Masy szpachlowe do spoinowania ścian z suchej zabudowy

 W ostatnich latach nastąpił wzrost zainteresowania systemami suchej zabudowy wnętrz. Spowodował on pojawienie się na rynku wielu różnorodnych materiałów przeznaczonych do spoinowania i wykańczania płyt gipsowo-kartonowych, w tym mas szpachlowych, produkowanych zarówno w postaci gotowych do zastosowania produktów, jak i suchych mieszanek do wykorzystania po zarobieniu wodą.

Rozwój technologii mas szpachlowych hamowany był jednak z powodu braku właściwego dokumentu odniesienia, uwzględniającego specyfikę tego typu wyrobów i ich różne przeznaczenie. W przypadku wyrobów na spoiwie gipsowym do niedawna deklarowano zgodność z normą PN-B -30042:1997 [1] dla gipsu szpachlowego F, natomiast wyroby na spoiwie organicznym objęte były zazwyczaj Aprobatą Techniczną ITB.

Masy szpachlowe według normy PN-EN 13963:2008

W maju 2005 r. została ustanowiona norma europejska EN 13963:2005, „Jointing materials for gypsum plasterboards. Definitions, requirements and test methods” [2] opracowana przez Komitet Techniczny nr 241 Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego CEN. Dokument ten obowiązuje w Polsce jako PN-EN 13963:2008 [3].

Norma podaje wymagania dotyczące mas szpachlowych do spoinowania oraz taśm papierowych, stosowanych z płytami gipsowo-kartonowymi zgodnymi z normą EN 520+A1:2010 [4], wyrobami powstałymi w procesach dalszej obróbki tych płyt według EN 14190:2007 [5] oraz płytami gipsowymi wzmacnianymi włóknami według EN 13815:2008 [6]. W normie sklasyfikowano oraz podano wymagania i metody badań mas szpachlowych nanoszonych ręcznie i mechanicznie, uzyskanych zarówno na bazie spoiw gipsowych, jak i organicznych.

Wyszczególniono 8 różnych typów materiałów w zależności od przeznaczenia i sposobu twardnienia (tabela 1). Masy typu A wiążą i twardnieją tylko w wyniku procesu wysychania. Wiązanie i twardnienie materiałów typu B odbywa się na drodze reakcji chemicznych. Masa szpachlowa w postaci suchej mieszanki na spoiwie gipsowym, oznaczona jako 1B, stanowi europejski odpowiednik krajowego gipsu szpachlowego F.

Wymagania normy PN-EN 13963:2008 [3] dotyczące mas szpachlowych podano w tabeli 2. Jak z nich wynika, masy typu B podzielono dodatkowo z uwagi na szybkość wiązania. Rozróżniono masy wolno, szybko i normalnie wiążące. Wprowadzono wymagania dotyczące odporności na powstawanie spękań. Wymagania dotyczące przyczepności do podłoża są dwukrotnie mniejsze od wymagań dla gipsów szpachlowych określonych w normie polskiej PN-B-30042:1997 [1].

Istotnym elementem oceny mas szpachlowych jest wytrzymałość złącza płyt gipsowo-kartonowych, badana w przypadku mas typu 1–3 metodą zginania, natomiast w przypadku mas typu 4 metodą rozciągania. Norma nie podaje wymagań w tym zakresie. Podobnie jak w innych normach europejskich, wprowadzono dodatkowe regulacje dotyczące reakcji na ogień oraz wydzielania substancji niebezpiecznych. Wprowadzenie normy PN-EN 13963:2008 [3] do zbioru polskich norm pozwoliło na anulowanie zapisów normy PN-B -30042:1997 [1] dotyczących gipsów szpachlowych F (nastąpiło to w lutym 2007 r.).

Metody badań mas szpachlowych

Do badaniach mas szpachlowych wykorzystuje się płyty gipsowo-kartonowe typu A według normy PN-EN 520+A1:2010 [4] o grubości 12,5 mm. Zgodnie z zapisem punktu 5.1 normy pełen zakres badań przewidziany dla danego materiału powinien być wykonany w odniesieniu do co najmniej trzech próbek wyrobu. Niżej zostaną opisane poszczególne metody badawcze.

Oznaczanie braku grubych cząstek

W celu sprawdzenia obecności grubych cząstek bada się pozostałość na sitach 315 ìm i 200 ìm. Badania wykonuje się na mokro, przelewając zaprawę przez sita i dodatkowo przemywając wodą do momentu, gdy woda będzie czysta.

Oznaczanie czasu wiązania

Badanie wykonuje się za pomocą aparatu Vicata wyposażonego w stożek zanurzeniowy. Czas wiązania masy to moment od zarobienia masy, kiedy stożek zagłębia się w zaprawę nie więcej niż 10 mm.

Oznaczanie braku pęknięć

Badanie polega na nałożeniu masy szpachlowej w formie tzw. klina na powierzchnię płyty gipsowo- kartonowej (fot. 1–2). Dla mas szpachlowych typu 1–3 wykonuje się cienki klin o maksymalnej grubości do 2 mm. W przypadku mas szpachlowych typu 4 wymagany jest grubszy klin o maksymalnej grubości 10 mm, jako że masy te stosowane są bez taśmy w dużo grubszych warstwach. Po okresie twardnienia sprawdza się obecność rys na powierzchni klina. W przypadku mas 1–3 sprawdza się, czy powstały spękania w strefie 50 mm od cienkiego końca klina, natomiast w przypadku mas typu 4 – w strefie 150 mm.

Oznaczanie przyczepności/spójności

W celu oznaczenia przyczepności po okresie sezonowania płytę z naniesioną masą szpachlową suszy się w temperaturze 40°C do uzyskania stałej masy. Przygotowaną w ten sposób masę szpachlową poddaje się badaniu. Pomiar przyczepności polega na przyłożeniu siły aż do zniszczenia połączenia. W przeciwieństwie do tego typu oznaczeń opisanych w innych normach nie wykonuje się nacięcia dookoła krążków na utwardzonej masie, lecz zrywa się przez przekładkę z „oknem” o średnicy wewnętrznej 65 mm (fot. 3). Zerwaniu podlega zatem obszar o średnicy 65 mm (ograniczany przez przekładkę), natomiast wynik oznaczenia przedstawia się w przeliczeniu na powierzchnię metalowego krążka o średnicy 50 mm.

Za istotny mankament należy uznać zapisy normy PN-EN 13963:2008 [3] dotyczące wymagań przyczepności (tabela 2). W przypadku zerwania w warstwie kartonu lub w masie płyty gipsowo-kartonowej wartości przyczepności są determinowane przez jakość samej płyty. Wartości te mogą być niższe od 0,25 N/mm², szczególnie w przypadku zerwania następującego w warstwie kartonu. Uzyskane wielkości nie stanowią zatem odzwierciedlenia rzeczywistej przyczepności/ spójności masy szpachlowej, która jest większa od uzyskanej w badaniach wytrzymałości kartonu lub rdzenia płyty.

Poprawny zapis w normie powinien zatem być podobny do zapisu dotyczącego przyczepności tynków gipsowych do podłoża, podanego w normie PN-EN 13279-1:2009 [7]. Wymagania normy PN-EN 13963:2008 [3] w tym zakresie powinny uwzględniać alternatywnie wartość liczbową (0,25 N/mm² w przypadku mas szpachlowych) lub zerwanie w warstwie kartonu czy w rdzeniu płyty gipsowo-kartonowej.

Oznaczanie wytrzymałości złącza metodą rozciągania

Badanie wykonuje się w odniesieniu do mas szpachlowych typu 4, przewidzianych do stosowania bez taśmy. Połączone masą szpachlową płyty poddaje się sezonowaniu, po którym należy pociąć próbkę na 5 części o szerokości 50 mm i długości 400 mm. Badanie polega na równomiernym rozciąganiu złącza płyt z szybkością 250}125 N/min (fot. 4). Rejestruje się siłę, przy której pojawia się pierwsze pęknięcie, ostateczną siłę niszczącą oraz rodzaj zniszczenia połączenia.

Brak wymagań dotyczących tej właściwości mas szpachlowych pozwala na pewną swobodę w projektowaniu mieszanek (tabela 2). Istotnym mankamentem tych badań są również mało precyzyjne zapisy normy, pozwalające w pewnym stopniu na dowolność wykonania złączy płyt (fot. 5). Dodatkowo docinanie próbek przed badaniem może uszkodzić strukturę spoiny.

Oznaczanie wytrzymałości złącza metodą zginania

Oznaczenia wytrzymałości złącza płyt metodą zginania wykonuje się w przypadku badań mas szpachlowych typu 1–3 (fot. 6). Do badań wykonuje się spoinę według instrukcji producenta i zgodnie z procedurą podaną w normie. Badanie polega na równomiernym obciążaniu złącza płyt siłą z określoną szybkością. Rejestruje się siłę, przy której pojawia się pierwsze pęknięcie, ostateczną siłę niszczącą oraz rodzaj zniszczenia połączenia.

Podobnie jak w przypadku pomiarów obciążenia niszczącego metodą rozciągania, za istotne mankamenty należy uznać mało precyzyjne zapisy dotyczące wykonania złącza płyt oraz brak wymagań normowych w tym zakresie (tabela 2). Zastosowanie do wykonania spoiny dobrej jakości taśmy papierowej zwiększa wytrzymałość spoiny metodą zginania. Na fot. 7 można zaobserwować, że rozerwanie nastąpiło poza spoiną i taśmą zbrojącą.

Podsumowanie

1. Norma europejska PN-EN 13963:2008 [3] stanowi ważny element w rozwoju mas szpachlowych stosowanych do spoinowania i wykańczania płyt gipsowo-kartonowych w systemach suchej zabudowy wnętrz. Jest to bowiem pierwszy w kraju dokument normatywny opracowany dla tego typu materiału. Obowiązująca wcześniej norma krajowa PN-B-30042:1997 [1], obejmująca gipsy szpachlowe odmiany F, nie pozwalała w pełni na ocenę specyficznych właściwości mas szpachlowych i ich kompatybilności z płytami gipsowo-kartonowymi. Nie uwzględniała ponadto mas opartych na spoiwie innym niż siarczan wapnia.
2. Ważnym elementem ujętym w normie europejskiej jest podział mas szpachlowych, uwzględniający zarówno ich przeznaczenie, jak i mechanizm twardnienia (a pośrednio rodzaj spoiwa w masie). Norma podaje wymagania i wzorcowe metody badań, rozróżniając je głównie w zależności od zastosowania taśmy papierowej lub jej braku.
3. Można uznać, że metody badań mas szpachlowych są w dużym stopniu odzwierciedleniem warunków praktycznych stosowania tych wyrobów. W normie sprecyzowano wymagania dotyczące parametrów mających wymiar praktyczny, jak: czas wiązania, odporność na powstawanie spękań czy przyczepność do płyty gipsowo-kartonowej.
4. Za szczególnie interesujące należy jednak uznać oznaczenia wytrzymałości złącza płyt z masą szpachlową. Istotnym mankamentem tych badań są mało precyzyjne zapisy normy, pozwalające w pewnym stopniu na dowolność wykonania złączy (co wpływa na wyniki badań) oraz brak wymagań dotyczących tej właściwości mas szpachlowych.
5. Norma dotyczy również taśm papierowych stosowanych jako dodatkowe zbrojenie spoiny między płytami. Stabilna i odpowiednio wytrzymała taśma zwiększa trwałość złącza i eliminuje ryzyko powstawania rys skurczowych, a dzięki temu przyczynia się do estetycznego i bezpiecznego w użytkowaniu wykończenia płyt gipsowo-kartonowych.

Literatura

1. PN-B-30042:1997, „Spoiwa gipsowe. Gips szpachlowy, gips tynkarski i klej gipsowy”.
2. EN 13963:2005, „Jointing materials for gypsum plasterboards. Definitions, requirements and test methods”.
3. PN-EN 13963:2008, „Materiały łączące do płyt gipsowo-kartonowych. Definicje, wymagania i metody badań”.
4. PN-EN 520+A1:2010, „Płyty gipsowo-kartonowe. Definicje, wymagania i metody badań”.
5. PN-EN 14190:2007, „Wyroby przetworzone z płyt gipsowo-kartonowych. Definicje, wymagania i metody badań”.
6. PN-EN 13815:2008, „Wyroby gipsowe z dodatkiem włókien. Definicje, wymagania i metody badań”.
7. PN-EN 13279-1:2009, „Spoiwa gipsowe i tynki gipsowe. Definicje, wymagania i metody badań”.
8. EN ISO 1924-2:2009, „Papier i tektura. Oznaczanie właściwości przy działaniu sił rozciągających. Badanie przy stałej prędkości rozciągania”.

MAJ 2010

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!