涂装前的混凝土含水测试：ASTM F2170与ASTM F1869

看起来干燥的楼板并不是干燥的楼板

一块混凝土楼板可以摸上去干透、能干净地弹出墨线，却仍在内部携带足以在数月内顶起涂层的水分。表面不过是楼板中唯一与流动空气接触的部分，因而最先干燥，也最不能代表整体。其下方的一切仍在趋向平衡，而涂层封闭表面的那一刻，这种平衡就不再对你有利：楼板内部的水分向上重新分布，直至整个厚度趋近同一个相对湿度，由此产生的压力全部抵达涂层漆膜的底面。

这正是涂层失效背后两种主导机理——表面处理不足与基材含水——都在第一道涂层施工之前就已经决定的原因，也是不同资料对两者孰致失效更多各执一词的原因。表面处理问题在粘结界面处显现。含水问题则较晚显现，表现为脱粘、鼓泡，或涂层在某一区域毫无明显缘由地整片脱开。ACI 302.2R-06《承接湿敏性地面材料的混凝土楼板指南》是关于楼板如何持有、迁移与释放水分，以及持水过多时有哪些缓解方案的参考文件。

新加坡让这一切更困难，而不是更容易。环境相对湿度全年偏高，因此同一块楼板在此地的干燥潜力低于温带气候；楼板温度保持温暖，抬高了混凝土内部的水汽压力；而没有有效防潮层的地面楼板，则拥有一个来自下方、无论等待多久都不会耗尽的永久水源。再加上温暖、有空气流动的空间造成的表面干燥效应，就得到本地特有的陷阱：一块摸起来干燥、表面湿度计读数也显示干燥、而在厚度三分之二处远高于限值的楼板。新浇楼板中的施工水分离开得很慢，而且是自表面向内逐层离开——这意味着内部始终是最后达到平衡的部分，也是唯一值得测量的部分。

ASTM F2170与ASTM F1869的比较

定量的楼板含水测试由两项ASTM试验方法主导。ASTM F2170《使用原位探头测定混凝土楼板内相对湿度的标准试验方法》测量楼板内部的相对湿度。钻孔并装设套管，将探头置入规定深度，楼板平衡24小时之后再读数。深度并非随意选定：当楼板只能单面干燥时——这是地面楼板的常规情形——探头设于楼板深度的40%处；当楼板可以双面干燥时——例如上下均开敞的架空楼板——则设于深度的20%处。

ASTM F1869《使用无水氯化钙测定混凝土基层水汽散发率的标准试验方法》测量的是完全不同的对象：水汽散发率，即MVER，以每1,000平方英尺每24小时若干磅表示。将一皿无水氯化钙称重后，在楼板上密封于罩内60至72小时，再次称重；所增加的质量即为该时段内离开楼板的水分。测试条件是强制性的——23.9 ± 5.5 °C与50 ± 10%相对湿度，测试前48小时以及测试全程均须维持。该方法不适用于轻骨料混凝土。

业界普遍观点认为——这也是F2170在现代规范中在很大程度上取代F1869的原因——关键在于每种方法在物理上能看到什么。氯化钙试验只捕捉罩体就位的那几十小时内、离开楼板大约表层20 mm的水分，因而对表面状况以及房间的环境条件极为敏感——表面被气流吹干的楼板可以给出一个令人安心的MVER，而其下方仍处于饱和状态。相比之下，原位相对湿度读取的是楼板内部的水分状况，而这恰恰是涂层封闭表面之后楼板将趋向的状况。这个数值预测的是涂层施工之后会发生什么。这是一种普遍观点而非放之四海的定论，在规范要求时，F1869仍然是一种正当的方法。

含水到什么程度算过高——以及究竟由谁决定

这正是该主题多数文章悄悄误导读者之处，因此值得说得精确。人人引用的那两个数字——ASTM F2170的75%内部相对湿度，以及ASTM F1869的每1,000 ft²每24小时3 lb——是通常规定的最大值。它们不是标准的要求。ASTM F2170与ASTM F1869是试验方法。它们告诉你如何取得一个可重复、可比较的数值；它们不告诉你什么样的数值是可以接受的。验收限值由涂料制造商在技术资料表中设定，或者由项目规范设定。应把75%描述为通常规定的数值，而不是描述为标准的强制要求——这一区分是真实存在的，它正是试验方法与验收准则的区别，规范制定者会注意到。

由此带来的实际后果是，正确的门槛因产品而异。有些环氧制造商接受3–5 lb区间的MVER结果；有些坚持3 lb；还有一些根本不采用MVER，而是规定一个内部相对湿度限值。一块内部相对湿度为78%的楼板，对某一份规范是不合格，对另一份规范则是可接受。从网上的图表里读取数值，而不是从你即将施工的那款产品的技术资料表里读取，正是一个合规的测试结果最终批准了一次不合规施工的方式。

对于Sparco体系，起支配作用的是Sparco自身的限值。Sparco Epoxy Bonding Primer #100与Sparcofloor WBE 400的技术资料表，将混凝土基材允许的最大含水率定为5%。必须精确说明这个数字是什么，因为很容易把三件不同的事混为一谈。含水率是混凝土中水的质量相对于混凝土本身的量度。内部相对湿度（F2170）是孔隙结构内空气湿度的量度。MVER（F1869）是水分离开表面的速率。这是三个尺度各异的不同测量，彼此之间没有可靠的通用换算。若规范要求的是含水率百分比，而现场做的是原位相对湿度测试，则该规范并未得到证明。应在项目开始时就确定规范与产品技术资料表实际要求的是哪一种测量，并据此进行测试。

• 75%内部相对湿度（F2170）——通常规定的最大值，而不是标准的要求
• 3 lb/1,000 ft²/24 h（F1869）——通常规定的最大值；部分环氧制造商接受3–5 lb
• Sparco技术资料表（Epoxy Bonding Primer #100、Sparcofloor WBE 400）——混凝土基材允许的最大含水率为5%
• 含水率、内部相对湿度与MVER是三种不同的测量——测试前先确认规范要求的是哪一种

把测试做对，以及现场指示方法的价值边界

结果的成败取决于下面这个序列，而第一步恰恰最常被跳过。测试之前，空间必须调节至其预期的使用状态条件，并保持在该条件下——ASTM F1869要求其测试条件在测试前48小时以及测试全程均须维持。在新加坡一栋门窗紧闭、没有空调通风、未做环境调节的毛坯空间中所做的测试，测的是一块楼板在建筑投入使用后再也不会出现的状态。读数会偏高。在风扇吹过表面的条件下所做的测试，读数会偏低。两者都不是楼板的真实状况。

深度纪律同样重要。ASTM F2170探头孔若钻至错误深度，得到的数值精确、可重复，却描述的是楼板中错误的那一部分。对于只能单面干燥的地面楼板，探头位于楼板深度的40%处；对于可双面干燥的楼板，位于20%处。在24小时平衡期结束之前读取探头，结果会受到钻孔热量与扰动的影响而产生偏差——几乎总是偏向乐观的方向。应在楼板上测试多个位置，并向你预期最差的区域倾斜：靠近外墙处、施工缝处、任何已知的防潮层缺陷上方，以及最大一次浇筑的中心区域。

现场指示方法有其位置，但那不是验收测试。塑料膜指示法——把一张透明聚乙烯膜贴附于楼板，静置后观察其下方是否结露或混凝土颜色变深——是一种定性的通过/不通过筛查。它能告诉你楼板明显是湿的。它不能告诉你楼板已经足够干燥，因为它探测不到表层区域以下的任何情况，会让一块内部相对湿度高达90%的楼板顺利通过。同样地，碳化钙湿度计或电阻抗式湿度计能给出快速、有用的读数，用以筛查大面积区域并决定把真正的测试布置在哪里，但两者都不是验收测试，也都不应作为验收测试出现在签认表上。用筛查手段找出问题区域，用ASTM F2170或ASTM F1869作出决定。

对于吸收性很强的楼板，Sparcofloor WBE 400与Sparcofloor WBE 410等水性环氧是针对该状况配制的，Sparco Epoxy Bonding Primer #100亦然。这是关于吸收性的陈述，而不是关于耐潮性的陈述：这些产品都不是耐潮底涂、不是防潮层，也不是含水缓解体系，技术资料表中5%最大基材含水率的限值对它们的适用性与对任何其他产品完全相同。高于限值的楼板需要干燥，或者需要为此目的专门设计的缓解措施。选型应通过技术审核确认。

混凝土含水测试的常见错误

几乎每一次糟糕的含水测试，都糟在六种方式之一，而它们在当时看起来都不像错误。测试做了，数值出来了，数值记下了，涂层涂上了。缺陷只有在涂层脱粘时才显现，而此时测试记录被作为楼板干燥的证据拿出来——就“有人认真地测量了错误的对象”这个意义而言，楼板确实是干燥的。

其中后果最严重的是最后一条。在一个温暖、通风良好的建筑里，在一个楼板表面几乎总是比其内部更干燥的国家，一块看起来干燥的楼板，恰恰是最需要测试的那一块。干燥的外观，正是由掩盖问题的那同一个机理制造出来的。

• 在空间尚未调节至使用状态条件时就测试——未调节的毛坯空间读数偏高，被风扇吹干的楼板读数偏低，两者都不是楼板的真实状态
• 把探头孔钻至错误深度——楼板单面干燥时为深度的40%，双面干燥时为20%；对错误深度的精确读数仍然是错的
• 在24小时平衡期结束之前读取原位相对湿度探头——结果受钻孔热量与扰动影响而产生偏差，几乎总是偏向乐观
• 把75% RH当成法律而不是一个规定限值——ASTM F2170是试验方法，验收限值来自涂料制造商或项目规范
• 在大面积楼板上只测一个位置——水分并不均匀；应在靠近外墙处、施工缝处、疑似防潮层缺陷上方以及浇筑中心区域测试
• 对“看起来干燥”的楼板跳过测试——表面外观只反映最上面几毫米，对内部状况毫无揭示
• 以塑料膜指示法或手持湿度计代替定量测试——它们是用于定位问题的筛查手段，而不是验收准则
• 用含水率百分比去对照内部相对湿度限值——这是三种不同的测量，彼此之间没有可靠的换算

检查清单：在认定楼板已干燥到可以涂装之前

在底涂料订货进场之前完成本清单，而不是在它到场的那个早上。若楼板不合格，补救办法是时间或缓解措施，两者都需要排进进度计划，而不是在关键路径上被发现。请注意，在热带气候下，从温带气候指南中照搬过来的干燥假设是乐观的，而没有有效防潮层的新浇地面楼板，可能永远无法在无外力协助的情况下达到限值。

把记录留存下来。测试位置平面图、深度、平衡时间、读数、楼板与环境温度及相对湿度、日期以及仪器校准情况。它与表面处理记录一道，正是在地坪失效争议中足以定案的文件。

• 确认规范与产品技术资料表要求的是哪一种测量——内部相对湿度、MVER，还是含水率
• 从涂料制造商的技术资料表中确认验收限值，而不是采用某个通用数字（Sparco技术资料表：基材含水率最大5%）
• 将空间调节至其预期的使用状态条件并保持——ASTM F1869要求测试前48小时及测试全程维持
• 对于ASTM F2170，楼板单面干燥时将探头设于楼板深度的40%处，双面干燥时设于20%处
• 在读取任何数值之前，让原位相对湿度探头完成全部24小时的平衡
• 对于ASTM F1869，在23.9 ± 5.5 °C与50 ± 10% RH条件下进行60–72小时测试，并确认楼板不是轻骨料混凝土
• 测试足够多的位置以代表整块楼板——外墙、施工缝、疑似防潮层缺陷处，以及最大一次浇筑的中心
• 塑料膜指示法与手持湿度计仅用于筛查与定位，绝不用于验收
• 读数须连同楼板温度、环境温度与环境相对湿度一并记录，并注明日期、时间与位置
• 确认仪器校准在有效期内且有据可查
• 若楼板不合格，须为干燥时间或专门设计的缓解措施做出安排——Sparco的任何底涂都不是含水缓解体系
• 在发生任何进水、湿作业或工期长时间延误之后，须在继续涂装之前重新测试

常见问题