Hanna Jabłczyńska- Jędrzejowska
„Dawne zaprawy budowlane”, KAU, T. III, 1958, z. 1, s. 85-94.
Badania nad dawnymi zaprawami budowlanymi prowadzili od lat 50-tych H. Jabłczyńska- Jędrzejowska i Z. Tomaszewski; typy technologiczne wyodrębniono na podstawie próbek zapraw z różnych obiektów i dzielnic Polski z okresu od X do XIX w. Jako podstawę w badaniach wykorzystano współczesne zaprawy budowlane:
I.- Materiały wiążące:
a.).-wapno: jego podstawowym składnikiem jest wodorotlenek wapnia; w połączeniu z dwutlenkiem węgla daje on węglan wapnia (karbonizacja), który trwale wiąże masę zaprawy. Niezbędne są tu 2 czynniki: niewielkie ilości wilgoci i dwutlenek węgla, którego stałym źródłem jest powietrze; stąd wapno nazywane jest zaprawą powietrzną.
b.).-cement: składa się ze związków tlenków glinu, krzemu i wapnia znajdujących się w suchym proszku cementowym. Po dodaniu wody, tworzą się uwodnione gliniany i krzemiany wapnia trwale wiążące masę. W twardnieniu cementu zasadniczą rolę odgrywa woda- nazywany jest on więc zaprawą hydrauliczną (wodną). Zaprawy cementowe mają większą wytrzymałość mechaniczna niż zaprawa wapienna.
c.).-zaprawy powietrzno-hydrauliczne: jest to tzw. wapno hydrauliczne zawierające poza wapnem, także tlenki glinu i krzemu. W procesie twardnienia niezbędne są także dwutlenek węgla i woda. Zaprawy tego typu są bardziej wytrzymałe od zaprawy wapiennej, ale mniej niż cement. Dawne zaprawy budowlane należą niemal wyłącznie do typu wapienno- hydraulicznego (!!!).
II.-Materiały wypełniające (wypełniacze):
- najbardziej powszechny jest piasek, który zwiększa wytrzymałość zaprawy i zapobiega spękaniom. Ponadto jako wypełniacze służą grysy i mączki kamienne, glina, mielone żużle wielkopiecowe, a w dawnych zaprawach także- cegła tłuczona, wapienie, marmury. Niektóre z wypełniaczy mają jedynie działanie mechaniczne, a pozostałe- własności hydrauliczne (na ogół słabe).
Metody badań dawnych zapraw opierały się na pomiarach własności fizycznych oraz ustalaniu składu chemicznego; często jednak- zwłaszcza te ostatnie czynności- nie dawały jasnych wyników. Nowsze metody pozwalają na podzielenie etapu badawczego na 2 etapy:
klasyfikacja ogólna.
analiza składu wybranych zapraw.
Klasyfikacja ogólna oparta jest na określaniu zewnętrznych cech zapraw (barwa, ziarnistość) ziarnistość na ustalaniu na drodze chemicznej ilości wapna i wypełniaczy. Aby określić zaprawę hydrauliczną należy zwrócić uwagę na wapno, piasek i dodatki hydrauliczne. Otrzymuje się tu 3 wartości liczbowe: 1-sza określa w procentach zawartość piasku w zaprawie, 2-ga: ilość węglanu wapnia, a 3-cia: udział dodatków hydraulicznych> jest to tzw. wskaźnik hydrauliczny. Badano tu także rodzaj użytego do zaprawy dodatku hydraulicznego na podstawie cech zewnętrznych zaprawy i osadów pozostałych po rozpuszczeniu zaprawy w kwasie solnym.
Próbki zaprawy (w postaci kawałków) pobierane były z wnętrza murów> eliminacja wpływów destrukcyjnych, zanieczyszczeń i ewentualnych późniejszych uzupełnień. Wielkość próbki dla 1 oznaczenia wynosiła ok. 0,5-1 cm³ (0,4-0,6 g); dla przeprowadzenia cyklu badań konieczna była próbka o łącznej objętości nie mniejszej niż 5 cm³. Próbki klasyfikowano ze względu na wygląd zewnętrzny: barwa, ziarnistość, szorstkość. Przed badaniem próbki i piasek suszone były w temperaturze pokojowej w otwartych naczyniach przez kilka dni, a następnie wykonywano oznaczenia zawartości procentowej węglanu wapnia i piasku seriami po 20 tygielków w 1 serii). Wielkość wskaźnika hydraulicznego otrzymywano poprzez zsumowanie w/w wielkości i odjęcie otrzymanej liczby od 100.
Wstępna klasyfikacja zapraw na podstawie cech zewnętrznych pozwala stwierdzić, że:
>wśród barw najczęstsze były:
białe i żółtawe.
żółtawe i żółtawoszare.
różowawe, różowe i rożowoszare.
szare.
>barwa była uzależniona od ilości i rodzaju piasku, barwy wapna i barwników; niekiedy też była efektem czynników zewnętrznych.
>przełomy:
zupełnie skrystalizowane, zupełnie bez piasku, lekko przezroczyste, bardzo szorstkie, bardzo twarde.
Kredowane, gładkie, niezbyt twarde.
Ziarniste i bardzo ziarniste, dość i bardzo twarde.
Na podstawie wyżej opisanych metod badań wyróżniono następujące grupy zapraw charakterystycznych dla poszczególnych okresów:
budownictwo przedromańskie i romańskie: 2 rodzaje zapraw; 1- brak piasku, zawartość węglanów bardzo wysoka; 2- zawartość piasku jest stosunkowo niska, przy znacznej zawartości węglanów z dość dużym wskaźnikiem hydraulicznym.
b. romańskie i wczesnogotyckie: zawartość piasku wzrasta, a węglanów- maleje, ale wskaźnik hydrauliczny tylko nieznacznie się obniża.
b. gotyckie (XIV w.): zawartość piasku wzrasta powyżej 80%, zawartość wapna jeszcze się zmniejsza, a wskaźnik hydrauliczny bardzo wyraźnie spada.
b. renesansowe i barokowe (czasy nowożytne):zawartość piasku nieco się obniża, a wapna podwyższa, jednak wskaźnik hydrauliczny nadal pozostaje niski.
2