Chalmersrapporten: "Dränering utan att gräva"

Texten nedan är tagen och utgiven av Stephan Mangold. Här är rapporten:

Sammanfattning

Elektroosmos är ett system för uttorkning av uppstigande markfukt (även kallad kapillärfukt) i betongkonstruktioner, t.ex. källare. Systemet baseras på ett fysiskt-kemiskt fenomen som kallas elektrosmos (även kallad elektrisk endoosmos). Systemet består av en enhet (jongenerator) som genererar elektriska impulser som fortplantas i de fuktiga betongväggarna via elektroder som monterats i väggarna varvid en fysisk-kemisk process startar som driver ut fukten ur väggarna. Systemet installerades 2015-12-21 i en sju meter lång betongvägg med fuktproblem, i bottenvåningen på Topasgatan 84 i Västra Frölunda. Systemet har utvärderats i 12 veckor varefter det kunde konstateras att väggen är torr.

Bakgrund

Eftersom uppstigande markfukt utgör det huvudsakliga problemet vid fukt i källare och platta och är svår eller omöjlig att åtgärda med konventionell dränering, då det inte går att gräva under källare/platta, är det angeläget att utveckla nya metoder som bättre löser marknadens problem. Olika lösningar baserade på elektroosmos (elektrisk endosmos) har visat sig vara effektiva i studier genomförda i t.ex. Danmark, Norge och USA men än så länge saknas djupare studier i Sverige.

Detta är ett elektriskt system som motverkar vattentransport med hjälp av elektriska pulser. Elektroder monteras i murverket och bildar en pluspol (anod). Ett jordspett monteras i marken och bildar minuspol (katod). Den våta väggen innehåller både vatten och saltmolekyler vilket gör vattnet ledande för elektrisk ström. Genom att sända pulser av likström genom det porösa materialet binder vattenmolekylerna positiva joner och eftersom positiva joner dras till minuspolen (katoden), som placerats utanför konstruktionen, tvingas vattenmolekylerna i väggen tillbaka och man får en uttorkning i området kring pluspolen (anoden).

För att få en objektiv utvärdering av denna torkmetod har uppdraget givits till Chalmers Industriteknik. Målet är att påvisa att metoden skapar en inomhusmiljö som är fri från mögel och annan skadlig påväxt, utan dålig lukt (s.k. källarlukt) och där ytskiktet är utan fel, t.ex. i form av flagande färg och fukt.

Elektroosmos

Eftersom vattenmolekylen är en dipol med två elektriska laddningar med samma magnitud men olika tecken kan den, tillsammans med positivt laddade joner, förflyttas med hjälp av ett elektriskt fält, så kallad elektroosmos (elektrisk endosmos). När elektriska fält appliceras på vätskor i mikrokanaler (kapillärer) kan rörelser observeras. Hastigheten (velociteten) för denna rörelse är linjärt proportionell mot det applicerade elektriska fältet, och är beroende av både (a) det material som används för att konstruera mikrokanalerna och (b) lösningen i kontakt med kanalväggarna.

Vi vet inte rent fysikaliskt hur det fungerar men en teori är, förutom den som nämns ovan, att när ett elektriskt fält appliceras kan inte kapillärkraften uppstå och följaktligen kan inte vattenmolekylerna röra sig inåt genom konstruktionen. Eftersom inga nya vattenmolekyler tillförs kommer betongkonstruktionen att successivt torka ut.

Produkten som marknadsförs är en enhet som genererar en asymmetrisk bipolär puls, vilket resulterar i en aktiv elektroosmotisk kraft som fortplantas genom elektroder monterade i konstruktionen. Styrkan i denna puls är större än det hydrauliska vattentrycket vilket driver bort vattenmolekylerna samtidigt som inga nya vattenmolekyler kan stiga upp i betongkonstruktionen.

Syftet med testet

Syftet med denna undersökning är att kontrollera om tekniken kommer att skapa en torr inomhusmiljö, utan skador, lukt eller mikrobiell växt som kan påverka hygien och hälsa, inom 90 dagar efter installationen. Enligt Boverkets byggregler innebär detta ett kritiskt fukttillstånd uttryckt som en relativ fuktighet (RF%) på 75 och därunder.

Utvärdering av mätmetoder

Undersökningen syftar även till att påvisa samband mellan olika mätmetoder och mätvärden, så att man utifrån mätningar med induktiva metoder (Gann-mätare och Protimeter) med relativa skalor kan uttala sig om dessa motsvarar kritiskt fukttillstånd enligt Boverkets riktlinjer.

Testväggens konstruktion

Testväggen är placerad i bottenvåningen (suterrängplan) av ett flerbostadshus. Väggen är tillverkad av solid betong med armeringsjärn. Totalt täckte elektrodinstallationen sju löpmeter betongvägg med fuktproblem.

Installation

En kontrollbox (jongenerator) installerades tillsammans med en slinga med 22 elektroder. De cylinderformade elektroderna (150 mm långa och 3 mm i diameter) monterades i borrade hål i betongväggen. Avståndet mellan elektroderna är ungefär 700 mm. Elektroderna placerades i två nivåer:

• 11 elektroder i anslutningen mellan vägg och golvplatta

• 11 elektroder cirka 1 200 mm upp på väggen, ovanför golvplattan

Testmetoder

För att få mätdata enligt Boverkets riktlinjer monterades prober (mätrör) på fem mätpunkter med ett mätdjup på 25 mm.

Då denna metod är relativt komplicerad undersöktes sambandet mellan mätning med prober och induktiv (icke-förstörande) mätning där instrument läggs mot ytan av väggen. Dessa mätningar gjordes med:

• Gann-mätare (Gann Hydrometer UNI1)

• Protimeter (GE Protimeter MMS2)

Mätning av förfarande och tidsintervall

Testet inleddes 2015-12-21 och avslutades 2016-03-10.

• Initiala fuktmätningar innan systemaktivering

• Probmätningar efter 2, 4, 6 respektive 8 veckor

• Induktiva mätningar med Gann och Protimeter efter 4 respektive 12 veckor

Resultat

Mätningarna visar att fuktvärdena redan efter sex veckor ligger i nivå med Boverkets riktlinjer för kritiskt fukttillstånd (≤ 75 % RF). (Vecka 0 saknar data för prob 3 på grund av tekniskt fel som åtgärdades därefter.)

Slutsatser

Testväggen har torkat ut och är torr, d.v.s. resultatet underskrider Boverkets riktlinje på 75 % RF. Väggens fukthalt minskade successivt under den tolvveckorsperiod som testet omfattade.

Vid jämförelse med induktiva mätmetoder motsvarar en torr miljö:

Gann-mätare: värde < 100

Protimeter: värde < 350

Mätmetod – Startvärde – Slutvärde

• Gann-mätare (induktiv), relativ skala – 145 – 97

• Protimeter (induktiv), relativ skala – 999 – 356

• Protimeter (prober) relativ fuktighet (RF %) – 90 – 74

Tabellen visar genomsnittliga mätresultat från 10 (induktiv) respektive 5 (prober) mätpunkter.