Tynki na zawilgoconych przegrodach budowlanych

Woda oddziałuje niszcząco na różne przegrody budowlane – w przypadku murów zawilgocenie ich struktury stanowi pierwsze ogniwo degradacji, szczególnie gdy woda zawiera szkodliwe substancje w postaci soli rozpuszczalnych [5]. Zawilgocenie obiektu budowlanego, przy braku lub uszkodzeniu izolacji, może zostać spowodowane działaniem wód pochodzących z bardzo różnych źródeł. Mogą to być wody: pochodzące z opadów atmosferycznych, zawarte w gruncie, powierzchniowe, technologiczne, użytkowe, pochodzące z awarii instalacji bądź z wykraplania się pary wodnej.

Szacuje się, że co czwarte uszkodzenie budynku dotyczy części budynków stykających się z gruntem [7], w większości przypadków uszkodzenia te spowodowane są przez nadmierne zawilgocenie. Problem ten dotyczy prawie wszystkich obiektów, których ściany wykonano z cegły ceramicznej, wzniesionych do 1945 r. oraz praktycznie wszystkich takich obiektów wzniesionych przed rokiem 1920 [5, 6, 11]. Obiekty takie wymagają napraw – wykonanie nowych tynków to jedna z wielu prac renowacyjnych zasolonych i zniszczonych murów. Ze względu na właściwości tzw. tynków tradycyjnych w takim przypadku zalecane jest stosowanie specjalistycznych tynków przeznaczonych do prac renowacyjnych.

Rys. 1 Tynk trójwarstwowy działający na zasadzie systemu [4]

Tynki tradycyjne

Posiadające strukturę drobnoporowatą tynki wapienne, położone na materiale o większej porowatości, wykazują właściwości systemu drenującego. Dzięki większej kapilarności, ściągają wodę z muru, odprowadzając ją na powierzchnię, tym samym zmniejszając ryzyko zawilgocenia muru. Ich duża przepuszczalność i zdolność absorpcji wilgoci, jak również odczyn zasadowy (dzięki zawartości wapna), który zabezpiecza pokryte powierzchnie przed rozwojem groźnych dla zdrowia grzybów, pleśni i bakterii, sprawiają, że zastosowanie tynków wapiennych zapewnia przyjazny dla użytkowników mikroklimat wnętrz.

Mimo wymienionych zalet układanie tynków wapiennych na zawilgoconych murach nie jest wskazane. Jeżeli bowiem wraz z wilgocią transportowane są rozpuszczone sole, które na skutek odparowywania wody krystalizują na powierzchni, to miękki tynk wapienny nie jest w stanie wytrzymać takiego obciążenia. Następuje mechaniczne zniszczenie struktury tynku, a dodatkowo kapilary, blokowane przez kryształy soli, zwężają się, co zwiększa współczynnik oporu dyfuzyjnego nawet dziesięciokrotnie, przez co proces osuszania muru staje się z biegiem czasu coraz mniej efektywny. Tynki wapienne są nazywane tynkami ofiarnymi, ponieważ dzięki swym właściwościom usuwają wodę i sole z muru, jednak po pewnym czasie zostają zniszczone przez proces krystalizacji soli i trzeba je zastąpić świeżą warstwą tynku.

Położenie tynków cementowych na zawilgoconych murach jest nieprawidłowym rozwiązaniem, gdyż są to tynki nieaktywne kapilarnie, tzw. szczelne. Przez błędne zrozumienie zjawiska zawilgocenia murów są one często stosowane wewnątrz  budynków (z myślą o ograniczeniu dostępu wilgoci). W rezultacie przez ograniczoną paroprzepuszczalność tynku woda wraz z solami nie zostaje odprowadzona, gromadząc się w murze. Skutkiem takiego procesu jest zwiększenie zawilgocenia muru i przeniesienie się efektów zawilgocenia w wyższe partie budynku. Dodatkowo w wyniku ciśnienia hydratacyjnego może dojść do uszkodzenia tynku (odprysków i pęknięć).

Rys. 2 Zasada działania tynku konwencjonalnego oraz renowacyjnego [1]

Wykonywanie tynków gipsowych na zawilgoconych powierzchniach jest szczególnie niewskazane, gdyż są one mało odporne na wilgoć (pod jej wpływem następuje znaczny spadek wytrzymałości i redukcja odkształceń). Dlatego też tynki gipsowe są przeznaczone jedynie do wykończenia wnętrz budynków, w których wilgotność nie przekracza 80%.

Tynki renowacyjne

Tynki renowacyjne, określane również jako tynki WTA (od niem. Wissenschaftlich-Technische Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege – Naukowo-Techniczny Zespół Roboczy ds. Zachowania Budowli i Konserwacji Zabytków), zalicza się do systemów osuszająco-odsalających. Wykonywane są w postaci gotowych, fabrycznie przygotowanych suchych mieszanek spoiw, wypełniaczy, modyfikatorów i odpowiednio dobranego kruszywa. Charakterystyczną cechą tynków renowacyjnych jest to, że można je kłaść na wilgotne mury. Tynki renowacyjne charakteryzują się wysoką porowatością (nie powinna być mniejsza niż 40%), dobrą przepuszczalnością pary wodnej, niską przewodnością kapilarną (współczynnik kapilarnego pochłaniania wody nie powinien być niższy niż 0,3 kg/m˛) oraz niskim oporem dyfuzyjnym (współczynnik oporu dyfuzyjnego µ stwardniałego już tynku nie powinien przekroczyć 12), umożliwiającym migrację pary wodnej, oraz odpowiednią nasiąkliwością, wytrzymałością na ściskanie, rozciąganie oraz zginanie, a także odpornością na działanie wody, mrozu i soli [12]. Szczególnie istotne dla skuteczności działania tynków renowacyjnych są porowatość, nasiąkliwość (wodochłonność) oraz właściwości dyfuzyjne [10]. Struktura tych tynków oraz ich właściwości hydrofobowe sprawiają, że oddzielenie soli od wody następuje już na granicy tynku i muru, dlatego sole mineralne odkładają się w warstwie tynku. Tynki renowacyjne stosuje się głównie do murów uszkodzonych przez agresywne działanie soli i/lub wilgoci, a także jako zabieg osłaniający podczas osuszania obiektów budowlanych.

Przed przeprowadzeniem czynności naprawczych wskazane (wręcz konieczne) jest ustalenie przyczyny uszkodzeń, rodzaju i ilości agresywnego czynnika: zawartości wilgoci, zawartości rozpuszczalnych w wodzie a szkodliwych dla murów soli. Istnieją różne szkodliwe dla budowli sole (najczęściej występują chlorki, siarczany oraz azotany), znacznie różniące się między sobą z punktu widzenia składu i szkodliwych dla budowli właściwości. W związku z tym dany rodzaj soli i jej stężenie w materiale budowlanym odgrywają istotną rolę przy ocenie obciążenia oraz przy doborze i tworzeniu odpowiedniego systemu tynkarskiego [10]. Należy również ustalić stan przeznaczonego do renowacji muru pod kątem możliwości naniesienia tynku, jest to podstawa określenia zaleceń renowacyjnych i wyboru rodzaju tynku renowacyjnego.

Wytyczne [12] przewidują konieczność stosowania całych systemów o różnej zawartości (najczęściej: obrzutka tynkarska, tynk podkładowy, tynk renowacyjny), zależnie od rodzajów występujących obciążeń, przez co podczas planowania zabiegów renowacyjnych można odpowiednio uwzględnić rzeczywisty stan murów [10].

Rys. 3 Zasada działania tynku renowacyjnego oraz tynku regulującego zawilgocenie [2]

Minimalna grubość warstwy tynku wynosi dla tynków renowacyjnych 20 mm (względnie 2 x 10 mm). W przypadku silnego zawilgocenia i zasolenia – co najmniej 30 mm (2 x 15 mm), z zachowaniem odpowiednich przerw. Grubość warstwy tynku renowacyjnego ma znaczenie m.in. dla jego zdolności magazynowania soli. Zachowanie czasu przerwy technologicznej, a w związku z tym zaawansowane schnięcie spodniej warstwy tynku podnosi bezpieczeństwo systemu z punktu widzenia przebijania wilgoci i soli [10].

Tynki regulujące wilgotność

Od kilku lat w przypadku renowacji i/lub ochrony zawilgoconych murów coraz częściej stosowane są tzw. tynki regulujące zawilgocenie (nazywane też tynkami FRP od niemieckiego określenia Feuchtregulierungsputz). Wyróżniają się one tym, że można je nanosić w postaci warstwy o niewielkiej grubości i w odróżnieniu od tynków renowacyjnych nie posiadają właściwości hydrofobowych. Charakteryzują się one częściowo strukturami porowatymi, dzięki czemu uzyskuje się znaczną przewodność kapilarną, co z kolei skutkuje przesunięciem frontu wilgoci do obszaru tynku bliskiego powierzchni [9]. W przypadku szybkiego wysuszenia zarówno dzięki połączeniu mechanizmów kapilarności oraz dyfuzji, jak również opóźnieniu transportu wody przy wzrastającej wilgotności wysokość podciągania wody może zostać zredukowana [2].

Różnice między tynkiem renowacyjnym a tynkiem regulującym zawilgocenie przedstawione zostały na podstawie porównania właściwości tego drugiego z oficjalnymi wartościami kontroli jakości tynków WTA (tabela). Jak podaje [2], pozwala to wysnuć wniosek, iż podstawowa różnica jest taka, że tynk WTA jest hydrofobowy, a tynk regulujący zawilgocenie nie jest. W określonych przypadkach tynk regulujący zawilgocenie może dać większą pewność oraz zapewnić większą trwałość w porównaniu z tynkiem renowacyjnym WTA, ponieważ w razie potrzeby może on odprowadzać więcej pary wodnej ze ściany do pomieszczenia piwnicznego niż hydrofobowy tynk renowacyjny [2].

Według danych udostępnianych przez producentów pomiędzy poszczególnymi tynkami regulującymi wilgotność występują różnice w zakresie mecha­nizmu funkcjonowania – można tu wyróżnić następujące grupy [9]:

– osuszanie za pomocą dyfuzji, ewentualne sole pozostają w murze;

– osuszanie za pomocą dyfuzji, ewentualne sole krystalizują na powierzchni;

– kapilarny transport wilgoci, ewentualne sole krystalizują na powierzchni.

Podstawową zaletą tynków regulujących zawilgocenie jest to, że strefa parowania w zależności od rodzaju wilgoci występującej w murze wypada w tym przekroju, gdzie pojawia się równowaga między wchłanianiem wody przez powietrze wewnątrz pomieszczenia i parowaniem w wilgotnym tynku. Przesunięcie frontu wilgoci do obszaru tynku bliskiego powierzchni skutkuje skróceniem ścieżki dyfuzji. W przypadku tynku renowacyjnego, jeśli ścieżka dyfuzji wynosi ok. 15 mm (przy grubości tynku 20 mm), możliwe jest (przy 23°C) odparowanie do ok. 140 g/m²·doba, a przy ścieżce dyfuzji długości 35 cm (dla tynku grubości 40 mm) ok. 60 g wody/m²·doba, w przypadku tynku FRP (grubości 20 mm) maksymalne parowanie wynosi ok. 2100 g/m²·doba [2].

Tab. Porównanie właściwości tynków renowacyjnych oraz regulujących wilgotność [2]

Wydajność kapilarnego transportu wilgoci można z reguły oszacować przez analityczne rozważania struktury porów. Szczególnego znaczenia nabiera tutaj określenie porowatości ogólnej (całkowitej) – im jest ona większa, tym większa zdolność gromadzenia systemu tynków. Jak wykazały badania przeprowadzone w Institut für Steinkonservierung (Niemcy) [3, 9], tynki regulujące wilgotność charakteryzują się z reguły wyższym udziałem porów w obszarze porów kapilarnych (10–10000 nm). W toku badań wykazano również, iż tynki FRP cechuje wysoka porowatość całkowita (rzędu 39–56%) [3, 9], co przekłada się na wysoką skuteczność w zakresie gromadzenia wilgoci i/lub soli.

Wielkością charakteryzującą transport wilgoci w postaci płynnej jest kapilarny współczynnik absorpcji wody. Pod tym kątem tynki regulujące zawilgocenie mogą różnić się od siebie w zależności od producenta, a zatem różnią się również w sposobie działania – gdy jedne z nich mogą być zaklasyfikowane jako hamujące wodę (w ≤ 2 kg/m²·h^0,5), inne należy klasyfikować jako materiały silnie chłonne (w > 2 kg/m²·h^0,5) [3, 9].

Wydajność transportu wilgoci na drodze dyfuzji charakteryzowana jest przez opór dyfuzyjny – wydajność suszenia zawilgoconych elementów budynku określana jest w znacznej mierze właśnie przez zdolność dyfuzji w strefach przypowierzchniowych. Ma to szczególne znaczenie w przypadku tynków regulujących wilgotność – wysoki opór dyfuzyjny zmniejszałby możliwości osuszenia obciążonego wilgocią muru – stąd też charakteryzują się one niewielkim oporem dyfuzyjnym (ě = 5–10) [9].

Zastosowanie systemu tynków regulujących zawilgocenie sprawia, że przy średnim obciążeniu podciąganą wilgocią mogą wytworzyć się procesy suszenia korzystnie oddziałujące na stan zawilgocenia muru. Należy zdawać sobie jednak sprawę, że jak każde rozwiązanie, system tynków FRP posiada swoje ograniczenia. Potencjał suszenia nałożonego tynku zależy m.in. od klimatycznych warunków brzegowych obszarów muru otoczonych powietrzem [3]. W przypadku relatywnie wysokiego poziomu zawilgocenia powierzchni, na których zastosowano system (co ma częstokroć miejsce np. w pomieszczeniach piwnicznych), stałe dostarczanie wilgoci w połączeniu z niewystarczającą wentylacją może prowadzić do powstawania plam wilgoci na powierzchni tynku. Kapilarnego podciągania wody na powierzchnię tynku można spodziewać się jedynie wówczas, gdy podłoże transportuje kapilarnie (efektywnie) więcej wody, niż transportuje tynk [2].

Deszcz spływający na mur pokryty tynkiem regulującym zawilgocenie może łączyć się z wilgocią znajdującą się w podłożu, co może prowadzić do intensyfikacji powstawania wykwitów solnych w okresie wysychania. Aby uniknąć ryzyka wystąpienia takiej sytuacji, tynk FRP może być hydrofobizowany powierzchniowo – hydrofobizacja powinna sięgać głębokości 2–3 mm, tak aby ścieżka dyfuzji pozostawała krótsza niż dla tynku WTA [2].

Podsumowanie

Tynki renowacyjne i tynki regulujące wilgotność stanowią skuteczne i długotrwałe zabezpieczenie ścian przed dalszą degradacją pod warunkiem prawidłowego rozpoznania przyczyn degradacji murów i właściwego zastosowania według wytycznych przekazanych przez producenta systemu. Jednak oba systemy posiadają pewne ograniczenia, które należy znać.

Tynk renowacyjny musi mieć warunki do możliwie szybkiego wyschnięcia, aby w tynku rozwinęły się jego hydrofobowe właściwości [10]. Charakterystyczne jest, iż hydrofobowe tynki renowacyjne opóźniają wysuszenie w porównaniu z niehydrofobowymi warstwami o takiej samej wytrzymałości. Należy także zauważyć, iż tynki  renowacyjne o niskiej wartości przenikania wody ulegają szybszemu zniszczeniu [2]. Gdy sole wypełnią już wszystkie wolne przestrzenie wewnątrz, zaczynają pojawiać się na powierzchni – tynk traci swoje właściwości.

Przy aplikacji tynków regulujących zawilgocenie niezbędne wydaje się zbadanie ich właściwości techniczno-wilgotnościowych w połączeniu z techniczno-wilgotnościowymi właściwościami istniejącego muru (materiałów, z którego został wykonany), uwzględniając przy tym obciążenie wilgocią oraz warunki brzegowe panujące na zewnątrz i wewnątrz budynku, tak aby możliwe było wiarygodne określenie warunków wilgotnościowych, jakie wystąpią w murze [9]. Dotyczy to także ewentualnych środków naprawczych, takich jak wtórna izolacja ścian przyziemia czy zapewnienie optymalnych warunków osuszenia.

Warto pamiętać, że tynki nowych generacji nie są materiałami szczelnymi, nie zastąpią skutecznie działającej izolacji poziomej i pionowej.

dr inż.Barbara Ksit

mgr inż. Bartłomiej Monczyński

Literatura

1. M. Bonk, Sanierung von Abdichtungen, w: E. Cziesielski (Hrsg.), Lufsky Bauwerkabdichtung, Teubner, Wiesbaden 2006.

2. U. Erfurth, Alternative oder Ergänzung?, Zeitschrift Ausbau + Fassade, Heft 9/2006.

3. T. Garrecht, S. Reeb, K. Berg, Experimentelle und numerische Untersuchungen zur feuctetechnischen Wirkung von Putzsystemen auf feuchtebelastetem Mauerwerk, „IFS-Bericht”, 34/2009.

4. S. Gąsiorowski, Tynki wapienne – naturalne, zdrowe, trwałe, po prostu tradycyjne, „Buduj z Głową” nr 4/2008.

5. J. Hoła, Z. Matkowski, Wybrane problemy dotyczące zabezpieczeń przeciwwilgociowych ścian w istniejących obiektach murowanych, XXIV Konferencja Awarie Budowlane, Szczecin-Między-zdroje, 2009.

6. J. Karyś, Sposoby osuszania budynków, w: J. Ważny, J. Karyś, Ochrona budynków przed korozją biologiczną, Arkady, Warszawa 2001.

7. B. Ksit, B. Monczyński, Tynki renowacyjne oraz tynki regulujące wilgotność – właściwości, możliwości oraz granice zastosowania, XVIII Konferencja Nau­kowo-Techniczna „Trwałość budowli i ochrona przed korozją”, Warszawa–Gliwice–Szczyrk 2012.

8. W. Mück, Sanierung feuchter, erdberührter Bauteile, „IBOmagazain”, 1/2010.

9. S. Reeb, T. Garrecht, K. Berg, Feuchtregulierungsputze – Anspruch und Grenzen, „IFS-Bericht”, 36/2010.

10. K. Rupp, Spezielle Putzsyseme für die Kellersanierung, w: F. Frössel (i inni), Kellersanierung, Von Grund auf gut – Kellersanierung vom Fachgetrieb, Maurer, Geislingen 2005.

11. R. Wójcik, Hydrofobizacja i uszczelnianie przegród murowych metodą iniekcji termicznej, Wydawnictwo Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego, Olsztyn 2006.

12. WTA Merkblatt 2-9-04: Sanierputz­systeme.