Sanace kamenného zdiva Povážského hradu

8. listopadu 2013

Partneři sekce:

Práce na obnově Povážského hradu začaly technickými průzkumy poruch, zkouškami a diagnostikou použitých materiálů, výpočtovými analýzami, posudky a následně návrhy řešení sanačních oprav. V současnosti už probíhá stavební realizace statické sanace, kterou se postupně konsolidují torza zdiv hradní ruiny.

Při obnově Povážského hradu bylo použito několik způsobů sanace kamenného zdiva. Jejich výběr závisel většinou na míře porušení zachovaných torz zděných konstrukcí, ale také na úrovni poznání materiálové skladby a detailů původní architektury. Při zásazích do původního zdiva, ať už při opravě nebo při doplňování nového objemu zdiva, je třeba vždy zohledňovat pokyny metodika krajského památkového úřadu a závěry vykonaných výzkumů, jimž se musí přizpůsobit i předem schválený záměr obnovy národní kulturní památky.

Spárování kamenného zdiva
Nejelementárnějším sanačním zásahem na porušeném kamenném zdivu je spárování, ačkoliv mnohdy nejde z technického hlediska o jednoduchou sanaci. Podle hloubky eroze malty ve spárách zdiva se v zásadě rozlišují povrchové a hloubkové spárování. Při spárování se doplňuje jen chybějící malta ve styčných a ložných spárách zdiva, pokud ještě nenastala změna polohy kamenů ve zdivu (posuny nebo vyklonění). Jestli se už poloha změnila, musí se přistoupit k přezdění zdiva a k opravě polohy kamenů [1].

Uvažuje se o povrchovém spárování do hloubky přibližně 10 cm (výjimečně 12 až 15 cm), aby se mohlo realizovat běžnými zednickými nástroji. Použitá malta musí mít takovou konzistenci, aby po vyspárování zdiva samovolně nevytékala ze spár. Spárovací malta je zahloubená přibližně 2 až 3 cm pod povrch líce zdiva, aby vynikla jeho původní textura. V případě aplikace malty s rozdílnou barvou, respektive strukturou plniva, se přistupuje k takzvané patinaci povrchu čerstvé malty drobnou sutinou (obsypáním, vtlačením a přilepením).

Hloubkové spárování (do hloubky několika desítek cm) se vykonává pomocí beztlakových injektážních (ručních) nástrojů nebo speciálních tlakových přístrojů. Používá se vysoce plastická (kašovitá až tekutá) injektážní malta, respektive lepicí tmely – podle zjištěné mezerovitosti zdiva. Tlaková injektáž se realizuje jen výjimečně, v nevyhnutelných případech. Spárování kleneb je technicky velmi náročné, pokud jde o staticky porušené zděné klenby. Vhodným postupem se jeví nejprve spárování zdola (přibližně do 1/3 tloušťky kamenného zdiva) a následně spárování shora (též do 1/3 tloušťky) – po odstranění sutiny z klenby.

Vstupní bašta – začátek dozdění vnějšího pláště zdiva ve spodní části (na pravé straně bašty)

Vstupní bašta – pokračování dozdění vnějšího pláště zdiva v horní části (na pravé straně bašty)

Přezdění a dozdění
Když při erozním porušení nastane změna polohy kamenů ve zdivu (posuny nebo vyklonění kamenů), musí se většinou zdivo už přezdít. Předtím je však nutné rozrušené části opatrně rozebrat (s označením polohy a orientace kamenů) až na soudržné zdivo a potom vyzdít rozebraný objem původního zdiva nanovo. Takovýto případ se většinou vyskytuje na nechráněných korunách hradeb a stěn budov, kterým dlouhodobě chybějí střechy a jsou přímo vystaveny erozi. Při přezdění je třeba dbát na zachování nejen původního tvaru a objemu zdiva, ale také na napodobení původní textury zdiva (vazba zdiva, střídání kamenů, šířky spár mezi kameny aj.). Na dozdění se vztahují táž pravidla, ale v tomto případě jde o dozdění částí zdiva, které zaniklo už dávněji. Tyto konstrukce se doplňují tehdy, když je výzkumem známá původní architektura (i s detaily) a je účelné rekonstruovat ucelené části objektů. Častým příkladem jsou chybějící nadpraží otvorů – obloukové záklenky, které se pro dodržení geometrické přesnosti zdí do podpěrného dřevěnéhio bednění.

Vstupní bašta – předposlední zdicí krok před ukončením dozdění vnějšího pláště zdiva

Vstupní bašta – poslední zdicí krok před ukončením dozdění

Plombování kaveren kamenného zdiva
Častou poruchou zděných konstrukcí, kterou je třeba sanovat, jsou hloubkové kaverny (chybějící zdivo až do hloubky jádra stěny) a velkoplošné povrchové kaverny (plášťové odtrhnutí zdiva). Dále se vyskytují chybějící (vypadlá) nároží stěn a hradeb. Společným problémem sanace těchto poruch je aktivace doplněného (dozděného) zdiva. Po zaplombování kaverny chybí v novém zdivu dostatečně velké svislé tlakové napětí. Smršťování malty situaci ještě zhoršuje. Tento problém se dá vyřešit vyplněním poslední vodorovné ložné spáry (ve styku s původním zdivem) expanzní maltou s omezeným rozpínavým účinkem během tuhnutí. Po zatvrdnutí této malty se v doplněné části průřezu vyvolá dostatečné svislé tlakové předpětí, čímž se aktivuje nové zdivo. Podobným způsobem lze aktivovat i doplněné zdivo podchycených základů. Uvedenou aplikací expanzní malty je možné úspěšně sanovat i porušené zděné klenby, což je však náročnější metoda, která vyžaduje vypracování podrobného postupu. Expanzní maltou se nesmějí vyplňovat svislé tahové trhliny ve zděných stěnách a hradbách [1]. Plombováním kaveren se dá efektivně sanovat zdivo porušené výpadky za předpokladu dodržení i dalších zásad. V každém případě se musí dodržet správná vazba kamenů ve zdivu, a to nejen v podélném směru, ale i v tloušťce zdiva. Když je to staticky nevyhnutelné, mohou se použít i ocelové spony jako tahové svorníky ve zdivu. Také je nutné vyhnout se šikmým styčným spárám, protože způsobují nepřípustná smyková napětí.

Vstupní bašta – ukončené dozdění vnějšího pláště zdiva nad patou obvodové stěny

Severní ochranná věž – dveřní otvor erozí zvětšený o vypadlé zdivo nadpraží věže před obnovou

Použitá malta
Na zdění bylo navrženo použít vápennou maltu, k jejíž výrobě se použije hydraulické vápno (z důvodu vyšší erozní odolnosti, čili trvanlivosti – životnosti). Nejvhodnějším plnivem do zdicí malty je hrubozrnný písek s opracovanými (oblými) zrny. Reálně se používá písek z proseté sutiny zvětralého zdiva, který se doplňuje chybějící frakcí písku, respektive i drobného štěrku. Někdy nepostačuje prosetí, ale maltovou sutinu je třeba proplavovat, aby neobsahovala hlínu a prach, které jsou v maltě jednoznačně nežádoucí. Přednost má kopaný – říční písek (štěrk), protože drcený je pro dané účely nevhodný (pro tvarový index a ostrohrannost zrn). Při konzervaci a částečné obnově hradních zřícenin se používají téměř výlučně jen původní kameny očištěné od sutiny. Někdy (respektive výjimečně) je třeba kameny trochu opracovat a přizpůsobit technologii zdění obnovované konstrukce. K aktivaci doplněného zdiva – do posledních ložných spár – se používá rozpínavá malta. Tato malta je charakteristická tím, že během tuhnutí mírně zvětšuje svůj objem, čímž vzniká tlakové pnutí při omezeném prostoru (při malé tloušťce ložné spáry). Nejčastěji jde o hotovou zálivkovou maltu s expanzním účinkem (nebo zaměnitelné alternativy). Důležité je, aby expanzní účinek malty byl garantován jen během procesu jejího tuhnutí. V žádném případě se pro tento účel nesmí použít malta, která se smršťuje. Také se nesmějí použít malty, které expandují i během tvrdnutí. Při použití rozpínavé malty je bezpodmínečně nutné dodržet technologický postup předepsaný výrobcem, čímž se zabezpečí její správná a bezporuchová aplikace.

Severní ochranná věž – zdicí krok nad obloukem nadpraží dveří, s vynecháním otvorů pro stropní trámy

Severní ochranná věž – ukončené dozdění záklenku obloukového nadpraží dveřního otvoru a obvodové stěny

Správné technologie
Správné použití tradičních technologií (nejen materiálů na zdění stěn z kamene, ale i stavby lešení) ve spojení s novými postupy a materiály (expanzní malta) je zárukou dosažení kvalitních výsledků při realizaci obnovy památek.

Použité metody: