Vlaga u građevinarstvu predstavlja ozbiljan problem, posebno kod zidova od opeke, gdje može poprimiti različite oblike, uključujući kapilarnu vlagu, kondenzacijsku vlagu i higroskopnu vlagu, te vlagu koja bočno prodire kroz zidove izvana uslijed oborina, neadekvatne hidroizolacije ili visoke razine podzemne vode.
Kapilarna vlaga nastaje kada voda iz tla prodire kroz kapilare u građevinskim materijalima, poput opeke, i postupno se penje unutar zidova. Kondenzacijska vlaga javlja se uslijed temperaturnih razlika, kada se zrak bogat vlagom hladi i taloži na hladnim površinama, dok higroskopna vlaga proizlazi iz upijanja vlage iz zraka zbog prisutnosti soli u materijalu.
Osim očitih estetskih i strukturnih oštećenja, svi oblici vlage mogu dovesti do propadanja građevinskih materijala, pojave plijesni i smanjenja energetske učinkovitosti objekta. Posebno je problematično što prodirujuća i kapilarna vlaga često nose sa sobom otopljene soli, koje se kristaliziraju unutar zidova i dodatno narušavaju njihovu stabilnost te degradiraju hidroizolacijske materijale.
1. Posljedice neadekvatne hidroizolacije i efekat podizanja kapilarne vlage
Nepravilno izvedena hidroizolacija zidova od opeke može dovesti do efekta zarobljavanja vlage unutar strukture. Ako hidroizolacijski materijali potpuno onemogućuju “disanje” zida, voda se kapilarno podiže iz temelja kroz zidove, uzrokujući značajna strukturna i estetska oštećenja.
Posebno izražen problem javlja se u podrumima, gdje vlaga koja ne može ispariti kroz zidove ima tendenciju da se penje prema višim katovima, uzrokujući:
- Propadanje završnih obloga
- Pojavu tamnih mrlja od vlage
- Odvajanje boja i žbuka
- Neugodne mirise
Ovaj proces je poznat kao “efekt uspinjanja kapilarne vlage”. Studija “Rising damp in masonry walls and the importance of mortar properties” objavljena u časopisu Construction and Building Materials naglašava kako pogrešno primijenjeni hidroizolacijski slojevi mogu blokirati prirodnu migraciju vlage i time pogoršati problem kapilarne vlage u zgradama. Autori istraživanja navode da: “Nepravilna hidroizolacija može uzrokovati akumulaciju vlage unutar zidova, što dovodi do povećanja visine kapilarne vlage i ubrzane degradacije materijala.”
Zbog ovih faktora, prilikom hidroizolacije zidova od opeke potrebno je koristiti materijale koji omogućuju zidovima da dišu, čime se smanjuje rizik od podizanja kapilarne vlage i strukturnih oštećenja. U protivnom, zgrade mogu pretrpjeti dugoročne posljedice, uključujući pogoršanje stanja materijala i povećane troškove sanacije.
2. Utjecaj agresivnih soli na hidroizolacijske materijale
Prisutnost agresivnih soli u zidovima od opeke može s vremenom dovesti do degradacije različitih hidroizolacijskih materijala. Ovaj proces je kemijske prirode.
Kemijski gledano, kratki lanci molekula (soli) mogu napadati i razgrađivati duže molekularne lance prisutne u hidroizolacijskim materijalima poput bitumenskih premaza, plastičnih folija i smolom vezanih izolacijskih sustava. Kao rezultat, ti materijali s vremenom propadaju, gubeći svoju zaštitnu funkciju.
Primjer takvog mehanizma je ionska disocijacija, gdje se ioni iz soli vežu na određene skupine unutar polimera, destabilizirajući njegove veze i olakšavajući razgradnju. Ovaj proces je posebno značajan u hidrolizi, gdje voda i ioni zajedno djeluju na razgradnju polimernih lanaca.
Također, solvoliza je proces u kojem otapalo, često u prisutnosti soli, reagira s polimerom, dovodeći do njegovog cijepanja. U ovom slučaju, kratki molekularni lanci soli mogu djelovati kao katalizatori ili reaktanti koji potiču razgradnju polimera.
Kada su dakle navedene vrste hidroizolacijskih materijala izloženi agresivnim solima, poput sulfata i klorida, dolazi do kemijskih reakcija koje mogu razgraditi ove duge molekularne lance. Sol djeluje kao katalizator u oksidacijskim procesima, što rezultira lomljenjem molekularnih veza unutar bitumena ili polimera. Ovaj proces smanjuje elastičnost i koheziju materijala, čineći ih krhkima i sklonima pucanju.
Studija “Salts in Masonry: An Overview of the Problem” ističe probleme kristalizacije soli unutar pora građevinskih materijala: “Rast kristala soli u porama stvara naprezanja koja premašuju čvrstoću materijala, što dovodi do njegovog propadanja.”
Također, studija objavljena u časopisu Construction and Building Materials istražuje utjecaj soli na polimerne membrane i zaključuje da “izloženost kloridnim ionima ubrzava oksidaciju polimernih lanaca, što dovodi do smanjenja mehaničkih svojstava materijala”.
Članak “Salt attack and rising damp” objavljen od strane Heritage Council of NSW, objašnjava kako topljive soli koje prodiru u pore građevinskih materijala, tijekom kristalizacije stvaraju pritisak koji uzrokuje pucanje i ljuštenje površine hidroizolacijskog materijala, što s vremenom narušava učinkovitost hidroizolacijskih materijala. U tekstu se navodi: “Topljive soli koje ulaze u pore građevinskih materijala stvaraju pritisak prilikom kristalizacije, što dovodi do pucanja i ljuštenja površine.”
U “Tehničkoj enciklopediji” dostupnoj na stranicama Leksikografskog zavoda Miroslav Krleža, detaljno su opisani polimerni materijali, njihova svojstva i reakcije na različite kemijske utjecaje. Ova enciklopedija pruža uvid u to kako različiti kemijski agensi, uključujući soli, mogu utjecati na stabilnost i trajnost polimernih materijala.
Bitumen je posebno osjetljiv na djelovanje soli. U prisutnosti vlage, soli poput natrijevog klorida ili magnezijevog sulfata mogu prodrijeti u bitumenski sloj, uzrokujući njegovo bubrenje i stvaranje mikropukotina. S vremenom, ove pukotine se šire, omogućujući daljnji prodor vode i soli, što dodatno ubrzava degradaciju materijala.
Prema istraživanju predstavljenom na 15. Međunarodnoj konferenciji o trajnosti građevinskih materijala i komponenti (International Conference on Durability of Building Materials and Components) održanoj od 20. do 23. listopada 2020. godine na Tehničkom sveučilištu Katalonije (UPC) u Barceloni, Španjolska, predstavljeno je istraživanje koje ukazuje da “bitumenski premazi izloženi solima pokazuju značajno smanjenje vodootpornosti i povećanu sklonost pucanju”.
Važno je dakle naglasiti da su polimerni materijali, poput bitumenskih premaza, plastičnih folija i smolom vezanih izolacijskih sustava, osjetljivi na kemijsku degradaciju pod utjecajem agresivnih soli. Ove soli mogu prodrijeti u strukturu polimera, uzrokujući razgradnju molekularnih lanaca, što dovodi do gubitka mehaničkih svojstava i funkcionalnosti materijala i učinkovitost zaštitnih sustava u građevinarstvu.
Primjeri
Razgradnja polivinil-klorida (PVC) pod utjecajem natrijevog klorida i vlage
PVC je čest materijal u hidroizolacijskim folijama. U prisutnosti soli, posebice NaCl, i vlage, dolazi do postupne hidrolize, što slabi njegovu strukturu:
(C2H3Cl)n + H2O + NaCl → (C2H3OH)n + HCl
Rezultat: Nastaje klorovodična kiselina (HCl), koja dodatno ubrzava degradaciju PVC-a i mijenja njegovu molekularnu strukturu.
Reakcija bitumenskih premaza s natrijevim sulfatom u prisutnosti kisika
Bitumen je složena smjesa ugljikovodika. U prisutnosti soli poput Na₂SO₄ i kisika, dolazi do oksidacije njegovih dugolančanih molekula:
CnH2n + Na2SO4 + O2 → CnH2n-2 + Na2SO3 + H2O
Rezultat: Nastaju kraći i oksidirani lanci, koji smanjuju elastičnost bitumena i dovode do pucanja premaza.
Degradacija epoksidnih smola pod utjecajem klorida
Epoksidne smole često se koriste u hidroizolacijskim sustavima. Kada su izložene kloridima (npr. CaCl₂, NaCl) u prisutnosti vode, dolazi do lančane reakcije koja razgrađuje epoksidnu mrežu:
(C2H4O)n + H2O + Cl– → (C2H4OH)n + Cl2
Rezultat: Strukturni raspad smole, smanjenje čvrstoće i gubitak hidroizolacijske funkcije.
3. Strukturna oštećenja uslijed neadekvatne hidroizolacije u podrumima
Podrumi su posebno osjetljivi na probleme s vlagom zbog svoje ukopane prirode i stalne izloženosti hidrostatskom tlaku. Primjena neadekvatnih hidroizolacijskih sustava koji potpuno sprječavaju ulazak vode, bez omogućavanja “disanja” zidova, može dovesti do nakupljanja vlage unutar strukture zida. Zidovi od opeke su porozni i dizajnirani su da omogućuju prolaz vlage; njihovo potpuno zatvaranje može rezultirati kondenzacijom unutar zida, što dodatno pogoršava problem.
Stručnjaci iz Heritage House u članku “Let That Brick Breathe!” ističu da moderni, nepropusni materijali mogu djelovati kao barijere koje zarobljavaju vlagu unutar zidova, što može dovesti do značajnog nakupljanja vlage i oštećenja strukture. U tekstu se navodi: “Moderni nepropusni materijali mogu djelovati kao barijere koje zadržavaju vlagu unutar zidova, što dovodi do značajnog nakupljanja vlage i strukturnih oštećenja.”
Nadalje, članak “Damage Mechanisms of Porous Materials due to In-Pore Salt Crystallization” istražuje kako kristalizacija soli unutar poroznih materijala (opeke) može dovesti do oštećenja, uključujući stvaranje unutarnjeg pritiska koji može uzrokovati pucanje i ljuštenje površine zida.
Dakle, zidovi od opeke, bez obzira na odabranu metodu hidroizolacije, moraju uvijek moći disati po cijelom presjeku zida, kako bi se spriječilo nakupljanje vlage unutar njihove strukture. Sva ostala rješenja, koja imaju drugačiji pristup, samo će pogoršati problem!
Jer, ako se zidovi nepropusno zatvore, vlaga ostaje zarobljena, što dovodi do razgradnje građevinskih materijala, pojave plijesni i strukturnih oštećenja, stvorit će se “efekt uspinjanja kapilarne vlage“, a sama hidroizolacija, kako je već opisano, vremenom propada.
Znači, prava rješenja hidroizolacije odnosno odvlaživanja zidova omogućuju zidovima da dišu, dok ih istovremeno štite od kapilarne vlage i učinka štetnih soli koje mogu kemijski degradirati hidroizolacijske materijale.
4. Rješenje: aerius FP310 i aerius FP340
U Starom Rimu, opeka je bila jedan od najvažnijih građevinskih materijala, a Rimljani su razvili napredne metode žbukanja kako bi zaštitili zidove od vlage i prodora vode. Koristili su hidrauličnu žbuku, obogaćenu pucolanskim pepelom, koja je pružala otpornost na vlagu i osiguravala dugotrajnost zidova, posebno u kupalištima, akvaduktima i podrumima.
Danas se aerius FP310 i aerius FP340 temelje na istim principima rimske tehnologije i imaju isti zaštitni učinak na zidove od opeke. Njihova aktivna svojstva odvlaživanja sprječavaju prodor vlage, dok istovremeno omogućuju zidovima da dišu, baš kao što je rimska žbuka nekada činila u najzahtjevnijim građevinskim uvjetima. Njihove prednosti uključuju:
- Paropropusnost: Omogućuju zidovima da “dišu”, smanjujući rizik od nakupljanja vlage.
- Otpornost na soli: Formulirani su da izdrže prisutnost agresivnih soli.
- Jednostavnu primjenu: Lako se nanose bez potrebe za velikim građevinskim zahvatima.
- Ekološku prihvatljivost: Ne sadrže štetne kemikalije.
Važno je napomenuti da sama paropropusnost žbuka nije dovoljna za rješavanje problema vlage u podrumima. Iako omogućuje disanje zidova od opeke, vlaga može uvijek iznova prodrijeti u strukturu. U takvim uvjetima često je prisutan i hidrostatski tlak, koji standardne paropropusne žbuke ne mogu dugoročno izdržati, što dovodi do ponovne pojave vlage i oštećenja zidova.
Žbuke za odvlaživanje aerius FP310 i aerius FP340 svojim karakteristikama aktivnog izvlačenja vlage, baziranim na rimskoj tehnologiji građenja, sprječavaju novi dotok vlage stvaranjem sinter barijere, čime soli, zarobljene u strukturi zidova, postaju i ostaju neaktivne. Time se ne samo sprječava daljnje pogoršanje stanja zidova, već se osigurava i dugotrajna zaštita objekta od vlage.
Posebno se u tome ističe aerius FP340, koji je dizajniran za ekstremne uvjete u podrumima i tunelima, gdje je prisutan visok hidrostatski tlak.
Zaključak
Pravilna hidroizolacija zidova od opeke ključna je za dugotrajnu zaštitu građevinskih objekata od kapilarne vlage i agresivnih soli. Neadekvatna hidroizolacija može dovesti do ozbiljnih strukturnih problema, dok pravilno odabrani materijali poput aerius FP340 i aerius 310 pružaju učinkovito i dugotrajno rješenje.
