Wykładziny posadzkowe z płytek – właściwy dobór kleju

Wymagania stawiane zaprawom klejącym podaje norma PN-EN 12004:2008 [1].

Podział klejów

Kleje w zależności od spoiwa dzieli się na:

• cementowe,
• dyspersyjne,
• reaktywne.

Ze względu na zastosowania rozróżnia się kleje: przeznaczone do wnętrz, przeznaczone do wnętrz i do stosowania na zewnątrz, uniwersalne (ścienne i podłogowe), podłogowe, elastyczne, na podłoża typowe, do trudnych i krytycznych podłoży, szybkowiążące, o przedłużonym czasie otwartym itp.

Inny podział wynika z grubości nakładanej warstwy: kleje cienkowarstwowe nakłada się w warstwie o gr. 3–5 mm, grubowarstwowe – nawet do 20 mm.

Najpopularniejsze kleje do okładzin ceramicznych to materiały, w których spoiwem jest cement, a wypełniaczem – odpowiednio dobrane uziarnienia kruszyw kwarcowych.

Kleje cementowe

Kleje cementowe to fabrycznie przygotowane suche mieszanki zarabiane najczęściej wodą (lub mieszaniną woda + emulsja poli­merowa, jeżeli konieczne jest zwiększenie elastyczności). W ich skład wchodzą, oprócz wysokiej jakości cementów, kruszywo o uziarnieniu do 0,5 mm, dodatki organiczne oraz ewentualnie upłynniacze.

O parametrach wytrzymałościowych kleju, jego właściwościach roboczych oraz łatwości aplikacji decydują dodatki, których łącznie może być nawet 10. Piasek o odpowiedniej frakcji, drobnoziarniste wypełniacze i dodatki mineralne wpływają na parametry wytrzymałościowe, minimalną grubość układanej warstwy oraz łatwość układania. Polimery (najczęściej redyspergowalne żywice tworzyw sztucznych) nadają zaprawie elastyczność po związaniu oraz zwiększają przyczepność do tzw. trudnego podłoża. Dodatek włókien poprawia natomiast właściwości tiksotropowe, może także opóźniać odciągnięcie wilgoci z zaprawy, co korzystnie wpływa na parametry wytrzymałościowe. Pozostałe dodatki, takie jak dyspergatory, stabilizatory, plastyfikatory, poprawiają obrabialność masy klejowej, wpływają na tzw. czas otwarty (czas zachowania przez zaprawę właściwości od momentu nałożenia na podłoże do momentu przyklejenia płytki), na właściwości tiksotropowe, czas wiązania cementu czy konsystencję. Mogą nadawać także gotowej masie właściwości poślizgowe ułatwiające aplikację. Cementowe zaprawy klejowe podzielone są na klasy C1 i C2 (tabele 1–2).

Kleje dyspersyjne

Są to gotowe do użycia masy składające się zasadniczo z wodnych dyspersji środków wiążących, wypełniaczy mineralnych oraz dodatków. Wiążą one w wyniku odparowania wody. Są od razu gotowe do użycia – wymagają jedynie przemieszania przed zastosowaniem. Mają za to ograniczoną odporność na działanie wody oraz na duże różnice temperatur, co ogranicza ich zastosowanie do miejsc suchych. Doskonale nadają się do wykonywania miejscowych napraw wykładzin wewnętrznych.

Kleje reaktywne

Zaprawy te (zwykle na bazie żywic epoksydowych) charakteryzują się bardzo wysokimi parametrami wytrzymałościowymi i przyczepnością do podłoża. Stosowane są zasadniczo w warunkach zwiększonej agresji chemicznej (np. w myjniach samochodowych, ­laboratoriach, akumulatorowniach, zakładach przemysłowych, basenach solankowych i kąpielowych, mleczarniach itp.) lub w miejscach o dużych obciążeniach mechanicznych. Można je stosować również na niekorodujących lub zabezpieczonych antykorozyjną powłoką epoksydową podłożach metalowych. Charakteryzują się szybkim przyrostem wytrzymałości.

Kryterium elastyczności – przykład tarasów i balkonów

Norma PN-EN 12004:2008 [1] definiuje wymagania techniczne dotyczące klejów cementowych, lecz nie stawia obligatoryjnych wymagań odnośnie do ich odkształcalności poprzecznej – jest to wymaganie fakultatywne (tabela 1). Klasyfikuje zaprawy klejowe jako:

• S1 – kleje odkształcalne (odkształcalność poprzeczna powyżej 2,5 mm i poniżej 5 mm),
• S2 – kleje o wysokiej odkształcalności (odkształcalność poprzeczna powyżej 5 mm).

W wytycznych „Richtlinie für Flexmörtel. Definition und Einsatz­bereiche” [6] klejem elastycznym określa się klej sklasyfikowany jako C2 według normy PN-EN 12004:2008 [1], tzn. charakteryzujący się przyczepnością do podłoża nie mniejszą niż 1 N/mm² i klasyfikowany przynajmniej jako S1. Wynika z tego, że w myśl tych wytycznych dopiero badania potwierdzające klasę S1 pozwalają na nazwanie kleju elastycznym. Takie kleje mają ponadto zdolność przenoszenia ograniczonych deformacji podłoża. Oznacza to, że jeżeli trzeba się liczyć z ograniczonymi odkształceniami podłoża, zastosowanie klejów elastycznych minimalizuje ryzyko powstania ewentualnych późniejszych uszkodzeń. Przy czym znaczne odkształcenia podłoża mogą wymagać stosowania specjalnych mat oddzielających.

Badanie odkształcalności poprzecznej zaproponowane w normie PN-EN 12004:2008 [1] (metodyka badania według normy PN-EN 12002:2010 [5]) nie odzwierciedla rzeczywistych warunków pracy zaprawy klejącej (fot. 1). Zdecydowanie lepsze byłoby przeprowadzenie badania według nieobowiązującej już normy DIN 18156-3 [7] (rys. 1, fot. 2). Dopiero pomiar odkształcenia, przy którym nastąpi zniszczenie tak przygotowanej próbki, określi rzeczywistą zdolność zaprawy klejowej do przenoszenia odkształceń poprzecznych (rys. 2).

O tym, jak istotna jest zdolność przenoszenia odkształceń (elastyczność) kleju, mogą świadczyć obciążenia termiczne i odkształcenia połaci tarasowych. Na trwałość okładzin ceramicznych na zewnątrz budynków (zwłaszcza na balkonach i tarasach) mają wpływ przede wszystkim warunki atmosferyczne. W wypadku okładzin na tarasach i balkonach grubość warstwy kleju wynosi zazwyczaj 3–5 mm (stosowane są kleje cienkowarstwowe). Tylko odpowiednio modyfikowana i elastyczna zaprawa klejowa jest w stanie przenieść odkształcenia wynikające z obciążeń termicznych. Na skutek zmian temperatury (latem: +70°C, zimą: nawet – 30°C) powstają naprężenia ścinające na styku okładzina ceramiczna – podłoże wynikające z różnicy współczynników rozszerzalności termicznej okładziny ceramicznej i podłoża. Muszą one zostać przeniesione przez układ: elastyczna mikrozaprawa uszczelniająca i zaprawa do płytek. W zimie dochodzą do tego obciążenia wynikające z przejść przez temperaturę 0°C (może ich być w ciągu jednej zimy nawet sto kilkadziesiąt). Spadek przyczepności spowodowany cyklami zamrażania i rozmrażania może dochodzić do 40% w stosunku do wytrzymałości początkowej.

Współczynniki rozszerzalności liniowej to:

• płytki ceramiczne: 0,4×10–5 – 0,8×10–5 [1/K],
• beton/zaprawa cementowa: 1×10–5 – 1,3×10–5 [1/K].

W wypadku odległości między dylatacjami 3 m i różnicy temperatur 50°C (dobowa zmiana temperatury okładziny ceramicznej i jastrychu) zmiana długości takiego odcinka jastrychu wynosi od 1,5 do 1,95 mm, w odniesieniu natomiast do okładzin ceramicznych w tych samych warunkach zmiana długości 3-metrowego odcinka wynosi od 0,6 do 1,2 mm. Podczas szokowego schładzania powierzchni balkonu czy tarasu latem na skutek gwałtownej burzy powoduje to różnicę zmian długości okładziny ceramicznej i jastrychu wynoszącą od 0,3 mm do nawet 1,35 mm. Jeśli weźmiemy pod uwagę roczny gradient temperaturowy (zima–lato) równy 100°C, okaże się, że różnica zmian długości 3-metrowego odcinka okładziny i jastrychu wynosi od 0,6 do 2,7 mm. Te odkształcenia (nawet 0,45 mm/m.b. oraz 0,9 mm/m.b. przy zmianie temperatury odpowiednio o 50°C i 100°C) przejmuje układ: mikrozaprawa uszczelniająca–klej. Stosunkowo słabe i sztywne wiązanie cementowe nie jest w stanie przenieść tego typu obciążeń. Wysokie wymagania w stosunku do zaprawy klejowej klasyfikowanej jako C2 są więc uzasadnione.

Kleje wysokomodyfikowane (klasy C2) oraz elastyczne (klasyfikowane przynajmniej jako S1) stosowane są przede wszystkim na tzw. podłożach trudnych i krytycznych oraz odkształcalnych lub poddanych odkształceniom termicznym. Cechują się dużo większą przyczepnością i/lub elastycznością. Te bowiem parametry decydują o jakości i trwałości połączenia.

Zaprawy klejowe swoje właściwości zawdzięczają cementowi, który jest głównym składnikiem masy klejowej. Zwiększona zawartość polimerów wpływa na lepszą elastyczność kleju (następuje zmniejszenie modułu sprężystości). Warto jednak zaznaczyć, że nie każdy klej sklasyfikowany jako C2 spełnia jednocześnie wymogi klasy S1 czy S2. Przyczepność oraz elastyczność mogą być uzyskiwane z zastosowaniem różnych polimerów. Polimery nadające wysoką przyczepność nie muszą równocześnie nadawać elastyczności (i odwrotnie). Spotyka się na rynku kleje klasyfikowane jako C2 S2, C2 S1, ale także C1 S2.

Typ podłogowy i typ ścienny

Warto pamiętać o różnicy między zaprawami klejącymi typu podłogowego a ściennymi. Zaprawy stosowane na ścianach powinny mieć takie właściwości, by płytka ułożona na świeżej warstwie zaprawy się nie obsuwała. W świeżej zaprawie podłogowej natomiast ślad zębów pod lekkim naciskiem układanej płytki powinien równomiernie rozpłynąć się pod całą jej powierzchnią i zapewnić tym samym całopowierzchniowe podparcie (wyjątkiem jest sytuacja, gdy płytki układane są tzw. metodą kombinowaną, czyli klej nakłada się i na płytkę, i na podłoże). Podparta musi być cała powierzchnia płytki, chodzi o to, by wykładzina była poddawana tylko naprężeniom ściskającym. W żadnym wypadku nie powinno dochodzić do jej zginania.

Wymóg ten jest bezwzględny w wypadku wykładzin ceramicznych na posadzkach. Wynika z tego, że choć na zaprawie klejowej do okładzin ściennych da się ułożyć płytki podłogowe, to klej podłogowy nie będzie nadawał się do wykonywania okładzin na powierzchniach pionowych i o dużym pochyleniu.

Zależność od rodzaju płytek

Na wybór zaprawy klejącej ma wpływ także rodzaj płytek. Do klejenia płytek niskonasiąkliwych (np. gresowych) stosuje się kleje klasy C2. Na podłożu porowatym cząsteczki zaprawy wnikają w zagłębienia i następuje mechaniczne zakotwienie. W typowych sytuacjach (typowe podłoże, nieniskonasiąkliwe płytki) takie połączenie, pomimo słabych sił adhezji, ma wystarczającą wytrzymałość. W wypadku podłoża nienasiąkliwego o wytrzymałości na styku podłoże–klej zaczynają decydować tylko siły adhezji – zaprawa klejowa nie ma możliwości zwilżenia takiego podłoża i nie następuje „mechaniczne” zakotwienie jej cząstek w porach podłoża. O wytrzymałości takiego połączenia zaczyna decydować zatem ilość i jakość polimerów w masie kleju. Polimery te (tworzywa sztuczne – redyspergowalne kopolimery tworzyw sztucznych znajdujące się w suchej zaprawie lub w wypadku klejów dwuskładnikowych dodawane w postaci płynnej) tworzą sieć swoich własnych wiązań, czyli dodatkowe „mostki sczepne” pozwalające na przeniesienie znacznych nieraz naprężeń na styku warstw. Mamy wówczas dwa rodzaje wiązań: jedno – słabe cementowe, i drugie – decydujące o jakości połączenia (z żywic). Wiązania te uzupełniają się nawzajem i tworzą wspólnie bardzo trwałe połączenia. Podobny mechanizm występuje w klejach stosowanych na balkonach (oraz podłożach odkształcalnych).

Zgodnie z wytycznymi niemieckimi kleje elastyczne stosuje się oprócz wykonywania okładzin zewnętrznych także podczas układania płytek niskonasiąkliwych oraz wykonywania okładzin na starej, stabilnej glazurze. Wymóg stosowania klejów elastycznych w dwóch ostatnich wypadkach wynika raczej z dużo wyższej przyczepności klejów klasy C2 do tzw. trudnych i krytycznych podłoży. Wydaje się jednak, że lepiej byłoby mówić o zaleceniu stosowania klejów klasy C2 (a więc wysokomodyfikowanych) niż elastycznych.

Okładziny na hydroizolacji podpłytkowej

W wypadku klejów przeznaczonych do wykonywania okładzin na warstwach hydroizolacji podpłytkowej, np. w pomieszczeniach mokrych, należy się kierować wytycznymi producenta. Zwykle układ hydroizolacja–zaprawa klejowa stanowi system, co sprawia, że nie ma problemu z doborem odpowiedniego kleju. Chociaż powierzchnia cienkowarstwowej zaprawy uszczelniającej (szlamu) lub folii w płynie cechuje się niewielką nasiąkliwością, lub wręcz hydrofobowością, wymóg stosowania klejów klasy C2 nie jest obligatoryjny. Można stosować także kleje klasy C1, jeżeli takie zastosowanie jest dopuszczone przez producenta.

Ogrzewanie podłogowe

W systemach ogrzewania podłogowego zalecane jest stosowanie zapraw klejowych klasy C2. Nie jest to jednak wymóg. Jeżeli producent zaprawy klejowej pozwala na stosowanie kleju klasyfikowanego jako C1 w systemach ogrzewania podłogowego, jest to dopuszczalne, choć zwiększona elastyczność zapraw klejowych C2 stanowi dodatkowe zabezpieczenie przed uszkodzeniem na skutek różnicy ­temperatur i powstałych z tego powodu naprężeń termicznych (o ile poprawnie wykonano dylatacje).

Kleje do kamieni naturalnych

Dodatkowe wymagania dotyczą klejów przeznaczonych do kamieni naturalnych. Kamienie naturalne powstawały w różnych epokach, stąd ich różne właściwości. Brak tej wiedzy może skutkować późniejszymi defektami wizualnymi (przebarwieniami, wykwitami) czy nawet uszkodzeniami wynikającymi np. z zastosowania nieodpowiednich zapraw klejących i spoinujących. W strukturze płyt (lub płytek) z kamieni naturalnych znajdują się pory i kapilary, przez które może przedostawać się woda. Wnikanie jej w strukturę kamieni przyczynia się do powstania przebarwień (wraz z wodą mogą dostawać się zanieczyszczenia – fot. 3). Utrzymywanie wody i wilgoci z dala od okładzin z kamieni naturalnych jest jedną z kluczowych czynności pozwalających na zmniejszenie ryzyka powstawania przebarwień.

Woda może dostać się do kapilar płyty okładzinowej albo z podłoża, albo na skutek oddziaływania na powierzchnię użytkową. W pierwszym wypadku źródłem jest zaprawa klejąca (lub jastrych). Ze względu na właściwości aplikacyjne kleju ilość wody zarobowej jest zawsze większa od ilości niezbędnej do procesów twardnienia i wiązania (proporcja w:c w poprawnym przebiegu procesu hydratacji jest zawsze mniejsza od rzeczywistej). Właśnie ta woda jest w tym wypadku przyczyną przebarwień kamieni. Podobny efekt może powodować układanie płyt z kamieni naturalnych na zbyt wilgotnym podłożu. Co trzeba więc zrobić, aby zminimalizować występowanie tych niebezpieczeństw lub mankamentów? Zdecydowanie najlepszym sposobem jest stosowanie kamieni niewrażliwych na przebarwienia. Nie rozwiązuje to jednak problemu.

Dostęp wilgoci do płyt z kamieni naturalnych musi być jak najmniejszy. Wiąże się z tym zachowanie odpowiedniej wilgotności podłoża. Wilgotność masowa podłoży cementowych (niezależnie od tego, czy jest to jastrych szybkowiążący, beton, czy zaprawa PCC) nie może przekraczać 2%. W odniesieniu do okładzin wewnętrznych na jastrychach anhydrytowych bez ogrzewania podłogowego graniczną wilgotność definiuje się jako 0,5%. Obecność ogrzewania podłogowego zwiększa wymóg do 0,3%.

Zasadnicze znaczenie ma zastosowanie odpowiednich zapraw klejowych. Powinny one pozwalać na maksymalne skrócenie czasu oddziaływania wody na kamień. Ważne jest również ograniczenie ilości wody zbędnej do procesu hydratacji, a niezbędnej do nadania odpowiedniej konsystencji. Niebezpieczeństwo powstawania przebarwień zmniejsza również stosowanie białego cementu jako składnika kleju.

Specjalistyczne kleje przeznaczone do kamieni naturalnych są szybkowiążące i szybkoschnące. Zawierają dodatki pozwalające na znaczną redukcję wody, która zapewnia tylko odpowiednie własności aplikacyjne, a nie jest potrzebna do reakcji wiązania i twardnienia. Skraca się w ten sposób czas, w którym woda może swobodnie penetrować kapilary płytki (fot. 4–8). Ten sam problem dotyczy zapraw spoinujących i mas do wypełnień dylatacji.

Podsumowanie

Podczas wyboru kleju nie można bezkrytycznie podchodzić do wymagań normowych i traktować ich jako jedynego punktu ­odniesienia. Warto kierować się także wytycznymi producenta. Z drugiej strony nie wolno również ślepo wierzyć, że klej klasyfikowany tylko jako C1 i opisywany w karcie technicznej jako „do stosowania wewnątrz i na zewnątrz” sprawdzi się w każdym wypadku.

Literatura

1. PN-EN 12004:2008, „Kleje do płytek. Wymagania, ocena zgodności, klasyfikacja i oznaczenie”. 
2. PN-EN 1348:2008, „Kleje do płytek. Oznaczanie wytrzymałości na rozciąganie dla klejów cementowych”.
3. PN-EN 1346:2008, „Kleje do płytek. Oznaczanie czasu otwartego”.
4. PN-EN 1308:2008, „Kleje do płytek. Oznaczanie spływu”.
5. PN-EN 12002:2010, „Kleje do płytek. Oznaczanie odkształcenia poprzecznego cementowych klejów i zapraw do spoinowania”.
6. „Richtlinie für Flexmörtel. Definition und Einsatzbereiche”, Deutshe Bauchemie e.V., VI 2001.
7. DIN 18156-3, „Stoffe für keramische Bekleidungen in Dunnbettverfahren. Dispersionklebstoffe”.
8. ZDB, „Schwimmbadbau. Hinweise für Planung und Ausführung keramischer Beläge im Schwimmbadbau”, VI 2008.
9. ZDB, „Außenbeläge. Belagkonstruktionen mit Fliesen und Platten außerhalb von Gebäuden”, VII 2005.
10. M. Rokiel, „Hydroizolacje w budownictwie. Wybrane zagadnienia w praktyce”, DW Medium, wyd. II, Warszawa 2009.M. Rokiel, „Tarasy i balkony. Projektowanie i warunki techniczne wykonania i odbioru robót”, DW Medium, Warszawa 2012.
11. Materiały firmy Agrob-Buchtal.
12. Materiały marki Weber Deitermann.
13. Materiały firmy Schomburg.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!