OMÍTKY HISTORICKÝCH STAVEB: SLOŽENÍ, ANALÝZY, OBNOVA

HTML
DOWNLOAD

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "OMÍTKY HISTORICKÝCH STAVEB: SLOŽENÍ, ANALÝZY, OBNOVA"

Karla Procházková
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 OMÍTKY HISTORICKÝCH STAVEB: SLOŽENÍ, ANALÝZY, OBNOVA Pavla Rovnaníková Ústav chemie FAST VUT v Brně KALSEM Luhačovice,

2 Omítky na fasádách Funkce Ochranná Tepelně-izolační Estetická charakterizuje jednotlivá historická období Povrchové úpravy již let př. n. l. Theophrates ( př. n. l.) popsal velmi přesně výrobu sádrových omítek

3 Historické omítky - složení Pojiva omítek jíly vápno sádra cement (konec 19. a 20. století) Směsi Kamenivo nejlépe křemenné s plynulou granulometrií Jílové součásti zlepšují plasticitu čerstvé malty, negativně ovlivňují trvanlivost omítek Další složky přísady Vlákna rostlinná i živočišná

4 Plastické keramické hlíny Tvrdnutí - uvolňování vody z vrstevnatých minerálů - ve směsi s vápnem karbonatace vápna, může dojít také k reakci vápno-jílové minerály dlouhodobý proces Nevýhody krátká životnost v důsledku bobtnání vodou a mrazová nestabilita

5 Sádrové omítky Sádra vlastnosti Rychletuhnoucí CaSO 4 1/2H 2 O Pomalutuhnoucí směs CaSO 4, CaSO 4 0,5H 2 O a CaO tvrdnutí zpětná hydratace CaSO 4 2H 2 O - dosažení konečných pevností v krátké době Sádrové omítky sádra, vápenný hydrát 5 až 10 %, písek a přísady Výhody: - regulují vlhkost vzduchu v interiéru - lze s nimi dosáhnout velmi hladkého a rovného povrchu - nepraskají a nevznikají na nich trhliny ani při větších tloušťkách - mají ph blízké lidské pokožce a při omítání nedráždí kůži Nevýhody: - ne každý zedník ji umí aplikovat - vyšší cena

6 Sádrové omítky - rozpustnost zatvrdlého pojiva 256 mg/100 g vody při 20 C - vysoká rovnovážná vlhkost - vysoká porozita a nasákavost - pevnosti závislé na vodním součiniteli (v/s)

7 Umělý mramor Alabastrová sádra Klihová voda s vápennou vodou tuhnutí za 12 až 24 h Pigmenty Zpracovaná směs se nanáší na tvrdý podklad, zahladí se hladítkem Broušení a tmelení 6krát Napouštění lněný olej s terpentýnem, včelí vosk Leštění flanelem, kožešinou

8 Sádroviny Keenův cement směs sádry a kamence (síran hlinitoamonný dodekahydrát) pálená na 500 až 600 C má vysokou pevnost a používá se k dekoračním účelům Parianská sádra pálený sádrovec s boraxem + roztok kyselého vínanu draselného Schottova sádra pálený sádrovec s vápnem do slinutí De Wyldeho sádra anhydrit (CaSO 4 ) + vodní sklo pálené na 200 C

9 Omítka ze Sorelovy maltoviny MgO + MgCl 2 + H 2 O xmgo ymgcl 2 zh 2 O Ztvrdlé pojivo není odolné působení vody nutná hydrofobizace

10 Výroba vápna, hašení, tvrdnutí

11 Druhy vápna podle ČSN EN Stavební vápno Vzdušná vápna Vápna s hydraulickými vlastnostmi Bílé vápno - CL Dolomotické vápno - DL Přirozené hydraulické vápno - NHL Směsné vápno - FL Nehašené vápno (Q) Hašené vápno (S, S PL nebo S ML) Polohašené vápno (S 1) Hydraulické vápno - HL

12 Vápno v minulosti Primitivní pece popel (pucolánově aktivní) z paliva se mísil s vápnem vyšší pevnosti a odolnost vápenných malt Vápno se používalo ve formě vápenné kaše, nebo nehašeného vápna (horká malta)

13 Vzdušné vápno Ca(OH) 2 - pevný vápenný hydrát Ca(OH) 2 - vápenná kaše cca 50 % hmot. suspenze Ca(OH) 2 vápenné mléko - cca 2 10 % hmot. suspenze Ca(OH) 2 vápenná voda - nasycený roztok 1,6 g ve 100 g vody při 20 C

14 Změna charakteru Ca(OH) 2 v čase vápna CL-90 Čerťák vápenná kaše 3 dny vápenná kaše 33 dnů

15 Vápenné malty v minulosti Staveništní malty odležená vápenná kaše a písek homogenizace V maltnici se zhutní a malta se nechá odležet (několik dnů až týdnů) pod vrstvou vody, nebo zakrytá drny dobrá adheze vápna na zrnech kameniva Před použitím se malta rozmísí bez přídavku vody a následně se zředí na požadovanou konzistenci Nízký vodní součinitel vyšší pevnosti a odolnost malt 15

16 Závislost vývinu pevné struktury na okolních podmínkách van t Hoffovo pravidlo zvýšením teploty o 10 C se reakční rychlost zvýší 2 až 3krát koncentraci CO 2 v okolí ~ 0,038 obj. % vlhkosti okolního vzduchu ~ 60 až 95 % RH teplotě okolí zmrznutí vápenné omítky v časném stadiu snížení pevností

17 ph pevnost [MPa] Vytváření pevné struktury vápenných malt Mikrostruktura VM ph pevnost 0 1 1,5 2 2,5 3 vzdálenost od líce omítky [mm]

18 Vlastnosti malt pro omítání Na bázi vzdušného vápna: kapilární póry větších rozměrů než u omítek s cementem vyšší propustnost pro H 2 O (g) a menší kapilární elevace nízké pevnosti v tlaku (do 1,5 MPa) i tahu za ohybu (0,8 MPa) nízká korozní odolnost CaCO 3 reaguje s kyselými plyny z okolní atmosféry rozpustné, nebo nerozpustné, ale nepojivé soli nízká pevnost porušení krystalizací solí 18

19 Přirozené hydraulické vápno Přirozené hydraulické vápno pálení vápenců s obsahem jílů vápenec + jíly CaO + křemičitany a hlinitany vápenaté M H SiO 2 CaO MgO Al O Fe O 3 M H < 1,7 Románský cement M H ~ 1,7 3 silně hydraulické vápno M H = 3 6 středně hydraulické vápno M H = 6 9 slabě hydraulické vápno M H > 9 vzdušné vápno

20 Počátky směsných vápenných pojiv Féničané v 10. století př. Kr. použití pucolánově reagujících příměsí Starý Řím pucolány od Puzzuoli ± 100 let kolem začátku letopočtu Řecko pucolány z ostrova Santorini Nizozemí tras

21 Modifikované vápenné malty Pucolánové příměsi přírodní a technogenní Hydraulické příměsi struska, cement Organické přísady - dříve přírodní - tuky, cukry, bílkoviny (krev, pivo, mléko, cukry apod.) - dnes syntetické étery celulózy, hydrofobizátory, plastifikátory apod.

22 Pucolány charakterizovány reakcí s vápnem (hydroxidem vápenatým) za běžných teplot přírodní vyvřelé i upasené horniny s obsahem reaktivních složek (SiO 2, alumosilikáty) technogenní cihelný prach, pálené keramické hlíny -metakaolin, elektrárenské popílky pucolánová aktivita upravený Chapelle test vyjadřuje se - mg Ca(OH) 2 / 1 g pucolánu Křemelina Zeolit Cihelný střep Metakaolin Popílky elektr Sklo Silika

23 Omítky kolem roku 1483 Jsou vidět kousky cihelného střepu

24 Vlastnosti vápenné omítky s pucolánovými a hydraulickými příměsmi Vyšší pevnosti v tahu za ohybu a tlaku (podle druhu pucolánu tah/tlak 1 až 3 MPa/3 až 10 MPa) Vyšší korozní odolnost Vyšší mrazuvzdornost 24

25 Modifikace vápenných malt cementem Cement - malý přídavek při hlazení omítky se vytvoří krusta z cementu, kterou je zabráněn transport CO 2 k vápnu Cement ve vápnocementových maltách - poměr vápno:cementu 1,4:1 až 3,6:1 omítka tvrdne hydratací cementu, vápno pomalu karbonátuje, ale není zásadní pro dosažení pevností

26 Omítka z vyhašeného a odleželého vápna s 1 fankou cementu na míchačku

27 Agresivní látky v atmosféře Agresivní látky z ovzduší rozpuštěné v dešťové vodě - kyselé plyny (CO 2, SO 2 a NO x ) s vodou vytvářejí kyseliny - kyseliny snadno rozkládají pojivo vápenných omítek (CaCO 3 ) - rozkládají také produkty pucolánové i hydraulické reakce v závislosti na koncentraci a síle kyseliny

28 Původ solí Vzlínající voda z podzákladí sírany, dusičnany, amonné ionty, chloridy Posypové soli chlorid sodný Soli ve stavebním materiálu sírany v cihlách, různé druhy solí ve stavebním kameni Zvířecí exkrementy amonné ionty, po bakteriologické přeměně - dusičnany

29 Krystalizační tlaky solí Sloučenina Krystalizační tlak [MPa] CaSO 4 2H 2 O 28,2 MgSO 4 2H 2 O 10,5 Na 2 CO 3 10H 2 O 7,8 NaCl 55,4 H 2 O 210,0

30 Poškození omítek solemi

31 Působení solí v omítkách krystalizace solí výkvěty rozpad omítek

32 Obnova omítek Základní zásada zachování původních omítek v co největší míře Konsolidace a doplňky chybějících ploch Doplňky chybějících ploch bez konsolidace Odstranění nesoudržných ploch a jejich náhrada Odstranění celé omítky a její náhrada Analýza omítky Návrh složení malty pro omítání

33 Při zachování omítek je někdy nutné zpevňování Před Po Mikrostruktura omítek před a po aplikaci vápenné vody

34 Průzkum a návrh složení opravné Průzkum a analýzy chemické složení pojiva mineralogické složení pojiva mineralogické složení kameniva granulometrie kameniva poměr mísení složek malty přítomnost dalších složek vlákna návrh malty na základě analýzou získaných údajů - zohlednit dnešní kvalitu vzdušného vápna nelze provést na základě jedné metody kombinace výsledků různých metod správná interpretace zjištěných skutečností na základě zkušeností

35 Laboratorní rozbory Chemické složení pojiva chemická analýza, termochemická analýza Mineralogické složení pojiva RTG difrakce Mineralogické složení kameniva RTG difrakce Granulometrie kameniva sítový rozbor, sedimentační analýza, laserová analýza Poměr mísení složek Přítomnost dalších složek vlákna Nová omítka nebude mít nikdy identické vlastnosti i při snaze co nejvěrnější kopie, jako omítka původní

36 Silikátová analýza Silikátová analýza procentické složení v oxidické formě v % hmotnostních Přepočet na pojivo Kamenivo nerozpustné v HCl - křemenné předpoklad správné interpretace výsledků Rozpustné kamenivo v HCl - vápence, dolomity Písek nejčastěji obsahuje - křemen, živce, jílové minerály

37 Termická analýza

38 Termická analýza

39 Optická mikroskopie Petrografické složení omítky - přítomnost mramorové moučky, křídy, cihel, dřevěného uhlí, živočišných nebo rostlinných vláken Stratigrafie a mikrostruktura omítky a jejích povrchových vrstev - tloušťka štuku - tloušťka a druh jednotlivých vrstev nátěrů Identifikace pigmentů a organických přísad Nábrus sleduje se v dopadajícím světle Výbrus tloušťka preparátu - 30 μm sleduje se v procházejícím polarizovaném světle

40 Optická mikroskopie Zrna křemene Fragmenty zrn vápence, částečně vypálený

41 Elektronově disperzní spektrometrie

42 Děkuji za pozornost

Podobné dokumenty

Možnosti zkoumání složení a degradace historických malt a omítek

Možnosti zkoumání složení a degradace historických malt a omítek Pavla Rovnaníková FAST VUT v Brně Odborně metodický den NPÚ ÚOP v Brně 15.3.2007 Podíl restaurátora a technologa na stanovení způsobu oprav