Charakterystyczną cechą materiałów ceramicznych jest ich porowatość, podnosząca właściwości termoizolacyjne i dyfuzyjne muru, ale jednocześnie umożliwiająca penetrację podciąganej kapilarnie wilgoci. Aby uchronić obiekt przed szkodliwym wpływem wilgoci i soli budowlanych, niezbędne jest stosowanie odpowiednich zabezpieczeń. Zbyt duża ilość wody działa destrukcyjnie na zabytkowe mury. Zmianie ulegają ich właściwości fizyko-chemiczne, obniża się trwałość konstrukcji.

Nie ma jednej przyczyny zawilgocenia murów obiektów zabytkowych. Może być ono skutkiem np.:

- zmiany hydrogeologicznych warunków zewnętrznych (podwyższenia się poziomu gruntu, zmiany w poziomie wód powierzchniowych itp.);
- niedostatecznej izolacji lub uszkodzenia bądź zużycia warstw izolacyjnych, co sprzyja zawilgoceniu wskutek kapilarnego podciągania wilgoci;
- kondensacji pary wodnej na wbudowanych w mury elementach instalacji c.o. lub wod.-kan.;
- zaniedbań i błędów popełnionych przy remontach (wadliwie wykonane izolacje, pokrycia dachowe, odwodnienie, drenaż itp.)



Podatność murów na zawilgocenie zależy od czynników zewnętrznych, ale też m.in. od technologii murowania i zastosowanych materiałów budowlanych oraz odpowiedniego dla danego przypadku doboru środków i metod konserwacyjnych. Polskie obiekty zabytkowe w przeważającej części wzniesione są z kamienia i cegły o zróżnicowanych parametrach fizycznych; posadowione są na różnych gruntach, w różnorodny sposób w ciągu wieków zmieniało się ich otoczenie (prowadzona działalność budowlana powodowała zmianę pierwotnych stosunków wodnych, podnoszenie się poziomu gruntu itp.). Do ich renowacji stosowane były nierzadko nieodpowiednie spoiwa i zaprawy, co również skutkowało powstawaniem zacieków, uszkodzeniami a nawet zniszczeniem tynków, pojawianiem się wysoleń.

Zawilgocenia murów muszą być likwidowane, ponieważ nadmiar wody prowadzi do korozji biologicznej, a także obniżenia się wytrzymałości konstrukcyjnej materiałów oraz parametrów termoizolacyjnych ściany. Utrzymująca się przez długi czas nadmierna wilgoć w murze to także przyczyna pojawiania się niebezpiecznych tak dla budowli, jak i dla zdrowia, a czasami i życia ludzi grzybów i pleśni. Krystalizujące się w porach i naczyniach kapilarnych muru sole mineralne powodują destrukcję materiałów użytych do wzniesienia ścian – w skrajnych przypadkach przyczyniają się do rozpadu dużych fragmentów muru; standardem zaś są łuszczące się farby, odpadające tynki, białe wykwity. Są to zjawiska groźne nie tylko dla konstrukcji obiektów, ale także dla nierzadko bezcennych polichromii.

Bardzo ważne jest, by do każdego przypadku precyzyjnie i starannie dobrać optymalny zakres prac oraz metody osuszenia, izolacji i renowacji. Ich wybór powinien być poprzedzony serią specjalistycznych badań, których efektem musi być ustalenie przyczyny zawilgocenia oraz wskazanie niezbędnych prac i metod osuszenia, izolacji i renowacji.

Wybrane metody osuszania i izolacji murów

Metody osuszania podzielić można najogólniej na naturalne oraz sztuczne nieinwazyjne i inwazyjne. Metody naturalne są czasochłonne i sprawdzają się praktycznie wyłącznie w przypadku cienkich ścian. Znacznie korzystniejsze – ze względu na tempo osuszania oraz jego skuteczność – jest zastosowanie jednej z metod sztucznych. Jakiej – decyzję najlepiej pozostawić fachowcowi.

W zabytkowych budowlach, w których albo nie było nigdy izolacji, albo przestała być ona skuteczna, wilgoć może być podciągana do wysokości dwóch (a niekiedy nawet sześciu) metrów. Jeżeli na murach przyziemia pojawią się mokre plamy, wykwity solne, grzyb i pleśń, niezbędne jest nie tylko ich osuszenie, ale także odtworzenie (czy ułożenie nowej) izolacji pionowej (zazwyczaj po zewnętrznej stronie fundamentów), jak i poziomej, zlokalizowanej wewnątrz muru i połączonej z pionową. Więcej kłopotu sprawiają izolacje poziome.

W zależności od tego, z jakim rodzajem zawilgocenia murów mamy do czynienia, dobiera się odpowiednią metodę izolacji. Uszczelnianie może być:

- pionowe – stosowane są głównie impregnaty hydrofobowe, tynki renowacyjne, zaprawy uszczelniające, powłoki bitumiczne, folie izolacyjne itp.;
- poziome – realizowane jest przede wszystkim metodami mechanicznymi, iniekcji, elektroosmozy, promieniowania elektromagnetycznego.

Do grupy metod nieinwazyjnych zalicza się np. osuszanie gorącym powietrzem, absorpcyjne, kondensacyjne, mikrofalowe. Działają one w sposób podobny do osuszania naturalnego – przegroda wysycha dzięki podniesieniu temperatury wewnątrz pomieszczenia z jednoczesnym zapewnieniem odpowiedniej wentylacji. Niezbędne jest zagwarantowanie całkowitej szczelności osuszanych pomieszczeń, w przeciwnym bowiem razie zachodzi prawdopodobieństwo osuszania napływającego powietrza z zewnątrz, a tym samym wzrost zużycia energii, czyli kosztów. W zależności od wybranej metody, czas osuszania przegród trwa od kilku do kilkunastu tygodni.

W przypadku osuszania mikrofalowego, wiązkę fal elektromagnetycznych wprowadza się do muru przy pomocy promienników mikrofalowych, które są zakończone anteną. Mikrofale są silnie pochłaniane przez wodę i powodują, iż w szybko zmiennym polu elektromagnetycznym na skutek wewnętrznego tarcia rotujących cząstek wody, następuje szybki wzrost jej temperatury. Woda jest transportowana w kierunku powierzchni. Antena pozwala na równomierną emisję fal w podgrzewanym obszarze muru, a wytworzony gradient ciśnienia sprzyja usuwaniu wilgoci poza nagrzany obszar. Metoda ta charakteryzuje się dużą szybkością osuszania murów oraz penetracją przegrody na całej jej grubości. Metoda ta – poza osuszaniem – niszczy też występujące w murze grzyby i pleśnie.

Osuszanie absorpcyjne polega odbieraniu wody z zawilgoconych przegród przez wcześniej osuszone powietrze. Następnie wilgotne powietrze trafia do urządzenia (osuszacza) i przechodząc przez filtr kierowane jest na wolno obracający się rotor suszący (absorber), gdzie wilgoć zostaje zaadsorbowana przez związki siarkożelu, chlorek litu lub żel krzemionkowy. Osuszone powietrze ponownie trafia do pomieszczenia. Powietrze regeneracyjne po przejściu przez rotor podawane jest na podgrzewacz i powtórnie skierowane na rotor osuszający, gdzie następuje kondensacja wilgoci i odprowadzenie jej osobnym kanałem na zewnątrz osuszanego pomieszczenia. Proces ma charakter cykliczny.

Usuwanie wilgoci przy pomocy osuszaczy kondensacyjnych polega na obniżeniu poziomu wilgotności względnej powietrza w pomieszczeniu, w efekcie czego dochodzi do odparowania wilgoci znajdującej się w murze. Osuszacz kondensacyjny zasysa przy pomocy wentylatora wilgotne powietrze, które trafia do zimnej wężownicy parownika, gdzie następuje jego schłodzenie poniżej punktu rosy i wykroplenie pary wodnej na powierzchni chłodnicy. Zebrany w zbiorniku kondensat trafia za pomocą pompki wodnej do instalacji ściekowej, a osuszone powietrze – po przepłynięciu przez nagrzewnicę trafia do pomieszczenia ponownie, już suche i podgrzane. Cykl się powtarza. Wydajność urządzeń jest większa w wyższych temperaturach i przy wyższej wilgotności względnej powietrza w pomieszczeniu.

Metody elektrofizyczne

Polegają one na odwróceniu kierunku kapilarnego ruchu wilgoci przez fale elektromagnetyczne, czego efektem jest powstrzymanie podciągania kapilarnego wody. Sercem każdej z metod jest urządzenie, które wytwarza pole elektromagnetyczne. Może być ono zasilane prądem zmiennym 220V, 19V albo nie być niczym zasilane i czerpać energię z pola elektromagnetycznego ziemi. Długotrwałe działanie urządzeń ma powstrzymać podciąganie kapilarne i tym samym pełnić rolę izolacji poziomej.

Magnetokineza polega na wykorzystaniu jako źródła energii naturalnego pola magnetycznego ziemi. Stosowane w niej urządzenia nie są niczym zasilane. Fale o charakterze grawomagnetycznym emitowane są w sposób ciągły. Pole, o ściśle dobranej amplitudzie i częstotliwości, oddziałuje na swobodne jony, które znajdują się w kapilarach, i wymusza transport wilgoci do gruntu. Z muru usuwana jest też część soli – czyni to cofająca się woda. Mur osuszany jest do poziomu gruntu. Gdy ściany uzyskają naturalny stopień zawilgocenia tworzona jest izolacja pozioma, chroniąca obiekt przed ponownym zawilgoceniem wskutek podciągania wody z gruntu.
Techniki iniekcyjne

Należą do chętnie stosowanych sposobów renowacji starych murów wykonanych z materiałów o strukturze kapilarno-porowatej. Pozwalają wykonać poziome blokady hydrofobowe. Często niezbędne jest jednoczesne zabezpieczenie ścian tynkiem renowacyjnym lub wykonanie izolacji pionowej, by uniknąć degradacji ściany powyżej przepony. Najogólniej mówiąc, metody iniekcyjne polegają na wywierceniu w murze otworów, których układ, liczba i głębokość zależą od warunków wilgotnościowych ściany i chłonności muru, przez które wprowadzany jest do przegród środek iniekcyjny. W niejednorodny, z pustymi przestrzeniami, mur wtłacza się szlam wypełniający, dzięki czemu unika się niekontrolowanego i nadmiernego zużycia iniektu. Praktycznie każdy producent stosuje własny środek - np. koncentrat mikroemulsji silikonowej, silikaty, silany, siloksany, akrylany, żywice poliuretanowe, epoksydowe itp. Jego zadaniem jest hydrofobizacja kapilar albo ich zatykanie (zaciskanie). Iniekcja może być bezciśnieniowa lub wykonywana pod ciśnieniem (ta ostatnia powinna być stosowana, gdy mury są silnie zawilgocone - ciśnienie umożliwia wypełnienie emulsją trudnodostępnych porów). Gdy mur zostanie nasycony środkiem iniekcyjnym, należy wykonane wcześniej otwory zasklepić wchodzącą w skład systemu zaprawą.

Jedną z metod iniekcyjnych jest metoda iniekcji krystalicznej, pozwalająca na wytworzenie poziomej i pionowej blokady hydrofobowej. W tym przypadku wywiercone otwory najpierw się nawilża, a następnie wprowadza do nich grawitacyjnie środek iniekcyjny, składający się z cementu portlandzkiego, aktywatora krzemianowego i wody. Izolacje poziome przeciwwilgociowe mogą być też wykonane metodą iniekcji termicznej – otwory nawiercone w wilgotnym murze nasączane są, przy użyciu termopakerów, kompozytem wosków naftowych o właściwościach uszczelniających i hydrofobizujących. Rozwiązanie to zalecane jest zwłaszcza w murach bardzo zasolonych.

Osuszanie i iniekcja

Istotą tychże metod – termofalowej, termoiniekcji, termoiniekcji mikrofalowej itp. - jest dwustopniowy proces regeneracji murów. Pierwszy etap to osuszanie – do wywierconych w murze otworów wprowadza się urządzenia grzejne (w zależności od metody z nadmuchem lub bez) lub promienniki mikrofalowe, które nagrzewają mur i doprowadzają do zmniejszenia się jego wilgotności do poziomu 4-5%. Drugim etapem jest wytworzenie blokady hydrofobowej poprzez wprowadzenie do otworów płynów izolacyjnych metodą iniekcji. Metodą termoiniekcji można wykonać zarówno poziomą, jak i pionową blokadę hydrofobową. Pierwszą stosuje się w przypadku, gdy mur pozbawiony był poziomej izolacji przeciwwodnej, drugą (wykonywaną od wewnątrz pomieszczeń w ścianach, które stykają się z gruntem) – w tych przypadkach, gdy nie ma możliwości odkopania ścian na zewnątrz i położenia izolacji bitumicznej.

Tynki renowacyjne

Mury poddane zasoleniu naprawia się również poprzez wytworzenie blokad hydrofobowych za pomocą produktów tworzących specjalistyczne systemy osuszania. Na podłoże nanoszony jest środek impregnujący na bazie wodnej, który hamuje proces zasolenia i intensyfikuje proces parowania. Poprzez wykorzystanie środków powierzchniowo czynnych zmieniane jest napięcie powierzchniowe cieczy w kapilarach. Środek penetruje wilgotne i zasolone podłoże, odwracając zjawisko kapilarnego podciągania, czego efektem jest odsunięcie roztworu solnego w głąb muru. Składnikiem systemu jest też tynk na bazie krzemianów o strukturze mikroporowatej, przeznaczony do osuszania i rekonstrukcji zawilgoconych murów i wykonywania tynków ochronnych. Dzięki całkowitej zgodności z tradycyjnymi materiałami budowlanymi pozwala on na przywrócenie właściwego poziomu wilgotności i zdrowego stanu murów. Zastosowanie naturalnych mikrocząsteczek napowietrzających wpływa na higrometrię tynku – powstaje przepuszczalna struktura mikro-mezoporowa, zapewniająca powstanie dynamicznego obiegu dyfuzyjnego pary i stałego ciśnienia w celu szybkiej eliminacji wilgoci. Z kolei naturalna, paroprzepuszczalna gładź tynkowa o strukturze mikroporowatej przeznaczona jest do wygładzania tynków osuszających i zwykłych. Mikrocząsteczki, kruszywa krzemianowo-węglanowe i wyższa niż 20% zawartość powietrza zapewniają drożność porów powierzchni i stałe optymalne odparowywanie.

Wyróżniającą własnością tynków renowacyjnych jest zdolność do pochłaniania znajdującej się w murze wilgoci (oddają ją na zewnątrz w postaci pary wodnej). Charakteryzują się wysoką porowatością, hydrofobowością, niskim oporem dyfuzyjnym, odpowiednią nasiąkliwością. Są też odporne na zmienne warunki atmosferyczne, wytrzymałe na ściskanie i rozciąganie. Zasada ich działania polega na tym, woda zawierająca sole jest przejmowana przez tynk na głębokość kilku milimetrów i odparowuje w jego wnętrzu. Ponieważ przez tynk renowacyjny woda przechodzi w postaci pary wodnej, pozostaje on suchy, a skrystalizowana sól pozostaje w jego wnętrzu. Pozwala to na wyeliminowanie zjawiska pojawiania się wykwitów na powierzchni tynku.

Ich skuteczność zależy z jednej strony od prawidłowego przygotowania podłoża, z drugiej – zastosowania wszystkich preparatów wchodzących w skład systemu (nie wolno używać produktów różnych producentów).

Nie wolno też zapominać, że dokonując konserwacji przy użyciu systemów tynków renowacyjnych niezbędne jest jednoczesne wykonanie prawidłowej izolacji pionowej budowli oraz poziomej, która uniemożliwi kapilarne podciąganie wody.

Metody mechaniczne

Metodą mechaniczną jest przede wszystkim znane od dawna odcinkowe podcinanie murów piłami w celu założenia izolacji pionowych i poziomych. Odcinki mają długość 1-1,5 m. W szczelinie grubości ok. 1,5 cm, po jej przedmuchaniu sprężonym powietrzem, układana jest na zakład izolacja (dwie warstwy papy zgrzewalnej, twarde płyty polietylenowe, laminat epoksydowy lub polipropylenowy zbrojony włóknem szklanym). Następnie szczelinę się klinuje w miejscach łączeń materiału izolacyjnego i wypełnia przy pomocy pakerów zaprawą cementową, po czym kliny się usuwa. Jest to metoda pracochłonna i coraz rzadziej stosowana, ponieważ stwarza ryzyko osłabienia struktury murów.

Bezpieczna dla konstrukcji budynku i skutecznie zapobiegająca zawilgoceniu będącemu skutkiem kapilarnego podciągania wody z gruntu, ale ograniczona do obiektów z cegły, kamienia lub o budowie mieszanej posiadających ciągłe spoiny poziome, jest metoda wbijania chromowo-niklowej blachy falistej. Arkusze o gr. ok. 1,5 mm umieszczane są w spoinach na całej grubości muru. Nie ma potrzeby podcinania murów ani używania zaprawy cementowej. Bezpośrednie wciskanie płyt w spoinę bez wcześniejszego podcinania czy kucia eliminuje osiadanie lub pęknięcia muru. Po wprowadzeniu izolacji w miejscu jej osadzenia, należy wykonać izolację pionową specjalnym tynkiem izolacyjnym, aby zapobiec przedostawaniu się wilgoci poprzez tynk. Metoda ta może być stosowana też do izolacji pionowej – nie ma potrzeby odsłaniania ścian fundamentowych, prowadzenia wykopów. Jej zasięg to do 2,5 m w głąb gruntu.