Materiały do wzmocnienia połączeń płyt gipsowo­-kartonowych – przegląd i właściwości

Na rynku istnieje wiele rodzajów płyt gipsowo-kartonowych różniących się od siebie przeznaczeniem, sposobem wykończenia krawędzi, grubością i wymiarami.

Do wypełniania połączeń stosuje się dwie grupy materiałów:

• materiały gotowe do stosowania na bazie różnych dyspersji
• lub materiały na bazie gipsu.

Grubsze warstwy mas na spoiwach dyspersyjnych mają tendencję do powierzchniowego pękania związanego ze skurczem oraz długiego czasu schnięcia w głębszych warstwach. Prowadzić to może do odwarstwiania masy od płyty w wyniku powstawania siły rozciągającej podczas skurczu.

Spoiwa gipsowe wiążą w całej masie i nie ma większych problemów z wypełnianiem głębokich spoin. Jednocześnie są one znacznie mniej elastyczne niż masy dyspersyjne.

Do wzmocnienia połączenia i zapobiegania jego zarysowaniu stosuje się masy szpachlowe do spoinowania bez użycia taśmy lub kilka rodzajów materiałów zbrojących: taśmy papierowe, flizelinę lub siatki z włókna szklanego, a także taśmy kompozytowe typu tuff-tape.

Materiały do wzmocnienia styków płyt gipsowo­‑kartonowych

Zastosowanie odpowiedniej masy oraz właściwe szpachlowanie i spoinowanie stanowi gwarancję uzyskania trwałego połączenia oraz idealnego wykończenia powierzchni płyt gipsowo-kartonowych [1].

Podczas badań zastosowano gotową masę szpachlową twardniejącą poprzez wysychanie oraz cztery rodzaje taśm zbrojących do płyt gipsowo-kartonowych.

Płyta gipsowo-kartonowa typu A wg PN-EN 520+A1:2012 [2] została przygotowana w ten sposób, aby spoina wykonywana była na krawędziach ciętych, nieprzygotowywanych fabrycznie, fazowanych ręcznie (FOT. 1).

W skład masy szpachlowej według deklaracji producenta wchodziła dyspersja styrenowo-akrylowa w ilości kilku procent oraz naturalny węglan wapniowo-magnezowy. Masę szpachlową sklasyfikowano jako typ A, co oznacza, że twardnieje wyłącznie przez wysychanie.

Do wzmocnienia spoiny użyto taśmy papierowej, flizeliny, siatki z włókna szklanego (taka nazwa jest powszechnie stosowana, chociaż jest to raczej tkanina, ponieważ posiada wątek i osnowę) oraz stosunkowo nowy materiał - taśmę tuff-tape (FOT. 2-5).

Taśma papierowa jest rozwiązaniem mającym potencjalnie stworzyć w miejscu spoiny materiał kompatybilny z samą płytą gipsowo-kartonową, której powierzchnie wzmacniane są również papierem. Taśma papierowa wymieniona jest w normie PN-EN 13963:2014­‑10 [3], gdzie określona została jako wstęga z papierowego materiału zbrojącego przewidziana do zatopienia w masie szpachlowej w celu wzmocnienia spoiny.

Wadą zwykłych taśm papierowych jest tendencja do falowania lub marszczenia się, spowodowana nierównym wnikaniem wilgoci. Nasiąkliwość papieru może spowodować odciąganie wody z masy gipsowej, dlatego też zaleca się zwilżanie jej przed nałożeniem na złącze.

Flizelina jest materiałem z włókien szklanych, sprasowanych ze sobą, i ma znacznie niższą wytrzymałość niż taśma papierowa. Stosowanie tego materiału nie pociąga za sobą problemów z pojawianiem się pęcherzy pod jej powierzchnią, w przeciwieństwie do taśm papierowych [4].

Siatki z włókna szklanego dobrze sprawdzają się w przypadku działania sił rozciągających wzdłuż wątku lub osnowy. Przy działaniu sił pod kątem 45° ich wytrzymałość maleje niemal do zera, w związku z czym muszą być układane staranie wzdłuż łączenia. Siatki samoprzylepne umożliwiają przeciskanie masy przez oczka i naklejane są bezpośrednio na łączone krawędzie przygotowane fabrycznie.

Stosunkowo nowym rozwiązaniem jest stosowanie taśm tuff-tape, które nie są jednorodne materiałowo jak papier czy włókna szklane. W ich skład wchodzą kopolimer etylenu i octanu winylu, bawełna, wełna oraz klej lateksowy. Według producentów materiał ten ma maskować pęknięcia i rysy na sufitach i ścianach, a także służyć do napraw powierzchni, gdzie siatka i papier uległy zniszczeniu [5].

Stosowanie taśmy papierowej, flizeliny i taśmy tuff-tape wymaga wstępnego wypełnienia spoiny masą szpachlową, następnie ułożenia warstwy wzmacniającej, na którą nakłada się ponownie masę szpachlową i warstwy wykończeniowe. Natomiast zastosowanie siatki z włókna szklanego wymaga użycia tylko jednej warstwy masy szpachlowej, którą nakładamy na przyklejoną warstwę wzmacniającą.

Badania styków płyt gipsowo-kartonowych

W pracy przedstawiono wyniki czteropunktowego zginania analizowanych rozwiązań materiałowych. Oznaczono obciążenie niszczące i wytrzymałość oraz ugięcie złącza podczas badania. Na przygotowanych złączach płyt g-k naniesiono warstwę masy do spoinowania (w trzech etapach), zatapiając materiały zbrojące na powierzchni płyty i spoiny.

W badaniach zastosowano pary płyt (typ A) o wymiarach 200×300 mm i grubości 12,5 mm. Spoiny kondycjonowano w warunkach laboratoryjnych przez 7 dni w temperaturze 23°C ±2°C i wilgotności względnej powietrza 50% ±5%. Następnie umieszczono każdą z próbek poziomo, spoiną do dołu. Tak przygotowany zestaw poddano czteropunktowemu zginaniu w maszynie wytrzymałościowej INSTRON 3384.

Siłę przyłożono symetrycznie poprzez walce stalowe położone w odległości co 100 mm. Odległość między podporami wyniosła 300 mm. Siła wzrastała równomiernie z szybkością 250 N/min. Rejestrowano siłę i przemieszczenie. Dodatkowo umieszczono czujnik zegarowy w miejscu spoiny. Moment pojawienia się rysy umożliwiało lustro umieszczone pod próbką (FOT. 6). 

Przeanalizowano pięć rozwiązań materiałowych:

• spoinę niewzmocnioną,
• spoinę wzmocnioną siatką szklaną,
• spoinę wzmocnioną flizeliną,
• spoinę wzmocnioną taśmą papierową,
• spoinę wzmocnioną taśmą tuff-tape.

Dla każdego rozwiązania materiałowego wykonano trzy oznaczenia. Przebieg badań rejestrowano kamerą, ponieważ przy obserwacji podczas badania trudno jest precyzyjnie uchwycić moment pojawienia się rysy, a w przypadku braku wzmocnienia łącza taśmami zniszczenie ma charakter gwałtowny.

Analiza wyników i wnioski

Wykresy zależności siła-przemieszczenie przedstawiono na RYS. 1.

Najmniejszą wartość siły niszczącej podczas zginania oraz ugięcia uzyskano dla masy szpachlowej bez wzmocnienia, natomiast najwyższą wartość siły podczas zniszczenia i ugięcie otrzymano przy użyciu taśmy tuff-tape.

Zastosowanie flizeliny lub taśmy papierowej daje bardzo zbliżone rezultaty, które są lepsze niż przy zastosowaniu siatki szklanej.

Masa szpachlowa wykorzystana podczas badań była dobrej jakości. Miejsce zniszczenia we wszystkich analizowanych rozwiązaniach występuje tuż poza spoiną w najsłabszym miejscu, gdzie okładzina papierowa występuje tylko od strony spodniej (FOT. 7-8). Czerwonymi strzałkami zaznaczono miejsce zniszczenia. Żółte linie przedstawiają kształt spoiny, natomiast czarne kreski jej środek. Stosowanie słabszych mas szpachlowych według badań autorów może skutkować zniszczeniami na styku masa-fazowana płyta.

W TABELI przedstawiono wyniki wytrzymałości w czteropunktowym zginaniu w poszczególnych rozwiązaniach. Jednocześnie podano przemieszczenie przy maksymalnej sile. Podane parametry są wartościami średnimi oznaczonymi dla trzech próbek.

Najlepsze wyniki w połączeniu z gotową masą szpachlową daje taśma tuff-tape. Jej odkształcenia własne są znacznie większe od innych taśm zbrojących, co w połączeniu z elastyczną masą szpachlową daje bardzo dobre rezultaty.

Zastosowanie standardowych rozwiązań, takich jak taśma papierowa, flizelina czy siatka z włókna szklanego, poprawia wytrzymałość łącza kilkukrotnie. Jedyną wadą taśmy tuff-tape jest jej cena, kilkakrotnie przekraczająca koszt pozostałych materiałów.

Literatura

1. M. Sobala, K. Nosal, "Sucha zabudowa ścian - badania materiałów do spoinowania w aspekcie wdrożonych nowych norm europejskich", Praca Instytutu Szkła, Ceramiki, Materiałów Ogniotrwałych i Budowlanych nr 2, Warszawa-Opole 1998.
2. PN-EN 520+A1:2012, Płyty gipsowo-kartonowe. Definicje, wymagania i metody badań.
3. PN-EN 13963:2014-10, Materiały do spoinowania płyt gipsowo­‑kartonowych. Definicje, wymagania i metody badań.
4. http://porady-montera.eu/fizelina-czy-tasma-papierowa.5. http://www.straitflex.com/products.php.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!