Tencuieli performante pentru reabilitarea clădirilor istorice

Tencuieli performante pentru reabilitarea clădirilor istorice

Liantul de var este necesar pentru reînnoirea tencuielilor utilizate la clădirile istorice. Cu toate acestea, tencuielile de var se corodează mai ușor decât tencuielile cu amestecuri reactive hidraulice sau pozzolanice. Lianții mai adecvați și folosiți istoric sunt materialele pe bază de chit de var și amestecuri cu proprietăți pozzolanice. Pentru a determina care materiale sunt mai eficiente, la reabilitarea clădirilor istorice, o echipă de ingineri din Cehia au studiat diferite combinații și mostre.

Parametri analizați

În timpul cercetărilor, diferite cantități de ingrediente au fost utilizate ca materiale pozzolane în amestecurile de tencuială var-pozzolană. Acest material rezultat formează o structură solidă de compuși CSH și CAH, la început, iar mai târziu, carbonat de calciu.

Pentru o evaluare a performanței higrotermice a tencuielilor reînnoite în clădirile istorice reconstituite, este necesar să se determine, pe lângă proprietățile mecanice, și proprietățile de bază de transport și depozitare termică și igrică. În această lucrare, difuzivitatea umidității, permeabilitatea difuziei vaporilor de apă, conductivitatea termică și capacitatea specifică de căldură au fost principalii parametri analizați.

Rezistența la compresiune și rezistența la îndoire au fost de asemenea măsurate. Pe baza măsurătorilor efectuate, se evaluează adecvarea tencuielilor nou dezvoltate, pentru o aplicație în reconstrucția clădirilor istorice.

Structura tencuielilor

Compoziția tencuielilor exterioare și interioare este diferită. Privind înapoi, în trecut, se poate spune că tencuielile și mortarele au fost făcute până în secolul al XIX-lea din trei agenți de legare de bază: lut, var și gips. Abia în anii 1920, tencuiala de var a fost modificată de ciment Portland, sau cimentul a intrat în uz ca liant unic în stratul de suprafață al pereților de beton și piatră artificială.

Din anii 1950, tencuielile de ciment-var au fost tipul principal de tencuială aplicată în structurile comune. În diferite perioade, tencuielile au fost modificate prin diferite amestecuri pentru a-și îmbunătăți calitatea. Atât materialele anorganice, cât și cele organice au fost utilizate în acest scop.

Printre amestecurile anorganice, cele mai populare au fost atât materialele naturale, cât și cele tehnice cu caracter pozzolanic ca roci vulcanice, argile ceramice arse cu conținut ridicat de minerale de argilă, pulbere de cărămidă și diverse cenușă și cenușă.

Spectrul de amestecuri organice a fost mult mai larg, utilizându-se chiar diferite fructe, bere, sânge de animale, urină, lapte, brânză de vaci, diferite uleiuri, săpunuri și altele.

Proprietățile tencuielilor

Tencuielile pot fi caracterizate prin numeroase proprietăți, în funcție de liantul utilizat, de tipul și structura agregatului, de modul de aplicare, de modificări externe etc. proprietăți și impresie estetică. Compoziția și prelucrarea randamentelor de renovare produse în prezent provin într-adevăr din tehnologiile clasice, dar sunt diferite într-o anumită privință.

Tencuielile de renovare reprezintă un element eterogen care este pus în clădirea istorică existentă. Procesul de diversificare are loc tot timpul deoarece materialele trec printr-o durată de viață; ca material de reparație se presupune că se folosește același sau similar. Mortarele obișnuite pentru renovare se bazează pe amestecul de liant de var-ciment Portland și includ un amestec care generează pori în timpul fixării și întăririi tencuielii.

Liantele din tencuielile de renovare sunt rareori bazate pe var hidraulic cu un singur component. Pentru restaurare, este necesară îndepărtarea tencuielii originale de pe fațade și articulații. Acest proces nu este totuși adecvat din punctul de vedere al îngrijirii monumentelor istorice. Prin urmare, a fost un neajuns să se utilizeze acest tip de mortar pentru redarea istorică a clădirilor. Pentru cea mai mare parte a reînnoirii fațadelor istorice ale clădirilor se utilizează mortare pe bază de var sau de var hidraulic, fără un volum crescut artificial de pori.

Formarea porilor

Porii se formează în mod natural în timpul întăririi mortarului. Volumul porilor depinde de tipul de liant și de raportul apă/solid. De exemplu, Binda și colab. (2013) au discutat despre alegerea mortarului pentru reconstrucția Catedralei din Noto. Ei au recomandat un var hidraulic pentru mortar; dacă nu era disponibil un var hidraulic bun, utilizarea de var hidratat și pozzolana era acceptabilă.

Arioglu și Acun (2006) au prezentat o analiză a restaurării mortarelor și tencuielilor tradiționale de var. Diagrama lor de flux a arătat o metodă experimentală recomandată pentru procesul de proiectare a mortarelor și tencuielilor de reparație. Aceștia au recomandat aplicarea mortarelor de reparații gata de utilizare, contrar cerințelor și concluziilor eseului lui Michoinová (2016). Potrivit acesteia, mortarul trebuie preparat din chit de var și nisip la clădire și este necesar să se descarce liniile directoare de pregătire.

La rândul lor, Ashurst și Ashurst (2015) au găsit un mortar pe baza amestecului de var și ciment Portland (raport 1: 1 sau 2: 1), acceptabil ca mortar de reparație pentru conservarea clădirilor. Mulți cercetători au fost activi în proiectarea mortarelor și tencuielilor pe bază de var hidratat și pozzolana, în special metakaolin (Rojas și Cabrera 2012, Cabrera și Rojas 2011, Vejmelková și colab. 2019b). În această lucrare, însă, s-au studiat adăugarea pozzolanică la tencuielile de var și proprietățile fizice, mecanice, igrice și termice de bază.

Proprietăți fizice de bază

Printre proprietățile de bază, densitatea în vrac, densitatea matricei și porozitatea deschisă au fost măsurate folosind metoda de saturație a vidului de apă (Roels și colab. 2004). Fiecare probă a fost uscată într-un uscător, pentru a îndepărta majoritatea apei legate fizic. După aceea, probele au fost introduse în desicator cu apă dezaspirată. Timp de trei ore, aerul a fost evacuat cu o pompă de vid de la desicator. Specimenul a fost apoi ținut sub apă nu mai puțin de 24 de ore.

Proprietăți mecanice

Măsurarea rezistenței la încovoiere a fost efectuată pe cinci prisme de 40 × 40 × 160 mm. Fiecare specimen a fost poziționat în așa fel încât părțile laterale care erau orizontale în timpul pregătirii să fie în poziție verticală în timpul testului. Experimentul a fost realizat ca un test comun de îndoire în trei puncte utilizând dispozitivul WPM 50 kN. Distanța cilindrilor de susținere a fost de 100 mm.

Rezistența la îndoire a fost calculată conform procedurii standard de evaluare. Rezistența la compresiune a fost determinată pe jumătățile probelor rămase după testele de îndoire. Eșantioanele au fost așezate între cele două plăci ale dispozitivului de testare în așa fel încât laturile lor laterale adiacente în timpul pregătirii pe laturile verticale ale matrițelor să fie în contact cu plăcile.

În acest fel, imprecizia geometriei de pe partea superioară tăiată nu a afectat negativ experimentul. Rezistența la compresiune a fost calculată ca raportul dintre forța finală și aria de încărcare.

Proprietăți de transport al vaporilor de apă

Metoda cupei umede și metoda cupei uscate au fost utilizate în măsurarea parametrilor de transport al vaporilor de apă (Roels și colab. 2004). În metoda cupei uscate, cupa sigilată conținând silicagel a fost plasată într-o cameră climatică controlată cu 97% umiditate relativă, fiind cântărită periodic. Pentru metoda cupei umede, cupa sigilată care conține apă a fost plasată într-un mediu cu umiditate relativă de 25%. Măsurătorile s-au făcut la 25 C într-o perioadă de două săptămâni. Valorile la starea de echilibru a câștigului sau pierderii de masă, determinate prin regresie liniară pentru ultimele cinci citiri, au fost utilizate pentru determinarea proprietăților de transport al vaporilor de apă.

Proprietăți de transport al apei

Sorptivitatea apei a fost măsurată utilizând o configurație experimentală standard (Vejmelková și colab. 2019a). Specimenul a fost izolat împotriva apei și vaporilor pe patru laturi laterale, iar fața a fost scufundată 1-2 mm în apă. Nivelul constant al apei în rezervor a fost atins de o sticlă Mariotte cu două tuburi capilare. Unul dintre ele, cu diametrul interior de 2 mm, a fost ascuns sub nivelul apei, al doilea, cu diametrul interior de 5 mm, era deasupra nivelului apei. Echilibrul automat a permis înregistrarea creșterii masei.

Proprietăți termice

Conductivitatea termică și capacitatea de căldură volumetrică au fost măsurate folosind dispozitivul comercial ISOMET 2104 (Applied Precision, Ltd.). ISOMET 2104 este echipat cu diferite tipuri de sonde opționale, sondele cu ac sunt pentru materiale poroase, fibroase sau moi, iar sondele de suprafață sunt potrivite pentru materiale dure. Măsurarea se bazează pe analiza răspunsului la temperatură al materialului analizat la impulsurile fluxului de căldură. Debitul de căldură este indus de încălzirea electrică folosind un încălzitor cu rezistență care are un contact termic direct cu suprafața probei. În lucrările experimentale au fost utilizate 3 eșantioane cubice de 70 × 70 × 70 mm.

Rezultate

Proprietăți fizice de bază arată că tencuielile de var cu metashale au obținut valori relativ similare ale tuturor proprietăților fizice de bază măsurate. Tencuiala de var pur fără amestec de pozzolana (S29), a obținut o valoare a porozității deschise ușor mai mare decât materialele cu metashale. Tencuiala de referință S29 a atins, de asemenea, cele mai mari valori ale densității volumice și a densității matricei, ceea ce indică o structură poroasă diferită în comparație cu celelalte tencuieli.

Proprietăți mecanice prezintă datele eșantioanelor din șase tencuieli studiate. Adăugarea unei cantități mai mari de metashale la var, la producerea tencuielilor de renovare, a îmbunătățit remarcabil rezistența la compresiune care a crescut de până la 14 ori (S33), comparativ cu tencuiala de var de referință S29. Cea mai mare valoare a rezistenței la compresiune a atins tencuielile cu 52% (S33) și 68% (S34) metashale. Cea mai mică valoare a rezistenței la compresiune a obținut tencuiala de var pur S29.

Rezistența la îndoire a prezentat tendințe similare rezistenței la compresiune. Toate materialele studiate au avut o rezistență la îndoire mai mare decât tencuiala de var de referință S29. Cea mai mare valoare a realizat tencuieli cu o cantitate mai mare de metashale S33 și S34.

Proprietăți de transport al vaporilor de apă

Datele măsurate au relevat informații de bază conform cărora valorile coeficientului de difuzie a vaporilor de apă care corespund valorilor mai mici ale umidității relative (5/25%), au fost întotdeauna mai mici pentru valori mai ridicate ale umidității relative (97/25%). Acest lucru este legat de transportul parțial al apei condensate capilare în aranjamentul cupei umede (Černý și Rovnaníková 2012).

După cum rezultă din rezultatele experimentale, odată cu scăderea porozității deschise și creșterea cantității de pozzolana, capacitatea de transport a vaporilor de apă a scăzut.

Cea mai mică valoare a coeficientului de difuzie a vaporilor de apă a prezentat tencuiala de var pur S29 (acest lucru este în conformitate cu porozitatea deschisă dată). Cele mai mari valori ale coeficientului de difuzie a vaporilor de apă au atins tencuieli cu o cantitate mai mare de amestec pozzolanic S33 și S34.

Proprietăți de transport pe apă

Rezultatele măsurătorilor de sorptivitate în apă arată că putem vedea că creșterea porozității deschise și scăderea masei de amestecuri pozzolanice au crescut capacitatea de transport pe apă, ceea ce era de așteptat (cu excepția S31). Cea mai mare capacitate de transport pe apă a atins tencuiala de var pur S29. Scăderea parametrilor de transport a apei lichide este avantajoasă pentru tencuielile exterioare, deoarece reduce penetrarea apei într-o structură.

Proprietăți termice

Datele arată creșterea remarcabilă a conductivității termice, odată cu creșterea conținutului de umiditate. Valorile în stare umedă au fost de 2-3 ori mai mari decât valorile în stare uscată. Cea mai mare valoare a conductivității termice a atins tencuiala de var pur S29. Diferențele de valori ale conductivității termice pentru tencuiala de var pur și tencuielile cu pozzolana au fost de aproximativ 10-25%, adică semnificativ mai mari decât diferențele corespunzătoare de porozitate deschisă. Acest lucru poate fi explicat prin topologia diferită a tencuielilor de var pur și a tencuielilor cu metashale. Valorile capacității de căldură volumetrice au crescut odată cu creșterea umidității, care a corespuns cu capacitatea de căldură specifică mai mare a apei.

(Cf. ”Material properties of plasters for façade renovation oh historical buildings”, realizat de Eva Vejmelková, Martin Keppert, Radek Sovják, Petr Konvalinka, Robert Černý, de la Universitatea de Construcții din Praga).

infoconstruct