地面基层含水率对木质地板铺装及使用的影响与测量方法探讨

引文格式：地面基层含水率对木质地板铺装及使用的影响与测量方法探讨[J]. 英盟, 陈浩宁. 中国人造板, 2021, 28(9):26-30,35.

“三分地板，七分铺装”，木地板铺装时，地面基层的含水率、平整度、空鼓、裂缝、牢固度、清洁度等都是影响木地板铺装质量的因素。其中，地面基层含水率对木地板铺装及后期使用都会产生较大的影响，然而业内对此并没有高度重视。本文基于矩匠（北京）科技有限公司（以下简称“矩匠”）施工技术人员多年经验，分析地面基层含水率对木地板铺装的影响，并探讨其检测方法，以供行业参考。

1 地面基层含水率对铺装质量的影响

1.1 瓦变

地面基层含水率过高，导致铺装后木地板背面（靠近地面一侧）的含水率高于正面，木地板内部含水率从背面到正面呈阶梯状递减，导致木地板宽度尺寸变化，出现图1所示的瓦变现象。

图1 地面基层含水率过高导致木地板产生瓦状变形

1.2 起拱

地面基层含水率过高且铺装时木地板与墙体间的预留伸缩缝不足时，铺装后木地板会吸湿膨胀，严重时产生图2所示的起拱。

图2 严重的木地板起拱

1.3 地面基层受损

如果是直接粘胶法铺装，地面基层会承受两个方向的应力：一是向下的重力，二是木地板因周围环境温湿度变化引起自身的收缩膨胀，其中在水平方向的收缩膨胀会通过胶黏剂对地面基层产生剪切应力（如图3）。

图3 地面基层承受的2个方向的应力

当木地板在来自地面基层过高的潮气作用下，产生的变形足够大时，通过胶黏剂对水泥地面基层产生的剪切力也足够大，就会破坏水泥砂浆层。从表1可看出，在整个直接粘胶法铺装系统中，水泥砂浆的抗剪强度最弱，所以直接粘胶法铺装木地板后，由于木地板在尺寸方面的大幅变化，有时就会导致水泥砂浆地面剥离。如图4所示，直接粘胶法铺装的榆木立木地板，由于地面基层与木地板含水率的巨大差异，导致地面基层承受木地板尺寸变化而产生的剪切力，造成抗剪强度较弱的地面基层的破坏。这也是直接粘胶法施工的胶黏剂选择使用软弹性胶黏剂的原因之一。

表1 整个地面系统中各部分所能承受的抗剪强度

图4 剪切力对地面基层的破坏（图中地板为榆木立木地板）

1.4 其他问题

如果是悬浮式铺装，当防潮膜被一些砂粒或粗糙的地面基层磨破时，地面基层中的水分会渗透到地板中，会导致木地板颜色加深和起鼓包。对于强化木地板和实木复合地板，长时间的水汽浸润会使其胶黏剂粘接力大幅降低，导致强化木地板基材中的木纤维板松散形成鼓包现象（见图5），实木复合地板出现表板开胶剥离的现象（见图6和图7）。

图5 地面基层含水率过高导致强化木地板起鼓包

图6 地面基层含水率过高导致实木复合地板表板开胶

图7 地面基层含水率过高导致实木复合地板表板严重剥离

龙骨式铺装时，地面基层的高含水率不但会导致木地板变形，而且严重时会导致龙骨被腐蚀，最后坍塌，这种情况在体育馆里的运动木地板铺装上有时会碰到。由于面积大，整个建筑基础部分的防水、防潮没有做好，周围环境中的水分通过建筑基础部分源源不断地进入地下室或一层的混凝土或水泥砂浆地面，然后进入木龙骨、毛地板及木地板。此外，潮湿的地面基层还可能会导致木地板遭受各种霉菌和虫害。

2 地面基层含水率分布与检测方法

2.1 地面基层含水率分布

地面基层主要包括木质材料和水泥材料两种。木质材料的含水率可以使用木材含水率测量仪进行测量，可得到相对准确的数据；而水泥材料的地面基层的准确含水率测量，相对较难，需要弄清水在混凝土或水泥砂浆地面的分布情况、选择适宜的测量方法、确定地面基层含水率数值等。

图8 水在水泥类地面基层的分布状态

由于水分从水泥砂浆或混凝土表面排出，因此表面的水分分布相对较分散，而水泥砂浆或混凝土底部中的水分更密集。在水泥砂浆或混凝土地面干燥时，表面的水分蒸发掉，更多的水分可以通过混凝土中的毛细管通道向上移动到表面。如果环境条件有利于干燥，便会蒸发。研究人员发现，表面看起来干燥的水泥砂浆或混凝土地面，有可能其表面到底部的水分分布不均匀，通常是底部的水分含量高于表面。在此种地面基层水分条件下，直接铺装木地板，随着地面基层水分的释放，木地板就会吸湿变形。为避免出现这种情况，木地板铺装时，均要对地面进行防潮处理。

2.2 地面基层的含水率检测方法

对于混凝土或水泥地面基层中的水分测量，经历了从定性分析到接近真实数据的定量测量，主要有以下几种方法。

2.2.1 使用塑料薄膜定性分析

塑料薄膜定性分析方法（图9所示），是将面积为1 m2的水泥砂浆或混凝土地面清理干净后，铺设一层塑料薄膜，用胶带完全封闭四边，在无阳光直接照射或其他加热的条件下放置24 h以上，揭开塑料薄膜，观察塑料薄膜下面的水泥砂浆或混凝土表面以及塑料薄膜背面是否有水分或湿润程度。

图9 水泥地面基层含水率塑料膜封闭检测

此种方法只能进行定性分析，完全依靠检测者的个人经验。这种方法与木质地板悬浮铺装方法中防潮膜的作用原理相似。当水泥地面上有砂砾或者其表面过于粗糙时，如果将防潮膜磨破，而地面基层含水率过高时，地面基层中的水分就会逸出进入木质地板，从而导致木质地板出问题。

2.2.2 氯化钙方法检测

20世纪40年代，开始使用氯化钙对水泥砂浆或混凝土地面含水率进行检测。将一定量的氯化钙放入一个容器中称重后置于地面基层上，然后用塑料薄膜覆盖地面及容器，并用胶带封闭四周，72 h后取出容器称重，从而得出水分的重量。该方法的基本原理是当水分从水泥砂浆或混凝土地面基层释放出来后，被干燥剂氯化钙吸收，通过计算氯化钙前后质量差来估计地面基层的水分。该方法只能测量地面基层表面的水分含量情况，最大深度不超过20 mm。此外，氯化钙检测方法还会受到水泥砂浆或混凝土的pH值和地面基层清洁度的影响。

图10 水泥地面基层氯化钙检测

2.2.3 碳化钙气压测量方法（CM法）

碳化钙气压测量方法（CM法）原来是一种用于测量土壤含水率的方法，后来被人们运用于测量水泥砂浆或混凝土地面基层含水率。该方法是从水泥砂浆或混凝土地面基层中间距表面三分之一处取样，并压碎制成直径约5 mm的颗粒样品，将样品和4个用于研磨的钢球以及置于玻璃安瓿中的碳化钙粉末一起密封在CM法测量仪的金属容器中，然后剧烈摇动1 min后静置4 min，再摇动2 min并静置10 min后再摇动30 s，然后从CM法测量仪的仪表盘上读取数值。  

该种方法测得的水泥砂浆或混凝土的含水率要稍微低于采用烘干法得出的含水率，但数值已经非常接近，基本可反映整个水泥砂浆或混凝土地面基层含水率，相对来说具有较好的操作性和可靠性。对于在水泥砂浆或混凝土地面基层铺装木地板，该种方法测试的含水率建议应≤2.0%（CM方法），若带有地采暖系统则应≤1.8%（CM方法）。

图11 碳化钙方法检测地面基层含水率

2.2.4 相对含水率检测法（RH法）

相对含水率检测法（RH），首先使用冲击钻在地面基层上钻孔（孔的直径为3/4英寸，约19 mm），对于一侧干燥的地面基层（一层或地下室），孔的深度为整个地面基层厚度的40%，而对于两侧干燥的地面基层（二层或有地下室的一层），孔的深度为整个水泥砂浆或混凝土地面厚度的20%。钻好孔后，利用钢丝刷子和吸尘器清洁钻孔，以确保无混凝土颗粒留在钻孔中。之后，插入套管和传感器，然后盖好密封盖。72 h后取出传感器，读取数据。在水泥砂浆或混凝土地面基层上铺装木地板，建议其RH法检测值应≤75%。

图12 RH法检测地面基层含水率

2.2.5 其他方法

无论是碳化钙气压测试方法还是RH法，都会对水泥砂浆或混凝土地面基层造成破坏。随着技术的发展，近年开始使用便携式水泥砂浆或混凝土地面基层含水率测量仪（测试原理见图13），测得正确的地面基层含水率，方便了木质地板安装工人的检测，为后续施工方案提供重要参考。

图13 便携式地面基层含水率检测原理

3 讨论与建议

CECS 191—2005《木质地板铺装工程技术规程》规定，混凝土的含水率为基层混凝土中的含水重量与混凝土重量的比值，以百分率表示。该标准给出了２种测试方法：第一种方法的原理同塑料薄膜定性分析法，只能定性分析，因为受限于检测人员个体直接观感，测试结果差异大。当地面基层起灰翻砂时，塑料布很难被密封好，因此这种方法看到的结果与真实状况有很大差距，从而影响最终检测结果。另一种方法是采用非损伤性检测方法，按照SL 275—2014《核子水分－密度仪现场测试规程》规定的表层型核子水分-密度仪进行检测。这种方法利用γ射线背向散射法或透射法测量材料表层原位密度，同时利用快中子被氢原子慢化原理测定材料表层原位含水量。SL 275—2014规定的测试方法和设备适用于专业技术人员，而不适合木地板测量员使用。

无论CECS191—2005，还是GB/T 50209—2010 《建筑地面工程施工质量验收规范》都没有给出符合木地板铺装要求的地面基层含水率参数值，而GB/T 20238—2018《木质地板铺装、验收和使用规范》中虽然给出了地面基层含水率的参数值（20%），但没有说明是质量百分比还是相对湿度法测试的结果。若20%是质量百分比，含水率则太高了。如水泥基自流平的密度要小于水泥砂浆或混凝土，在其施工搅拌时与水的配比大约为23%，即刚搅拌好的水泥砂浆或混凝土的含水率在20%左右；如果20%是相对湿度法测量结果，则很少有地面基层能达到此标准。

水泥地面基层含水率作为木地板铺装的重要技术参数，建议GB/T 20238—2018等相关标准修订时，增加不同条件下的地面基层的含水率指标要求及测试方法和相对应的防潮处理方法。如带有地采暖系统的水泥地面基层，由于其在使用期间温度会有明显上升，其地面基层含水率应小于无地采暖系统的地面基层。目前，欧洲对于一般水泥地面基层的含水率要求是≤2.0%（CM法），对于有地采暖系统的地面基层含水率要求≤1.8%（CM法）；美国对于地面基层含水率的要求是相对湿度法测试结果≤75%。同时，对超过规定含水率数值的混凝土或水泥砂浆地面基层，建议进行防潮处理。当含水率≤5.0%（CM法）的水泥地面，可使用双组分环氧树脂或硅烷基防潮材料进行防潮处理；对于含水率≤4.0%（CM法）的水泥地面，可使用聚氨酯防潮材料进行防潮处理；对于超过含水率5.0%（CM法）的水泥地面，目前尚无有效的防潮处理方法。