KAMIENNA ELEWACJA

Szczegóły

Opublikowano: wtorek, 08, kwiecień 2008 00:00

Wyniki badania mrozoodporności powinny być uzupełnione obserwacją stanu zachowania się materiału w budowlach, które wcześniej wykonane zostały z tego samego materiału i które poddane były działaniu tych samych warunków klimatycznych, w których będzie pracował badany materiał. Niewłaściwa ocena czynników określająca trwałość kamienia na elewacjach prowadzi z reguły do następstw kończących się wymianą całych fasad, np. z marmuru i wapienia, na inny rodzaj surowca, co miało miejsce w dużym zakresie m.in. w USA.
W drugiej połowie XX wieku w niektórych krajach europejskich i w USA podjęto próbę stosowania na elewacje cienkich płyt skał węglanowych. Dziś na podstawie uzyskanych doświadczeń można stwierdzić, że eksperyment ten nie powiódł się. Przeprowadzone badania w laboratoriach i na elewacjach wykazały, że zmienna struktura tych skał, anizotropia kryształów kalcytu oraz występująca tendencja do wypłukiwania słabo zwięzłego kalcytu w użylonych wapieniach i otwieranie szczelin, stanowią źródło wad materiałowych, przyspieszających korozję chemiczną fasad marmurowych. W wyniku działania czynników atmosferycznych następuje utrata połysku oraz barwy kamienia, powstają brunatne plamy na powierzchni płyt oraz zmiana kształtu (paczenie się płyt) i ich odpadanie. Zmiany uwidaczniają się po 10 lub 15 latach eksploatacji elewacji. Z takich właśnie marmurów wykonano szereg fasad, które uległy degradacji m.in. w USA, Finlandii, Francji.

{mospagebreak}W USA w klimacie wilgotnym stwierdzono wginanie się oraz szybkie niszczenie płyt z marmuru „Carrara” użytego w 1987 roku do okładzin fasad budynków. Powodem tego zjawiska było osłabienie naprężeń wewnętrznych w cyklicznym procesie nawilżania i wysuszania płyt. Podobne przykłady zaistniały w Kansas City i w Nowym Jorku (Chase Lincoln First Bank of Rochester – 27 pięter) oraz w Chicago. Wieża „Amoco” wybudowana w latach 1971-1973 została obłożona na całej swej wysokości (346 metrów) płytami z marmuru „Carrara”. Łączna powierzchnia elewacji wynosi 65 tysięcy metrów kwadratowych. Przeciętne wymiary płyt: grubość 3,2-3,8 centymetra, długość 1,32 metra, szerokość 0,83 i 1,1 metra. W 1980 roku płyty zaczęły się odkształcać, a w 1987 roku zjawisko to stało się niepokojące. Odnotowano wypukłości przekraczające 11 milimetrów. Najbardziej zdeformowane płyty znajdowały się na elewacji wschodniej i południowej, w miejscach bardzo dużego nasłonecznienia. Po przeprowadzeniu serii testów na elewacjach i w laboratoriach w 1990 roku wymieniono kosztem 25 milionów dolarów całą elewację marmurową na inny rodzaj surowca.
W Finlandii przykładem wyraźnego wygięcia płyt elewacyjnych jest gmach „Finlandia House” w Helsinkach. Elewacja tego obiektu wybudowanego w 1971 roku została wykonana z marmuru „Carrara”, z płyt o wymiarach: grubość 2,8 centymetra, długość 1,5 metra, szerokość 1 metr. Na najwyższej części budowli nastąpiła wklęsła deformacja płyt, brzegi płyt zostały uniesione na zewnątrz na wysokość 2-3 centymetry. Płyty dolnej części elewacji budynku chronione przed deszczem zostały również wygięte w przeciwnym kierunku, nastąpiła deformacja wypukła.
We Francji „Wielki Łuk” na La Defense w Paryżu obłożony również marmurem, płytami o wymiarach: grubość 3 centymetry, szerokość 0,70 metra, długość 0,7 metra, po 10 latach od zakończenia budowy wykazał uszkodzenia. Niektóre płyty zaczęły się wyginać, wystąpiły wykrzywienia wypukłe rzędu 15 milimetrów, a na obrzeżach – szczeliny, głównie na fasadzie południowej i w części górnej elewacji.

{mospagebreak}
W Polsce w latach 1970-1990 nie było odosobnione stosowanie dolnośląskich marmurów i wapieni kieleckich na elewacjach szeregu renomowanych obiektów i budowli. W Warszawie z marmuru wykonano elewacje m.in. gmachów: Biblioteki Narodowej, biura radcy handlowego Ambasady Rosji, Ambasady USA, Ambasady Kanady. Wapień kielecki „Bolechowice” zastosowano na elewacje od strony ulicy Świętokrzyskiej gmachu Centrali Narodowego Banku Polskiego, a z wapienia „Zygmuntówka” fragmenty elewacji na budynku Domu Chłopa. W Krakowie na budynku Instytutu Pediatrii elewację stanowią marmury „Sławniowice” i „Biała Marianna”, a budynek Instytutu Onkologii ma fragmenty elewacji wykonane z wapienia „Morawica”. Na wszystkich wymienionych elewacjach wystąpiło zjawisko małej odporności marmurów krystalicznych i wapieni na szkodliwe działanie atmosfery.
Marmury i wapienie zbite zbudowane w przewadze z węglanów są związkami zasadowymi, odznaczają się małą odpornością i w środowisku zanieczyszczonej (kwaśnej) atmosfery szybko ulegają korozji. Zaobserwowano, że największy stopień uszkodzenia płyt elewacyjnych wystąpił w wapieniu jurajskim. Oprócz zmiany barwy kamienia z jasnokawowej na brudnoszarą, na powierzchniach płyt wystąpiły plamiste, rude przebarwienia i wykwity. Stan techniczny tych elewacji jest jak gdyby potwierdzeniem spostrzeżeń zaczerpniętych z literatury światowej, a odnoszących się do omówionych przykładów stosowania elewacji z płyt marmurowych i wapieni w środowiskach wielkomiejskich w USA, Finlandii i Francji. Wyniki długoletnich obserwacji poczynione na elewacjach w kraju oraz informacje na temat stosowania tych surowców za granicą wykorzystano przy opracowaniu normy PN-B-11203 Materiały kamienne – płyty do okładzin pionowych zewnętrznych i wewnętrznych. W normie ustanowionej w 1997 roku przyjęto, że marmury i wapienie zbite jako skały węglanowe, najbardziej reagujące na niszczące działanie atmosfery oraz charakteryzujące się dużym współczynnikiem rozszerzalności cieplnej nie nadają się do produkcji płyt przeznaczonych na okładziny elewacyjne.
W środowisku mocno zanieczyszczonym najlepiej zachowują się skały magmowe, a także niektóre odmiany piaskowców. Świadczą o tym budowle, które przetrwały do dzisiaj w stanie dobrym. Przykładem może być wybudowana z piaskowca w 1937 roku elewacja starego budynku Biblioteki Jagiellońskiej w Krakowie oraz szereg obiektów zabytkowych w Polsce.
Dużym problemem wydaje się być zastosowanie surowców przypadkowych, nie sprawdzonych w środowisku, często sprowadzanych z daleka, a podjęte decyzje o ich zastosowaniu są pewnego rodzaju eksperymentem, który może drogo kosztować. Polska jest krajem bogatym w surowce skalne, które w wielu przypadkach zostały sprawdzone w środowisku i należałoby się zastanowić nad szerszym ich zastosowaniem.

(JM)