Remonty murów licowych

W Eurokodzie EN 1996 [4] mur licowy został zdefiniowany jako element stosowany na zewnątrz lub wewnątrz, który powinien mieć atrakcyjny wygląd. Jest eksploatowany w trudnych warunkach środowiskowych, jednak rozwiązania materiałowe powinny go skutecznie zabezpieczyć przed wpływem środowiska. Często się okazuje, że zamierzony efekt nie zostaje osiągnięty – na większości obiektów pojawiają się wykwity i uszkodzenia o różnej intensywności.

Uwarunkowania remontów murów licowych

Właściwe podejście do remontu muru licowego wymaga zrozumienia mechanizmu krystalizacji soli. Powstanie wykwitu jest możliwe, jeżeli zostaną spełnione (jednocześnie) następujące warunki:

• istnieje źródło soli rozpuszczalnych w wodzie (składniki zaprawy, atmosfera, grunt, elementy metalowe i inne wbudowane w mur);
• do muru przenika woda, w której sole zostaną rozpuszczone;
• występuje czynnik powodujący ruch roztworu soli (różnica stężeń, temperatur lub ciśnienia między wnętrzem muru a jego powierzchnią).

Fot. 1. Koncentracja wykwitu powyżej powierzchni pokrywy śnieżnej zarejestrowana po pierwszym sezonie zimowym – stanowisko in situ badań murów licowych: a) zaprawa cementowa; b) zaprawa cementowo-wapienna; c) zaprawa systemowa z dodatkiem trasu (opracowanie własne)

W pierwszych latach eksploatacji pojawiają się tzw. wykwity pierwotne, które są efektem migracji związków pochodzących ze świeżej zaprawy, rozpuszczonych w wodzie technologicznej. Najbardziej widoczne są po pierwszej zimie. Ich intensywność jest zależna od warunków pogodowych w trakcie wznoszenia i późniejszych miesięcy funkcjonowania w określonym środowisku. Dystrybucja wykwitu jest uwarunkowana zastosowanymi detalami architektonicznymi w zakresie ochrony przed spływającą wodą deszczową, rozwiązaniem detalu kontaktu muru z podłożem oraz grubością zalegającej pokrywy śnieżnej (fot. 1). Przy właściwie dobranych zaprawach i zachowaniu reżimu technologicznego powstały wykwit pierwotny jest w kolejnych latach rozpuszczany aż do całkowitego jego zaniku. Prowadzone pod kierownictwem autorki badania in situ na stanowisku poligonowym wskazują, że okres pierwotnego wykwitu wynosi minimum pięć lat. Dotyczy to również prac remontowych, polegających na uzupełnieniu zapraw i ponownym spoinowaniu. Jednak jeżeli wykwit cyklicznie się przeobraża i dodatkowo się utrzymuje wysoka wilgotność ściany, można wnioskować o niedostatecznej ochronie muru przed wpływem środowiska. Krystalizujące sole powodują zniszczenie warstwy powierzchniowej klinkieru (fot. 3). Powstają „ścieżki wilgoci”, które umożliwiają wnikanie wody deszczowej do wnętrza, powodując destrukcję zaprawy i klinkieru. Na tym etapie już nie można rozważać wykwitu pierwotnego. Przechodzi on w wykwit wtórny i subflorescencję. Subflorescencja jest potencjalnie szkodliwą akumulacją lub nawarstwianiem się osadu solnego pod powierzchnią murów, wynikającą z parowania wilgoci z muru. Uaktywnia się w czasie cykli zamrażania i rozmrażania, podczas których mieszanina wilgoci i soli zamarza i ekspanduje, wytwarzając wewnętrzne ciśnienie, które przy dostatecznej wielkości może powodować odszczepianie części muru w zewnętrznych powierzchniach lub ich rozwarstwianie [6].

Fot. 2. Wykwit pierwotny na murze licowym powstały po pracach remontowych (fot. autor)

Subflorescencja nie powinna być mylona z wykwitami wtórnymi, które są depozytami rozpuszczalnych soli na powierzchni muru. Wykwity te mogą być identyfikowane jako biaława mgiełka na powierzchni muru, nacieki i naloty. Wykwit może poprzedzać subflorescencję, ponieważ wskazuje na obecność soli.

Mając na względzie mechanizm powstawania subflorescencji, można stwierdzić, że makroskopowa identyfikacja jej występowania jest możliwa tylko przy zaawansowanej degradacji, przejawiającej się zjawiskami na powierzchni muru przedstawionymi na fot. 4.

Utrzymanie murów licowych

Utrzymanie murów licowych we właściwym stanie technicznym zabezpiecza przed wnikaniem wody i nie dopuszcza do powstania subflorescencji. Brak doraźnych konserwacji i zabezpieczeń drobnych uszkodzeń to najczęstsze przyczyny powstających w trakcie eksploatacji stanów awaryjnych, których efektem jest omówiona subflorescencja.

W pierwszym okresie funkcjonowania muru należy wykonywać regularne przeglądy, identyfikując ewentualne uszkodzenia elementów murowych i spoin. Jako właściwy termin przeglądu należy przyjąć kwiecień po minimum siedmiu dniach okresu bezdeszczowego.

Fot. 3. Przykład niszczącego skutku krystalizacji rozpuszczalnych soli mineralnych w klinkierze, stanowisko in situ badań murów licowych (fot. autor)

Jest to związane z właściwościami soli, które są substancjami krystalicznymi, łatwo rozpuszczalnymi w wodzie. Niektóre z nich, higroskopijne, do rozpuszczania nie potrzebują wody ciekłej, wystarczy im odpowiednia wilgotność powietrza [12].

W przypadku bezpośredniej ekspozycji na warunki środowiskowe (wilgotność powietrza, opady atmosferyczne) można zauważyć, że w miesiącach zimowych większość tych soli funkcjonuje jako faza ciekła w warstwie przypowierzchniowej, co jest widoczne poprzez zaciemnienie spoin. Proces krystalizacji soli jest widoczny dopiero wczesną wiosną (fot. 5).

W okresie występowania wykwitów pierwotnych mur licowy należy poddawać regularnemu czyszczeniu i ewentualnym uzupełnianiem ubytków w spoinach. Zabieg należy powtarzać przez pierwsze pięć lat co roku, najlepiej na wiosnę po pojawieniu się wysoleń. Wszelkiego typu zabrudzenia należy usuwać, gdy cegły elewacyjne są suche. Sposób usuwania jest zależny od rozległości wykwitów. Te niewielkie wystarczy usunąć suchą szczotką. W przypadku intensywnych wykwitów na niewielkich obszarach sprawdza się metoda fizycznego odsalania przez nakładanie tzw. kompresów odsalających, przy czym muszą one pozostać na zabrudzonej powierzchni przez minimum 24 godziny.

Jeśli wysolenia są rozległe, można zastosować czyszczenie na mokro przy użyciu środków chemicznych. Jest to jednak ostateczność, gdyż ten zabieg może doprowadzić do przebarwień fug i uszkodzenia struktury cegieł. Właściwe są preparaty niezawierające kwasu solnego ani azotowego. Mur należy czyścić wąskimi pasmami z dołu do góry, utrzymując mokrą powierzchnię poniżej czyszczonego obszaru. Przed rozpoczęciem czyszczenia trzeba osłonić inne elementy przyległe do muru. W wydzielonym paśmie zmoczyć podłoże wodą, a następnie nałożyć na nie preparat przy użyciu nylonowego pędzla lub szczotki. Pozostawić preparat na 10-15 minut, okresowo zraszając wodą, aby nie dopuścić do zaschnięcia środka na podłożu. Następnie spłukać wodą pod ciśnieniem. Dostępne preparaty zawierają często substancje powierzchniowo czynne, zwilżające powierzchnie i ułatwiające wnikanie ich do podłoża. W połączeniu ze strumieniem wody wytwarzają one pianę, co pozwala kontrolować usunięcie środka z muru – spłukiwanie należy kontynuować do zaniku pienienia. Po wyczyszczeniu całej powierzchni należy ponownie spłukać całe podłoże, rozpoczynając od góry. W zabiegach czyszczenia można uzyskać intensyfikację działania środka przez użycie gorącej wody. Optymalna temperatura powierzchni muru przy realizacji tych prac wynosi od +20 do +25oC. Instrukcje techniczne dopuszczają większy zakres temperatur. Jednak w niższych temperaturach środki są mniej aktywne, natomiast w wyższych trudno utrzymać wilgotne podłoże wymagane przy tego typu preparatach.

Fot. 4. Degradacja muru: a) soczewki i skupienia zbudowane z kryształów solnych; b) zniszczenie warstwy licowej – powierzchnia jest spulchniona i daje się łatwo odspajać za pomocą ostrego narzędzia; c) łuszczenie powłok, takich jak farby, powłoki hydrofobizacjne powierzchniowe, oraz depozyty zanieczyszczeń powierzchniowych; d) wilgoć wznosząca, w której sole mogą być rozpuszczane i transportowane przez wodę, aby następnie krystalizować w odpowiednich strefach muru. Zjawisko to szczególnie dobrze jest zauważalne w strefach oddziaływania środków odladzających

Prace naprawcze dla murów licowych objętych subflorescencją

Wykwity wtórne lub subflorescencja są jednoznaczną informacją, że została naruszona (lub też źle wykonana) ochrona muru przed wilgocią. W celu identyfikacji przyczyn zawilgocenia istotne jest ustalenie mapy wilgoci na elewacji. Do wstępnego zdiagnozowania można się posłużyć miernikiem dielektrycznym, bazującym na pomiarze stałej dielektrycznej warstwy powierzchniowej materiału o zasięgu 3-7 cm [5]. Zarówno dla cegieł elewacyjnych (dla których absorpcja wody wynosi od 6 do 20%), jak i klinkierowych (dla których absorpcja wody wynosi do 6%) poziom zawilgocenia nie powinien przekraczać 3%.

Obszarowe zawilgocenia w obrębie zwieńczeń, nadproży i gzymsów są efektem utraty integralności muru. Za integralność muru odpowiedzialna jest przede wszystkim zaprawa murarska, której głównym zadaniem jest zapewnienie spójności w obrębie połączenia z elementem murowym [11]. Spójność muru może być naruszona na skutek popełnionych błędów:

• projektowych – brak przeciwdziałania uszkodzeniom w miejscach koncentracji naprężeń, nieuwzględnienie możliwości wystąpienia naprężeń termicznych; przyjęcie jednakowej szerokości fundamentów dla wszystkich ścian; złe rozeznanie podłoża gruntowego; nieodpowiednie projektowanie nowych budynków posadowionych na innym poziomie niż budynki przyległe [3];
• technologicznych – niestaranne układanie elementów murowych, brak wypełniania spoin lub wykonywanie zbyt grubych spoin, odchyłki od pionu, stosowanie uszkodzonych elementów murowych, brak odpowiednich prze- wiązań elementów murowych, zbyt wczesne fugowanie, źle wykonane spoinowanie, niezabezpieczenie muru w czasie prac budowlanych, a także po ich zakończeniu.

Zarysowania i naprawy konstrukcji murowych szczegółowo zostały omówione w [6]. Efektem błędów technologicznych jest podciekanie i migracja wód opadowych w głąb struktury muru. Ukształtowanie lica muru decyduje o jego odporności na deszcz. Już w literaturze technicznej XIX w. [1] znajdują się wytyczne dotyczące kształtu spoin. Prawidłowo wykonana spoina (rys.) umożliwia spływanie wodzie opadowej po licu muru, powstrzymuje osadzanie się śniegu i zabrudzeń. Zawilgocenie kapilarne może być efektem nieskutecznej lub zniszczonej izolacji przeciwwilgociowej. W takim przypadku na podstawie badań laboratoryjnych ustala się stopień zawilgocenia oraz przyjmuje się odpowiednią metodę osuszania. Osuszanie powinno być rozumiane jako zespół czynności technicznych i technologicznych, powodujących trwałe zmniejszenie poziomu zawilgocenia ścian, co umożliwia prowadzenie dalszych prac budowlanych lub konserwatorskich, a po ich wykonaniu zapewnia właściwą eksploatację. Szczegółowe informacje na ten temat przedstawiono w [7].

Stan wilgotnościowy muru związany jest również z zastosowanym rozwiązaniem podłoża w kontakcie z murem licowym. Na podstawie prowadzonych przez autorkę badań na stanowisku poligonowym stwierdzono, że w wyniku dziesięciu lat eksploatacji murów licowych najmniejsze zmiany mikrostruktury klinkieru i zapraw widoczne są w obszarze kontaktu z opaską żwirową [13], [14].

Fot. 5. Zjawisko wykwitu, stanowisko in situ badań murów licowych (opracowanie własne): a) styczeń, b) kwiecień

W murach licowych równie istotne jest przywrócenie zarówno integralności, jak i estetyki. Jest to grupa sprzężonych działań, które można podzielić na pięć etapów.

Etap 1. Dezynfekcja

Na zawilgoconych ścianach, elewacjach północnych lub w sąsiedztwie zieleni mogą się rozwinąć mikroorganizmy – glony, porosty, grzyby, bakterie.

W przypadku stwierdzenia korozji biologicznej należy zastosować środek biobójczy. Można go nanosić na elewację przy użyciu pędzla lub za pomocą natrysku. Po około godzinie preparat trzeba spłukać wodą pod ciśnieniem. Należy zwrócić uwagę, że zgodnie z obowiązującą ustawą o produktach biobójczych [15] wszystkie środki biobójcze muszą posiadać aktualne pozwolenie na obrót, wydane przez Urząd Rejestracji Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych.

Etap 2. Czyszczenie

Przy usuwaniu wykwitów, starych powłok malarskich i zabrudzeń atmosferycznych stosuje się opisaną wyżej metodę chemiczną, a także metody mechaniczne lub łączone (głównie przy czyszczeniu cegły z nawarstwień i powłok malarskich). Można wyróżnić trzy metody mechaniczne.

• Czyszczenie na sucho przy użyciu ścierniwa podawanego w strumieniu powietrza pod ciśnieniem; w zależności od rodzaju i stanu podłoża stosuje się ścierniwa o różnej twardości i różnym kształcie ziaren: piasek kwarcowy, pył marmurowy, mikrokulki szklane czy zmielone skorupki orzechów, pestki moreli. Intensywność czyszczenia jest regulowana ciśnieniem powietrza. Jest to szybka i skuteczna metoda, jednak trudno jest uzyskać równomierny efekt ścierania. Często też z nawarstwieniami usuwana jest powierzchnia licowa i naruszane są krawędzie detali.
• Gumkowanie elewacji – metoda opracowana przez firmę Thomann-Hanry, zwana również pudrowaniem. Jako ścierniwo wykorzystuje się puder pochodzenia roślinnego lub mineralnego o średnicy ziaren od 100 do 20 mikrometrów. Czyszczenie odbywa się przez natryskiwanie pudru pod małym ciśnieniem (od 0,88 do 2,94) bara na elewację. Średnica cząstek pudru jest dobierana po oględzinach obiektu lub elementu przeznaczonego do oczyszczenia. Metoda jest tak delikatna, że można nią czyścić nawet częściowo zdegradowane powierzchnie. Puder można stosować jednokrotnie. Zużyty puder i pył powstały w trakcie czyszczeniajest wychwytywany przez odkurzacze i zwilżany wodą.
• Metoda wirującego strumienia Rotec – suchy granulat lub ścierniwo z wodą wprawiane są przez specjalną turbinę przez dysze w ruch wirowy, w wyniku czego powstaje działający po stycznej efekt ścierania.

Rys. Przykłady rozwiązań kształtu spoin i fug w murze licowym: a) prawidłowe wyprofilowanie spoin i fug, b) nieprawidłowe wyprofilowanie spoin i fug [1], [10]

Etap 3. Uzupełnianie ubytków na powierzchni muru licowego

Uzupełnianie ubytków w elementach murowych wykonuje się tylko na cegłach licowych. W przypadku cegieł klinkierowych zaleca się wymianę uszkodzonych elementów. Na tym etapie przywraca się również ciągłość muru. W zależności od sposobu wykonania muru licowego zakres napraw jest różny: dla murowania jednostopniowego uzupełnia się tylko ubytki w spoinach, w przypadku fugowania należy przed czyszczeniem elewacji usunąć istniejącą fugę. Po zabiegu czyszczenia wykonuje się nową fugę, nadając jej odpowiedni kształt (rys. a).

Etap 4. Scalanie kolorystyczne muru licowego
Jeżeli wprowadzone naprawy czy też wymiana cegieł powodują przebarwienia elewacji, wykonywane jest scalanie kolorystyczne przez naniesienie farby laserunkowej do malowania elewacji.

Etap 5. Hydrofobizacja muru licowego

Końcowym etapem jest hydrofobizacja, która zapobiega wnikaniu wody w głąb struktury muru licowego. Jeżeli mury nie zawierają soli rozpuszczalnych w wodzie i posiadają skuteczną poziomą izolację przeciwwilgociową, można poddać je hydrofobizacji strukturalnej. Przez hydrofobizację strukturalną rozumie się wprowadzenie substancji hydrofobizującej na głębokość ok. 5 cm w głąb muru. Warstwa o takiej grubości pozwoli na trwałą ochronę cegieł przed przenikaniem wody opadowej [2]. W konsekwencji jest to skuteczne zabezpieczenie przed niszczącym wpływem czynników chemicznych, zamarzaniem wody i działaniem soli rozpuszczalnych w wodzie. Hydrofobizacja powierzchniowa ma na celu ochronę przed przenikaniem wody deszczowej. Można ją wykonać tylko wówczas, gdy mur jest suchy. Odpowiednią ochronę uzyskuje się przez dwukrotne naniesienie roztworu w krótkich odstępach czasu (tzw. metoda mokre na mokre). Skuteczność hydrofobizacji ocenia się w przybliżeniu na siedem lat, po upływie tego czasu zabieg należy powtórzyć.

Podsumowanie

Utrata integralności strukturalnej powoduje nie tylko naruszenie estetyki, ale również doprowadzenie do stanu awaryjnego muru licowego. Czynnikiem uruchamiającym procesy destrukcyjne jest wnikająca do wnętrza muru woda. W planowaniu remontu pierwszym działaniem jest przegląd muru (elewacji czy obiektu małej architektury) i, w razie konieczności, ekspertyza identyfikująca źródła zawilgocenia i stopień zaawansowania subflorescencji. Na podstawie ustalonych informacji należy opracować plan remontu, uwzględniający w pierwszej fazie usunięcie źródeł zawilgocenia i przyczyn konstrukcyjnych naruszenia ciągłości muru. Dopiero w kolejnej fazie przeprowadza się omówione wcześniej prace naprawcze, mające na celu przywrócenie integralności i estetyki muru licowego.

dr hab. inż. Maria Wesołowska

Literatura

1. S.A. Breyman, Baukonstructionslehre mit befonderer Beziehung auf das Hohbaumefen, Band I, Die konstruktionen in Stein, Leipzig 1996.
2. W. Domasłowski, J. Kęsy-Lewandowska, W. Łukaszewicz, Badania nad konserwacją murów ceglanych, UMK, Toruń, 1998.
3. Ł. Drobiec, Przyczyny uszkodzeń murów, XXII Ogólnopolska Konferencja „Warsztat pracy projektanta konstrukcji”, Szczyrk 2007.
4. Eurokod 6. PN-EN 1996-2: Projektowanie konstrukcji murowych. Część 2: Uwarunkowania projektowe, dobór materiałów i wykonawstwo konstrukcji murowych.
5. J. Hoła, Z. Matkowski, Przyczyny i skutki nadmiernego zawilgocenia murów ceglanych na przykładzie obiektów zabytkowych, „Materiały Budowlane” nr 3/2009.
6. A.E. Grimmer, A Glossary of Historic Masonry Deterioration Problems and Preservation Treatments. Department ofInterior National Park Service, Preservation Assistance Division, Washington 1984.
7. C. Magott, M. Rokiel, Osuszanie murów, „Inżynier Budownictwa” nr 9/2015.
8. L. Małyszko, R. Orłowicz, Konstrukcje murowe. Zarysowania i naprawy, Wydawnictwo Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego, Olsztyn 2000.
9. L. Rudziński, Konstrukcje murowe. Remonty i wzmocnienia, Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 2006.
10. P. Schubert, Mauerwerk. Risse vermeiden und instandsetzen, Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart 2004.
11. M. Wesołowska, Ochrona murów licowych przed wpływem środowiska. Monografia, Wydawnictwo Uczelniane UTP, Bydgoszcz 2016.
12. M. Wesołowska, A. Kaczmarek, Analiza czynników determinujących skład wykwitów na współczesnych murach licowych, „Budownictwo ogólne. Zagadnienia konstrukcyjne, materiałowe i cieplno-wilgotnościowe w budownictwie”, Wydawnictwa Uczelniane UTP, Bydgoszcz 2007.
13. M. Wesołowska, A. Kaczmarek, Wpływ bezpośredniego kontaktu z podłożem na estetykę obiektów małej architektury, „Fizyka budowli”, Wydawnictwa Uczelniane UTP Bydgoszcz 2013.
14. M. Wesołowska, A. Kaczmarek, Changes of Clinker Microstructure After Long-Term Influence of External Environment. Procedia Engineering 161 (2016), http://dx.doi. org/10.1016/j.proeng.2016.08.569
15. Ustawa z dnia 9 października 2015 r. o produktach biobójczych (Dz.U. z 2015 r. poz. 1926).