Zpět

Salinita zdiva

Vodorozpustné anorganické soli představují jednu z nejčastějších příčin poškozování vlhkého zdiva. Nemusí se jednat jen o zdivo historických objektů, výskyt solí je dokumentován i u novostaveb. Ačkoliv je mechanismus působení solí na porézní stavební materiál dostatečně znám a popsán, přesto se ve stavební praxi tato problematika podceňuje, eventuálně redukuje na masové aplikace sanačních omítek. V případě památkově chráněných objektů, kde hrozí ztráta historických původních omítek obvykle dochází ke konfliktu mezi památkáři preferujícími původnost materiálů a projektanty nebo investory, jež usilují o dokonalý stav povrchů.

Publikováno: 29.07.2009
Rubrika:
Autor: (red)

Transport solí ve zdivu je spojen s transportem vlhkosti v porézních materiálech. Pokud se při sanaci vlhkého zdiva neprovádějí zároveň i úpravy snižující jeho zasolení, dochází později k poruchám, jež bývají mylně přisuzovány špatné funkci hydroizolace. Vodorozpustné soli jsou totiž většinou hygroskopické, tzn. mají schopnost na sebe vázat vzdušnou vlhkost, a stavební materiály se pak projevují v povrchových vrstvách jako vlhké. Jejich vlhkost však může kolísat pouze v závislosti na vlhkosti vzduchu a na množství obsažených solí. Naopak samotné odsolování může mít jen krátkodobý účinek, pokud není zdivo zároveň separováno od zdroje solí. Vlastní sanace spočívá většinou v zabránění přístupu nosného média (vody ap.) do konstrukce, a snížení koncentrace rozpustných solí na takovou úroveň, aby nadále nedocházelo k poškozování zdiva. V tomto smyslu je tedy možné hovořit o odsolování. Úplné odsolení zdiva není z hlediska stavební praxe proveditelné.

Druhy solí ve zdivu
Schopnost materiálů přijímat vodu se zvyšuje s obsahem vodorozpustných solí. Zavlhčení zdiva roste s nárůstem vlhkosti vzduchu, ke zvyšování vlhkosti zdiva však dochází i bez rosného bodu. Vodorozpustné soli jsou totiž většinou hygroskopické, tzn., mají schopnost na sebe vázat vzdušnou vlhkost. Zasolené zdivo může přijímat mnohonásobně vyšší množství vody z okolního vzduchu, než by odpovídalo rovnovážné vlhkosti bez obsahu.

Mezi vodorozpustné soli nejvíce poškozující zdivo patří anionty chloridů, síranů a dusičnanů ve vazbě na kationty sodíku, vápníku či hořčíku nebo kationt amonný. Soli mohou reagovat s některými složkami stavebního materiálu, např. nedohašeným vápnem, což vede k chemickému rozrušování. Větší problémy však představuje koroze stavebních hmot způsobená hydratačními a krystalizační tlaky při změně krystalické formy solí.

Kontaminace stavebních konstrukcí solemi souvisí většinou s činností člověka se znečišťováním ovzduší, půdy a povrchových i spodních vod. Výkvětové sloučeniny však mohou do běžných stavebních materiálů pronikat již při jejich výrobě, a to při výpalu nebo ve formě přísad usměrňujících některé jejich vlastnosti. Zdrojem zasolení bývá i silně mineralizovaná spodní voda vzlínající do konstrukcí z podloží.

Jelikož soli pocházejí z různých zdrojů, je běžné, že se jich v exponované konstrukci vyskytuje několik druhů. Z tabulky 2 vyplývá, že mají rozdílnou rozpustnost – u některých je velmi vysoká. Jednotlivé soli se proto během transportu zdivem rozdělují, takže jejich zastoupení bývá po výšce a v hloubce zdiva rozdílné. V tabulce jsou také uvedeny hodnoty relativní vlhkosti vzduchu nad nasycenými roztoky solí. Tento údaj charakterizuje, za jakých podmínek mohou soli z nasyceného roztoku krystalizovat. Pokud se nad nasycenými roztoky solí udržuje relativní vlhkost vyšší než cca 75 %, krystalizují často. Pokud se zde udržuje relativní vlhkost cca 50-75 %, krystalizují zřídka, ve zbylém případě jen výjimečně.

Soli první i druhé skupiny mohou při nízké vzdušné vlhkosti, resp. při zvýšené teplotě ztrácet krystalovou vodu. Za vhodných podmínek ji přibírají zpět ~ dochází k rekrystalizaci. Při kolísání podmínek se může tento proces neustále opakovat. V tabulce 3 jsou pak uvedeny hodnoty tlaků, které krystaly solí vyvozují na stěny pórů stavebních materiálů.

Je zřejmé, že jejich velikost převyšuje pevnosti většiny stavebních hmot. Podobně je tomu i při rekrystalizaci (viz tabulka 4). [1]


Tab. 1 Závislost rovnovážné vlhkosti cihel na stupni zasolení


Tab. 2 Rozpustnost vybraných solí a relativní vlhkost nad nasycenými roztoky


Tab. 3 Tlaky vznikající při krystalizaci některých solí z roztoku


Tab. 4 Hydratační tlaky vznikající při rekrystalizaci soli

Zdroje solí ve zdivu
Chloridy:

  • kamenná sůl pro zimní ošetřování komunikací (soklové partie staveb, klenby uličních traktů),
  • technologické procesy (potravinářská výroba,chladírenská zařízení, úpravny vody),
  • chlorové vápno užívané k desinfekci,
  • mineralizovaná spodní voda (spodní stavba).

Dusičnany:

  • rozklad organických hmot (hřbitovy, kanalizace, stáje),
  • chemická hnojiva,
  • technologické procesy (potravinářská výroba),
  • znečištěná atmosféra, holubí trus (povrch fasád),
  • střelný prach (pevnostní stavby),
  • močovina pro zimní ošetřování komunikací.

Sírany:

  • znečištěná atmosféra (povrch fasád),
  • mineralizovaná spodní voda (spodní stavba),
  • výroba stavebních surovin (ze sirnatého uhlí při výpalu nebo z přísad při výrobě cementu a cihel),
  • spalování uhlí (v okolí komínů),
  • chemická hnojiva.

Biologické vlivy
S vlhkostí zdiva souvisejí také biologické faktory – z nižších organismů bakterie, řasy, lišejníky, houby, z vyšších rostliny, keře či stromy. V některých případech působí na stavby pozitivně – např. stromy a keře chrání fasády před hnaným deštěm, popínavé rostliny eliminují teplotní výkyvy na povrchu zdiva a udržují jeho přirozenou vlhkost.

Vyšší rostliny narušují zdivo mechanicky – prorůstáním kořenů či otěrem větví se vytvářejí cesty pro zatékání vody do zdiva. Usměrňují tok vody, zastíněním zvyšují vlhkost v okolí a vytvářejí podmínky pro výskyt nižších rostlin.
 
Některé nižší organismy (zejména řasy a lišejníky) působí na zdivo chemickou produkcí organických kyselin, které rozrušují malty nebo horniny s vápenným pojivem. Hromadění vodorozpustných solí souvisí s činností nitrifikačních a sirných bakterií. Tyto bakterie mohou pozvolna rozpouštět i silikátové materiály. Nižší organismy však působí však také fyzikálně: prorůstáním do omítek nebo zdiva a objemovými změnami v důsledku kolísání obsahu vody. Nežádoucí je i zadržování vody v okolí napadených konstrukcí a vytváření krust ucpávajících póry materiálů, což zhoršuje odpařování vlhkosti ze zdiva. Zdraví škodlivé jsou plísně, které se objevují ve vlhkých místnostech nebo na tepelných mostech konstrukcí. Ostře ohraničené vlhké mapy na zdech mohou signalizovat přítomnost dřevokazných hub. Kromě destrukce dřevěných prvků jsou houby schopny zadržovat vodu. Jejich provazce, které mohou prorůst i betonem, mohou zděné konstrukce významně poškodit.

Určování salinity
Ze stanovení druhu a množství vodorozpustných solí lze někdy určit i způsob migrace vody do zdiva (déšť, splašky, zatékání z chodníku, vzlínání mineralizované spodní vody apod.)

Pro stanovení obsahu solí ve zdivu existuje řada metod, které se liší pracností, přístrojovou náročností, přesností, požadavkem na velikost vzorku i cenou. Při chemické analýze vzorků se obvykle určují síranové, chloridové a dusičnanové anionty, kationty jsou stanovovány pouze výjimečně. Běžně používanými metodami jsou metody gravimetrické (anion se ve výluhu převede na nerozpustnou sůl a poté se její množství zváží), postupy využívající iontově selektivních elektrod nebo metody spektrální. Méně často jsou používány metody titrační.

Analýza většího množství vzorků bývá finančně nákladná, je tedy vhodné využít všechny dostupné informace o původním využívání objektu. U památkově chráněných objektů je dobrým pramenem stavebně historický průzkum. Místa odběru je třeba volit tak, aby byly odebrané vzorky dostatečně reprezentativní. Nezbytné je odebrat vzorky v různých výškách a hloubkách, v exponovaných a méně exponovaných polohách. Míra zkoumání salinity závisí na typu průzkumu. Lze provést jen stěry solí z povrchů, což poslouží k dokumentaci druhu solí, nebo lze zdivo zkoumat s ohledem na předpokládanou technologii sanace, čištění fasád apod. Přesná metodika neexistuje, závisí opět na zkušenostech autora průzkumu.

Vyhodnocení salinity zdiva
Zhodnocení obsahu solí je však vždy problematické, protože závisí nejen na hloubce odběru vzorku (soli se nejvíce koncentrují na povrchu v odpařovací zóně), ale i na druhu solí a rezistenci materiálu dané většinou jeho pórovitostí. Pro orientační posouzení stavu lze použít směrnici WT A E-2-6-99 – viz tabulka 5.


Tab. 5 Hodnocení destruktivního působení iontů solí ve zdivu dle WTA E-2-6-99

Přehled metod odstranění, omezení tvorby
Ze stanovení druhu a množství vodorozpustných solí lze někdy určit i způsob migrace vody do zdiva (déšť, splašky, zatékání z chodníku, vzlínání mineralizované spodní vody apod.)

Koncepční návrh opatření – na základě výsledků analýzy může být navržena koncepce sanace, nejlépe ve variantách. Varianty by měly být přiměřené charakteru objektu a jeho stavebně technickému stavu. Měly by také respektovat ochranu historických materiálů a památkové směrnice. Často bývá zapotřebí doplnit i odhad nákladů sanace.

Důležité je, aby jednotlivé sanační zásahy byly komplexní, zahrnovaly i povrchové úpravy zasoleného zdiva. Nezbytné je předepsat opatření průběžné údržby. Úplné odsolení zdiva není z hlediska stavební praxe proveditelné – snad jen v případě úplné výměny zdicího materiálu. Metody sanace můžeme zhruba rozdělit takto :

  • odstranění solí včetně kontaminovaných materiálů,
  • redukce obsahu solí v materiálech,
  • převedení rozpustných solí na nerozpustné chemickou reakcí,
  • omezení migrace na povrch materiálů (hydrofobizace podkladu, sanační omítky).

Literatura
[1] http://www.asb-portal.cz/2008/07/30/stavebnictvi/hruba-stavba/pruzkum-pricin-vlhnuti-zdiva-a-metodikanavrhu-sanace.html

Recenzoval
Hana Marková, Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Ústav pozemního stavitelství, Veveří 331/95, 662
00 Brno, Brandejsova.h@fce.vutbr.cz
Recenzi naleznete zde.

Článek byl publikován na JUNIORSTAVU 2009.