טיח סיד לשיקום ולשימור מבנים היסטורים ועתיקים
כשמדובר בשימור ושיקום מבנים, קשה להתעלם מהעובדה שטייחים,חומרי מליטה וגימור שהורכבו מחומרים על בסיס סיד, נשמרו במשך מאות ואלפי שנים לאורך ההיסטוריה.
לסיד סיד בור ,סיד הדראולי כחומר מקשר יש תכונות אידוי, אוורור, גמישות והשתבחות לאורך זמן,
(המתאימים גם עבור מבנים חדשים).
הגורמים להרס טיח וקירות
שימור מבנים ושיחזור בנינים בצורה נכונה מחייב, בנוסף על הצורך להכיר את סוג הקירות, חוזק החומרים וסיבות הבליה, גם הכרה את שיטת הבנייה. שגיאות בבניה מצטברות כחלק ממסורת הבנייה וקשיים עכשווים בשימור מבנה עשויים לנבוע משגיאות שנעשו בזמן העבודה ולא בהכרח בגלל אי התאמת התערובות.
עם זאת, חוסר התאמה של אבני הבניה, חולשת חומרי המליטה ותחזוקה לא נכונה ברוב המקרים הם הגורמים להרס הקירות. עמידות המבנה בפני סדקים, רטיבות והשפעות אקלימיות נובעת מהרכבם הכימי של חומרי הבניה והקשרים הכימיים – פיזיים ביניהם.
ערבוב בין חומרים שאינם מתאימים עלול להוביל לנזק שיוביל במשך הזמן להרס המבנה. ומחלות פתולוגיות חדשות לקיר, כגון הצטברות מלחים,עיבוי, רטיבות עליה קפילרית וכדומה.
בעבר הרחוק הקיר החיצוני צופה בטיח להגנה. שיטות הבניה העתיקה היו פשוטות ולעתים קרובות לא מושלמות עקב שילוב של חומרים לא זהים, מיובאים ממקורות שונים או מתנורים לא משוכללים.
תפקידו של הטיח בבניה מסוג זה היה למלא חורים, ליישר את פני הקיר ולכסות פגמים באבני הבניה. כיוון שהטיח לא יכול להחליף את הקיר בתפקידו כמבנה תומך, הוא מהווה שכבה ל"הקרבה" (מושג שהוכר לראשונה ע"י היוונים), ואם הוא בעל עובי והרכב מתאים, הוא ממלא תפקידים חשובים ביותר בהעברת אדי מים, אינרציה תרמית, מיגון הקירות ודחיית מים. אין להתעלם גם מהתפקיד האסתטי של הבלטת הצורות הארכיטקטוניות שהטיח ממלא. למעשה הרכב הטיח המינרלי לא השתנה מהתקופה העתיקה ועד היום.
תערובת הטיח בנויה על סיד בור או סיד הדראולי שקושר בין ועל אגרגטים למילוי. חלק מהאגרגטים (מלאנים), יוצרים תגובה כימית עם התערובת (חול וולקני, חרס כתוש וכו') ולכן מכנים אותם בשם "מלאנים פעילים"" לעומת "מלאנים לא פעילים"
שתפקידם הינו פיסי בלבד (מילוי).
כבר בתקופת האשורים, לפני 5000 שנה הוסיפו חרס כתוש, (קוצ'ופסטו) לחומרי המליטה
וכך התקבלו תכונות הידראוליות מלכותיות אשר שיפרו את העמידות המכאנית ואפשרו את ההתקשות מתחת למים. בארות המים שנבנו ע"י המלך שלמה בירושלים,השתמשו באמצעות התערובת הנ"ל.
בתקופה העתיקה קירות עץ וקירות שנבנו מאבנים אשר סותתו בצורה אחידה, צופו בשכבת טיח דקה שאמורה להיות חשופה לפגעי האקלים ו"תקריב" את עצמה להגנת הקירות התומכים.
מתקופת רומא העתיקה, בספרו של ויטרוביוס "על אודות האדריכלות בעשרה ספרים"
(המאה הראשונה לספירה) וכן בספרו של פלדיו "ארבעת הספרים על אדריכלות"
מ- 1570 לספירה, מופיעים תיאורים מפורטים אודות חומרי בניה, חומרי המליטה ושיטות היישום המוכיחות את עמידתן עד היום.
בשרידים מתקופה זו נשתמרו טייחים על בסיס סיד המכילים חרסים גרוסים (וילות רומיות בפנדה, לדוגמא, שבהן נשתמרה שכבה של חימר על קירות תומכים ועליה טיח צבוע, בקולוסאום, בפנתיאון ועוד).
לשכבות הגימור, ולעיתים גם לטיח עצמו השתמשו הרומאים בסיד בור ואבקת שיש,
או אבקת חימר וצבע. פריטי שיש כוסו באופן קבוע במי סיד.
(אדריכלי הצבא הרומי היו מודעים לעובדה שיש לשפץ את חזיתות המבנים כל 30-15 שנה).
בימי הביניים ציירו על הטיח על מנת לכסות טעויות בניה, והטיח היה צבוע בצבעים על בסיס סיד. בוונציה במאה ה- 14 אספו את שאריות לוחות השיש שקישטו את המבנים לטחינה ולהכנת תערובת חזקה ועמידה עם הסיד.
בו זמנית למדו לעבד טוב יותר את הטיח ע"י הברקתו וליטושו, ולאחר היו מוסיפים את הטיח המורכב מסיד בור נקי ע"י כף טייחים. סוג החומר התאים לקירות פנימיים וחיצוניים כאחד, לאחר יבוש יישמו על השטח חומר עמיד בפני מים כגון סבון מרסיי או וקס דבורים (שעווה).
סוג זה של טיח היווה קישוט אלגנטי לגימור הקירות בעל כושר עמידות בפני מים ללא אטימת הקירות ל מעבר אדים. המוכר כסטוקו ונציאני
בתקופת הרנסנס נהגו לצבוע את הטיח בציורים דמויי אבן על מנת להבליט את הצורה הארכיטקטונית של המבנה.
במאה ה- 17 הטיח כיסה את כל המבנים ומעבר לתפקידו השימורי ניתן לו גם תפקיד דקורטיבי: במקום ציורים התפתחו פריטים בולטים מהשטח בעקבות משחקי הבהיר-כהה (קיארו סקורו).
בתקופה זו חודשה בוונציה טכניקה של יישום "סטוקו ונציאני" אשר מוצאים לה עדויות עוד בתקופת פרעה במצרים ובתקופת פומפי וארקולנום: מריחת הסיד מעורב עם פיגמנטים טבעיים כשכבת גימור על הטיח, להשגת מראה קטיפתי של התמזגויות גוונים.
בתחילת המאה ה- 20, האופנה היתה לחשוף ולגלות את המבנה (בהנחה שהקירות בעבר לא היו מטויחים- הנחה שהופרכה ע"י מחקרים וחפירות ארכיאולוגיות) גרמה לגירוד שכבת הטיח מהמבנים. בתקופת ה"ארט נובו" הייתה חזרה לקישוט ולצביעה של הקירות ובזמן הזה השימוש במלט שאפשר לזרז את העבודה ולכסות משטח גדול יותר ביום אחד.
הקושי המכאני של המלט, הכובד וכושר העבירות הנמוך לאדי מים, גרמו להיסדקות ולהיקוות אדי מים בתוך הקירות ובטיח עצמו, ובסופו של דבר לנפילת הטיח.
לאחר מלה"ע ה- 2 התפתח שימוש גם בסוג צבעים שלא מאפשרים אוורור של הקירות וגורמים להיקוות מים. כל זה הביא לנזקים והרס רב של הטיח העתיק.
בנוסף, קיומם של גשמים חומצתיים המתהווים מפסולת תעשייתית, מסכן את עמידות הטיח בפני מים, שהייתה גבוהה מאוד במאות שחלפו.
בעיות בטיח וצבע והסיבות לכך
דיאגנוזה באתר/מעבדה
חומרי המילוי : מלאנים- אגרגט
האגרגטים,מלאנים או אינרטים הינם למעשה "עמוד השידרה" או הקונסטרוקציה של הטיח, בחירה נכונה של הסוג הגודל והשילוב בינהם מקנה את החוזק , עמידות הטיח ועבידות במצב של ישום החומר.
המלאנים מתחלקים לשניים:
תערובת נכונה העשויה מעקומה גרנולומטרית נכונה מאפשרת את ההפחתה בהצטמקות בזמן התייבשות והתגבשות.
מלאן לא פעיל אנרטים ואגרגטים צריכים לענות על מספר קרטריונים: קושי,הרכב כימי, צורה,גודל,טוהר(ניקיון) ועמידות בפני שינויים אטמוספריים.
מלאן פעיל כגון חרס גרוס,טופ,פוצולנה הפעילות באה לידי ביטוי בתגובה הידראולית(יבוש בסביבה מימית),ככול שהמלאן
דק יותר שטח הפנים שלו גדול יותר והתגובה ההידראולית גבוהה ולהפך.
שימוש במלאנים בצורה לא נכונה יגרום להתכווצות חומר המליטה,סדיקה גבוהה ו/או
לחולשה מכנית של החומר.
חומרי הקישור ומליטה
קיימים סוגים שונים של חומרים מקשרים. לפי הסדר הכרונולוגי של גילויים:
- סיד בור
- גבס
- סיד הידראולי
- צמנט -מלט
הסיד
הסיד, שנחשב מן הניסיון לאורך ההיסטוריה, כמקשר הטוב ביותר (בתערובות חומרי מליטה לטיח ולציורי קיר – פרסקו ) מופק מאבני גיר.
ההקפדה על כל שלב בהווצרות הסיד (שריפה, כיבוי, ישון ושימוש)הכרחית ביותר לאיכותו כחומר מקשר בתערובת.
אבני גיר
(CaCO3 ) ניתן למצוא בטבע בכמות ניכרת.
הרים שלמים מורכבים מאבני גיר, שהנן למעשה סלעי משקע שנוצרו בים.
קרום כדור הארץ בנוי מ- 15% אבני גיר עד לעומק של 16 ק"מ.
החלקים הזרים הנמצאים באבני הגיר משפיעים על שינוי הצבעים.
מרבית המרכיבים הם סידן (Cao) ומגנזיום (Mg) שהינם בסיסיים.
באחוז נמוך יותר מופיעות תחמוצות הסיליקה, האלומיניום והברזל שהנם חומציים ומסיסים.
מקורות אבני הגיר ששמשו להפקת הסיד היו בעבר הנהרות והמחצבות. כיום המקור הראשון הוא המחצבות: האבנים המשובחות הן אלה שהיו מונחות בצל ובלחות, אחריהן הלבנים היבשות, ולבסוף – החומות.
השריפה:
האבנים החצובות נשרפות, במקרה הטוב, בכבשן בטמפ' של 900c – 1000c
(התהליך הכימי מתחיל בטמפ' של 900c), (באיטליה – המוסד לשימור עתיקות דורש
שריפה בעץ כדי לשמור על טמפ' מקסימלית של 900c).
בתהליך השריפה אבני הגיר מאבדות כ- 40% ממשקלן המקורי (ומגדילות את נפחן)
מתבצעת פליטה של דו תחמוצת הפחמן (Co2 ). אבן הגיר הופכת לסיד חי.
(תחמוצת הסידן CaO)
בבדיקה של הסיד החי במקרוסקופ נראים קריסטלים בצורת משושה המשתנים בהתאם לגובה הטמפ' ולזמן השריפה. הקריסטלים הקטנים יותר מרכיבים סיד באיכות טובה יותר לטיח והם בעלי גמישות גבוהה יותר.
הכיבוי:
לאחר שריפת אבן הגיר מוסיפים לסיד החי בהדרגה מים בכמות מדוייקת ואז הוא גדל ב- 32% מנפחו. הר3יאקציה הנוצרת גורמת לפליטת חום בטמפ' של c 150 והופכת את הסיד החי לסיד כיבוי: Ca (OH )2 .
2CaO + HO2 —> Ca (OH)
השמירה בבור – הבשלה:
לאחר כיבוי הסיד שומרים אותו בבורות עם מים. בזמן זה הסיד לא עובר שינוי כימי, אלא שינוי פיזי.
הקריסטלים המגובשים בצורת משושים מסתדרים בשורות מקבילות. ככל שעובר זמן רב יותר הגבישים מסתדרים בצורה מאורגנת יותר ולכך יש השפעה על עבידות החומר כושר הדבקות ואיכות התערובת.
בעבר היו חופרים בור באדמה ומכבים את הסיד בבור. כיום ישנן אמבטיות גדולות מבטון בד"כ, יצוקות באדמה, ובהן משרים את הסיד.
זמן הבשלת הסיד בבור משתנה מ- 3 חודשים ועד לשנתיים. סיד שנועד לתערובות טיח, לעבודות רגילות מבשיל 3 חודשים לעבודות מיוחדות ולהכנת חומרי גמר נדרש זמן הבשלה רב יותר כשנתיים..
שכבת הסיד – התגבשות:
מעגל הסיד נסגר עם הוספת דו תחמוצת הפחמן (Co2 ) שבאויר לסיד הכבוי Ca ( OH)2 . ל- 63 ק"ג של סיד כבוי, נדרשת כמות של 37 ק"ג של דו תחמוצת הפחמן כדי לייצר 100 ק"ג של אבן גירCaCO3 .
באויר יש כמות מזערית של CO2 כ 0.03% כעט אפשר להבין למה עובר כ"כ הרבה זמן עד שהסיד מתקשה.
זאת גם הסיבה לכך שניתן למצוא חומרי מליטה מהתקופה הרומית שעדיין לא התקשו.
תהליך ספיגת הפחמן הדו חמצני ( Co2 ) לסיד הכבוי(2Ca (OH )) והווצרות ה- Ca Co3 לאחר התאדות המים.
זאת גם הסיבה לחשיבות של רטיבות השטח בזמן מריחת החומר.
גבס
הגבס Ca So4 הוא חומר מקשר, בעל PH חומצי, סופג מים (היגרוסקופי) וגדל בנפחו.
בטבעו הוא קיים במקומות שונים מהקריסטלים ועד ל"ורדי המדבר" (סוג אבן).
בשריפה של 120c – 180c הוא מאבד מולקולה אחת של מים והופך לגבס המתאים למילוי.
עיבוד גבס זה עם גבס לא שרוף בעל אגרגטים דקים מתקבל חומר הנקרא
סקליאוולה – זהו גבס לסטוקו (טיח גבס).
בשריפה של 200c – 300c הגבס מאבד את כל המים והופך להיות אלמימה.
אם מערבבים גבסים אלו: גבס למילוי, סקליאוולה ואלמימת הגבס ביחד עם המים,
נפלטות בתהליך זה 2 מולקולות מים, הגבסים מתקשים והתהליך כרוך בשחרור של חום לסביבה.
שריפת הגבס בטמפ' של 500c תביא ליצירת גבס הידראולי הנקרא גם גבס שרוף או גבס מת.
* יש להיזהר משימוש בטיח גבס כזה במקומות לחים או בחלקים חיצוניים משום שהוא סופג מים וגדל בנפחו עם קבלתם.
סיד הידראולי
הסיד ההדראולי הינו תערובת של סיד עם מרכיבים נוספים בעלי נוכחות חומצתית אשר מקבלת תכונות של חוזק ויכולת להתקשות בסביבה מימית – מבלי לשחרר חום ומבלי לתפוח.
האשורים השתמשו באבקת חרס לחיזוק הסיד. הרומאים גילו שבהוספת פוצולנה (חול ולקני) לסיד בור, מתקבלת תערובת בעלת יכולת להתקשות בסביבה מימית.
מאותו רגע עבודות הבניה המאסיביות גברו בצורה משמעותית.
ניתנה האפשרות לבנות קירות עבים, כי הסיד היה מתקשה גם בפנים וגם בפני השטח.
מאוחר יותר גילו הרומאים סוג של אבן גיר כהה יותר שתכונותיה היו להתקשות בסביבה מימית ובתקופת הרנסנס השתמשו בצורה מאסיבית באבן זו.
אנו מבחינים בין 3 סוגים שונים של סיד הידראולי: 1) מלאכותי 2) טבעי 3) סינתטי.
1) הסיד ההידראולי המלאכותי מופק ע"י הוספה מלאכותית של חומרים פוצולנים טבעיים לסיד הבור, כגון: אבקת חרס (קוצ'פסטו), אפר, פוצולנה (חול וולקני כגון טופ). אלו הם למעשה המלאנים הפעילים בתערובת הטיח.
מלט/ צמנט
רק בתחילת המאה ה- 19, גילו באנגליה את סוד ייצורו של המלט:
תערובת מדויקת של אבן גיר וחרסית, המגיבה בשריפה בטמפרטורה של 1500-1400 מעלות צלזיוס ויוצרת חומר חדש הקרוי קלינקר כאשר טוחנים חומר זה לאבקה דקה ומוסיפים מים החומר מתקשה והופך לחומר בניה הידראולי בעל תכונות התייבשות מידית
הצמנט אושר לשימוש ב- 1824 לאחר פרסום מחקרו של יוסף אספדין. למעשה,הצמנט עשוי מאותם חומרים מהם מיוצר הסיד ההידראלי אבל השריפה נעשית בטמפ' של 1500. את החומר המתקבל ("קלינקר") מערבבים עם חומרים נוספים וכך מקבלים מספר סוגי צמנט כגון:
-צמנט פורטלנד (אבן גיר +חימר + גבס)
-צמנט פוצולני (אבן גיר +חימר +גבס +פוצולנה)
-צמנט אלומיניום (אבן גיר +בוקסיט)
-צמנט שרוף
כיון שהצמנט נשרף בטמפרטורות גבוהות,אין אפשרות לקשור אותו לאחר התקשותו עם חומרים צמנטים נוספים ולכן ,כדי ליצור התקשרות לתשתית צמנטית יש צורך להוסיף חומר מקשר (שרף) לתערובת החדשה.
הטיח
הטיח,ככלל,מורכב ממלאנים, חומרי קישור ומים.
הקריטריונים שהטיח צריך לעמוד בהם נמנים על הדבקות למשטח,גמישות,אטימה למים במצב נוזלי, העברת אדי מים, בידוד תרמי, ועמידות בתנאים אטמוספריים לאורך זמן.
היחס בין החומר הקושר למלאן בתערובת הטיח הוא תמיד של 1 קושר ל 2 מלאן או 1 ל 3 וזהו יחס שנשמר כבר למעלה מ- 1000 שנה.
כדי ליצור חומר מליטה טוב יש לדרג ביחס משקלי נכון גודלי אגרגטים משתנים. קיים גם קשר ביו גודל האגרגט לבין כמות חומר הקישור אשר נדרשת על מנת לעטוף את שטח הפנים שלו: ככל ששטח הפנים של האגרגט גדול יותר, נצרכת כמות גדולה יותר של חומר קישור, כלומר, אם ניקח כמות שווה בנפח של שני סוגי גדלים שונים של אגרגט,לסוג האגרגט הקטן יותר (בעל שטח הפנים הגדול יותר) נצטרך כמות גדולה יותר של חומר קישור.
מעבר אדי מים:
בחישוב הפוליטכניקום של מילנו מצאו ש 4 אנשים מייצרים ביום 9 ליטר אדים, האדים מתאווררים דרך הפתחים והקירות. אטימה של קירות לאדים מחייבת ביצוע שיטות מכניות להוצאת האדים מהחלל. ועל מנת שהלחות תצא דרך הקירות אל הטיח, אל שכבת הציפוי הסופית וממנה לאוויר צריך להרכיב את הטיח בצורה שבה יכולת העברת אדי המים מכיוון הקיר החוצה תגדל בכל שכבה. לכל חומר יש פוטנציאל עצמי להעברה או לחסימת המעבר לאדי מים. בכדי ליצור בסיס השוואתי בין יכולת העברת האדים של חומרים שונים ,נלקח האוויר כחומר המעביר ביותר שאליו משווים את יכולת ההעברה של שאר החומרים. נקבע הערך אשר מבטא את היחס בין ערך התנגדות החומר עצמו למעבר אדים לבין ערך ההתנגדות למעבר זה של אויר באותם התנאים.(ככל שה – גבוה יותר ההתנגדות למעבר אדי מים גבוהה יותר (אטימות). ציפויים אקרילים הם בעלי מקדמים גבוהים לעומת צבע סיד שהוא בעל מקדם נמוך במיוחד.
אבל מעבר האדים אינו תלוי רק ב – אלא גם בעובי המשטח .העובי מבוטא במטרים ומיוצג ע"י האות S ערך ההתנגדות מוכפל בעובי המשטח, מבטא את התנגדות המשטח למעבר אדי מים:
לדוגמא: ערך ה- של טיח סיד במשקל סגולי מרחבי של 1600 ק"ג /מ"ק הינו 10 ,ושל טיח צמנטי במשקל סגולי מרחבי של 2000 ק"ג/מ"ק היינו כ- 67 .בעובי של 2 ס"מ ,כלומר 0.02 מ' . ה – SD של טיח סיד זה היינו 0.2 , ושל טיח צמנטי באותו העובי יהיה 1.34 ,(כמעט פי 7 !) אם כן, הרכב הטיח והציפוי , צריך להיות בנוי כך ש ה- SD של הקיר יהיה גבוה מ ה- SD של הטיח, שיהיה גבוה מ ה – SD של הגמר, שיהיה גבוה מ ה – SD של האוויר . במצבים בהם הסדר הנ"ל לא נשמר, תיווצר היקוות של אדים בין השכבה המעבירה יותר לבין זו המעבירה פחות אדים שיפעילו לחץ ויגרמו לקילוף השכבה.
הבדלים עיקריים בין האיכויות המאפיינות ציפויים אקריליים וציפויים על בסיס סיד:
©כל הזכויות שמורות לפרסקו צבעים בע"מ
מוצרים רלוונטים
