Wykwity solne na murach

Jeszcze w latach 70. i 80-tych ubiegłego wieku problem wykwitów solnych na murach licowych oraz elewacjach praktycznie nie istniał. Obecnie, gdy rozejrzymy się uważnie wokół siebie, dostrzeżemy, że problem ten jest dość powszechny. Na cegle klinkierowej, kamieniach, płytkach elewacyjnych, fugach widoczne są kolorowe, jasne zacieki, które szpecą wygląd elewacji. Usunięte, z czasem powracają. Jaka jest tego przyczyna?

Nie ma jednej jasno sformułowanej reguły, która pozwalałaby z dużą pewnością przewidzieć, kiedy i na jakich materiałach ściennych pojawią się wykwity solne. W literaturze proces ich powstawania opisany jest zwykle słowami jako „złożony i skomplikowany”. Stąd też można rozważać jedynie prawdopodobieństwo zaistnienia zjawiska a nie jego pewność. Te same materiały (cegły, zaprawy) w jednych rejonach kraju mogą powodować powstawanie wykwitów, a w innych nie. Wszystko zależy od tego, jakie jest lokalne środowisko, a także od tego, jakie umiejętności posiada ekipa, która prowadzi prace murarskie. Zwykle powstawanie wykwitów solnych jest wynikiem zbiegu kilku czynników, z których niewątpliwie wiodącym jest motyw wody obecnej w konstrukcji budowlanej. Może to być woda technologiczna wprowadzona do muru np. wraz z betonem lub zaprawami budowlanymi. Może to również być woda, która dostaje się do muru przez mniejsze i większe nieszczelności (pęknięte fugi, uszkodzone tynki, słabo przyczepne zaprawy, itd.).

Zdjęcie 1. Wykwity solne na kamieniach podmurówki

Wykwity solne

Terminem „wykwity solne” określa się związki chemiczne zaliczane do soli rozpuszczalnych w wodzie, które w postaci nalotów wykrystalizowały na powierzchni porowatego materiału budowlanego. Większość osób kojarzy wykwity solne z białym nalotem, gdy tymczasem paleta barw jest zdecydowanie większa. Mogą być zielone, pomarańczowe, brązowe, czarne, a wszystko zależy od tego jaki rodzaj związku wykrystalizował na powierzchni i w jakie reakcje chemiczne z otoczeniem jest on w stanie wejść. Możliwa jest również zmiana koloru wykwitów, a dzieje się tak, gdy sól rozpuszczalna w wodzie, w wyniku czyszczenia elewacji środkami opartymi na rozcieńczonych kwasach, przechodzi w swoją formę nierozpuszczalną, która ma inną barwę niż sól pierwotna.

Białe naloty kojarzone są zwykle z obecnością wapna hydratyzowanego w zaprawie budowlanej. Pogląd ten jest fałszywy, gdyż białe naloty pojawiają się również na fugach i zaprawach cementowych, betonach, a więc w produktach, w których nie stosuje się wapna hydratyzowanego. W takich przypadkach źródłem białych nalotów jest sam cement portlandzki. Podstawowym surowcem do wypału klinkieru jest skała wapienna o specjalnie dobranym składzie surowcowym. Stąd w cemencie portlandzkim obecna jest niewielka ilość tlenku wapnia, zwykle poniżej jednego procenta. Warto również dodać, że jednym z produktów hydratacji cementu portlandzkiego jest wodorotlenek wapnia, i stąd wykwity wapienne pojawiają się również na kostce brukowej, fugach i tynkach cementowych.

Woda – czynnik wywołujący wykwity solne

Jak wspomniano powyżej, źródłem tlenku i wodorotlenku wapnia w zaprawach i betonach jest głównie cement portlandzki. Oprócz tych związków chemicznych cement portlandzki jest również bogatym źródłem innych soli chemicznych. Źródłem soli może być również cegła, produkt lub produkty reakcji cegła-zaprawa, składniki betonu, tynku, a także otoczenie muru lub elewacji: zanieczyszczenia przemysłowe znajdujące się w atmosferze, grunt/podłoże, środki stosowane do mycia, czyszczenia i konserwacji elewacji, itd. Czynnikiem wywołującym powstawanie wykwitów soli na powierzchni murów jest woda będąca dla soli chemicznych (obecnych w materiale budowlanym) zarówno rozpuszczalnikiem, jak i środkiem transportu. To właśnie woda, jej zdolność do rozpuszczania wielu związków chemicznych, a także jej migracja poprzez porowate materiały jest bezpośrednią przyczyną pojawiania się wykwitów solnych na powierzchni muru. Można nawet poczynić śmiałe założenie, że jeśli w murze lub jego otoczeniu istnieje źródło soli, ale woda nie będzie miała z nim styczności, to zjawisko wysoleń na murze nie wystąpi. Stąd podstawowe zalecenie – chrońmy skutecznie mury, elewacje, ogrodzenia przed wodą, a w większości przypadków unikniemy kłopotów z wykwitami solnymi. Nie zapominajmy o izolacji poziomej oddzielającej fundamenty ogrodzeń od cegły klinkierowej, jak również nie zapominajmy, aby zwieńczenie ogrodzenia było odpowiednio chronione przed wodą.

Czas

Okres w jakim woda ma kontakt z miejscem występowania soli rozpuszczalnych, jest kolejnym czynnikiem, który odgrywa dużą rolę w tworzeniu się wykwitów. Sole, w zależności od ich składu chemicznego, można zaliczyć do jednej z grup: bardzo dobrze, dobrze, słabo lub bardzo słabo rozpuszczalne w wodzie. Jeśli w murze występuje źródło soli bardzo dobrze rozpuszczalnych w wodzie (np. NaCl lub KCl), to nawet krótki czas kontaktu może spowodować rozpuszczenie się dużych ilości soli w wodzie, ich transport przez porowaty materiał oraz powstanie wykwitów na powierzchni ściany. W tych samych warunkach, jeśli woda będzie miała kontakt ze źródłem soli rozpuszczalnych w niej słabo lub bardzo słabo, to istnieje duże prawdopodobieństwo, że wykwity solne nie powstaną.

Pory roku

Uważny obserwator wykwitów zauważy, że pojawiają się one cyklicznie i zwykle na wiosnę obserwuje się ich feerię barw. Intensywny transport wody wraz z solami odbywa się podczas schnięcia zawilgoconego muru. Im różnica temperatury pomiędzy wnętrzem a powierzchnią muru jest większa, tym intensywniej zachodzą procesy transportu oraz krystalizacji soli na powierzchni materiału budowlanego. Z tego też względu w niektórych porach roku wykwity pojawiają się częściej niż w innych. W zimie, kiedy pochmurne, mokre dni przeplatane są nielicznymi dniami bez deszczu lub śniegu, wykwity solne zwykle się nie pojawiają. Temperatury powietrza są niskie, więc i transport soli na powierzchnię muru jest bardzo znikomy, lub nie ma go wcale. W okresie wiosennym, gdy jest coraz więcej ciepłych dni, mury zaczynają intensywnie odparowywać wilgoć w nich zawartą. Występuje wtedy na nich „eksplozja” wykwitów solnych. Niekiedy pokrywają znaczne połacie muru. Z kolei, im bliżej lata - tym mniej wykwitów. Nawet jeśli pada deszcz, to zwykle dzieje się to przez krótki czas, więc woda nie ma możliwości rozpuszczenia nowej porcji soli i przetransportowania jej na powierzchnię muru. Sole, które odłożyły się już na powierzchni elewacji są stopniowo spłukiwane przez kolejne deszcze. Jest ich coraz mniej, aż w końcu zupełnie zanikają. O ile oczywiście w międzyczasie jakiś związek chemiczny rozpuszczalny w wodzie nie przeszedł w formę nierozpuszczalną. Wtedy jedynym sposobem na jego usunięcie jest zastosowanie środków bardziej inwazyjnych niż woda.

Wapno ogranicza możliwość pojawienia się wykwitów solnych

Analiza chemiczna nalotów pojawiających się na murach zidentyfikowała jak dotychczas 12 związków chemicznych, które odpowiedzialne są za tworzenie wykwitów solnych. Zaliczane są one do chlorków, siarczków oraz siarczanów. Na murach pojawiają się również, ale z mniejszą częstotliwością, wykwity wapienne, których występowanie wielu wykonawców i inwestorów przypisuje obecności wapna hydratyzowanego w zaprawie murarskiej. Tej „magii” pochodzenia wykwitów wapiennych z wapna hydratyzowanego, jako składnika zapraw, ulegli również liczni producenci suchych zapraw. W ciągu ostatnich kilkunastu lat okazało się jednak, że wyeliminowanie wapna hydratyzowanego ze składu zapraw do klinkieru nie tylko nie poprawiło sytuacji, lecz wręcz przyczyniło się do jej pogorszenia. Wykwity wapienne powstają niezależnie od tego, czy zaprawa budowlana zawiera w swoim składzie wapno hydratyzowane, czy też nie. Jak już wcześniej wspomniano sam cement portlandzki zawiera w swoim składzie tzw. „wolne wapno”, a dodatkowo jednym z produktów jego hydratacji jest wodorotlenek wapnia. Ostatnio okazało się również, że nie ma zapraw „bezpiecznych”. Zarówno zaprawy czysto cementowe jak i zaprawy z trasem nie dają gwarancji, że na elewacjach nie pojawią się naloty. Dlaczego? Ponieważ, jak wspomniano poprzednio, powstawanie wykwitów solnych zależy od wielu czynników, m.in. od obecności wody i czasu jej zalegania w murze. A z tym bywa różnie. Współczesne mury łatwo chłoną wilgoć z otoczenia m.in. ze względu na słabą przyczepność do cegły. Dodatkowo długo trzymają wilgoć, gdyż zaprawy zawierające dużą ilość cementu „nie potrafią” szybko odprowadzić wody poza obręb muru.

Przyczepność zaprawy

Zaprawa murarska powinna nie tylko łączyć cegły w stabilną konstrukcję murową, lecz również stanowić barierę dla wnikania wody do wnętrza muru. A kiedy woda już się tam pojawi (np. po intensywnych, kilkudniowych deszczach), powinna umożliwić łatwe i szybkie wyprowadzenie wilgoci poza obręb muru. Stąd za jedne z najważniejszych właściwości zaprawy w stanie utwardzonym należy uznać jej przyczepność do podłoża oraz przepuszczalność. Przyczepność zaprawy murarskiej powinna być rozumiana nie tylko jako siła związania zaprawy z podłożem, ale przede wszystkim jako procent obszaru cegły czy bloczka, jaki został pokryty przez zaprawę. Krótko mówiąc - chodzi o to, aby pomiędzy zaprawą a elementem murowym nie było wolnej przestrzeni, którą woda dostanie się do wnętrza muru. Dodać należy, że rzeczą niezmiernie ważną jest również to, przez jak długi czas będzie istniało optymalne połączenie zaprawy z cegłą. Wszystkie te elementy składają się na trwałość konstrukcji murowej.

Składniki zaprawy należy dobierać w taki sposób, aby położona na cegle zaprawa była w stanie utworzyć z nią szczelne połączenie murarskie. Dlatego niewskazane jest stosowanie w zaprawie środków napowietrzających, popularnie zwanych plastyfikatorami do zapraw cementowych, które co prawda poprawiają urabialność zaprawy, lecz równocześnie osłabiają jej przyczepność do podłoża.

Większość wody, jaka podczas opadów deszczu dostaje się do wnętrza muru, trafia tam nie poprzez zaprawę lub cegłę, lecz poprzez połączenie murarskie, czyli strefę kontaktową zaprawa–cegła. Powierzchnia cegły, jeśli nawet wydaje się bardzo gładka, pod mikroskopem ukazuje nam swoją prawdziwą naturę.

Zdjęcie 2. Powierzchnia cegły silikatowej

Na zaprezentowanym powyżej zdjęciu z mikroskopu skaningowego widać wyraźnie nierówności powierzchni cegły. Im lepiej składniki zaprawy wypełnią te nierówności, tym bardziej szczelne uzyskuje się połączenie murarskie. W uszczelnianiu połączenia murarskiego wapno hydratyzowane nie ma sobie równych, gdyż ok. 50% ziaren wapna ma wymiar poniżej 5-7 µm. Ta właściwość powoduje uszczelnienie konstrukcji murowej.
Badania nasiąkliwości i przesiąkliwości konstrukcji murowych przeprowadzone przez kilka ośrodków badawczych ze Stanów Zjednoczonych wykazały, że nie ma zapraw nieprzesiąkliwych. Każda zaprawa, a szczególnie cementowa z domieszkami chemicznymi, wcześniej czy później, przy długotrwałych opadach deszczu pozwoli wodzie przemigrować na drugą stronę muru. Ważne jest, aby tej wody było jak najmniej. Zastosowanie w zaprawach wapna hydratyzowanego wydatnie poprawiało odporność murów na atak wody. Wyniki zaprezentowano w poniższej tabeli.

Podsumowanie

Im lepiej ochronimy elewacje przed wodą, tym mniejsze prawdopodobieństwo pojawienia się wykwitów solnych. Im krócej woda będzie miała styczność z murem, tym lepiej dla tego muru. Budynki, ogrodzenia oraz elewacje należy projektować i wykonywać tak, aby w maksymalny sposób były chronione przed wodą. Zarówno tą pochodzącą z opadów jak i gruntową, a także tą, która trafia na elewacje po odbiciu się od podłoża (chodnika, kostki brukowej, asfaltu, itd.).

Wiekowe, kilkusetletnie budynki, kościoły, zamki, ratusze miejskie zachowane do dzisiaj w bardzo dobrym stanie przeczą tezie, że tylko mało nasiąkliwe cegły i mało nasiąkliwe zaprawy zagwarantują trwałość konstrukcji murowej. Stare mury bardzo rzadko „upstrzone” są wykwitami solnymi, czego nie można powiedzieć o murach, które dzisiaj wznosimy. Dlaczego tak się dzieje? Odpowiedź jest dosyć prosta. Zaprawy z dużym udziałem wapna lepiej niż cementowe chronią mury przed wodą.

Paradoksalnie, pomimo że zaprawy wapienne są bardziej nasiąkliwe niż zaprawy cementowe, to mury na zaprawach zawierających wapno są mniej nasiąkliwe.

Dodatkowo, jeśli nawet mur zamoknie w deszczu, to wilgoć jest z niego szybko usuwana przez spoiny, które łatwo transportują ją na powierzchnię muru. Woda nie tylko nie ma czasu na rozpuszczenie soli, ale i na poczynienie większych spustoszeń w murze. I oto w tym wszystkim chodzi.