...czyli wszystko o cemencie

  WTA czy WTF?

WTA, czyli z niemieckiego ogólne zalecenia i parametry, jakimi mają się charakteryzować tynki, także renowacyjne, stały się przez ostatnie trzy dekady wyznacznikiem postępowania w renowacji i konserwacji zabytków. Same zalecenia czy wytyczne powstały na terenie Niemiec i można przyjąć z prawdopodobieństwem graniczącym z pewnością, że dotyczą one dawnych tynków i zapraw, jakie były stosowane na terenie środkowych i zachodnich Niemiec, a także na terenach położonych na zachód od doliny Renu (dzisiejsza północna Francja, Holandia czy Belgia).

Jednymi z najważniejszych parametrów charakteryzujących te tynki ma być odporność na sole NaSO4, NaCl i NaNO3. Zalecane jest nawet przygotowanie odpowiedniej wody zawierającej wszystkie trzy substancje rozpuszczone w odpowiedniej ilości i badanie ich wpływu na daną próbkę tynku, oczywiście znormalizowaną i tak dalej.

Aby zrozumieć, skąd te sole mogły się wziąć w tynkach, należy przenieść się na południe do starożytnych Włoch, a dokładniej do Imperium Romanum. To tam wynaleziono coś, co zostało nazwane betonem rzymskim. Jego skład był mniej więcej następujący: ok. 45% CaO (wapna palonego, drobno zmielonego), 35% SiO2, ok. 10% Al2O3 (badania mówiły od kilku do nieco ponad 10%) i inne związki (zasadniczo dominował tlenek żelaza Fe2O3). To pierwsze jasne, w epoce tynków wapiennych - wapno palone nie było niczym nadzwyczajnym, ale to drugie i kolejne? No właśnie - taki był i jest mniej więcej skład chemiczny popiołów i pyłów wulkanicznych z okolic miejscowości Pouzzola we Włoszech, a sama nazwa pucolana po dziś dzień oznacza mieszankę wiążącą w obecności wody.

Mieszając te składniki zmielone (rozdrobnione) w odpowiednich ilościach po dodaniu wody zachodziła błyskawiczna reakcja, nie tylko wydzielająca ogromne ilości ciepła, ale także znacznie zwiększająca objętość mieszanki. Oczywiście ówcześni specjaliści opanowali sposób, by reakcja była o wiele bardziej spokojna i przewidywalna. Są podejrzenia, że dodawano wodę morską zawierającą rozpuszczoną sól lub po prostu w razie jej braku zwykłą słoną wodę.

Dolina Renu to miejsce gdzie do dziś wydobywa się tufy wulkaniczne, stosowane jako dodatek do tynków renowacyjnych mających ograniczyć powstawanie wykwitów. W dawnych czasach to one zapewniały hydrauliczność mieszanki wapiennej i jej odporność na niekorzystne warunki atmosferyczne.

Dawni mistrzowie tynkarscy owe tufy, czyli inaczej pyły i popioły wulkaniczne, dodawali do wapna gaszonego. W skład owych tufów wchodzi związek o nazwie ettringit mający wzór chemiczny następujący: Ca6Al2(SO4)3(OH)12•26H2O. Jest dość łatwo rozpuszczalny w wodzie z jednej strony, a z drugiej pod wpływem temperatury (jeśli woda paruje) stosunkowo łatwo rozpada się na CaSO4 i inne siarczany. W cemencie jednym z parametrów określających jego jakość jest zawartość siarczanów. Pod wpływem wilgoci zaczynają się zachowywać podobnie do drożdży, zwiększając mocno objętość i jeśli zaprawa jest słabsza (a zaprawy wapienne nigdy do mocnych nie należały) potrafią ją zniszczyć. Stosowane w dawnych czasach ciasto wapienne w naturalny sposób bardzo mocno napowietrzało całą mieszankę co oznaczało, że istniały miejsca, gdzie owe siarczany (pochodzące w Niemczech z ettringitu) miały możliwość rozszerzania się i nie niszczenia tynku.

Kolejne dwa związki, czyli NaNO3 i NaCl, związane są prawdopodobnie z tym, skąd pozyskiwano słoną wodę do uspokojenia samej reakcji. NaNO3 wskazuje sól kamienną, NaCl - słoną wodę, choć równie dobrze mogła być to woda z solą uzyskaną z innego źródła (na przykład z solanek). Źródła soli kamiennej są do tej pory w środkowych Niemczech. Te związki nie dość, że są nieco agresywne, to także widać je jako naloty na tynkach, które ani estetycznie wyglądają, ani są pożądane.

Czy coś można dawnym technologiom zarzucić? W żadnym wypadku - były skuteczne zarówno we Włoszech, jak i w Niemczech. Z jedną różnicą - w słonecznej Italii stosowano je bez dodatku piasku i niemal na pewno pyły i popioły wulkaniczne różniły się składem (te niemieckie zawierały ettringit). Dodatkowo nie bez kozery mówi się o Włoszech że są "słoneczne", a północne Niemcy słyną prędzej z wilgoci i mgły. Problemy związane z zastosowaniem soli i jej wychodzeniem na tynki były o wiele mniejsze we Włoszech niż w Niemczech. To dlatego w Niemczech opracowano takie zalecenia dotyczące tynków a nie inne, uwzględniające jeszcze jedną ciekawą rzecz. Pyły i popioły wulkaniczne zawierają związki krzemu SiO2, które jako mikrokrzemionka są obecnie używane jako retentor dla wody (czyli magazyn wody do wiązania dla cementu) oraz w pewnym sensie uszczelniający beton (jeśli są odpowiednio małe).

Biorąc wszystko pod uwagę można założyć, że tynki w dawnych Niemczech miały trzy pozornie sprzeczne ze sobą cechy: z jednej strony były napowietrzone - to zapewniało im ciasto wapienne, które było bazą dla ówczesnych tynków, z drugiej miały ograniczoną chłonność wody - w czym z kolei przejawiała się działalność bardzo drobnych ziaren zawierających SiO2, a do tego były hydrauliczne (związki SiO2 i Al2O3).

Na terenach dawnej Polski nie było miejsc, gdzie możliwe było pozyskiwanie pyłów i popiołów wulkanicznych. Masowo pozyskiwano kamień wapienny - z nim nie było najmniejszego problemu, o czym świadczą istniejące do dziś lepiej czy gorzej zachowane wapienniki, np. na terenie Jury Krakowsko-Częstochowskiej. Pozyskiwano kamień z lokalnych łomów, lecz w żadnym wypadku nie był to tuf czy popioły wulkaniczne. Interesujące wiadomości na jakie odległości wożono kamienie daje opis tego, jak i za ile budowało się w XIX-wiecznym Krakowie - w zasadzie wymieniane są wszelkie kamieniołomy i miejsca w promieniu 30-40 km, nie dalej, od ówczesnego miasta. Można więc przyjąć, że to lokalne warunki wymuszały sposoby uzyskania hydrauliczności zapraw. To one sprawiały, że stosowane takie a nie inne metody. Mając wapna pod dostatkiem i to zarówno palonego, jak i gaszonego, to ono było bazą do modyfikacji a nie to, co teraz się zwie tras reński.

Studiując książki i zalecenia (wykłady, podręczniki) bardzo łatwo można się przekonać, że dodatki popiołów (pozyskiwanych ze spalenia odpowiedniego rodzaju drzewa, czy o wiele rzadziej i znacznie później - węgla) są wyjątkami. Znacznie częściej podawane są metody: "weź cześć ciasta wapiennego, trzecią część rozdrobnionego wapna palonego, trzecią część cegły surowej, jakąś część oleju, starannie wymieszaj..." i tak dalej. Wszystkie mają jedną cechę: wykorzystują to co jest pod ręką, to co jest dostępne i niezbyt drogie. A tras występujący w dolinie Renu był i daleko i drogi, gdyż koszt transportu na takie odległości był bardzo wysoki.

XX wiek to cement, który ze swego założenia jest hydrauliczny, który sprawił, że problem przestał istnieć. Dla wapna początkowo oznaczało to rolę plastyfikatora i to dodawanego w takiej ilości, że wedle dzisiejszych standardów taki beton byłby co najwyżej mocną zaprawą.

Dla nas zaprawy wapienne (także te modyfikowane innymi składnikami) nie zawierają w sobie ani NaCl, ani NaNO3, ani NaSO4, choć związki na bazie siarczanów zawiera cement, aczkolwiek ten z początku XX wieku znacznie mniej niż obecnie.

To zaś oznacza, że tak naprawdę tynki jakie były stosowane w Polsce, nawet na terenach obecnej zachodniej Polski, ale kiedyś należących do Niemiec (Dolny Śląsk, Pomorze) tak naprawdę nijak się mają do parametrów, jakie w swoich zaleceniach nakazuje uwzględniać WTA.

Tak naprawdę my sami, uwzględniając lokalne parametry i metody, jakie dawniej stosowano, powinniśmy te parametry opracować. Oczywiście należy wziąć pod uwagę także:

  • zmieniającą się jakość cegły i techniki jej produkcji
  • specyfikę lokalnych dodatków dodawanych do zaprawy (np. popioły czy żużle z palenia w wielkich piecach - Śląsk, od czasów jego intensywnego rozwoju)
  • możliwość zastosowania popiołu drzewnego (np. tereny Podkarpacia)
  • historyczne zmiany w składach tynków (wejście na rynek cementu)
  • różne akcje propagowane w literaturze dotyczące nowinek budowlanych (np. cegła cementowa) wraz z tynkami i zaprawami, jakie do nich zalecano
  • zmiany jakości cementu

Literatura dotycząca przedmiotu jest, wyniki badań przeprowadzanych przez solidne firmy konserwatorskie jak i samych konserwatorów powinny być. To pozwoli nam opracować własne zalecenia dotyczące tego, co jest na terenie Polski, a co najważniejsze pozwoli dostosować materiały renowacyjne do rzeczywistych potrzeb.













© 2012-2017    bialycement.pl
Valid XHTML 1.0 StrictValid CSS 3