Du är här: Hem / BETONG / Vilka materialdata krävs för att räkna på golvkonstruktioner?
Vilka materialdata krävs för att räkna på golvkonstruktioner?
Figur 1: Exempel på uppbyggnad av en golvkonstruktion (ej skalenlig).
Sättet att betrakta golvkonstruktioner håller på att förändras. Med nya förutsättningar och utveckling avseende ingående material och nya typer av golvkonstruktioner behövs mer differentierade sätt att fuktsäkerhetsprojektera golvkonstruktioner på. I ett steg mot att möjliggöra detta genomfördes en branschgemensam workshop i SBUFs regi kring erforderliga materialegenskaper för fuktberäkningar i golvkonstruktioner (SBUF-projekt 13498). Till workshopen bjöds representanter från byggentreprenörer, Golvbranschen (GBR), leverantörer av plast- och gummimattor, lim respektive avjämningsmassor, fuktkonsulter, Sveriges byggindustrier och akademin. En slutsats från workshopen var att fler kvalitetssäkrade fuktegenskaper bör redovisas för alla ingående golvmaterial.
En fuktsäker golvkonstruktion
En golvkonstruktion, till exempel en platta på mark, är ett sammansatt system. Funktionen bestäms av de ingående materialens egenskaper och deras samverkan i kombination med driftsklimatet. För en platta på mark eller ett mellanbjälklag kan golvkonstruktionen bestå av betong, avjämning och golvbeläggning (ofta lim och matta), se figur 1. Det finns förstås ytterligare material och funktioner som kan ingå i konstruktionen av olika skäl, till exempel ljudmattor, golvvärme och radonduk.
För att säkerställa en fuktsäker golvkonstruktion, enligt figur 1, har praxis för en platta på mark varit att fuktnivån har uppmätts vid det ekvivalenta mätdjupet, vanligen 40 procent av tjockleken vid enkelsidig uttorkning. För att säkerställa detta har en uttorkningssimulering med till exempel Torka-S [1] gjorts före gjutning och en RBK-mätning [2] har genomförts inför mattläggning för att kontrollera att uttorkningen är tillräcklig. Det är också till denna nivå som leverantör av ytskikt (det vill säga matta och lim) normalt anger kritiskt fukttillstånd för sina produkter. Leverantörerna anger för sina produkter tillåten RF i undergolv, vanligen 85 procent RF eller 90 procent RF [3].
Detta förfaringsätt upprättades för många år sedan och byggde på forskning och mätningar på dåvarande golvkonstruktioner med dåvarande material och dåvarande mätmetoder [4]. Enligt RBK-manualen baseras detta ekvivalenta mätdjup på beräkningar gjorda vid LTH [5]. Senare utförda beräkningar vid LTH har visat att erforderligt mätdjup ibland kan, och måste, nyanseras och väljas annorlunda [4] [6].
Nya behov
I ett SBUF-projekt [7] som rapporterades i februari 2018 har konstaterats att många byggprojekt upplever problem med långa uttorkningstider, där 30 procent av de svarande har upplevt fördröjd uttorkning. Osäkerheten kring uttorkning leder ofta till höga kostnader för åtgärder och/eller för förlängda byggtider. I ett annat SBUF-projekt [6] konstateras att modern betong är mycket tät och diffusionstorkning tar orimligt lång tid samtidigt som den inte kan buffra fukt och vattenbaserat lim därför måste torka genom mattan. Detta skulle innebära att det inte är lika relevant att referera till ekvivalent djup för torkkraven, då det ekvivalenta mätdjupet enligt tidigare inte längre avspeglar den relativa fuktigheten under mattan i driftsskedet. Uttorkningskraven skulle alltså kunna behöva uttryckas på annat sätt.
Möjligheter till omfördelningsberäkning
Rådet för byggkompetens, RBK, beskriver hur mätning av fuktnivån i betongkonstruktioner ska utföras. I RBK-manualen för fuktmätningar [2] möjliggörs också en omräkning av det ekvivalenta mätdjupet med hänsyn till aktuella materialegenskaper och förväntad omfördelning – om erforderlig materialdata finns. Omräkningen görs meden så kallad omfördelningsberäkning. Övergripande beskrivet innebär en omfördelningsberäkning att fuktförhållanden i konstruktionen simuleras för att se hur fukten omfördelas efter mattläggning och därmed vilka fuktför hållanden som det blir under mattan i driftsskedet.
Nytt beräkningsprogram – PPB Fukt
För att uppdatera möjligheterna för fuktberäkningar i golvkonstruktioner genomförs ett SBUF-projekt som syftar till att införa en fuktberäkningsmodul till Produktions Planering Betong, PPB (www.sbuf.se/ppb). Denna modul lanseras i november 2018 och medför att vi nu kan prediktera fukt i betong på ett mer utförligt sätt än tidigare. Detta kommer också att ställa krav på att det finns kvalitetssäkrad produktdata även för andra ingående komponenter, det vill säga avjämning, lim och matta för att kunna simulera fuktförhållanden i hela golvkonstruktioner.
Det finns alltså möjligheter att hantera verifieringen av fuktsäkerheten i en golvkonstruktion på ett mer flexibelt sätt. På så sätt kan nya material och konstruktioner lättare bedömas men för att detta ska vara möjligt krävs, i högre utsträckning än tidigare, tillförlitliga materialdata för alla ingående material.
Osäker materialdata
Ett tidigare SBUF-projekt 12210 [8] syftade till att sammanställa och presentera materialegenskaper för bland annat produktgrupperna trägolv, avjämningsmassor och mattor. Tyvärr var merparten av den tillgängliga materialdatan för dessa material mycket gammal. För till exempel mattor, var källorna från så långt tillbaka som 1970-talet. Det är inte troligt att dessa materialegenskaper fortfarande är giltiga (eller att produkterna fortfarande finns på marknaden). Olika beräkningsprogram, exempelvis WUFI, innehåller också materialdata för många material/produkter, dock väldigt lite för aktuella golvmaterial. Det kan också vara svårt att hitta jämförbara data för produkter som är vanliga på den svenska marknaden och ofta är mätmetod och giltighetsintervall för data i program inte redovisad.
Avseende materialens kritikalitet, vad som är de kritiska fuktförhållanden för materialet i fråga, anges detta endast som en RF-nivå, utan angivelse för övriga förhållanden såsom varaktighet eller alkalitet. Då i princip alla ingående material kan förutsättas utvecklas och att ingående materials fuktegenskaper och kritikalitet förändras behöver vi alltså gå tillbaka till materialegenskaperna för att kunna bedöma systemet.
En workshop med branschrepresentanter
För att kunna göra en omfördelningsberäkning i en golvkonstruktion måste vi kunna räkna både på betong och på övriga ingående material. För detta krävs, förutom ett för ändamålet avsett beräkningsverktyg, adekvat och kvalitetssäkrad indata att basera beräkningarna på. Med syfte att diskutera vilken materialdata som är relevant vid beräkningar och fuktdimensionering av golvkonstruktioner bjöd SBUF-projektet in till en workshop där fuktkrav på golvkonstruktionen och beräkningsförfarande diskuterades. Deltagare på workshopen var representanter från flera byggentreprenörer, Golvbranschen (GBR), leverantörer av plast- och gummimattor, lim respektive avjämningsmassor, fuktkonsulter, Sveriges byggindustrier och akademin. Workshopen resulterade i en matris över vilka .aterialegenskaper som behöver redovisas för respektive material, se figur 2.
Relevanta materialdata för att kunna utföra (fukt-)beräkningar och simuleringar i golvkonstruktioner är framförallt sorptionskurvor och transportkoefficienter i förhållande till RF för de aktuella materialen. Det är även nödvändigt att veta hur mycket vatten som materialen innehåller inledningsvis och som ska torkas ut i konstruktionen (överskottsfukten). För att kunna bedöma resultatet av sin beräkning behövs kännedom om materials kritiska förhållanden, dess kritikalitet. I golvkonstruktioner handlar det framförallt om pH och RF men även varaktighet i de kritiska förhållanden är väsentligt. Förutom materialdata bör även information om underlag för materialdatan redovisas, exempelvis vilken standard eller metod samt datum för mätning/laboratorieförsök.
Avjämningsmassa
Avjämningsmassan kan fungera som buffert för limfukten när betongen är så pass tät att den inte tar upp fukt från limmet. Avjämningsmassan sänker även alkaliteten i ytan vilket är gynnsamt för limmet. Viktiga materialdata är desorptions- och absorptionskurvor och transportkoefficient vid desorption som funktion av RF/fukthalt. Diskussion kring hydratation gav vid handen att denna inte är nödvändig att beskriva i detalj för beräkningen utan kan förutsättas ske snabbt och resultera i ett startvärde för RF. Kritikalitet för av
jämningsmassor ansågs vara försumbar i sammanhanget, det vill säga det är inte avjämningen som bryts ner först.
Vid köp av avjämningsmassor ges information om blandningsförfarande, rekommenderade tjocklekar och exempel på uttorkningstider för specifika förhållanden. Mer (beräknings-) teknisk data kan i ibland erhållas vid förfrågan. Sorptionskurvor och ångtransportkoefficienter finns framtagna av vissa tillverkare.
Lim
Limmet läggs på avjämningsmassa eller betong för att se till att mattan sitter fast. Dispersionslim torkar till färdig produkt. Viktiga materialdata är trolig vattenmängd som byggs in vid mattläggning, vilket är en funktion av limmets vatteninnehåll, mängd lim per ytenhet samt avdunstning innan mattläggning samt kritikalitet. Det hade också varit bra med
sorptions- och transportegenskaper, men det bedöms ha försumbar påverkan och därmed inte rimligt att ta fram.
Limmet är ofta den komponent i ett golvsystem som börjar brytas ned först vid för höga fuktnivåer. Då lim oftast blandas med vatten (dispersionslim) är det även en fuktkälla som behöver kvantifieras. I produktbladen anges torrhalten tillsammans med rekommenderad limmängd per kvadratmeter vilket ger hur mycket vatten som tillförs Det finns rekommendationer kring tid mellan påförandet av lim och mattläggning beroende på inneklimat. Oklarheter finns kring hur mycket vatten som sugs in i underliggande material respektive hinner avdunsta innan mattan läggs på. Från leverantören finns endast uppgift om förväntat vatteninnehåll i limmet vid läggning, inte vilken mängd som avdunstat respektive sugits upp i underlaget. Kritiska parametrar för limmet är alkalitet och relativ fuktighet. Det anges ofta att RF i underkonstruktionen ej får överstiga 85 procent, oavsett tätheten på ovanliggande material. Kritisk pH-nivå är inte kvantifierad. Initialt har produkten mer än 85 procent RF då produkten blandas med vatten. Det saknas dock uppgifter för vilken varaktighet för fuktförhållanden som kan antas vara kritisk.
Ånggenomgångsmotståndet anges av leverantör som försumbart. Detta antagande bygger på att akrylprodukter har mycket låga motstånd om inga specifika åtgärder utförs vid tillverkning enligt tillverkare.
Figur 2: Matris med behov av kvalitativa materialdata för olika material.
Andra tunna skikt
Övriga tunna skikt som kan ingå i en konstruktion är primer, spärrskikt och ångspärrar. En primer läggs för bättre vidhäftning. Spärrskikt och ångspärrar för att hindra fukt- eller alkalitransport genom konstruktionen. För ångspärrar finns oftast värde på ånggenomgångsmotstånd. För övriga produkter är fuktegenskaper mer sällan redovisade.
Mattor
Mattor av olika slag används som ytskikt. Viktiga funktioner för en matta kan vara städbarhet, nötning, friktion etc. Endast sällan, i till exempel våtrum, ställs krav på ånggenomgångsmotstånd och då ofta med önskan om ett högt värde. Viktig materialdata ur fuktsynpunkt är ånggenomgångsmotstånd som en funktion av RF samt kritikalitet. Byggfuktinnehåll för mattan antas vara försumbart.
På produktblad är det inte standard att ange fuktegenskaper för produkten, mer än att underliggande betong ska vara uttorkad till under 85 procent RF. Ånggenomgångsmotstånd, Z, kan erhållas för en del produkter från vissa leverantörer. Då oftast endast som ett värde för ett okänt RF-intervall. Då ånggenomgångsmotståndet varierar med RF behövs data för flera fuktområden/intervall. Om endast ett värde erhålls måste fuktområde (och temperatur) anges för att kunna bedöma validiteten. I projektet har data i form av ånggenomgångsmotstånd i några olika RF-intervall erhållits från en leverantör.
Figur 3: Betonggolv.
Uppmaning till branschen
Detta SBUF-projekt har tagit fram en specifikation på lämpliga data men samtidigt också identifierat att dessa data saknas i stor utsträckning. För att kunna göra relevant fuktsäkerhetsprojektering är det viktigt att kvalitetssäkrad data görs tillgänglig så snart som möjligt, både på befintliga och nya kommande produkter. Framtagandet av denna data ingår inte i nuvarande tillverkningsprocesser, och materialtillverkarna behöver avsätta mer tid och resurser till detta.
Det finns också ett behov hos de ansvariga i projekt att efterfråga datan för att kunna välja, för projektet, rätt produkt. Det är även viktigt att den som utför beräkningar har kompetens att bedöma kvaliteten på indata och därmed resultat av beräkningen.
Då omfördelningsberäkningar enligt RBK blir vanligare finns det ett ökat behov av en standardiserad metod eller guidelines för att olika aktörer ska kunna utföra kvalitetssäkrade och jämförbara beräkningar.
Referenser
[1] Fuktcentrum. [Online] www.fuktcentrum.lth.se/verktyg-och-hjaelpmedel.
[2] Byggkompetens, Rådet för. [Online] www.rbk.nu.
[3] GBR, Golvbranschen. [Online] www.golvbranschen.se.
[4] Åhs, Magnus och Nilsson, Lars-Olof. Uttorkningstider och kritiska fukttillstånd: kemisk fuktbindning och alkalitransport. (Rapport TVBM (intern 7000-rapport); Vol. 7203). Lund: Avd Byggnadsmaterial, Lunds tekniska högskola, 2010.
[5] Nilsson, Lars-Olof. Byggfukt i betongplatta på mark : torknings- och mätmetoder. Lund : LTH, 1979.
[6] Marcin Stelmarczyk, Ted Rapp, Hans Hedlund, Fredrik Gränne, Mattias Gunnarsson. Finns det någon fördel med modern, tät betong? [Online] den 15 april 2018. https://sbuf.se/ppb/Nyheter/Finns_det_nagon_fordel/.
[7] Svensson Tengberg, Charlotte. Uttorkning av betong med mineraliska tillsatser – förstudie. Göteborg : SBUF 13358 , 2018.
[8] Åhs, Magnus. Fuktegenskaper för byggnadsmaterial: Litteraturstudie och sammanställning av tillgängliga materialdata. Lund : SBUF 12210, 2012.
Artikelförfattare Mette Eliasson, Skanska Sverige AB Tomas Larsson, Skanska Sverige AB Charlotte Svensson Tengberg, Skanska Sverige AB Fredrik Gränne, NCC Sverige AB
