Utveckling av fuktransportegenskaper i cementbruk under miljö med marint saltspray

Varför havsluften kan skada gamla byggnader

Många av världens historiska städer ligger vid havet, där salt luft konstant blöter sten, tegel och puts. Under år och decennier kan denna osynliga spray tyst förändra de små porerna i byggnadsmaterialen och ändra hur de tar upp, lagrar och avger fukt. Denna studie undersöker noggrant ett vanligt material – cementbruk – för att ta reda på hur salt från marint spray förändrar hur vattenånga rör sig genom det och vad det betyder för kustnära kulturbyggnaders långsiktiga tillstånd.

Salt i luften, salt i väggarna

I kustzoner driver vågor och vind upp en fin dimma fylld med löst salt, främst vanligt koksalt. När denna spray landar på väggar och torkar lämnas saltkristaller kvar. Med tiden förflyttar upprepad blötning och torkning dessa kristaller djupare in i materialets porer. Cementbruk, som ofta används som puts och reparationsmaterial på gamla byggnader, antogs länge vara tillräckligt robust för detta. Men bevarandepraxis har visat att salt ändå kan täppa igen porer, förändra hur vatten rör sig och i slutändan bidra till sprickbildning och ytlig nedbrytning. Författarna ville mäta dessa effekter i kontrollerade former som efterliknar verklig marin exponering.

Accelerera en långsam naturlig process

För att efterlikna år av sjöutsatt väder i laboratoriet placerade forskarna brukprover i en kammare som sprutade dem med en salt dimma framställd av en 5% saltlösning, som sedan torkades, och upprepade denna cykel upp till 35 gånger. Efter utvalda antal cykler konditionerade de proverna noggrant och mätte hur lätt vattenånga kunde passera genom varje prov under två olika förhållanden: ett torrt test med mycket torrare luft på ena sidan och ett fuktigt test med mycket fuktig luft på ena sidan. Samtidigt undersökte de den interna poresstrukturen med kvicksilverinträngning, som visar porstorlek och volym, och svepelektronmikroskopi, som avbildar saltkristaller som växer i och på bruket.

Två motsatta beteenden i torr och fuktig luft

Resultaten visade en påtaglig dubbelnatur. Under torra förhållanden släppte saltförtätat bruk igenom mindre ånga: vattenångpermeabiliteten sjönk stadigt ju fler saltspraycykler som applicerades. Mikroskopi förklarade varför. Saltkristaller bildades främst i medelstora porer nära ytan och minskade den totala porevolymen i en viktig storlekskategori med upp till omkring 40%. I praktiken fungerade dessa kristaller som små proppar, vilket tvingade vattenångan att ta mer slingrande vägar eller helt hindras. Under fuktiga förhållanden vände sig dock bilden. När omgivande luft blev tillräckligt fuktig absorberade samma saltkristaller vatten och förvandlades till tunna filmer av saltlösning som kopplade samman intilliggande porer. Dessa vätskeförbindelser underlättade faktiskt fukttransport, så den uppmätta ångpermeabiliteten ökade avsevärt med ökande saltinnehåll.

En enkel regel för att förutsäga fuktflöde

För att göra dessa observationer användbara för formgivare och konservatorer byggde teamet en matematisk modell som kopplar hur lätt ånga rör sig genom bruk till två huvudingredienser: hur mycket salt som har ackumulerats och hur fuktig luften är. Eftersom materialet beter sig annorlunda under respektive över den fuktighet där salt börjar lösa sig, använder modellen två separata ekvationer, en för ”kristall”tillståndet och en för ”saltlösning”tillståndet. Med endast basegenskaperna för ett rent material och en uppskattning av saltinnehållet kan modellen justera standarddata för att förutsäga hur verkliga, saltskadade väggar kommer att reagera under olika klimatförhållanden, utan att behöva upprepa hela uppsättningen komplexa mätningar varje gång.

Vad detta innebär för kustnära kulturarv

För en icke-specialist är huvudbudskapet att salt i havsluften gör mycket mer än att lämna vita fläckar på väggar. Det omformar det mikroskopiska rörsystemet i byggnadsmaterial. När luften är torr blockerar de ackumulerade kristallerna porerna och sänker uttransporten av fukt, vilket kan få fukt att fastna djupare i väggen. När luften är fuktig kan samma kristaller flyta upp och skapa snabba kanaler för fukt att röra sig längs. Denna studie ger en tydligare bild av denna dolda växelverkan och erbjuder verktyg för att förutsäga hur historiska väggar kommer att bete sig när klimatet förändras. Sådan insikt kan hjälpa konservatorer att utforma bättre reparationer, välja kompatibla material och planera ventilation och isoleringsstrategier som håller värdefulla kustbyggnader stående längre med färre kostsamma överraskningar.

Citering: Li, B., Dai, X., He, S. et al. Evolution of moisture transport properties in cement mortar under marine salt spray environment. npj Herit. Sci. 14, 291 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02562-z

Nyckelord: kustnära kulturbyggnader, saltvittring, cementbruk, fuktransport, marint saltspray