Každý z konstrukčních prvků stavby, který je proveden z cihelného zdiva, vykazuje z hlediska statiky různé poruchy v závislosti na jeho umístění v nosném systému stavby. Z tohoto hlediska je možno rozdělit cihelné konstrukce na následující typy:
- základové pasy a patky
- opěrné a zárubní zdi
- nosné a nenosné stěny
- cihelné klenby a ploché cihelné stropní konstrukce
Z hlediska materiálu je zásadním parametrem ovlivňujícím možnost vzniku poruchy kvalita cihel. Zde je hlavním kritériem to, zda se jedná o cihly pálené nebo nepálené. Nepálené cihly, používané hojně v lidové architektuře, mají oproti páleným cihlám výrazně nižší pevnost v tlaku (3–5 MPa), která se při vzrůstající vlhkosti zdiva ještě výrazně snižuje. Pálené cihly lze nalézt u významnějších šlechtických a měšťanských staveb, staveb sakrálních a u opěrných stěn. Pevnost pálených cihel zpravidla začíná okolo hodnoty 10 MPa, ostře pálené cihly mají pevnost až 40 MPa. Vzrůstající vlhkost cihelného střepu pevnost zdiva tolik neovlivňuje, zásadnější vliv na výslednou pevnost zdiva má kvalita použité zdicí malty.
Poruchy cihelných základových konstrukcí
Nejvýraznějším činitelem způsobujícím poruchy základového zdiva je pronikající vlhkost (obr. 1). Jedná se buď o vzlínající zemní vlhkost (1), v horším případě o proudící zasakující srážkovou vodu (2). Dalším zdrojem může být i zasakování odstřikující srážkové vody v úrovni povrchu terénu (3). Cihelné základy historických budov nejsou zpravidla proti vlhkosti nijak izolovány a pokud ano, jsou případné izolace dožilé nebo mohly být druhotnými zásahy v průběhu existence stavby porušeny.
Co se dále děje s vlhkým zdivem? Pronikající voda vyplavuje vodorozpustné složky malty i kusového staviva. Malta pak po ztrátě pojiva (zpravidla vápna) ztrácí pevnost a soudržnost a dochází k jejímu postupnému rozpadu na nezpevněné kamenivo (písek), které je z ložných a styčných spár zdiva dál postupně vyplavováno. Vlhké prostředí zpravidla urychluje i průběh chemických reakcí ve stavivu i v maltě. Vlhké zdivo je daleko náchylnější k narušování mrazem a stává se také živnou půdou pro růst náletové zeleně, mechu, řas a plísní, které narušují povrchovou vrstvu zdiva.
Protože je cihelné zdivo porézní, umožňuje kapilární vzlínání vody z podzákladí. Vzlínající zemní vlhkost transportuje do základového zdiva vodorozpustné soli, které v nadzákladové části migrují k povrchu zdiva, kde při vysychání krystalizují a vytvářejí výkvěty na omítkách. Krystalizační tlaky solí v pórech následně rozrušují povrchovou omítku, cihly či maltu.
U neudržovaných objektů často dochází k zakořenění náletových dřevin (4). Prorůstající kořeny v ložných a styčných spárách nabývají na objemu a jako klíny zdivo postupně trhají a narušují jeho soudržnost.
U mělkých základů, s úrovní základové spáry nad nezámrznou hloubkou, dochází v zimním období i k promrzání zeminy v podzákladí (5). To může u méně zatížených základů způsobit jejich nadzdvižení.
V důsledku působení výše uvedených činitelů pak může dojít ke snížení pevnosti zdiva v tlaku a jeho porušení při překročení jeho pevnosti od zatížení nadzákladovými konstrukcemi (6). Poruchy základů se většinou projeví formou trhlin propisujích se do nadzákladových konstrukcí.
Poruchy cihelných opěrných, zárubních a ohradních zdí
Další typickou konstrukcí historických cihelných staveb jsou ohradní, zárubní a opěrné a fortifikační zdi. Hlavním zdrojem poruch zdiva těchto konstrukcí jsou klimatická zatížení a jejich vzájemné kombinace. Jsou to srážková voda (déšť, sníh), změny teplot (oslunění, promrzání, teplotní dilatace) a vítr (tlak a sání větru) (obr. 2).
Z nich nejvýraznějším zdrojem poruch je srážková voda. Nejvíce namáhanou partií je koruna stěny (1), kde je zdivo střídavě suché a mokré, je vyluhováno pojivo z malty ve spárách krycí vrstvy koruny, dochází k rozpadu materiálu vlivem promrzání vlhkého zdiva, ke vzniku a rozvoji trhlin v koruně vlivem teplotních změn (výrazné teplotní dilatace). V oblasti pod korunou zdiva dochází k lokální koncentraci vlhkosti v místech odkapu vody z koruny zdi (2). K poruchám zdiva v úrovni terénu za rubem zdi dochází z důvodu nefunkčního odvodnění terénu za opěrnou zdí, kdy je srážková voda často ke stěně přiváděna spádováním terénu nad opěrnou zdí (3). Nechráněná či z pohledu izolace narušená rubová strana zdi je namáhána srážkovou vlhkostí zasakující do zdiva i z úrovně pod terénem za rubem zdi (4). Další oblastí výrazně namáhanou srážkovou vodou je ukloněná lícová plocha (5). Oblast nad patou zdi je často smáčena odstřikující vodou (6) a kapilárním vzlínáním (7), v přímé vazbě na nasákavost cihel a malty. Účinky pronikající vody na zdivo jsou obdobné jako u výše popsaného základového zdiva.
Dalším činitelem narušujícím strukturu zdiva jsou teplotní a vlhkostní dilatace. Stěny jsou vzhledem ke své venkovní expozici vystaveny výrazným teplotním rozdílům, u povrchových vrstev to může být až 50 °C. Tyto objemové změny se cyklicky opakují a po vyčerpání pevnosti materiálu dochází ke vzniku a následnému rozvoji trhlin. Tato místa se pak stávají další bránou pro pronikání vlhkosti a proces degradace zdiva se zrychluje.
Obdobně jako u základů může být zdivo narušováno kořenovým systémem náletové zeleně (8). V případech, kdy byl za rubem osazen drenážní systém odvádějící zasáklou srážkovou vodu, mohlo dojít k jeho zanesení (9). V případě nedostatečně odvodněné rubové strany může dojít ke zvýšení zemního tlaku (10) a statickému narušení zdiva (posun, vyklonění). K tomu může dojít i přitížením terénu za rubem stěny (11) nebo mělkým založením stěny (12).
Sdílet / hodnotit tento článek