Analiza skuteczności przepon wykonywanych metodami iniekcji chemicznej w murach z opoki wapnistej

Budownictwo zabytkowe i tradycyjne z wykorzystaniem opoki wapnistej stanowi dość znaczny procent. Powodowane to było dostępnością materiału, łatwością w jego pozyskaniu i obróbce oraz wysoką estetyką.

Pomimo istotnych zalet, materiał ma niestety szereg wad. Największa z nich jest wysoka podatność na destrukcyjny wpływ wody. Powoduje to konieczność właściwego zabezpieczania obiektów z opoki wapnistej przed wpływem wody.

Ze względu na niejednorodność, niską wytrzymałość i dużą szerokość murów stosowanie sprawdzonych i skutecznych metod mechanicznych  w większości przypadków jest niemożliwe. Alternatywą staje się, więc wykorzystanie przepon chemicznych wykonywanych metodą iniekcji.

Stan wiedzy na temat możliwości stosowania iniekcji chemicznych w opoce wapnistej jest niezadowalający. Wynika to przede wszystkim     z lokalności stosowania kamienia. Firmy oferujące preparaty do wykonywania tego typu izolacji, skupiają się raczej na murach wykonanych  z materiałów szeroko stosowanych w budownictwie. Oferowane środki nie zostały przebadane pod katem możliwości ich zastosowania w tak nietypowym i jak się okazuje, "trudnym" materiale.

W związku z tym, niezwykle istotnym jest przeprowadzenie badań, które pozwolą na odpowiedź, czy w ogóle jest możliwe wykonanie przepon w murach z opoki, oraz jak powinna zostać dobrana technologia ich wykonania.

SPIS TREŚCI

1. GENEZA PRACY 9
1.1. CELE PRACY 10
1.2. TEZY 10

2. ANALIZA LITERATUROWA 11

3. WILGOTNOŚĆ — INFORMACJE PODSTAWOWE 13
3.1. ZAWILGOCENIE MATERIAŁÓW I PRZEGRÓD BUDOWLANYCH .13
3.1.1. Formy występowania wilgoci w materiałach budowlanych 14
3.1.2. Mechanizmy i modele ruchu wilgoci w materiałach budowlanych 18
3.1.3. Parametry charakteryzujące strukturę materiałów budowlanych 24
3.2. BADANIA BEZPOŚREDNIE WILGOTNOŚCI MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH 28
3.2.1. Metoda laboratoryjna — grawimetryczna 29
3.2.2. Wytyczne do pobierania materiału 30
3.2.3. Badania własne — Wpływ techniki poboru próbek na wynik badania wilgotności 31
3.3. METODY POŚREDNIE BADANIA WILGOTNOŚCI 34
3.3.1. Metody elektryczne 35
3.3.2. Metoda chemiczna 37
3.3.3. Charakterystyka pośrednich metod pomiarowych 38
3.3.4. Badania własne — Kalibracja urządzeń pomiarowych 40
3.4. ŹRÓDŁA ZAWILGOCENIA OBIEKTÓW BUDOWLANYCH 42
3.5. NEGATYWNE SKUTKI ZAWILGOCENIA BUDYNKU 48

4. INIEKCJE 55
4.1. INIEKCJE CHEMICZNE — INFORMACJE PODSTAWOWE 55
4.1.1. Historia stosowania iniekcji 56
4.1.2. Podział metod ze względu na działanie preparatu 58
4.1.3. Podział metod pod względem wartości ciśnienia.  59
4.2. PREPARATY HYDROFOBOWE 62
4.2.1. Związki krzemoorganiczne — Informacje ogólne i podział 62
4.2.2. Typy preparatów stosowanych do iniekcji hydrofobizujących 66
4.3. TECHNOLOGIE WYKONYWANIA IZOLACJI METODAMI INIEKCJI 70
4.3.1. Analiza metod iniekcyjnych ze względu na stosowane ciśnienie. 73
4.3.2. Analiza metod ze względu na średnicę i rozstaw otworów. 73

5. OPOKA 75
5.1. ZŁOŻA OPOKI W POLSCE 75
5.2. OPOKA JAKO MATERIAŁ BUDOWLANY. 79
5.2.1. Zalety opoki 79
5.2.2. Wady opoki 80
5.3. BUDOWNICTWO Z OPOKI NA TERENIE LUBELSZCZYZNY 81
5.3.1. Elementy murowe z opoki 81
5.3.2. Budownictwo z opoki 82

6. METODYKA BADAŃ 85

7. PROGRAM BADAŃ WŁASNYCH 91

8. BADANIA WŁAŚCIWOŚCI MATERIAŁÓW PRZED HYDROFOBIZACJĄ 93
8.1. CHARAKTERYSTYKA CECH FIZYKO — MECHANICZNYCH OPOKI 93
8.2. BADANIA STRUKTURY OPOKI 95
8.2.1. Mikroskopia optyczna 95
8.2.2. Analiza składu mineralnego opoki metodą XRD (Rentgenowska analiza fazowa) oraz metodą termiczną DTA/TG 96
8.2.3. SEM -Skaningowa Mikroskopia Elektronowa 97
8.3. CHARAKTERYSTYKA CECH FIZYKO - MECHANICZNYCH ZAPRAW 98
8.3.1. Przygotowanie próbek do badań 98
8.3.2. Oznaczanie cech fizyko - mechanicznych stwardniałych zapraw. 99

9. HYDROFOBIZACJA MATERIAŁÓW 101
9.1. DOBÓR PREPARATÓW HYDROFOBIZUJĄCYCH 101
9.2. PRZYGOTOWANIE PRÓBEK DO INIEKCJI HYDROFOBIZUJĄCEJ 103
9.3. PROCES HYDROFOBIZACJI MATERIAŁÓW 104
9.3.1. Opoka 104
9.3.2. Zaprawy 105
9.4. WSTĘPNE BADANIA SKUTECZNOŚCI HYDROFOBIZACJI MATERIAŁÓW 106
9.4.1. Opoka 106
9.4.2. Zaprawy 109
9.5. CHARAKTERYSTYKA CECH FIZYKO — MECHANICZNYCH OPOKI PO HYDROFOBIZACJI 112
9.5.1. Przygotowanie próbek 112
9.5.2. Oznaczanie wytrzymałości na ściskanie 113
9.5.3. Oznaczenie nasiąkliwość wodą 114
9.5.4. Oznaczenie kapilarnego podciągania 116
9.5.5. Odporność na zamarzanie 119
9.5.6. Odporność na krystalizację soli 122
9.5.7. Badanie zasolenia 128
9.6. BADANIA STRUKTURY OPOKI PO HYDROFOBIZACJI 128
9.6.1. Metoda sorpcji par azotu — badanie tekstury 128
9.6.2. SEM (Skaningowa Mikroskopia Elektronowa) — zmiana struktury po hydrofobizacji 130
9.6.3. Wnioski dotyczące badań opoki po hydrofobizacji 131
9.7. CHARAKTERYSTYKA CECH FIZYKO — MECHANICZNYCH ZAPRAW PO HYDROFOBIZACJI 131
9.7.1. Przygotowanie próbek 131
9.7.2. Oznaczanie nasiąkliwości 132
9.7.3. Oznaczanie kapilarnego podciągania 133
9.7.4. Oznaczanie kapilarnego podciągania przez pomiar wilgotności masowej 134
9.7.5. Wnioski dotyczące badań w zaprawach 136

10. HYDROFOBIZACJA MURÓW 137
10.1. BADANIA MOŻLIWOŚCI WYKONANIA INIEKCJI W BLOKACH WIELKOWYMIAROWYCH Z OPOKI 137
10.2. WYKONANIE MURÓW Z OPOKI 138
10.3. BADANIE SZYBKOŚCI PODCIĄGANIA KAPILARNEGO NA MURACH Z OPOKI 140
10.4. INIEKCJA MURÓW 142
10.5. BADANIE SKUTECZNOŚCI PRZEPONY CHEMICZNEJ W MURZE Z OPOKI 144
10.6. WNIOSKI DOTYCZĄCE BADAŃ NA MURACH Z OPOKI WAPNISTEJ 146

11. WNIOSKI KOŃCOWE 147

12 BIBLIOGRAFIA 149

STRESZCZENIE 165