Właściwości tynków opartych na spoiwach organicznych

Tynki organiczne ze względu na miejsce zastosowania dzieli się na wewnętrzne lub zewnętrzne. Tynki wewnętrzne przede wszystkim pełnią funkcje dekoracyjne, natomiast podstawowym zadaniem tynku zewnętrznego, oprócz pełnienia funkcji dekoracyjnej, jest ochrona elewacji budynku przed wpływami czynników atmosferycznych i zanieczyszczeń zawartych w powietrzu i wodzie opadowej oraz przed uszkodzeniami mechanicznymi. Ponadto tynki zewnętrzne stanowią warstwę termoizolacyjną i pełnią funkcje estetyczne - nadają budynkowi niepowtarzalny wygląd.

Tynki organiczne ze względu na rodzaj zastosowanego spoiwa dzielą się na:

• akrylowe,
• silikonowe,
• silikatowe,
• mieszane (hybrydowe).

Spoiwem w tynku akrylowym jest głównie polimer lub kopolimer akrylowy, lub akrylowo-styrenowy w postaci zawiesiny wodnej. W tynkach krzemianowych materiałem wiążącym jest szkło wodne potasowe, natomiast w tynkach silikonowych, jak sama nazwa wskazuje, spoiwem są silikony - syntetyczne polimery krzemoorganiczne o strukturze siloksanów, w których atomy krzemu podstawione są najczęściej grupami metylowymi lub etylowymi [1, 2]. Najczęściej w tynkach krzemianowych i silikonowych oprócz dyspersji, która jest wskazana w nazwie tynku, znajduje się również dyspersja akrylowa [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7].

Tynki hybrydowe to połączenie różnych spoiw w jednym materiale w celu wykorzystania jak najpełniej z właściwości różnych składników. Wśród tynków hybrydowych wyróżnić można tynki silikatowo-silikonowe oraz akrylowo-silikonowe.

W zależności od zastosowanego spoiwa organicznego tynki powinny wykazywać odmienne właściwości.

Stosowana żywica akrylowa nadaje tynkom z jednej strony dużą elastyczność i małą nasiąkliwość, z drugiej strony utrudnia proces dyfuzji pary wodnej i dwutlenku węgla, co w niektórych przypadkach jest niekorzystną cechą. Parametry te są szczególnie odpowiedzialne za powstawanie wykropleń pod warstwą tynku i powodowanie szkód. Tynki te charakteryzują się dobrą przyczepnością do podłoża.

Tynk akrylowy jest materiałem bardzo szczelnym oraz odpornym na zanieczyszczenia atmosferyczne. Tynki akrylowe mogą występować w bogatej ofercie kolorystycznej. Ich wadą w porównaniu z tynkami mineralnymi jest mniejsza trwałość, spowodowana przede wszystkim starzeniem pod wpływem czynników atmosferycznych i promieniowania ultrafioletowego [1, 4].

Tynki silikatowe (krzemianowe) wytwarzane są na bazie szkła wodnego potasowego i wodnej dyspersji spoiwa organicznego oraz starannie dobranych kruszyw fakturujących i wypełniających. Najczęściej zwierają również dodatek silikonu zwiększający odporność na wpływy atmosferyczne.

Zaletami tynków silikatowych są:

• duża trwałość i odporność na działanie agresywnych czynników atmosferycznych,
• mała nasiąkliwość,
• bardzo duża przyczepność do podłoża
• oraz wysoka paroprzepuszczalność.

Tynki silikatowe są odporne na zabrudzenia oraz na korozję mikrobiologiczną. Są mniej elastyczne od tynków akrylowych, ale bardziej elastyczne od tynków mineralnych. Tynk silikatowy jest nowoczesnym, łatwo obrabialnym, odpornym na warunki atmosferyczne tynkiem. Jest w pełni zmywalny i znacznie spowalnia proces zabrudzenia (odpycha kurz). Tynki silikatowe wymagają pewnej wprawy w ich wykonywaniu z uwagi na kinetykę reakcji szkła wodnego, które po naniesieniu na powierzchnię reaguje z CO2 z powietrza zgodnie z reakcją:

stąd, aby właściwie wykonać tynk silikatowy, należy zwrócić szczególną uwagę na warunki pogodowe.

Aplikacja oraz wiązanie tynku w warunkach innych niż zalecane przez producenta mogą doprowadzić do nieodwracalnych, niepożądanych zmian jego właściwości fizyko-chemicznych. Tynki silikatowe ze względu na wysoką alkaliczność mają ograniczoną kolorystykę.

Tynki silikonowe należą do najnowszej generacji wypraw tynkarskich gotowych do użycia. Łączą zalety tynków mineralnych i tynków opartych na spoiwach organicznych. Dominującym spoiwem w tynkach silikonowych jest żywica silikonowa. Tynki te są modyfikowane spoiwem akrylowym. Charakteryzują się dobrą przepuszczalnością pary wodnej i dwutlenku węgla przy jednocześnie bardzo małej nasiąkliwości.

Tynki silikonowe, dzięki swojej mikrostrukturze i braku tworzenia się na powierzchni ładunków elektrostatycznych, mają cechę usuwania wszelkich zabrudzeń, np. pod wpływem opadów atmosferycznych (tzw. efekt samooczyszczania) (RYS. 1). Są w pełni zmywalne i znacznie spowalniają proces zabrudzenia (odpychają kurz). Cechuje je wysoka elastyczność, przez co są odporne na uszkodzenia mechaniczne, a także wysoka przyczepność, zwłaszcza do gładkich podłoży. Żywice silikonowe są bardziej odporne na działanie promieni UV niż większość żywic syntetycznych.

Na RYS. 2 przedstawiono zalety i wady omawianych tynków.

Metody badań

Aby określić wpływ rodzaju zastosowanego spoiwa organicznego i wielkości ziaren kruszywa fakturującego na właściwości tynków organicznych, przeprowadzono następujące oznaczenia: przyczepności do podłoża, przepuszczalności wody oraz przenikania pary wodnej.

Oznaczenie przyczepności przez odrywanie tynków przeprowadzono zgodnie z normą PN-EN 1542:2000 [8]. Badania przepuszczalności wody przez tynki organiczne wykonano zgodnie z normą PN-EN 1062-3:2008 [9]. Szybkość przenikania wody oceniano za pomocą bloczków silikatowych, których jedną z płaszczyzn czołowych pokrywano tynkiem organicznym, a pozostałe zabezpieczano żywicą epoksydową. Badania wykonywano na trzech próbkach. Po 28 dniach schnięcia próbki poddawano trzem cyklom w następujących warunkach:

• 24 godz. przechowywanie w wodzie o temp. (23 ± 2)°C,
• 24 godz. schnięcie w temp. (50 ± 2)°C.

Oznaczenie przenikania pary wodnej wykonano zgodnie z normą PN-EN ISO 7783:2012 [10] dla powłok swobodnych tynku, metodą mokrych naczynek. Po 28 dniach schnięcia próbki poddawano takim samym cyklom, jak w przypadku badania przepuszczalności wody.

Próbki do badań

Przedmiotem badań były tynki, w których jako spoiwa organiczne zastosowano dyspersję akrylową, dyspersję silikonową oraz szkło wodne potasowe. W tynkach silikatowym oraz silikonowym oprócz dyspersji silikonowej i szkła wodnego zastosowano również dyspersję akrylową. W recepturach zastosowano taką samą ilość dyspersji, kruszywa mineralnego, wypełniacza, modyfikatorów, pigmentu i wody. Aby określić wpływ uziarnienia zastosowanego kruszywa, przygotowano wymienione rodzaje tynków z kruszywem o wielkości ziarna: 1,0 mm, 1,5 mm, 2,0 mm.

Pomiar przyczepności przez odrywanie

Na FOT. 1 i FOT. 2 zamieszono widok próbek i stanowiska badawczego do badań przyczepności. W TAB. 1 i na RYS. 3 przedstawiono wyniki badań przyczepności tynków w zależności od wielkości zastosowanego ziarna fakturującego oraz rodzaju spoiwa organicznego.

Z przedstawionych wyników widać, że najlepszą przyczepnością do podłoża betonowego charakteryzuje się tynk akrylowy. Otrzymana wartość przyczepności waha się od 2,3 MPa dla tynku o granulacji kruszywa 1,0 mm do 1,1 MPa dla tynku o granulacji kruszywa 2,0 mm. Tynk mozaikowy charakteryzuje się wysoką przyczepnością do podłoża, natomiast najniższą wartość przyczepności uzyskano dla tynku silikatowego.

Na RYS. 4 przedstawiono wykres zależności przyczepności tynku akrylowego od wielkości zastosowanego ziarna fakturującego. Na podstawie otrzymanych wyników można stwierdzić, że przyczepność tynku akrylowego maleje wraz ze wzrostem wielkości ziaren kruszywa. W przypadku pozostałych tynków nie zaobserwowano wpływu wielkości ziaren kruszywa na ten parametr.

Absorpcja wody przez tynki organiczne

Na FOT. 3 zamieszono przykładowy widok próbki do badania absorpcji wody.

W TAB. 2 przedstawiono wyniki badań absorpcji wody przez tynki organiczne.

Z otrzymanych wyników badań wynika, że wielkość ziarna fakturującego nie wpływa na otrzymaną wartość absorpcji wody tynków, absorpcja wody zależy od zastosowanego rodzaju spoiwa. Przebadane tynki akrylowe, silikonowe i tynk mozaikowy mają niską absorpcję wody i można je zaklasyfikować do klasy W3.

Tynk silikatowy charakteryzuje się wysoką przepuszczalnością wody i zaklasyfikowano go do klasy W1.

Średnia przepuszczalność wody w odniesieniu do tynku akrylowego to 0,04, tynku silikatowego – 0,63, silikonowego – 0,06, a mozaikowego – 0,04.

Na RYS. 5 przedstawiono graficzne wyniki badania przepuszczalności wody przez tynki w zależności od zastosowanego spoiwa organicznego. Podane na wykresie wartości przepuszczalności poszczególnych tynków są wartościami średnimi obliczonymi dla tynków zawierających ten sam rodzaj spoiwa organicznego, ale różniących się zastosowaną frakcją kruszywa fakturującego.

Pomiar przepuszczalności pary wodnej przez tynki

W TAB. 3 zestawiono wyniki badań przepuszczalności pary wodnej przez tynki organiczne.

Na FOT. 4 i FOT. 5 zamieszczono przykładowy widok próbek do badań.

Z otrzymanych wyników przepuszczalności pary wodnej można stwierdzić, że badany tynk akrylowy, silikonowy i mozaikowy charakteryzują się niskim współczynnikiem przepuszczalności pary wodnej – klasa V3, przy czym tynk silikonowy ma większą przepuszczalność pary niż tynk akrylowy. Tynk silikatowy natomiast wykazuje wysoką wartość współczynnika przepuszczalności pary wodnej powyżej 150 g/m2×d i uzyskał klasę V1.

W badanych tynkach nie zauważono wpływu wielkości ziarna kruszywa fakturującego na przepuszczalność pary wodnej.

Wnioski

• Przeprowadzone badania wykazały wyraźny wpływ zastosowanego spoiwa organicznego na właściwości tynków organicznych.
• Spośród przebadanych tynków najlepszą przyczepnością do podłoża betonowego charakteryzuje się tynk akrylowy.
• Niższą wytrzymałość uzyskał tynk mozaikowy, następnie silikonowy, a najniższą silikatowy.
• Przyczepność tynku akrylowego do podłoża zależy od wielkości zastosowanego ziarna fakturującego i maleje wraz ze wzrostem wielkości kruszywa. W przypadku pozostałych tynków nie zaobserwowano wpływu wielkości ziaren kruszywa na parametr przyczepności tynku do podłoża.
• Wielkość ziarna fakturującego nie wpływa na otrzymaną wartość absorpcji wody i współczynnika przenikania pary wodnej przez tynki.
• Absorpcja wody i współczynnik przenikania pary wodnej zależy od zastosowanego rodzaju spoiwa.
• Badane tynki akrylowe, silikonowe i tynk mozaikowy mają niską absorpcję wody i wartość współczynnika przenikania pary wodnej.
• Tynk silikatowy charakteryzuje się wysoką przepuszczalnością wody i paroprzepuszczalnością.

Artykuł opracowany w ramach pracy statutowej Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Odział Szkła i Materiałów Budowlanych w Krakowie, Zakład Betonów, Zapraw i Kruszyw nr 3NS11B15.

Literatura

1. S. Czernik, "Cienkowarstwowe tynki elewacyjne", "Chemia Budowlana", styczeń 2013, s. 56.
2. PN-EN 206-1:2003, "Beton. Część 1: Wymagania, właściwości. Produkcja i zgodność".
3. http://www.tynki.info.
4. http://tynkiwpolsce.pl.
5. Materiały reklamowe firmy Kreisel.
6. Materiały reklamowe firmy Bolix.
7. M. Gaczek, S. Fiszer "Elewacyjne wyprawy tynkarskie", "Materiały Budowlane", nr 4/2003, s. 30.
8. PN-EN 1766:2001, "Wyroby i systemy do ochrony i napraw konstrukcji betonowych. Metody badań. Betony wzorcowe do badań".
9. PN-EN 1062-3:2008, "Farby i lakiery. Wyroby lakierowe i systemy powłokowe stosowane na zewnątrz na mury i beton. Część 3: Oznaczenie przepuszczalności wody".
10. PN-EN ISO 7783:2012, "Farby i lakiery. Oznaczanie właściwości przenikania pary wodnej. Metoda z zastosowaniem naczynka".
11. M. Gaczek, S. Fiszer, "Tynki cienkowarstwowe na spoiwach organicznych", www.rynekchemiczny.com.pl, nr 11/2005.
12. PN-EN 1542:2000, "Wyroby i systemy do ochrony i napraw konstrukcji betonowych. Metody badań. Pomiar przyczepności przez odrywanie".

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!