Tynki hybrydowe (na spoiwie cementowym i gipsowym)

Powszechność tego typu materiałów wynika z coraz większych oczekiwań wykonawców związanych nie tylko z parametrami samych materiałów, ale i innymi właściwościami (nie zawsze w pełni mierzalnymi), mającymi na celu [1] poszerzenie możliwości aplikacyjnych produktów i nadanie im szeroko rozumianej uniwersalności. Z tym wiąże się także nadanie cech (zasadniczych charakterystyk) wykraczających poza typowy obszar związany z konkretną grupą produktową. To z kolei przekłada się na rozbudowanie właściwości użytkowych, zwiększających niezawodność i trwałość zastosowanych rozwiązań oraz zwiększenie bezpieczeństwa ich stosowania nawet w ekstremalnych warunkach.

Od pewnego czasu na rynku chemii budowlanej pojawiły się materiały określane mianem „hybrydowych”. Jedne z pierwszych to tzw. masy hybrydowe [2], czyli hydroizolacje łączące w sobie zalety szlamów i mas KMB.

Obecnie materiałami hybrydowymi nazywane są tynki i podkłady na bazie cementu i gipsu. Mamy tu do czynienia ze swoistą „symbiozą” dwóch spoiw, które cechują się niekiedy wręcz przeciwstawnymi właściwościami, a połączone w sposób przypadkowy mogą prowadzić wręcz do rozwoju procesów destrukcyjnych (powstawanie ettringitu).

Podstawowa klasyfikacja spoiw obejmuje podział ze względu na rodzaj surowca, skład chemiczny i właściwości fizyczne, a także sposób zachowania się w środowisku wodnym i wynikający z tego zakres stosowania. Ten ostatni podział jest najczęściej spotykany i dzieli mineralne spoiwa budowlane na dwie grupy: powietrzne i hydrauliczne. Spoiwo powietrzne po zarobieniu wodą może wiązać i następnie twardnieć tylko na powietrzu, poddane zaś po związaniu i początkowym stwardnieniu działaniu wody traci swoje właściwości wiążące i wytrzymałościowe. Spoiwo hydrauliczne wiąże i twardnieje zarówno na powietrzu, jak i w wodzie bez dostępu powietrza [1] (RYS. 1).

Trwałość właściwości obu tych rodzajów spoiw ilustruje RYS. 2 [2].

Spoiwo gipsowe należy do spoiw powietrznych, zaś cement – do hydraulicznych.

Na rynku chemii budowlanej dostępna jest już dość spora gama produktów, które są produktami opierającymi się na technologii hybrydowej. Na co dzień stykamy się z określeniem hybryda, a czy tak naprawdę wiemy, czym owa hybryda jest? Otóż jest to połączenie dwóch związków chemicznych/spoiw/materiałów, których wzajemnie działanie jest na pozór niekorzystne (inhibitor/katalizator), ale dzięki zastosowaniu odpowiednich dodatków i – co ważne – w odpowiednich proporcjach pozwala je ze sobą połączyć i uzyskać parametry, których żaden z tych materiałów nigdy nie osiągnąłby w pojedynkę. Taką nowoczesną alternatywą dla produktów tradycyjnych, takich jak np. tynk cementowo-wapienny, jest wspomniana hybryda cementu i gipsu. Powstaje ona z połączenia dwóch spoiw: gipsu syntetycznego oraz cementu portlandzkiego, a także odpowiednio dobranych wypełniaczy mineralnych oraz dodatków chemicznych.

Aby dobrze zrozumieć mechanizmy, które pozwalają uzyskać produkt o tak dobrych parametrach roboczych i aplikacyjnych, należy jeszcze przypomnieć, czym są spoiwa budowlane. Pod ogólną nazwą spoiwa wiążące kryje się grupa materiałów, które rozdrobione do postaci pyłu i zarobione wodą dają plastyczny zaczyn, łatwo układający się i formujący się oraz wiążący i twardniejący na powietrzu lub w wodzie [3].

Aby stworzyć układ hybrydowy o projektowanych parametrach aplikacyjnych i wytrzymałościowych, prócz odpowiednich dodatków zwykle stosujemy regulatory czasu wiązania, czyli domieszki, które są podstawowym narzędziem regulacji szybkości wiązania zaprawy. Zgodnie z normą PN-EN 934-2 „Domieszki do betonu, zaprawy i zaczynu – Część 2: Domieszki do betonu – Definicje, wymagania, zgodność, oznakowanie i etykietowanie” [4] domieszką jest materiał dodawany podczas wykonywania mieszanki betonowej/zaprawy w ilości nieprzekraczającej 5% masy cementu w betonie, by zmodyfikować jej właściwości.

Celem modyfikacji może być:

• przyspieszenie wiązania, czyli skrócenie czasu do rozpoczęcia przechodzenia mieszanki ze stanu plastycznego w stan sztywny,
• przyspieszenie twardnienia – zwiększenie szybkości narastania wytrzymałości betonu,
• opóźnienie wiązania – domieszki przedłużają czas do rozpoczęcia przechodzenia mieszanki ze stanu plastycznego w stan sztywny.

Wszystkie powyższe sposoby wpływania na zmianę szybkości wiązania rzutują na finalne parametry produktu.

Technologia hybrydowa bazuje na domieszkach, które znacznie wydłużają czas narzutu i obróbki tynku, a także podwyższenie jego parametrów roboczych i aplikacyjnych w stosunku do tynków tradycyjnych. Są to modyfikatory opóźniające wiązanie, a ich działanie polega przede wszystkim na blokowaniu powierzchni ziaren cementu, co utrudnia dostęp wody i rozpuszczanie składników spoiwa. Na powierzchni cementu adsorbują się duże cząsteczki organiczne albo w przypadku domieszek nieorganicznych – wytrącają się warstewki trudno rozpuszczalnych związków wapnia. Tym samym cząsteczka cementu jest niereaktywna i w pierwszej kolejności reaguje gips. Opóźniacze stwarzają warunki, w których gips ulega całkowitemu przereagowaniu, a zbudowana sieć krystaliczna jest na tyle mocna, że nabudowujący się w luki między kryształami cement nie jest w stanie zniszczyć tej struktury. Układ hybrydowy, który powstaje, jest stabilny, a jego wytrzymałość rośnie w jednostce czasu, uzyskując dużo wyższe wartości w porównaniu do tynku cementowo-wapiennego. Na RYS. 3 przedstawiono sposób powstania układu hybrydowego.

Jak to się ma do cech i właściwości tynków na spoiwie cementowym i gipsowym/anhydrytowym? Ewidentnym mankamentem gipsu jest wrażliwość na wilgoć i wodę. Nie można mówić, że jest to wada – jest to cecha (oczywiście w pewnych warunkach niepożądana i ograniczająca możliwość stosowania) wynikająca z zastosowania gipsu jako spoiwa.

Jastrychy anhydrytowe mogą być stosowane wyłącznie wewnątrz i tylko w suchych pomieszczeniach. Jedynym ewentualnym dopuszczalnym wyjątkiem są łazienki i pomieszczenia sanitarne z wannami lub brodzikami, w których woda odprowadzana jest bezpośrednio do kanalizacji (brak wpustów w podłodze) oraz aneksy kuchenne w lokalach mieszkalnych.

Zastosowanie tynków gipsowych w pomieszczeniach wilgotnych i mokrych, jakkolwiek spotykane, także obarczone jest dużym ryzykiem i absolutnie nie może być bezkrytyczne.

Z drugiej strony materiały gipsowe są pod względem aplikacyjnym „bardziej przyjazne dla wykonawcy”. Mamy więc z jednej strony parametry i cechy eksploatacyjne (mierzalne), z drugiej strony – aplikacyjne (często niemierzalne, ale mające istotny wpływ na łatwość pracy z produktem). Zastawienie podstawowych cech i właściwości tynków cementowych i gipsowych w odniesieniu do tynków hybrydowych (na spoiwie gipsowym i cementowym) pokazano w TABELACH 1–2.

Tynk hybrydowy łączy w sobie cechy tynku gipsowego (gładkość, brak skurczu, z czego wynika brak spękań) i cementowego (wysoka wytrzymałość, odporność na uszkodzenia mechaniczne) oraz:

• komfortową aplikację,
• bardzo krótki okres sezonowania i szybszą utratę wilgotności,
• wytrzymałość i twardość porównywalną z tynkami cementowymi,
• szersze możliwości zastosowania – jeden produkt do pomieszczeń mokrych i suchych, oczywiście w rozsądnym zakresie.

Podsumowanie

Obecnie do dyspozycji mamy dwa rodzaje tynków: powszechnie znane tynki tradycyjne, czyli wielowarstwowe tynki cementowe i cementowo-wapienne, oraz nowoczesne jednowarstwowe tynki gipsowe. Ponadto, na rynku dostępne są również tzw. tynki suche – płyty gipsowo-kartonowe, gdzie rdzeń stanowi sprasowany gips, a papier obustronnie go zabezpiecza. Biorąc pod uwagę cechy wszystkich ww. tynków, można śmiało wywnioskować, że tynki hybrydowe mają duże szanse na zastąpienie tradycyjnych tynków z racji bardzo dobrych parametrów zarówno aplikacyjnych, jak i wytrzymałościowych, które zawdzięczają zastosowaniu dwóch spoiw: gipsu i cementu.

Literatura:

1. M. Garecki, M. Rokiel, „Kreowanie parametrów i właściwości materiałów a potrzeby rynkowe i możliwości zastosowań”, „Inżynier Budownictwa” 12/2020.
2. M. Rokiel, „Hybrydowe (reaktywne) masy uszczelniające” cz. I i cz. II, „IZOLACJE” 9/2019, „IZOLACJE” 10/2019.
3. „Budownictwo ogólne – materiały i wyroby budowlane” t. 1, praca zbiorowa pod kierunkiem prof. dr. hab. inż. Bogusława Stefańczyka, Wydawnictwo Arkady 2009.
4. PN-EN 934-2, „Domieszki do betonu, zaprawy i zaczynu – Część 2: Domieszki do betonu – Definicje, wymagania, zgodność, oznakowanie i etykietowanie”.
5. Strona internetowa: www. gorazdze.pl