Kalkgebonden mortels zijn kwetsbaar voor schade door zoutkristallisatie, maar daar is iets aan te doen. Kristallisatiemodificatoren die in de mortel worden gemengd, kunnen voorkomen dat ze kapot gaan, ontdekte promovendus Sanne Granneman. 

Zoutkristallisatie is een typisch probleem in poreuze bouwmaterialen en vormt een bedreiging voor ons gebouwd erfgoed. Vooral kalkgebonden mortels zijn kwetsbaar door hun lage mechanische sterkte. Zout komt veelal met vocht in de constructie terecht. Bij het opdrogen kristalliseert het, waardoor de mortels schade oplopen. “Als er modificatoren aanwezig zijn in mortel, kunnen ze direct op indringende zouten reageren,” vertelt Granneman. “Dat voorkomt schade.”

Haar onderzoek richtte zich op twee modificatoren: het antiklontermiddel natriumferrocyanide en het ontsmettingsmiddel borax. Natriumferrocyanide kan ervoor zorgen dat natriumchloride – keukenzout - langer in oplossing blijft en naar het verdampingsoppervlak wordt getransporteerd. Borax – natriumtetraboraat – zorgt ervoor dat er meer zout kristalliseert aan het oppervlakte in plaats van in het materiaal. Deze modificator is effectief tegen schade door natriumsulfaat – glauberzout. Beide modificatoren zorgen bovendien voor een verandering van de uiteindelijke vorm van de zoutkristallen.

Granneman testte haar hypothese met proeven in het laboratorium.  Ze mengde de modificatoren in mortels en onderwierp ze na uitharding aan een versnelde zoutschadetest. Via capillaire werking werd zoutoplossing in het poreuze materiaal opgezogen. Op die manier simuleerde ze een veelvoorkomende praktijksituatie, waarbij zouten met optrekkend vocht in mortels terechtkomen. De oplossings- en her-kristallisatiecycli werden vervolgens nagebootst in een klimaatkast.
De proeven resulteerden in een opmerkelijk succes. Terwijl de reguliere mengsels flink materiaalverlies opliepen door het kristalliserende zout, kregen de mortels met modificatoren nauwelijks te maken met schade.
Ferrocyanide blijkt te zorgen voor zeer snelle ‘uitbloei’ van zout: kristallisatie vindt plaats op het morteloppervlak en niet erin. Het zorgt dus wel vooral verandering van het aanzien, maar niet voor structurele schade. Het zout laat zich eenvoudig van het oppervlak borstelen.

De monsters die verontreinigd waren met natriumsulfaat hadden alle enige schade aan het oppervlak. Maar bij het monster met modificator was die beduidend minder. Nog een opsteker was dat het inmengen van modificatoren geen enkel negatief effect had op de morteleigenschappen. Conclusie: de ‘self-healing’ methode is prima geschikt voor het verminderen van zoutkristallisatieschade in kalkgebonden mortels. Voordat er mortels met ferrocyanide of borax in de winkel liggen, zijn nadere praktijkproeven en onderzoek nodig. Granneman wil onder meer bekijken wat het effect is in cementgebonden mortels. Ze wil ook weten hoe snel modificatoren uitlogen. Gaat dat heel snel, dan is er misschien een middel nodig om ze in te kapselen.

Gepubliceerd: maart 2019