Det här verket har digitaliserats vid Göteborgs universitetsbibliotek och är fritt att använda. Alla tryckta texter är OCR-tolkade till maskinläsbar text. Det betyder att du kan söka och kopiera texten från dokumentet. Vissa äldre dokument med dåligt tryck kan vara svåra att OCR-tolka korrekt vilket medför att den OCR-tolkade texten kan innehålla fel och därför bör man visuellt jämföra med verkets bilder för att avgöra vad som är riktigt. Th is work has been digitized at Gothenburg University Library and is free to use. All printed texts have been OCR-processed and converted to machine readable text. Th is means that you can search and copy text from the document. Some early printed books are hard to OCR-process correctly and the text may contain errors, so one should always visually compare it with the ima- ges to determine what is correct. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 C M Rapport R22:1992 Kalkutfällningar på putsade fasader Laboratorieundersökning med vägledande anvisningar Thomas Carlsson R22:1992 KAIJCOTFÄLLNINGAR PÅ PUTSADE FASADER Laboratorieundersökning med vägledande anvisningar Thomas Carlsson Denna rapport hänför sig till forskningsanslag 870636-5 från Byggforskningsrådet till Lunds tekniska högskola, Byggnadsmaterial, Lund. REFERAT I rapporten beskrivs olika faktorers inverkan på uppkomsten av kalkutfällningar, främst på fasader som målats^ med oorganisk färg. Bland de faktorer som behandlas är: bindemedelstyp, härd- ningsklimat, fuktnivå i underlag samt typ av vattenbelastning. Eftersom undersökningen baserar sig på laboratorieförsök har en användbar provningsmetod fått utvecklas, vilken även beskrivs i rapporten. Försöken visar att närvaro av cement och den tid ytan är fuktig (våttiden) är de viktigaste faktorerna vid utbildning av kalk­ utf ällning. Det vid hydratiseringsprocessen utbildade kalcium- silikathydratet har en kristallform som håller kvar vatten vid materialytan och förlänger våttiden. Dessutom frigörs kalcium- hydroxid vid den vidare sönderdelningen vilket bidrar till en ökad risk för kalkutfällning. Även underlagets fuktegenskaper har stor betydelse för hur länge ytan hålls fuktig. Speciellt vid lagningar kan lokala kalkutfällningar uppstå på grund av att underlagets fuktegenskaper är annorlunda jämfört med den övriga fasaden. I rapporten ges även vissa råd och anvisningar som kan minska risken för kalkutfällning, bland annat ges ett exempel på hur man utgående från vissa enkla mätningar kan bedöma kalkutfällnings- risken. I Byggforskningsrådets rapportserie redovisar forskaren sitt ans lagsprojekt. Publiceringen innebär inte att rådet tagit ställning till åsikter, slutsatser och resultat. Denna skrift är tryckt på milj ovänligt, oblekt papper. R22:1992 ISBN 91-540-5460-5 Byggforskningsrådet, Stockholm gotab 96025, Stockholm 1992 INNEHÅLLSFÖRTECKNING FÖRORD 1 PROBLEMSTÄLLNING 5 2 PROJEKTETS SYFTE OCH UPPLÄGGNING 7 2.1 Syfte 7 2.2 Uppläggning 7 3 TEORI 8 3.1 Tidigare undersökningar 8 3.2 Hypotes/mekanism 8 4 LABORATIVA UNDERSÖKNINGAR 11 4.1 Allmänt 11 4.2 Delmaterial 13 4.2.1 Underlag 13 4.2.2 Färg 13 4.3 Fuktbelastning 14 4.3.1 Fuktbelastnings-modell 14 4.3.1.1 Vatten före målning 15 4.3.1.2 Vatten efter målning 15 4.3.2 Fukttillstånd i underlag 15 4.4 Klimat 16 4.4.1 Relativ fuktighet 16 4.4.2 Temperatur 16 4.5 Bedömning av utfällningsgrad 17 4.5.1 Visuell bedömning 17 4.5.2 Kulörmätning 17 4.5.3 Bildanalys 18 4.5.4 Mikroskopanalys 18 5 FÖRSÖKSBESKRIVNING OCH RESULTAT 19 5.1 För-försök 19 5.2 Lagringsklimat/härdningstid 21 5.3 Fuktnivå i underlag/antal färglager 22 5.4 Fuktbelastning 24 255.5 Karbonatiseringsgrad i underlag 5.6 Kompletterande provningar 27 5.7 Uttorkningshastighet 27 5.8 Cementtyp 30 5.9 Cementhalt 31 6 DISKUSSION AV RESULTAT 32 6.1 Allmänt 32 6.2 Skadetyp 32 6.2.1 Kalkutfällning 32 6.2.2 Kulörskiftning 33 6.3 SEM, röntgendiffraktion 34 6.4 Variabelanalys 34 6.4.1 Bindemedelstyp, (K-KC) 34 6.4.1.1 Cementtyp i KC-färg 35 6.4.1.2 Cementhalt i KC-färg 37 6.4.2 Fukttillstånd i underlag 38 6.4.3 Relativ luftfuktighet 39 6.4.4 Underlagets karbonatiseringsgrad 40 6.4.5 Färgens härdtid innan fuktbelastning 40 6.4.6 Vattenbelastning 41 6.4.7 Temperatur 42 6.4.8 Sol och vind 42 6.4.9 Uttorkningshastighet 42 6.4.10 Våttid 43 7 SAMMANFATTNING/SLUTSATSER 44 7.1 Teoretisk sammanfattning 44 7.2 Hur undvika kalkutfällning 46 7.3 Praktiska råd 47 7.4 Fortsatta undersökningar 49 LITTERATUR 50 BILAGA 1 Färgbilds-bilaga 51 BILAGA 2 Analys med SEM och XRD 52 BILAGA 3 Utfällning av kalciumkarbonat på betong 53 FORORD Puts- och Murverksforskningen vid Avdelningen för Byggnadsmaterial, Lunds Tekniska Högskola, initierades och finansieras av BFR och Föreningen Murat Byggande. Som en del av denna forskning har projektet "KALKUT- FÄLLNINGAR PÅ PUTSADE FASADER" bedrivits. Föreliggande slutrapport kommer förhoppningsvis att bidra till att kasta ljus över fenomenet med kalkut- fällningar. Rapporten löser inte problemen fullstän­ digt, men vissa grundläggande samband har kunnat konstateras. Till projektet har en referensgrupp varit knuten bestående av Hans Alstermo, Rolf Blank och Sune Sjöst­ röm. Till dessa vill jag framföra mitt tack för deras hjälp och tålamod. Det är min förhoppning att referens­ gruppen kvarstår och engagerar sig på samma sätt i den fortsatta putsforskningen. Min handledare vid avdelningen, Kenneth Sandin, är värd ett speciellt tack då han hela tiden bistått med aktivt stöd och givande diskussioner. Till sist även ett stort tack till Olle Peterson utan vars hjälp de cementkemiska sambanden svårligen kunnat klarläggas. Lund i december 1991 Thomas Carlsson 51 PROBLEMSTÄLLNING Missfärgning av fasader är ett stort begrepp. Miss- färgningarna kan delas upp i flera grupper beroende på vad som orsakar densamma, till exempel vittring, klot­ ter eller saltutfällning. Alla fasader drabbas förr eller senare av någon form av missfärgning. De flesta missfärgningar är helt naturliga och lätta att förutse. Andra missfärgningar kommer plötsligt och går ej att förutse. De kan därför betraktas som en skada. Mellan dessa ytterligheter finns ett antal typer av missfärg- ningar som är svåra att hänföra till den ena eller andra gruppen, till exempel algpåväxt. Det är ibland svårt att avgöra när en missfärgning skall betraktas som en skada och om någon åtgärd skall vidtas. Det blir alltid fråga om en subjektiv bedömning. En fasad som en person anser vara mycket ful kan någon annan anse vara mycket vacker. Den speciella missfärgning, kalkutfällning, som behandlas i denna rapport måste definitivt betraktas som en skada. Kalkutfällning ger ingen reduktion av varken hållfasthet eller beständighet men upplevs som ett stort estetiskt problem. Olusten känns speciellt stor därför att kalkutfällningen oftast kommer i ett tidigt skede. Byggnadsverket är då i regel nytt och snyggt varigenom kalkutfällningarnas störande effekt ytterligare accentueras. Intensiteten hos en kalkutfällning kan variera allt­ ifrån en ljus slöja till en kraftig vit beläggning. Eftersom utfällningarna är vita har underlagets kulör en stor betydelse för hur kraftig en skada bedöms. En ljus och ganska lindrig slöja på en mörk färg upplevs ofta som betydligt värre än en kraftig beläggning på en ljus grundkulör. Ibland uppges att utfällningen försvinner efter något år, ibland till och med efter några månader. Detta är emellertid endast delvis sant. Det finns många exempel på fasader där utfällningarna funnits kvar under lång tid och troligen aldrig försvinner. 6De direkta kostnaderna för att åtgärda skadade fasa­ der (arbete, ställningar med mera) uppskattas till minst 5 miljoner kronor per år. Man bör då komma ihåg att det bara är en liten del av alla skador som åtgär­ das. Indirekt är dock putsbranschens förlust av mark­ nadsandelar värt betydligt större belopp. En mycket grov uppskattning ger minst 50 miljoner kronor per år. 72 PROJEKTETS SYFTE OCH UPPLÄGGNING 2.1 Syfte Projektets syfte var att utreda vid vilka betingel­ ser kalkutfällningar framkallas på oorganiska färger och putser. Det slutliga målet var att ge direkta råd och anvisningar till producenter och brukare för att minska risken för kalkutfällningar till ett minimum. Arbetet avgränsades till att gälla kalkutfällningar som ett rent estetiskt problem. 2.2 Uppläggning För att få en bred kunskaps- och erfarenhetsmässig bas knöts en referensgrupp till projektet. Referens­ gruppen bestod av Rolf Blank, Hans Alstermo och Sune Sjöström från putsindustrin samt Kenneth Sandin och Thomas Carlsson från Lunds Tekniska Högskola. Arbetet delades upp i fyra etapper. Den första etap­ pen omfattade studier av litteratur och skadefall. Speciellt studerades de resultat och erfarenheter av kalkutfällning på betong som redovisas av Samuelsson (1977). Erfarenheterna från skadefall och den tillgäng­ liga litteraturen gav en god överblick av problemet. Den andra etappen omfattade en stor mängd försök med olika variabler. Då det inte fanns någon lämplig prov- ningsmetod utarbetades även en sådan. Allteftersom har dock justeringar fått göras för att anpassa metoden till de variabler som för tillfället skulle studeras. I den tredje etappen kontrollerades vissa primära variabler i detalj. Den fjärde etappen omfattade utarbetande av råd till brukaren och slutrapportering av projektet. 83 TEORI 3.1 Tidigare undersökningar Problemet med kalkutfällningar på fasadytor har tidigare behandlats i ett antal publikationer. De flesta av dessa koncentrerar sig på betong. Enstaka studier finns där puts eller oorganisk färg har använts som grundmaterial. Samuelsson (1977) refererar till ett antal publika­ tioner som behandlar kalkutfällningar. En sammanfatt­ ning av hans kommentarer kan göras enligt följande: — fritt vatten på ytan ger risk för kalkutfällning — utlösbar kalk måste vara tillgänglig — risken för kalkutfällning är starkt beroende av temperatur och luftfuktighet — kalkutfällningarna består huvudsakligen av kalciumkarbonat Föreliggande undersökning baserar sig i utgångsläget på de av Samuelsson (1977) framlagda teorierna och resultaten. Förutom ovannämnda arbete har Czernin (1969) bidra­ git med intressanta och betydelsefulla teoretiska sam­ band då det gäller cementkemiska aspekter. 3.2 Hypotes/mekanism Med utgångspunkt från Samuelsson's arbete kan föl­ jande hypotes uppställas. "Utfällningarna består av kalciumhydroxid som snabbt ombildas till kalciumkarbonat. Kalciumhydroxiden härstammar från kalken och/eller cementen. Både färgen och den underliggande putsen kan bidra till utfäll­ ningarna. En förutsättning för utfällningar är att det finns tillgång till fritt vatten på ytan. När skiktet närmast ytan har karbo- natiserat kan man vänta sig att utfällning- arna reduceras kraftigt. Vid långvarig vattenbelastning ökar risken för att kalcium hydroxid hinner transporteras fram till ytan från okarbonatiserade delar längre in och ge kalkutfällningar. " Samuelsson anger följande formel vid bildandet av kalkutfällningar. H2° Ca(OH)2 + C02 ---> CaC03 + H20 där kalciumhydroxiden, Ca(OH)2, kommer från kalk/cement och koldioxiden tas ur luften. Det tillförda vattnet ska vara i vätskefas. För att förstå det vidare kemiska resonemanget och tolkningen av resultaten bör även följande reaktions­ formier redovisas. Czernin anger att kalciumsilikathydrat (även kallat Tobermorit), vilket bildas vid hydratisering av cement sönderdelas av kolsyra enligt: 3Ca0*2Si02*3H20 + 3C02 -- > 3CaC03 + 2Si02 + 3H20 där kalciumsilikathydratet först sönderdelas enligt: H2° 3Ca0*2Sl02*3H20 <---> 3Ca(OH)2 + 2Si02 Kemiskt sett har det alltså ingen betydelse om kal­ ciumhydroxiden härstammar från fri kalk i materialet eller från tobermoritens sönderdelning. Slutprodukten är i båda fallen kalciumkarbonat. Vid reaktionen krävs emellertid tillgång på vatten vätskefas. Tobermorit (egentligen tobermorit-liknande strukturer) har i detta sammanhang en speciell egen­ skap. Kristaller av tobermorit är mycket små och upp- 10 byggda i skivor. De har därför en god förmåga att fysi­ kaliskt kvarhålla vatten mellan skivorna. Eftersom risken för kalkutfällning starkt sammanhänger med till­ gången på vatten på färgskiktets yta, jmf kapitel 6, har tobermoritens "vattenkvarhållande" effekt stor betydelse. Tobermorit ingår alltså i den kemiska reaktionen men har dessutom ett rent fysikaliskt verkningssätt. Il 4 LABORATIVA UNDERSÖKNINGAR 4.1 Allmänt Delmaterialen till undersökningen har valts med ut­ gångspunkt från vad som är normalt på arbetsplatserna. Såväl puts till underlag som färg är standardmaterial. Provningsmetoderna har dock fått anpassas speciellt liksom bedömningsprinciper. De av KC 50/50/650 tillverkade underlagen målådes efter genomgången härdning och konditionering. I före­ kommande fall ströks flera lager färg med mellan­ liggande torkning. Vissa prover vattenbelastades medan andra placerades direkt i klimatrum. En första bedöm­ ning av utfällningens omfattning gjordes efter cirka 1 dygn, i vissa fall även tidigare. Den slutliga bedöm­ ningen och fotodokumentationen gjordes efter 2-4 veckor då proverna erhållit samma fukttillstånd. I princip fick provet komma i jämvikt med aktuellt kli­ mat innan slutbedömning skedde. Arbetsgången framgår av figur 4.1. tillverkning av underlag konditionering målning vatten­ belastning härdning bedömning/ dokumentation r~ — i i L Figur 4.1 Principskiss över arbetsgång. 12 Vid de senast utförda försöken användes en speciellt tillverkad TemperaturDifferens-låda, TD-låda, enligt figur 4.2. Utrustningen bestod av en väl isolerad låda 3 . . .(1500*1000*800 mm ), vilken gjorts diffusionstat pa in­ sidan genom målning med akrylatfärg. Inuti lådan place­ rades fläktar och termostatreglerade lampor. Locket var uppdelat i 4 områden med olika isolertjocklek (5,10,40 och 80 mm). Genom att avpassa temperaturen i lådan och isolertjockleken erhölls olika konstanta värmeflöden genom lockets 4 områden. De provkroppar som placerades på lockets olika områden fick härigenom olika yttempe­ ratur. Klimatet runt TD-lådan hölls konstant på RF=95% T=20°C. På detta sätt erhölls väl definierade uttork- ningshastigheter från proven och därmed också olika våttider (den tid som ytan är tillräckligt våt för att de kemiska reaktionerna ska fortgå). Figur 4.2 TemperaturDifferens-låda (TD-låda). 13 4.2 Delmaterial 4.2.1 Underlag Underlagen tillverkades av KC-C (50/50/650) . Putsen "göts" i petriskålar av plast, diameter=90 mm, höjd=10 mm. I botten på varje skål lades 2 lager läsk­ papper före putstillslaget för att simulera bortsugning av vatten. Efter avjämning av putsytan placerades skå­ larna i RF= 95%, T= 20°C. Efter 1 dygn flyttades under­ lagen till RF=65%, T=20 °C. De färska underlagen tilläts härda tills vikterna stabiliserats, dvs jämvikt nåtts. Efter cirka 2 veckor var underlagen färdiga för nästa moment. Andra underlagsmaterial än nytillverkad puts har i enstaka fall använts. I de fall fullständigt karbonati- serade underlag eftersträvats, har putsprover från tidigare (cirka 5 år gamla) undersökningar använts. Skivor av tegel har i något fall utnyttjats som under­ lag. Olika fuktighetsgrad uppnåddes i underlagen genom att olika mängder vatten tillfördes. Innan vattningen lyftes putskakorna ut ur petriskålarna och läskpappret togs bort. Härefter fick underlagen torka i ugn vid 105°C under 1 dygn. Efter torkning vägdes putskakorna och lades tillbaks i petriskålar (utan läskpapper). Vatten påfördes varefter putskakorna konditionerades diffusionstätt (under lock) i minst 3 dygn. 4.2.2 Färg Beroende på vilka variabler som skulle undersökas i varje enskilt försök, användes såväl fabriksblandad standardfärg som egenblandad färg. Bindemedlet i färgen utgjordes av kalk och/eller cement. Utgångsmaterialet för den egenblandade färgen har levererats från en 14 färgtillverkare i två delar, bindemedel (kalk respek­ tive cement) samt ballast (inklusive pigment och till­ satser) . Detta möjliggjorde att såväl bindemedelstyp som bindemedelshalt kunde varieras. Kalkfärgen blandades med 40 liter vatten per 25 kg torrsubstans medan kalkcement- och cementfärgen blanda­ des med 18 kg vatten per 25 kg torrsubstans. Oavsett bindemedel blandades vatten och torrfärg under 2 minu­ ter med snabbgående visp. All färg har applicerats på underlagen med pensel. I de flesta fall applicerades två lager färg med mel­ lanliggande härdning. Normalt fick färgen härda 4 tim­ mar mellan målningarna. Försök med annan härdningstid och/eller antal färglager har även utförts. 4.3 Fuktbelastning Utgångspunkten för försöken innebar att extra vatten skulle påföras proverna "utifrån" för att simulera regnpåslag. Allteftersom projektet fortskred konstate­ rades dock att detta inte var nödvändigt för att skada (kalkutfällning) skulle uppstå. Det var fullt tillräck­ ligt med hög luftfuktighet i kombination med den fukt som fanns i underlaget från början. 4.3.1 Fuktbelastnings-modell Olika mekanismer aktiveras beroende på vilken fukt­ belastnings-modell som används. Vilken modell som är lämpligast kan diskuteras även om en viss koppling till naturliga förhållanden bör eftersträvas. Två princi­ piellt olika modeller har provats. 1. Vatten tillförs provet (underlaget) före målning 2. Vatten tillförs provet efter målning 15 4.3.1.1 Vatten före målning Om vatten finns tillgängligt i provet redan före målningen kan kalkutfällningsprocessen starta momentant då färgen appliceras. I kombination med ett fuktigt härdningsklimat ger denna modell ett gott mått på pro­ vets utfällningsbenägenhet. Vid försöken har denna modell generellt använts, främst för dess bättre repe- terbarhet men också beroende på ett enklare hand- havande. 4.3.1.2 Vatten efter målning Vatten kan påföras provet efter målning på två sätt. Antingen tillförs en viss mängd vatten eller hålls ytan vattenblank under en viss tid. Oavsett vilket sätt som används måste färgskiktet tillåtas att härda (stabili­ seras) ett par dagar innan vattenbelastning. Detta in­ nebär att färgskiktet delvis hinner karbonatiseras och bilda ett "skyddsskikt" av kalciumkarbonat strax under ytan. Kalciumhydroxidtransporten fram till ytan för­ svåras med minskande kalkutfällningsrisk som följd. Ju längre tid det gått mellan applicering av färgen och fuktbelastningen ju kraftigare måste belastningen göras för att kalkutfällningar skall uppstå. Modellen är i vissa lägen svår att kontrollera varför den endast an­ vänts vid enstaka försök. 4.3.2 Fukttillstånd i underlag Mängden fukt i underlaget varierar inom vida grän­ ser, alltifrån nästan torrt till kapillär fuktmättnad. 1 normalfallet innebär det fuktkvoter från cirka 2 procent till cirka 9 procent. Vissa speciella under­ lag (tex tegel) har innehållit ända upp till 14 procent fukt. 16 Efter att underlagen fått torka i ugn, tillfördes vatten till avsedd fuktkvot. Därefter konditionerades underlagen diffusionstätt i minst 3 dygn för att en ut­ jämning av fukten skulle ske i hela putskakan. 4.4 Klimat 4.4.1 Relativ fuktighet Ett flertal olika nivåer av relativ fuktighet i luf­ ten under härdning har använts. Den lägst använda nivån var 35% RF medan den högsta var 95% RF. Vid de första orienterande försöken användes 50%,65% och 95% RF. Då det senare visade sig att de båda torrare klimaten inte gav någon skillnad i skadeutfall, begränsades för- söksklimaten till 65% respektive 95% RF. Efter ytterligare provningar koncentrerades arbetet till enbart 95% RF. Orsaken till detta var att utfäll- ningarna var klart allvarligast i detta klimat, vilket i sin tur innebar att det blev lättare att skilja olika faktorers betydelse. Enstaka försök har dock gjorts i torra klimat även i det senare skedet av undersök­ ningen. 4.4.2 Temperatur Samtliga provningar har utförts vid lufttemperaturen +20 ° C, främst beroende på att antalet försöksvariabler måste hållas nere. Vid de avslutande försöken variera­ des istället provkropparnas temperatur med hjälp av en TemperaturDifferens-låda, se kapitel 4.1, för att skapa olika mikroklimat på provens yta. 17 4.5 Bedömning av utfällningsgrad Vid bedömning av utfällningsgraden måste hänsyn tas till provytans bottenkulör (ett oskadat provs kulör). Beroende på bland annat mängden biandvatten och binde- medelstyp i färgen fås olika bottenkulörer. Ett mörkt prov upplevs som kraftigare skadat än ett ljust prov även om mängden kalkutfällning är lika på båda proven. 4.5.1 Visuell bedömning För att kunna bedöma olika parametrars effekt skapa­ des en skala med olika kraftiga utfällningar. Skalan innehöll 9 olika utfällningsnivåer från oskadat (skal­ värde 0) till mycket kraftig skada (skalvärde 8). Genom att referera till denna skala kunde olika försök jämföras. Den använda skalan redovisas i bilaga 1, figur 1. De utfällningsgrader som förekommer i praktiken hamnar lågt på denna skala, uppskattningsvis skalvärde 1-2. Det är emellertid stor skillnad mellan syn­ intrycken från ett litet laboratorieprov och en hel fasad. En kalkutfällning med skalvärde 2 upplevs som en kraftig skada på en fasad men relativt lindrig på ett laboratorieprov. 4.5.2 Kulörmätning Den visuella bedömningen fungerade i de flesta fall utmärkt. Det är dock i många fall värdefullt att kunna sätta ett mätvärde på proven istället för en subjektiv bedömning. För att täcka detta behov användes en kulör­ mätare. Kulörmätaren är ett instrument som registrerar flera olika kulörtekniska parametrar. Genom att kombi­ nera ljusheten=L med färgtonstyrkan=C kunde en ny para­ meter framräknas. Den nya parametern (L/C) tog då hän­ syn till såväl bottenkulör (inom rimliga gränser) som 18 mängden kalkutfällning. Parametern L/C anger alltså ett direkt mått på kalk- utfällningsgraden, ju högre värde desto kraftigare ut- fällning. Jämförelser mellan olika provkroppar bör dock göras endast inom en och samma'provserie. I bilaga 1, figur 1 anges parallellt med tidigare nämnda subjektiva skalvärde även motsvarande L/C-värde. 4.5.3 Bildanalys För att göra mätningarna ännu mindre känsliga för variation i bottenkulör provades att använda bild­ analys. Bildanalyssystemet fungerar så att en bild läses in i ett dataprogram via en TV-kamera. I vårt fall var kameran monterad på ett mikroskop. Dataprog­ rammet behandlar sedan bildens punkter bit för bit på olika sätt. Slutprodukten blir ett mätvärde på hur stor yta som täcks av objekten ifråga, i detta fall kalkut­ fällning . Systemet fungerade bra men fanns bara tillgängligt vid undersökningens slutfas. Utrustningen (mikroskop och kamera) tillät inte behandling av större bildfält . 2 ... än cirka 4 mm per sekvens. För att fa en rimlig sta­ tistisk säkerställning krävdes därför minst 30 bildfält per provyta. Varje prov tog därmed tämligen lång ana­ lystid i anspråk varför bildanalys inte använts på samtliga provkroppar. 4.5.4 Mikroskopanalys Förutom studier i normalt ljusmikroskop gjordes vissa undersökningar med hjälp av svepelektronmikroskop (SEM+EDAX) och röntgendiffraktor. Användande av SEM+EDAX och röntgendiffraktor möjliggör att de i ana­ lysmaterialet ingående grundelementen kan identifieras. 19 5 FÖRSÖKSBESKRIVNING OCH RESULTAT 5.1 För-försök Avsikten med försöket var att få en grunduppfattning om hur lagringsklimat, bindemedelstyp m m påverkar kalkutfällningsrisken. Försöket kan beskrivas som ett för-försök. Hälften av underlagen placerades i RF=95% T=20°C, medan den andra hälften placerades i RF=65% T=20°C. Proverna lagrades i respektive klimat cirka 1 vecka innan målning. Vissa underlag torkades och förvattnades innan de lagrades diffusionstätt. Såväl kalk- som kalk- cementfärg målades i 2 lager med 1 dygns mellantork- ning. Proverna befann sig hela tiden i respektive prov- ningsklimat. Varje prov vattenbegöts efter viss tid med 7 gram 2 .... vatten (»1.1 kg/m ). Vattnet sprutades pa i ett jämnt lager så att en "fri vattenyta" uppstod. Vattenbegjut- ningen gjordes 4 tim, 8 tim, 1 dygn, 3 dygn, 7 dygn samt 14 dygn efter sista målningstillfället (1 till­ fälle per prov). Proverna fick efter vattenbegjutningen härda i 3 dygn i respektive klimat varefter samtliga prover för­ varades i RF=65% T=20°C. Prov gjordes även med 1 lager färg, kraftig bevatt­ ning mellan målningarna samt ingen vattenbelastning. Ett prov analyserades i svepelektronmikroskop respek­ tive röntgendiffraktor. Resultaten från försöket redovisas i tabell 5.1. Tabell 5.1 LITT. 81 NOE - RELATIV FUKTKVOT I HÄRDN.- VATTEN- RELATIV KOMMENTAR MEDEL FUKTIGHET UNDERLAG TID BELASTNING SKALA 200 ICC 95% 4 tim 7 gram 6 201 KC 95% 8 tim 7 gram 4 202 KC 95% 1 dygn 7 gram 2 203 KC 95% 3 dygn 7 gram 2 205 KC 95% 7 dygn 7 gram 2 206 KC 95% 14 dygn 7 gram 2 207 KC 95% 2 ej vattenbelastad 204 KC 95% 4 1 lager färg, ej vattenbelastad 209 KC 95% 5+7 gram 8 vattenbelastad mellan färglager 210 KC 95% c : a 2 % 4 tim 7 gram 5 211 KC 95% c:a 2 % 8 tim 7 gram 3 213 KC 95% c:a 2 % 1 dygn 7 gram 2 214 KC 95% c : a 2 % 3 dygn 7 gram 2 215 KC 95% c : a 2 % 7 dygn 7 gram 2 216 KC 95% c:a 2 % 14 dygn 7 gram 2 217 KC 95% c:a 2 % 3 ej vattenbelastad 219 KC 95% c:a 2 % 5 1 lager färg, ej vattenbelastad 212 KC 95% c:a 2 % 5+7 gram 8 vattenbelastad mellan färglager 240 KC 65% 4 tim 7 gram 5 241 KC 65% 8 tim 7 gram 3 242 KC 65% 1 dygn 7 gram 2 243 KC 65% 3 dygn 7 gram 2 244 KC 65% 7 dygn 7 gram 1 245 KC 65% 14 dygn 7 gram 1 247 KC 65% 1 ej vattenbelastad 246 KC 65% 3 1 lager färg, ej vattenbelastad 251 KC 65% 5+7 gram 6 vattenbelastad mellan färglager 248 KC 65% c : a 2 % 4 tim 7 gram 4 249 KC 65% c:a 2 % 8 tim 7 gram 3 252 KC 65% c:a 2 % 1 dygn 7 gram 2 253 KC 65% c:a 2 % 3 dygn 7 gram 2 254 KC 65% c:a 2 % 7 dygn 7 gram 2 255 KC 65% c:a 2 % 14 dygn 7 gram 2 257 KC 65% c:a 2 % 2 ej vattenbelastad 259 KC 65% c:a 2 % 4 1 lager färg, ej vattenbelastad 258 KC 65% c.a 2 % 5+7 gram 6 vattenbelastad mellan färglager 220 K 95% 4 tim 7 gram 0 221 K 95% 8 tim 7 gram 0 222 K 95% 1 dygn 7 gram 0 223 K 95% 3 dygn 7 gram 0 224 K 95% 7 dygn 7 gram 0 225 K 95% 14 dygn 7 gram 0 226 K 95% 0 ej vattenbelastad 230 K 95% c.a 2 % 4 tim 7 gram 0 231 K 95% c.a 2 % 8 tim 7 gram 0 232 K 95% c.a 2 % 1 dygn 7 gram 0 233 K 95X c.a 2 % 3 dygn 7 gram 0 234 K 95% c.a 2 % 7 dygn 7 gram 0 235 K 95% c.a 2 % 14 dygn 7 gram 0 236 K 95% c.a 2 % 0 ej vattenbelastad 260 K 65% 4 tim 7 gram 0 261 K 65% 8 tim 7 gram 0 262 K 65% 1 dygn 7 gram 0 263 K 65% 3 dygn 7 gram 0 264 K 65% 7 dygn 7 gram 0 265 K 65% 14 dygn 7 gram 0 266 K 65% 0 ej vattenbelastad 270 K 65% c.a 2 % 4 tim 7 gram 0 271 K 65% c.a 2 % 8 tim 7 gram 0 272 K 65% c.a 2 % 1 dygn 7 gram 0 273 K 65% c.a 2 % 3 dygn 7 gram 0 274 K 65% c.a 2 % 7 dygn 7 gram 0 275 K 65X c.a 2 % 14 dygn 7 gram 0 276 K 65% c.a 2 % 0 ej vattenbelastad 21 5.2 Lagringsklimat/härdningstid Avsikten med försöket var att bestämma hur lagrings- klimat i kombination med härdningstid före vatten­ belastning påverkar risken för kalkutfällning. Samtliga prover placerades i RF=50% T=20°C tills vikterna stabiliserats (proverna kommit i jämvikt, cirka 6 dygn). Vissa prover torkades och vattnades så att 10% fuktkvot uppnåddes. Proverna fick därefter konditionera diffusionstätt. Strax före målningen över­ fördes ett antal prover till RF=95% T=20°C respektive RF=65% T=2 0 ° C. Proverna målades med KC-färg i 2 lager med 1 dygns mellantorkning. Proverna befann sig hela tiden i res­ pektive provningsklimat. Proverna vattenbegöts varvid en "fri vattenyta" uppstod. Mängden vatten avpassades så att samtliga prover, oavsett härdningsklimat och fuktkvot i under­ laget, utsattes för cirka 3 timmars belastning med fritt vatten. Detta innebär att vattenmängden varierade mellan 5.0 gram (~0.8 kg/m2) och 14.3 gram (~2.2 2kg/m ). Bevattningen påbörjades 4 timmar, 1 dygn res­ pektive 4 dygn efter sista målningstillfället. Varje prov vattnades endast en gång. Proverna fick efter vattenbegjutningen härda i res­ pektive klimat under 3 dygn varefter de flyttades till RF=50% T=20"C. Resultaten från försöket redovisas i tabell 5.2. 22 Tabell 5.2 LITT. BINDE- RELATIV FUKT I HÄRDN.- VATTEN- RELATIV KOMMENTAR MEDEL FUKTIGHET UNDERLAG TID BELASTNING SKALA 418 KC 95% 4 tim 3 tim 3 blandad utfällning 419 KC 95% 1 dygn 3 tim 2 “fast" utfällning 422 KC 95% 4 dygn 3 tim 2 "fast" utfällning 423 KC 95% 2 "fast" utfällning, ej vattenbelastad 408 KC 95% c:a 10 % 4 tim 3 tim 4 "fast" utfällning 409 KC 95% c:a 10 % 1 dygn 3 tim 4 "fast" utfällning 410 KC 95% c:a 10 % 4 dygn 3 tim 6 "fast" utfällning 411 KC 95% c:a 10 % 7 "fast" utfällning, ej vattenbelastad 414 KC 65% 4 tim 3 tim 4 blandad utfällning 417 KC 65% 1 dygn 3 tim 2 "lös" utfällning 420 KC 65% 4 dygn 3 tim 2 "lös" utfällning 421 KC 65% 0 405 KC 65% c:a 10 % 4 tim 3 tim 2 blandad utfällning 406 KC 65% c:a 10 % 1 dygn 3 tim 1 blandad utfällning 407 KC 65% c:a 10 % 4 dygn 3 tim 1 blandad utfällning 404 KC 65% h c:a 10 % 0 412 KC 50% 4 tim 3 tim 3 "lös" utfällning 413 KC 50% 1 dygn 3 tim 2 "lös" utfällning 415 KC 50% 4 dygn 3 tim 2 "lös" utfällning 416 KC 50% 0 400 KC 50% c:a 10 % 4 tim 3 tim 4 "lös" utfällning 401 KC 50% c:a 10 % 1 dygn 3 tim 2 "lös" utfällning 402 KC 50% c:a 10 % 4 dygn 3 tim 2 "lös" utfällning 403 KC 50% c:a 10 % 0 5.3 Fuktnivå i underlaget/antal färglager Avsikten med försöket var att undersöka kombina­ tionen lagringsklimat — fuktnivå i underlaget — antal färglager. Underlagen placerades i RF=50%, RF=65% respektive RF=95%. Vissa underlag torkades och förvattnades var­ efter samtliga underlag lagrades 1 vecka. De som för­ vattnats lagrades diffusionstätt. Proverna målades efter lagringen med KC-färg i såväl 1 som 2 lager med i förekommande fall 1 dygns mellan- torkning. Ingen vattenbelastning förekom. Proverna härdades i respektive klimat under 2 veckor varefter samtliga provkroppar samlades i RF=65% T=20°C. Resultaten från försöket redovisas i tabell 5.3. 23 "Prickig" innebär att kalkutfällningarna uppträder som mm-stora öar på provytan. "Blankfläckar" innebär att provet har en mycket blank yta, troligen beroende på stort vattenöverskott under härdningen. Tabell 5.3 LITT. BINDE- RELATIV FUKT I RELATIV L/C- KOMMENTAR MEDEL FUKTIGHET UNDERLAG SKALA VÄRDE 510 KC 95% 1 2,85 1 lager färg 511 KC 95% 1 2,98 2 lager färg 532 KC 95% 5.1 % 2 2,32 1 lager färg, prickig 533 KC 95% 5.3 % 6 5,5 2 lager färg 554 KC 65% 0 2,36 1 lager färg 555 KC 65% 0 2,39 2 lager färg 556 KC 65% 4.7 % 0 2,33 1 lager färg 557 KC 65% 4.7 % 0 2,2 2 lager färg 504 KC 50% 0 2,5 1 lager färg 505 KC 50% 0 2,4 2 lager färg 506 KC 50% 4.9 % 0 2,3 1 lager färg 507 KC 50% 4.9 % 0 2,38 2 lager färg 512 KC 95% 2.2 % 5 4,5 1 lager färg 513 KC 95% 2.0 % 4 4,41 2 lager färg 514 KC 95% 4.1 % 3 2,81 1 lager färg, prickig 515 KC 95% 4.0 % 5 4,58 2 lager färg 516 KC 95% 6.0 % 1 2,18 1 lager färg 517 KC 95% 6.1 % 6 5,47 2 lager färg 518 KC 95% 8.3 % 0 2,13 1 lager färg, blankfläckar 519 KC 95% 8.0 % 4 4,68 2 lager färg 520 KC 95% 10.0 % 0 2,61 1 lager färg, blankfläckar 521 KC 95% 10.0 % 2 Mi 2 lager färg 24 5.4 Fuktbelastning Avsikten med försöket var att undersöka inverkan av fuktbelastningens storlek. Underlagen placerades i RF=65% T=20°C. Samtliga provkroppar torkades och förvattnades till 5% fuktkvot. Efter 3 dygns diffusionstät konditionering under lock målades proverna. Proverna målades med KC-färg i 2 lager med 1 dygns mellantorkning. Proverna vattenbegöts efter 1 dygns härdning med 2 2 mellan 1.0 gram (~0.2 kg/m ) och 12.4 gram (~1.9 kg/m ) vatten. Proverna lagrades därefter under 2 veckor i RF=65% T=2 0'C. Resultaten från försöken redovisas i tabell 5.4. Tabell 5.4 LITT. BINDE- RELATIV FUKT I HÄRDN.- VATTEN- RELATIV L/C- MEDEL FUKTIGHET UNDERLAG TID BELASTNING SKALA VÄRDE 550 KC 65% 4.8 % 1 dygn 1.0 gram 0 2,11 549 KC 65% 4.7 % 1 dygn 2.0 gram 1 2,13 548 KC 65% 5.0 % 1 dygn 4.1 gram 1 2,34 547 KC 65% 4.8 % 1 dygn 6.3 gram 1 2,42 546 KC 65% 4.7 % 1 dygn 8.2 gram 2 2,51 551 KC 65% 4.9 % 1 dygn 9.0 gram 1 2,55 545 KC 65% 4.9 % 1 dygn 10.0 gram 1 2,18 552 KC 65% 4.9 % 1 dygn 11.0 gram 1 2,34 544 KC 65% 4.8 % 1 dygn 12.4 gram 1 2,41 25 5.5 Karbonatiseringsgrad i underlag Avsikten med försöket var att se om underlagets karbonatiseringsgrad har någon betydelse för kalkut- fällningsrisken. Underlagen placerades i RF=65% T=20°C. Hälften av provkropparna torkades och förvattnades till 5% fukt­ kvot. Efter 3 dygns diffusionstät konditionering under lock målades proverna. I samband med målningen utplace­ rades proverna i RF=50%, RF=65% respektive RF=95%. Förutom de nytillverkade underlagen användes 5 år gamla putsprover. Dessa prover är tillverkade av KC-puts och har lagrats i RF=65% T=20°C. Vid fenolfta- leinprov konstaterades en fullständig genomkarbonatise- ring av proverna. Hälften av de gamla proverna torkades och förvattnades till 5% fuktkvot varefter samtliga gamla prover utplacerades i RF=50%, RF=65% respektive RF=95%. Efter 3 dygns konditionering under lock målades proverna. Samtliga prover målades med KC-färg i 2 lager med 1 dygns mellantorkning. Hälften av proverna vattenbelastades efter 4 timmars härdning av färgen. Belastningen utfördes genom upp­ repad sprayning med vatten på provytan. Ytan hölls nätt och jämnt "vattenblank" under 15 minuter. Mängden vat­ ten blev då olika på de olika proverna, lägst 0.6 gram 2 2 («0.1 kg/m ) och högst 5.0 gram («0.8 kg/m ). Proverna härdades i respektive klimat under 2 veckor varefter samtliga prover samlades i RF=50% T=20°C. Resultaten från försöket redovisas i tabell 5.5. Den "kulörskiftning" som noterats i tabell 5.5 inne­ bär att provet fått en ljusare nyans än normalt. Det är alltså inte någon kalkutfällning utan troligen kristal- lisation av ett salt. Prover som vattenbelastats upp­ visar inte denna kulörskiftning. Det är möjligt att det extra påförda vattnet har löst saltet och fört detta med sig in i provet. 26 Vattenbelastningens storlek skiljer sig mellan nya prover och genomkarbonatiserade prover. Orsaken är olika porsystem i provkroppsserierna och därmed olika nivå på maximal fuktkvot. Tabell 5.5 KO M M EN TA R ku lö rs kif tn in g I ku lö rs kif tn in g i ku lö rs kif tn in g is er ad , ku lö rs kif tn in g T>roro C/3 ise ra d, ku lö rs kif tn in g ■o ro C/3 ise ra d, ku lö rs kif tn in g TJroro ro c 5 c_ ro -12 c ro O) ro c 1 ro i c ro O) ro c 1 ro-V c ro 03 ro c 1 ro -V c ro03 ro c 1 ro c ro 03 c o ja ro -12 c ro 03 ro c ro22 C ro 03 «-> ro c ro c ro 03 *-> ro c 1 ro 1 c ro 03 ro c l ro 2»2 c ro 03 Ig en om ka rb on at L/ C- j VÄRDE 1 IO in OJ 3 io <> ro COro -4- Pr OJ CO OJ OJ o -t OJ vt OJ OJ cO vt OJ o OJ IO OJ OJ -o OJ o LO OJ o vt OJ o OJ 2, 29 roo OJ 8£'2 ro o OJ LO OJ co o OJ i RELA TI V I SK AL A OJ o - co o - o - - o - O o o - o o o o O o O o z I— t— C3 z z H- < _l LU ca 2. 5 g ra m 1. 3 g ra m 3. 9 g ra m 3. 3 g ra m 5. 0 g ra m 3. 9 g ra m 0. 6 g ra m 0. 7 g ra m 0. 7 g ra m 1. 0 g ra m 0. 9 g ra m 1. 3 g ra m z o :< Q 1— E -t E vt E vt 4 t i m E vt E vt tu i T *j E vt E *-> vt E *-> vt E vf E vt t-12 3 UN DE RL AG as ro to as ro io 5. 2 % % Z-S a? lO a? OJ IO a? o IO a« o LO a? LO % 2'S a? io as o IO RE LA TI V FU KT IG HE T a? LO O K io O as io O io O 0^ io O LO -O a* 3 as lo >o S'? o in s-s o io a? o IO a? IO O a? LO O a? LO o a? ca a? LO O a? IO O a? LO *o a? LO 'O a? o LO a? c as o IO as o O z ca M ED EL o 12 o v; o v O v: o 12 CJ 12 u 12 o 12 o 12 o 12 (_) 12 o 12 o 12 o V C_3 3^2 C_) 12 o 12 <_) 12 u 12 O 12 o 12 o 12 C_3 12 T— t- —I 5 5 o £ N- 5 io o >o o o 'O n. o o o o o •o ro oo vt o •o CO OJ vO o OJ >o o ro -o ro O vt OJ 'O LO OJ •o o OJ -o N- OJ O O OJ •O OJ O OJ OJ VO ro OJ o 27 5.6 Kompletterande provningar Förutom de reguljära provserierna har mindre, komp­ letterande, försök gjorts vid skilda tillfällen. Resultaten från dessa redovisas i detta kapitel. Variationerna i metodik är stora varför någon full­ ständig textsammanfattning inte låter sig göras. Gemen­ samt är dock att underlagen torkats i ugn innan för­ vattning. Dessutom förekommer ingen vattenbelastning. Resultaten från försöken redovisas i tabell 5.6. Proverna 9101-9105 innebär att färgen fick "vila" viss tid mellan blandning och applicering. Ju längre tid färgen vilade desto större mängd hydratations- produkter (t ex Tobermorit) fanns tillgänglig direkt på färgskiktets yta vid appliceringen. 5.7 Uttorkningshastighet Avsikten med försöket var att kontrollera uttork- ningshastighetens betydelse för kalkutfällningsrisken. Underlagen placerades i RF=65% T=20°C. Provkropparna lagrades minst 1 vecka i detta klimat innan vidare behandling. Innan förvattning torkades underlagen i torkugn vid 105“C. Underlagen förvattnades till olika fuktkvoter mellan 3.2% och 9.0%, motsvarande sj,ap~0 • 3-0.9. Efter 3 dygns konditionering under lock placerades proverna på TD-lådan (se kapitel 4.1), fortfarande under lock, med omgivande klimat RF=95% T=20°C. Ett dygn senare målades proverna med KC-färg. Ett andra lager färg målades på proven efter 4 timmar. Vikt och yttemperatur kontrollerades regelbundet varefter uttorkningshastigheten för de olika proven kunde beräknas. Ingen vattenbelastning förekom. Efter 3 dygn avbröts försöken och proverna flyttades till RF=65% T=2 0 ° C. Resultaten från försöket redovisas i tabell 5.7. 28 Tabell 5.6 LITT. BINDE- RELATIV FUKT I RELATIV L/C- KOMMENTAR MEDEL FUKTIGHET UNDERLAG SKALA VÄRDE U 13 KC 95% 2,7 7 3,93 underlag av tegel U 14 KC 95% 6,7 8 4,62 underlag av tegel U 15 KC 95% 10,6 5 2,63 underlag av tegel 17 KC 95% 2,0 3 3,17 18 KC 95% 2,6 3 3,49 19 KC 95% 3,3 6 3,93 20 KC 95% 3,9 7 4,26 21 KC 95% 4,5 8 4,22 22 KC 95% 5,1 8 4,11 23 KC 95% 5,8 4 3,07 24 KC 95% 6,4 1 2,12 25 KC 95% 7,0 0 1,97 blankfläckar 26 KC 95% 7,6 0 2,10 blankfläckar 27 KC 95% 8,2 0 1,92 blankfläckar 28 KC 65% 2,0 0 2,25 29 KC 65% 3,3 0 2,10 30 KC 65% 4,6 1 2,20 31 KC 65% 5,9 2 2,61 32 KC 65% 7,0 1 2,23 33 KC 65% 8,3 1 2,45 55 KC 35% 2,0 0 2,23 kulörskiftning 56 KC 35% 3,1 0 2,15 kulörskiftning 40 KC 35% 3,2 0 2,44 kulörskiftning 57 KC 35% 4,5 0 2,12 kulörskiftning 41 KC 35% 4,7 0 2,29 kulörskiftning 58 KC 35% 5,5 0 2,09 42 KC 35% 6,6 0 2,18 59 KC 35% 6,9 0 2,11 48 K 65% 6,5 0 1,54 49 K 65% 6,6 0 1,56 50 K 35% 2,1 0 2,22 51 K 35% 3,2 0 2,16 52 K 35% 4,5 0 2,19 53 K 35% 5,7 0 2,21 54 K 35% 7,0 0 2,24 75 C 95% 2,1 2 2,24 76 C 95% 4,5 6 3,65 77 C 95% 7,1 3 3,12 78 C 65% 2.1 0 2,30 79 C 65% 4,3 0 2,25 80 C 65% 7,1 2 2,54 70 C 35% 1,9 0 2,25 kulörskiftning 71 C 35% 3,1 0 2,21 72 C 35% 4,4 0 2,26 73 C 35% 5,4 1 2,31 74 C 35% 7,0 1 2,38 9101 KC 95% 8,6 1 2,00 färgen applicerad direkt 9102 KC 95% 8,2 1 2,05 färgen lagrad 30 min. 9103 KC 95% 8,4 2 2,14 färgen lagrad 1 tim. 9104 KC 95% 8,2 2 2,31 färgen lagrad 4 tim. 9105 KC 95% 8,1 3 2.” färgen lagrad 8 tim. 29 Tabell 5.7 LITT. BINDE- FUKT I UTTORKN.- RELATIV L/C- BILD- KOMMENTAR MEDEL UNDERLAG HASTIGHET SKALA VÄRDE ANALYS N 1 KC 8,2 0,18 4 2,02 147 N 2 KC 5,0 0,14 1 1,59 1 kulörskiftning N 3 KC 8,4 0,19 4 1,83 120 N 4 KC 5,4 0,15 1 1,48 1 kulörskiftning N 5 KC 7,9 0,20 4 2,01 127 N 6 KC 5,0 0,16 1 1,49 1 kulörskiftning N 7 KC 8,1 0,33 2 1,64 2 kulörskiftning N 8 KC 5,0 0,21 1 1,43 1 kulörskiftning N 13 KC 8,5 0,30 1 1,38 3 N 14 KC 5,5 0,21 2 1,39 6 N 15 KC 8,3 0,29 2 1,42 8 N 16 KC 5,2 0,24 0 1,27 0 N 17 KC 8,1 0,33 2 1,49 9 N 18 KC 5,1 0,25 1 1,33 1 N 19 KC 8,3 0,42 2 1,49 20 N 20 KC 5,0 0,31 1 1,33 1 kulörskiftning N 21 KC 7,4 0,28 2 1,40 17 N 22 KC 5,1 0,27 0 1,34 2 N 23 KC 7,2 0,30 1 1,36 6 N 24 KC 5,5 0,31 0 1,37 1 N 25 KC 7,3 0,30 1 1,39 43 N 26 KC 4,9 0,29 0 1,41 1 N 27 KC 7,3 0,45 0 1,38 0 kulörskiftning N 28 KC 4,4 0,32 0 1,37 2 kulörskiftning 0 1 KC 3,2 0,20 1 1,27 1 0 2 KC 3,2 0,24 0 1,21 0 0 3 KC 3,2 0,33 0 1,22 0 kulörskiftning 0 4 KC 4,1 0,20 1 1,35 2 0 5 KC 4,3 0,22 1 1,29 0 0 6 KC 4,1 0,32 0 1,24 0 kulörskiftning 0 7 KC 5,2 0,19 2 1,50 24 0 8 KC 5,1 0,27 1 1,32 2 0 9 KC 5,5 0,36 1 1,23 0 kulörskiftning 0 10 KC 7,2 0,21 3 1,70 87 0 11 KC 7,2 0,26 3 1,77 72 0 12 KC 7,0 0,34 1 1,41 2 0 13 KC 7,2 0,44 1 1,28 0 OU KC 8,2 0,41 1 1,45 6 0 15 KC 8,2 0,41 i 1,38 2 0 16 KC 9,0 0,35 2 1,31 8 0 17 KC 9,0 0,46 1 1,32 5 30 5.8 Cementtyp Avsikten med försöket var att kontrollera cement­ typens betydelse för kalkutfällningsrisken. Kalkdelen av bindemedlet bestod i samtliga prov av limhamnskalk medan cementtypen varierade. 5 olika cementtyper användes: — Portlandcement med hög specifik yta (finmald) — Portlandcement med låg specifik yta (de finaste fraktionerna borttagna) — Vitt portlandcement (vanligen kallat vitcement) — Anläggningscement — Standard portlandcement Underlagen placerades i RF=65% T=20°C. Provkropparna lagrades minst 1 vecka i detta klimat innan vidare behandling. Före förvattning torkades underlagen i torkugn vid 105°C. Underlagen förvattnades till cirka 8.0% fuktkvot, motsvarande skap~°•8• Efter 3 dygns konditionering under lock placerades proverna på TD-lådan (se kapitel 4.1), fortfarande under lock, med omgivande klimat RF=95% T=2 0 ° C. Ett dygn senare målades proverna med KC-färg. Proverna målades ytterligare en gång efter 4 timmar. Vikt och yttemperatur kontrollerades regelbundet varefter uttorkningshastigheten för de olika proven kunde beräknas. Ingen vattenbelastning förekom. Efter 3 dygn avbröts försöken och proverna flyttades till RF=65% T=2 0 ° C. Resultaten från försöket redovisas i tabell 5.8. Tabell 5.8 LITT. BINDE- CEMENT- FUKT I UTTORKN.- RELATIV , L/C- BILD- KOMMENTAR MEDEL TYP UNDERLAG HASTIGHET SKALA VÄRDE ANALYS N 29 KC hög spec, yta 8,0 0,25 3 1,69 62 kulörskiftning N 30 KC låg spec, yta 7,6 0,25 2 1,48 29 N 31 ICC vitcement 7,7 0,27 2 1,66 52 N 32 KC anläggn.-cem. 8,0 0,24 1 i,« 2 N 33 KC standard 8,3 0,26 1 1,36 1 N 34 KC hög spec, yta 7.9 0,44 3 1,53 12 kulörskiftning N 35 KC låg spec, yta 7,9 0,44 0 U33 1 N 36 KC vitcement 7,8 0,45 1 1,39 2 kulörskiftning N 37 KC anläggn.-cem. 7,8 0,44 1 1,35 0 kulörskiftning N 38 KC standard 7,7 0,44 0 ’.78 0 5.9 Cementhalt Avsikten med försöket var att kontrollera cement­ haltens betydelse för kalkutfällningsrisken. Bindemedlet bestod av limhamnskalk och vitcement. Andelen vitcement varierades mellan 0% och 100%. Underlagen placerades i RF=65% T=20°C. Provkropparna lagrades minst 1 vecka i detta klimat innan vidare behandling. Före förvattning torkades underlagen i torkugn vid 105°C. Underlagen förvattnades till cirka 7.5% fuktkvot, motsvarande Skap~0.8. Efter 3 dygns konditionering under lock placerades proverna på TD-lådan (se kapitel 4.1), fortfarande under lock, med omgivande klimat RF=95% T=2 0 ° C. Ett dygn senare målades proverna med KC-färg. Ett andra lager färg målades på proven efter 4 timmar. Vikt och yttemperatur kontrollerades regelbundet var­ efter uttorkningshastigheten för de olika proven kunde beräknas. Ingen vattenbelastning förekom. Efter 3 dygn avbröts försöken och proverna flyttades till RF=65% T=20'C. Resultaten från försöket redovisas i tabell 5.9. 31 Tabell 5.9 LITT. BINDE- CEMENT- FUKT I UTTORKN.- RELATIV L/C- BILD- MEDEL HALT UNDERLAG HASTIGHET SKALA VÄRDE ANALYS N 39 KC 0,00 7,6 0,23 0 1,35 1 N 40 KC 0,05 7,6 0,21 1 1,39 8 N 41 KC 0,25 7,6 0,24 1 1,31 5 N 42 KC 0,50 7,3 0,21 1 1,39 22 N 43 KC 0,75 7,6 0,23 2 1,49 23 N 44 KC 1,00 7,5 __ 2 b“ 30 32 6 DISKUSSION AV RESULTAT 6.1 Allmänt Resultaten redovisas och diskuteras parameter för parameter vilket innebär att försökens kronologiska ordning ej nödvändigtvis följs. Av den totala resultat- floran redovisas för varje parameter endast exempel på resultat som är relevanta för just den aktuella para­ metern . En fullständig resultatredovisning återfinns i kapitel 5. Av trycktekniska skäl har alla bilder sam­ lats i bilaga 1. 6.2 Skadetyp 6.2.1 Kalkutfällning Försöken har visat att två olika typer av kalkut- fällning kan förekomma. Skillnaden mellan typerna är främst den olika grad av vidhäftning mot underlaget som karbonatet uppvisar. Den ena typen (vanligast), bilaga 1, figur 2 fäster så pass kraftigt mot underla­ get att det är i det närmaste omöjligt att avlägsna ut- fällningen utan att skada underlaget. Den andra typen, bilaga 1, figur 3 har ringa vidhäftning varför den är lätt att avlägsna medelst borstning eller vattenspol- ning. Vilken typ av utfällning som bildas är direkt be­ roende av bildningsmiljön. Enligt Peterson (1988), bilaga 3, är det transporthastigheten genom vattnet för kalciumhydroxid respektive kolsyra som bestämmer om kalciumkarbonatet bildas vid färgytan (fast) eller vid vattenytan (lös). Om vatten med hög halt av koldioxid bringas i kontakt med färgskiktet kommer kalciumkarbo­ natet att "växa fast" på ytan. Om vattnet däremot tidigt upptar kalciumhydroxid och därefter från ytan 33 tar upp koldioxid ur luften, är det rimligt att minera­ let bildas på vattenytan, ofta som ett på ytan simmande "skinn". När vattnet senare avdunstar landar mineral­ huden på färgytan. Någon vidhäftning uppkommer därmed inte. Kalkutfällning kan även bildas om en redan karbona- tiserad färgyta utsätts för kraftig vattenbelastning. Kalciumhydroxid kan då vandra från okarbonatiserade delar av underlaget till ytan och reagera med luftens kolsyra. Om porsystemet endast delvis är vattenfyllt, kan koldioxid tränga in i porsystemet. Som ett tredje alternativ kan karbonat då bildas som ett osynligt skikt under ytan. Detta är normalfallet och det man strävar efter (det är alltså ingen skada). Det bör tilläggas att den "löst" sittande typen av kalkutfällning är tämligen ovanlig. Under extrema för­ hållanden som t ex rinning kan den dock uppstå. Där "lös" utfällning uppträder, förekommer i normal­ fallet även en viss del "fast" utfällning. Sammanfattningsvis kan sägas att "lösa" utfällningar uppträder där det finns mycket vatten på ytan, medan "fasta" utfällningar uppstår på ytor med "lagom" mängd vatten. 6.2.2 Kulörskiftning Förutom den rena kalkutfällningen har skador i form av kulörskiftningar iaktagits. Även prover som inte har gett kalkutfällning har i vissa fall fått kulörföränd­ ringar. Denna kulörskiftning är speciellt framträdande på prover med låg fuktighetsgrad i underlaget som för­ varats torrt. Det förekommer även i andra klimat men då i avsevärt mindre omfattning. Skadetypen förekommer i lika grad oavsett färgtyp. Bilaga 1, figur 4 visar ett ljust prov som i efterhand har pålagts en droppe vat­ ten. Det mörkare området är vattenbelastat. Den troli­ gaste förklaringen är att kalciumhydroxid och/eller 34 andra salter kristalliserat på ytan och sugs ner i pro­ vet då vatten tillförs. Fenomenet har inte studerats speciellt varför någon djupare diskussion om de bakomliggande orsakerna inte förs i denna rapport. 6.3 Svepelektronmikroskop, röntgendiffraktion Analyser gjorda vid Kemicentrum, LTH visar klart att utfällningarna består av kalciumkarbonat i form av kalcit. I bilaga 2 återfinns en utförlig rapport. Bilaga 1, figur 5 visar en bild från svepelektron­ mikroskop av kalciumkarbonat-kristaller. 6.4 Variabelanalys 6.4.1 Bindemedelstyp, (K-KC) Prover målade med kalkfärg har inte i något fall ut­ vecklat kalkutfällningar. Detta kan synas märkligt men stämmer väl med praktisk erfarenhet. Om en liten del av kalken i bindemedlet byts ut mot cement blir färgen genast benägen att få kalkutfäll- ning. Orsaken till detta är troligen närvaro av tober- morit. Tobermorit har förmåga att kvarhålla fukt i sin struktur samtidigt som Ca(OH)2~halten hålls hög vid sönderdelningsprocessen. Tillgången på fukt och Ca(OH)2 vid färgytan är därigenom god även efter det att det "fria" vattnet försvunnit. Vid rena kalkfärger saknas tobermorit och karbonatiseringsprocessen kan ej fortgå på ytan på grund av vattenbrist. Däremot kan karbonati- sering ske längre in i materialet där fuktnivån är tillräcklig. 35 Reaktionsformeln vid bildande av kalciumkarbonat är enligt Czernin: 3Ca0*2Si02*3H20 + 3CC>2-- > 3CaCo3 + 2Si02 + 3H20 där kalciumsilikathydratet först sönderdelas enligt: H2° 3Ca0*2Sl02*3H20 <---> 3Ca(OH)2 + 2Sl02 När ytan karbonatiserat och vatten i vätskefas till­ föres så att porsystemet fylls, kan kalciumhydroxid transporteras till gränsskiktet vatten/luft och reagera med luftens kolsyra. Denna reaktion följer formeln: H2° Ca(OH)2 + C02 ---> CaC03 + H20 Som synes krävs endast tillgång på kalciumhydroxid, vatten och kolsyra varför denna reaktion kan ske även på ytor målade med icke cementbaserade produkter. 6.4.1.1 Cementtyp i KC-färg Klara skillnader mellan de provade cementtyperna kunde konstateras. Känsligast för kalkutfällning var finmald standardcement följt av vitcement. De tre övriga cementsorterna uppvisade ingen eller ringa käns­ lighet vid provningen enligt figur 6.1. 36 L/C 1 IjUNGSAM UTTORKNINgI ! i c^1 SNABB UTT0RKNINg| 1 i ■ c 2 ^ ■ i [ b hög spec. låg spec. vitcement anläggn.- standard yta yta cem. CEMENT-TYP Figur 6.1 Inverkan av cementtyp. RF=95% u=8.0% g=0.011 resp 0.020 g/m2,s Finmald standardcement har en betydligt större spe­ cifik yta än normalt. Detta ger snabbare hydratisering och därmed större och snabbare tillgång på tobermorit. Vitcement har en något avvikande sammansättning av cementmineraler än vanlig standardcement. Det är möj­ ligt att även detta ger en snabbare hydratisering. Ju mer tobermorit som finns i ytskiktet desto mer vat­ ten kan kvarhållas vid ytan och underhålla kalciumhyd- roxidens omvandling till kalciumkarbonat. 37 6.4.1.2 Cementhalt i KC-färg Cementhaltens inverkan provades med vitcement som bas. En tydlig ökning av kalkutfällningsrisken med ökande cementhalt kunde konstateras, figur 6.2. Ren cementfärg gav mycket kraftiga utfällningar, men redan en så liten cementhalt som 5% gav störande ut­ fällningar. Dessa provningar genomfördes under de för färgen sämsta tänkbara förutsättningar, hög luftfuktig­ het och stor fuktkvot i underlaget. I ett torrt klimat kan det tänkas att proverna med de lägsta cementhal­ terna hade klarat sig närmast felfria. 1,50 1,45 0,70 1,00 CEMENTHALT I BINDEMEDEL Figur 6.2 Inverkan av cementhalt. RF=95% u=7.5% g=0.010 g/m2,s 38 6.4.2 Fukttillstånd i underlag En förutsättning för att kalkutfällningar ska uppstå är att vatten finns närvarande. En del av detta vatten härrör från underlaget. De flesta underlag som kan komma ifråga vid målning med K- och KC-färg är porösa. De kan alltså suga upp och hålla kvar vatten, ibland avsevärda mängder, utan att själva skadas. Eftersom risken för kalkutfällning till stor del styrs av våttiden (kapitel 6.4.10) har även fuktmängden i underlaget betydelse. Om en stor mängd fukt ska torkas ut från provet förlängs våttiden och risken för kalkutfällning ökar. Figur 6.3 visar hur mängden kalkutfällning beror på fuktnivån i underlaget. Vid mycket höga fuktkvoter bildas blankfläckar på ytan som stör mätningen varför dessa ej redovisas. 2 , 20 2 , oo 1,60 1,20 3,00 9,004,00 5,00 6,00 7,00 FUKTKVOT I UNDERLAG Figur 6.3 Inverkan av fuktnivå i underlaget % g=0.009 g/m2,s KC-standardRF=9 5 39 6.4.3 Relativ luftfuktighet Utfällningarna är enligt figur 6.4, allvarligast på prover som efter målningen placerats i RF=95%. Detta förklaras med att uttorkningshastigheten är låg i detta klimat varvid ytan hålls fuktig under relativt lång tid och ger goda möjligheter för kalciumhydroxid att rea­ gera just i färgens yta. Om färgen dessutom innehåller ett cement som innehåller kalium eller natrium är RF=95% tillräckligt för att vatten skall kondensera på kristaller av sådana salter, så att en film av saltlös­ ning uppkommer. Smärre utfällningar har även framkommit i torrare klimat men då endast på prover där underlaget givits en förhöjd fuktkvot innan målningen eller extremt lång vattenbelastning använts. 4,50 4,00 3,50 2,50 2,00 RELATIV FUKTIGHET Figur 6.4 Inverkan av relativ luftfuktighet. u=5.0% 40 6.4.4 Underlagets karbonatiseringsgrad Underlagets karbonatiseringsgrad kan i vissa fall ha betydelse. Om underlaget efter en tid av någon anled­ ning blir vattenmättat kan kalciumhydroxid transporte­ ras från okarbonatiserade delar av underlaget till ytan. Detta kräver dock vattenbelastning under så lång tid att närmast extrema förhållanden uppstår. Enligt Samuelsson hämmas i normalfallet dessutom denna trans­ port av den kalciumkarbonat som tidigare bildats i eller strax under ytan. Vid nyapplicering av färg spelar dock underlagets karbonatiseringsgrad ingen roll eftersom färgen i sig innehåller tillräckliga mängder kalciumhydroxid för att kalkutfällningar ska kunna uppstå. 6.4.5 Färgens härdningstid innan fuktbelastning Allvarligheten hos kalkutfällningarna ökar om pro­ verna tidigt utsätts för vattenbelastning och/eller hög luftfuktighet, se figur 6.5. Om färgen får härda några dagar under goda klimatbetingelser, dvs RF< 75% och ingen regn- eller kondensationsbelastning, minskar ut- fällningsrisken väsentligt. I extrema fall då under­ laget vattenmättas kan dock utfällningar inträffa efter mycket lång tid, jmf kapitel 6.4.4. 41 1 dygn 3 dygn 14 dygn7 dygn HÄRDNINGS-TID Figur 6.5 Färgens härdningstid innan fuktbelastning. u=2.0% KC-standard 6.4.6 Vattenbelastning Som nämnts i kapitel 6.4.5 har tidpunkten för vat­ tenbelastning en viss betydelse för bildandet av kalk- utfällning. Även bevattningssättet har dock betydelse, framför allt då det gäller vilken typ av utfällning som uppstår. Under alla omständigheter bildas kalcium- karbonat, i vissa fall häftar karbonatet fast vid ytan medan det i andra fall saknar vidhäftning mot ytan. Biandfenomen kan naturligtvis också uppträda. Ett tredje fall är när karbonatet bildas och fäster under ytan. Detta är normalfallet och det man bör sträva efter (det är alltså ingen skada). Beroende på vilket sått som vattnet tillförs provet och vilket klimat som proverna förvaras i fås olika typer av utfällning. De olika utfällningstyperna disku­ teras i kapitel 6.2.1. Mängden vatten som måste till­ föras provet för att skada ska uppstå beror till stor del på klimatet runt provet. Ju fuktigare klimat desto 42 mindre vattenmängd krävs. I extremfallet med luftfuk­ tigheter nära 100% behövs ingen extra vattenbelastning. Den styrande variabeln är hur länge provytan är fuktig, våttiden. Våttiden diskuteras i kapitel 6.4.10. 6.4.7. Temperatur Vid konstant ånghalt i luften ökar risken för kalk- utfällningar med sjunkande temperatur, beroende på en sänkning av uttorkningshastigheten. Tillfälliga sänk­ ningar av temperaturen (t ex nattetid) kan dessutom medföra kondensation på ytan. 6.4.8 Sol och vind Såväl sol som vind påverkar uttorkningshastigheten. Solsken höjer yttemperaturen och höjer därmed uttork­ ningshastigheten vilket minskar risken för kalkutfäll- ning. I gengäld ökar risken för kulörskiftningar genom att saltkristaller kan bli kvar på ytan. Vind (konvektion) mot ytan höjer också uttorknings­ hastigheten, med minskande kalkutfällningsrisk som följd. Risken för kulörskiftningar är dock ej lika markant som vid solsken. 6.4.9. uttorkningshastighet Uttorkningshastigheten är en viktig parameter för risken för kalkutfällning. Generellt gäller att ju lägre uttorkningshastighet ju större blir risken för skada, figur 6.6. Samtidigt ger hög uttorkningshastig­ het en ökande risk för kulörskiftning. Skulle ytan torka för fort förhindras även den normala karbonatise- ringen. Ytan kommer då att bli känslig för senare vat­ tenbelastning . 43 Uttorkningshastigheten beror på flera olika paramet­ rar: luftfuktighet, temperatur, solstrålning och luft­ hastighet. Storleken på dessa parametrar styrs direkt av omständigheterna vid den enskilda arbetsplatsen. UTTORKNINOS-HASTIOHET, g/m’sj Inverkan av uttorkningshastighet (TD-låda).Figur 6.6 omgivande RF=95 KC-standardu=7.2% 6.4.10 Våttid Den parameter, förutom bindemedelstyp, som är helt styrande för kalkutfällningsrisken är våttiden. Med våttid menas den tid som en yta är så pass fuktig att reaktionerna kan ske direkt på ytan. Våttiden beror direkt av uttorkningshastighet och tillgänglig vatten­ mängd. Låg uttorkningshastighet och/eller stor till­ gänglig vattenmängd ger stor risk för kalkutfällning. De gjorda försöken är helt entydiga på denna punkt. Med tanke på de bakomliggande mekanismerna, oavsett om kalciumhydroxid eller kalciumsilikathydrat är reak­ tionens grundmaterial, så krävs tillgång på vatten. Ju längre tid reaktionerna kan ske på ytan, ju större blir risken för att synlig kalciumkarbonat kan bildas. 44 7 SAMMANFATTNING/SLUTSATSER 7.1 Teoretisk sammanfattning Den slutliga mekanismen vid bildandet av synliga kalkutfällningar följer den av Samuelsson (1977) redo­ visade reaktionsformein: H2° Ca (OH) 2 + C02 ---> CaC03 + H2<0 där kalciumhydroxiden härstammar från antingen fri kalk eller kalciumsilikathydrat, även kallat tobermorit. Tobermorit (egentligen tobermorit-liknande strukturer) bildas vid cementets hydratiseringsprocess. Czernin (1969) redovisar följande reaktioner: 3CaO*2SiC>2*3H20 + 3CC>2-- > 3CaC03 + 2Si02 + 3H20 där kalciumsilikathydratet först sönderdelas enligt: 3Ca0*2Si02*3H20 <---> 3Ca(OH) + 2Si02 Så länge det finns vatten i vätskefas i färgytan kommer detta vatten att mättas på kalciumhydroxid. Ingår cement i färgens bindemedel ökar risken för kalk- utfällning väsentligt. Detta beror på närvaron av tobermorit. Tobermorit-kristallerna är mycket små och har en skiktad struktur vilket gör att de kan "hålla kvar" vatten i ytskiktet. Det kan således förekomma stora fuktbelastningar på ytskiktet utan att RF-nivån behöver vara så hög som 95-100%. Försök har visat att risken för kalkutfällning ökar om "gammal" färg, dvs färg som fått stå orörd viss tid mellan blandning och applicering, har använts. Orsaken är att hydratiseringsprocessen kommit igång och därmed skapat en ökad halt tobermorit i färgen. 45 Enligt Czernin åtföljs omvandlingen av kalciumsili- kathydrat till kalciumkarbonat av en viss krympning. Denna krympning har observerats på kalkcementfärg som ett mikroskopiskt krackeleringsmönster. Vid klimat med RF<75-80% har inte tobermoritens fukthållande effekt någon betydelse. Uttorkningsfronten hamnar istället strax under ytan där normal karbonatl- sering kan ske. Även om färgskiktet på en yta får karbonatisera normalt kan kalkutfällningar utvecklas om ytan utsätts för långvarig vattenbelastning. Underlaget kan då vattenmättas varvid kalciumhydroxid från djupare liggande delar transporteras till ytan och bildar kalciumkarbonat. Eftersom kalciumhydroxiden i detta fall härstammar från okarbonatiserade delar av underlaget, bör även prover målade med kalkfärg kunna utveckla kalkutfäll­ ningar. Försök med extremt långa vattenbelastningstider på kalkfärg har inte genomförts i denna undersökning. Från praktiken finns det dock exempel på kalkmålade ytor som bildat kalkutfällningar. Det finns även exem­ pel på fasader målade med organiska ytskikt som utveck­ lat kalkutfällningar. Det har i dessa fall troligen rört sig om mycket kraftig vattenbelastning under lång tid. 46 7.2 Hur undvika kalkutfällning Hur kalkutfällningar ska kunna undvikas är ett svårt problem. Det går aldrig att garantera att kalkutfäll­ ning inte uppstår. Man kan däremot försöka att minimera riskerna i möjligaste mån. Några tänkbara möjligheter finns. - ersätt cementdelen med annat bindemedel - ersätt vitcement med gråcement - undvik direkt vattenbelastning under härdningstiden - undvik att måla på fuktigt underlag - undvik extremt klimat under applicering och härdning - undvik kondens under härdningstiden Den första möjligheten kan vara svår att genomföra. Cement behövs ofta i färgen för att ge tillräcklig hållfasthet och beständighet. Vitcement kan bara i vissa fall ersättas med gråcement vid ljusa färgnyan­ ser. Mättade nyanser bör dock gå att framställa med gråcement. Kalkutfällningsproblemet är dessutom störst på mörka, mättade nyanser. De fyra sista punkterna är direkt kopplade till arbetsplatsen. Direkt vattenbelastning under härdnings­ tiden kan lätt undvikas genom att se till att vatten- avledningen (hängrännor, stuprör, krönavtäckningar) är monterad och fungerande. En ordentlig skyddstäckning på hela fasaden krävs även. Dessa skyddsåtgärder bör bibe­ hållas i minst 4 dagar efter appliceringen. Om vatten- avledningen och skyddstäckning ordnas en tid före mål­ ningen kan även underlagets fuktighet hållas under kontroll. Klimatet vid målningstillfället är viktigt. Extremt hög eller låg luftfuktighet respektive temperatur måste undvikas. Som riktvärden kan RF=50-75% och T=10-25°C användas. Även direkt solstrålning på fasaden bör und­ vikas . Ytan får ej bli blöt under härdningperioden. Kondens får absolut ej förekomma. 47 7.3 Praktiska råd. Några enkla och ibland självklara åtgärder kan min­ ska risken för kalkutfällning väsentligt. Monterade hängrännor och stuprör samt ordentlig skyddstäckning med god ventilation är ett måste. Likaså skall färgen ej appliceras vid risk för regn, dimma eller låg temperatur. Samtidigt måste fuktighetsnivån i såväl underlag som färg hållas på en nivå som inte äventyrar den normala karbonatiseringsprocessen. Figur 7.1 kan vara till god hjälp för att bestämma när målning kan ske respektive vattning bör göras. Ob­ servera dock att all vattning måste ske mycket försik­ tigt. Förklaring till fiaur 7.1 Genom att mäta 3 parametrar; Temperatur i luft, Relativ fuktighet i luft och Fuktkvot i underlag, kan en riskbedömning göras. I figuren är ett exempel inritat med ingångsvärden enligt följande; T=17°C, RF=70%, u=6.5%. Slutresultatet visar att det är lämpligt att måla. Risken för kalkut­ fällning är liten. Notera dock att detta diagram baserar sig på KC-färg och vindstilla (vilket är det sämsta möjliga fallet). Dessutom får ej någon extra vattenbelastning inträffa. 48 as co [> CD in co (M OCO lOn&rs i99ö BILAGA 3 53 OLLE PETERSON Utfällninq av kalciumkarbonat på betong LTH 1988-09-07 1• Kalciumhydroxid i betongvatten Under betongens hårdnande är majoriteten av kalciumjonerna i betongvattnet bundna till hyd- roxidjoner. Om cementet har normal alkalihalt kan rent av hydroxidhalten i vattnet vara så hög att att kalciumhydroxidens löslighet är märkbart be­ gränsad. I rent vatten är lösligheten hos kalciumhydrox- id 0,02 mol per liter, dvs 0,02 x 74 = 1,48 gram per liter. Det svarar mot en löslighetsprodukt av (Ca2+) x (OH-)2 = 0,02 x 0.042 = = 32 x 10 ^ moi2 liter 3 Kalciumhydroxid är således ganska löslig i rent vatten. Lösningens pH-värde borde vara ungefär 12,6. I betong finns alkaliföreningar som kan bidra med hydroxidjoner. I huvudsak kan man säga att varje gång hydroxidkoncentrationen fördubblas, minskas kalciumj onkoncentrationen med faktorn 4. Koldioxid i vatten på betona Om en nyligen avformad betongyta utsättes för vatten i form av regn eller dagg får man räkna med att vattnet dels kommer att uppta kalciumhydroxid från den nyhårdnade betongen, dels kommer att uppta koldioxid från den omgi­ vande luften. I vilken form koldioxiden kommer att förekomma i vattnet beror på vattnets halt av vätejoner och hydroxidjoner. Är pH-värdet lägre än 6,37 kommer koldioxiden att forekomma som löst gas och som kolsyra. 54 Vid pH-värden mellan 6,37 och 10,25 föreligger kolsyran som hydrokarbonatjoner (också kallade bikarbonatjoner) . I båda fallen kan vattnet få innehålla kalcium­ joner utan att några fasta föreningar behöver falla ut. Överstiger pH-värdet 10,25 föreligger större delen av koldioxiden som karbonatjoner, och nu blir det aktuellt att kalciumjoner kan bilda ett fast kalciumkarbonat med dessa karbonat- joner. Löslighetsprodukten