Utólagos falszigetelés - Hatodik rész
Az utólagos falszigetelés kiviteli módjainak hatásmechanizmusa
Ahhoz, hogy az utólagos falszigetelés eljárásainak alapelveit megértsük, tisztában kell lennünk bizonyos fizikai–kémiai alapfogalmakkal, hiszen ha ezeket nem ismerjük, nem érthejük a kapilláris rendszerben lejátszódó jelenségek sem, és a szigetelési technológiák működési elvét sem.
A falszigetelés módszerének alapelvét a szilikátfelület és a folyadék kölcsönhatása jelenti. Azokban a falakban, amelyek a nedves talajjal érintkeznek, a víz és a benne oldott sók a falazat kapillárisaiban a felületi feszültségből kifolyólag a falban felefelé áramlanak. A víz felületi feszültsége a vízmolekulák között ható kohéziós vonzóerőkből (γv) fakad. A kohéziós vonzóerőben pedig kétféle kölcsönhatás játszik szerepet: a hidrogénkötés (γvh ) és a van der Waals-féle vonzás (γvd). (2. ábra)
Mit jelent a hidrogénkötés?
Ezt hidrogénhídnak is nevezik. Röviden arról van szó, hogy a vízmolekulákban a sokkal nagyobb elektronegativitású oxigénatom a vele kovalens kötésben lévő hidrogén elektronját magához vonzza (a hidrogén elektronja relatíve többet tartózkodik az oxigénatom közelében), így a hidrogén a szomszédos vízmolekulában lévő oxigénből elektront vonz magához.
A különféle építőanyagokkal a velük érintkező elektrosztatikus kapcsolatba lép, magyarul benedvesíti.
A nedvesedést a víz felületi feszültsége, valamint a szilikátfelület adhéziós erői határozzák meg. Az adhéziós nedvesedés abból fakad, hogy a falfelület jobban vonzza a vízmolekulákat (nagyobb az adhéziója), mint ami a köztük levő kohéziós erő; magyarul: a víz rátapad a szilárd felületre.
Mit jelent az adhéziós vonzóerő?
Konkrét esetünkben ez az a vonzóerő, amely a falazat anyaga és a vízmolekulák között hat, azok felületeit egyesíti. Ez főképp a szilikátanyagok oxigénje és a vízmolekulák hidrogénje között érvényesül, és a vonzóerőt a a hidrogénhidas adszorpcióból és az elektrosztatikus dipólusos kölcsönhatás együttese eredményezi.
A szilikátalapú építőanyagok felületén főképp OH– és O2– ionok vannak többletben, mert az alig polarizálható Si4+ ionok az anyag belseje felé húzódnak, lévén, hogy a szilikátionoknak jelentős az elektromos tere, ami a felületi energiát sokkal nagyobb mértékben emeli, mint a jól polarizálható O2– ionoké.
Következésképpen a szilikátok felülete relatív töltéstöbbletet hordoz; ez azt jelenti, hogy a felületen elektromos erőtér keletkezik, ami képes megkötni a (+) ionokat és a poláris molekulákat. Másképpen szólva az építőanyagok szilikátfelületei polárisak, amelyeken a vízmolekulák irányítottan kötődnek meg (3. ábra).
Ezek a többé-kevésbé erősen megkötődött vízmolekulák vékony folyadékrétegként felfelé mozognak a kapilláris csőben, mert mindig újabb szilikátfelület képes megkötni őket a kohéziós erők révén, és így felfelé húzza az egész folyadékoszlop vízmolekuláit. Ezt hívjuk kapilláris szívóhatásnak (4. ábra).
Az a magasság (h), amire a folyadék felszívódni képes, főleg a kapilláris rendszer átmérőjének (r) függvénye. Amennyiben a peremszög, azaz ϑ > 90°, akkor a „h” negatív értéket vesz fel, tehát a víz kinyomódik a kapillárisból. Ez a kapilláris depresszió.
A fentebb vázolt fizikai jelenségekből vezethető le az, hogy a légpórusos vakolatok hogyan eredményeznek falszárítást. Ezekben nincsenek kis átmérőjű hajszálcsövecskék, ezért a vakolat a fal nedvességtartalmát nem vezeti ki a felszínre, hanem az már a belső, nagy átmérőjű pórusokból elpárolog.
A falfelület addig marad száraz és sómentes, amíg a víz a vakolat mélyebb rétegében párolog el. Logikus, hogy amennyiben a víz elpárolog, a benne oldott sók lerakódnak a pórusokban, és ez nyilvánvalóan idővel rontja a párologtató hatást. Nagymértékben meghosszabbítható azonban a hatékony párologtatás időszaka, ha a falszerkezetben vegyi anyagokkal sóátalakító kezelést alkalmazunk, és a sókristályokat tárolni képes gúzokat alakítunk ki.
A vegyi falszigetelés azt jelenti, hogy olyan oldatokat injektálunk a falba, amelyeknek az aktív komponensei megváltoztatják a falazat pórusszerkezetét. A cementiszapos eljárások eltömítik a falazat pórusait, ily módon téve lehetetlenné a a kapilláris vízfelvételt. A szilikon-injektálásos módszer esetén a hatóanyag a kapillárisok falára tapad, és a ϑ-peremszöget 90° fölé növeli; ezzel a kapilláris emelkedés süllyedéssé válik, azaz kialakul az ún. kapilláris depresszió.
Nagyon kell ügyelni arra, hogy a folyadékinjektálások teljesen eltömítsék a pórusokat és a hajszálcsöveket, mert ha a kapillárisrendszer csak leszűkül, akkor ebben a vízszint az eredetinél magasabbra emelkedik.