Saltkrystallisasjon i stein og mørtel

Det økte trykket har altså sin årsak i at krystallene vokser, se figur 1. Dette trykket kan sprenge i stykker både mørtel og stein med store krefter.

I fase I vokser saltkrystallene inne i porene, i fase II har krystallene brutt gjennom porveggene og i fase III har krystallene blitt så store at hull dannes inne i bygningsmaterialet og dette gir mer fordampning og en akselererende krystallisering. De siste fasene gir tydelige skader i form av avflassing og sprengning i stein og mørtel.

For at saltkrystallisering skal skje i stein og mørtel må det finnes salter til stede og i tillegg må disse krystallisere grunnet forandrede fuktighetsforhold. I prinsippet alle murverk innholder salter. Vanligvis finnes de i noen partier av murverkene. Eksempler på vanlige salter er karbonater (-CO₃), sulfater (-SO₄), klorider (-Cl₂) og nitrater (-NO₃). Hvilke salter som forekommer varierer først og fremst avhengig av hvilke bygningsmaterialer som er blitt brukt i murverkene samt hvilket miljø som de befinner seg i. Salttypen kan ofte gi en tydelig indikasjon på hvilke bygningsmaterialer den har sin opprinnelse i. For eksempel gir funn av gips i et eldre murverk en tydelig indikasjon på at det med stor sannsynlighet er foretatt en reparasjon av murverket med betong eller sementholdig mørtel.

Vanligvis kommer salter i et murverk fra en av følgende fire kilder:

1. Bygningsmaterialer, enten opprinnelige eller reparasjonsmaterialer som for eksempel sement.
2. Grunnvann, for eksempel salter fra veier kan transporteres med grunnvann og trekkes inn i murverk.
3. Luftforurensing, for eksempel gipsutfellinger kan ha sin opprinnelse i luftforurensinger.
4. Salter med biologisk opprinnelse har ofte sin årsak i eldre boplasser der nitrater og klorider har trukket inn i bygningsmaterialene.

Salter løses, transporteres, fordeles og krystalliserer ved forskjellige fuktforhold i bygningene. Hvert salt har sine spesifikke fuktighetskrav for at denne prosess skal skje. Eksempelvis gir ofte de fuktighetsforhold som oppstår i de nedre delene av et murverk grunnet markfukt grobunn for saltkrystallisasjon. Det som kreves for at et salt skal krystallisere er at den relative luftfuktigheten i omgivelsene skal være mindre enn saltets ”ekvivalente relative luftfuktighet”, (RH_eq). Eksempelvis krystalliserer noen klorider først når den relative luftfuktigheten i omgivelsene går under 35% ved 20ºC mens noen sulfater krystalliserer allerede når den relative luftfuktigheten går under 95% ved samme temperatur.

Effekter av klimaendringer på saltkrystallisering i stein og mørtel

Saltkrystallisasjon er ikke noen ny problemstilling, men det er forventet at én effekt av klimaendringene vil være en økning av saltkrystallisering av stein og mørtel i store deler av landet grunnet økt nedbør og derved annerledes fuktighetsforhold i materialene. Spesielt truede områder er de deler av landet som vil bli utsatt for kraftig økt nedbør. Grunnet mildere klima er det også forventet at mer nedbør vil komme som regn istedenfor som snø hvilket vil tilføre mer fuktighet i bygningsmaterialene. Den økte nedbøren vil kunne gi flere tilfeller av nedfuktinger og påfølgende opptørking hvilket vil kunne gi økt saltkrystallisering.

Praktiske tiltak for å minske risikoen for saltkrystallisering

Praktiske tiltak for å redusere risikoen for saltkrystallisering i stein og mørtel bør gjennomføres ved at det først gjøres en vurdering av hvorvidt den aktuelle bygningen / kulturminnet vil bli utsatt for økt risiko for saltkrystallisering grunnet forventede klimaforandringer. Deretter vurderes tilstanden for den aktuelle bygningsdelen, så gjennomføres en analyse av årsaker til eventuell økt risiko og avslutningsvis anbefales tiltak.

Vurdering av eventuell økning i nedbør gjøres ved analyser av beliggenhet i forhold til sannsynlige truede områder i landet. Grovt sett vil trolig kommunene i vestkystområdene, i Midt-Norge samt kystområdene i Nord-Norge bli mest utsatt for økt saltkrystallisasjon i stein og mørtel grunnet klimaforandringene mens kommuner i de indre delene av Sør-Norge ikke trenger å være så observante på økning av denne type nedbryting.

Bygningsdeler som kan trues av en økt risiko for saltkrystallisasjon kan være:

• Fundamenter av murverk
• Yttervegger av murverk
• Frittstående murverk
• Murte pipeløp

Bygningsdeler som kan innvirke på saltkrystallisasjon av andre deler av bygningen kan være:

• Yttervegger, utvendig kledning, overflater
• Taktekking
• Dreneringssystem
• Takrenner og nedløpsrør

Tilstandsvurdering

Tilstandsvurdering bør gjennomføres av bygningskyndig, gjerne med kompetanse på eldre, verneverdig bebyggelse. Saltutslag kan lett forveksles med biologisk nedbryting som for eksempel soppvekst, se faktaark ”Biologisk nedbryting av kulturminner” samt ”Biologisk nedbryting, undersøkelser og vurdering”.

Tilstandsvurdering kan gjøres etter Norsk Standard (NS3423 Tilstandsanalyse for fredete og verneverdige bygninger. Byggforskserien, Byggdetaljer, Norges byggforskningsinstitutt). Tilstandsvurdering gjennomføres da etter følgende kriterier:

• Tilstandsgrad 0 (TG0): ingen symptomer, ingen tiltak nødvendig
• Tilstandsgrad 1 (TG1): svake symptomer, ordinært vedlikeholdsbehov
• Tilstandsgrad 2 (TG2): middels kraftige symptomer, moderate utbedringer nødvendig
• Tilstandsgrad 3 (TG3): kraftige symptomer, store utbedringer nødvendig

Årsak til økt risiko for saltkrystallisering

Årsak til økt risiko for saltkrystallisering er ofte at vann kommer inn i konstruksjonen, transporterer med seg salter og deretter tørker opp med krystallisasjon og saltutslag / saltsprengning som resultat. Skader og situasjoner som kan føre vann inn i konstruksjonene kan være for eksempel:

• Lekkasjer / skader i tak
• Oppstigende grunnfukt grunnet dårlig drenering
• Lekkasjer i nedløpsrør /takrenner eller underdimensjonerte nedløpsrør / takrenner
• Lekkasjer i beslag av for eksempel metall
• Utett utvendig kledning på yttervegger
• Skader i murverk
• Skader i puss

Forslag til tiltak

Tiltak bør rettes mot at vann skal komme inn i konstruksjonene i så liten grad som mulig. Eksempler på bygningsmessige tiltak er først og fremst nye / utbedrede avrenningsløsninger og fuktsikringer samt bevisst valg av bygningsmaterialer.

Eksempler på tiltak kan være:

• Utbedring av taktekking
• Utbedring av drenering, nedløpsrør og takrenner
• Utbedringer av dekkinger / beslag
• Reparasjon av puss-skader
• Murverksreparasjoner som sikrer vannavrenning
• Utbedringer av utvendig kledning på yttervegger
• Overvåking av symptomer, det vil si for eksempel regelmessig fotoregistrering
• Sikring av at den fukt som eventuelt kommer inn i konstruksjonen raskt har mulighet for å tørke ut.
• Valg av bygningsmaterialer som hindrer fukt å komme inn og gir muligheter for rask uttørking

Fotoregistrering for overvåking av skadebilden bør gjøres hvis man er usikker på om skadene bør utbedres eller på hvor raskt utviklingen går. I tillegg bør bygningsdeler fotoregistreres før og etter gjennomførte tiltak.

Dersom en bygning eller konstruksjon er fredet kan noen av tiltakene kreve tillatelse fra vernemyndighetene.

For å få en oversikt over behovene for tiltak på et kulturminne kan følgende skjema brukes.

Figur 1: Saltkrystallisering, prinsippskisse. (M:mørtel (/stein), P:luftporer, S:saltkrystaller.) I fase I vokser saltkrystallene inne i porene, i fase II har krystallene brutt gjennom porveggene og i fase III har krystallene blitt så store at hull dannes inne i bygningsmaterialet og dette gir mer fordampning og en akselererende krystallisering. De siste fasene gir tydelige skader i form av avflassing og sprengning i stein og mørtel.

Figur 2: Kartet viser hvor i Norge det er høy respektive lav risiko for økt nedbrytning av stein og mørtel grunnet saltkrystallisasjon i de nærmeste 100 årene. Grensene mellom de to sonene må ses som flytende overganger mellom områder med forskjellig risiko for økt nedbryting. Lokale forhold innenfor sonene vil også påvirke risikoen i stor grad.

SALT. Saltkrystallisering av teglmurverk.