Historické fasádní omítky obsahují nejrůznější pojiva a příměsi rozdílné od současných materiálů, s tím souvisí i principy obnovy a příprava omítkových maltových směsí. Zásadním problémem historických objektů je negativní působení vlhkosti. Destrukční činnost umocňuje nasávání vlhkosti se solí do zdiva a průnikem na jeho povrch. Následky postupné degradace v podobě puchýřkování, vlhkých map s plísní, výkvětů solí, nebo dokonce odlupování zdiva jsou pro omítkový systém fatální a jediným řešením je důkladná sanace objektu a odstranění zdroje zvýšené vlhkosti. Téma historických malt a omítek je zkoumáno v rámci aplikované vědeckovýzkumné činnosti, která má v technologické laboratoři dlouhou tradici. Obnova historických omítek je složitý proces, který vyžaduje hluboké znalosti materiálů a technologií.
Materiálová analýza a příprava malt
Volba použitých materiálů musí vycházet z analýzy současného složení a stavu stávajících omítek. To vyžaduje provedení materiálové analýzy, která by měla stanovit druh a obsah pojiva a granulometrii kameniva (písku). Obsah pojiva neinformuje exaktně o složení malty použité na fasádě, protože vlivem degradace se jeho množství v průběhu času snižuje, více je ochuzen o pojivo líc omítky v důsledku působení okolního prostředí. Analýzou ale vždy zjistíme poměr rozpustných a nerozpustných podílů v kyselině chlorovodíkové, což při nerozpustnosti kameniva odpovídá poměru pojiva a kameniva. Při obnově fasády je nezbytné také provést stanovení obsahu solí a na základě výsledků pak stanovit další postup opravy zasolených částí. Nejen v soklových částech zdiva, ale někdy i ve vyšších partiích fasády jsou omítky zasoleny. Jsou-li přítomny hygroskopické soli, pak se projevují vlhkými skvrnami na omítce, jejich viditelnost souvisí s relativní vlhkostí okolního vzduchu a teplotou. Při návrhu způsobu přípravy a složení opravných malt by se měly vzít v úvahu objektivní skutečnosti a měly by se zohlednit výsledky diagnostiky stávajících omítek. Použité materiály pro opravné malty a způsob jejich zpracování mají podstatný vliv na vzhled omítky a její stárnutí.
Tradiční vápenné technologie
Při opravě fasád historických staveb se často požadují staveništní omítkové malty, ale neděje se tak s důrazem na způsob jejich přípravy. Technologie přípravy vápenné malty by měla být v souladu s přípravou malty v minulosti. Mělo by být použito vápno ve formě odleželé vápenné kaše. Pokud není k dispozici kaše, lze použít kvalitní vápenný hydrát CL 90 (podle ČSN EN 459-1), který se smíchá s vodou a vytvořená suspenze se nechá alespoň 7 dnů odležet. Tím se dosáhne vytvoření hydrogelu na povrchu krystalků hydroxidu vápenatého (vápenného hydrátu). O vápenných omítkách pojednává směrnice WTA CZ 2-7-01/D, zabývající se jejich přípravou a vlastnostmi. Podává základní informace pro použití vápenných malt v péči o historické stavební objekty a klade si za cíl přispět k předcházení vad a poruch v důsledku chybného projektování, provádění a nevhodných materiálových návrhů při obnově památek. Pro přípravu vápenných omítkových malt doporučuje směrnice odměřovat složky kbelíkem, mísit nejprve vápno s vodou, pak přidat písek a míchat až do získání „vláčné konzistence - bez hrudek“. Přednostně doporučuje míchačku s nuceným oběhem, která zaručuje optimální mísení vápna a písku s minimálním množstvím vody.
Nedůslednost v dodržování výše uvedených požadavků pro přípravu vápenných malt vede, ve snaze pojistit delší trvanlivost omítky a vyloučení technologických poruch, k používání přísad a příměsí, které se do tradičních malt nepřidávaly. Památkáři povolují přídavek malého množství cementu (tzv. jedna „fanka“ na míchačku), což je v omítce spíše na závadu než k užitku. Cement je součástí vápenocementových malt, u kterých se doporučuje poměr vápenného hydrátu k cementu 1,4 : 1 až 3,6 : 1. Tato omítka pak tvrdne v důsledku hydratace cementu, spotřebovává se záměsová voda a rychle se vytváří pevná struktura. Karbonatace vápna pak probíhá dlouhou dobu bez výrazného vlivu na mechanické vlastnosti omítky.
Pod pojmem vápno se obvykle chápe jak vápenec - CaCO3 - tak i z vápence vypalováním získané "pálené vápno" (CaO). "Hašené vápno" Ca (OH) 2 - vzniká reakcí páleného vápna s vodou. Hašené vápno se používá jako pojivo do omítek a malt a vápenec zase jako plnivo. Pálené vápno, hašené vodou vytvoří tzv. vápennou kaši, která reakcí s oxidem uhličitým vytvoří pevnou porézní strukturu. Protože vápenný hydrát vytvrzuje reakcí s oxidem uhličitým ze vzduchu, nazývá se vzdušné vápno.
Čtěte také: Omítání OSB desek venku: Tipy a triky
Pucolán - latentní hydraulická přísada
Latentní hydraulické přísady jsou látky, které netvrdnou pouze vodou, ale přidávají vápnu hydraulické vlastnosti. Tento účinek je způsoben tzv. Pucolánovou aktivitou, nebo-li schopností reagovat s Ca(OH)2. Ve směsi s vápnem se z oxidu křemičitého vytvoří ve vodě nerozpustný křemičitan vápenatý. To vede u omítky a malty ke zvýšené pevnosti a lepší odolnosti proti povětrnostním vlivům. Mezi nejznámější latentní hydraulické komponenty patří "trass" a tufové horniny. Již v minulosti se začaly používat tzv. umělé hydraulické složky mezi ně patří již s dlouhou tradicí "cihlová moučka" pálená za nízkých teplot.
Trass
Trass je vysoce porézní hornina, vyskytující se v přírodě a je většinou sopečného původu. Drcením je poskytnuta velmi jemná přísada, která se používá jako latentní hydraulická složka. Trass lze nalézt - podle regionálního výskytu - v mnoha historických omítkách a maltách. Jako "latentně hydraulické" pojivo se Trass váže pouze ve směsi s vápnem nebo cementem. HASIT používá kvalitní Märker trass, který pochází z těžby horniny zvané suevit, vyskytující se v kráteru Ries v Bavorsku nedaleko řeky Dunaj - impaktní kráter po dopadu meteoritu.
Hydraulické vápno (HL dle EN 459-1)
Hydraulické vápno je vyrobeno ze směsi vápence a slínku, která je vypalována při teplotách kolem 1000 ° C. Výsledné křemičitanové fáze tvoří s volným vápnem, ve vodě nerozpustné křemičitany vápenaté, které dávají maltám odolnost vůči vodě. Na rozdíl od cementu zde zůstává vysoká přirozená pórovitost. Tyto vlastnosti činí pojivo zajímavým, zejména ve vlhkém prostředí. Ve středozemských oblastech (se suchým středomořským podnebím) může hydraulické vápno v omítce do značné míry nahradit cement.
Přírodní hydraulické vápno (NHL dle EN 459-1)
V závislosti na tom, zda může být surovinová směs pro výrobu hydraulického vápna z odpovídajícího kamene rozložena bez míchání nebo umělého smíchání, se rozlišuje přírodní hydraulické vápno od umělého hydraulického vápna. Má-li surový kámen ideální složení vápna, může být použit k extrakci NHL. Tato surovina umožňuje konstantní,“ nižší, mírnější“ teploty vypalování než míchané směsi, což zabraňuje tvorbě typických fází cementu.
Průmyslově vyráběné malty a jejich role v památkové péči
Průmyslově se malty připravují ve formě suché směsi, nebo ve stavu husté suspenze. Některé firmy (především zahraniční) nabízejí vápenné malty zpracované z vápenné kaše a písku. Většina firem dodávajících hotové směsi, ať již v suchém stavu nebo v suspenzi, používají k jejich výrobě vápenný hydrát, tj. práškové hašené vápno. Vápenný hydrát je objemově stálý, takže nedochází k dodatečnému dohašování zrn v omítce a ke vzniku poruch v důsledku tohoto děje. Jako přísady pro zvýšení adheze omítek k podkladu se používají redispergovatelné prášky na bázi polyvinylacetátů, polyakrylátů a jejich kopolymerů s řadou dalších sloučenin. Některé typy těchto sloučenin zlepšují ohybovou pevnost omítky. Jako prostředek pro zadržování vody v čerstvé omítce se do směsi přidávají étery celulózy, např. hydroxypropyl methylcelulóza (HPMC), které kromě schopnosti vázat na svůj povrch vodu příznivě ovlivňují reologické vlastnosti malt, přilnavost k podkladu, přídržnost a eliminují vznik trhlin.
Čtěte také: Typy a využití hrubé omítky
Na našem trhu je široká škála průmyslově vyráběných malt pro zdění a omítání. Jsou zastoupeny malty pro omítání na bázi bílého vápna, přirozeného hydraulického vápna, cementu a také sádry. Tyto malty mají stabilní, experimentálně zjištěné vlastnosti, které jsou uvedeny v technických listech, jako je pevnost v tlaku a tahu za ohybu, doba zpracovatelnosti, přídržnost k podkladu, součinitel difuzního odporu, zrnitost kameniva a rámcové složení, které by mělo deklarovat druh a množství pojiva.
Při obnově památek, stejně jako při jakýchkoli státních zakázkách, je základním hodnotícím kritériem ekonomická výhodnost nabídky a obvykle nejnižší nabídková cena. Přes odpor památkářů k používání průmyslově vyráběných malt pro opravy stavebních památek je proto nastolena zásadní otázka, zda tyto maltové směsi, které mají složení odpovídající požadavkům památkové péče. Tyto malty mají deklarované vlastnosti, které, zvláště při úplné náhradě velkých ploch, jsou důležité pro výsledný vzhled fasády. Suché maltové směsi většinou obsahují písek o granulometrii do 2 mm, proto pro specifické účely se vyrábějí také prášková pojiva (obvykle vápenný hydrát s pucolánem), ke kterým lze přimíchat písek s větší velikostí zrn.
Například u kamenných staveb a všude tam, kde se vyskytuje opuka, není vhodné používat cementové omítky, a proto se Baumit v této oblasti orientuje na čistě vápenné materiály. Vápno je totiž jedním z nejstarších stavebních materiálů. Baumit nabízí i systémové řešení, které představuje řada čistě vápenných omítek typu NHL (Natural Hydraulic Lime). Systém spočívá v aplikaci přednástřiku Baumit NHL Pre a strojním nanesení vápenné omítky Baumit NHL MP, která může být i finální vrstvou. Jedná se o ručně zpracovatelnou čistě vápennou omítku pro interiéry i exteriéry v zrnitosti 4 mm. Tato omítka, splňující nejpřísnější normy památkové péče, je vhodná především k použití v oblasti soklů. Jako doplněk pro stavby obsahuje řada NHL také přírodní hydraulické vápno Baumit NHL 3,5 k přípravě vlastní malty přímo na stavbě za použití vlastních písků.
Sanační omítky
Samostatnou kapitolou jsou sanační omítky, které se začaly používat v 80. letech minulého století jako staveništní malty se specifickými přísadami a příměsmi. Malty pro sanační omítky obsahují jako pojivo nejčastěji vápenný hydrát a cement, výjimečně pouze hydraulické vápno. Porézním stavebním materiálem vzlíná voda s rozpuštěnými solemi z podzákladí, transportu roztoku na povrch omítky zabrání její vnitřní hydrofobizace. V pórovém systému se odpaří voda a soli vykrystalizují. U vysoce hydrofobizovaných omítek může být problémem určité zvýšení vlhkostního profilu ve zdivu pod omítkou. V posledních letech se na trhu objevily pod různými názvy (hydrofilní, sušicí) sanační omítky, které nejsou hydrofobizovány, naopak je povrch kapilárních pórů hydrofilní. Omítky mají vysokou porozitu podobně jako omítky sanační podle WTA, ale díky hydrofilnímu charakteru povrchu pórů se voda rozprostře po jejich povrchu, a dochází tak k odparu na větší ploše. Tyto omítky se označují jako sušicí s účinností 15× větší, než sanační omítky podle WTA. To vede k rychlejšímu odpaření molekul vody, a tedy k vyschnutí. V těchto omítkách je pojivem nejčastěji hydraulické vápno, někdy s přídavkem malého množství cementu. Vysoce porézní lehké příměsi s vhodně koncipovanými póry poskytují vysokou porozitu zaručující dobrou kapilární nasákavost a nízký difuzní odpor pro vodní páru. Porozita kromě toho umožňuje ukládání solí v omítce. Při vhodně zvolené mikrostruktuře omítky je její povrch suchý bez solných výkvětů. Omítky nezvyšují vlhkostní profil ve zdivu, proto jsou na opravu vlhkého zdiva doporučovány. Sanační omítkové systémy upravuje směrnice WTA 2-9-04/D.
Historické omítky v České republice
V rozsahu dochování historických omítek, sgrafit, ale i štukové výzdoby z malt patří Česká republika k unikátům. Technologická laboratoř se věnuje výzkumu jejich vlastností, složení, postupů a materiálů jejich ochrany systematicky od 90. let minulého století. Institucionální podpora na rozvoj výzkumné organizace (2019-2023), Cíl: Technologie a materiály, hl. řešitelka D. Michoinová, od roku 2022 hl. řešitelka V. NAKI II DG18P02OVV005 - Renesanční a manýristické štukatérství v Čechách a na Moravě (2018-2022), hl. řešitel na NPÚ P. Institucionální podpora na rozvoj výzkumné organizace IP DKRVO (2012-2018) Cíl: Materiály a technologie pro obnovu a údržbu památkového fondu/Památkově technologické edukační a popularizační projekty, hl. řešitelka D. Michoinová (2018), Cíl: Tematické průzkumy, hl. řešitel P. Skalický (2015-2017) dílčí cíl: Výzkum technologií a materiálů pro poznání a záchranu památkového fondu, Cíl: Technologie a materiály, hl. řešitelka D. Cíl: 02104. Průzkum historických materiálů a technologií, hl. řešitelky I. Kopecká (2004-2007), D.
Čtěte také: Použití Sanacni Omítky Weber
Případová studie: Hrubý dům v Lomnici nad Popelkou
Senzační nález se podařil pražskému architektovi Liboru Sommerovi, kterého si radnice najala, aby prováděl na domě restaurátorský průzkum. Všechno začalo před několika lety, když se lomnická radnice rozhodla rekonstruovat fasádu na budově Hrubého domu, kde sídlí zdejší muzeum. Architekt Libor Sommer při restaurátorském průzkumu původní omítky domu a jejím laboratorním rozboru zjistil, že obsahuje hydraulické pojivo, pravděpodobně cement. „Tu omítku původně chtěl investor dokonce otlouct, její stáří jsem na první pohled odhadoval tak na třicátá léta 20. století. Až při provádění sondážního průzkumu z lešení jsem zjistil, že pod slabou vrstvou novodobého nátěru je několikacentimetrová tvrdá vrstva, která sahá až ke zdivu. Tím začala celá detektivní práce. Laboratorní analýzou bylo zjištěno, že původní omítka má charakteristické rysy cementu, který před 200 lety našinci neznali. To už i laici obeznámení s případem začali chápat, že Hrubý dům skrývá nejedno tajemství. Domněnka je založena na provedených archivních průzkumech.
„V Anglii si tehdy Šlechta koupil Portlandský cement, který byl tehdy novým a vzácným materiálem, ve své podstatě určeným pro zhotovování štukatérských prvků a architektonické modelování fasád,“ vypráví architekt. „Je to převratný nález. Lomnice nad Popelkou se díky Hrubému domu stává slavnou. Historická a autentická hodnota domu neuvěřitelně vzrostla. Penězi je to nevyčíslitelné,“ raduje se Libor Sommer. Jeho domněnku potvrzuje i starosta Lomnice nad Popelkou Vladimír Mastník, který sdílí architektovo přesvědčení o původnosti a vzácnosti omítek na Hrubém domě. Radost všem ale trochu kazí fakt, že hypotézu o jedinečnosti omítek zatím není jak dokázat. Analytické metody, které by argumenty odborníků mohly potvrdit, jsou příliš nákladné. „Bohužel dosud nemáme v ruce žádný doklad, ve které cementárně v Anglii mohl být cement vyroben, abychom provedli porovnávací rozbor. Poslední naději ještě skrývá Šlechtův archiv, který je velmi obsáhlý a podle architekta Sommera nebyl ještě zcela prozkoumán. „Zatím je pouze prokázáno, že cementová omítka to je. Jedinou jistotou, kterou mám, je, že na Hrubém domě vydrží původní zrestaurovaná omítka ještě dalších 200 let,“ říká s úsměvem Libor Sommer.
Zachování stavební kultury a role památkové péče
Naše architektonické dědictví představuje všeobecně velkou rozmanitost materiálů a aplikačních technik. Nejinak je tomu i v oblasti povrchových úprav stavebních objektů. Pro úspěšnou opravu fasád historických staveb je nezbytná spolupráce všech zúčastněných stran a následně přísná a důsledná kontrola používaných materiálů a provádění stavebních prací. Vápenné technologie jsou o použití vápna pro povrchové úpravy. Nezbytné je soustavné vzdělávání v oboru obnovy architektonického dědictví, a to nejen řemeslníků, ale také pracovníků památkové péče, rozhodovacích orgánů a v neposlední řadě také projektantů. Znalost v minulosti používaných materiálů a technologií je velmi důležitá. Historický materiál je v mnoha případech na památce zachován, proto není problém provést analýzy, a získat tak povědomost o jeho složení. Již zapomenutá a v literárních pramenech nezachycená technologie zpracování je pak velkým problémem při provádění obnovy památky. Udržení naší stavební kultury má velký význam pro naši společnost. Nejvyšším cílem je udržet staré architektonické formy a historické typy budov. Památková péče se ujímá takovýchto staveb a s láskou k detailu dbá na zachování původního stavebního fondu, a to s „čitelností“ stop jeho stáří a užívání při současné minimalizaci nákladů na opravy a údržbu. V popředí úsilí památkové péče nestojí rekonstrukce samotná, nýbrž zachování historického stavebního fondu. Sanace se vždy realizuje jako přezkoumaný jednotlivý případ podle zadání příslušného památkového úřadu, případně po konzultaci s ním. Mimo jiné při tom může dojít i k udělení výjimek z aktuálních ustanovení nařízení o úspoře energie. Úspěch udržovacích opatření nezávisí jenom na umění řemeslníků, nýbrž i na použití vhodných stavebních materiálů. HASIT nabízí památkářům rozsáhlou paletu historií inspirovaných malt a jádrových omítek, lícních omítek i nátěrových produktů.
| Druh vápna/pojiva | Složení/Charakteristika | Historické použití | Moderní použití/Výhody |
|---|---|---|---|
| Historické vápno (Hašené vápno Ca(OH)2) | Vzniká reakcí páleného vápna s vodou. Používá se jako pojivo do omítek a malt. Vytvrzuje reakcí s oxidem uhličitým ze vzduchu. | Tradiční vápenné omítky a malty. | Vhodné pro památkovou péči, ekologická nová výstavba. |
| Pucolán (latentní hydraulická přísada) | Látky, které netvrdnou pouze vodou, ale přidávají vápnu hydraulické vlastnosti (reagují s Ca(OH)2). Tvoří nerozpustné křemičitany vápenaté. | "Trass", tufové horniny, "cihlová moučka". | Zvýšená pevnost a lepší odolnost proti povětrnostním vlivům. |
| Trass | Vysoce porézní hornina, sopečného původu. Jemná přísada s latentními hydraulickými vlastnostmi. | Nalezen v mnoha historických omítkách a maltách. | Vazba s vápnem nebo cementem pro zvýšení stability. |
| Hydraulické vápno (HL) | Vyrobeno ze směsi vápence a slínku vypalované při ~1000 °C. Tvoří ve vodě nerozpustné křemičitany vápenaté. | Historicky "římská omítka". | Odolnost vůči vodě, vysoká přirozená pórovitost, alternativou cementu ve vlhkém prostředí. |
| Přírodní hydraulické vápno (NHL) | Získané z vápence s ideálním složením bez umělého mísení. Vypalování při nižších teplotách zabraňuje tvorbě cementových fází. | Osvědčené historické vápenné omítky. | Hladké, lehce zpracovatelné, nízké smrštění, vysoké pevnosti, odolnost proti mrazu a povětrnostním vlivům, zachovává kapilární vlastnosti. |