Murstein og frost

I Norge er vi helt avhengige av å forsikre oss om at materialene vi bruker i byggets fasade tåler det fuktige og varierende klimaet vårt. Vi har kalde vintre, og både våren og høsten inneholder mange skift mellom pluss- og minusgrader. Det er kritisk at mursteinsfasaden er frostsikker.

Frostbestandighet er igjennom en internasjonal standard (NS EN 771-1) målt i tre kategorier i en CE-merking, F0, F1 og F2.

Kategoriene defineres slik:

  • F0 – Suitable for Passive exposure.
  • F1 – Suitable for Moderate exposure.
  • F2 – Suitable for Severe exposure.

Alle teglproduktene i Mur Direkte sin portefølje er frostsikre og klassifisert i kategori F2.

Leirens struktur

LeiremineralerDet er lettere å forstå hvordan frost påvirker teglstein når man er klar over hvordan strukturen til leiren ser ut. Leire består av partikler som er mindre enn 2 μm (mikrometer = 0,002 millimeter), og i et elektronmikroskop oppdager man at disse partiklene har form som plater, eller skiver - i motsetning til sand, der partiklene er runde.

Leire blir som regel til enten ved avsetning i havet eller ved kjemisk forvitring av stein og fjell. De mikroskopiske leirpartiklene vil fra naturens side stå i et slags "korthus", i en vilkårlig orden. Årsaken til denne korthus-strukturen er elektrostatiske bindinger forårsaket av salter.

Når man tilsetter vann kan leire gis ny form, og denne egenskapen kalles plastisk deformasjon. Ved plastisk deformasjon vil materialet beholde den nye formen den blir gitt, i motsetning til elastisk deformasjon der materialet, for eksempel gummi, går tilbake til sin opprinnelige form etter deformasjonen.

MursteinsformDen mikroskopiske korthus-strukturen beholdes gjennom deformasjon av leire, men om man tilfører for mye vann vil saltet bli bundet opp/nøytralisert og de elektrostatiske bindingene vil slippe taket. Korthuset vil kollapse og platene vil legge seg parallelt. Det vil da kunne kalles kvikkleire.

Ved tørking fordamper vannet fra leiren, og tørre leiremineraler står i det nevnte "korthuset", låst av friksjon. Leiren vil gjennom tørkingen holde på formen, men krymper noe. Murstein tørkes derfor gjerne på papir, slik at leiren ikke henger fast i underlaget. 

Tørket leire er fast, men tåler ikke spesielt stor påkjenning. Ved brenning gjennomgår leiren en kjemisk reaksjon som forandrer den til et keramisk produkt: teglstein. En ferdig teglstein fra Petersen Tegl har en trykkfasthet på mellom 10 og 15 N/mm2. Kolumba-serien ligger forøvrig på mellom 25 og 50 N/mm2, mens marktegl gjerne ligger enda høyere. Les mer om marktegl her.

Frostskade i murstein kan ha flere årsaker, men hovedårsakene er uren/uegnet leire, feil i blandemetode eller for kort brenning/for lav temperatur. 

Frostskader

Nedenfor er et bilde av frostskadet murstein. Steinen til venstre er produsert for 100 år siden ved bruk av en sneglepresse, en produksjonsmetode som kan gi en lagdelt, spiralstruktur i leiren. Frost vil da kunne slå sprekker langs disse lagene. Når sneglepressen fungerer korrekt fremstiller den frostsikre murstein. Mursteinen til høyre er en gitterstein, der frost har slått av lag etter lag i kantene.

Nedenfor er et bilde av murstein fra Petersen Tegl. Når leiren eltes, formes og presses vilkårlig, lik som da man blandet for hånd i gamledager, oppstår det en tilfeldig struktur og det mikroskopiske "korthuset" holder stand. Det oppstår ingen ekstra sårbare områder der frost kan slå sprekker. Dessuten skapes det luftporer og små kanaler i leiren, som gir frost mulighet til å utvide seg i steinene uten å gjøre skade. 

Til høyre er en murstein fra Nørholm Vandmølle, som har stått fri for frostskader gjennom mer enn 200 år. De to stenene øverst er knekt i to, og de to nederste er skåret.