Vakolat - 217. oldal

Az alapfelület vizsgálata és értékelése minden bizonnyal a homlokzatok felújításának és a réteg­képzés kialakításának egyik legnehezebb feladata. Ennek oka egyrészről a szóba jöhető alapfelületek és új építőanyagok nagy száma, másrészről éppen a homlokzat felújítások során alig találunk könnyen meghatározható alapfelületet. A jól ismert alapfelüle­tek károsodhattak az időjárás természetes hatása, ill. egyéb terhelés miatt.

A felületek különféle anyagokat tartalmazhatnak

Amelyek adott esetben különböző tulajdonságúak, így ezeket nem lehet egyszerűen átdolgozni, renoválni vagy új rétegeket felhordani rájuk. Kivált, hogy egy régi épületen más törvény­szerűségeket kell figyelembe venni, mit egy új épület esetén. Ezért kevéssé érthető, hogy a gyakorlatban az előkészítő munkálatoknak nagyon kevés figyel­met szentelnek, és az alapfelület vizsgálatainak és értékelésének eredményeit nem veszik kellőképpen figyelembe. A keletkező épület- és vakolatkárok nagy részének oka abban rejlik, hogy ezeket a munkálato­kat nem elég gondosan és szakszerűen végzik.

További problémák

További probléma, hogy az „alapfelület” fogal­mát igen sokrétűen és összetetten határozhatjuk meg. A klasszikus értelemben vett alapfelületek, ha egyáltalán beszélhetünk ilyesmiről, a falazatok. De ebben az esetben a falazatot nem tekinthetjük jól meghatározott alapfelületnek, hiszen már a téglafa­lazatok között is igen jelentős különbségek vannak. Emellett falazatok anyaga lehet még mészhomok­kő, pórusbeton, könnyűbeton, tufa, duzzasztott agyagkavicsot tartalmazó falazóblokk, hogy csak a legfontosabb falazóanyagokat említsük az új építé­sek területén.

Ehhez jönnek még a régi épületeknél előforduló terméskő, ill. vegyes falazatok, amelyek azért okozhatnak problémát, mert adott esetben vizesednek, ill. repedezettek lehetnek. Ez persze újabb falazatoknál is előfordulhat, ha figyelembe vesszük a magas hőszigetelő képességű falazato­kon is megjelenő repedéseket. De ekkor még csak a „normális” falazatokról beszéltünk, amelyekhez már igen sokféle különböző bevonat kapható, ilyenek például a klasszikus alapvakolatok, vagy speciális könnyűvakolatok és szálas adalékot tar­talmazó könnyűvakolatok, ill. a követelmények­nek megfelelően hőszigetelő vakolatrendszert is készíthetnek a falazatokra.

Épületfelújításokhoz pedig léteznek olyan javító vakolatok, amelyek alkalmasak a falazatok nedvesedésének és az ezzel legtöbbször együtt jelentkező sókivirágzás megszüntetésére, ugyanakkor ezeket előszeretettel alkalmazzák nemnedvesedő falazatokon is egyéb előnyös olyan tulajdonságaik miatt, mint például szilárdság, rugalmasság, páraáteresztő képesség és víztaszítás.

Emellett alternatívaként léteznek olyan könnyűvakolatok és könnyű alapvakolatok, ame­lyeket terméskő és vegyes falazatok mellett enyhén sókivirágzásos alapfelületeire is használnak.

Régi épületek felújítása

A régi épületek felújítását az is jellemzi, hogy nem mindig távolítják el a teljes régi vakolatfelüle­tet azért, hogy teljesen új rétegfelépítést hozzanak létre. Amikor csak részfelületeket javítanak, akkor a vakolóhabarcsok mellett egyéb simítóhabarcsok, simító vakolatok, valamint felújítóvakolatok is szerephez jutnak. Éppen a simítóhabarcsok csopor­tosítását kell részletesen kifejtenünk, mert léteznek szerves kötésű simítóhabarcsok, ill. szervetlen köté­sű simítóhabarcsok szerves adalékanyagokkal. így a megfelelő építőanyag kiválasztásánál nemcsak az alapfelület fajtája és állapota meghatározó, hanem a további rétegfelépítés is.

Ezzel felvetődik a lehetséges vakolaterősítő műanyag-, ill. drótháló kérdése is, és az alapfelület függvényében a vakolathordozók problematikája is. Ezért ezek különleges tulajdonságairól is szót kell ejteni. Az alapfelület tisztítása mellett, amire szintén sokféle lehetőség van, a különféle alapo­zásoknak és alapozórétegeknek is fontos feladatuk van, bár szükségességüket a gyakorlatban gyakran alábecsülik.

Akkor válik egyértelművé, hogy az alapvako­latok és simítóhabarcsok egyrészt jelenthetnek egy alapfelületre felhordandó réteget, ugyanak­kor maguk is alapfelületet képeznek, ha ezekre a felületekre például záróvakolatot vagy egyéb felső bevonatot viszünk fel. így az alapvakolat és/ vagy a simítóhabarcs egyszerre látja el valamilyen burkolati réteg, ill. a vakolathordozó réteg funkció­ját. Szigorúan véve a fedővakolatok sem pusztán fedőrétegek, hanem alapfelületként is szolgálhat­nak, ha például festéket kell felhordani, vagy ha helyreállítások és felújítások során át kell dolgozni a legfelső felületet.

Amennyiben csak a ma a piacon kapható va­kolatok, vakolatrendszerek, vakolóhabarcsok és egyéb felületképző anyagok sokféleségét tekintjük, egyértelművé válik, hogy az alapfelület szakember által elvégzett, szakmai szempontokat figyelembe vevő vizsgálata és értékelése és ezt követően a rétegek szakszerű felhordása a hibátlan kivitele­zés egyik fontos feltétele. Gyakran alábecsülik, hogy a vakolatok az élképző elemeikkel együtt a homlokzatfelületek kialakítására leggyakrabban használt építőipari termékek. Kitűnnek a struktúrák, formák és színek létrehozásának különösen gazdag lehetőségeivel.

A kézi munkával történő felhordás az épületnek karakterisztikus és individuális külsőt kölcsönöz. A vakolat emellett megfelelően betölti a homlokzatokon a szükséges védőfunkciót, kü­lönösen az időjárás hatásaival szemben. Lehetnek durva vagy finom felületűek – ásványi vagy műgyantakötésűek -, filces simítóval kezelt, dörzsölt vagy egyedien strukturált felülettel. Elnyelhetik a hangot, nedvességet és/vagy sót tárolhatnak, vagy egyszerűen hozzájárulhatnak az építészeti megfor­máláshoz – mind külső és belső terekben egyaránt. Ez a felsorolás azonban csak ízelítő a vakolatok és habarcsok sokoldalúságáról.

Minden megkötött kötőanyag, akár adalékanyag­gal, akár a nélkül, kapillárporózus anyag, így víz és egyéb folyadékok behatására nemcsak a felszí­ne, hanem mélyebb rétegek is átnedvesednek. A kapillárporozitás rendszerint fokozottan érvényesül az adalékanyagok és a megkötött vagy megszáradt kötőanyag találkozásánál.

Ezenkívül sokak számára nem ismert tény, hogy a legtöbb természetes ere­detű kő szilárdsága lényegesen magasabb, mint a kötőanyagok szilárdsága. Továbbá, ha a természetes eredetű kövek vízfelvételét vesszük figyelembe, akkor megállapíthatjuk, hogy néhány, igen kevés számú kivételtől eltekintve a természetes kövek vízfelvétele lényegesen kevesebb, mint a kötő­anyagoké.

Szétmállás okai

A szervetlen kötőanyagok, vakolatok és habar­csok szétmállása háromféle lehet: száraz, nedves és biológia jellegű. A biológiai jellegű tönkremenetelt, amelyre a későbbiek során még külön ki fogunk térni, okozhatják olyan növények, mint a zuzmók, algák és gombák, de előidézhetik állati eredetű anyagok, vagy akár bakteriális támadás is. Éppen az utóbbi évek kutatásai igazolták, hogy minde­nekelőtt a kén- és nitrogénbaktériumok idéznek elő jelentős károkat.

A szárazelmállás kétféle lehet: eolikus és a használatból adódó.

• Az egyes kristályok egymástól eltérő tágulási együtthatója egy adott építőanyagon belül apró elmozdulásokat (mikroelmozdulásokat) idéz elő, amely aztán a hőmérséklet hatásának kitett felszín/fedőréteg elporladását okozza. A folyamat tulajdonképpen az egyes részecskék mechanikus leválását jelenti. Ugyanilyen ha­tása van a vízzel való telítődésnek is. Mivel a termikus elmozdulások az építőanyagon belül számos károsodást okozhatnak, és a repedések kialakulása folytán megalapozhat­ják a tönkremenetelt és ezzel együtt további épületkárokat, a kárdiagnózis és a felújítás során sokkal inkább figyelni kellene rájuk.
• Az eolikus elmállás a szél és a finomhomok, továbbá a levegőben megtalálható finom­részecskék, az ún. aeroplankton hatására történik. Az elmállásnak ezt a fajtáját a mi régiónkban sem szabadna alábecsülni, külö­nösen magasabb épületek esetében.
• A használatból adódó elmállást tulajdonkép­pen az épület rendszeres használata és kar­bantartása okozza, ezek közül is első helyen egészen biztosan a tisztítást kell megnevez­nünk.

A nedveselmállásnál természetesen a víz/ned­vesség játssza a mindent eldöntő szerepet. (A vízfelvétel különböző mechanizmusaira már ko­rábban részletesen kitértünk.) Nedveseimállásnál megkülönböztetjük egymástól a kémiai és a fizikai fajtákat.

• A kémiai úton történő elmállás az a folyamat, amikor a víz feloldja a meszet, ill. amikor savas kémhatású folyadék hatására a karbo­nátos épületelemek tönkremennek. A kémiai elmállást okozhatják természetes hatások, de ugyanígy lehet oka emberi tevékenység is (kipufogógázok stb.).
• A fizikai elmállást mechanikus behatások idézik elő, mint például a sók és/vagy a jég repesztő hatása, de kivételes esetekben akár gyökerek is okozhatják. Ilyenkor különösen figyelni kellene arra, hogy a termikus/higroszkópos adatokat felsoroló idevonatkozó táblá­zatok és képletgyűjtemények minden esetben a szilárd és még nem elmállott építőanyagra vonatkoznak. A porhanyós, már tönkrement építőanyagokra természetesen más értékek vonatkoznak.

A kapillárporózus építőanyagoknál vízzel való telítődés esetén sokkal nagyobb a térfogatuk, mint a száradás után. Aló. táblázatban felsorolt értékek példaként mutatják a különböző vakolóhabarcsok közötti különbséget duzzadt és zsugorodott álla­potban.

Ezenkívül figyelni kell arra is, hogy a fagyás-felengedés folyamatos váltakozása a szervetlen építőanyagokban jelentős hosszirányú elmozdulá­sokat idézhet elő, amelyeket a víz fagyás közbeni kiterjedése okoz. Azonban, ha a kapillárporózus építőanyagnak olyan a felépítése, hogy a vízzel való teljes telítettség nem alakulhat ki, és mindig elegendő pórustér áll rendelkezésre a jég expanzió­jához, akkor csupán néhány pórusokat elválasztó fal megy idővel tönkre, ez az elváltozás azonban elhanyagolható. Cementtartalmú építőanyagoknál az ilyen állag előidézhető például légpórusok cél­zott bevitelével, amit évtizedek óta alkalmaznak a javítóvakolatokban.

A levegőben található anyagok

Az ásványi és porózus építőanyagok elmállásának fő okai a mi éghajlatunkon a viszonylag gyakori csapadék és az évszakonként igen szélsőségesen váltakozó hőmérséklet. Ezek a feltételek kedveznek a víz és a káros anyagok bejutásának, ill. a fagyká­roknak. Korábban az épületelemek károsodása csak esetenként volt megfigyelhető, azonban a károk mértéke az elmúlt 50 évben – az egyre nagyobb károsanyag-kibocsátásnak köszönhetően – mere­deken emelkedni kezdett.

A 19. század második felében az iparosodással egyre nőtt a fosszilis tüzelőanyagok felhasználása, ezzel együtt pedig az atmoszféra szén-dioxid-tar­talma. Németországban a C02-emisszió évente több, mint 900 millió tonna. Az emisszió messze legnagyobb része az erőművekből származik. Őket követi a közúti forgalom, amit a közvélemény rendszerint a fő forrásnak tart.

A szén-dioxid hatásai

A keletkező szén-dioxid megkötődik a vízben és szénsav keletkezik, ami a csapadékvízzel közvetle­nül vagy a talajon keresztül közvetve támadja meg az építőanyagot. Különösen a természetes eredetű porózus kőfélék érintettek ezáltal. A kőben – a kémiai és ásványtani összetételtől függően – vég­bemehet kilúgozódás, só- és sókristály-képződés, továbbá bizonyos transzportfolyamatok. A káros anyagok – a sóképző savaktól kezdve a sóképző re­akciókig – folyamatos utánpótlása oda vezet, hogy a természetes kőzeteknek mind a felszíni, mind a felszín alatti rétegei igen gyors ütemben leépülnek.

Egyre több hibahely alakul ki olyan kristályos sók formájában, amelyek a kőzet felszíne alatt, a fő párolgási zónában dúsulnak fel. Nedvesség hatására az oldható sók (fő kritérium az oldhatóság) oldatba mennek és a kapillárisokon keresztül a természetes kőzet belsejébe jutnak. Kiszáradás esetén ismét fel­gyűlnek a felszín alatt, így a kőzet felszíne látszólag ok nélkül roncsolódik el.

A szénsav kémiai szem­pontból gyenge sav, általában a borhoz vagy szén­savas ásványvízhez hasonló koncentrációban van jelen. Ennek ellenére különösen jól oldja a mészkö­vet. Sűrű mészkő esetén – ilyen pl. a márvány – cse­kély az erózió, ellentétben a pórusos mésztufával, ahol igen magas. A 19. században az időjárás még elősegítette a kötési reakciókat, tehát a kötőanyag ismételt újrakristályosodását, így a karbonátosodás által nőtt a mészvakolat szilárdsága.

Az egymással egyre jobban összekapcsolódó kristálystruktúrák miatt vált a vakolat egyre szilárdabbá és sűrűbbé. Mindez megváltozott, mióta kénben dús fosszilis tüzelőanyagokat használnak. A kén kén-dioxiddá ég el, ebből kénessav, végül pedig az igen agresszív savak csoportjába sorolható kénsav keletkezik, ami az építőanyagok beoldódását idézi elő.

Ezenkívül az atmoszféra nitrogént is tartalmaz

A nitrogén hosszú időn keresztül nem okozott problémát, mivel korábban az égési folyamatok kisebb hőmérsékleteken mentek végbe, így csak kis mennyiségű nitrogén-oxid került a szabadba. Mind­ez megváltozott, mióta az erőművekben magasabb az égetés hőmérséklete, és mióta a jobb hatásfokuk miatt egyre több dízelmotort használnak. Európa növekvő járműforgalma miatt továbbra is nő a levegő nitrogén-oxid-tartalma. A nitrogén-oxidok egy része a fosszilis tüzelőanyagok bizonyos alko­tóelemeivel savakká reagál.

Ha a keletkező savak kapcsolatba kerülnek az építmény anyagával, sóképződést idéznek elő. Ez – például a vakolatokban – egyértelműen kimutat­ható. Mész- és mész-cement vakolatokban tetemes mennyiségben keletkezik mész mint kötőanyag, miközben a betonban a cement hidratálódik. A cement ebből kifolyólag erősen lúgos.

Viszont a mész és a kénsav reakciója új vegyületet eredmé­nyez, amelyet szintén használnak az építőiparban, ez a gipsz. Ha a gipszet a mésszel összehasonlítjuk, megállapíthatjuk, hogy könnyebben oldódik vízben és komolyabb kioldódási folyamatokat idéz elő. Mindez oda vezet, hogy a mész kötőanyag kioldó­dik az építőanyagokból.

Példák ásványi építőanyagok erős elmállására

Amint a kéntelenítési program kézbentarthatóvá válik, lényegesen csökkenni fog a kén-dioxid-kon­centráció és ezzel együtt a kénsavterhelés is. Ezzel szemben továbbra is problémát okoznak majd az egyre növekvő mennyiségben jelen lévő NOx-gázok. A mészből és a salétromsavból kalcium­nitrát keletkezik. Ez egy nagyon jól vízoldható só. Lényegében ez az a só, amely a leginkább agresszív, és a legnagyobb mértékben meggyorsítja a kioldó­dási folyamatokat az építőanyagokban.

Sóterhelés

Az építőanyagok felületén állandó jelleggel játszód­nak le reakciók. Például már a hőmérséklet-változás is a relatív páratartalom megváltozását vonja ma­gával. Ha a levegő relatív páratartalma emelkedik, a sók oldatba mennek. Amint ismét elpárolog a nedvesség, újra kikristályosodnak a beoldódott sók. így tehát a vakolatok pórusszerkezetében a sók, amelyek a levegőt szennyező anyagokból és az épület alkotóinak összetevőiből képződtek, szüntelenül reakcióban vannak és ezáltal hatással vannak az elmállás folyamatára.

Kristályképződés és hidratáció

Különösen az olyan épületeknél, amelyek lábazati részét szemmel láthatóan károsítja a felszálló ned­vesség, szárazabb nyári napokon, amikor a falak kiszáradnak, sókristályok keletkezése figyelhető meg a falak felületén. Ezen sókiválások jelenlétéből lehet következtetni a vakolat és a fal belsejében létrejövő, egyáltalán nem lebecsülendő kristályo­sodási nyomásra. Ez a nyomás nem mérhető meg pontosan, azonban számos termodinamikai becs­léssel közelíthető. Például, ha gipsz kristályosodik, és megfelelő koncentrációban van jelen, akár 28 N/mm2 nyomás is kialakulhat.

Ha egy mai átlagos mész-cement habarcs 4 N/mm2 nyomószilárdságára gondolunk, a gipszkristályok – amennyiben kellően feldúsulnak – minden további nélkül szétrepeszthetik a vakolat felszíni rétegeit. Magnézium-szulfát és nátrium-karbonát esetén valamivel kisebb a kristá­lyosodási nyomás. Igen sok problémát okoz az utak sózásához előszeretettel használt nátrium-klorid is. A településeken belül a kloridterhelés egyaránt megfigyelhető az utak két oldalán és az épületek homlokzatán. A nátrium-klorid az általunk ismert sók közül az egyik legnagyobb repesztőhatású.

A kristályosodási nyomással analóg módon egyes sók esetén beszélhetünk hidratációs nyo­másról is. Ennek értéke gipsz esetén a 200 N/ mm2-t is meghaladhatja. Ekkora nyomásnak egyetlen ásványi építőanyag sem tud ellenállni. Amennyiben kialakul a szűk pórusszerkezetben, az elkerülhetetlenül repedésekhez vezet. Hidratációs nyomás akkor alakul ki, ha egy só hidrátformát vált. Különösen jellemző ez a kénsav sóira. Sajnos az elmúlt évtizedekben esett a legtöbb savas eső, és ezzel megnőtt a szulfátok mennyisége. Amikor a kénsav- és a mésztartalmú kötőanyag reakció­jában gipsz keletkezik, a gipsz kristályosodása során 2 molekula kristályvíz épül be.

A szilárd gipszkristályban 1 molekula kalcium-szulfát mellé két molekula víz kötődik meg. Ez a reakció 100 %-os térfogat-növekedést eredményez. Ez annyit jelent, hogy a gipsz térfogata pontosan kétszer akkora, mint azé a kalciumé, amit helyettesít. Ha a gipsz eljut a felszínre és ott feldúsul, az rendszerint kristályosodási és hidratációs effektusokhoz vezet.

Magnézium esetén négyszeres, vas-szulfát esetén ötszörös az új térfogat az eredetihez képest, de van tudomásunk akár negyvenszeres térfogat-növeke­désről is. Igen ismert a betonnal kapcsolatban az ettringitképződés, ahol 32 molekula víz épül be. A fő repesztőhatást tehát – különösen szulfátok esetén – hidratációs effektusok okozzák, amikor is a kristályvíz megkötődése vagy a víz beépülése a kristályszerkezetbe jelentős térfogat-növekedést von magával.

Továbbá gyakran alábecsülik, hogy két különbö­ző építőanyag érintkezésekor különböző fizikai és/ vagy kémiai tulajdonságok találkoznak egymással. Az ebből fakadó károknak több oka lehet, és a ke­letkező károk nem vezethetők vissza konkrétan egy okra. Elmálláskor és szétroncsolódáskor az oldott vagy egymással reagáló anyagok igen gyakran sókivirágzás formájában jelennek meg. A szakmai gyakorlat sajnos még mindig alábecsüli annak jelentőségét, hogy a sok váltakozó beoldódásával és ismételt kikristályosodásával kristályosodási nyomás lép fel.

Az alábbi táblázat ennek értékeit mutatja néhány épületre veszélyes sóra:

Az építőanyagok, kötőanyagok és kötőanyag­-keverékek elmozdulását és mozgását azonban nemcsak a hőmérséklet, hanem a víztartalom is meghatározza. Például szervetlen kötőanyagok esetében azzal növelhető az ellenálló képesség, ha csökkentjük a víz/kötőanyag arányt. Mivel az arányszám csökkenésével együtt nő a szilárdság is, abban az esetben, ha a szilárdság növekedése nem kívánatos, alternatív megoldást kell keresni. Ilyenkor célszerű hidrofób felszínt kialakítani.

Kapilláris- és higroszkópos effektusok

Például egy tervezett hidrofobizálás előtt gyakran csak az anyag vízfelvevő képességét mérik meg, ami messze nem elegendő. A természetes eredetű kövek hidrofobizálásával megszüntetik a kapillá­ris-szívóhatást. Az amortizáció megítélése során az egyik legnagyobb hibát azzal a feltevéssel követhet­jük el, hogy az eső elleni védettség következtében a kő káros anyagokat sem tud felvenni, így tehát azok szétrombolni sem tudják. Azonban a hidrofobizálás nem csökkenti a pórusok sugarát. Ez azt jelenti, hogy ha a levegő tartalmaz káros anyagokat, azok továbbra is bejuthatnak az építőanyagba. Elméle­tileg nem történik semmi a kővel, ha ezek a káros anyagok belekerülnek.

A nagy problémát a 35% vagy ennél magasabb páratartalmú levegő jelenti. Ismeretes, hogy legkésőbb 40% relatív páratar­talomnál a pórusok felszínén mindig megjelenik egy vékony vízréteg. A gáz halmazállapotú káros anyag bediffundál az építőanyag belsejébe, és ott találkozik a savképződéshez szükséges vízzel. A pórusok felszínén sav képződik, amely a megfe­lelő reakciópartnerrel káros sóvá alakul.

Ez azt jelenti, hogy amíg a levegő nem tiszta, továbbra is végbemegy az elmállás ezen káros reakciók miatt. Bevonható viszont a veszélyeztetett tartományba eső pórusok felszíne a savaknak ellenálló védőré­teggel, erre folyamatos kezdeményezések vannak. Mindez azonban azt jelenti, hogy ismerni kell a lejátszódó folyamatokat, ha egyáltalán el akarunk töprengeni a kövek vagy teljes általánosságban az ásványi építőanyagok, mint pl. a vakolatok konzerválásáról.

Hidrofobizálással nem célozható meg 100%-os eredmény. A sikeresség itt inkább 50% alatt van, persze azért bizonyos eredmények mindenképpen elérhetők. A hidrofobizálás egészen biztosan csökkenti a mikroorganizmusok megte­lepedésének lehetőségét. A nitrátok és a kloridok ún. higroszkópos sók, vizet képesek felvenni. Ez azt jelenti, hogy az építőanyagokban a sótartalom növekedésével nő a víztartalom is. Ez egy fontos felismerés! A sómentes téglának sem 0% a víztar­talma, hiszen a felszíni kondenzáció miatt vékony nedvességfilm keletkezik a belső felszínen – a pórusokban. Már 20 mg/cm3 agyagtartalomnál is igen magas a vízfelvétel, és mindez 80% feletti relatív páratartalom mellett nagyon erőteljesen növekszik tovább.

A nagy víztartalom elősegíti a sók további kapilláristranszportját, így igen nagy mértékű károsanyag-transzport jön létre. Ezeket a higroszkópos effektusokat mindig figyelembe kell venni! Tehát, ha az építőanyag nedves, akkor az nem feltétlenül azt jelenti, hogy csapadéknak van kitéve, vagy hogy esetlegesen kapillárisán felszálló nedvesség van jelen.

Só alatt elsősorban olyan vegyületeket értünk, ame­lyek savak és bázisok egymással való vízkilépéssel járó reakcióinak termékei. Ilyenkor a bázis fémionja lép a sav hidrogénionjának helyébe. Savak hatására a kötőanyag fémje (túlnyomó­részt kalcium) jól oldható anyaggá alakul át, ame­lyet aztán a talajvíz, a szivárgó víz vagy az esővíz kiold az építőanyagokból. Ezáltal fellazul az épí­tőanyag szerkezete, ill. károsodik a kötőanyag. Az előforduló savak rendszerint: salétromsav, kénsav, sósav és szénsav. A salétromsav nitrózus gázokból vagy ammónia és szerves nitrogénvegyületek (vi­zelet, fehérje stb.) lebontása során keletkezhet.

A sók kárai

Ahhoz, hogy a sók valamilyen formában károkat okozhassanak, kémiai vagy fizikai folyamatokban el kell reagálniuk az építőanyaggal, vagy más típusú kölcsönhatásban kell részt venniük. Nagy sóterhelésű építőanyagok helyreállítása során megkülönböztetett módon kell eljárni. Fontos tudnunk arról, hogy a sók kristályosodása és hidratációja repesztő hatást idéz­het elő, és hogy a higroszkópos sók néha olyan hatá­sok látszatát keltik, amelyek a valóságban nincsenek is jelen!

Ha ismerjük a sókban rejlő veszélyeket, a helyreállítás során használt anyagoknál utána kell nézni, ellenőrizni kell és meg kell vizsgálni, hogy a munkálatok során keletkezhet-e új sófajta. Ha egy objektumot helyre kell állítani, elsősorban annak kell világosnak lennie, hogy mely sók vannak jelen, honnan származik a nedvesség, és hogy milyen mér­tékben vannak jelen a sók, ill. a nedvesség.

A sók okozta épületkárok fajtái és keletkezésük

A sók különféle károkat okozhatnak az épületeken. Ezek egy része korlátozódhat a felszínre (foltos sókiválás és a felület korróziója), a többi viszont a fal teljes terjedelmét érinti, és adott esetben mélyreható károkat vagy akár teljes szétroncsolódást idézhet elő.

A sók felszíni megjelenését gyakran ártalmat­lannak vélik, inkább csak olyasminek tekintik, ami esztétikailag zavaró, optikailag rontja a homlokzatok, lábazatok vagy pincefalak megjelenését. Ilyenkor a felszíni sófelhalmozódás általában a falon belüli sómozgásra utal, és olyan mélyebb rétegekben vég­bemenő folyamatok első indikátora lehet, amelyek jelentős kockázatot jelenthetnek a fal állapotára nézve. Annak ellenére, hogy a sókéreg csapadék után gyakran szemmel láthatóan, nyomok visszamaradása nélkül eltűnik, száraz időszakokban rendszerint újra előjön.

Akart okozó sóréteg gyakran nem közvetlenül a felszínen fedezhető fel, hanem néhány milliméterrel mélyeb­ben lokalizálódik, és kívülről eleinte egyáltalán nem látható. Ilyen esetben a sókoncentráció annál mélyebbre ható roncsolódáshoz vezet, minél később fedezik fel. A rettegett fekete kéreg jellegzetes példa az ilyen fajtájú sóaktivitásra. Sókérgek nemcsak az épületek külső falán alakulnak ki, hanem a belső terekben is megtalálhatók, és ott is a kültériekkel minden téren hasonló módon jelennek meg.

Sók oldhatósága vízben:

Egy sófajta károsító hatásának fontos paramétere a vízoldhatósága, hiszen a vizes transzport túlzott sófelhalmozódáshoz, az pedig roncsoló hatásokhoz vezet.

A specifikus, az építőanyag és a környezet össze­tételéből egyértelműen következő reakciók mellett molekuláris síkon nagy jelentőségű mindenekelőtt a fagy hatása, az oldhatóság eltolódása és a csapa­dékképző reakciók. Ilyenkor megfigyelhető, hogy a sók és a sóoldatok oldódási, kristályosodási, fagyási és csapadékképző viselkedése az ásványi anyagokra jellemző szűk pórusrendszerben a szabad anyagok viselkedésétől lényegesen eltérhet.

Ezenkívül gyakorta megfigyelhető kettős sók vagy komplex összetételű keveréksók képződése. A kettős sók képződésének lehetősége miatt a különböző sókat együttesen tartalmazó sóoldatokból az építőanya­gok vízzel részlegesen telített pórusaiban igen komplex többanyagú-többfázisú rendszerek alakul­nak ki, amelyek viselkedése jelen pillanatban még semmi esetre sem tekinthető tisztázottnak.

A sók fajtái és gyakorisága

A köznyelvben a só kifejezés alatt a vegyületcsoport egyik tagját, a konyhasót értik. Ez a sófajta a termé­szetben összességében domináns szerepet játszik ugyan, azonban az építményekben csak mellékesen fordul elő. Nála sokkal gyakoribbak más típusú sók, amelyek sokszínűsége és oldataik változó tömény­sége újra és újra meglepetéssel szolgál. A kloridok, mint a nátrium-klorid is, viszonylag ritkák, túlnyomó többségében szulfátok fordulnak elő, őket követik a nitrátok és a karbonátok.

Ezenkívül mutattak már ki foszfátokat (pl. apa­tit, strengit, foszfosziderit, ludlamit, vivianit vagy metavivianit), fluoridokat (pl. carobbiit, villiaumit vagy fluorit), fluoroszilikátokat (pl. mailadrit vagy hieratit) vagy oxalátokat (pl. whewellit vagy weddellit).

A sók káros hatása főként arra vezethető vissza, hogy a megjelenő nedvesség (pl. kapillárisán felszálló nedvesség) hatására beoldódnak, és a későbbi kiszáradás során nagy mennyiségű víz, az ún. kristályvíz megkötése mellett kikristá­lyosodnak. A vízfelvétel a képződő kristályok térfogatának növekedését eredményezi, ez pedig kristályosodási nyomást idéz elő. Oldható sók jelenléte olyankor is káros lehet, ha azok az épí­tőanyag mésztartalmával vízoldható vegyületté alakulnak, ezáltal kioldják a kötőanyagot, az mészben szegényedik.

A mészben szegényedés a kikristályosodással szemben csak olyan épületelemekben játszódhat le, amelyek hosszabb időn keresztül nedves álla­potban voltak. Attól függetlenül, hogy a kioldódás okozta károk lényegesen lassabban alakulnak ki, mint azok, amelyek a kristályosodás hatására jönnek létre, idővel ezek is jelentős szétroncso-lódáshoz vezetnek.

Ebből az következik, hogy csak olyan sóknak lehet épületkárosító hatása, amelyek vízben vagy gyengén savas vizes oldat­ban oldódnak. Utóbbihoz tartozik a talajvízen kívül az esővíz is, mivel az egyrészt szénsavat vesz fel a levegőből, másrészt pedig kén-dioxidot köt meg a füstgázokból, nitrózus gázokat pedig a kipufogógázokból. Ezzel szemben az oldhatatlan sók nem károsítják az épületeket, így ebből a szempontból teljesen érdektelenek.

Kristályosodási nyomás

Porózus építőanyagok kiszáradása során, ha elegen­dően magas a pórusokban található oldat koncent­rációja, sókristályok képződnek (kikristályosodás). Ha a kristályképződést gátolja a pórusgeometria, akkor túlnyomás alakul ki a pórusszerkezeten belül. Ha folyamatosan váltakozik a sók kikristályosodása és beoldódása, akkor az törvényszerűen szétron­csolja az építőanyagot.

Kristályosodó sók miatt háromféle mechanizmus szerint keletkezhetnek károk:

• hidrosztatikus kristályosodási nyomás, vagy kristályosodási nyomás túltelített oldat mi­att;
• lineáris növekedési nyomás;
• hidratációs nyomás.

A szakirodalom nem különíti el egyértelműen egymástól a kristályosodási nyomást és a lineáris növekedési nyomást, így gyakran mindkét fogalom ugyanarra a jelenségre utal.

Mint minden kristály, az oldatból kiváló kris­tályok is csak az őket határoló kristályfelületek mentén növekedhetnek. Az ásványi építőanyag pórustere gátolhatja a sókristályok szabad növeke­dését, ha a növekvő kristály a pórus szemben lévő falával találkozik, vagy ha a kristályok kölcsönösen akadályozzák egymást. Ez a jelenség különösen tű, henger vagy rúd alakú kristályoknál figyelhető meg, tehát amelyeknél az egyik növekedési irány különösen előnyben részesített.

Nedvességgel és sókkal terhelt falaknál a ká­rosodás lehetősége főként abban áll, hogy a sók kikristályosodása, tehát az a folyamat, amelynek során oldott állapotból szilárd fázisúvá alakulnak, jelentős térfogat-növekedéssel jár. Ha a térfogat­növekedés nem tud kiegyenlítődni vagy eloszlani az építőanyag szerkezetén belül, kialakul az ún. kristályosodási nyomás.

Ez azt jelenti, hogy a kapilláristerekben és az építőanyag pórusaiban megtalálható túltelített sóoldat térfogata nedvesség leadásával növekszik, és kristályosodási nyomást fejt ki a pórusok falára. Ilyenkor az a törvénysze­rűség érvényes, hogy minél több kristályvizet vesz fel egy só, annál nagyobb a kristályosodási nyomás károsító hatása. Továbbá a folyamat hőmérsék­letfüggést is mutat. Ha folyamatosan váltakozik az átnedvesedés és a kiszáradás, az felerősíti a folyamatot.

A kristályosodási nyomás feszítő ha­tást fejt ki, mértéke többszörösen meghaladja az építőanyag szilárdsági tulajdonságait, így az anyag kezdetben elporlad, utána pedig sókivirágzások és/ vagy lerepedezések keletkeznek. A sókristályok növekedéséből adódó nyomást általában kristá­lyosodási nyomásnak nevezik, holott a lineáris növekedési nyomás elnevezés jobban kifejezné a jelenség mibenlétét.

Például nátrium-szulfát vizes oldatából 32,4 °C-ig a 10 kristályvizet tartalmazó mirabilit (Na2S04* 10H2O) kristályosodik ki, 32,4 °C felett pedig a kristályvízmentes thénardit (Na2S04). Az átkristályosodás csak nátrium-szulfát-oldat jelenlétében mehet végbe. A gyakorlatban ilyen ritkán esik meg. Legtöbbször további ionok, mint pl. magnézium stb. ionok együttesen vannak jelen. Magnézium jelen­létében már 15 °C-on a vízmentes nátrium-szulfát képződik. Mivel a kikristályosodás csak olyan épü­letrészekben mehet végbe, amelyek az idő túlnyomó részében szárazak, a tartósan nedves vagy vízben álló épületelemeket nem károsítják a sók.

A kristályosodáskor kialakuló nyomást befolyá­solja a pórusok sugarának eloszlása. Azt tételezzük fel, hogy a pórusszerkezet terhelése során nem az egyszeri kikristályosodás fejt ki roncsoló hatást, hanem az ismétlődő ciklusok. Ehhez járul még, hogy kristályok inkább a nagyobb pórusokban, üregekben és repedésekben képződnek, miközben a sóoldat a finom pórusokból odaáramlik. A pórus­rendszer belsejében a növekedő jégkristályokról alkotott modellel analóg módon feltételezhető, hogy a kisebb pórusokban kialakuló kristálynak nagyobb a kémiai potenciálja, mint a nagyobb pórusban növekvőnek. Eszerint a legnagyobb kristályosodási nyomásnak mindig a nagyrészt finom pórusokat tartalmazó építőanyagokban kellene kialakulnia.

Meglepően gyakran találkozhatunk ún. kettős sókkal. Ezek egynél több kationból és anionból állnak. Az is különös, hogy sok sófajta különböző mértékben lehet hidratált. Ez a tény a sók metamorfózisa és repesztő hatása miatt fontos. Az oldatok telítési koncentrációját is befolyásolja, hogy mely hidrátformáról van szó.

A só vízmegkötése

A kristályképződés lehetősége mellett néhány sónak van olyan tulajdonsága, hogy bizonyos hő­mérséklet-tartományban vizet köt meg a kristály­rácsában, ill. vizet ad le onnan. Ezt a folyamatot hidratációnak nevezik, és a víz megkötése szintén térfogat-növekedéssel jár. Ez annyit tesz, hogy bizonyos sók esetén, ha azok túltelített oldatukból kristályosodnak ki, térfogat-növekedés figyelhető meg.

Ilyenkor a túltelített oldatnak kisebb a térfoga­ta, mint a kiváló sókristályoknak és a visszamaradó telített oldatnak együttesen. Ha a túltelített oldat tel­jesen kitölt egy adott pórust, és a képződő kristályok elzárják a pórusok kijáratait, akkor a pórus falára minden irányból hat hidrosztatikai nyomás. Egyes sók már 40 °C körül leadják a kristályvizüket, ill. már ilyen hőmérsékleten képesek vizet felvenni, ha csökken a hőmérséklet vagy nő a páratartalom.

A sók eredete

A mindennemű sószennyezéstől mentes falak rit­kák, még ha a sók jelenléte nem is jelent feltétlenül sók általi károkat. Mivel a sók általában jelen van­nak, felmerül a kérdés, hogy hogyan is kerültek oda. Eredetük különböző lehet. Ott lehetnek az eredeti építőanyagban (építőelemek, kötőanyag, adalék­anyag, adalékvíz), de kívülről is bejuthatnak (talaj­vízzel vagy csapadékkal). Ezenkívül sók újonnan is képződhetnek a már létező épületben (cirkuláló víz vagy légszennyező anyagok miatt). Egy figyelemre méltó és nagyon kevéssé szem előtt tartott módja a sók megjelenésének, amikor javítási munkálatok során kerülnek az addig kevéssé szennyezett épít­ménybe, majd ott kifejtik romboló hatásukat, ami a javítás nélkül nem lett volna lehetséges.

Az építőanyagok sóval való szennyezettsége

Sok építőanyag természetszerűleg tartalmaz sókat. Ez különösen jellemző a természetes kőzetekre, de ilyenek a kerámiák és a téglák is. Ezekben jelen­tős mennyiségben lehetnek jelen épületkárosító sók. Potenciális sóhordozók a természetes kövek (homokkő, pala, szürkekavics) éppúgy, mint a mesterségesen előállítottak (pl. téglák). Az eredet­nek és a nyersanyagnak megfelelően akár jelentős sóterhelésről is szó lehet.

Ezt különösen az olyan építőköveknél kell figyelembe venni, amelyek maguk is sókból állnak, ilyen pl. a gipsz, a mészkő vagy az anhidrit. A kötőanyag nagyon gyakran okoz sószennyezést. A műemlékek mészhabarcsa min­denesetre ritkán tekinthető ilyen típusú sóforrásnak, mivel lényegében csak kalcium-karbonátból áll. Az adalékok viszont, mint pl. a hidraulikus anyagok, fi­gyelemre méltó mennyiségben tartalmazhatnak más oldható sókat vagy ezek lehetséges alkotórészeit.

A vulkáni eredetű trassz vagy puccolán nagyon bőséges források, de az agyagtól nem megfelelően megtisztított mész is jelentősen hozzájárulhat a sóterheléshez. A gipszhabarcsok legnagyobb részét egy könnyen mozgósítható só, a gipsz teszi ki. A gipsz meglepően jól oldódik, 1 1 20 °C-os víz 2 g-ot képes beoldani, ezáltal könnyen átkerülhet a fal egyik részéből a másikba. Ha más sóképzőkkel találkozik, másodlagos reakciók mehetnek végbe. Ilyen pl. a viszonylag gyakran megfigyelhető szingenitképződés. Ezért, ha a műemlékek vagy történelmi épületek falai tartalmaznak gipszhabar­csot vagy gipszvakolatot, akkor különösen elővi­gyázatosan kell eljárni!

Az oldhatatlan sók nem igazán veszélyesek, azonban azok, amelyek vízben vagy vizes olda­tokban (pl. savak) oldhatók jelentős épületkárokat okozhatnak. Ez érvényes az olyan nehezen old­hatónak vélt sókra is, mint pl. a kalcium-szulfát vagy -karbonát. Ezek oldhatósága még mindig elég magas ahhoz, hogy jelentős veszélynek tegyék ki az épületeket.

Az épületkárosító sók beáramlására lényegében csak két forrás ismert. Az utak sózása a téli hóna­pokban két tekintetben is a falak megnövekedett kloridterheléséhez vezet: a sóban gazdag odaszivár-gó víz vagy a közvetlenül felcsapódó víz egyaránt juttathat sót a falba.

Mint ahogy az építőanyagban, az építési talaj­ban is találhatók sók, ill. ún. földalkáliák, amelyek kapilláris-víztranszport segítségével bejuthatnak az építőanyagokba, aztán szétoszolhatnak a fal teljes keresztmetszetében. A talajból történő sóvándorlás jelentőségét semmi esetre sem szabad alábecsülni, mivel nagyon sokszor ez a jelenség a sókárok fő okozója! A csapadékból származó sóterhelés ezzel szemben alárendelt szerepet játszik.

Trágyázás

A talaj trágyázása során – különösen a mezőgaz­dasági területeken – jelentős mennyiségű, főként nitrátvegyület kerül a talajba, ezzel pedig a talaj­vízbe. Az utak vagy az épületek csatornahálózatán vannak olyan hibahelyek, amelyeken keresztül szivárgás miatt a káros anyagokban gazdag szenny­víz direkt vagy indirekt módon a talajba és az épü­letállományba juthat. A nem kielégítően szigetelt csatornahálózathoz hasonló méretű probléma az állati (leginkább kutya) ürülékből származó káros anyagok bejutása az épület falaiba. Ez a jelenség el­sősorban az épületek sarkait és a bejárókat érinti.

A már befejezett helyreállítási munkálatok során is juthatnak sók az épületbe. Így keletkezhet vízüveg­bázisú, alkálitartalmú befecskendezőanyagokból nátrium- vagy kalcium-karbonát. Az oldószert tar­talmazó tisztítószerek is okozhatnak sóképződést.

További környezeti hatások

Az elmúlt évszázadokban a tengerpart mellett fekvő területeken bevett szokás volt a vakolathoz vagy habarcshoz tengeri homokot adalékolni. Ez­zel a módszerrel az adalékanyag magas sótartalma miatt jelentős mennyiségű sószennyezés került a falba is.

A környezeti hatások miatt az esővíz tartalmaz bizonyos mennyiségű kén-dioxidot, amely alacsony (savas) pH-értéket okoz. Ha ez a savas nedvesség bekerül az építőanyagba, elreagál az alkálitartalmú kötőanyaggal, ami pl. a kalcium-karbonát beoldódását eredményezheti, miközben kalcium-szulfát képződik.

Mezőgazdasági területeken további problémát jelentenek az istállók, amelyek igen nagy mennyi­ségű nitráttal terhelik a környezetet. Ennek okozói az állati fekáliák, a műtrágya, a vizelet, a humusz vagy más rothadó anyagok, amelyek a belső falakat erősen szennyezik nitráttal.

Új sók képződése az építőanyagokban

A sók nem feltétlenül vannak jelen az épületekben kezdetektől fogva, sokkal inkább a felhasznált építőanyagok reakciói során képződnek. Ezen reak­ciókat segítik elő a cirkuláló talajvíz alkotóelemei és az atmoszférában nyomokban jelen lévő gázok. Ennek fontos és nagyon kellemetlen példája, ami­kor a légkör nitrogéntatalmából keletkezik nitrát, amikor gipszkéreg (feketekéreg) alakul ki a mészkő vagy a meszes homokkő felszínén, de idesorolható a habarcsok mélyreható, a levegő S02-, ill. S03-tartalma miatti korróziója. Ezekben az esetekben a főként savtámadás okozta korróziós károkhoz járulnak hozzá a sókárok.

Régi épületeknél a biztos statikai kialakításához vagy a veszélyes károk kijavításához gyakran olyan munkálatokra van szükség, amelyeknél a korábban felhasznált építőanyagokat a modernekkel kell kombinálni. Ilyenkor különösen kell figyelni a lehetséges sótartalomra, hogy még véletlenül se használjunk nem megfelelő, az eredeti épülettel nem összeférhető építőanyagokat, amelyek a ké­sőbbiekben komoly károkat okoznának.

Felújítási munkák

Könnyen sószennyezést vihetünk be az épület falaiba a felújítási munkálatok során, ha gipsztar­talmú agyagból készült égetett agyagtéglákat hasz­nálunk. Az égetés során a gipsz anhidritté alakul át. Az építkezés alatt az anhidrit nedvesség hatására ismét hidratálódik, ezzel terheli a falazatot. Gyakran kerülnek sók az épületbe a kötőanyag révén is. A korszerű cementek szinte mindig jelentős mennyi­ségben tartalmaznak sókat. Ez a régi épületben a régebben használt építőanyagok minősége miatt ko­moly zavarokhoz és másodlagos károkhoz vezethet. Ezért cementet és cementet tartalmazó termékeket csak nagyon óvatosan és gondosan elvégzett elő­zetes vizsgálatok után alkalmazzunk.

Ha sók kerültek az építőanyagba, azokat a ka­pillárisán felszálló nedvesség eloszlatja a fal teljes keresztmetszetében. A párolgási zónában ezek a sók kikristályosodnak, ezzel növelik az építőanyag higroszkóposságát. Amíg a falak belső felületén a sók többnyire egyszerűen lekefélhetők, a külső fe­lületen újabb probléma áll elő. A csapadék lemossa a sókristályokat, amelyek így ismét a talajba kerül­nek. Ha a folyamatos beoldódás és kiválás faggyal párosul, az épületek külső felülete lényegesen erősebben károsodik, mint a belső.

A vízfelvétel felsorolt mechanizmusai mellett figye­lembe kell venni az építőanyag és a légköri nedvesség között létrejövő kölcsönhatást is. Közismert, hogy bolygónk atmoszférája nitrogénből, oxigénből és szén-dioxidból áll, emellett tartalmaz még többi között vizet is, vízgőz formájában. A levegőben megtalálható vízmennyiség különböző tényezőktől függ. Ezek közül is nagyon fontos szerepet játszik a hőmérséklet és a vízgőzfelvétel között fennálló összefüggés. 1 m³ levegő -10 °C-on legfeljebb valamivel több, mint 2 g vizet képes felvenni. 20 °C-on ez már 17 g, 100 °C-on pedig majdnem 600 g-ot is elérhet.

Azt azonban meg kell jegyezni, hogy természe­tes körülmények között a levegő vízgőztartalma csak nagyon ritkán éri el a lehetséges maximumot. Közép-Európában a levegő gőztartalma az évszak­tól szinte függetlenül a mindenkori maximumérték 75-80%-a között van. A levegőnek a lehetséges legmagasabb és a ténylegesen kialakuló nedvesség­tartalma közötti viszonyt relatív páratartalomnak nevezzük.

A kapillárisán porózus építőanyagokban a víz elraktározódását adszorpció és kapilláriskondenzáció következtében vízgőzadszorpciónak nevezik. Az általa előidézett nedvességtartalom a relatív pára­tartalom emelkedésével növekszik. Ezt a viselkedést írják le a szorpciós izotermák. A szorpciós izotermák az adott építőanyagra jellemző görbék, amelyek az illető építőanyag vízfelvétele (függ a pórusméret­eloszlástól is!) és a mindenkor uralkodó relatív páratartalom közötti összefüggést ábrázolják. Ha a tényleges nedvességtartalom megfelel a szorpciós izotermáról leolvasható értéknek, akkor az építő­anyag épületfizikailag egyensúlyi állapotban van.

Azonban, ha a nedvességtartalom ezen érték felett van, akkor nedves falakról beszélhetünk. Nedves építőanyagok helyreállításánál a mozgástér legfel­jebb az egyensúlyi nedvességtartalom felső határáig terjedhet. Ebből kifolyólag a falszerkezet teljes kiszá­rítása nem lehetséges! A sók gyakran higroszkóposak és erősen megváltoztatják a nedvességtartalmat az építőanyagokban. Megváltoznak a szorpciós izoter­mák, több lesz a szorpciós nedvesség. Továbbá azt is észre kell vennünk, hogy porózus építőanyagoknál nincs említésre méltó összefüggés a szorpciós izo­terma és a hőmérséklet között.

Nedvességtranszport elektromos mezőben

Beszélnünk kell a porózus építőanyagokban külső elektromos tér hatására kialakuló nedvességtransz­portról, ugyanis ez alapozza meg a falak kiszárítása során használt elektrofizikai eljárások hatásának módját. Közismert tény, hogy külső elektromos tér hatására a vizes sóoldatokban jelen lévő ionok töltésüktől függően az anód vagy a katód irányába vándorolnak, ahol a töltések végül semlegesítődnek. Azonban az anionokat, ill. a kationokat vízmoleku­lák veszik körül, amelyek többé-kevésbé kötődnek az ionokhoz. Amikor az ionok külső elektromos tér hatására vándorolnak, magukkal viszik a vízburkot is.

Ennek következtében a sóionok transzportja (a tényleges elektrolízis) mellett a vízmolekulák mozgása is megindul az elektródok irányába. Ez alapján feltételezhető, hogy ha elektromos teret kapcsolunk egy olyan falszakaszra, amelyben feldúsult valamilyen sóoldat, akkor az nemcsak a sóionok, hanem velük egyidejűleg a vízmolekulák mozgását is eredményezi az elektródok irányába.

Ilyen esetben a falak sómentesítése mindig a falak egyidejű víztelenítését is eredményezné. De mivel a sótranszport csak meghatározott formában és a kapilláris-vezetőképesség segítségével mehet végbe, az elmélet ellentmondásba került. Végül körül kell járnunk az elektroozmózis és az áramlási potenciál, az elektroforézis és az elektroforetikus potenciál fogalmakat.

Elektroozmózis

Elektroozmózis alatt azt értjük, amikor egy porózus építőanyag üregeiben és repedéseiben külső elektromos mező hatására folyadékáramlás indul meg. A jelenség oka a pórusok nedvesség­tartalmának és a kapillárisok falának közvetlen környezete között kialakuló kölcsönhatásból szár­mazó elektromos kettősréteg. Az építőanyagok nedvességtartalma általában víz vagy gyenge elektrolit.

Mivel ezek nagy dielektromos állandóval rendelkeznek, a pórusnedvesség az elektroozmózis miatt a negatív elektród irányába áramlik. Megfi­gyelhető az elektroozmózissal ellentétes jelenség is. Ha kapillárisán pórusos építőanyagon folyadékot préselünk keresztül, megfelelő elektródák segítsé­gével feszültség mérhető az anyagon. Az áramlási folyamat által létrehozott potenciálkülönbséget áramlási potenciálnak nevezzük.

Ha egy folyadékban apróbb lebegő részek vagy valamivel nagyobb szuszpendált részecskék találhatók, azok külső elektromos mező hatására töltésüknek megfelelően az anód vagy a katód irányába vándorolnak. Ez tehát annyit jelent, hogy elektroforézis alatt azt értjük, amikor külső elektromos mező kényszeríti mozgásra az apró ré­szecskéket a kapillárisokon belül. Ennek az inverz folyamata az elektroforetikus potenciál. Ha egy folyadékban szuszpendált részecskék mozognak, elektroforetikus potenciál mutatható ki.

Mivel a nedvességgel kapcsolatos problémák és/ vagy az ezek következtében kialakuló károsodá­sok mindig az épületek lábazati részén, a pincék belső falán jelentkeznek először, később pedig a földszinti részeken is, ezeket sokszor kizárólag felszálló nedvességgel (helyesebben fogalmazva kapillárisán felszálló nedvességgel) magyarázzák.

Ezen túlmenően azonban további mechanizmusok egész sora létezik, amelyek egy fal nedvességtar­talmát növelhetik.

Melyek:

• kapilláris-vízfelvétel;
• a földdel érintkező részek kapcsolata szivárgó vagy pangó vízzel;
• higroszkópos vízfelvétel;
• vízfelvétel kondenzáció és kapilláriskonden­záció során.

Míg az első két mechanizmus esetén az építő­anyag a szívóhatása miatt folyadék formában vesz fel nedvességet, addig a másik két esetben gőzfá­zisból történik a nedvességfelvétel. Pontosan emiatt a vízfelvétel szemmel eleinte nem is látható. Ennek következtében ezen mechanizmusok jelentőségét rendre alábecsülik, és csak akkor veszik komolyan őket, amikor már komoly károkat okoztak.

Elsőként a falakban kialakuló nedvességtransz­port szempontjából legfontosabb vízfelvevő­-mechanizmusról lesz szó, a kapillaritásról, más néven kapilláris-vezetőképességről. Pontosan a jelentősége miatt ezt valamivel alaposabban vizs­gáljuk a többinél. A kapillárishatás, ami a vizet az építőanyag szűk pórusaiban mozgatja, az erők intramolekuláris kölcsönhatására vezethető vissza.

A szilárd és folyadék halmazállapotú anyagok összetevői között vonzóerők hatnak, amelyek többi között az anyagok koherenciáját is eredménye­zik. Egy adott fázis molekulái között ható erőket kohéziós erőknek nevezik. A különböző fázisok érintkezési felületén is felléphetnek kölcsönható erők, ezek az adhéziós erők. Hatnak az ásványi építőanyag felszíne és a pórusokban jelen levő víz között. Különösen nagy az adhéziós erők jelen­tősége, amikor festék- vagy vakolatrétegnek kell megtapadnia a falon, vagy amikor vízcsepp terül szét üveglapon.

Ezek a jelenségek a határfelületekig vezethetők vissza

Ha az adhéziós, tehát a szilárd-és folyadékfázis határrétegének molekulái között ható erők nagyobbak, mint a kohéziós erők, akkor a folyadék szétterülhet a szilárd test felszínén. Ennek ellentéte a nemnedvesedés, amit az építőanyagok hidrofobizálása (víztaszító réteggel való bevonása) során a gyakorlatban ki is használnak. Ilyen esetben inkább a folyadékmolekulák között ható kohéziós erők érvényesülnek, és a folyadék többé vagy ke­vésbé sík alakú cséppé húzódik össze.

Kapillárisán mindig csak akkor vesznek fel az építőanyagok vizet, ha közvetlenül érintkeznek a nedvességgel. Ilyen leginkább a homlokzati és a talajjal érintkező részeken fordul elő. Mivel a hom­lokzati részen rendszerint váltakozva megy végbe az átnedvesedés és a kiszáradás, ha a leadott és a felvett vízmennyiség egyensúlyban van egymás­sal, akkor beáll az egyensúlyi nedvességtartalom. Viszont ha nincs, vagy időközben tönkrement és ezáltal hatástalan a vertikális szigetelés, akkor a talajjal érintkező rész állandóan nedves lesz és ki­száradni sem tud. Ez elkerülhetetlenül ahhoz vezet, hogy nő a nedvességarány a falban és a teljes fal átvizesedik kapilláris úton.

A víz általában csak olyan építőanyagokba tud behatolni, amelyeken hibahelyek találhatók. Ilyen hibahelyek a pórusok és a nagyobb üregek. A falazáshoz szóba jövő anyagok térfogatának akár 80%-át is kitehetik a pórusok. A nyílt, tehát kívülről hozzáférhető pórusok nedvesség hatásá­ra megtelnek vízzel. Minél nagyobb egy pórus, annál könnyebben juthat bele a víz, ami aztán a nehézségi erő miatt átszivároghat az építőanyag többi részébe. Ha külső nyomás hat a folyadékra, a víz sajátos törvényszerűségek szerint mozog a kapillárpórusokban, akár a nehézségi erő ellenében is. Ennek következtében porózus építőanyagokból épült falban kialakulhat felszálló nedvesség, ez pe­dig – főleg a magával szállított sók miatt – jelentős épületkárokhoz vezethet.

A kapillárisán felszálló nedvesség a vegetáci­óból is ismert. A növények szűk kapillárisaiban a víz külső nyomás behatása nélkül jut el a gyöke­rektől a levelekig. Összehasonlításul szolgálhat a fák nedvességtranszportja, ilyenkor néha óriási magasságkülönbségeket kell áthidalni. Azonban a növények élő organizmusok, amelyekben bonyolult mechanizmusok zajlanak le. Felszálló nedvesség azonban nem élő anyagokon is megfigyelhető.

A porozitás megléte ilyenkor is elengedhetetlen. A folyamatot nagyon jól szemlélteti az itatóspapír hatása vagy egy darab kockacukor, ami kávéba merülve másodpercek alatt átitatódik nedvességgel. Hasonló jelenség játszódik le a porózus építőanya­gokban is, ha az adott falszerkezet teljesít bizonyos feltételeket, ilyenkor a finomkapillárisok felveszik a falat határoló talajból a vizet.

A kapilláris-vízfelvétel következtében már rövid időn belül tetemes vízmennyiség kerül az építőanyagba. A falakban a kapilláris-szívóhatás, ill. a kapilláris-vízfelvétel jelenti a nedvesség fő transzportmechanizmusát. Ezt jellemzi a w vízfelvételi tényező, mértékét lényegében a pórusok hajszálcsöveinek sugara határozza meg.

Ha a hidrofil felület fentebb bemutatott nedve­sedését vagy a hidrofób felületek víztaszítását az építőanyagok haj szálcsöveire vonatkoztatjuk, abból az következik, hogy nedvesítés esetén konkáv ívű folyadékfelszín alakul ki, a folyadék pedig ilyenkor felfelé indul el a kapillárisokban. Mikor nedvesség hatol az építőanyagba, a kapilláriserők rendszerint a súrlódási erő ellen, emelkedés esetén pedig a nehézségi erő ellenében hatnak.

Néhány egyszerűsítés után a következő összefüggéshez jutunk:

kapilláriserő = súrlódási erő + nehézségi erő

Ásványi építőanyagokban a kapilláris-vízfelvé­tel rendszerint gyökös időfüggést mutat. Ha a ^víz-felvételt ábrázoljuk az idő gyökének függvényében, akkor – legalábbis a kapillárisemelkedés kezdeti szakaszában mindenképpen – egyenest kapunk. Ennek az egyenesnek a meredekségét nevezzük w vízfelvételi tényezőnek:

A vízfelvételi tényező értelme, hogy segít leírni az építőanyagban a felszívás sebességét, de gyakran jellemzik vele az építőanyag kapilláris-felszívóké­pességének nagyságát is. A w értékének meghatá­rozását a DIN 52 617 szabvány írja le.

A víz annál magasabbra emel­kedhet, minél kisebb a hajszálcsövek átmérője. Ha a víz megfelelő adatait behelyettesítjük, a maximális folyadékoszlop-magasságra  minél finomabb egy kapilláris, annál kisebb a felszívás sebessége és elméletileg annál magasabb folyadékoszlop alakulhat ki. Viszont, ha nagyon kis sebességgel megy a felszívás, akkor igen va­lószínűtlen, hogy egyáltalán kialakul a maximális magasságú folyadékoszlop, hiszen a felvett nedves­ség folyamatosan párolog a falfelszín közelében. Továbbá feltételezhető, hogy a kapilláris-vezetőké­pességnek is van határérték-tartománya. Nagyon kis sugár esetén nullához közelít a felszívás sebessége, ezzel szemben túl nagy sugárnál az elérhető leg­nagyobb folyadékmagasság lesz majdnem nulla.

Összefoglalva

Tehát összefoglalásként elmondható, hogy a finom hajszálcsöveket tartalmazó építőanyagok sokkal lassabban veszik fel a nedvességet, mint a durva pórusúak. Viszont finompórusok esetén a ki­alakuló folyadékoszlop elérhető legnagyobb magas­sága lesz nagyobb. A gyakorlatban felhasznált vagy előforduló építőanyagoknál abból kell kiindulni, hogy szinte alig léteznek henger alakú pórusok, a porózus építőanyag szabálytalan, különböző méretű és alakú pórusok sokaságával van átszőve.

Mivel azonban a kapilláriserőket éppen ez a pórusméret és -alak határozza meg, a fentebb taglalt kapilláris-modell nem alkalmazható egyszerűen épületekre. Mivel a porózus anyagok geometriája a mai napig nincs teljes mértékben kivizsgálva és nem teljesen világos, a modell csak a kapilláris-hatás közelítő szemléltetésére szolgál.

A porózus ásványi építőanyagok víztartalma egyensúlyt igyekszik fenntartani a környezettel

Ez úgy érhető el, hogy a relatív páratartalom mértékének megfelelően a pórusok falain vízmo­lekulák kötődnek meg, ill. a páratartalom csök­kenésével az anyag vízmolekulákat ad le. Ezt a folyamatot szorpciónak nevezik, ez független a jelen lévő sóktól. Ha jelen vannak higroszkópos sók is, ezek szintén vesznek fel nedvességet a kör­nyező levegőből, higroszkópos tulajdonságaiknak megfelelően. A szorpcióból és a higroszkópos sók vízfelvételéből származó nedvesség aránya nagyságrendileg 1:10 körül alakul. A pontos arány függ az anyagtól, a relatív páratartalomtól és a sómennyiségtől.

Higroszkópos nedvességterhelés akkor alakul ki, ha a falban vagy annak felszínén nagyobb mennyiségű higroszkópos só dúsul fel. Ezek többnyire szulfátok, nitrátok és kloridok, gyakran vegyesen. Erősen befolyásolják az építőanyag higroszkópos tulajdonságait, tehát azon képességét, hogy vizet kössön meg gázfázisból.

Egyensúlyi nedvességtartalom­

Az építőanyagok nedvességtartalma mindig függ az éppen aktuális páratartalomtól. Éppen ezért beszélhetünk az ún. egyensúlyi nedvességtartalom­ról. Ez erősen megnövekedhet, ha vízoldható sók halmozódnak fel. A növekedés mértéke a sók hig­roszkópos, vagyis vízmegkötő tulajdonságától függ. Leginkább a különösen jól oldható nitrátvegyületek higroszkóposak. Őket követik a szokásos épület­károsító sók, a kloridvegyületek. Legcsekélyebb higroszkópos tulajdonságot a szulfátok mutatnak.

A nagy sólerakódás és az ezzel együtt járó tetemes mennyiségű higroszkópos nedvesség a falon ún. kapillárisán felszálló nedvesség látszatát keltheti. Ezért a nedvességmérleg készítésével együtt az épület állapotának analízise során a higroszkópos átnedvesedést és a higroszkópos nedvességi fokot is meg kell határozni, ugyanis csak így tervezhetők megfelelően a helyreállítási lépések. A higroszkópos nedvesség okozta károk szemrevételezéssel nagyon nehezen ismerhetők fel.

Egy ismérvük lehet, ha a nedvességfoltok szélén sókicsapódás jelenik meg:

• Okozhatják maguk az építőanyagok, amennyiben az épületekre veszélyes sókat tartal­maznak, ill. előidézhetik az eltérő sótartalmú falrészek.
• A higroszkóposság a sóknak az a tulajdonsága, hogy képesek a környezetükből nedvességet felvenni.
• A sótartalmú falazat a sómentes fal egyensúlyi nedvességtartalmának többszörösét is képes felvenni.
• Az ozmózis effektusa.

A higroszkóposság mechanizmusa vagy másképp kifejezve egy építőanyag higroszkópos vízfelvétele megvilágítja, hogy a károk létrejöttének mecha­nizmusa és oka erősen összefonódik, egymástól kölcsönösen függ, és folyamatosan változik. Ha nem sikerül ezek egyértelmű megállapítása, a szakszerű és hozzáértő helyreállítás sem lehetséges. Ez az oka annak, hogy időközben hatalmas jelentőséget kapott a régi épületek felújításán belül is az átnedvesedett és sókkal szennyezett épületek helyreállítása.

A kapilláriskondenzáció leginkább a mikropórusos tartományban alakul ki. Kelvin szerint szűk kapillárisokban csökken az egyensúlyi gőznyomás, ennek következtében már a környező atmoszférá­ban kialakuló telített gőznyomás alatt is létrejöhet kondenzáció.

A falak felszínen csak akkor jelenik meg kondenzátum, ha a hőmérséklet a relatív páratartalom­tól függő harmatponti hőmérséklet alá megy. A hajszálcsövekben viszont már kisebb relatív pára­tartalom mellett végbemegy a kondenzáció. Ezt a kapillárisrendszeren belül létrejövő vízlecsapódást kapilláriskondenzációnak nevezzük, mértékét be­folyásolja az építőanyag pórusainak sugara.

Minél kisebbek az építőanyag pórusai, annál nagyobb lesz a kapilláriskondenzációból származó folyadék­mennyiség. Ez annyit jelent, hogy a nagyon finom hajszálcsövekben még a telített gőznyomás elérése előtt végbemegy a kapilláriskondenzáció, és ez a folyamat felelős az építőanyagok ún. egyensúlyi nedvességtartalmáért. A legfinomabb kapillárisokban már a telített gőznyomás elérése előtt lecsapódik a víz.

Kondenzáció a vízfelvétel

A kondenzáció a vízfelvételi mechanizmusokkal összefüggésben túl kevésszer tárgyalandó, holott igen gyakran idéz elő vagy tesz lehetővé komoly épületkárokat. A levegő – hőmérsékletétől függően -különböző mennyiségű nedvesség felvételére képes. Ezt különösen jól szemlélteti a Carrier-diagram, ami a levegő vízgőztartalmát, továbbá a relatív páratar­talmat ábrázolja a hőmérséklet függvényében.

A hőmérséklet határozza meg, hogy mennyi az a maximális nedvességmennyiség, amelyet a levegő fel tud venni. Ezt a mennyiséget nevezik telítési nedvességnek. A telítési nedvességet csak kivételes esetekben éri el a levegő, nedvességtartalma tehát ez alatt marad. Ha a tényleges nedvességtartalom és a telítési nedvesség hányadosát 100-zal szorozzuk, megkapjuk a relatív páratartalom értékét.

A relatív páratartalom ennek megfelelően azt adja meg, hogy a valós nedvességtartalom hány százaléka a telítési nedvességnek. Minél magasabb a levegő hőmérséklete, annál nagyobb az elérhető maximális nedvességtartalom. Másfelől ez azt is jelenti, hogy a levegő a hőmérséklet emelésével képes nagyobb mennyiségű nedvességet felvenni. Ennek megfele­lően, ha emelkedik a hőmérséklet egy helyiségben, azzal csökken a relatív páratartalom.

Ha a külső falakon állandó jelleggel képződik kondenzvíz, az jelezheti a fal nem megfelelő hőszi­getelő képességét is. Bizonyos körülmények között a helyiség funkciójából adódóan (pl. mosókonyha, szauna) is nőhet a nedvességtartalma, ezzel együtt pedig a falak nedvességi foka. A sarkokban, a falmé­lyedésekben vagy az ablakok körül a bélésfalaknál hirtelen megjelenő kondenzvízkárok legtöbbször a megváltozott levegőcirkulációra vezethetők vissza. Ilyet okozhat egy új ablak vagy fűtőtest beépítése. A helyiségek rossz szellőzése járulékos szerepet játszhat.

Ezenkívül a mechanizmus értékelése során azt is figyelembe kell venni, hogy a levegő és a falak hőmérséklete jelentősen különbözhet egy lakótéren vagy épületen belül. Különösen a külső falrészeken vagy a sarkokban jöhet létre az adott hőszigetelésnek megfelelően akár jelentősebb hőmérséklet-különbség is.

A nedvesség hatása a falakra sokrétű és gyakran igen komplex. A csökkent hőszigetelő képesség és a vízfoltok és algaképződés okozta látható károk mellett a só- és fagykárok azok, amelyek a hely­reállítási munkálatokat elengedhetetlenné teszik. Amíg a sókárokért a nedvesedés és kiszáradás ál­landó váltakozása során végbemenő kristályosodási folyamatok a felelősek, addig a fagykárok a magas nedvességtartalom melletti nagy hőingadozásra vezethetők vissza.

Az okok tisztázásához és a meg­felelő helyreállító intézkedések megtervezéséhez mindkét esetben szükség van a falakban végbemenő és egymással szorosan összekapcsolódó nedves­ség- és hőtranszport-folyamatokkal kapcsolatos ismeretekre. A következőkben bemutatjuk a falban létrejövő nedvességtranszport alapjait, vizsgáljuk az anyagi határokon át történő transzportot és a sók nedvességháztartásra gyakorolt hatását. Ezen túlmenően a kárelhárításhoz és -megelőzéshez elengedhetetlen, hogy egy adott építőanyagot nedvességfelvevő és -leadó tulajdonságai alapján jellemezzünk, és megtaláljuk az ezen folyamatokat leíró mechanizmusokat.

Becsapódó eső, gőzdiffuzió

Az épület anyagi nedvességtartalma mellett egyéb nedvességterhelés is vezethet a falak meg­növekedett nedvességtartalmához. A legnagyobb jelentősége a becsapódó esőnek és a felfröcskölő víznek van, de nem kielégítő szigetelés esetén a csapadékvíz (különösen az építkezés során) vagy néhány esetben a felszálló talajpára is lehet az ok.

A folyékony víz általi nedvességterheléssel megegyező fontosságú, hogy a fal akár befelé, akár kifelé hogyan tud kiszáradni gőzdiflfuzió se­gítségével. Sóterhelés vagy sűrűbb felszíni réteg gátolhatja a kiszáradást, ez is vezethet a falszerkezet megnövekedett nedvességtartalmához. A gőzdiffuzió a vizet többnyire elvezeti a falból.

Az arányok azonban meg is fordulhatnak

Ez az eset áll fenn télen a belső oldalakon, mivel a gőzdiffuzió a hőmérsékletesést követi. Ugyanez érvényes a külső oldalra, derült éjszakák esetén. A fal felszíne hővezetés, ill. hősugárzás során lehűl, így megköti a levegő nedvességtartalmát, néhány esetben pedig az éjszakai lehűlés következtében harmat is képződik. Az említett tényezők együtt­hatása révén a falban dinamikus egyensúly alakul ki. A számszerű szimuláció lényeges alapja a gőz-diffúzió- és a folyadéktranszport-jelenségek helyes leírása a transzport okainak fizikailag megalapozott figyelembevételével. Az alábbi táblázat a gyakorlatban előforduló mechanizmusokat foglalja össze:

A dőlten szedett jelenségeket az elkövetkezők­ben nem vesszük figyelembe, mivel modellszerűen csak igen nehezen foghatók meg (pl. a fugákon vagy a hibahelyeken keresztüli konvekció), vagy mert a legtöbb esetben csak nagyon csekély sze­repet játszanak. Ezenkívül néhány jelenség esetén (elektrokinézis és ozmózis) még a szakma is heve­sen vitatkozik, hogy azok milyen módon hatnak a porózus anyagokra.

A nedvesség mozgását a falban főleg gőzdiffűzió, felszíni diffúzió és a kapilláris-vezetés váltja ki. Ha megfigyelünk egy kapilláris-falszerkezetet, télen belül magasabb a hőmérséklet, ezzel pedig a telített gőznyomás is nagyobb, mint kívül. A kültéri levegőnek nagyobb a nedvességtartalma (kb. 80% relatív páratartalom a téli évszakban), a relatív ned­vesség-, ill. víztartalom gradiensének lefutása pedig ezzel ellentétes irányú.

Diffúzió

Ha az épületelem száraz, a gőzdiffúzió a vizsgált kapillárisokban csak belülről kifelé megy; a nagy adhéziós erők miatt a falakon szorbeálódott nedvesség mozdulatlan marad. Ha összességében nő a nedvesség mennyisége, a póru­sok falán filmréteg képződik, ami a külső részeken az ott uralkodó nagyobb relatív páratartalom miatt vastagabb, mint belül. Azonban minél vastagabb a film, annál mozgékonyabbá válnak a vízmoleku­lák, mozgásuk során pedig a vastagabban borított felületekről vándorolnak a kevésbé borítottak felé.

Ezt a folyamatot nevezik felszíni diffúziónak. Hajtóereje a kapillárisnyomás, ill. a levegő relatív páratartalma. így a felszíni diffúzió is – a kapillá­risvezetéshez hasonlóan – folyadéktranszport és nem gőzdiffúzió, ahogy gyakran feltételezik. A felszíni diffúzió során, ami a gőzdiffuzióval ellen­tétes irányban megy végbe, a nedvességtranszport a vizsgált kapillárisokban belülről kifelé haladva csökken. Az összes nedvességtartalom további növekedésével azonban a kapillárisjelenség miatt akár meg is fordulhat.

A nedves jelző a megnövekedett nedvességtartalmat jelöli az építőanyagokban, vagy általánosságban véve az átnedvesedett anyagokat jelöli. Szigorúan véve nedvesség alatt az atmoszféra levegőjének vízgőztartalmát értjük. Ha egy vízfel­szín feletti légréteg állandó hőmérsékleten hosszabb időn keresztül nyugalomban van, dinamikus egyensúly alakul ki az elpárolgó és a kondenzálódó vízmolekulák között. Ennek következtében a levegő telítődik nedvességgel, a vízgőz parciális nyomása megegyezik a telített gőznyomással. Ilyenkor a levegő relatív páratartalma 100%.

Száraz épület víztartalma

Száraz épület esetén is szinte minden építőanyag tartalmaz bizonyos mennyiségű vizet. A mennyiség a környezeti körülményektől függ, ezáltal nem állandó. Továbbá az építőanyagok nedvességtartal­mát kültéren a tájoltság, beltéren pedig a használat is erősen befolyásolja. Ezenkívül a sók és egyéb higroszkópos hatású összetevők is mértékadók a nedvességtranszport szempontjából.

Az építőanyagok tömegre vonatkoztatott víztar­talma az anyagban jelenlevő víz és a szárazanyag tömegének viszonyaként definiálható. Epületfizikailag az építőanyag akkor tekinthető száraznak, ha egyensúlyi állapotot tart fent vízgőzmentes levegő­vel, tehát olyan levegővel, amelynek a relatív pára­tartalma nulla. Ilyen szintű szárazságot eredményez, ha az anyagokat exikkátorba helyezik szárítóanyag fölé, esetleg keringetett levegőjű kemencében vagy vákuum alatt szárítják. A nedvesség mennyisége kalcium-karbidos (CM-) eljárással, vagy az elektromos vezetőképesség mérésével határozható meg.

Átnedvesedett fal esetén az összes olyan épí­tőanyag nedvességtartalmát meg kell határozni, amely a fal alkotóeleme. Így tehát figyelembe kell venni a vakolatot, a fugázó- és falazóhabarcsot és a természetes és mesterséges falazóelemeket egy­aránt. Az egyes építőanyagokat külön megvizsgálva következtethetünk arra, hogy melyik anyag ned­vesedik át jobban a többihez képest. Amennyiben sikerül igazolni a vízfelvétel különböző módjait és a nedvesedési jelenségeket a nedvességprofilok meg­határozásával együtt, úgy jó eséllyel ténylegesen megnövekedett a nedvességtartalom a falban.

Ezzel azonban nem találtuk meg a nedvesség okát és eredetét

Kapillárisnedvességre lehet következtetni, ha a falak alsó része egészen a belsejükig átnedve­sedett, és a nedvesség a felsőbb részeken és a fal­felszín közelében kevesebb. Ezzel szemben a külső falak gyakran bekövetkező átnedvesedése, amelyet higroszkópos sók okoznak, csak a felszínhez közeli részeket érinti. Ilyenkor a nedvesség nagy foltokban jelenik meg, de csak pár centiméter mélyen hatol a falba. Ilyen esetben a fal belseje száraz.

Összefoglalás

Mindezek mutatják, hogy a falak átnedvese­désének megítélése során minden egyes épületet külön kell vizsgálni. Az is nagyon fontos, hogy amikor megállapítjuk, hogy a falak nedvesek-e, és döntünk a szükséges helyreállító eljárásról, kizáró­lag kvalifikált és szakszerű nedvességmeghatározó módszereket válasszunk, továbbá az adott szituáció hozzáértő megítélése is elengedhetetlen.

Mivel a víz/nedvesség a legtöbb épületkárt kata­lizálja, a továbbiakban részleteznünk kell a víz alapvető tulajdonságait, még mielőtt a vízfelvétel lehetséges mechanizmusait tárgyalnánk.

Bolygónkon a víz nagy mennyiségben és kü­lönböző halmazállapotokban (szilárd, folyadék, gáz) van jelen, nélkülözhetetlen anyag a növényi vegetáció, az állatvilág és az emberiség számára. Tehát a víz az egyik oldalról nélkülözhetetlen és hasznos. Másrészről, mint ahogy az épületek esetén is, komoly problémák okozója lehet. A víz különböző vegyületeitől és környezetünk fizikai hatásaitól függően mindhárom halmazállapotában a ranglista élén áll mint az épületkárok okozója és katalizátora.

A víz ezen a szélességi körön túlnyomórészt folyadék halmazállapotban van jelen. Alacsony hőmérsékleten, 0 °C alatt a víz jéggé fagy. A jég a H20-vegyület szilárd módosulata (fizikai meg­jelenési formája). Ha télen hideg tárgyat viszünk a szabadból a meleg szobába, például szemüveget, azonnal bepárásodik. Mikroszkóp alatt megfi­gyelhető, hogy a tejszerű film a lencséken kis vízcseppecskékből áll, amelyek törik a fényt, és ez eredményezi a tejszerű megjelenést. Ebben az esetben a víz, amely gőz halmazállapotban volt jelen a meleg levegőben, lecsapódott a hideg szemüveglencsékre. A vízgőzből tehát folyadék lett, kis cseppek formájában.

Nedvesség bejutásának mechanizmusai:

Szóval a víz három: szilárd, folyadék és gőz halmazállapotban fordul elő (jég, víz és vízgőz/ vízgáz).

Miközben a víz folyadékból szilárd halmazálla­potúvá alakul, megváltozik a sűrűsége is. 0 °C-on a víznek folyadékállapotban nagyobb a fajsúlya, mint a jégnek (1 g/cm3 0,917 g/cm3-rel szemben). Ez annyit jelent, hogy a víz és még néhány kivé­teles anyag az átlagtól eltérően viselkedik, mivel a szilárd módosulat fajsúlya alacsonyabb, mint a folyadéké.

Az építőanyagok vagy épületek nedvességtartal­ma fontos szerepet játszik többi között a lakások klímájának kialakulásában, ezáltal az egészségmeg­őrzésben, az épületek és a szerkezeti elemek tartós­ságában, a fűtési költségek csökkentésében stb. A víz mindenhol megtalálható, különleges fizikai és kémiai tulajdonságaiból következően közvetlenül vagy közvetve mint a káros anyagok szállítója vagy oldószere.

Az épületek só és nedvesség okozta károsodásai gyakran mind időben, mind okozatilag kéz a kézben járnak. Nedvesség jelenléte nélkül nem jöhetnek létre sókárok, de gyakran egyéb más anyagi káro­sodások sem. A kémiai és minerológiai kölcsönha­tásoknak (korrózió, fázisátalakulás, a sók feszítő hatása, a kövek és a vakolat roncsolódása) egyaránt okozói a kémiai reakciók és a fizikai hatások. Tehát az épületeken keletkező károsodásokat gyakran együttesen okozza a sószennyezés és az átnedve­sedés. A két hatás mindegyike önmagában véve ártalmatlanabb, mint a kombinációjuk.

Só és nedvesség

Önmagában a sószennyezés száraz falban még nem okoz káro­kat; csupán a sók aktivizálásával indulnak meg a kémiai és mechanikai átalakulások, amelyek károk képződéséhez vezetnek. A nedvesség önmagában szintén nem kártékony; csupán más hatásokkal együtt jelent veszélyt. Éppen ezért a nedvesség, a nedvességtranszport, a sóterhelés és az épületkárok egymással ok-okozatilag összekapcsolódnak. Ép­pen ezért az épületkárok felmérésekor ezen okok mindegyikét fel kell mérnünk, és ki kell derítenünk a közöttük lévő összefüggéseket is. Mielőtt egy adott károsodás diagnosztizálható, világossá kell tennünk, hogy mi is az az épületkárosodás.

Az épületkárt többféleképpen definiálják

Álta­lánosságban épületkárnak tekinthetjük az épületele­mek minden negatív elváltozását (átnedvesedés, penészgombák megjelenése, repedések, lepattogzás, rideggé válás stb.), függetlenül attól, hogy a károk tervezési vagy kivitelezési hibára, anyaghiányra, elöregedésre, elhanyagolt karbantartásra vagy egyéb hatásra vezethetők vissza.

A nedvesség okozta károk nem csak az épület külső megjelenését befolyásolják. A nedvesség jelentős hatást gyakorol az épület anyagára, klí­májára és energiaháztartására. A tégla hőszigetelő tulajdonsága a porozitáson alapszik. Azonban, ha ezek a pórusok megtelnek vízzel, akkor a téglafal szinte teljes mértékben elveszti hőszigetelő tulajdonságát. Az ábráról látható, hogy már 4% nedvességtartalom a felére csökkenti a hőszigetelést.

Az építőanyagok szétroncsolódása, ill. az épít­ményekre gyakorolt anyagi hatások három kategó­riába sorolhatók. Az építőanyagok roncsolódásának ezen három fajtájában közös, hogy a folyamatoknak direkt vagy indirekt módon a nedvesség az okozója. A falak nedvességtartalma hatással van a fal­hőmérsékletre, az épület levegőjének nedvesség­tartalmára és hőmérsékletére.

Nedvesség és hőszigetelés kapcsolata

A nedvesség elleni védelem és a hőszigetelés (a teljesség kedvéért meg kell említeni a hangszige­telést is) nem vizsgálhatók és értékelhetők külön-külön. Hiszen ha a vízszigetelés hiányos, akkor csökken a hőszigetelés hatékonysága is. Ez pedig a kondenzáció miatt vízkárokhoz vezethet. A konden­zációs nedvesség olyan helyiségekben jelentkezik különösen, ahol túl magas a levegő nedvességtar­talma, amelyek nem vagy nem megfelelően szige­teltek, ezáltal hidegek a külső falak, vagy hiányos, esetleg rosszul kialakított a szellőzés.

Azonban a kondenzáció nemcsak a helyiségek klímáját befo­lyásolja, hanem elősegíti a gombák megtelepedését is. A legújabb orvosi kutatások igazolták, hogy az egészségkárosító anyagok koncentrációja a belső terekben, egészen az egészséget már veszélyeztető szintig növekedett. Az átnedvesedés épületekre gyakorolt hatásai tehát nem csak a fizikai és kémiai hatásokra vezethetők vissza. Az épületdiagnosztika és az azt követő helyreállítás megtervezése során figyelembe kell venni az építőanyagok biológiai roncsolódását is.

A nedves falak természetszerűen jelentős ter­mikus terhelésnek vannak kitéve. Fagyok esetén az átnedvesedett falak felszínhez közeli részében nagy hidratációs nyomás alakul ki, a megfagyott víz miatt. Ez az anyagszerkezet lassú, folyamatos elmállásához, ezáltal a vakolat és a kövek káro­sodásához vezet, továbbá repedések kialakulását idézi elő, amelyek aztán még inkább elősegítik a nedvesség beszivárgását. Már kis nedvességtarta­lom is drasztikusan csökkenti a falak hőszigetelő képességet, ezáltal pedig rontja az épület gazdasá­gosságát a nagyobb energiaköltségek miatt.

A nedvesség szállíthatja is az agresszív és épüle­teket károsító anyagokat. Például az oldható sók így kerülhetnek a falba kapilláris-víztranszport során, vagy ilyen úton oszolhatnak el a fal teljes kereszt­metszetében. A víz elpárolgása után aztán kikristá­lyosodnak a sók a fal felszínén, mivel sótranszport vízgőzdiffúzió útján nem lehetséges.

Kémiai hatások

A kémia hatások elképzelhetetlenek vegyileg aktív közeg jelenléte nélkül, ami direkt vagy indirekt módon részt vesz az átalakulásban. A kémiai hatások ásványi reakciókat idéznek elő az épületben, különösen a falakban. A reakcióközeg kölcsönhatásba lép a szilárd fázissal (ásványok), amely kölcsönhatásban a kémiai komponensek is részt vesznek. A közegben mobilizálódnak a vegyi alkotóelemek, transzportálódnak, és végbemegy a kémiai reakció is.

A folyamat egyenlő mérték­ben érinti a szilárd fázisokat és a párateret. Az ásványi szemcsék és a kötőanyag egyaránt érin­tettek. A folyamat végeredménye az építőanyag szerkezetének – a körülményekhez képest mély­reható – változása, amely anyagi károsodáshoz is vezethet. Ezt a mechanizmust minden esetben kémiai okok idézik elő. Eleinte nagyon kevéssé észlelhető és kevés következménnyel jár, azonban minél korábban felismerik, annál könnyebben meg lehet akadályozni, és ki lehet küszöbölni a roncsolódást.

Az épületeken különböző okokból keletkezhet vízkár:

Okozhatja felfröcskölő víz, becsapódó eső, a kapillárisokon keresztül felszálló nedvesség vagy a nem megfelelő fűtési szokások és a helytelen vagy nem kielégítő szellőztetés miatt lecsapódó kondenzátum. A nedvességet mint az épületkáro­sító folyamat okozóját és katalizátorát továbbra is az épületek fiziológiai eredetű károsodásainak legfőbb okának tekinthetjük.

A legtöbb esetben egy adott épület esetén az átnedvesedésnek több oka van, és többféle nedvesedési mechanizmus megy végbe. így tehát egyértelmű, hogy ha ned­vesség és sóterhelés által károsodott épületeket kívánunk rendbehozni, elengedhetetlenek többi között a kapillárisán porózus építőanyagokban és épületszerkezetekben végbemenő nedvességtransz­port-folyamatok fizikai-kémiai mechanizmusaival kapcsolatos alapismeretek.

Az általánosan jó hőszigetelő tulajdonságaik miatt szinte kizárólag porózus építőanyagokat hasz­náltak korábban és használnak ma is. Az ásványi építőanyagok – ahogyan már korábban ismertet­tük – kötőanyagból, adalékanyagból és a kötési folyamatból és az ezzel járó tömörödésből vissza­maradó pórusokból állnak. A pórusok összessége képezi az adott anyag pórusrendszerét. Mivel a pórusok gyakran egymással összekapcsolódnak, és méretük adott anyagon belül is meglehetősen különböző lehet, egyre elterjedtebben használ­juk a pórusméret-eloszlás és a pórusgeometria fogalmakat.

Pórusok mérete és eloszlása

A nedvességtranszportért elsősorban természetesen a pórusrendszer felelős. A pórusok mérete és a pórusméret eloszlás – tehát az anyag tulajdonképpeni porozitása – döntő jelentőségűek a fizikai tulajdonságok szempontjából, mint pél­dául a kapilláris-víztranszport, a vízgőzáteresztő képesség és természetesen idetartoznak a szorpciós tulajdonságok is.

Minden szervetlen kötőanyagból keletkező, kapillárporózus építőanyagban idővel megváltozik a pórusok mérete és szerkezete az utólagos átkristályosodás és kristályképződés következtében. Ter­mészetes körülmények mellett sem a cementeknél, sem a különböző mészfajtáknál nem állandósul tartósan a porozitás. Ezek a változások többi között az adott anyag elsődleges porozitásához tartoznak, ami akkor alakul ki, amikor bizonyos mennyiségű (adalékanyagot tartalmazó vagy a nélküli) kötő­anyagot viszünk a rendszerbe.

Ezen túlmenően a kötési és kristályképződési folyamat során folya­matosan alakul ki az ún. másodlagos porozitás, amit a felhasználás módja (keverővíz), továbbá a víz kipárolgása vagy a zsugorodás határoz meg. A másodlagos porozitás folyamatosan változik a kristályképződési folyamatoknak köszönhetően. A tartós porozitás kialakulására természetes építő­anyagok esetén a légkörben megtalálható anyagok is hatást gyakorolnak azzal, hogy járulékos oldódási és kristályképződési folyamatokat idéznek elő.

A pórusok jellegzetes fizikai tulajdonságai

A pórusterek legfontosabb fizikai tulajdonságai közé tartozik a kapillaritás, amit a későbbiekben önálló fejezetben részletesebben tárgyalunk, ugyanígy a szorpció is, a termikus nedvességvezető képesség, a kapilláristörés és az oldatok termodiffúziója. A következőkben ezekkel és az elektrokinetikai je­lenséggel, továbbá az oldhatósággal a pórusokban, ill. a kapillárporózus építőanyagok kiszáradásával foglalkozunk részletesebben.

Mivel szűk kapillárisokról és pórusterekről van szó, a kondenzációra más törvények érvényesek, mint szabad térben. Minél kisebbek a kapillárisok, annál kevesebb nedvességre van szükség ahhoz, hogy létrejöjjön a kapilláriskondenzáció, amiből a későbbiekben részletesebben szó lesz.

Az a nedvességmennyiség, amit egy kapillár­porózus építőanyag a környezet levegőjének víz gőztartalmából felvesz, függ a relatív páratartalom­tól és a mindenkori hőmérséklettől, ill. a pórusok fajtájától és szorpciós fizikai tulajdonságaitól. Ezt a nedvességet szorpciós nedvességnek, a jelenséget pedig szorpciónak nevezzük. A jelenség leírására gyakran a higroszkóposság fogalmát választ­ják, annak ellenére, hogy ezt csak sók esetében szabadna használni. A szorpciót lényegében két dolog jellemzi: egyrészt minden felület közvetlen közelében – a felület minőségétől függően – jelen van a nedvesség vagy bizonyos gázok egy vékony rétege, másrészt pedig meghatározó jelentőségű a kapilláriskondenzáció, amelynek különösen ked­veznek az ék alakú pórusok.

A kapillárporózus testekben lejátszódó egyik fontos jelenség a nedvesség termikus vezetése. A kapillárporózus testekben a folyékony víz áramlása mindig a hőárammal azonos irányú, a víz tehát a melegebbről a hidegebb hely irányába áramlik. Ha például ezzel egyidejűleg gázbuborékok vannak a nedvességben eloszlatva, akkor ezek a buborékok a gáztörvénynek megfelelően viselkedve kiterjednek, és a megnövekedett térfogatú buborékok járulékos folyadéktranszportot hoznak létre abba az irányba, amerre a hőmérséklet csökken.

Amikor egy adott építőanyagon belül a kapil­láristér hirtelen eredeti átmérőjének többszörösére növekszik, az megszakítja a kapilláris-nedvesség­transzportot. Ilyenkor a megnagyobbodott póruson belül már csak gázállapotban transzportálódik az anyag. A megnövekedett pórustér ezt követően már nem telhet folyadékkal, és kapilláris úton nem juthat bele nedvesség. Amennyiben újra leszűkül a pórustér, a nedvességtranszport az ismételt konden­záció (kapilláriskondenzáció) miatt ismét folyékony formában megy tovább. Ezt a jelenséget az ún. légpórusok (vagy makropórusok) formájában a be­tontechnológiában vagy a javító vakolatokban már évtizedek óta kihasználják. Erre a témára egy későbbi fejezetben szintén visszatérünk, amikor sókkal szennyezett homlokzatok felújításáról lesz szó.

A továbbiakban az elektroozmózis, a kataforézis és az anaforézis elnevezésű elektrokinetikus jelen­ségekről lesz szó. Az elektroozmotikus hatás az elektroforézishez és az elektrodialízishez hasonlóan azon alapszik, hogy az anyagok egyes összetevői­nek különböző az elektromos szerkezete. Amennyiben két különböző anyagi karakterrel rendelkező közeg találkozik, teljesen általánosan az érintkezési felületen elektromos potenciálkülönbség alakul ki, amit potenciálnyomásnak is nevezünk.

Ilyenkor az érintkezési felület mindkét oldalán elektromosan feltöltődnek az anyagok, vagyis az egyik felületen pozitív töltésfelesleg halmozódik fel, ugyanakkor a vele szemben álló felület töltésének nagysága ugyanakkora, viszont negatív előjelű lesz. Ezt kö­vetően az elektromos kettősréteg ionjainak hatására egyenáram hatására a részecskék elmozdulnak. Az elektromosan töltött folyadékrészecskék, amelyek a részecskék felszínén találhatók, ilyenkor az ellenke­ző irányba mozdulnak el, mint maguk a részecskék. A feltöltődés bekövetkezhet porózus anyagok ese­tében is, például téglában, terméskőben stb.

Tehát, ha egy építőanyag kapillárisai meg van­nak telve vízzel, akkor az érintkezési felületen a szilárdtestekben és a folyadékokban egyforma nagyságú, ellentétes előjelű elektromos potenciál ébred. Rendszerint a szilárd test a negatív, a határ­felületen található folyadék pedig pozitív töltésű. Ha a kapilláris egyik végére pozitív, a másik végére pedig negatív elektromos mezőt kapcsolunk, a ned­vesség a katód irányába fog vándorolni.

Mesterséges egyenfeszültség rákapcsolásakor tehát mozgásba jönnek a folyadékrészecskék, mégpedig oly módon, hogy a kapillárisra kapcsolt elektród polaritásától függően a folyadék megindul felfelé vagy az ellenkező irányba. Fordított esetben az történik, hogy folyadék áramlik át egy kapillári­son, és ez okoz potenciálkülönbséget. Egyszerűen kifejezve: ha víz (különösen oldott sókat tartalmazó víz) áramlik át egy kapillárison (pl. a falazatban), akkor áramlási potenciál alakul ki. Ezt a hatást, ill. fizikai jelenséget nevezzük elektroozmózisnak.

Ennek a fordítottja az elektroforézis

Ilyenkor apró szilárd szemcsék vannak szuszpendálva a folya­dékban, és elektromos feszültség hatására a szilárd szemcsék az anód irányába indulnak el, a folyadék pedig a katód irányába kezd el mozogni.

Ezeknek a felületeknek és a pórustereknek a különböző fizikai tulajdonságai (amelyeket a fizika törvényei határoznak meg) befolyásolják döntő mértékben, hogy a kapillárisán aktív szilárd tes­tekben található víz különböző módon viselkedhet. Egy teljesen telített építőanyagban a hőmérséklet meg fog egyezni a nedveshőmérő hőmérsékletével, amíg a kapillárisnedvesség vissza nem húzódik a felszínről az építőanyag belsejének irányába. Ez­után növekedni kezd a hőmérséklet, és a kapilláris­vezetőképesség mellett egyre inkább teret nyer a vízgőzdiffűzió.

Egy anyag oldhatósága egyforma körülmények között nem állandó, hanem függ az anyag szemcse­méretétől. A kristályok oldhatósága függ a kristályok méretétől. Mivel akapillárporózus építőanyagokban/ épülettestekben többnyire olyan rendszerekről van szó, amelyek falait a leggyakrabban a legfinomabb kristályok fedik bel, ilyenkor rendszerint nagyobb oldhatósággal kell számolni. Különböző kísérletek alapján ma már tudjuk, hogy a kristályok oldhatósá­gának növekedése csak 0,002 mm-es szemcseméret alatt lesz jelentősebb mértékű.

A pórusok mérete

A 10^-7m-nél kisebb sugarú pórusokat mikropó-rusoknak nevezik, 10^-9 m-nél kisebb sugár esetén pedig gélpórusról beszélünk. Egyik sem alkalmas kapilláris-víztranszportra, ill. kapilláris-vízfelvé­telre. A víz ilyenkor csak vízgőz formájában juthat a pórustérbe. Tehát ezek az anyagok szigetelőként viselkednek a kapillárisán felszálló nedvességgel szemben. Egyrészt nincsenek abban a helyzetben, hogy kapilláris úton vizet vegyenek fel, viszont éppen ezért nem is impregnálhatok egykönnyen.

A 10^-7-10^-2m mérettartományba eső pórusokat makro- vagy kapillárpórusoknak nevezik. Ezek alkalmasak kapilláris-vízfelvételre, és a kapillá­rishatás miatt képesek vizet vagy más folyadékot transzportálni az építőanyagon belül. Ez annyit jelent, hogy ezek az anyagok nemcsak a víz szá­mára hozzáférhetők, hanem minden további nélkül impregnálhatok.

Légbuborékok

Azokat a pórusokat, amelyek sugara 10^-2 m-nél nagyobb, légbuborékoknak nevezzük. Ezek mé­rete már a mm-es tartományba esik, kapilláris ­vízfelvételre szintén alkalmatlanok. A mikro- és gélpórusokhoz hasonlóan nedvesség csak vízgőz formájában juthat beléjük, vagy folyékony halmaz­állapotban, de nagy nyomás hatására.

A pórusrendszer tárgyalása során meg kell még különböztetni zárt és nyílt pórusokat, továbbá át­járható és ún. zsákpórusokat. Cement kötőanyag esetén pedig a természetes és mesterséges légbubo­rékok között is különbséget kell tenni. A mestersé­ges légbuborékok javítják a már megkötött habarcs minőségét. Azonban a pórustérfogat önmagában nem jellemzi az építőanyagot.

A pórusméret-elosz­lás a legfontosabb ismertetőjegyek egyike, amely­ből helytálló következtetéseket lehet levonni az építőanyagban végbemenő nedvességtranszporttal kapcsolatban. Ha két anyag pórustérfogata meg­egyezik, az egyaránt jelenthet sok kicsi vagy keve­sebb nagyméretű pórust. Mikro- és makropórusok különböztethetők meg. Kapilláriskondenzáció útján a 10^-7m (0,1 um) sugarú pórusok még meg­telhetnek vízzel. Ezért ezt a méretet előszeretettel tekintik küszöbértéknek, ami a mikropórusokat a makropórusoktól megkülönbözteti.

További jellemző a pórusgeometria

A pórusok henger, ék, hasadék vagy gömb alakúak lehetnek. Egymással különböző mértékben lehetnek össze­kötve, ettől függően megkülönböztethetők nyitott pórusok (legalább két nyílás), zsákpórusok (egy nyílás) és zárt pórusok (nyílás nélkül). A ned­vességháztartás szempontjából csak a nyitott és a zsákpórusok jelentősek, mivel a víz csak ezen pórusfajtákba képes behatolni.

Az épületfizika és az anyagismeret keretein belül komoly érdeklődés övezi a víz számára nyitott pórusterek alaposabb jellemzését, hiszen bizonyos mértékben befolyásol­ják az építőanyagok tulajdonságait, és speciálisan meghatározzák a víz- és a vízgőzfelvételt, továbbá vízleadó képességet. Az építőanyagból vett mintát tömegállandóságig víz alatt tartják. Miután minden pórus megtelt vízzel, a száraz és a nedves minta közötti tömegkülönbségből meghatározható a nyílt porozitás, a következő egyenlet szerint:

A nyílt porozitást (normál vízfelvétel esetén) rendszerint térfogat %-ban adják meg. Ez arra utal, hogy a minta össztérfogatának mekkora részét teszik ki a nyílt pórusok. Azonban ez a számítási mód hibás, hiszen a zsákpórusokra jellemző, hogy minden kísérlet során maradnak vissza bennük légzárványok. Ez a kifőzős-módszerrel elkerülhető. Ilyenkor forrásban levő vízbe teszik az anyagmin­tát.

Ha az építőanyagokat a pórusok részarányát figyelembe véve összehasonlítjuk, megállapítható, hogy a közel egyező pórusarányú anyagok egé­szen más termikus tulajdonságokat mutatnak és másképp viselkednek vízzel szemben. Ennek az építőanyagok póruseloszlása az oka, amit szinte mindig közvetett úton határoznak meg. Egy erre jól bevált módszer a higanyporozimetria. Mivel az építőanyagok felszíne taszítja a higanyt, azt nagy nyomással kell belepréselni a pórusokba. A nyomás és a beszivárgó higany mennyisége közötti összefüggésből a korszerű épületdiagnosztika el tudja készíteni a pórusok sugarának eloszlásgörbéjét.

Vízgőzáteresztő képes­ség

Végül megállapítható, hogy a pórusgeometria jelentős hatást gyakorol a vízgőzáteresztő képes­ségre. A palack alakú pórusok az üveg nyakához hasonló szűk bejárattal a vízfelvétel növekedését eredményezik. Az építkezések során gyakran hasz­nálnak inhomogén anyagokat. A mesterséges és természetes kövek mikroszerkezete egyaránt gömb, levélke vagy tű alakú részecskékből tevődhet össze. A pórusok mennyiségét legtöbbször a pórustérfogat és a porózus anyag össztérfogatának hányadosaként adják meg.

A teljes pórustérfogat különböző sugarú pórusok között oszlik meg. Mivel a pórusok sugara általában nem ismert, egy teoretikus, ún. hidrauli­kus sugárból szokás kiindulni. Ez a pórustérfogat és a belső felület viszonyából számítható. A belső felület az összes pórus felületének az összege, és kísérleti úton viszonylag gyorsan meghatározható. Ezek szerint a porozitás, a sűrűség és a vízfelvétel kölcsönösen függenek egymástól, és direkt össze­függés írható fel rájuk.

Látens hidraulikus kötőanyagnak nevezzük a puccolánt, a vulkáni tufát, a kohósalakot és az egyéb hasonló anyagokat, amelyek tartalmaznak amorf kovasavat. De azzal ellentétben, ahogy a nevük sejtetni engedi, ezek a kötőanyagok önmagukban nem szilárdulnak meg. Mivel a háttérben fejtik ki hatásukat, alkalmanként rejtett kötőanyagoknak is nevezik őket. Csak mészhidrát vagy víz jelenlé­tében válnak hatékonnyá. A reakciópartner rendszerint a kalcium-hidroxid, amely víz jelenlétében fokozatosan elreagál a látens hidraulikus kötőanyag amorf kovasav-tartalmával, végtermékként pedig kalcium-szilikát-hidrát képződik.

A puccolán, a vulkáni tufa és az egyéb hasonló anyagok tartalmaznak amorf kovasavat, amelyet mész segítségével fel lehet tárni. így jönnek létre a cement hidratációja során keletkező reakcióter­mékek:

A reakció 1-3 hónapot vesz igénybe

Az ún. hidraulitok már normál hőmérséklet esetén is reakcióba lépnek a kalcium-hidroxiddal. Mivel a hidraulitok döntő részben Si0₂-ból állnak, az imént említett reakcióban kalcium-szilikát­hidrátok keletkeznek, és a kiindulási anyag össze­tételének megfelelően kalcium-szilikát-aluminát-hidrát (és vastartalmú rokon vegyületek).

Ezeket a kötőanyagokat kalcium-karbonátból és bauxitból (timföldhidrátból) állítják elő égetéssel, és legna­gyobb részben kalcium-aluminátokból állnak. A timföldcement megkötése során kalcium-aluminát-hidrát keletkezik anélkül, hogy nagyobb mennyi­ségű kalcium-hidroxid hasadna le.

Mivel a kötési reakcióban, ami itt lényegesen lassabban játszódik le, mint cementek esetében, ugyanazok vagy legalábbis közel azonos végtermé­kek keletkeznek, mint a a cementnél, abból kellene kiindulni, hogy e termék végső minősége a cemen­téhez nagyon hasonló. A hidraulitok lassan kötnek meg és a szilárdság reaktív úton kialakuló része (a mész és a hidraulit reakciója) csak lassan emelke­dik.