HITEK ÉS TÉVHITEK a falvizesedés – sók okozta károk feltárása, az ellenük való védelem ellentmondásai Kövesi László Falszárító Kft. ÖSSZEFOGLALÁS: A műemlékvédelem egyik legnagyobb kihívása a vizes, sóterhelt falak tartós helyreállítása. A tartós helyreállításnak alapfeltétele viszont a falból vett anyagminta laboratóriumi vizsgálattal történő részletes elemzése. Ezen elemzés alapján lehet kiválasztani a legoptimálisabb védekezési rendszert. Az elemzések elmaradása miatt, csak rutinból és elsősorban a vizesedés okozta károk elleni védelemre koncentrálva fordulnak elő hibás helyreállítások. Pedig elméleti ismereteink és a gyakorlati tapasztalat is igazolja azt, hogy a higroszkópos sók a fő kárt okozó tényezők. E hibák azonban a műemlékek esetén visszafordíthatatlan károkhoz vezethetnek. Ezért némi elméleti ismeret-frissítéssel, a faldiagnosztika buktatóival, és a helyreállítás lehetőségeivel foglalkozunk. KULCSSZAVAK: Falvizesedés – falszigetelés – salétromosodás
Nézzük meg a Kiszombori középkori, belül freskóval díszített rotunda állapotromlását az idő előrehaladtával – annak ellenére, hogy 40 éve szigetelés van a falában!! Látható, hogy először csak a talajtól mért mintegy 2-2,5m-től 3,5m-ig nedvesedés látható a homlokzaton. 8 évvel később már mintegy 5m magasságig látható a meszelés lemállása. 2015re viszont már igen jelentős a tégla falazó anyag roncsolódása is. Ez két okból is veszélyes és tanulságos. Egyrészt a kb. 40 éve beépített bitumenes szigetelés többé-kevésbé működik, mégis jelentős állagromlás történt a homlokzaton. Másrészt a leginkább roncsolódott homlokzati magasságban belül még megmaradt középkori falfestmények vannak – erősen veszélyeztetve a kifelé már roncsolást okozó higroszkópos /nedvszívó/ sóktól! A falfestmények – és a mi szerencsénk – hogy a
sóvándorlás erőteljesebb a homlokzat felé a nap igen erős párolgási kényszere miatt, mint a templom árnyékolt belsejében. A sóvándorlás iránya azonban adott esetben megváltozhat, és akkor semmi nem menti meg e freskókat a pusztulástól. Ezek a mérési eredményekkel alá nem támasztott – de az eddigi tapasztalatainkat tükröző – jelenségek igazolják, hogy a legkiválóbb szigetelés ellenére a fent rekedt higroszkópos /nedvszívó/ sók még évtizedek múlva is ilyen rendkívüli roncsolásra képesek! És mi várható a további 50-200 évben? Általában: Előzetesen is rögzíteni kell, hogy ma Magyarországon egyetlen érvényes szabályozás sincs! Van egy 25 éves Irányelv, amit korábban hatályon kívül helyeztek, de az tovább él az ÉMI belső szabályozásaként. Továbbá több elvi előírás a német WTA-intézet részéről, melyek magyar fordításai közkézen forognak, és a területi érvénytelenség ellenére minden szakértő ezeket alkalmazza. Az gazdasági és erkölcsi kár, ha a magas költséggel felújított épületek – sokszor értékes műemlékek – felületein kisebb-nagyobb mértékben néhány éven belül megindul újra a vizesedés, majd a roncsolódás. Ennek elkerülése az építész szakma elemi érdeke. Ha átgondoljuk a lejátszódó folyamatokat azonnal megértjük ez miért történhetett meg! Ezért -
néhány elméleti ismeretfrissítéssel kezdem: A kapilláris vízfelszívódás oka a potenciálkülönbség. Mértéke sok tényezőtől függően több méter is lehet! Általában a falazat alulról felfelé és belülről kifelé csökkenő nedvesség állapotot /száradást/ mutat, míg sótartalma épp fordítva a felső zónában, és a felületen a legmagasabb! - A falak kapillárisaiban legtöbbször sóoldat szívódik fel, mivel a tiszta víz molekulái össze vannak tapadva. Így a legelterjedtebb tömör égetett tégla, és félkemény kő falazatban csak sókkal szennyezett víz tud felszívódni, melyek molekulái szétváltak. - Eltávozni a párolgó falfelületen viszont csakis a tiszta víz tud. Így a felületen visszamaradt sók feldúsulnak, és az oldódás-
kristályosodás folyamatában fellépő feszültséggel roncsolják a felületet. Ez a jelenség látható számtalan műemlék épület falának roncsolódásán kívül a kő kapukeretén, melyek tömör voltuk miatt a csekély nedvességet csak alacsony szintre tudják felszívni. Viszont e helyen a feldúsuló sók a felületet agresszíven roncsolják. - Ha a felületen visszamaradt sók higroszkóposak /nedvszívók/, akkor akár a meglévő szigetelés felett 1-5m-rel is a levegő páratartalom változás hatására újra és újra a feldúsult sók halmazállapotot váltanak, mely folyamat sűrűn ismétlődhet. Eközben a sók a kristályosodás folyamatában roncsolják a felületet! /Lásd: Kiszombor körtemplom/ - Egyáltalán mitől függ, hogy egy adott faltest milyen mértékben károsodhat? Ez négy tényező függvénye, melyek közül legalább két tényező kell ahhoz, hogy a károsodás elinduljon. Ha mind a négy tényező jelen van, akkor a károsodás rendkívül erős lehet. Ezek: = A föld szennyezettsége: eredhet természetes talajvegyületi okokból; a fal környezetében korábbi, vagy jelenkori szervesanyag megléte, mely eredhet istállóból, magtárból, sóházból, vagy temetőből; vagy az épületben magában történt korábbi vegyi anyagok kezelése, tárolása; = A föld nedvességátadó képessége: folyóvölgyben, vastag agyagrétegben kiváló a nedvességtároló és –átadó képesség, míg kemény kőzetű hegy tetején csekély; = a falazat nedvszívó képessége: elsősorban a tömör tégla és félkemény kövek szívják fel magasra a nedvességet, míg a puha /sóskúti, egri/ puha mészkőben alacsony magasságban, de rengeteg víz tárolódik, addig a kemény kövekben a csekély kapillárisban kevés, de tömény sóoldat van jelen. = A kipárolgási kényszer: Napsütötte, árnyékolatlan homlokzaton és belül a túlfűtött helyiségekben erősebb a kipárolgási kényszer, mint fákkal árnyékolt homlokzaton, vagy fűtetlen belső helyiségben. Viszont a fokozott kipárolgással erősen megnő a sók felületi feldúsulása. - A sókat, azok mennyiségét és minőségét csakis laboratóriumi vizsgálatokkal lehet felismerni!
E sódúsulási pontok megtalálása, helyszíni felismerése a szakértők elsődleges célja kellene legyen. Ez nem egyszerű, de megoldható feladat. A szakértőnek meg kell tudni különböztetni a víz okozta nedvesedést a sók okozta nedvesedéstől, roncsolástól. Néhány egyszerű példa: - az eredeti szigetelés még működik: alatta a faltest a feldúsuló nedvesség hatására kifagyott; - de nem sokkal jobb a helyzet az utóbb behúzott szigeteléssel sem – a fagyhatár felett: itt a most még csak vizes felület előbb-utóbb fagykárt fog szenvedni; - hihetetlennek tűnik, mégis igaz, hogy a gránit is képes károsodni: itt nem a víz a fő károkozó, hanem a járda téli jégmentesítő só kiszórása, ami képes behatolni a rendkívül tömör gránit anyagába is, ott olyan mértékű feszültséget okozva, hogy elindulhat a mállás; - belső falsíkon lokális, vagy egybefüggő nagyobb nedves felületek tipikusan a higroszkópos sók jelenlétére utalnak; - egyes sók képesek egy korábbi légpórusos vakolatot is roncsolással tönkretenni – ha azokba képes behatolni; - más fajta sók inkább kikerülik a cementkötésű légpórusos vakolt zónát, és inkább felette – a meszes zónában jutnak ki a felületre a párolgás során, és ezt a felületet roncsolják; - szélsőséges esetben a sók roncsoló hatása oly mértékű lehet, hogy magát a falazóanyagot is szétmállasztják; - a levert vakolatú, nyers tégla, vagy kőfalazat pusztám meszeléssel való fedése nem megoldás, az így fokozottan párolgásra kényszerített falazat felület igen erős lesz a sók feldúsulása, aminek következménye az erős felületi roncsolás! Ekképpen látható, hogy a károk zömét a sók kristályosodási folyamata során fellépő térfogatváltozás okozza. Vannak persze olyan sók is, amelyek épp fordítva, a nedvesedés hatására növelik térfogatukat – ezek zömmel inkább pincék falában jelentkeznek. Épületeink helyreállításánál egyre nagyobb igény a minél tartósabb jó állapot biztosítása. Ugyanakkor legalább ekkora igény mutatkozik az egyre erősebb pénzügyi nyomás miatt az olcsóbb, egyszerűbb megoldások iránt. E kettős igény kielégítésére egyre többen az egész
tevékenység alapjául szolgáló faldiagnosztika-szakértői vélemény készítése során – leegyszerűsítve a probléma feltárását – nem laboratóriumi vizsgálatokkal, hanem felületi nedvességmérések sokaságával, vagy több magasságból és mélységből vett rengeteg minta nedvesség-vizsgálatával és néhány kijelölt minta só-vizsgálatával próbálják bemutatni az épület állapotát, a romlások okait. A sókra a felső-külső mintákat jelölik ki – ami igaz lehet az általános elméletben. Csakhogy mi a munkáink során számtalanszor tapasztaltuk, hogy a sóterhelés az épület alsó részén is lehet magasabb, mint fent. Ezért például a Kőszegi Bencés kolostornál az elmaradt homlokzati mintavételek ellenére a látható jelekből ítélve 2-3m% sót tartalmazhatnak. Ennek számtalan oka lehet, de a sódúsulás jelensége felismerhető a megjelenő lokális, vagy összefüggő nedvesedésről, és az itt elindult felületi – esetenként falazó anyag mélységében is mutatkozó – roncsolódásról. A mintákat is e helyekről kell venni. A nedvességállapot is fontos lehet, de azt tudni kell, hogy ez éven belül állandóan változik az időjárás függvényében. Nyár végén alacsonyabb a nedvesség, tél végén magasabb. Azért fontos a nedvességtartalom is, de a károkat zömmel a sók okozzák. No de a Fertődi Esterházy kastély Bábszínház épületénél – ami utóbb több, mint 150 éven át magtár volt – demonstratív módon előre kijelölni a mintavétel magasságát kb. 150cm magasságban – alapvető ismeretek hiányára utal. A magtárra is jellemző higroszkópos sók általában 150cm felett, inkább 20-300cm közt jelentkeznek. Téves felfogásra utal ugyanezen épület belső felületeit nyersen hagyni – még impregnálást sem alkalmazva! Mert a sódúsulás előbb-utóbb megjelenik a periódikusan melegített-hűtött térrel határos falakon. De szélsőségesen rossz az a szakértői ajánlás is, ami a nagyon értékes mádi Zsinagóga falának egy szakaszán az aktív szigetelést csak a fal feléig ajánlja!! Szakmai tapasztalataink alapján mi mindig a helyszínen eldöntve – a látható károk helyeit behatárolva –, lehetőleg több helyről vett mintával próbáljuk az épület nedvesség- és sóháztartását feltárni. - a magasabb zónában látványosan nedves felületek higroszkópos sók jelenlétére utalnak – innen mindenképpen venni kell mintát, lehetőleg a legkülső vakolatból, és a mögöttes falból is;
- ugyanígy a nyers tégla homlokzatú épületeknél a lefolyók környékéről, de más nedves felületekből is; - és a legfontosabb: a fokozottan védendő falfestmények, kőszerkezetek környezetéből is. A mintákat helyileg lehetőleg arányosan elosztva kell venni. Ha a jelek erre utalnak, bizony akár 5-6m magasból is szükséges lehet a mintavétel! De a mintavétel alkalmas lehet a már elkészült szigetelés hatékonyságának ellenőrzésére is – igen erős korrekciós feltételekkel. Erre kitűnő példa a Mezőberény Református templom esete. 2001-ben a korábban légpórusos vakolt falú templomon sok mintával faldiagnosztikát készítettünk. 2011-ben a falak átvágásával műanyag lemezszigetelést készítettek, a vakolatot leverték kívül a párkány magasságáig, és belül is. Így hagyták egy évig száradni a felületet – ekkor kértek fel bennünket a fal állapotvizsgálatára. Az összehasonlíthatóság miatt a korábbi és mostani 2m körüli magasságból és a 0-20cm mélységből vett mintákat hasonlítottuk össze. Ez döbbenetes eredményt hozott: Eredeti szakvélemény eredménysora: 2001. Mintavételi hely
Magasság (cm)
Mélység(cm)
Anyag
Nedvesség (%)
Telítettség( %)
Összes só (%)
SO4 (%)
1.
Torony alatti bejárattól balra, belül a lépcső alatt
182
0-7
v.t.
3,6
17,4
1,5
0,29 0,53 0,24
10.
Déli fal, az íves rész előtt, kívül
188
0-8
v.t.
1,9
9,2
1,1
0,82 0,03 0,06
14.
Északi fal, az íves rész előtt, kívül
255
1-10
v.t.
1,1
5,3
0,3
22.
Déli fal belül, a keleti karzat boltíve előtt
182
0-10
v.t.
3,4
16,4
1,1
0,13 0,55 0,13
27.
Északi fal belül, a nyugati karzat alatt
232
0-5
v.t.
1,3
6,3
0,9
0,13 0,41 0,10
29.
Keleti bejárat mellett balra, kívül
315
0-7
v.t.
8,1
39,1
1,6
0,66 0,43 0,22
-
NO3 (%)
-
Cl(%)
-
Új felületközeli vizsgálat eredménysora: 2012. Magasság (cm)
Mintavételi hely
Mélység(cm)
Anyag
Nedvesség (%)
Telítettség( %)
Fal víztartalma
Összes só (%)
SO4 (%)
NO3 (%)
Cl(%)
l/m3
41. Homlokzat
Dél-nyugati fele 1.
ablaknál
200
0-10
vt.
5,1
23,4
92
2,7
0,41 0,93 0,36
42.
„ Keleti fele 1. ablaknál
198
0-18
vt.
2,0
9,3
36
1,9
0,30 0,60 0,28
43.
„ Keleti oldal íves fal Déli fele
325
0-16
vt
3,2
14,9
58
2,5
0,35 1,00 0,31
44.
„ Északi oldal ablak mellett hátul
178
0-20
vt
5,8
27,0
104
1,6
0,21 0,60 0,19
192
0-18
vt
6,9
32,1
124
3,3
0,28 1,62 0,32
45. Belül Déli falon Keleti oldal ablak alatt
46.
„ Keleti íves fal déli fele
213
0-18
vt
6,7
31,2
121
2,8
1,05 0,67 0,28
47.
„ Északi fal középső pillér mellett
194
0-19
vt
2,0
9,3
36
1,4
0,07 0,78 0,09
48.
„ Nyugati oldal bejárattól jobbra
183
0-18
vt
9,8
45,6
176
3,3
0,20 0,84 0,34
Következtetés – átlagértékek: Nedvességtartalom: Eredeti minták: 15,61 % Új minták: 24,1m% Változás: + 154% növekedés Sótartalom:
Eredeti minták:
1,08m% Új minták: 2,43m% Változás: + 225% növekedés
Nitrát-tartalom:
Eredeti minták:
0,33m% Új minták: 0,88m% Változás: + 265% növekedés
1. A levert vakolat ellenére 2012-ben a fal külső 0-20cm-es zónájában a nedvességtartalom átlagosan 50%-kal volt magasabb, mint 2001-ben; 2. Az összes só ugyanitt kétszeresére dúsult fel; 3. ezen belül a nitrát-hányad 2,5-szeresére! Az okok pedig a következők voltak: a. A nedvességtartalom azért növekedett meg, mert az elméleti ismeretek elején bemutatott keresztmetszeti ábra szerint a falban mutatkozó nedvességcsúcs ez idő alatt érkezett ki a fal külső zónájába. A fal belsejében kissé mérsékeltebb volt a nedvesség állapot. b. Jól látható, hogy a kiváló szigetelés csak arra jó, hogy további nedvességet /sóoldatot/ nem enged fel a védendő sík fölé. A már ottlévő nedvesség így is 36-124 l/m3 víz jelenlétét mutatja! Hát
még 1-1,5-rel lejjebb! Ez a mennyiség csak hosszú évek alatt képes elhagyni a falat – különösen, ha mégoly hatékony légpórusos vakolatot hordanak is fel. c. Az így megindult intenzív párolgás hatására a falban addig mélységében eloszlott állapotban lévő sóoldatból a víz kipárolgását követően a sók koncentrálódtak a felületen – és véglegesen ott is maradt! Ezt a sótömeget azonban már nem lehet úgy kezelni, mint a sódúsulás előtti állapotot. Végül a védekezés igen összetett feladat. Egyszerre kell vizsgálni az aktív szigetelési-falszárítási technikák és a passzív kiegészítő eljárások együttes alkalmazásának megvalósíthatóságát, hatásait, várható élettartamát. Általában is rögzíthető, hogy kivételes esetekben – igen vékony illesztőfugával faragott keménykő falazat kivételével – nem lehet aktív szigetelés-falszárítás nélkül hatékonyan védekezni! Főbb aktív védelmi technikák: 1. Falszárító eljárások közül az, amelyik az igen magas sótartalom esetén I. ütemben képes elektrolízis folyamatában a sók nagy részének kivonására. Majd a II. ütemben az így felhígult sóoldatot elektroozmotikus módon leszorítja a föld felé. 2. Vízszintes és síkban változó szigetelésre alkalmas a fúrt-injektált szigetelés. Ennek hatóanyaga lehet a kapillárisok falát hidrofobizáló /víztaszító/ mikroemulziók, ill. a kapillárisokban anyagzárat létesítő akrilát-gél. 3. Ám leghatékonyabb szigeteléstechnika a falak elvágásával nyitott résbe húzott különböző kemény műanyag /HDPE/ lemezek, ill. APP modifikált bitumenes lemezek. 4. Hatékony időtartamban többé-kevésbé korlátozott a hullámosított fémlemez beveréses technika. Itt azt kell figyelembe venni, hogy a falba felhúzódó nedvességgel szállított só elektro-kémiai korróziót okoz! E folyamat időbeni lezajlása a rozsdamentes acéllemez /kronikkel bevonatos/ esetén rövidebb, az anyagában ötvözött krómnikkel acéllemez esetében hosszabb – de mindenképp korlátozott.
Általános ajánlás szerint tilos: - a felvizesedett faltestet önállóan fűteni, a belső légteret a szükségesnél jobban felmelegíteni, mert ez fokozza a felület párolgását, így sódúsuláshoz vezethet; - az épület körül a fákat kivágni, mert ez fokozódó kipárolgáshoz vezet; - a járdát télen jégmentesítés céljából bármilyen olvasztó hatóanyaggal /sóval/ felszórni. Javasolt a zeolit, vagy bazalt-zuzalék. - légpórusos vakolt felületben bármilyen eszköz, berendezés gipszes rögzítése. Tévesek azok az ajánlások, mely szerint: A passzív kiegészítő technikák önmagukban képesek hatékony védelemre: - a vakolatot leverve hagyják száradni a falakat hónapokig, netán évekig – mert a folyamatosan felszívódó kapilláris nedvesség egyre több sót halmoz fel a felületen /Mezőberény Református templom/; - az egy oldalról készített – akár szakszerű vízelvezetéssel is ellátott drénezés –, mert az épület földdel érintkező falainak csak kb. 3040%-át mentesíti a nedvességtől, amitől a falazat még erősen szívhatja fel a sóoldatot; - általában önmagában csak légpórusos vakolással való helyreállítás azért nem elég, mert a magas higroszkópos sótartalom még a legjobb légpórusos vakolaton is áthatol; - akár több technológia együttes alkalmazása sem hoz megoldást: hátszellőztetett lábazattal, drenázzsal kiegészített légpórusos vakolás sem elégséges /Szentgyörgyvölgy Református templom/; - legújabb példa Pápa Ótemplom esetében a tervező ragaszkodik egy paplan-drenázs kiépítéséhez, mellyel az oldalfalakat kívánja szárítani; - ha a műemlékes kollégák rigorózusan ragaszkodnak a meszes vakolatokkal való helyreállításhoz, akkor arra számítani kell, hogy e vakolatok élettartama jóval rövidebb a cementtel javított vakolatokénál; - viszont elvetendő a légpórusos vakolat alkalmazása értékes festmények közelében, mivel a falban felszívódott sóoldatot e
vakolat szívja kifelé, eközben a sóoldat a védendő festett felületet is szennyezheti, - téves az a hiedelem, hogy az elhagyatott, nem fűtött épületek állaga gyorsabban romlik, mint a használatban lévőé: mert itt sokkal kisebb a hőingadozás, mint a fűtött helyiségekben; Passzív szigeteléstechnikák közül az aktív védelmi rendszert kiegészítő technikákat alkalmazni kell: - gyenge sóterhelés esetén (<1,0m%) bármilyen légpórusos vakolat min. 2cm vastagságban; - közepes sóterhelés esetén (1,0-2,5m%) kizárólag a WTArendszerű, min. 2cm vastag légpórusos vakolat alkalmazható: sóálló gúz+sótároló kiegyenlítő vakolat+min. 1,5cm hidrofobizált cementkötésű felsővakolat; - erős sóterhelés esetén (2,5-3,5m%) kizárólag WTA-rendszerű, min. 3cm vastag légpórusos vakolat alkalmazható: sóálló gúz+sótároló, kiegyenlítő vakolat+min. 2cm hidrofobizált cementkötésű felsővakolat; - kiemelkedő sóterhelés esetén (>3,5m% - lóistállók, magtárak, temető közeli épületek, stb.) min. 2 réteg cementiszapos szigetelés+min. 2cm vastag WTA vakolat-rendszer – alternatíva lehet a magas sótároló kapacitású „áldozati vakolat”, amit a sótelítés után levernek; - pincei-alagsori-földparttal érintkező falaknál minden esetben min. 2 réteg cementiszapos felületszigetelés kell a földdel érintkező védtelen felületeken; - emelkedő terepszinttel érintkező falak esetében – különösen a hegyoldal felöl és két levezető oldalán ajánlott a takart helyiség padlójával azonos szintig készített, vízelvezetéssel ellátott drenázs; - általános ajánlás, hogy nagy sóterhelésű helyiségbe ne kerüljön nagy hőterheléssel járó fűtési rendszer; - nagy nedvesség- és sóterhelésű falak gyors helyreállításakor lehetséges szerelt előtét-fal készítése; Összefoglalva: Noha a falvizesedés-salétromosodás probléma észlelése hosszú időre nyúlik vissza, az ellene való hatékony védelem még ma is
rendkívül összetett, esetenként bonyolult elemzéseket igénylő, változófejlődő folyamat. Így aztán felkészült, tapasztalt szakember hiányában igen nagy a bizonytalanság, a hibázás lehetősége. Munkatársunk rendelkezik a műemlékek faldiagnosztikai szakértés engedélyével. E területe próbálunk segíteni a velünk kapcsolatba kerülőknek. Köszönöm figyelmüket!
2016.11.10. Kövesi László szigetelési szakértő
