Slika 1: Konstrukcijsko ojačanje kamenog stupa s injekcijskom masom Mape-Antique I
Uzroci propadanja velikog broja zgrada, koje predstavljaju povijesnu, kulturnu i arhitektonsku baštinu naroda, su raznoliki. Često uzrokom njihova propadanja nije bio samo nedostatak novca za održavanje i obnovu, već se radilo i o radikalnim nestručnim zahvatima u njihovu konstrukciju i materijale.
Propadanje zidanih zgrada
Poznavanje obilježja gradnje u pojedinim povijesnim razdobljima osnovom je utvrđivanja uzroka njihova propadanja. Skupno obilježje tih objekata jest da su bili građeni prirodnim građevinskim materijalima, kao što su kamen, opeka i drvo. Kao vezivo se, prije cementa koji je poznat tek u posljednja dva stoljeća, upotrebljavalo, prije svega, prirodne polimere, vapno i aktivne pucolane. Njihova ograničena sposobnost vezivanja i neotpornost na atmosferske utjecaje predstavlja najslabiju kariku cjelokupne konstrukcije tih zgrada, usprkos predimenzioniranju debljine zidova.
Uzroci propadanja
»Za vodu ne postoje prepreke!« – ovo je stotinama godina poznata činjenica koju, bez suvišne zadrške, možemo uzeti kao glavni uzrok propadanja povijesnih građevina. Njezina nazočnost u obliku padalina, kapilarne vlage i podzemnih voda glavnim je uzrokom biološkog, fizikalnog i kemijskog propadanja zidanih građevina. Voda može promijeniti svoje agregatno stanje u led, poticati rast lišajeva i algi te, što je najvažnije, može pospješivati kemijske procese (reakcija lužine i pijeska, reakcija etringit/taumazit) svojim neposrednim sudjelovanjem u reakciji ili kao prijenosnik tvari koje sudjeluju u takvim reakcijama. Te tvari polako prodiru u zidove putem kapilarnog pritiska, hlapljenja ili kiše.
Općenito, uzroke oštećenja možemo podijeliti u dvije osnovne skupine, kao što prikazuje shema desno. Zbog nepoznavanja odgovarajućih sustava brtvljenja za sprječavanje penjanja kapilarne vlage, u tim su vremenima bili građeni objekti bez odgovarajuće hidroizolacije. Na taj je način prisutnost vlage njihovo „uobičajeno obilježje". Njezin kapilarni rast je, zbog poroznosti građevinskih materijala te pogotovo veziva, jedan od najvažnijih uzroka oštećenja zgrada. Prisutnost vlage u zidovima, zbog nakupljanja kristala u zidu i žbuci, uzrokuje napetost i za posljedicu ima odvajanje morta, mrlje na površini, zbog „cvjetanja" soli, te kemijske reakcije sa štetnim posljedicama.
1. Kemijska agresija
Najvjerojatniji kemijski uzroci propadanja zidova povijesnih objekata
1. lužnata/alkalna reakcija (natrijeva ili kalijeva lužina) iz veziva s ne-kristaliziranom silicijevom kiselinom, koja može biti prisutna u građevinskom materijalu ili vezivu – pojava u betonskoj tehnologiji poznata kao reakcija lužine i agregata/pijeska;
2. reakcija sulfata prisutnih u zidu sa silikatima i kalcijevim aluminatom, koji su prisutni u hidrauličnim vezivima (ili u hidratiziranom pucolanskom vapnu) i kao posljedica takve reakcije: stvaranje taumazita i etringita, koji u zidu uzrokuju bubrenje, nakon toga pucanje te otpadanje materijala.
Zbog njihove agresivnosti i uključenosti u oštećenjima kamenih zidova, pogotovo opeke, ima smisla podrobnije opisati uzroke prisutnosti sulfata:
- korištenje sadre u izvornim materijalima ili prilikom ranijih radova na obnovi;
- kapilarni pritisak sulfatnih soli iz zemlje u temelje građevina, a pogotovo ukoliko su one u doticaju ili neposrednoj blizini mora;
- uporaba opeke s visokim udjelom sulfatnih soli, koje se na njihovoj površini talože u obliku kristala;
- sulfatizacija izvornih mortova zbog prodiranja sumpornog dioksida iz zagađenog zraka.
2. Fizikalna agresija
Fizikalni uzroci proizlaze iz temperaturnih promjena u prostoru i promjena agregatnog stanja vode u led i s time povezanim povećanjem volumena, koji uzrokuje unutarnja oštećenja materijala.
3. Biološka agresija
Biološki uzroci nastaju rastom lišajeva te, prije svega, algi, a posebice u području stalno prisutne vode ili vlage.
4. Mehanička agresija
Mehanički uzroci posljedica su preopterećenja u fazi gradnje ili uporabe u vidu nadogradnji ili promjena namjene objekta. Njih izvorno korišteni materijali i veziva naprosto ne mogu podnositi pa stoga dolazi do mehaničkih oštećenja.
Ispitivanje uzroka propadanja
Osnova obnove povijesne građevine jest cjelovit i stručan pristup. U tom smislu, prvo moramo utvrditi na koji je način objekt bio projektiran (arhitektonski i konstrukcijski) te njegovu prvobitnu namjenu. U idućoj je fazi potrebno temeljito ispitati postojeće stanje te, po potrebi, izvršiti stručno uzimanje uzoraka izvorno upotrijebljenih materijala i veziva, koji su osnovom kvalitetne laboratorijske analize. Svakako pri tome moramo uzeti u obzir mikroklimatska obilježja i uvjete u skladu s lokacijom objekta. Na osnovu toga se izrađuju točne tehnološke smjernice izrade projekta obnove, koji moraju sadržavati i usklađene pokazatelje kako bi se objekt sačuvao i namjenski prilagodio današnjim potrebama. Zatim slijedi izrada projekta obnove, koji mora sadržavati i statistički proračun uz uvažavanje zahtjeva zaštite od potresa s propisanim sigurnosnim čimbenicima te odgovarajuće uvjete za boravak ljudi u skladu s važećim normama. Svakako je preporučljivo da projekt sadrži i zahtjeve održavanja obnovljenog objekta.
Obnova povijesnih objekata
Bez obzira na uzroke nastalih oštećenja, materijali koji se koriste u obnovi (konstrukcijski zahvati s injektiranjem, površinske žbuke za ojačavanje, premazi za učvršćivanje, grube i fine žbuke za isušivanje i završni premazi), moraju iskazivati svojstva koja zadovoljavaju sljedeće zahtjeve:
1. ugrađeni materijal mora imati visoku poroznost, što omogućuje odlaganje soli i hlapljenje vode/vlage iz zidova u razdobljima suhog vremena;
2. po mehaničkim svojstvima (čvrstoća i modul elastičnosti) mora biti sličan, odnosno poveziv s izvornim materijalom;
3. usprkos poroznosti i odgovarajućim mehaničkim svojstvima, ne smije biti osjetljiv na agresivne utjecaje okoline (kiša, mraz, zagađenje) ili samog zida (sulfati i reakcija lužine s agregatom).
Poznato je da uporaba veziva, koja sadrže cement, nije prikladna za obnovu povijesnih građevina kod čije gradnje cement nije bio korišten kao vezivo. Veziva koja sadrže cement u dodiru s izvorno korištenim vezivima neizbježno izazivaju kemijsku agresiju, imaju malu propusnost te time ograničavaju prolaz i isparavanje vode/vlage, a po mehaničkim osobinama nisu kompatibilna (zbog velikog modula elastičnosti i visoke mehaničke čvrstoće).
Odabir materijala za obnovu Uspješnost obnove, pogotovo ako se radi o starijim građevinama kod kojih kao vezivo nije bio korišten cement, usko je povezana s pravilnim odabirom materijala. Mapei je prihvatio ovaj tehnološki izuzetno zahtjevan izazov i ponudio jedinstvenu liniju proizvoda za obnovu povijesnih objekata Mape-Antique. Formulacija proizvoda utemeljena je na niže navedenim načelima:
- selektivni izbor sastojaka između klasičnih veziva na osnovu vapna i pucolana te hidrauličnog vapna, koji osiguravaju potpunu neosjetljivost na kemijska agresivna djelovanja usprkos svojoj poroznosti (ona je važna za odlaganje soli i isparavanje vode odnosno vlage iz zidova) kao i relativno „slabim" mehaničkim svojstvima, što je opet važno za usklađenost fizikalnih i mehaničkih osobina s izvornim vezivom;
- osiguravanje svijetle boje, koje omogućava površinski nanos morta bez estetskog narušavanja izgleda ili obnovu fuga na sličan način kao s izvornim materijalima;
- izrada prilagođena nanošenju jednostavnih i nezahtjevnih materijala, koji ne zahtijevaju specijalizirani kadar uz osiguravanje izvrsnih konačnih rezultata i u graničnim klimatskim uvjetima (izmjenjujući ciklusi smrzavanja i otapanja zimi i pretjerano isparavanje ljeti);
- ponuda nove linije međusobno povezivih proizvoda, koji sustavno omogućuju učinkovitu obnovu (konstrukcijska ojačanja s injektiranim masama, gruba i fina obrada te završni premaz).
Zbog svoje makro-propusnosti žbuke iz linije proizvoda Mape-Antique imaju osobine žbuka za isušivanje s učinkom sprječavanja površinskog izlučivanja soli, tzv. „cvjetanja". Tijekom suhog vremena dopuštaju brzo isparavanje, bez obzira na uzrok prisutnosti vlage (putem kapilarnog pritiska ili zbog padalina). Na osnovu gore navedenih svojstava, za liniju proizvoda Mape-Antique možemo reći da je istodobno „osjetljiva" u pogledu građevinskih materijala i „neuništiva" unutar dugog vremenskog razdoblja.
Postupci obnove
1. Opće mjere:
- originalnu žbuku i vezivo odstranjujemo u visini 1 m iznad razine njegove kontaminacije;
- izvorno korišteno vezivo odstranjujemo do zdrave podloge i očistimo ga;
- veće neravnine i udubine na dubinski vlažnoj i površinski osušenoj podlozi prethodno ispunimo mortom MAPE-ANTIQUE MC.
Po potrebi, u vidu dodatne mjere, prije svega u slučajevima postojanja velikih količina podzemne odnosno, oborinske vode ispod razine dna temelja vršimo još i drenažu.
Podloga mora biti odmrznuta, očišćena od prašine, odvojena od neposrednog utjecaja vode i cvjetanja soli, nosiva i bez slabo prijanjajućih čestica. Ostatke nataloženih soli, lišajeva, algi i pozelenjelih slojeva odstranjujemo u potpunosti. Na površinski mokrim podlogama prije nanošenja pričekamo da suvišna voda ishlapi ili ju pokupimo spužvom, odnosno otpušemo zračnim kompresorom. Podloga mora biti površinski osušena i dubinski vlažna.
2. Konstrukcijsko ojačanje Injektiranje
U slučajevima kada su na uzetim uzorcima zida među materijalom nađena isprana, odnosno šuplja, mjesta, raspukline u vezivu te njegova dubinska (unutarnja) poroznost, treba pristupiti konstrukcijskom ojačavanju putem injektiranja. U tu se svrhu kod objekata, kod kojih uopće nije bio korišten cement u vidu veziva, upotrebljava MAPE-ANTIQUE I, hidrauličko vezivo koje ne sadrži cement s dodanim finim punilima i miješa se s vodom.
U slučaju objekata s oslikanim površinama (freskama) umjesto MAPE-ANTIQUE I koristimo posebno rijetku tekuću injekcijsku masu MAPE-ANTIQUE F21.
Ojačanja za potrese i poboljšanje mehaničkih svojstava zidanih objekata predstavljeni su u posebnom članku Seizmička konsolidacija zida
Kad govorimo o površinskim žbukama za ojačanje, koje su prema normi SIST EN 998-2 klasificirane kao tip M15 te dosežu tlačnu čvrstoću K > 16 N/mm2 (SIST EN 1015-11), usprkos tome što ne sadrže cement i što su izrađene na osnovu vapna i eko-pucolana, možemo reći kako Mapei nudi jedinstveni proizvod MAPE-ANTIQUE STRUTTURALE koji je kompatibilan s cjelokupnim sustavom Mape-Antique za zidane objekte, kod kojih kao vezivo uopće nije bio korišten cement. U slučaju ovog proizvoda govorimo o konstrukcijskoj žbuci za ojačanje, koja nema toliko učinkovita svojstva isušivanja.
Površinski premazi za učvršćivanje
Kao premaz za učvršćivanje na osnovu mikromolekularnih akrilnih smola u vodnoj disperziji, s dobrom sposobnošću penetracije i u manje porozne podloge te za učvršćivanje postojećih površina zidova i žbuka, Mapei u svome programu nudi namjenski proizvod PRIMER 3296. Za konzerviranje restauriranih kamenih i poroznih podloga, različitih vrsta žbuka i poroznih zidnih vapnenih boja Mapei je razvio novi proizvod na osnovu mikromolekularnog polimernog sastava u organskom otapalu sa sposobnošću ponovnog otapanja i aktiviranja s otapalom i nakon više godina, a koji ima veliku sposobnost penetracije te učvršćivanja kod poroznih podloga uz izvrsnu otpornost na lužine. To je CONSOLIDANTE 8020, koji se može još dodatno površinski hidrofobirati s ANTIPLUVIOL-om S ili W.
Slika 2: Zid od kamena i opeke – izgled stanja prije i na nakon obnove s Mape-Antique
3. Kemijske barijere
U pogledu izvođenja kemijskih barijera za priječenje kapilarnog pritiska vlage struka još uvijek nije jedinstvena. Neki stručnjaci su striktni zagovornici njihova izvođenja, s obrazloženjem da se time potpuno sprječava prolaz kapilarne vlage zajedno sa solima koje ona nosi sa sobom. Time se ostvaruje i značajno produljenje vijeka trajanja žbuke za isušivanje, budući da se soli, koje sa sobom nosi kapilarna vlaga, ne talože u njenim zračnim porama i ne ispunjavaju ih. Za izvedbu kemijskih barijera, Mapei u svom programu ima koncentrirani agens za injektiranje na osnovu mikromolekularne silikonske emulzije, MA-PESTOP.
Svakako se pri svemu tome postavlja pitanje o tome, što se pod utjecajem povećane koncentracije vlage i soli događa ispod kemijske barijere, koja se uobičajeno izvodi malo iznad kote terena, dakle u samom temeljnom dijelu zida koji nosi cjelokupnu građevinu. Činjenica je naime, kao što je već bilo spomenuto u uvodnom dijelu o uzrocima propadanja, da je povišeni udio vlage i soli na svaki način glavni uzrok oštećenja.
U traženju rješenja za ovu problematiku, Mapei je uvažio mišljenje dijela stručnjaka koji zagovaraju slobodan prolaz kapilarne vlage u zid i njezino prelaženje preko žbuke za isušivanje u obliku pare, s tim da se prelaženje soli, koje kapilarna vlaga nosi sa sobom u pore žbuke za isušivanje, sprječava izvedbom specijalnog špricanja. U tu je svrhu, nakon dugogodišnjih istraživanja i praktičnih pokusnih izvedbi, razvijen namjenski proizvod MAPE-ANTIQUE RINZAFFO, svijetli mort za špricanje, otporan na soli, koji ne sadrži cement, a nanosi se prije žbuka za isušivanje, jednoliko u sloju debljine 5 mm na cjelokupnu površinu zida.
4. Žbuke za isušivanje Gruba žbuka za isušivanje
Nakon konstrukcijskih zahvata i izvedbe kemijske barijere slijedi sloj grube, svijetle žbuke za isušivanje MAPE-ANTIQUE MC, koja ne sadrži cement, u sloju debljine najmanje 20 mm, a koji se nanosi ručno pomoću prethodno pripremljenih vodilica, a zatim se izravna ili grubo istrlja. Maksimalna debljina pojedinačnog nanosa žbuke ne bi trebala prelaziti 3 cm. U slučaju potrebe za većim debljinama, prethodno naneseni sloj se ne obrađuje završno, kako bi se sljedeći sloj bolje primio, a taj se nanosi čim je prethodni dovoljno stvrdnut. Dobro prianjanje osigurava se izbjegavanjem predugog čekanja skrućivanja prethodnog sloja. Ukoliko je na licu mjesta na raspolaganju kvalitetan agregat ili je prema projektu predviđena uporaba agregata koji je jednak izvornome, u pripremi morta za zidanje i žbukanje može se upotrijebiti specijalna svijetla mješavina veziva koja ne sadrži cement pod nazivom MAPE-ANTIQUE LC. Fina žbuka za isušivanje
Prije nanošenja finog morta MAPE-ANTIQUE FC na prethodni sloj grubo izvedene žbuke za isušivanje MAPE-ANTIQUE MC potrebno je ostaviti vrijeme od 10 do 14 dana da žbuka sazri. Podloga se, ovisno o sposobnosti upijanja, prethodno namoči na odgovarajući način, a zatim se pričeka kako bi ishlapila suvišna voda ili se prebriše spužvom, odnosno osuši puhanjem zraka. Podloga mora biti suha na površini i vlažna u dubini.
Fini mort se nanosi, u potrebnoj debljini, zidarskom žlicom (žbukanje) ili metalnom gladilicom (kitanje). Odmah pri početku vezivanja (provjerava se prstom) završno ga obradimo vlažnom spužvom čvrste strukture ili lopaticom za zaglađivanje (u ovom slučaju ne koristiti drvenu lopaticu).
Napomena: linija proizvoda Mape-Antique namijenjena je zidanim objektima kod kojih kao vezivo nije bio korišten cement. U slučaju obnove zidanih objekata kod kojih je kao vezivo korišten cement, Mapei u svom programu nudi liniju proizvoda s niskim udjelom cementa Poromap. Pored klasične linije postoji i linija Poromap Macchina koja omogućuje i jednostavno strojno nanošenje.
5. Završna zaštita i dekorativna obrada
Za ove potrebe Mapei je razvio sistemsku liniju proizvoda Silexcolor na osnovu čistih silikata. Raspoloživa je u više od 1000 nijansi prema skali boja NCS te u četiri različita izgleda: MARMORINO, TONACHINO i GRAFFIATO ili boja. Površina za nanošenje mora biti potpuno čista i čvrsta. Prethodni nanos finog morta MAPE-ANTIQUE FC mora proći vrijeme sazrijevanja u trajanju od 5 do 7 dana. U svim oblicima izvedbe, prethodno je nužno nanijeti temeljni premaz za prianjanje, SILEXCOLOR PRIMER, koji se nanosi kistom, valjkom ili pištoljem.
Za detaljne informacije o sustavu i proizvodima možete se obratiti našoj tehničko-informativnoj službi, e-pošta: mapei@mapei.hr
Detaljne obavijesti o referentnim objektima nalaze se na internetskoj stranici www.mapei.com . Nakon učitavanja odaberite Reference i pretražujte ih upisujući naziv traženog proizvoda.
Izvor: MAPEI CROATIA d.o.o.
