Niniejszy artykuł ma na celu przedstawienie metod, materiałów i rozwiązań wykorzystywanych w pracach związanych w pracach związanych z usuwaniem i neutralizacją soli. Sole nierozpuszczalne i słabo rozpuszczalne w wodzie nie powodują większej degradacji. Jak wspomniano w poprzednim artykule warunkiem dystrybucji soli w murze jest jej przejście w roztwór i przemieszczenie się wewnątrz muru wraz z wodą. Oznacza to, że jakiekolwiek zabiegi związane z ochroną obiektów obciążonych szkodliwymi solami należy rozpocząć od odcięcia źródeł wilgoci. Po ograniczaniu możliwości transportu wilgoci i wyprowadzeniu wody z muru sole tracą w dużym stopniu swoje szkodliwe właściwości i pozostawienie ich w strukturze muru nie jest problemem. Ocięcie źródła zasolenia warunkuje zasadność wykonania prac związanych z odsalaniem i neutralizacją soli. W innym przypadku kolejne porcje roztworu wodnego soli podciągane kapilarnie będą nadal krystalizowały w porach i kapilarach. Pamiętać należy również, że skutki występowania soli jesteśmy w stanie tylko minimalizować. Dotychczas nie wdrożono żądnych rozwiązań pozwalających na wyeliminowanie szkodliwego działania soli. Problem ten jest o tyle istotny, że szkody związanie z korozyjnym działaniem soli powodują jedne z największych strat w strukturze murów z ceramiki.

Wybór metody ograniczania działania soli budowlanych

Wybór jednej z metod wymaga wcześniejszego określenia wielu parametrów dotyczących zarówno samego obiektu jak i soli obciążających jego elementy. Do najważniejszych zalicza się:

• Usytuowanie, kształt i wymiary obiektu.
• Rodzaj właściwości fizyko-chemiczne materiału zasolonego.
• Źródła i stopień zasolenia oraz zakres degradacji.
• Skład jakościowy i ilościowy soli oraz rozmieszczenie soli w strukturze materiału.
• Sposób wykończenia warstwy licowej muru.

W rozważaniach nad doborem metody musimy uwzględnić również charakter odsolonego obiektu. W przypadku, gdy mamy do czynienia z zabytkiem istnieje konieczność uwzględnienia wytycznych konserwatorskich związanych z samym obiektem. Dodatkowo muszą być wzięte pod uwagę również uwarunkowania konserwatorskie dotyczące prac związanych z neutralizacją i usuwaniem soli.

Uwarunkowania konserwatorskie:

• Wybór metody powinien umożliwić łatwe usunięcie soli z murów bez naruszenia autentycznego wyglądu i barwy zabytku.
• Zastosowana metoda nie powinna osłabiać właściwości mechanicznych materiału ani naruszać jego powierzchni ani warstw głębszych.
• Nie powinna wpływać negatywnie na stan zachowania w późniejszym okresie.
• Zastosowane substancje nie mogą być higroskopijne i nie mogą wytwarzać produktów ubocznych, rozpuszczalnych w wodzie, które mogłyby wpłynąć niszcząco na materiał.

Metody usuwania i neutralizacji soli w murach z materiałów ceramicznych:

• Metody odsalania.
• Metody unieruchomienia w obecnych w kamieniu soli rozpuszczalnych drogą chemiczną (przeprowadzenie soli w związki nierozpuszczalne lub trudno rozpuszczalne w wodzie).
• Metody unieruchomienia soli drogą stosowania barier przeciwwilgociowych.
• Metody chowania zasolenia.

Metody odsalania

Zabiegi odsalające klasyfikowane są w następujący sposób:

1. Odsalanie na drodze migracji rozszerzonego środowiska:
   1. Metody swobodnej migracji
   2. Metody wymuszonej migracji na drodze kapilarnej, pod ciśnieniem słupa wody, pod próżnią
2. Usuwanie soli na drodze dyfuzji za pomocą:
   1. Metody kąpieli statycznej
   2. Metody kąpieli dynamicznej
   3. Metody dyfuzji soli do kompresów
3. Odsalanie na drodze działania stałego pola elektrycznego:
   1. Metoda odsalania na drodze elektroosmotycznej
   2. Metoda elektrodializy membranowej

W rzeczywistości większość metod odsalania daje zadowalające efekty w przypadku elementów drobnowymiarowych: rzeźb, dekoracji. W przypadku murów metody te, są często zbyt kosztowne i pracochłonne. Stosowane są wtedy inne rozwiązania. Wyjątkiem są mury nietynkowane, gdzie warstwa licowa jest wykonana z materiału ceramicznego , a wytyczne konserwatorskie zakładają pozostawienie ich w stanie pierwotnych. Najlepsze efekty odsalania uzyskuje się wtedy dzięki metodom swobodnej migracji do rozszerzonego środowiska. Pod tą dość skomplikowaną nazwą kryje się stosowanie okładów odsalających.

Jest to metoda najpowszechniejszej stosowana w praktyce. Zasada działania tej metody jest prosta. Polega ona na tym, że rozpuszczane sole znajdujące się w strukturze kamienia wskutek swobodnej migracji roztworu przemieszczają się ku powierzchni i przechodzą do kładów gdzie odparowuje rozpuszczalnik, a sól stopniowo krystalizuje.

W procesie tym rozróżniamy kolejno następujące po sobie etapy:

• Nasycenie materiału wodą,
• Nakładanie mokrych kompresów,
• Stopniowe rozpuszczanie soli i powolny proces dyfuzji jonów do środowiska zewnętrznego,
• Krystalizacja wyprowadzonych soli w okładzie,
• Usunięcie okładu lub też powtórzenie cyklu.

Podstawowa zasada, jakiej należy przestrzegać przy odsalaniu tą metodą, wymaga, aby okład nie wysechł szybciej niż odsalany obiekt. Należy stworzyć warunki, które umożliwiałyby równomierne przemieszczanie się słupa roztworu w kapilarach materiału. Nałożony mokry okład wyschnie szybciej, gdy temperatura otoczenia będzie wysoka, powietrze suche, a pogoda wietrzna.

Do okładów odsalających używa się najczęściej następujących materiałów: waty, ligniny, ciętego włókna wiskozowego, pulpy papierowej, proszku celulozowego, substancji i minerałów ilastych, krzemionki koloidalnej, wapna, porowatych tynków wapiennych itp.

W przypadku murów najlepsze wyniki osiągane są przy okładach z minerałów ilastych, a przede wszystkich bentonitu. Bardzo istotna jest tu łatwość obróbki okładu oraz możliwość nakładania w grubszych warstwach (10-20mm). Okłady takie wysychają dość długo, co jest istotne przy odsalaniu materiałów. Kolejną zaletą jest łatwość usuwania z powierzchni. Wadą tego typu okładów jest dość znaczny skurcz i pękanie warstw w trakcie wysychania. Cecha ta jest minimalizowana dodatkiem włókien celulozowych (około 5%) lub piasku. Dodatki te jednocześnie w niewielkim zakresie regulują czas schnięcia okładów, włókna celulozowe przedłużają czas schnięcia, piasek szklarski go skraca.

Metody ograniczania procesu krystalizacji soli poprzez ich zamianę na związki nierozpuszczalne i trudno rozpuszczalne w wodzie

Gdy nie ma możliwości przeprowadzenia zabiegu odsalania lub też zakładane wyniki są niewystarczające, wówczas można zastosować substancje zmniejszające szkodliwe sole w związki nierozpuszczalne lub trudno rozpuszczalne w wodzie. Zabiegi tego typu mogą mieć charakter samodzielny lub też stanowić jeden z elementów systemów naprawczych.

Stosowanie substancji chemicznych, wymaga bardzo dokładniej analizy ilościowej, a przede wszystkim jakościowej soli zawartych w murze. Określenie jedynie grup soli okazuje się niewystarczającym, gdyż preparaty neutralizujące są przypisane określonym substancjom. Z tego też powodu badania zasolenia powinny być wykonywane metodą chromatografii. Najlepsze efekty uzyskiwane są przy zamianie soli siarczanowych, a szczególnie siarczanów sodowego i magnezowego. Mniejszą skuteczność preparatów odnotowuje się przy neutralizacji chlorków. Problemem są natomiast niebezpieczne dla materiałów ceramicznych azotany,, gdyż nie ma preparatów skutecznie neutralizujących te sole. 

Metody ograniczania soli na drodze chemicznej mają szereg wad, które bardzo często okazują się dyskryminującymi. Do najważniejszych zalicza się:

• Ograniczają się tylko do części soli.
• Są częściowo sprzeczne z uwarunkowaniami konserwatorskimi
• Wprowadzenie preparatów w nadmiarze może prowadzić do zwiększenia ilości soli w materiale.
 
• Preparaty neutralizujące są niebezpieczne dla zdrowia.

Unieruchomienie soli za pomocą barier przeciwwilgociowych

Jak wspomniano wcześniej ruchy wody, z rozpuszczonymi w niej solami) warunkuje procesy niszczące, tak więc jednym ze sposobów ograniczenia szkodliwej działalności soli i jest zatrzymanie procesu transportu wilgoci. Właściwie wykonane izolacje wtórne zarówno poziome jak i pionowe pozwalają na zatrzymanie soli w mirze i minimalizacje ich krystalizacji na powierzchni. 

Wtórne izolacje podzielić można na dwie grupy. Do grupy pierwszej grupy należą metody, które polegają na mechanicznym wprowadzeniu warstwy izolacji tradycyjnej. Wykorzystywane są materiały bitumiczne, z tworzyw sztucznych oraz blachy stalowe powlekane lub też metali kolorowych. Do grupy drugiej należą metody, w których przepona izolacyjna powstaje na skutek wprowadzenia odpowiednich środków chemicznych w strukturę muru. Preparaty mogą mieć działanie uszczelniające lub hydrofobizacje.

Należy zaznaczyć, że stosowanie tylko samych izolacji przeciwwilgociowych, bez prac odsalających jest bardzo ryzykowne gdyż nie eliminuje destrukcyjnego działania rozpuszczalnych soli.

Metody chowania zasolenia

Jak sama nazwa wskazuje tego typu rozwiązania mają na celu jedynie ukrywanie skutków korozyjnego działania soli budowlanych. Podstawowe rozwiązania polegają na zasłanianiu zasolonych partii muru. wykorzystywane są do tego konstrukcje z materiałów zarówno murowych jak i wykończeniowych, rzadziej izolacyjnych. Mają one postać ekranów odsuniętych od muru, ścianek dostawianych do muru, konstrukcji na rusztach, powłok nakładanych na zasolone powierzchnie itp.

Większość tych metod jest niezgodna z wytycznymi konserwatorskimi, z tego powodu nie powinna być stosowana w obiektach zabytkowych. Poza tym należy pamiętać, że są to metody pozorne, Nie rozwiązują problemu korozyjnego działania soli, a dają jedynie chwilowy efekt estetyczny.

Systemy tynków renowacyjnych

Od wielu lat zdecydowanie najlepsze wyniki w neutralizacji zasolenia osiągane są przy zastosowaniu systemów tynków renowacyjnych. Celowo użyte tu zostało sformułowanie "system", gdyż tynki renowacyjne to nie sama zaprawa o ściśle określonych parametrach. W ich skład wchodzą często trzy różne pod względem materiałowym warstwy tynku oraz szereg składników uzupełniających. Tynki renowacyjne nie zostały zaliczone do żądnej z podanych powyżej metod usuwania i neutralizacji soli w murach, gdyż wymykają się prowadzonym podziałom, a sposób ich działania w mniejszym lub większym stopniu wchodzi w zakresy różnych grup metod.

Niestety, do dnia dzisiejszego nie udało się wynaleźć prostych i jednocześnie praktycznych metod z pomocą których można by było skutecznie odsalać mury. Dotychczasowe rozwiązania nie dają zadowalających efektów, dodatkowo są niezwykle kosztowne i czasochłonne. Problem ten jest szczególnie istotnym w murach ceramicznych, gdzie ze względów estetycznych czy też na skutek wymagać konserwatorskich nie wykonuje się wypraw tynkarskich. W przypadku pozostałych obiektów dostępne na rynku technologie renowacyjne pozwalają na uzyskanie dość dobrych efektów.

mgr inż. Maciej Trochonowicz
Ceramika Budowlana nr 1/2007