Naprawa i zabezpieczenie konstrukcji murowych (cz. II)

Czyszczenie powierzchni

Jest to jeden z trudniejszych zabiegów, a od poprawności jego wykonania często zależy wygląd obiektu po zakończeniu prac. Sytuacji nie ułatwia fakt, że przyczyny zanieczyszczeń powierzchni są bardzo różnorodne – począwszy od bezmyślnego zamalowywania ceglanych elewacji np. farbami olejnymi (Fot. 1) a skończywszy na czynnikach zewnętrznych takich jak skażenie atmosfery – zanieczyszczenia spalinami, związkami siarki, pyłami. Efektem działania zanieczyszczeń z atmosfery, często wspomaganych reakcjami chemicznymi zachodzącymi w przypowierzchniowej warstwie cegły oraz w zaprawie, jest tworzenie się ciemnych nawarstwień na ceglanych elewacjach (Fot. 2).

Fot. 1 – Przy naprawie i renowacji ceglanych elewacji wszelkie wymalowania olejne należy bezwzględnie usunąć.

Fot. 2 – Czarne nawarstwienia na ceglanych elewacjach tworzą się na skutek zanieczyszczenia atmosfery i oddziaływania czynników atmosferycznych.

Do usuwania zanieczyszczeń na powierzchniach murów ceglanych stosuje się generalnie dwie metody - mechaniczną oraz chemiczną. Mycie strumieniem zimnej wody pod ciśnieniem zazwyczaj nie jest skuteczną metodą, chyba że wierzchnia warstwa jest tak osłabiona, że przy okazji usunięta zostanie zmurszała warstewka podłoża wraz z zanieczyszczeniami. Lepsze rezultaty może przynieść strumień gorącej (90÷100°C) wody lub pary wodnej o temperaturze rzędu 150°C, choć także te metody nie w każdym przypadku są skuteczne (dotyczy to zwłaszcza czarnych, szczelnych nawarstwień). Nowocześniejsze są metody hydrodynamiczne – przy wykorzystaniu specjalnego ścierniwa (dobranego pod względem ostrości i twardości) oraz dyszy pozwalających na regulowanie nie tylko ciśnienia lecz i kształtowania strumienia czyszczącego.

W przypadku metod chemicznych do usuwania ciemnych lub czarnych nawarstwień stosuje się gotowe preparaty na bazie fluorków amonu oraz kwasu fluorowodorowego. Tego typu preparaty mają postać roztworów lub tiksotropowych past nakładanych bezpośrednio na przeznaczoną do czyszczenia powierzchnię. Jeszcze inne preparaty stosuje się do usuwania starych olejnych lub emulsyjnych powłok malarskich.

Niezależnie od rodzaju zastosowanego preparatu należy zawsze przeprowadzić w niewidocznym lub mało widocznym miejscu nie tylko próbę skuteczności (konieczne tu będzie doświadczalne dobranie odpowiedniego stężenia roztworu czyszczącego) lecz i obserwację czy nie pojawiają się skutki uboczne w postaci np. przebarwień lub zaplamień.

Wzmacnianie cegieł i zapraw

To zabieg, od którego może zależeć dalszy stan obiektu. Preparaty stosowane do tego celu powinny się cechować:

• niską lepkością, co umożliwia penetrację w podłoże na drodze kapilarnej,
• zdolnością do równomiernego rozprowadzania się w podłożu,
• chemiczną neutralnością w stosunku do podłoża,
• brakiem skutków ubocznych w postaci wykwitów, przebarwień, plam itp.

Wzmacnianie może być połączone z hydrofobizacją (uzyskiwany jest wtedy efekt niezwilżania przez wodę wzmacnianej powierzchni) lub też wzmacniana powierzchnia pozostaje hydrofilna (nie utrudnia to przyczepności następnych warstw). Efektu hydrofobizacji nie wywołują preparaty oparte na estrach kwasu ortokrzemowego (zarówno rozpuszczalnikowe jak i bezrozpuszczalnikowe). Wzmacnianie może dotyczyć zarówno pojedynczych cegieł, jak i części elewacji. Poprawny dobór preparatu do wzmacniania oraz prawidłowe wykonanie prac umożliwia obniżenie nasiąkliwości i porowatości cegieł nawet o kilkadziesiąt procent przy znacznym, bo także kilkudziesięcioprocentowym, wzroście ich wytrzymałości na ściskanie. Dla zapraw wzrost wytrzymałości na ściskanie może być nawet kilkukrotny.

Hydrofobizacja

Preparaty hydrofilne nie zabezpieczają elewacji przed wnikaniem wody opadowej i wilgoci z powietrza. Takimi właściwościami cechują się natomiast preparaty hydrofobizujące. Są to najczęściej związki krzemoorganiczne (oligomery siloksanowe) oraz żywice silikonowe, jak również wodne roztwory mikroemulsji silikonowych. Istota działania pokazana jest na fot. 3:

• podłoże nie jest zwilżane przez wodę, co zapobiega penetracji wilgoci w strukturę cegły nawet przez rysy o szerokości 0,3 mm,
• na powierzchni utrudnione jest osadzanie się zanieczyszczeń i rozwój mikroorganizmów.

Fot. 3 – Efekt hydrofobizacji powierzchni cegieł

Generalnie, hydrofobizację można podzielić na strukturalną (impregnat hydrofobizujący musi wniknąć na głębokość przynajmniej 5 cm) i powierzchniową.

Przy pracach hydrofobizacyjnych należy zwrócić szczególną uwagę na wilgotność podłoża, obecność izolacji przeciwwilgociowych oraz obecność szkodliwych soli budowlanych. Mury ze skuteczną hydroizolacją i niezasolone można hydrofobizować powierzchniowo. W pozostałych przypadkach dopuszczalna jest jedynie hydrofobizacja strukturalna.

Pamiętać należy, że hydrofobizacja strukturalna jest w stanie znacznie lepiej zabezpieczyć mur przed szkodliwym działaniem agresywnych chemicznie czynników, rozpuszczonych w wodzie szkodliwych soli budowlanych i zamarzaniem wody.
 

Odsalanie

Pomimo znacznego postępu w dziedzinie związanej z naprawą i zabezpieczeniem obiektów, problemy z odsalaniem obiektów są nadal aktualne. Tynki renowacyjne, jakkolwiek z powodzeniem stosowane od ok. dwudziestu lat, nie są „złotym środkiem” na problemy związane z obecnością soli w murach. Chociażby z tego prostego powodu, że nie wszędzie mogą być stosowane. Dla dużych obiektów, np. murów ceglanych, jedyną metodą jest stosowanie specjalnych kompresów odsalających. Wymuszają one migrację wody z rozpuszczonymi solami do porów kompresu; tam następuje odparowanie wilgoci oraz krystalizacja soli.

Materiały na kompresy odsalające muszą cechować się:

• brakiem spływania z pionowych powierzchni,
• łatwością aplikacji,
• dobrą przyczepnością do podłoża i jednocześnie łatwością zdejmowania bez uszkodzenia czy zabrudzenia powierzchni muru,
• parametrami umożliwiającymi przejście wilgoci i soli z muru do okładu,
• dużą szybkością wysychania, większą niż szybkość wysychania muru,
• niskim skurczem przy wysychaniu (brak spękań i tendencji do odspajania się).

Stosuje się tu okłady z ligniny, pulpy papierowej, krzemionki koloidalnej oraz na bazie kaolinu i bentonitu. Niektóre okłady można nakładać także natryskowo, co znacznie skraca czas aplikacji. Skuteczność kompresów odsalających nie jest taka sama, zależy od ich bazy i obecności ewentualnych dodatków.

Czasami stosuje się także wymianę pojedynczych, skorodowanych i zasolonych cegieł na zdrowe.

Naprawa (reprofilacja) i spoinowanie murów ceglanych

Naprawa uszkodzonego muru ceglanego to jedno z trudniejszych zadań. Wymaga zastosowania materiałów kompatybilnych zarówno z zaprawą jak i z cegłą. Jest to punkt wyjścia dla przeprowadzenia tego typu prac; w przeciwnym razie efekt może wyglądać jak na fot. 4. Oznacza to, że dobór materiałów o przypadkowych właściwościach może tylko przyspieszyć degradację muru.

Fot. 4 – Skutki uzupełniania spoin zaprawą cementową o niskiej dyfuzyjności i nasiąkliwości oraz zbyt wysokich parametrach wytrzymałościowych

Zaprawy stosowane do tego celu powinny cechować się następującymi właściwościami:

• parametry wytrzymałościowe zapraw naprawczych powinny być jak najbardziej zbliżone (lub nieco niższe) do parametrów wytrzymałościowych cegieł oraz zaprawy murarskiej
• dyfuzyjność zapraw spoinujących nie może być niższa niż pierwotnie stosowanej zaprawy
• nasiąkliwość zaprawy do reprofilacji cegieł musi być zbliżona do nasiąkliwości cegieł w murze
  (W połączeniu z odpowiednią dyfuzyjnością zaprawy do spoinowania zapewnia to prawidłowy transport wilgoci ze ściany do atmosfery. Dobór zbyt mocnej i zbyt szczelnej zaprawy spoinującej jest zresztą jednym z najczęściej spotykanych błędów, co prowadzi niestety do przyspieszenia i zintensyfikowania procesów destrukcyjnych w murze. Mocna cementowa zaprawa nie będzie działać jak sączek odprowadzający nadmiar wilgoci na zewnątrz. Rolę tę zaczyna spełniać cegła, co skutkuje rezultatami pokazanymi na fot. 4)
• dobrą przyczepnością do podłoża, niskim skurczem (lub nawet niewielką ekspansywnością)
• współczynnikiem rozszerzalności termicznej zbliżonym do pierwotnego materiału muru (cegły lub zaprawy)
• odpornością na czynniki atmosferyczne (przede wszystkim na cykle zamarzania i odmarzania), na skażenia środowiska, korozję biologiczną, sole itp.
• zdolnością do wiązania i twardnienia w warstwach o różnej grubości.

Do wymagań czysto technicznych dodać należy łatwość stosowania (zalety aplikacyjne) oraz, dla zaprawy naprawczej, możliwość barwienia i nadawania wyglądu i struktury zbliżonej do naprawianych cegieł. Z konserwatorskiego punktu widzenia zaprawy naprawcze powinny zawierać jak najmniej dodatków chemicznych i żywic syntetycznych.

Dlatego też system zapraw do napraw murów ceglanych w najprostszej postaci składać się będzie z dwóch różnych zapraw: jednej do spoinowania i drugiej do naprawy cegieł. W praktyce składników tych może być jeszcze więcej. Innymi parametrami cechują się mury budynków zabytkowych z XVII czy XVIII wieku, jeszcze innymi budynki ceglane z początków XX wieku, a jeszcze innymi budynki z lat 80-tych ubiegłego stulecia (które nierzadko po kilkunastu latach aplikacji wymagają naprawy). I materiały stosowane do tych robót muszą się cechować innymi parametrami. Np. wytrzymałość zabytkowych cegieł gotyckich na ściskanie wynosi 6÷9 MPa, wytrzymałość na zginanie 2,6÷3,2 MPa, nasiąkliwość 9÷16%, a czas podciągania wody na wysokość 5 cm to 20÷60 min.

W praktyce stosuje się gotowe zaprawy na bazie spoiw hydraulicznych, kruszywa ceglanego, piasku, specjalnych dodatków i barwników. Warto tu wymienić przede wszystkim trass. W połączeniu z wapnem znacznie zmienia on (w pozytywnym tego słowa znaczeniu) właściwości zaprawy. Powoduje zwiększenie odporności zapraw na agresywny wpływ środowiska, zwiększa odporność na wykwity solne, a wpływając na czas wiązania (wydłużając go) i zmniejszając tempo przyrostu wytrzymałości znacznie redukuje skurcz i zwiększa trwałość zaprawy. Ponadto nadaje jej cechy, które uzyskiwało się stosując nie wapno hydratyzowane lecz ciasto wapienne – czyli elastyczność i dyfuzyjność oraz porowatość. Zaprawy tylko na bazie wapna wiążącego na skutek karbonatyzacji są bardzo nieodporne na agresywne substancje znajdujące się w środowisku (zwłaszcza kwaśne – skutkiem reakcji chemicznych będą związki gipsu) – zniszczenia zaprawy wapiennej pokazuje fot. 5, z kolei zaprawy czysto cementowe są zbyt szczelne, zbyt mocne oraz cechują się dużym skurczem.

Fot. 5 – Zniszczenia zaprawy wapiennej

W trzeciej części artykułu omówię naprawę zarysowanych tynków tradycyjnych.