Basic HTML Version
17
Keramický zpravodaj 29 (1) (2013)
Jednalo se tedy ve skutečnosti o přírodní cementy s výbor-
nými hydraulickými vlastnostmi. Tento druh pojiv umožnil
vybudování významných inženýrských staveb – přístavních
hrází, akvaduktů a mostů. Mnoho vynikajících příkladů
těchto staveb se zachovalo až do dnešní doby. Se zánikem
římské říše byla znalost používání hydraulických pojiv ztra-
cena a byla znovu objevena až v souvislosti s novodobými
výzkumy a pokusy.
Byzanc
(od 5. století n. l.) – hydraulicky aktivních přísad
se prakticky nepoužívalo pro nedostatek vhodných surovin
(sopečných tufů apod.). Byly nahrazeny organickými přísa-
dami, používaly se přísady klihu, ovesné mouky, sacharidů
(piva, medu), organických kyselin (jablečná šťáva) a rost-
linných klovatin. Při hašení vápna se používalo též roztoků
alkoholu, který bránil koloidní agregaci částic a tvorbě
shluků neprohašených částic. Tradovaly se však i postupy
z dnešního pohledu evidentně iracionální až magické, např.
vhazování mrtvých koček do jámy s vápnem [1].
Období gotiky
(2. pol. 12. stol. až počátek 16. stol.) –
při zdění klenutých stropů používala raná gotika tzv.
litou klenbu. Na dřevěné skruže tvořící formu klenby se
ukládaly kameny do maltového lože a zalévaly se maltou.
Tvrdnutí malty trvalo velmi dlouho, na odstranění formy
se čekalo i několik měsíců. Proto se objevují přísady na-
pomáhající urychlení tuhnutí a tvrdnutí a zvýšení viskozity
a adheze vápenné malty. Používaly se běžně dostupné
materiály jako bílkoviny (vaječný bílek), přírodní cukry
(pivo, med) aj. Později byla technologie lité klenby opuš-
těna a místo snahy urychlit tvrdnutí malty přísadami se
začala používat pokrokovější technologie zdění kleneb,
kde základním pomocným prvkem při vyzdívání se stala
kamenná žebra.
Zvláštním způsobem využití přirozených přimísenin ve váp-
ně a plnivu (kamenivu) je tzv. zdění na horkou maltu [3].
Suché nehašené vápno se smísilo s plnivem (pískem, jílem)
a touto směsí se při zdění zasypávaly mezery mezi kameny.
Suchá maltová směs byla posléze zalita vodou. Uvolněné
reakční teplo hašení vápna zahřálo maltu a teplota mohla
dosáhnout takové výše, že došlo k chemickým reakcím mezi
vápnem a ostatními složkami malty za vzniku kalciumhyd-
rosilikátů (např. tobermoritu, který vzniká již při teplotách
nad 110 °C). Tyto konstrukce byly velmi pevné díky vazbám
jak mezi pojivem a plnivem, tak i mezi částicemi pojiva
navzájem.
2. Mechanismus účinku přísad do malty
Přísady různých přírodních organických látek do vápenných
malt jsou typickým znakem středověkých technologií. Ně-
které přísady mají racionálně zdůvodnitelný účinek. Často
se však přidávaly složky, o jejichž vlivu lze pochybovat, ač-
koliv jejich použití je písemně doloženo archivními prameny.
2.1. Vliv na plasticitu a adhezi
Vápenná kaše, resp. vápenná malta z ní připravená, je ko-
loidní, zpravidla tixotropní, binghamská kapalina. Bingham-
ské chování je charakterizováno tzv. prahovým smykovým
napětím, což znamená, že k přetváření kaše dochází až po
překročení jisté prahové velikosti silového působení. V klidu
vznikají mezi částicemi suspenze fyzikální vazby (elektrické,
van der Waalsovy aj.). Tyto vazby jsou při pohybu kapaliny
působením vnějších sil rozrušovány. Ponecháním v klidu
dochází opět k agregaci částic a vytváření koloidního gelu,
bránícího (do určité míry) deformaci kaše – po ukončení pů-
sobnosti vnějších sil si kapalina podrží svůj tvar. Tato vlast-
nost se v praxi nazývá plasticita a umožňuje mj. i nanášení
malty na svislé plochy a stropy, aniž by malta po skončení
působnosti přetvárných sil vlastní tíhou stekla. Binghamské
chování a časově závislé vlastnosti (např. tixotropie) malty
silně závisí na velikosti a koncentraci koloidních částic [4,
5]. Tvorbu gelu lze podpořit gelotvornými přísadami na bázi
bílkovin, z nichž snadno dostupný byl např. vaječný bílek
nebo klih. Přísada bílkovin zvyšuje i viskozitu a přilnavost
malty, což je rovněž žádoucí jev. Podobné účinky jako bíl-
koviny mají i jiné koloidní přísady, např. škrobový maz nebo
rostlinné polysacharidy.
Přísady mléka a tvarohu: hlavním proteinem mléka a z něj
vyrobeného tvarohu je kasein. S vodnými roztoky alkálií
reaguje kasein za vzniku kaseinátů. V případě přídavku ka-
seinu do vápenné kaše vzniká kaseinát vápenatý, který silně
váže vodu a vytváří gelovou strukturu. Kaseinát vápenatý
byl v minulosti používán např. jako pojivo pigmentů pro
nástěnnou malbu. V průmyslovém měřítku je kasein znám
jako výborné lepidlo dřeva, papíru a ostatních porézních
hmot. Kasein ve směsi s cementem a plnivy je součástí
populárního lepidla na obkládačky TERAMOTMEL. Přísa-
da tvarohu či mléka do vápenných kaší tedy má na jejich
vlastnosti nepochybně pozitivní vliv, což bylo v minulosti
ověřeno empiricky a podle současných poznatků zdůvod-
něno i teoreticky.
2.2. Ovlivnění rychlosti karbonatace
Gelotvorné přísady zpravidla zpomalují rychlost karbonata-
ce hydroxidu vápenatého ztížením difuze oxidu uhličitého
do malty. To může mít za následek pomalejší růst krystalů
uhličitanu vápenatého, zato však jejich větší velikosti než
bez přísady, což se příznivě projeví pevnější vazbou s plni-
vem i s jednotlivými částicemi pojiva mezi sebou.
Podle některých teorií lze rychlost karbonatace zvýšit pří-
sadou zkvasitelných cukrů obsažených např. v ovocných
šťávách, medu apod. Kvašením vznikající oxid uhličitý je po-
třebný pro přeměnu hydroxidu vápenatého (portlanditu) na
uhličitan vápenatý (kalcit), což může mít význam zejména
u silných vrstev malty, do kterých vzdušný oxid uhličitý pro-
niká obtížněji [1]. Správnost tohoto názoru je diskutabilní.
Pro růst většiny kvasinek se optimální prostředí nachází
v kyselé oblasti (pH 4,2–4,5) a již slabě alkalické prostředí
(cca pH 7,5) jejich růst zastavuje [2]. Některé kvasinky
disponují určitými adaptačními mechanismy, které jim
umožňují přežít i v alkalickém prostředí. Lze však usuzovat,
že v silně alkalických vápenných maltách kvašení cukrů
pravděpodobně nebude probíhat.
3. Experimentální část
Byly připraveny vápenné kaše z měkce páleného vápna
vyráběného poloprovozně ve Výzkumném ústavu staveb-
ních hmot a. s. Vlastnosti tohoto vápna se do jisté míry
blíží vápnům páleným historickými postupy. Proces hašení
byl modifikován různými přísadami. Dávkování přísad bylo
zvoleno zkusmo na základě výsledků předchozích pokusů.
Podrobnosti o druhu a dávkovaném množství přísad jsou
uvedeny v tabulce 1.