Ao docent Ame G B Strönbcrg Sveriges Geologiska Unclersökning

ÇlC *-.l,e"Y

4.(

I|ITTBII{GSSI$DOR PA BYGGNADSMATERIAL

Ao docent Ame G B Strönbcrg Sveriges Geologiska Unclersökning

,l

Sdr¿ryck w Blggmãstaren 1964, nr 3

ENGLISH SUMMARY

Weathering damage on building material By A Strömberg

Material made up of minerals are sen-

sitive to physical and chemical actions.

Mostly as a, result of reactions in grain bor:¡rda,ries and surfaces of structural heterogeneity. The materials weather in different ways depending upon differ- ences in outher conditions and differ- ences in mineral composition and struc- ture. Certain weathering specia,lly salt- expansion,

seems

to occur with acceleraled.

speed in the modern town atmosphere.

Natural rocks, such as limestone and sandstone belong to the materials which weather most, due mainly to structural nonhomogeneity.

One of the most active materiails in weathering is water, which occurs in varying amounts in all external mø- terials. It circulates in masonry, walls a,nd moves towards free evaporating surfaces. Water fu¡ctions in weathering both directly and indirectþ as a transport agent for va,rious substances. The north-

ern climate makes frost damage very common. The pressure which ice makes when it expands can be talen up in the pores of the material, as long as these are not waterfilled to more ttran 9O 7o.

The liability to damage by frost of ^the material is very depend,ing upon struc- ture qualities such as porosity and crack frequency.

Chemical corrosion is caused mostly

by acids in ground water or rain fall.

The chemical corrosion attacks selec-

tively certain minerals or in matrix between grains. Most biological weath-

ering includes a phase of ^chemica-l

weathering by specific root acids. Cer-

tain ^g'¡res of lichens and algae live exopetric or endopetric at the outer layer of lime-rich rock types.

Many types of weathering are caused

by salts carried in the material by cir- culating water. By different investiga- tions it has been shown th¿t such salts which can occur with varying amôunts

of crystalline water are specially dan- gerous. When air humidity and temper- ature varies these salts recrystallize with exp4nsion and force the material apart,

It is extremely difficult to ^{liberate an}

impure building material from dangerous salts: in certain cases this can be done

with water extraction or electro-osmosis.

The primary cause of salt accumulation

is often capillarilly rising ground water and in such case first efforts should ^be directed towards eliminating this.

The source of weathering substa.nces

is often difficult to find ^{out. Some cor-} rosive agents come from impure air:

these are primarily sulphur oxide

^gases

which are formed when burning fossil fuels. These oxides are dissolved in rain wa.ter or by the dampness in the build- ing material and become sulphur acids

which are corrosive and at the same time form salts. In order to keep out water and reduce the risk for weathering at- tempts have been made to impregnate stone material with various water re- pellent of proofing agents. Most of these attempts have given negative results in reduction of weathering. Impregnation

can under certain circumstances give complications: nameþ, if the impreg- nated wall alrady ^bears salts which crystallizes under the impregnated layer.

The repair of weathered parts out- doors is difficult. It is extremely difficult to get a plastic filling material which is similar to the original in expansion and water absorption. One is often therefore forced to ^mal<e additions by jointing in new parts which are cut in similar stone materials.

Many processes relevant to the weath- ering of building ,materials are insuffi- ciently known. Not least in trhis true of the condition concerning water, absorp- tion and circulation. Weathering damage can also be caused by several different factors which are extremeþ variable and

it is important therefore that the local

conditions are studied in every case.

VITTRINGSSKADOR PÅ BYGGNADSMATERIAL

Ao docent Arne G B Strömberg

Nedbrytningsprocesser i naturen är skenbart lång- samma förlopp, som försiggår mer eller mindre kontinuerligt under längre tid. Slutresultatet kan emellertid bli ytterst påtagligt om förändringarna berör korngränser i materialens inre eller konstruk- tionsmässigt känsliga gränsskikt mellan olika ma- terial.

Mineraluppbyggda material, såsom natursten, be-

tong, tegel och puts innehåller ett flertal mineral- komponenter, som sinsemellan i samma material visar olika motståndskraft mot kemisk korrosion och påfrestningar av fysikalisk art. En nedbrytning som

drabbar någon enda av mineralkomponenterna i

Vi_n¡elten: fig. l..Tokfotskonsoler med ovsprôngdc snöckor (en åter- slår). vid Nolionolmuseum, up-pfört 1863. Oidovicisk kolksten, vittring i skiktplon genom soller och frosl, Foto: G.Krendel,1961

V.ígnelle: Fig, 1. Eoves supports w¡th spdlled off spírols (oneremo¡ns) ot lhe.No¡ionøl Museum, Slockholm, built 1863. Ordovícion lìmeslone, spoliìng in loyer due lo solts qnd frost

1*

ett sådant sammansatt material förorsakar .ttii;

radikal försämring av hela materialets hållfasthet och övriga mekaniska egenskaper.

Eftersom keramiska och stenartade material intar en kvantitativt dominerande plats bland alla bygg- nadsmaterial har nedbrytningseffekter på sådana

en väsentlig teknisk och ekonomisk bctydelse. Den förstöring dessa byggnadsmaterial undergår genom atmosfärisk inverkan eller gcnom andra i det fria verksamma processer kan i dctta sarnrnanhang rub- riceras som vittring.

Med den genom motorism och industrialisering ökande halten av korrodcrande gascr i ^tätbygds-

atmosfären förcfallcr dct som orn vittringsskador

skulle bli allt vanligtrrc. Ävcn om bctingelserna för

vittring varicrar i olika liinder tycks man också på

många håll utornlancls ha observerat en sentida ök-

ning av vittringsskadorna. Mest pätagliga blir dessa

skador på äldre monumentalbyggnader, som ofta är inklädda och utsmyckade med huggna stende-

taljer av lättvittrande sedimentära bergarter såsom kalksten och sandsten. De genom vittringen ^fram- tvungna restaurationsåtgärderna blir ^{dyrbara och}

tenderar, genom skadeverkningarnas acceleration på grund av luftföroreningarna att återkomma vid allt tätare tillfällen.

IJITTRING ()CH I'ATTEN

De flesta material uppvisar en i ^någon form rikt- ningsbunden struktur, som påverkar materialens fysikaliska egenskaper, t. ex. vid vattenupptagning och vattendiffusion. Lokala strukturkontraster er- bjuder också ofta angreppspunkter för vittringen' Detta märks särskilt tydligt hos sedimentära (lag' rade) bergarter. I ^{sådana bergarter blir sedimenta-}

tionsplanet alltid mer eller mindre starkt ^fram- trädande genom variationer i mineralkornens stor- lek och orientering. Ordovicisk ^kalkster¡

^s.

^{k. ortocer-} kalk, vittrar sålunda företrädesvis genom avspräng-

ning längs släppor efter de oregelbundna, tunna lerskikt, som i denna bergaft ligger subparallellt med sedimentationsplanet. Kalkstenen blir ^särskilt

känslig för frostsprängning, men ävensalwittringan- grþer gärna i ^sådana lerskikt som erbjuder lättare passage för vatten. Det är detta vittringssätt ^som medför att ortocerkalksten visar dålig ^hållbarhet när den används i utsatta lägen, t. ex. som träd- gårdssten i marþta.

För de allra flesta kemiska reaktioner är närvaro av vatten utslagsgivande. I hög grad tycks ^detta också gälla de fysikaliska och kemiska processer som leder till vittringsskador. AIla mineralupPbygg-

da byggnadsmaterial kan uppta vatten

- ^detta

gäller även ifråga om till synes kompakta naturste-

nar, exempelvis graniter

- ^men permeabiliteten

är beroende av storlek, form och fördelning ^hos porer och korngränser.

Vattnet förefaller att medverka vid vittringen ^på i huvudsak tre olika sätt:

1. som direkt expanderandeporfyllnad (frostspräng- ning)

2. som medium vid kemiska reaktioner mellan i

vattnet lösta ärirnen och byggnadsmaterialet (ke- misk korrosion)

3. ^som transportmedium för salter och sura oxider vilka förorsakar vittring (saltvittring).

Det i materialen förekommande vattnet kan vara av olika ursprung, nämligen restfuktighet efter byggnadens uppförande, inträngande nederbörds- vatten, kondensationsfuktighet från byggnadens inre eller kapillärt stigande grundvatten. Alltefter vatt- 4

nets ursprung och rådande avdunstningsförhållan- den förekommer vattenströmningar i olika rikt- ningar inom en byggnadskropp. Vattenförflyttning- ens riktning och intensitet är ofta avgörande för uppkomsten av vittringsskador. [ 1]

Vattnet förflyttas i riktning mot en avdunstnings-

yta och på den punkt där det mesta vattnet ^av- dunstar sker den starkaste anrikningen av i vattnet lösta ämnen. Därför ^anrikas ibland salter i utskju- tande kanter på en fasad och samlas vid ^kantens lägsta punkt, den s. k. droppnäsan, där slutligen saltsprängning kan bli följden. Dessa saltvandring- ar är också starkt ^beroende av stenmaterialet. Så-

lunda kan också skalbildning inträffa i ytskiktet genom avsättning av kalciumkarbonat eller järn- hydrater.

Murverket i en byggnad anpassar sig ständigt till

fuktighetsjämvikt med omgivningen. Man ser ibland på en fasadyta hur under putsskiktet liggande bygg- nadsmaterial avtecknar sig genom olika fuktighet eller selektiv missfärgning i putsytan (fig. 2). Ore- gelbundenhet i ^väggens inre struktur förorsakar motsvarande olikheter i ^ytans fysikaliska förhållan- den, troligen främst ^beroende på underlagets led- ningsförmåga, värmekapacitet eller kapillära ^led- ning av vatten.

FBOSTSPB¡iNGN¡NG

I det nordiska klimatet pendlar utomhustempera-

turen ofta omkring noll-strecket. Vittringsskador som hör samman med isbildning i stenmaterialen förorsakar därvid ibland svåra skador på natur- och konststenar. Förloppet är i princip enkelt ^och välbekant. Stenmaterialet upptar vatten i ^korn-

gränser och porer och detta vatten övergår vid 0o C eller därunder från flytande till ^fast aggrega-

tionsform och ökar därvid sin volym med omkring en tiondel.

Stenmaterialet kan ofta Iänge motstå det inre trycket, särskilt om vattenfyllnaden i ^{porerna är}

mindre än 90 /o. ^{M:eð' en} säkerhetsmarginal för materialets inhomogenitet kan man räkna med ^en porfyllnadsgrad av 8O /o ^{sorr. den gräns vid vil-}

ken frostsprängning kan inträffa. Eftersom vattnets smältpunkt sjunker vid ökande tryck kan isen även deformeras plastiskt ^genom smältning och återfrys- ning. Man kan såIunda ibland se hur sprickfyllnader av is pressas ut ^plastiskt ur stenen som miniatyr- glaciärer. Enligt praxis bland stenhuggare kan man minska det ^samlade trycket i ^ett stenblock genom

att borra ett hål in till ^{blockets centrum. Väg-}

längden för avlastning av istrycket till en fri ^yta

reduceras då till hälften.

Ovcn: Fig. 2. Missförgning pö den inre vöggylon i en grôslenskyrkq (Rqbokil, Upplond) med kqlkpuls och medellido kolkmôlningor. Den seleklivo dommovsölln¡ngen som ovbildqr underliggcnde slenblock hor lillkommil under en tidsrymd dv co 30 rår. Luflfuklighelen ôr under en slor del ^qv ôret sô hög qll kondensotionsbelingefser ofta réder v¡d vöggen

Above: Fig. 2. Slo¡n¡ng on lhe inner surfoce of o granile church (Rosbokil, Upplond) wilh líme plaslet ond mediaeval l¡me po¡nt¡ngs, fhe seleclíve dusl deposit which shows ,ñe slone blocks behind hos come durînq o ^períod of øbouì 30 yeors. Air hum¡d¡ly

¡s

so h¡gh lhol durìng a lorge port of lhe feor condensol¡on con occut ol lhe woll

Nedon: Fig. 3. Tillslôndsdiogram för volten

Below: Fig. 3. Diogrom showíng P, T-condilíons of woler-ícc

Det tryck isen maximalt kan utöva på inneslu-

0

tande powäggar bestäms av rådande temperatur enligt tillståndsdiagrammet för vatten (fig. 3). Vid -21,6" ^{C når detta} tryck ett maximivärde av 2 100

atm. Dessa tryckvärden uppnås dock knappast i

materialen eftersom en viss permeabilitet existerar mellan porerna och obetydliga rester av luft ger

ett mer elastiskt, lägre tryck.

Förutom av porfyllnadsgraden är ^tendensen till

frostsprängning beroencle av materialets mikrostruk- tur och särskilt ^porernas storlek och form. t2] t3l

5 _-20 õ Ê

E-o

4000

Tryck

T. v: Fí9.

^,1.

Avsandning (vikts foriusi 'Ì-

;.;ä"r) -';;;"";"';i"

månqder frân en med NozSO¡

moteriolel. Enligt A Schmölzer, 1936

Jul Augusl

KEMISK K()RROSION

Den kemiska vittringen angriper mineralen i ^ett

material selektivt, så att vissa mineral korroderas snabbare ãn andra, varigenom den vittrade ytan på grovkristallina eller heterogena material får ett ka- raktäristiskt skrovligt utseende. Kalcit och kalkrik plagioklas anfräts redan av luftens och nederbörds-

vattnets kolsyra, under det att t. ex. kvarts och kalifältspat är mer motståndskraftiga. Den kemiska vittringen av silikatmineral sker ofta stegvis, varvid nya mineral bildas som mellanled.

I de fall då bindemedlet, exempelvis i en sand- sten, är mindre resistent än de klastiska strökornen korroderas bergarten i kornmellanruÍunen, varige-

nom sandkornen successivt lösgörs (avsandning).

Gotländsk sa¡dsten irurehåller insprängd kalcit i ett svagt petrifierat matrix och vittrar därför bland annat på detta sätt, under det att ^{den jotniska} Gäv- le-Dalasandstenen har kiselsyra som bindemedel och därför blir mer resistent mot kemisk och annan vitt- ring. Genom sin mer kvartsitiska karaktär är emel-

lertid sistnämnda bergart hård och svårare att bear- beta stenhuggeritekniskt, varför den endast undan- tagsvis använts som byggnadsmaterial (Älvdalens kyrka, detaljer vid Mälsåkers slott).

Bt0l0clst( Ì'tTTntl'tc

Lavar medverkar ofta vid kalkhaltiga materials vitt- ring. Vissa lavarters kalklösande hyfer kan nå ända 6

Lefl: Fí9.,1, Sønd loss (by weíght

¡n per cent) dut¡ng n¡ne months Îrcm o les, ^píece of sondy lime- slone sooked wilâ No¡SO¡ ond

kepl allernølíngly in room oír kelot¡ve huñ¡d¡ty 15-70 %)-

whìle columns, ond donp chomber (closed spoce over woler)-block columns. Above: soh

contenl

of ¡he

tost moletiol. Accofd¡ng lo

A

Schmölzer,19i6

ned till ett djup av 19 mm under ytan på stenen.

Även silikatbergarter har uppgetts kunna vittra genom lavars medverkan, Den av lavarnas hyfer framkallade kemiska korrosionen på olika mineral antas kunna ske genom inverkan av komplexbil- dande specifika lav-syror.

En intressant form av biologisk vittring framkallas av kalkvittrande mikroskopiska alger som lever inne

i ytskiktet av kalkstenar och dolomitbergarter, var- vid bergartens ytskikt uppluckras. Denna algflora kan ligga 4-B mm under stenens yta. [4]

Högre växter kan också orsaka skador, t. ex.

klängväxter genom rotkorrosion. Skuggning och fukt från tättstående träds lör¡massor kan indirekt gynna tillväxten av vittringsökande lavar.

Förutom den biologisk-kemiska korrosionen till- kommer en mekanisk effekt genom organismens till- växt, eventuellt kombinerat med frostsprängning.

SALT$PRAilGilI1{G

Då saltkristaller tillväxer inne i ett material uppstår ibland ett visst expansivt tryck som kan ha olika orsaker.

Om en övermättad, innesluten lösning har en

mindre volym än kristalliserat salt f ^{mättad lös-}

ning, inträder ett inre övertryck vid kristallisationen.

Detta tryck blir ^beroende av förhållandet mellan

koncentrationerna (graden av övermättnad) ochblir

även praktiskt sett avhängigt av lösningens diffu-

sionsmöjlighet inom materialet.

En direkt ^mekanisk s. k. kristallisationskraft kan tänkas uppstå vid en tillväxande kristalls yta. Den- na effekt har experimentellt undersökts av bl. ^a.

C W Correns (1939) och teoretiskt härletts av

H Ramberg. _t5-81

De flesta lösliga salter tycks kunna förorsaka salt-

vittring. I saltanlagring på byggnader har sålunda påträffats nitrater, sulfater och klorider av alkali- metaller, jordalkalimetaller och magnesium. Sär-

skilt farliga syns sådana salter vara som kristalli- serar med olika kristallvattenhalt alltefter tempera- tur och vattenångans partialtryck i omgivande luft.

Exempel på sådana salter är natriumsulfat, vilket antingen kristalliserar som thenardit Na2SOa eller som glaubersalt Na2SOa, 10 H2O, samt magnesium- sulfat MgSO+, (2-12) HrO. _t9-121

Genom att fuktighets- och temperaturförhållan- den varierar, sker upprepade omkristallisationer och förflyttningar av salt, varigenom motsvarande va- riationer uppträder i spänningsförhållandena inom materialet (fig. a). Detta förlorar så småningom i hållfasthet, troligen delvis genom utmattningsef- fekter, och spricker eller faller sönder. På samma sätt som froswittringen sker genom en fasomvand- ling vätska-fast fas, förorsakas även saltsprängning av fasomvandlingar, med jämvikter som är särskilt labila hos salter med variabel kristallvattenhalt.

Saltskador får ofta formen av en avskalning av

ett ytskikt, s. k. skalvittring (fig. 5 och 7). ^Icke- kristallina kalkstenar får saltanlagring i ^lerlager

och mikroskopiska sprickor, längs vilka oregelbund- na, ytliga fragment sprängs loss. Hos sandsten kan skalen ibland bli flerdubbla. _[13]

Skalvittringen beror troligen på att salterna trans- porteras fram med avdunstande vatten och avlag- ras några millimeter under ytan. Sedan det förs- ta skalet brustit och delvis avsandats, upprepas för- loppet så att ett inre skal bildas osv.

T.- h: Fig. 5. Avqncercn ttring och cvsondning på en vertikol fcsodyto Byggncden beklödde!

ôr 193-2 med- desso plol . Vittringens hostighel fromgôr cv ôrlolen. Enl

Righl: FiE. 5. Developíng domøge coused by shell weothering ønd sond loss on o vert¡col føçøde surfoce øt Kuns¡houst Luzern. The building wos clod

in 1932, wilh slobs of lime-rích sondstone, Tfie speed of the wedrheñng

con óe seen by the yedr. After

F

de Quervoín, 1945

T. v:

Fig. 6.

Korolinsko grovko- rel vid Riddorholmskyrkon, byggt ov gollôndsk

sondslen

åren 1700-1740. Flerq

reslou-

reringor hqr ulförls,

liksom

för-

sök lill skydd;impregnering. tl

Fo,o: S,en YiJson

Lefl: Fig. 6.

Caroleon

crYpl

^ol

Ri ddorholm's Church, Stockholm,

buill of Gotlondìon

sdndsrone

1700-1740. It

hds bee¡ reslored

monf limes ond altempls

hove been mode

lo

iñptegnole

T. v: Fig.7. Soltvitlring

med

skolbildning vid Kqrolinskc grovkoret. Uikristqlliserqde

sol-

ler, övervôgonde

NozSO¿,

in- nonför skqlen (vìd

pennons

spels).

^Foto:

5le¡

Vilson

Lefl: Fig. 7.

Solt-weolhering with sÞoll¡na

ol

Coroleon

ctypl,

Slock-

holm. Cryslollized so,,s,

mos,iy NazSOq, behind shell (ol penpoinl)

Likartade skador kan ibland observeras på mur- bruk. Sålunda har saltvittring med skalbildning observerats exempelvis i fogbruket på Engelbrekts- kyrkan i Stockholm. I ^många kyrkor med tjocka gråstensmurar erduder saltskador i kalkputsen på mlrrensi insida besvärliga problem (fig. 8).

Salternas ursprung är i ^{de flesta} fall föga känt, ehuru fuktvandringar i ^murverket kan ge en anty- dan om transportriktningen. Det torde få anses fullt normalt med en viss förekomst av lösliga salter i

murverk, vare sig detta är konstruerat av natur- sten eller konststen. Ibland kan salterna ha tillförts

i murbruk eller byggnadssten. Vid flertalet fall av allvarliga saltskador syns dock salterna härröra från grundvatten som vandrar upp i murverket (Tyn- nelsö slott).

At,SALTI'IING

Om ett murverk redan är impregnerat av ^salter

ställs man inför svårigheten att avlägsna eller oskad-

liggöra dessa. Salterna är ju i större eller mindre grad vattenlösliga och huvudprincipen måste bli någon form av extraktion i vattenfas. Om så är möjligt bör man söka ändra fuktvandringens rikt- ning.

Vid avsaltning av mindre museiföremåI av sten

har man använt följande metod. Pappersmassa de-

fibreras till en fibergröt, som breds ut över sten-

ytan i ett tjockt skikt. Stenmaterialet bör då ^först vara rrrâttat med avjoniserat eller saltfattigt vatten.

Den omgivande luften hålls vid måttlig torrhet, ^så att en kontinuerlig avdunstning sker från pappers- massans yta. Därvid transporteras salterna från stenen ut i pappersmassan och kan avlägsnas med denna. Proceduren ^upprepas med tvättad eller ny pappersmassa tills saltmängden och saltvandringen avtagit, vilket kan kontrolleras exempelvis med led- ningsförmågemätning i pappersmassans tvättvatten.

En modifierad teknik kan möjligen tillämpas för avsaltning av ett saltmättat murverk om man ut- byter pappersmassan mot en ^fasadputs av lämplig tjocklek och sammansättning. Vid gynnsamma tork- ningsbetingelser under våren och försommaren dif- funderar salter med avdunstande vatten ut i puts- skiktet.

Avlägsnandet av salterna ur putsen på ett ekono- miskt försvarbart sätt torde emellertid bli ett be-

svärligt problem.

Genom elektrolys kan salterna också sönderdelas

och bringas att vandra, exempelvis delvis ned i grundvattnet, där elektrolyten kan spolas bort vid den ena elektroden.

Ovon: Fi lvürsni med förg-

skikl frå on i Fi kiklel som

tydligen minsl s ckrqfs och

spröngis nde sol ^g

Above: Fìg. 8. Mìcro-pholo of cross seclíon of flokecl t¡me-ploslet wîlh pigmenl-loyer from ,he inner woll su¡foce in FínjoChurch,Skàne. The lime- løyer hos opporenlly

been

mode by ol leost seven còols oflime ond

hos

been mode loose ond forced oul by cryslollized solts. Mogn¡f¡co¡¡on 20 t¡mes

KAPILLIIBT STIGANDE GBllNI)VATTEI¡

I ^{äldre byggnader saknas vanligen} grundisolering mot inträngande fukt. Men även åtskilliga gnrndiso- leringar som utförts i sen tid kan ha dålig effekt.

Om en sådan bristfällig fuktisolering medför några komplikationer för byggnaden beror för övrigt av markens dränering och övriga beskaffenhet. I ^detta

sammanhang kan nämnas att en fuktisolering som lagts på grundmuren i form av en vattenemulsion av asfalt eller andra hydrofoba ämnen ej ^ger ett för vatten helt ogenomträngligt skyddsskikt, försåvitt det torkade skiktet ej eftervärmts till ^smältning.

Grundvattnets kapillära stigning upp ^genom mur- verket är beroende av många faktorer, såsom struk- turer hos byggnadsmaterialet, grundvattennivån etc.

Den kapillära stigningen i murverket går upp till den nivå där den motbalanseras av vattnets av- dunstning. [1]

Flera motåtgärder har provats mot skador genom stigande grundvatten. En av dessa bygger på elektro- osmotisk förträngning av vattnet. Vid ^elektrolys

vandrar nämligen cn vattenmoleþl med varje ^po- sitiv vätejon i form av den s. k. hydroniumjonen,

HaO*, vilken därtill är hydratiserad med ytterli-

gare några vattenmolekyler. Man kan sålunda driva

a

Ovcn: Fig. 9, Sqllvittring i ordovicisk kolkslen. Nqlionqlmuseum, mecnderslinga mellon ondrq och tredje vtningen vid byggnodens sydvöslra hörn. Foto.' B Hallsl¡öm,

1961

Above: Fig, 9. Solt weothering ¡n Ordov¡cion límestone. Nol¡onot Museum, Slockholm, fríeze belween

second

ond lhírd lloor ø, soulh-wes, corner of buíldíng

vattnet tillbaka ner i marken genom att med elek- troder lägga en positiv spänning på väggen.

En uttorkning genom uppborrning av snett uppåt riktade hål vid murfoten har prövats på kontinen- ten, ehuru till synes med osäkert resultat.

TUFTFüBflBEI{INGAB

Stora mängder svaveloxider frigörs ur fossila bräns- len. En värmecentral som per år förbrukar 100 ton 10

eldningsolja med en svavelhalt av I _/o skickar med rökgaserna ut SOz och SOs till en mängd motsva- rande 3 ton svavelsyra, Det mesta av dessa korrode- rande oxider tvättas ur och följer ^med regnvattnet under det att ^någon liten del direkt upptas i fuktiga material. Detta exempel visar storleksordningen av den nutida föroreningen av korroderande ^gaser i

luften. För luftföroreningarna känsliga organismer,

såsom de ^fl esta stenlav a4 }rar numera försvunnit från

storstäderna såsom fallet är i Stockholms innerstad.

[.uftföroreningarnas ökning och betydelse har allt- mer observerats på senare år. [14]

Det är mycket svårt att beräkna i vilken mån luft- föroreningarna medverkar vid vittringen, eftersom exakta uppgifter och mått på vittringens snabbhet

under olika förhållanden hittills saknas (fig. 5).

Uppgifter om starkt accelererad vittring i ^{den in-}

dustriella tidens atmosfär har lämnats från skilda håu. [15]

Ä,ven i en ostörd, naturlig miljö förekommer luft- burna, vittringsfrämjande ämnen. Kolsyra och ni- trater förekommer nonnalt i små mängder i ^regn-

vatten och luftburna salter av marint ursprung upp- träder i kusttrakter. Dessa ämnen kan medverka

vid kemisk korrosion och saltsprängning på sten- material.

IMPBEGNERINGAB

De flesta försök som gjorts att ^genom impregnering hejda vittringsskador har byggt på otillräcklig kän- nedom om vittringens orsaker. I ^avsikt att förbättra stenens motståndskraft mot vittring har man im- pregnerat fasadytor med olika preparat, som allt efter sitt verkningssätt kan indelas i tre kategorier:

l. Preparat som enbart gör materialet vattenav- stötande. (Silikoner i vattenlösning eller oljebas)

2. Preparat som gör ytan svårgenomtränglig för vatten och vattenånga. (Paraffin, vaxer, linolje- prepàtat, aluminiumst earat, etc.)

3. Preparat som verkar cementerande i lösa yt- skikt. (Silikofluorider, kiselsyreestrar, etc.).

Då vatten är en så aktiv faktor vid vittringen ^kan det förefalla som om preparat av den första kate-

gorin skulle erbjuda en idealisk lösning på vitt- ringsproblemen. Flytande vatten a'"'visas från en med silikonpreparat behandlad fasad, under det att väggens inre fuktighet kan avdunsta tvärs ^igenom det impregnerade ytskiktet. Vid avdunstningen av- lagras emellertid salter under ytskiktet, utan att regnvattnet kommer ät att tvàtta bort salterna (fig.

10). Under vissa förhållanden kan detta möjligen förorsaka saltvittring. Det är dock troligt att en impregnerad vägg uttorkas i så hög grad att ^risken för en sådan saltvittring blir obetydlig. Silikonpre- paratets verkan som vittringsskydd blir tydligen be- roende av fuktvandringens riktning och intensitet.

Impregnering med preparat av kategori två torde

alltid göra mera skada än nytta genom att mur- verkets fuktighet blir instängd (fig. 7). Avskalning

av det impregnerade ytskiktet inträlfar och vitt- ringen fortsätter.

Preparat av den tredje typen har tillgripits när

Ansomling

ov

votten

i grönsskiktet-

Ovon: Fig. 10. Skiss över fuklighets- och ovdunslningsförhrållonden vid oliko impregnering cv en porös ylterv¿igg

Above: Fíg.10.'ketch of domp ond evoporolíon condilions w¡lh d¡fferen¡

¡mprcgnol¡on of d porous woll

man velat åter cementera ihop och i någon mån täta de uppluckrade ytskikten i ^{ett material där}

kornbindemedlet förstörts genom vittring. Organis- ka kiselsyreestrar i alkohollösning (Silicaseal) har använts, samt vattenlösliga, komplexa fluorider

(

fluatering ₎ . I det förra ^{f allet} hydrolyseras efterhand estern av vatten under utfällning av kiselsyra i ste- nen och i det senare fallet bildas olösliga fluorider, t. ex. flusspat. Dessa cementerande PreParat förmår tyvärr knappast brygga över sprickor i ett ^starkt vittrat material, men torde ändå kunna vara till nytta i speciella fall.

Ofta marknadsförs nya preparat med mirakulösa egenskaper för skydd mot fuÏt och vittringsskador' 'Iidigare erfarenheter talar emellertid för att man

bör visa försiktighet i ^{synnerhet som} PreParatens sammansättning mera sällan öppet redovisas.

LAGI¡INGAB

Vittring i ett framskridet stadium medför ibland så stora skador på en byggnadsdetalj att komplet- teringsåtgärder blir aktuella.

Det finns numera ett stort antal preparat avhärd- plasttyp, som utmärkt väl lämpar sig för komplette- ring på stendetaljer inomlrus. Vanligast är ^polyest- r^r, av vilka mono¡ncren blandas med härdare, för- sätts med stenmjöl som filler och därefter applice-

(lnstâende

nederbörds-

( uofta /

ovvrsos

( (

spärrskikt (voxtyp)

Avdunstning

frön

grönsskiktet

(ev. utkt-istollìseronde sotter)

Muivägg

méd

cirkuleronde.

11

ras på det skadade stället. Mer hållbar är araldit- plast, som har obetydlig krympning och god åld- ringsbeständighet.

Tyvärr befinner sig den skadade stendetaljen i allmänhet utomhus och i den miljön blir ^proble-

men svårare att bemästra. Vid alla kompletterings- material föreligger utomhus en risk för kontrast i

permeabilitet mellan sidostenen och kompletterings- massan. I allmänhet torde hydrofob tendens hos plastbindemedlet medföra en mindre stark vatten- upptagning i kompletteringsmaterialet än i ^omgiv-

ningen (fig. 11). I gränsskiktet upptrâder då en an- samling av vatten eller salter och därmed är förnyad vittring i full gång, kanske i ^en värre form än före kompletteringen.

Komplettering i ett stenmaterial utomhus får så-

lunda en osäker varaktighet och man blir ofta tvungen att välja en annan utväg vid restauration av vittringsskadade byggnadsdetalj er, nämligen om- huggning av skadade stenar i friskt material. Om originaldetaljen är värdefull kan den då lämnas till

museal förvaring.

rosl

i

grönsskiktet

_beroende

põ olikheiei'poregen-

skopen mellon

moteri-

olen

i

plomp och sidosten

lJNI)ERS(}KNINGAB

Av ovanstående torde framgå att ^orsakerna till vitt- ring kan variera från fall till fall. Innan några som helst åtgärder vidtas mot vittringsskador bör ^man närmare undersöka vittringens orsaker. Lokala för- hållanden bestämmer fuktvandringens riktning och intensitet, känsligheten för olika påfrestningar beror

av materialets sammansättning och struktur ^osv.

T1wärr är detaljerna i vittringsförloppen ännu otill- räckligt kända. I den mån kännedomen om ^dessa

processer ökar, kan man även vänta tekniskt värde-

fulla informationer om förhållandena i ^bindeskikt

mellan olika material.

Genom Statens ¡åd för byggnadsforskning har författaren beretts tillfälle att studera nàgra fall

av vittringsskador, varav vissa resultat omnämnts i

det föregående. Det är att hoppas att dessa erfa- renheter kan stimulera och tjäna till utgångspunkt för andras vidare insatser på detta område.

12

LITTERATlJB

[l] Kieslinger, A: Feuchtigkeitsschäden an Bauwerken.

Zement und Beton, nr 9, 1957

[2] ^Carlsson, O: Porstorlek och lrostbeständighet ^hos tegelrnaterial. Chalme¡s Tekniska Högskolas Hand- Iingar 148, 1954

[3] ^Sandford, F och Liljegren, B: Torkningen aa rå- tegel och dennas inoerkan þå teglets frostbeständig- l¿¿ü. Chalme¡s Tekniska Högskolas Handlingar 160, 1955

[4] ^Hedvall, J A: ^{Chemie irn Dienst der} Archäologie Bautechnik Denkmalpllega. Göteborg, 1962

f5] ^Correns, G W: Grouth and dissolution of tystals under linear þressure. Disc. of the Faraday Soc. nr 5, 1939, sið. 267-271

[6] ^Correns, C W ^och Steinboin, ^'1N:. Experimente zur Messung und Erklärung der sogenannten Kristal- Iisationskraft. Fortsch¡itte Mineralogie Petrografie,

Bd 23, H. 2, ¹⁹³⁹

[7] Fillunger, P: Uber Verøitterung durch Kristallisa- tionsdruck. Geologie und Bauwesen, nr 5, ^1933,

sid. 1-13

f8] ^Ramberg, H: The lorce of crystallization as a uell d,elinable þroþerty ol crystals. Geologiska Föreningens

i Stocl<holm förhandl. Bd 69, 1947

[9] ^Hagerman, T: Saltuandring i. bergarter. Teknisk Tidskrift, nr 13, 1956, sid. 293-296

[10] Schmölzer, A: Zur Entstehung oon Witterungs- skulpturen an Baustei,nen Chemie der Erde, nr 10, 1936, sid. 479-520

f

l l] de _Quervain, F: ^Verhalten der Bausteine ^gegen Witterungseinf lüsse in d.er Schueí2. Teil I. Beitr.

Geol. Schweiz, Geotechn. Serie, 23 Lieferung, 1945 [12] de _Quervain, F ^och Jenny, Y:, Verhalten der Bau- steine ^gegen Witterungsei,nflüsse in der ^Schweiz.

Teil II. Beitr. Geol. Schweiz, Geotechn. Serie, ³⁰ Lieferung, Bericht Nr l7B, 1951

f13] Ljung, S: ^Om aittringsskador på Karolinska graa- korets fasad. Geologiska Föreningens i ^Stockholm

förhandl. Bd 83, H. 3, ¹⁹⁶¹

[14] Wedin, B: Luftens löroreningar och betydelsen där-

¿¿. Svensk Naturvetenskap ¹⁹⁶⁰

f15] Plenderleith, H J: Consøruation of antiquities and zøork of arü. London, 1957

f

16] Kieslinger, At Zerstörungen an Steinbauten. Leipzig

och Wien, 1932

[17] von Moos, A och de _Quervain, F: Technische Ge- steinskunde. Birkhäuser, Basel, 1948

[18] Rathgen, Fr och Koch, J: Verwitterung und Er- haltung oon Werksteinen. Berlín, t934

Fig.11. Skiss över ^en logning i nqlurslen

Fig.

¹

1. Skelcl¡

o

repoit of

stone

ESSELTE AE.

SIflLfl

€¿

ÍSiil'ti-.q¡1"

! i;liiÌ:

7.

i

l:-l,

/.

,

L9ri'! t

^2.

[.t

¡;;'

r¡.¡¡ 11

:

^:ir : 1r.e

rii

^{¡ ii}

J ^ltij r

^{b y} r.;gna rjs

l<;itk nirr'3

!.rr t:.',¡¡"¡, rì¡'.-,irc, }ttonrerì1p,sl))¡l{geri i

^F,rr:

^opa, I ^s, Kr.

1

:50.

tl ¡t;;.itt¡

_{f f >}

5':,.:¡:

i"rr;:

insliilningsbeiäirning, -- ^ert vihtigt led i värnreanläggningens pro¡ektering.

!i-i s. K.t, l:..-,

?: '.'; ^,f

ir'g, i;t,¿':t't.t ^Vân-.:,i uihyter vid ropeicil.ing. (Två ariiklar.) I I ^s. I(r. 3:-.,

',i/7,tìrt. l,)llc. i\.'i¡,rkr::¿¡ric,arering. 7 s. Iir. l:50.

,5:nrc, ijrìle. /i^iri¡i;risbessärrrlìghei l,os 'nvggnadsmaüerial av plast. 8 s. Ifu. 1:50.

l,;.':;is'i,s;ír1't,.llei.'c. Il.tggll¿.¿icr': t:t:dcrhål1 -* e¡t vikrigt forshnrngso¡lråde. B s. Kr. 2l-,

'l''¡n.elim, f.,¡.;e¡2, vi::..¡:.,.1c; ':ll-4re viliaÌ-¡estårldct fiirn¡,¿s¡ 4 s. Kr. 1:50.

änt!,org, irynør och À'll-isnri, 5'rrg, ilrol.lern hring soporn a.7 ^s. K,-. 2:--.

!,1

.,,ii¡;¡1., Ii,.gnnar res'¡:. Jrn:ton, ^{Irtgr;ar. Den} iLl iriternarionella betongvarukongresseu, Sroch- lioi¡rr, ii'---22 juoì lc:í¡û. i:, ll-fl,lvf:s lütrhmoiigsymposiurn, Göteborg, 2a-n juni 1960. (Två s.'.lirrrrrat:iIatiilingar.) tj s. K-r. 2:--'"

3" ^Dirk:e , rlri¡¡. Va¡r-n'¡¡.i.reníð¡l¡r:ukting i lägerihete,: mcd och uran varm-rattenmâtare. Kr. 3:-.

1. Ðt'antlt., C).'e. I-trÍr- ccÌr sregijudsisoieli¡g i nionteriagsbyggda bostadshus. 8 s, Kr. 12:-.

5. Pleijcl, Cip¿nat', i:iiri;tciglaee:is tlansrnis.sion av strålning från sol och himmel. S s. Kr.2:-.

7. Rclnutlsen, lloul. i. ^Försök rr,€d ncrsùrning av en värnrepanna. 2. Hur ofta lönar det sig att s{)ra c¡r l'ärr.rcpar):râ? -- }.Ionogri,rn {ör besrârnning av optimala sotnirigsintervaller. Kr. 3:-.

8. L.iit:edt, D¡,¡rje. Yerrll<+\ tex:.petaiuigru-iileou och väggcernp€ratur' -.- modellförsök i ^klima¡-

lç¿nnare. 8 s, I{r. 2r*.

9. íIt'!m, I..ennar'¿. Eti svenskt irrstirut fõr byggnadsforskning.8 s. K¡. L:-.

i1. ^{iirantlt, L)r,e} cclr Bring, Christcr. Sregljudsisnlering cch beständighet mor intryck hos golvbe- i,igguingar på masiivbjälhlag a,,. be'rong. 15 s. Kr.2:-,

i2 )-.o!stedt, Borje ocl: Ratge, FÌans. Strealni,rgsdrag från en kall fönstelyta. Experimentell uu- rier-sökning nrcd ¡,ä¡'Lnefl.örlesrnätling. 7 s. Kr, 2t-.

i3. Tràgårdlt, II.tio. Koirosion nå'¡arm.¡attenrör inbäddade i betong.4 s. Ífu.2:-.

f

$fiZ; 7, ,ticini, Lent;tirt. Íion-i'.r¡r¡ioi,salrpac's¿de l¡r-rstäder.

1.7

s.Ilr.2:--.

2, Laf ;tadt, Btírje,',ia.rrr;i rirr¡rsi;limat.s inr;:riça¡ ^på rnänniska¡rs k,lnfort och presrarionsförrnåga.

ll ^s. Iir. 2r--,

4, ^Ering, ()hrister. É.vco¡liningsarordningar i ^enrróer. I s. I(r. 2l-.

6. Bildmrirk, Knat. Ëygg;naclieÌeioentens uppska.ttade elçonorniska varaktìghet och tidsintervaller

f

iir unCerhåll . 57 s. Kt.7:--"

'7, _Søare, Eriþ ach Jønssan, lngcør. ¡1¡leas¡-u'emen! of Thermal Conducriviry of Moist Porous ür-¡ildi¡rg lvl¿ii¿rials r,,'itir /,laitir:rrlar Erirplia-sis on the Thermal Concluctivity of Cellular Con- cre¡e. 1Z s, lLr" 3:--.

8. jrctbsson". _Mejse. llt'"-ectiingsSrlì[,pen - ^{ett nredel för} t¡ät¡re byggnadsplanerrng.T s. Kr. 2:-.

?. Ätrtuella- värr¡eisolerinpsproblem. ldågra Lrnilcrsökníngar vid Institutionen för byggnadsteknik-, l'.T[-1 . 76 s. Kr. 10:'-.

l:!a¡'¡.r,:¡t,, lint.c,'ia.lr,terrassei' o,:h plarrir ildusilitak -- tre arti]rlaf,, 1ti s. K¡.3;50.

Saretoie, r,'i:alì.. l'vIur- och ¡rutsbruir i tr",oii och piaktik. t1 ^s. är.3:--"

Rasmt¡.sset:t, Foø|. "L'errnislit dra-g lLos oijceiriacl.e viLlapannor. 12 s. Kr. 3:-.

Brì"ri, altri::te¡. Vä:-r¡ebc:hagli¿1hc hos _1¡o1v. 1t s. iú'. 3:---.

{1

ög.bet g,

llrt:.le

. Yidhäitrriirgsun,iersöir,:ingnr. i 2 s. Kr"

³

r-.

l',tich, lio!cii¡i, Ç)u che i-lefornraiion Fro;:r:;s:s in Stre¡igerJ Cìay, B s. Kr.3:-.

1:isr);:i.. ,!i.'u,,ç ()lriç,i¿¡t¡ _c,¿h í1e!futtn, iør.i. Påislag¡ingen och stõtrråBsteorin. 8 ^s, Kr. 3:-.

llrile,s.¡,. ir,ll-'¡: ;.r:h jon:otz, ./an-Ålce. Betoiigväg¡ar sjurüa vid k¿ll väderlek.4 s. Kr.3:-.

.'ini¡litt, i'¿;i'2, Gr'änrl¿'stnet¡ci,:ns tii!äurpb,arhrt på cyiinclersl<el,27 s. Kr, 4:-,

fi ¿:t.,t.ussen, r)or¡i. ll¿ci':ìr¡ning av oljeeldarle p¿rnnor'. 4 s" Iir" 3;-,

.!

ar.:oi;ssait,

rì.t

aj.ic. l-i5n'tiilverkning i ^{litng2- r;erier. lì s. Kr'.} 3:-.

(¡it,-¡¡., _i:,a.i. 1.'eoie¡-ir¡ii bestãm¡rirl{ âv tcrtrÐÊraturförloppet i ^nãgra av brar:d påverkade kon^

:ti'uktio;r¿r. i 2 s" I(r, 4:'--,,

1.1

. !)tini, i)):",ì.Lt':r". .lla-<{rrlr:sg,(.',lv rrv'¡jo}-ii-:i¿:¡:riatror

- ^en ilventering.4 s. Kr.3:--"

15. t'iiltltne¡t,.j.',tr. 1 Iìiur,sis.-'li'r'inrr nrút lilijtljrrd i bosmdshus. Bergluni.d, Per-flenrik och liihl-

r¡¡:¡n. 'l'cr. J. lilçtueila stegijudsis'rieringsirågol. 1963, 19 s. Kr. 6:-.

f9ü'i: 't. !-i t:i.!sttt¡, (.1ðtan Elemenl,iru¡;. 11 s, iír. 3:--"

?. ^t', 1'!t;r:,.:Ì, |-'ar.-Ò!oi".[;cqar i jr¡tervaigglr â'o b(:to1'rg -- fogmassor. Fogmassor som tätning i ^be-

';,-rr¡gílr:ilirr'. i'r s. 1{1. '?:--.

i. ./;tide;:scr:, _{_i¿;n.} Gc:¡.rn,rlani;oìn'4 a,¡ [-ifi S]abs. Dirlensionerir-,g av Lift Slabs nred hänsyn till

r-cìrrìirììl':iliii"rirlg, 52 ^s. .Fi¡- 9:-.

4. Lrr.i:,¡t., (¡¿is¡,ri, i\tlt¡tori fili '.1;trll¿rslii¡!¡cr'äkl,ìirq av värnre- och ljusstrirlning i rum ^samt

^â1,

ri:/i- ,/a:l YJI:ìlCÐC:lùV, I.tr

_-1

I :ì. lr'f.

./

l----

5. l,ri,tsí.:ti1., í,)/o:,. Al'sv+r'kriirgsgre,ilr, r'icì ^r:rr neclelstor oljeelclad váruecentral

- ^{clirelic och}

ir'.i:l'n:llr- lri:í¡i.

^.1.2

^s. li.r. li:---,

5, f !¡:t¡,:':¡¡, 7'c¡ lr,:¡t. llsri¡',.r'-trrg .';i;::':;.'l r¿:lt:;:ri'iolr frot' crcep ciata.. 1' s. I(r. 3:-.

7. y'.'¡,r:r-'r:;,

_\\',

i!ii't.n. C)i:t'r't:io.i:.¡¡,rlys i l-.rírtisLt b;'gganCc, 8 s. I-'1. 3:-.

lj. ''{u,!:i.,

^-,i

^;r..:;. i-':.-;iriíi<j:r'

f

Í'i

^-,.¡.'f

illç2i!¡r.r¡rrr:i,.rnili.ationcrna i bostadshus med 3- ¹⁶ våri.íngar .-- al',¡;ttr rìiÌm,lr,,'ÌliÌr¿sc.iur.i:.'1. lc s. Ki" 7:--

Fi¡'rg'i f,+:ü'" S; ".*

r0.

1

.i.

t-l 15,

: ?1.1.1 .

f lsïrihuercr; sv

Kurr6sgerir'.il,: .i2,

lfn ^ûËì _/ ^{?4 2{T} åi;

Â.Ll 5v+nsï<'Si;g'-.;tiüirst

lìi+i:khnlin C

Fgi 5.'::ii li3