25,00 26,00 Ve rk lig tem p ( °C) Avläst temp (°C)

30

Bilaga 2

Beräkning av temperaturskillnader på olika djup i en betongskiva.

Temperatur (°C) Omgivande T1 21 Begynnelse T0 20 Tjocklek betong (m) L: 0,1 Karakteristisk tid tc (s) tc: 4291 Lambdavärde (W/m*k) λ: 1,7 ρc (kg J / m3*kg*K) ρc : 1800000 Värmediffusivitet (m2_/s) a: 9,4E-07 Tidssteg (s) t: 600

Rödmarkerade celler = Ej tillförlitligt resultat ( tc/2) tid (h) tid (s) Djup (m) 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 0 0 Tbtg (ny) 21,00 20,80 20,61 20,42 20,25 20,10 19,97 19,87 19,79 19,74 19,73 0,167 600 Tbtg (ny) 21,00 20,83 20,66 20,50 20,35 20,22 20,10 20,01 19,95 19,91 19,89 0,333 1200 Tbtg (ny) 21,00 20,85 20,70 20,56 20,43 20,32 20,22 20,14 20,08 20,05 20,04 0,500 1800 Tbtg (ny) 21,00 20,87 20,74 20,62 20,51 20,41 20,32 20,25 20,20 20,17 20,16 0,667 2400 Tbtg (ny) 21,00 20,89 20,78 20,67 20,57 20,49 20,41 20,35 20,31 20,28 20,27 0,833 3000 Tbtg (ny) 21,00 20,90 20,80 20,71 20,63 20,55 20,49 20,44 20,40 20,37 20,37 1,000 3600 Tbtg (ny) 21,00 20,91 20,83 20,75 20,68 20,61 20,55 20,51 20,48 20,46 20,45 1,167 4200 Tbtg (ny) 21,00 20,93 20,85 20,78 20,72 20,66 20,61 20,57 20,54 20,53 20,52 1,333 4800 Tbtg (ny) 21,00 20,93 20,87 20,81 20,76 20,71 20,66 20,63 20,60 20,59 20,58 1,500 5400 Tbtg (ny) 21,00 20,94 20,89 20,84 20,79 20,74 20,71 20,68 20,66 20,64 20,64 1,667 6000 Tbtg (ny) 21,00 20,95 20,90 20,86 20,82 20,78 20,75 20,72 20,70 20,69 20,69 1,833 6600 Tbtg (ny) 21,00 20,96 20,92 20,88 20,84 20,81 20,78 20,76 20,74 20,73 20,73 2,000 7200 Tbtg (ny) 21,00 20,96 20,93 20,89 20,86 20,83 20,81 20,79 20,77 20,77 20,76

31 2,167 7800 Tbtg (ny) 21,00 20,97 20,94 20,91 20,88 20,85 20,83 20,82 20,80 20,80 20,79 2,333 8400 Tbtg (ny) 21,00 20,97 20,94 20,92 20,89 20,87 20,85 20,84 20,83 20,82 20,82 2,500 9000 Tbtg (ny) 21,00 20,98 20,95 20,93 20,91 20,89 20,87 20,86 20,85 20,85 20,84 2,667 9600 Tbtg (ny) 21,00 20,98 20,96 20,94 20,92 20,90 20,89 20,88 20,87 20,87 20,86 2,833 10200 Tbtg (ny) 21,00 20,98 20,96 20,95 20,93 20,92 20,90 20,89 20,89 20,88 20,88 3,000 10800 Tbtg (ny) 21,00 20,98 20,97 20,95 20,94 20,93 20,92 20,91 20,90 20,90 20,90 3,167 11400 Tbtg (ny) 21,00 20,99 20,97 20,96 20,95 20,94 20,93 20,92 20,92 20,91 20,91 3,333 12000 Tbtg (ny) 21,00 20,99 20,98 20,96 20,95 20,95 20,94 20,93 20,93 20,92 20,92 3,500 12600 Tbtg (ny) 21,00 20,99 20,98 20,97 20,96 20,95 20,95 20,94 20,94 20,93 20,93 3,667 13200 Tbtg (ny) 21,00 20,99 20,98 20,97 20,97 20,96 20,95 20,95 20,94 20,94 20,94 3,833 13800 Tbtg (ny) 21,00 20,99 20,98 20,98 20,97 20,96 20,96 20,95 20,95 20,95 20,95 4,000 14400 Tbtg (ny) 21,00 20,99 20,99 20,98 20,97 20,97 20,96 20,96 20,96 20,96 20,96 4,167 15000 Tbtg (ny) 21,00 20,99 20,99 20,98 20,98 20,97 20,97 20,97 20,96 20,96 20,96 4,333 15600 Tbtg (ny) 21,00 20,99 20,99 20,98 20,98 20,98 20,97 20,97 20,97 20,97 20,97 4,500 16200 Tbtg (ny) 21,00 21,00 20,99 20,99 20,98 20,98 20,98 20,97 20,97 20,97 20,97 4,667 16800 Tbtg (ny) 21,00 21,00 20,99 20,99 20,99 20,98 20,98 20,98 20,98 20,97 20,97 4,833 17400 Tbtg (ny) 21,00 21,00 20,99 20,99 20,99 20,98 20,98 20,98 20,98 20,98 20,98 5,000 18000 Tbtg (ny) 21,00 21,00 20,99 20,99 20,99 20,99 20,98 20,98 20,98 20,98 20,98 5,167 18600 Tbtg (ny) 21,00 21,00 20,99 20,99 20,99 20,99 20,99 20,99 20,98 20,98 20,98 5,333 19200 Tbtg (ny) 21,00 21,00 21,00 20,99 20,99 20,99 20,99 20,99 20,99 20,99 20,99 5,500 19800 Tbtg (ny) 21,00 21,00 21,00 20,99 20,99 20,99 20,99 20,99 20,99 20,99 20,99 5,667 20400 Tbtg (ny) 21,00 21,00 21,00 21,00 20,99 20,99 20,99 20,99 20,99 20,99 20,99 5,833 21000 Tbtg (ny) 21,00 21,00 21,00 21,00 20,99 20,99 20,99 20,99 20,99 20,99 20,99 6,000 21600 Tbtg (ny) 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 20,99 20,99 20,99 20,99 20,99 20,99 6,167 22200 Tbtg (ny) 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 20,99 20,99 20,99 20,99 20,99 20,99 6,333 22800 Tbtg (ny) 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 20,99 20,99 20,99 20,99 20,99 6,500 23400 Tbtg (ny) 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 20,99 20,99 20,99 6,667 24000 Tbtg (ny) 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 6,833 24600 Tbtg (ny) 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00