See on teema, mida Eesti ehituskultuuris pole piisavalt kajastatud. Kui jätta kõrvale kalambuur ohverdamise ümber, siis on tegemist sisuliselt ainsa lahendusega, kuidas vabastada kiviseinu sooladest ilma seinu kahjustamata. Nii mõnedki n.ö. ehitusvaldkonna spetsialistid on pidanud soolade teemat ületähtsustatuks, jättes seejuures kõrvale kooruvad/irduvad värvi- ja krohvikihid vanadel soklitel ja kivimüüridel, inetu ilme võtnud uusehitiste telliskiviseinad ning lagunevad väärikad kivikonstruktsioonid.
Järgneb põgus ülevaade keskkooli füüsika- ja keemiaõpikust ja loodame, et tõsisemad insener-keemikud andestavad teatava pinnapealsuse.
Kõige kurja juur on vesi! Pole vett, pole probleemi – oleks võinud öelda ka meie kunagine “suur juht ja õpetaja” J.V.S., aga ei öelnud! Vesi üksinda põhjustab ehituskonstruktsioonides piisavalt palju pahandusi ja kui sellele lisada veel soolad, on tulemus kordades hävituslikum. Seda enam, kui on tegemist poorsete materjalidega. Tänu kapillaarliikuvusele suudab vesi liikuda suurte vahemaade taha. Ehitusfüüsikas kasutatakse millegipärast arvu 2 meetrit, kuid teoreetiline piir, kui tingimused on soodsad, tuleb alles 10 kilomeetri juures – just, see ei ole näpukas! 10km on pikk maa, et endasse koguda kõikvõimalikke vees lahustuvaid mineraalseid soolasid.
Uusehitistega on sisuliselt lihtne. Ehituse käigus tuleb paigaldada vastavalt juhistele vertikaalne ning horisontaalne hüdroisolatsioon ja tõusev ehk kapillaarniiskus saabki kontrolli alla. Mida aga teha vanade hoonetega? Massiivkivi vundamente kivihoonete all uuesti laduda ei saa (no hea küll, tegelikult saab, aga arvestades kulusid ja eesmärke, ei ole kuigi otstarbekas). Osaline läbilõikamine küll aitab mõneti soolasid juhtida soovitud suunas, kuid nõrgestab konstruktsioone ja lõpptulemusena pole piisavalt tõhus. Sokli impregneerimine poorsete kivide puhul on küll tõhus, kuid ajas teadmata suurus, kuidas need kemikaalid käituvad ning milliseid muutusi konstruktsioonis veel endaga kaasa toovad ning ka sellega kaasnev seina ulatuslik perforeerimine, mida ei saa väga lubada kaitsealuste hoonete puhul. Lisaks on keemiline impregneerimine sisuliselt vastuolus restaureerimispõhimõtetega, kus tänapäevased tegevused peaks olema tagasipööratavad juhtudeks, kui ilmnevad töödest tingitud negatiivsed tagajärjed.
Et oleks lihtsam aru saada soolade ja vee hävitavast toimest, läheks korraks tagasi ehitusfüüsika juurde. Poorsetest materjalidest vee väljakuivamine reeglina ei kujuta endast suuremat probleemi. Kui nüüd võrrandisse lisada soolad, siis vee aurustudes jäävad soolad materjali pealmistesse kihtidesse ja kristalliseeruvad. Sisuliselt küll kosmeetiline ja suhteliselt lihtsasti parandatav probleem. Aga… mida rohkem vesi materjali pinnalt aurustub, seda suurem saab olema soolade kontsentratsioon materjalis ja see omakorda muudab niiskusrežiimi niivõrd, et uuesti tasakaalu saavutada, hakkab vesi seda suurema hooga liikuma üha enam kontsentreerunud soolade suunas, et neid soolasid lahustada. See aga võib tekitada meeletu hüdrostaatilise surve poorses materjalis. Nohikutest asjaarmastajad näiteks nimetavad eelnevat nähtust “osmoosiks”!
Surved, millest jutt käib polegi väga triviaalsed (1). Nimelt osmoosi rõhk võib ületada enamuse poorsete materjalide survetugevuse suisa nii, et nad piltlikult öeldes plahvatavad.
Difusiooni rõhk: 2.1 to 3.5 kPa
Kapillaar surve: 2.1 to 3.5 MPa
Osmoosi rõhk 21 to 35 MPa
Määravaks on ka see, kui sügaval materjalis soolad kristalliseeruvad. Kui kristalliseerumine hakkab aset leidma juba sügavamates kihtides, võib see kaasa tuua osmootse rõhu tõusu. Näiteks telliskividest laotud seina puhul, kus vuugimördina on kasutatud tugevat segu, võib see kaasa tuua kivide pealmise pinna delamineerumise. Juba vanad meistrid panid tähele (ja neilt on endiselt palju õppida), et probleemide ilmnemisel said esimesena kahjustada kivide vahelised vuugid. Seda peamiselt põhjusel, et segu sisaldas lupja, mis tegi mördi nõrgemaks ja kordades vett ning veeauru läbilaskvamaks, kui kivi ise – sisuliselt muutus lubjarikas segu tänu veele ja seega ka vees lahustunud sooladele hõlpsamini läbitavaks, kui teda ümbritsev kivi. See tähelepanek viis tõdemuseni, et segu, millega kive laotakse, peab olema pehmem, kui kivi ise. Nagu looduses, nii ka ehituses kehtib Darwinism – tugevam jääb ellu või noh – alles. Kui nüüd näiteks juhtub vastupidi, et mört on tugevam kui kivi, siis kivi “ohverdab” ennast vuugisegule ja tulemust pole raske ennustada – jääb alles väga hõre sein. Just selles “nõrkuses” ongi õige segu tugevus ning tugevam ei ole alati parem (vähemalt, mis puutub müürisegudesse).
Veel üks möödavaadatud niiskusallikas võib veel lisaks olla ka kondensaat, mis tekkib juhuste kokkulangevusel nagu halb või puudulik soojustus, probleemid ventilatsiooniga ja kõrge temperatuuride vahe õhus ning kiviseinal. Teisisõnu, kui ruum on jahe ja me selles oleva õhu kiiresti üles kütame, puutub soe ja niiskem õhk kokku külma pinnaga. Kuid jahtudes õhk kahaneb oma mahult ja õhus olev niiskus ei mahu sinna ära ning ladestub kondensaadina kivile. Osa liigsest veest voolab maha, osa aurab tagasi ruumi, aga osa jõuab ka läbi seinte õue. See kogus on väike, kuid teinekord piisav, et anda kiirendatud tõuge osmoosi tekkeks.
Arvatavasti üks vana ja juba ammu surnud müürsepp, nii umbes tuhat või enam aastat tagasi, nägi, et segu sai kivide vahelt enne otsa ja selleks, et müür säiliks, tuli kive uuesti vuukida. Seega, oma olemuselt oli juba siis tegemist “ohver” vuugiseguga, mis aja jooksul arenes üldiseks kive katvaks krohvikihiks. See kiht töötas omamoodi käsnana ja võimaldas niiskusel hakata välja kuivama mitte kivi pinnalt, vaid krohvi sees. Muidugi mõista andis krohvikiht varsti järele ja varises maha, kuid müür selle taga püsis kauem. Krohvikihti pidi küll uuendama iga paari-kolmekümne aasta järel, kuid see oli siiski odavam, kui ehitada uus rajatis. Nii tekkis sisuliselt ohverkrohv. Paraku kipuvad tänapäeval vanad tõdemused ununema. Materjalid lähevad tugevamaks ja tihedamaks ning vajadus krohvi uuendada sageneb.
Lagunevaid soklikrohve saab tänapäeval vaadelda kahte pidi. Ühelt poolt, kui suutmatust alal hoida ja säilitada pärandit, kulutades aega ja vahendeid võitlemaks tuuleveskitega ja teiselt poolt, kui hoone kasutusse kodeeritud protsessi, mis on selle hoone väärikuse, meistrite ja aja summa. Sõltumata vaatenurgast vajab sokkel parandamist enne, kui kahjustub kandev kivi osa. Väliskrohv, kui omal ajal kõrgtehnoloogiline saavutus hoonete konserveerimisel ehk, kui ei saa peatada kahjustuste teket, siis vähemalt koondada nad kindlasse kohta, kus neile ligi pääseda, kasutades materjale, mis on kättesaadavad ja asendatavad.
Kui eesmärk on hoida siseviimistlust soolakahjustuste eest, on üheks võimaluseks kapilaarniiskuse välja suunamine. Teisisõnu, seina sisemine külg muuta aurutihedaks ja välimine (vähemalt sokli osas) juba teadlikult katta difusioonile avatud ohverkrohviga (naturaalne lubikrohv ilma tsemendita). Muidugi n.ö. ohverkrohvina toimib ka õigesti paigaldatud SAMA saneerimismatt nii sees, kui väljas. Soolad saavad seinakonstruktsioonist eemale ja osmoos ei kahjusta ei kive ega müürimörti, sooladel on ruumi ladestuda ja kristalliseeruda ilma, et nad jõuaks viimistluskihtideni. Kergemate soolakahjustuste puhul piisab ka ainult Termokrohvist, mis on piisavalt tugev, et tagada kaitse seinale aga samas piisavalt pehme, et vastu seista osmootsele rõhule ilma lagunemata.
Sama, kuid mitte päris
Kui kivid on saanud kahjustada külmumise tagajärjel, võib vaatepilt olla üsna sarnane soolakahjustustega, aga neid ei tohiks siiski segamini ajada. Mõlemal puhul toimub kivide delaminatsioon sarnaselt, kuna põhjus on sama – vesi. Oluline on aga aru saada vee liikumise suunast. Üheks vääramatuks vihjeks soolakahjustustele on lähedal paiknevad soolakristallid. Muidugi, mõistlik oleks ka hinnata hoone üldist olukorda – räästad, vihmavee äravool, võimalik pritsimine näiteks tänavalt autorataste alt või järjepidev lume kuhjamine seina äärde. Külmakahjustuse puhul on reeglina alati tegemist välise mõjutajaga, mida on suhteliselt lihtne ära tunda, kui natuke otsida. Seega soolakahjustuse puhul on vaja ohverdada krohv, et päästa seina siis külmakahjustuse puhul hoolimatu peremees.
Lühidalt veel ka sooladest
Laias laastus jagunevad soolad kaheks: orgaanilised ja anorgaanilised. Meie teemade piires on määravaks pigem viimane. Edasi jagunevad soolad vees lahustuvateks ja vees mittelahustuvateks. Viimased tulevad jutuks vaid soolade muundamise kontekstis ning meid pigem huvitavad ainult vees lahustuvad soolad.
Lihtsustatuna on soolad oma olemuselt aluselise ja happelise aine reaktsioonist tulenev ühend ning vees lahustatuna moodustavad osad soolad happelise ja teised aluselise keskkonna (on ka neid, mis jäävad neutraalseks, kuid ehitusvaldkonnas kohtab neid harva). Näiteks, osad aluselised soolad veega lahustudes moodustavad happelise lahuse ja seega ehituslikust seisukohast pole määrav niivõrd soola, kuivõrd selle lahuse happelisus ehk PH.
Lisaks vee purustavale jõule nõrgestab konstruktsioone ka seesama PH. Nimelt, reageerides lubjakiviga või lubjaga, nii vuugi- segus, kui isegi näiteks betoonis. Muidugi, selline protsess on aeglane ja vaevumärgatav, kuid sihikindel.
Kõige enam levinud soolad ehitusmaterjalides on sulfaadid, kloriidid ja nitraadid.
Kokkuvõtteks
Selleks, et meil oleks probleem, on vaja kolme asja:
- Soolasid
- Vett
- Vett juhtivat poorset materjali
Kui üks kolmest eemaldada, muutub probleemi olemus tühiseks. Abiks on drenaaž ja õiged kalded hoonest eemale – kalded muide on teema, mille vastu eksitakse või neid sootuks ei teadvustata. Seega, esmalt tuleks saada kontrolli alla liigne vesi, saada seinad kuivaks, eemaldada väljakuivanud ja kristalliseerunud soolad, võimalusel soojustada seinad nii seest, kui väljast (väljast ikka rohkem, kui saab).
Märksõnad: Kapillaar tõus, Osmoos, Soolad, Happed
Viited:
- J.F. Straube ja Burnett, E.F.P.; Building Science for Building Enclosures, Building Science Press, Westford, MA, 2005
- Hutcheon, N.B. and Handegord, G.O.; Building Science for a Cold Climate, National Research Council of Canada, 1983.
- Lstiburek, J. (2014, July 3). BSI-011: Capillarity—Small Sacrifices. Buildingscience. https://www.buildingscience.com/documents/insights/bsi-011-capillarity-small-sacrifices