De opmerkelijke ontrafeling van schadelijk zout

De bouwkundige onderzocht diverse oude gebouwen in Zeeland. Tijdens de watersnoodramp in 1953 overspoelde het gebied met zout water. Toen het water verdampte, kristalliseerde het zout op en in de muren van de bebouwing. Resultaat: gehavende stenen en afgebrokkelde pleisterlagen.

Door een gebrek aan kennis van zoutschades leidden veel restauraties juist tot een verergering van de schade.

De Sint-Nicolaaskerk in Brouwershaven is daarvan een treffend voorbeeld. Tijdens de overstroming stond het zeewater daar tot tweeënhalve meter hoog. Toen de verzadigde muren later langzaam begonnen op te drogen, bleek de pleisterlaag volledig geruïneerd. De restauratie zou jaren gaan duren. Om verder verval te voorkomen, werd een soort teerlaag aangebracht met daaroverheen een nieuwe pleisterlaag. Lubelli: “Het idee daarbij was dat de waterdichte teerlaag de verdamping uit de muren zou stoppen. Het zout zou in de muren blijven zitten en de nieuwe pleisterlaag niet kunnen aantasten.”

Maar dat plan bleek niet te werken. Omdat het water niet door de teerlaag kon, steeg het verder omhoog door de muren, tot boven de teerlaag. Daar verdampte het en het achterblijvende zout veroorzaakte alsnog schade aan het hogere gedeelte van de pleisterlaag. Lubelli: “Na dertig jaar had de kerk daardoor juist extra schade opgelopen en bovendien een te hoog vochtgehalte.”

Voor restauraties is het volgens haar belangrijk om altijd uit te zoeken wat de oorzaak is van de zoutschade in die specifieke situatie. Het zout kan namelijk overal vandaan komen: uit de lucht, uit optrekkend grondwater, van opgespetterd zeewater, of het is zelfs oorspronkelijk al in het bouwmateriaal aanwezig. Lubelli: “Elke situatie heeft een andere meest geschikte oplossing. Je moet daarom weten hoe het water en zout worden getransporteerd in de constructie, en waar het zout kristalliseert.”

Onomkeerbaar

Lubelli onderzocht verschillende steensoorten en zoutschades in de praktijk en in het laboratorium om de geheimen rond het schademechanisme te ontrafelen. Ze kwam tot een aantal opmerkelijke nieuwe inzichten. “Normaal gesproken zet materiaal uit als de relatieve luchtvochtigheid toeneemt, maar wanneer er zout in het spel is, gebeurt juist het tegenovergestelde”, zegt Lubelli. “Bij een afname van de luchtvochtigheid, kristalliseert het zout en zet het materiaal juist uit. Dit proces is bovendien onomkeerbaar. Wanneer de luchtvochtigheid dus regelmatig schommelt, zal het materiaal steeds verder uitzetten en uiteindelijk uit elkaar vallen.”

Uit haar studie blijkt dat het meeste materiaal losraakt tijdens een hoge luchtvochtigheid. Omgevingsfactoren, die de luchtvochtigheid bepalen, blijken dus van wezenlijk belang bij het tegengaan van zoutschades.

Een ander misverstand is dat zout alleen schade veroorzaakt als het de microporiën van gesteente compleet opvult, zoals de bestaande theorieën zeggen. Lubelli ontdekte dat zout ook wanneer het alleen op het oppervlak van de poriewanden zit, schade kan veroorzaken. “Als het water verdampt, hecht het zout zich in de vorm van een laagje aan het materiaal. Wanneer het zout vervolgens kristalliseert, verandert de structuur. Het bouwmateriaal kan niet van vorm veranderen en daardoor ontstaat spanning tussen het materiaal en het zout. Dat leidt op den duur tot schade.”

Op basis van haar bevindingen ontwikkelde ze een test om te kunnen zien hoe gevoelig een materiaal is voor zout. Lubelli: “Met de test is het mogelijk om in enkele maanden het schadeproces van enkele jaren te simuleren in een laboratorium. De test kan helpen bij de juiste materiaalkeuze voor nieuwbouw en restauraties.”

Lubelli richtte haar promotieonderzoek specifiek op natriumchloride, standaard keukenzout, maar haar resultaten zijn breder toepasbaar. Ze promoveert vrijdag bij prof.ir. Rob van Hees (Bouwkunde) en prof.dr.ir. Klaas van Breugel (Civiele Techniek en Geowetenschappen).