Kreowanie parametrów i właściwości materiałów budowlanych a potrzeby rynkowe i możliwości zastosowań

03.02.2021

Wydłużenie okresu prowadzenia robót budowlanych oraz rosnące wymagania aplikacyjne i obszary zastosowań skutkują koniecznością stosowania materiałów budowlanych o parametrach i cechach przewyższających wymagania normowe, przy bezwzględnym wymogu zapewnienia bezpieczeństwa, skuteczności i trwałości całego rozwiązania technologiczno-materiałowego.

 

Od lat na etapie projektowania, badań i walidacji produktów są kreowane nowe cechy i właściwości materiałów budowlanych, których celem jest:

► usprawnienie procesów aplikacji;

► poszerzenie możliwości aplikacyjnych produktów oraz zwiększenie bezpieczeństwa ich stosowania nawet w ekstremalnych warunkach;

► nadanie produktom najszerzej rozumianej uniwersalności;

► rozszerzenie możliwości zastosowań przez wprowadzenie cech i parametrów poza obszar uznawany za typowy dla danej grupy produktów;

► nadanie lub rozbudowanie cech istotnych w trakcie użytkowania, podwyższających trwałość eksploatacyjną rozwiązań.

Inną jeszcze kwestią jest kształtowanie cech, parametrów i kreacja rozwiązań systemowych, opierając się na produktach uzupełniających się między sobą oraz wzajemnie kompatybilnych. Wszystkie te działania są związane z kształtowaniem ważnych cech użytkowych produktów, ich parametrami technicznymi popartymi badaniami, licznymi testami walidacyjnymi i budową doświadczenia w konkretnych zastosowaniach.

Hydroizolacja z elastycznej zaprawy uszczelniającej – izolacja do ekstremalnych zastosowań

Czynnikiem powodującym najwięcej zagrożeń dla obiektów budowlanych jest woda wszechobecna w sąsiedztwie każdej budowli, występująca w postaci deszczu, śniegu, mgły, wody gruntowej itp. Obiekty, takie jak baseny, kanały czy zapory, są przez cały czas swojej eksploatacji narażone na szkodliwy wpływ wody i wilgoci. Trwałość i skuteczność uszczelnienia zależą zarówno od technicznie prawidłowego zaprojektowania i wykonania uszczelnianych elementów, jak i zastosowanego odpowiedniego materiału. Kształtowanie cech techniczno-użytkowych dla stosowanych tu produktów wymaga przeanalizowania wielu czynników.

 

Wodoszczelność

To jeden z podstawowych parametrów, ale niejedyny, przy czym w połączeniu z adhezją parametr ten determinuje przewidywane spectrum zastosowań. Istotna jest nie tylko odporność przy występowaniu parcia pozytywnego (70 m słupa wody nie jest problemem), ale i przy parciu negatywnym. Dobre jakościowo szlamy spełniają ten wymóg przy parciu negatywnym do 50 m słupa wody.

 

Tab. Przykładowe obszary zastosowań szlamów mineralnych

 

Adhezja do podłoża

Obecność dużej ilości polimerów wpływa nie tylko na kształtowanie elastyczności powłoki, ale także na jej wysoką przyczepność do podłoża. To jeden z podstawowych parametrów wpływających na skuteczność prac hydroizolacyjnych. Przyczepność szlamów sięgającą nawet 1,5 MPa uzyskuje się na skutek dwóch procesów: adhezji mechanicznej (kotwienia się cząstek cementu w porach podłoża) oraz chemicznych wiązań między polimerami wchodzącymi w skład zaprawy a podłożem. To pozwala na stosowanie tego materiału także w pracach renowacyjnych, jednak przy izolacji wannowej tylko w połączeniu z potwierdzoną odpornością na parcie negatywne. Własności szlamów umożliwiają ich aplikację również na silnie zawilgocone podłoża, uzyskuje się wtedy bardzo wysoką adhezję. W wielu tego typu przypadkach szlamy wypierają przeciwwilgociowe i przeciwwodne izolacje bitumiczne.

 

Chemoodporność

Niektóre szlamy cechują się wysoką, jak na materiały mineralne, chemoodpornością. Pozwala to na stosowanie ich wszędzie tam, gdzie wymagana jest chemoodporność powłoki, a zastosowanie żywic jest niemożliwe. Powłoka tego typu znajdzie zastosowanie również w przypadku obiektów basenowych i balneotechnicznych. Chemoodporność to kolejna istotna cecha materiału stosowanego w pracach renowacyjnych, gdzie mamy do czynienia z siarczanami, azotanami i chlorkami, znajdującymi się w mokrych, uszczelnianych ścianach fundamentowych. Stosowany materiał hydroizolacyjny musi być więc trwale odporny na te sole. Jaki jest cel kreowania nowych i podnoszenia parametrów technicznych do coraz wyższego poziomu? Działania te są podejmowane z istotnym wyprzedzeniem często również po to, aby uprzedzić potrzeby rynku (fot. 1).

 

właściwości materiałów budowlanych

Fot. 1. Żelbetowa tuba basenu głębokiego nurkowania Deepspot schodząca do głębokości ponad 45 m podczas prowadzenia prac izolacyjnych elastyczną zaprawą Atlas Woder Duo i okładzinowych klejem Atlas Plus (fot. Atlas)

Właściwości materiałów budowlanych. Technologia żelowa w klejach cementowych i jej benefity

Aby klej uzyskał projektowane parametry wytrzymałościowe, musi być stosowany w warunkach gwarantujących prawidłowy przebieg procesu hydratacji. Wiąże się z tym wymóg zapewnienia przez odpowiednio długi czas wilgoci niezbędnej do przebiegu wspomnianego procesu. Ilość wody zarobowej jest wypadkową ilości wody: wymaganej niezbędnej do hydratacji, wymaganej przez domieszki i dodatki oraz niezbędnej do nadania konsystencji. W tym miejscu warunki laboratoryjne i warunki budowy „rozjeżdżają się”. Temperatura aplikacji klejów cementowych wynosi od +5 do +25oC. Dotyczy to zarówno powietrza, jak i podłoża. W lecie zachowanie wymaganej temperatury podłoża jest w wielu sytuacjach wręcz niemożliwe i powinno się przerwać pracę.

 

Fot. 3 Właściwości materiałów budowlanych. Rozbudowana struktura porów kleju Atlas Geoflex wypełniona żelem, powiększenie 5000 razy (fot. Atlas)

 

Kleje żelowe mają w swoim składzie specjalne dodatki na bazie minerałów. Woda w kontakcie z minerałami tego typu (montmorylonitem) jest absorbowana (zatrzymywana) między kolejnymi warstwami minerałów, dodatkowo minerały te, po interakcji z wodą, zwiększają swoją objętość, co skutkuje zupełnie inną zdolnością do wiązania wody w strukturze świeżo zarobionej zaprawy klejowej. Właściwość tę zapewnia m.in. nietypowa budowa warstwowa montmorylonitu. Obecność wody zatrzymanej w strukturze kleju pozwala na pełną hydratację cementu, niezależnie od rodzaju przyklejanej okładziny, i na rozszerzenie warunków aplikacji, zarówno w zakresie temperatury aplikacji (fot. 2), jak i stopnia chłonności podłoża pod przyklejaną okładziną. Tego typu kleje cechuje zwiększona tolerancja w przypadku tzw. trudnych aplikacji – zapewniają właściwą przyczepność przy klejeniu okładzin na podłożach nawet silnie nasiąkliwych. Umożliwiają aplikację kleju na podłożach o znacznie podwyższonej temperaturze, takich jak np. balkony, tarasy, loggie. Wyższa zawartość wody związanej w strukturze żelu krzemianowego (fot. 3) zwiększa bezpieczeństwo zastosowania kleju w trakcie prac glazurniczych i ociepleniowych.

 

właściwości materiałów budowlanych

Fot. 2. Właściwości materiałów budowlanych. Skutek klejenia płytek w temperaturach znacznie przekraczających dopuszczalne (fot. Atlas)

 

Każdy z klejów charakteryzuje się także pewnymi właściwościami użytkowymi. Jedną z nich jest czas otwarty – definiowany jako maksymalny czas od nałożenia kleju na powierzchnię sklejaną do momentu sklejenia (przyłożenia płytki). Przekroczenie czasu otwartego przy wykonywaniu okładzin skutkuje pogorszeniem przyczepności. Przy wykonywaniu prac w podwyższonych temperaturach przy niskiej wilgotności powietrza czas ten ulega skróceniu.
Jednym z trendów jest stosowanie płyt wielkoformatowych. Ze względu na wymiary często płyty są przygotowywane (przycinane) w innym pomieszczeniu.
Klej musi być nakładany zarówno na podłoże, jak i na płytę. Konieczność transportu płyty z nałożoną warstwą kleju, zwłaszcza podczas wysokich temperatur zewnętrznych (od +25 do +35oC), wymaga stosowania kleju o odpowiednio długim czasie otwartym.

Drugą istotną cechą jest możliwość nie tylko dostosowywania konsystencji do indywidualnych upodobań, ale też możliwość uzyskania kleju zarówno o ograniczonym spływie (klasa T), stosowanego do klejenia okładzin ściennych, jak i rozpływnego, do płytek podłogowych, przy spełnieniu deklarowanych parametrów.

Niskie temperatury, ekstremalnie szybki montaż okładzin

Przywołane przez normę PN-EN 12004-1 parametry techniczne klejów do wykładzin ceramicznych tworzą podstawowy zestaw parametrów pozwalający na sklasyfikowanie kleju i zdefiniowanie jego zastosowań. Badania przeprowadzane są w znormalizowanych warunkach i na znormalizowanym podłożu. Są one porównywalne, jednak nie obejmują w ogóle cech i właściwości (a w niektórych przypadkach także i parametrów), które są istotne zarówno ze względu na komfort pracy, jak i niektóre warunki aplikacyjne. Problemem mogą być także niższe temperatury i związany z tym powolny przyrost wytrzymałości. Specjalne dodatki pozwalają na stosowanie klejów już od temperatury +1oC, co znacznie rozszerza możliwość wykonywania prac wykończeniowych. Z kolei kleje szybkowiążące, które w temperaturze +5oC po 24 godzinach uzyskują przyczepność ponad 0,25 MPa, pozwalają na szybkie i bezpieczne prowadzenie prac wykończeniowych.

Ekstremalnie szybki montaż okładzin + kleje żelowe – szybko i pewnie

O przewidywaniu potrzeb rynku świadczy także obecność „szybkich” odmian klejów żelowych.

W przypadku wykonywania szybkich remontów pomieszczeń, wymiany pojedynczych płytek, wykonywania okładzin w ciągach komunikacyjnych, przy remontach łazienek – parametrami zasadniczymi są szybki przyrost wytrzymałości zapraw klejących i możliwość jak najwcześniejszego wejścia na ułożoną okładzinę. Żelowa szybkowiążąca zaprawa klejąca zapewnia możliwość komunikacji na świeżo ułożonej okładzinie ceramicznej już po dwóch godzinach (porównaj fot. 4). Dodatkową zaletą tego typu kleju jest brak tzw. wciągania płytek. Zjawisko to często ma miejsce w przypadku niektórych produktów, gdy np. wklejamy miejscowo płytkę, równając ją do już ułożonej wcześniej okładziny, i po kilku godzinach się okazuje, że finalnie znajduje się ona 1-2 mm poniżej założonego wcześniej poziomu.

 

Fot. 4. Właściwości materiałów budowlanych. Test zrywania płytki po 1,5 godzinie: nastąpiło oderwanie kleju Atlas Geoflex Express wraz z podłożem (w tym przypadku płyta g-k) (fot. Atlas)

 

Polecamy:

Pomieszczenia tzw. mokre – jedna uniwersalna, szybka izolacja do ścian i posadzek

Powszechnie się przyjmuje, że izolacje ścian w pomieszczeniach tzw. mokrych wykonuje się na bazie tzw. folii w płynie. Są to materiały dyspersyjne pełniące funkcję izolacji przeciwwilgociowej. Z kolei podłogi wymagają wykonania izolacji przeciwwodnych ze względu na możliwość zalegania wody na powierzchni izolacji, co wyklucza zastosowanie ww. folii. Do izolacji jednego pomieszczenia powinny być zatem używane dwa różne produkty. Dostępne są folie w płynie łączące te funkcje: masa na bazie płynnej dyspersji spełnia wymagania dla obu typów izolacji, umożliwiając wykonanie prac izolacyjnych na bazie jednego produktu, znacznie je przyspieszając. W połączeniu z szybkim wysychaniem możliwe jest klejenie płytek na ścianach po dwóch godzinach, a po czterech godzinach – na podkładach podłogowych.

 

Zobacz:

Tarasy i balkony – izolacje przeciwwodne w jednym kroku technologicznym

Prace zewnętrzne przy instalacji okładzin ceramicznych na balkonach, tarasach, itp. wymagają produktów „szybkich”, umożliwiających realne skrócenie czasu wykonywania hydroizolacji i jak najszybsze podjęcie prac przy układaniu płytek. Przy kaprysach pogodowych bardzo ważnym aspektem staje się tzw. wczesna odporność na deszcz, czyli czas, w jakim musimy zapewnić ochronę powłoki izolacyjnej przed opadami deszczu, które są w stanie skutecznie zniweczyć nasze prace. Szybkowiążący szlam wymaga ochrony przed deszczem jedynie przez dwie godziny, układanie płytek jest możliwe już po trzech godzinach. Ponadto produkt ten jest układany w przeciwieństwie do tradycyjnych izolacji mineralnych w jednym cyklu technologicznym, bez żadnych przerw.

 

Polecamy:

Tarasy i balkony: hydroizolacja i płytki – można jeszcze szybciej

Zaprawa klejąca z funkcją hydroizolacji to klej klasy C2TE S2 klasyfikowany wg PN-EN 12004-1. Produkt ten umożliwia ułożenie warstwy hydroizolacyjnej w jednym cyklu technologicznym i natychmiastowe ułożenie na tej samej bazie płytek ceramicznych lub kamiennych. Jest to przydatne rozwiązanie na przykład w przypadku prowadzenia prac remontowych w obiektach wielorodzinnych, gdzie konieczne jest każdorazowo wejście do mieszkań lokatorskich. W przypadku tradycyjnych rozwiązań konieczne byłoby nękanie lokatorów przez trzy dni (pierwsza warstwa izolacji, druga warstwa izolacji, klejenie okładziny), w przypadku tego materiału wszystkie te prace można wykonać jednocześnie.

 

W artykule zaprezentowano jedynie część produktów, w przypadku których już na etapie projektowania, prób aplikacji, badań i walidacji można mówić o racjonalnej kreacji cech, właściwości i parametrów w stopniu, który jest wymagany lub oczekiwany przez rynek. Wymagania te dotyczą jednak dość typowych zastosowań oczekiwanych obecnie. Często jednak musimy pójść naprzód – stawiać przed produktami wymagania, które być może się pojawią jedynie jednostkowo lub staną się standardem dopiero za kilka lat. Najważniejszą jednak cechą, która bezspornie musi być kreowana w produktach, jest na pewno ich trwałość eksploatacyjna.

 

dr inż. Mariusz Garecki
mgr inż. Maciej Rokiel
ATLAS Sp. z o.o

 

 

www.facebook.com

www.piib.org.pl

www.kreatorbudownictwaroku.pl

www.izbudujemy.pl

Kanał na YouTube

Używamy cookies i podobnych technologii m.in. w celach: świadczenia usług, reklamy, statystyk. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień Twojej przeglądarki oznacza, że będą one umieszczane w Twoim urządzeniu końcowym. Pamiętaj, że zawsze możesz zmienić te ustawienia. Szczegóły znajdziesz w Polityce Prywatności.