Atlas pod tytułem Metody badań murów i tynków składa się z dwunastu rozdziałów. Każdy z rozdziałów posiada opis i odtwarzacz audio umożliwiający odsłuchanie opisu.

Podział metod badań zawilgocenia murów i tynków

Podział metod badań zawilgocenia murów i tynków:
- metody chemiczne (wskaźnikowa, karbidowa),
- metody fizyczne (elektrooporowa, dielektryczna, mikrofalowa),
- metody jądrowe (neutronowa, metoda prześwietlania promieniowaniem γ).

Renowacja obiektów zabytkowych jest niezwykle odpowiedzialnym zadaniem, gdyż, oprócz poprawy stanu technicznego i wizualnego budynku oraz powstrzymania jego degradacji, ma również na celu zachowanie dla następnych pokoleń jak najbardziej wiernego, pełnego charakteru budynku.

Zadania te wypełnia technik renowacji elementów architektury, wykonuje prace montażowe, remontowe i renowacyjne elementów architektonicznych, tynków, polichromii, okładzin kamiennych oraz ceramicznych, wykonuje prace remontowo‑budowlane i renowacyjne konstrukcji, budynków i zabytków architektury, projektuje. Technik renowacji elementów architektury może znaleźć zatrudnienie w zakładach pracy lub własnych firmach zajmujących się renowacją zabytków oraz w instytucjach zajmujących się ochroną zabytków kultury, muzeach, kompleksach pałacowo‑zamkowych, terenowych organach administracji państwowej w zakresie ochrony zabytków. Ze względu na różnorodność stanowisk pracy i środowisko, w którym wykonuje zadania zawodowe, praca w tym zawodzie wykonywana jest we wnętrzach budynków i na zewnątrz, w różnych warunkach atmosferycznych. Praca w zawodzie Technik renowacji elementów architektury wykonywana jest przeważnie w zespole. Ważna jest umiejętność nawiązywania kontaktów i bezkonfliktowe rozwiązywanie problemów.

Na terenie budowy w czasie wykonywania zadań zawodowych mogą wystąpić zagrożenia związane z pracami na rusztowaniach, w wykopach i podczas obsługi urządzeń i maszyn budowlanych. Technik renowacji elementów architektury powinien charakteryzować się: umiejętnościami plastycznymi, dokładnością, cierpliwością i dobrą pamięcią, sprawnością manualną, dobrym wzrokiem, brakiem lęku wysokości oraz klaustrofobii.

Co ważne, aby renowacja murów była przeprowadzona prawidłowo, niezbędne jest wykonanie badań dotyczących poziomu ich zawilgocenia i nasycenia solami. Określenia poziomu zawilgocenia murów dokonuje się zazwyczaj przy użyciu miernika elektronicznego, wykonując pomiary na kilku wysokościach i na tej podstawie podając wartości wilgotności masowej zgodnie z normą PN‑EN ISO 12570. Aby ustalić poziom obciążenia murów szkodliwymi solami, zwykle pobiera się próbki materiału budulcowego, czyli np. cegły, zaprawy oraz tynku, analizując koncentrację chlorków, siarczanów i azotanów zgodnie z wytycznymi instrukcji WTA 2‑9-04/D. W dalszej części pokazane zostaną szczegółowe metody badań zawilgocenia i zasolenia materiałów budulcowych.

Metody badań zawilgocenia murów i tynków

Badania wilgotności murów przeprowadza się, stosując trzy podstawowe grupy metod: chemiczne, fizyczne i jądrowe.

Chemiczne metody badań zawilgocenia murów i tynków

Chemiczne metody badań zawilgocenia murów i tynków to metody wykorzystujące przy pomiarze wilgotności reakcje między pierwiastkami i związkami chemicznymi.

Do metod chemicznych należą: metoda wskaźnikowa oraz metoda karbidowa (nazywana inaczej CM).

Metoda wskaźnikowa polega na obserwacji zmiany zabarwienia papierka wskaźnikowego pod wpływem zawilgocenia materiału (np. cegły lub zaprawy). Metoda karbidowa z kolei polega na pomiarze ciśnienia acetylenu C2H2 powstałego w wyniku reakcji karbidu CaC2 z wodą znajdującą się w materiale (np. cegle lub zaprawie) w pojemniku hermetycznym.

Fizyczne metody badań zawilgocenia murów i tynków

Fizyczne metody badań zawilgocenia murów i tynków to metody wykorzystujące przy pomiarze wilgotności oddziaływanie fal (elektrycznych i mikrofal).

Do metod fizycznych należą: metoda elektrooporowa, metoda dielektryczna oraz metoda mikrofalowa.

Metoda elektrooporowa polega na obserwacji zmiany oporu elektrycznego materiału (np. cegły lub zaprawy) w wyniku zmiany jego zawilgocenia.

Metoda dielektryczna polega na obserwacji zmiany stałej dielektrycznej materiału (np. cegły lub zaprawy) w wyniku zmiany jego zawilgocenia.

Metoda mikrofalowa polega na określeniu stopnia stłumienia mikrofal przechodzących przez materiał (np. cegłę lub zaprawę) w stosunku do jego zwilgocenia.

Jądrowe metody badań zawilgocenia murów i tynków

Jądrowe metody badań zawilgocenia murów i tynków to metody wykorzystujące przy pomiarze wilgotności cząstki subatomowe i radiację.

Do metod jądrowych należą: metoda neutronowa oraz metoda prześwietlania promieniowaniem γ.

Metoda neutronowa polega na określeniu liczby neutronów spowolnionych w wyniku zderzeń z atomami wodoru w zawilgoconym materiale (np. cegle lub zaprawie).

Metoda prześwietlania promieniowaniem γ polega na obserwacji zmiany natężenia promieniowania γ po przejściu przez zawilgocony materiał (np. cegłę lub zaprawę).

W praktyce zwykle stosowane są metody: CM, elektrooporowa i dielektryczna. Rzadziej stosuje się do badań in situ metodę mikrofalową i neutronową.

Zadania zawodowe związane z metodami badań zawilgocenia murów i tynków

Na podstawie stwierdzonych uszkodzeń obiektu mogących mieć związek z oddziaływaniem wód gruntowych i opadowych (uszkodzenia wewnętrznych i zewnętrznych warstw wykończeniowych w postaci złuszczeń, spękań, spęcherzeń, odspojeń, przebarwień oraz porażenia przez czynniki biologiczne) dokonuje się wyboru miejsc pobrania próbek muru do analizy wilgotnościowej i analizy zawartości soli.

Celem badań wybranych miejsc jest uzyskanie pewnej informacji co do stopnia zawilgocenia ścian zewnętrznych w głębszych partiach muru, a następnie – interpretacja wyników.

Ze ścian należy pobrać odpowiednią liczbę próbek do badań wilgotnościowych. Próbki pobiera się z głębokości ok. 1/3 grubości muru jako głębokości miarodajnej. Zwiercina cegły uzyskiwana być musi przy zastosowaniu niskoobrotowej wiertarki z wiertłem średnicy 14 mm, a bezpośrednio po wydobyciu z muru pakowana podwójnie w worki foliowe z zatrzaskiem. Każdorazowo pobiera się ok. 50‑80 g materiału do badań. W celu uzyskania profilu zawilgocenia przegród, próbki.

Wykonanie badania stopnia zawilgocenia zaleca się metodą suszarkowo‑wagową przy stosowanych normowo parametrach: temperatura suszenia próbki 105 stopni C, masa próbki każdorazowo powyżej 15 g, najczęściej ok. 25‑30 g. Czas suszenia do stałej masy to maksymalnie 15 min. W procedurach obliczeniowych należy uwzględnić wilgotność masową (w %), masę próbki pobranej oraz masę próbki wysuszonej do stałej masy.

Zasolenie murów i tynków

Sole mogą stanowić naturalny składnik materiałów użytych do wzniesienia muru lub też wniknąć do ściany wraz z wilgocią (w postaci roztworu wodnego) ze środowiska zewnętrznego. Najbardziej destrukcyjne, a tym samym niebezpieczne dla struktury ścian, są trzy grupy soli: chlorki, azotany oraz siarczany.

Obecność chlorków w środowisku zewnętrznym, a co za tym idzie również w strukturze muru, związana jest najczęściej ze środkami stosowanymi w okresie zimowym do odladzania jezdni oraz chodników.

Azotany stanowią produkt utleniania związków organicznych lub pochodzą z nawozów.

Również siarczany mogą pochodzić z nawozów, choć zazwyczaj ich obecność związana jest z zanieczyszczeniem powietrza dwutlenkiem siarki (kwaśne deszcze).

Wszystkie wymienione powyżej związki chemiczne występują również w wodach gruntowych.

Metody badań zasolenia murów i tynków

W celu sprawdzenia rodzaju i stężenia soli występujących w murach przeprowadza się odpowiednie badania. W pierwszej kolejności wykonuje się, przy zastosowaniu odpowiednich odczynników chemicznych, analizę jakościową pozwalającą na stwierdzenie o becności w poszczególnych próbkach: chlorków, siarczanów, azotanów i azotynów. Następnie dokonuje się oceny stopnia szkodliwości soli na podstawie ilości soli zawartych w próbkach, najczęściej na podstawie zaleceń opracowanych przez WTA w Niemczech.

Rozmieszczenie soli na wysokości muru uzależnione jest od ich składu chemicznego. Na poziomie gruntu gromadzą się zazwyczaj siarczan wapnia (gips) oraz sole węglanowe. Na wysokości do 0,5 m obserwuje się obecność siarczanów magnezu i sodu oraz azotanu potasu. Powyżej tej wysokości gromadzą się natomiast związki chloru oraz azotany.

Szkodliwe sole, szczególnie azotany, wykazują silne właściwości higroskopijne, co przekłada się na wzmożoną chłonność wody zawartej w powietrzu, a tym samym na powstawanie kolejnej drogi dostawania się wilgoci do struktury muru. Wysokość elewacji, na której dochodzi do uszkodzeń w wyniku działania szkodliwych soli budowlanych, z reguły nie przekracza 0,5 m.

Zadania zawodowe związane z metodami badań zasolenia murów i tynków

Aby zbadać mury pod kątem obecności w ich strukturze soli, należy pobrać do badań próbki materiału konstrukcyjnego, np. cegły, i zaprawy, a następnie rozetrzeć na drobną mączkę w moździerzu. W celu przygotowania roztworu podstawowego należy 5 g roztartego materiału umieścić w zlewce i dolać do niej 50 ml wody destylowanej. Po wymieszaniu i odczekaniu do chwili osadzenia się stałego materiału roztwór trzeba przefiltrować przez lejek z sączkiem. Uzyskany w ten sposób klarowny roztwór stanowi roztwór podstawowy pobierany w liczbie ok. 5 g do kolejnych oznaczeń. Wykonana na tej podstawie przy zastosowaniu odpowiednich odczynników chemicznych analiza jakościowa pozwala na stwierdzenie obecności w poszczególnych próbkach chlorków, siarczanów i azotanów.

Ocena stopnia szkodliwości na podstawie ilości soli w próbkach

Przyjmując dla każdego rodzaju soli wartości graniczne ich stężenia w kontekście jego szkodliwości dla budowli, na podstawie opisanych przed chwilą badań można każdorazowo określić, czy zasolenie muru jest niebezpieczne dla konstrukcji bądź estetyki budynku. Za graniczne stężenia poszczególnych soli przyjmuje się w Polsce: stężenia chlorków na poziomie 0,15%, stężenia siarczanów na poziomie 0,5%, stężenia azotanów i azotynów na poziomie 0,15%.

Obsługa i zastosowania sprzętu wykorzystywanego do realizacji zadań zawodowych na przykładzie miernika elektrycznego i wilgotnościomierza

Badanie zawilgocenia i zasolenia murów wymaga od technika renowacji elementów architektury umiejętności sprawnego i bezpiecznego posługiwania się szeregiem narzędzi, od najprostszych (młotek, dłuto), poprzez elektryczne (wiertarka, wagosuszarka), aż po chemiczne (odczynniki i wskaźniki), a nawet – atomowe (radiacja).

Jednym z najpopularniejszych urządzeń jest wilgotnościomierz (higrometr) elektroniczny. Wilgotnościomierz budowlany jest podstawowym przyrządem stosowanym w wielu gałęziach przemysłu do wykrywania zawartości wilgoci w materiałach. Rzeczoznawcy i inspektorzy budowlani wykorzystują wilgotnościomierze do identyfikacji potencjalnych problemów i uszkodzeń konstrukcji wynikających z gromadzenia się wilgoci.

Skala pomiarowa wilgotnościomierzy może wyglądać różnie, ale wszystkie wskazują wilgotność materiału w procentach (%MC – moisture content). Podczas gdy niektóre wilgotnościomierze oferują skalę analogową, inne odczytują %MC cyfrowo.

Istnieją dwa popularne typy wilgotnościomierzy stosowanych do kontroli materiałów budowlanych: igłowe i bezigłowe. Obydwa mają specjalne przeznaczenie i są używane w zależności od zastosowania i wymagań użytkownika co do określania %MC w materiałach. W wypadku badania wilgotności muru najlepiej sprawdzi się wilgotnościomierz bezigłowy. Nieinwazyjne wilgotnościomierze bezigłowe działają na zasadzie impedancji elektrycznej. Zapewniają nieniszczący pomiar wilgotności muru. Wskaźniki na tych miernikach są podobne do tych stosowanych w miernikach igłowych. Mierniki takie mogą dokonywać pomiaru typowo do głębokości 2 cm lub 2,5 cm w podłożu. Są one przydatne do wykrywania problematycznego gromadzenia się wilgoci, gdy nie ma jeszcze żadnych widocznych gołym okiem jej śladów.

Wilgotnościomierze bezigłowe są powszechnie stosowane do określania wilgotności w skali względnej od 0 do 100.

Zasady BHP przy realizacji zadań zawodowych związanych z badaniem zawilgocenia i zasolenia muru

Ze względu na specyfikę pracy, technik renowacji elementów architektury musi zwracać uwagę na zasady BHP w zakresie: obsługi narzędzi, sprzętu i urządzeń do oczyszczenia i mechanicznego przygotowania powierzchni; wykorzystywania w pracy metod mechanicznych, fizycznych i chemicznych; eksploatacji rusztowań. Szczególną uwagę należy zwrócić na pracę z elementami niebezpiecznymi: odczynnikami chemicznymi, substancjami łatwopalnymi i maszynami elektrycznymi.