Właściwości, parametry i zastosowanie tynków glinianych

Glina to ilasta skała osadowa złożona z minerałów ilastych, kwarcu, skaleni i substancji koloidalnych. Może zawierać okruchy innych skał oraz substancje organiczne (humus, korzenie).

Gliną budowlaną nazywa się surowiec służący do wyrobu glinianych materiałów budowlanych (nie muszą być to wyłącznie tynki). Tynkarska zaprawa gliniana to zwykle glina budowlana z dodatkiem drobnoziarnistych dodatków i/lub mikrowłókien. Jeżeli gęstość objętościowa w stanie suchym nie przekracza 1200 kg/m3, to można mówić o lekkim tynku glinianym.

Tynki czysto gliniane zawierają jako spoiwo tylko glinę. Literatura niemiecka wyróżnia także tzw. glinowe zaprawy tynkarskie stabilizowane. Oprócz gliny zawierają one inne mineralne lub organiczne spoiwa lub dodatki, takie jak wapno, cement, gips, inne dodatki stabilizujące (piasek, sieczkę ze słomy, paździerze lniane itp.) lub metylocelulozę. Niektóre z nich mogą być trudno- lub nierozpuszczalne w wodzie, dlatego ilość i rodzaj dodatków/modyfikatorów muszą być precyzyjnie określone - mają one wpływ na końcowe właściwości materiału.

Zastosowanie gliny w budownictwie, zwłaszcza wiejskim, ma bogatą tradycję, począwszy od wypełniania ścian w budynkach i konstrukcjach szachulcowych czy wręcz murowania ścian na zaprawach gliniano-wapiennych, poprzez wykonywanie polep czy jastrychów glinianych i tynków, a skończywszy na wypełnianiu przestrzeni międzylegarowych w stropach drewnianych.

Zaprawy gliniane mogą być wytwarzane zarówno metodą rzemieślniczą, jak i przemysłową (fabrycznie przygotowany wyrób), co nie pozostaje bez wpływu na ich parametry i właściwości.

W odniesieniu do tynków/systemu tynków glinianych, podobnie jak dla tynków specjalistycznych, należy określić:

• właściwości i wynikające z nich zastosowania,
• budowę systemu,
• wymagania stawiane podłożu,
• sposób przygotowania podłoża,
• sposób wykończenia powierzchni,
• możliwość wykonania wymalowań.

Właściwości

Najważniejsze właściwości tynków glinianych należy podzielić na dwie grupy: wytrzymałościowe i wilgotnościowe. Do tych pierwszych należy zaliczyć dobrą siłę wiązania (przyczepność w stanie plastycznym) oraz niską wytrzymałość na ściskanie i zginanie. Do właściwości wilgotnościowych zaliczyć należy wysoką przewodność kapilarną, zdolność do wchłaniania wilgoci z powietrza (wysoką sorpcję wilgoci), a także wysoką dyfuzyjność. Dodatkową cechą jest dość wysoki skurcz przy wysychaniu.

Każdy z mineralnych materiałów budowlanych cechuje się zdolnością pochłaniania wilgoci z otaczającego powietrza oraz oddawania jej z powrotem do atmosfery. Ta zdolność do pobierania i oddawania wilgoci daje się opisać tzw. izotermami sorpcji. Przedstawiają one ilość wody znajdującej się w materiale w zależności od względnej wilgotności otaczającego powietrza.

W określonych warunkach wilgotnościowych ustala się pewien stan równowagi i ta ilość wchłoniętej wilgoci zwana jest wilgocią higroskopijną, a odpowiadająca jej wilgotność materiału (masowa lub wilgotnościowa, określana w %) zwana jest wilgotnością higroskopijną.

Ilość wilgoci higroskopijnej w materiale zależy przede wszystkim od wilgotności względnej otaczającego powietrza. Ze wzrostem wilgotności wzrasta również ilość higroskopijnie wchłoniętej wilgoci.

Na RYS. 1 przedstawiono przykładowe izotermy sorpcji.

Zdolność do sorpcji wilgoci z powietrza i brak odporności na oddziaływanie wilgoci wynika z faktu, że mamy tu do czynienia z fizycznym wysychaniem świeżej zaprawy tynkarskiej.

Fizyczne wysychanie to nic innego, jak oddawanie wilgoci do otaczającego powietrza. Gotowa do nałożenia zaprawa zaczyna od razu wysychać (rezultatem jest uzyskanie związanej, suchej zaprawy o określonych parametrach wytrzymałościowych). Jednak jest to proces odwracalny.

Ponowne dodanie wody skutkuje uplastycznieniem zaprawy. Nie ma tu reakcji chemicznej.

Czas zużycia i obróbki jest - przynajmniej teoretycznie - nieograniczony. Dlatego zastosowanie tego typu tynków jest ograniczone do stref wewnętrznych. Ewentualne zastosowania zewnętrzne są możliwe tylko w obszarach chronionych przed oddziaływaniami atmosferycznymi.

Dodatkowo parametry wytrzymałościowe tynku (przede wszystkim wytrzymałość na ściskanie) mogą się znacznie różnić - zwykle tynki gliniane nie mają zbyt wysokiej wytrzymałości na ściskanie (i związanej z tym odporności na uszkodzenia mechaniczne), co ogranicza ich zastosowanie do miejsc nienarażonych na uszkodzenia. Nie oznacza to, że niemożliwe jest ich zastosowanie w pomieszczeniach intensywniej obciążonych, np. w klatkach schodowych czy korytarzach, jednak taką decyzję należy podjąć indywidualnie.

Możliwe jest także zastosowanie tynków glinianych w pomieszczeniach wilgotnych. Nie wolno jednak stosować ich w strefach narażonych na oddziaływanie wody rozbryzgowej.

Kolejną cechą tynków glinianych jest zdolność do kapilarnego transportu wilgoci. Ma ona wpływ na ograniczenia w zastosowaniu tynków, jednakże z drugiej strony wpływa pozytywnie (oczywiście w ograniczonym zakresie) na zdolność do regulowania klimatu w pomieszczeniu (wahania wilgotności względnej powietrza, np. na skutek gotowania, zmywania, ogrzewania są niwelowane/zmniejszane przez krótkotrwale magazynowanie i oddawanie pary wodnej przez tynki).

Wytrzymałość tynków glinianych na ściskanie wynosi zwykle od 0,5 MPa do 3 MPa, przyczepność od 0,1 MPa do 0,2 MPa, natomiast moduł E od 1000 MPa do 3000 MPa. Z parametrów opisujących zachowanie się tynku wobec wody/wilgoci należy wymienić:

• współczynnik oporu dyfuzyjnego μ_H2O ≥ 6 oraz ≤ 10,
• zawartość porów powietrza rzędu 20-30% (objętościowo),
• współczynnik nasiąkliwości powierzchniowej 10-20 kg/m²h^1/2,
• kapilarny pobór wody po 24 godz. 50-80 kg/m² [2].

Współczynnik przewodzenia ciepła λ wynosi zwykle od 0,4 W/(m·K) do 0,8 W/(m·K). Górny zakres jest więc porównywany z λ tradycyjnego tynku wapiennego [od 0,7 W/(m·K) do 0,8 W/(m·K)].

W TAB. 1 i TAB. 2 podano wymagania stawiane tynkom glinianym w zależności od zastosowania.

Skurcz zaprawy glinianej nie powinien być większy niż 2%, jednak jest to wartość maksymalna. W zasadzie powinien być on określony w odniesieniu do konkretnego zastosowania. Zbyt duży skurcz może ograniczyć zastosowanie tynku, zwłaszcza gdy stosuje się go w grubszej warstwie (im grubsza warstwa, tym większa tendencja do skurczu).

Zastosowanie

Tynki gliniane stosowane są zwykle w układzie jedno- lub wielowarstwowym (RYS. 2 i RYS. 3). Mogą być stosowane przede wszystkim jako [2] [4]:

• tynki naprawcze lub tynki wygładzające na uprzednio wykonanych tynkach glinianych, cegłach surowych, murach pruskich, stropach drewnianych itp.,
• tynki na ścianach i stropach, zastępujące tradycyjne tynki wapienne, wapienno-cementowe lub gipsowe,
• tynki grzewcze w systemach ogrzewania ściennego,
• tynki dekoracyjne na mineralnych podłożach.

Budowa systemu tynków glinianych

Równe, jednorodne, szorstkie i chłonne podłoże pozwala na nałożenie zaprawy w jednej warstwie (RYS. 2). Jeżeli wymagane jest nałożenie grubej warstwy albo wykonanie gładzi lub warstwy dekoracyjnej, konieczne jest odpowiednio dwuwarstwowe nakładanie albo zastosowanie gładzi/warstwy dekoracyjnej.

Podłoże szorstkie, chłonne lecz nierówne [typu stary mur, istniejący tynk z uszkodzeniami (RYS. 3)] lub niechłonne (beton szalunkowy) wymaga odpowiednio stosowania dodatkowo tynku podkładowego lub obrzutki poprawiającej przyczepność.

Tynk podkładowy ma zwykle gr. 10-20 mm i jednocześnie zapewnia odpowiednią przyczepność. Powinien mieć jak najmniejszy skurcz, dlatego może zawierać kruszywo o uziarnieniu do 4 mm i/lub dodatek włókien. Powierzchnia po wyschnięciu musi być szorstka, aby zapewnić przyczepność kolejnej warstwy. Obrzutka wykonana na równym, gładkim podłożu może być cieńsza (od 5 mm, wówczas stosuje się zaprawę o nieco innym uziarnieniu).

Narzut ma zwykle gr. 3-12 mm i wykonywany jest z zaprawy o uziarnieniu nieprzekraczającym 2 mm, z ewentualnym zbrojeniem krótkimi włóknami.

Gładź lub tynk szlachetny wykonywane są w warstwie do 3 mm. Mogą być stosowane nie tylko na tynku jednowarstwowym lub systemie tynków, lecz także na odpowiednio przygotowanym podłożu mineralnym.

Zastosowanie tynku jednowarstwowego lub systemu wielowarstwowego, z ewentualną wkładką zbrojącą, jest uwarunkowane rodzajem i stanem podłoża, charakterem pracy tynkowanego elementu, a także wymaganiami optycznymi (estetycznymi) i użytkowymi.

Podłoże

Podłożem pod tynki gliniane może być [2], [4]:

• kamień naturalny,
• cegła,
• pustak,
• beton komórkowy,
• beton (o szorstkiej powierzchni),
• bloczek gipsowy,
• tynk wapienny,
• tynk wapienno-cementowy,
• tynk gipsowy,
• drewno i materiały drewnopochodne itp.

Wykluczone jest zastosowanie tynków glinianych na podłożach wilgotnych lub mokrych czy zasolonych. Grozi to utratą wytrzymałości tynku przy przesiąknięciu wilgocią. Przy wysokim stopniu przesiąknięcia wilgocią są one ponadto podatne na rozwój grzybów pleśniowych (efekt ten mogą potęgować wrażliwe na butwienie organiczne dodatki).

W przypadku podłoży wrażliwych na wilgoć należy zwrócić uwagę na niebezpieczeństwo oddziaływania wilgoci wprowadzonej do podłoża przez świeżo nałożony tynk, dlatego w takich sytuacjach warto przeprowadzić próby. Podłoże zawsze musi być czyste, stabilne, nośne i powietrzno-suche.

Należy podkreślić, że jakość warstwy wierzchniej jest bezpośrednio zależna od stanu podłoża.

Ocena stanu podłoża obejmuje typowe badania wykonywane przed nakładaniem tradycyjnych wypraw tynkarskich. Są to:

• ocena wizualna w świetle rozproszonym, polegająca na szukaniu zanieczyszczeń i zabrudzeń, złuszczeń, rys i spękań itp.,
• próba ścierania, np. ręką lub czystą szmatką - pozwala to na ocenę oczyszczenia podłoża z pyłu, kurzu, luźnych i niezwiązanych cząstek itp.,
• próba drapania ostrym narzędziem, np. ostrzem - pozwala to na ocenę podłoża pod względem stabilności i nośności,
• próba zwilżania czystą wodą; brak oznak wsiąkania wody (tworzenie się kropel/perlenie się wody) wskazuje na zbyt małą chłonność i/lub występowanie zanieczyszczeń,
• pomiar wilgotności podłoża.

Podłoża nierówne wymagają zastosowania wielowarstwowych systemów tynków glinianych. Baczną uwagę należy zwrócić na całkowite wyschnięcie nałożonej warstwy przed rozpoczęciem nakładania kolejnej.

• Szorstkość można nadać przez przetarcie np. stalową szczotką lub twardą miotłą, alternatywnie można zastosować obrzutkę poprawiającą przyczepność.
• Stabilność/nośność podłoża można poprawić np. przez usunięcie luźnych i niezwiązanych cząstek, usunięcie niestabilnych fragmentów i warstw.
• Zanieczyszczenia typu smoła lub sadza należy usunąć mechanicznie.

W przypadku stosowania wody do czyszczenia powierzchni należy maksymalnie ograniczać jej ilość.

Wykwity i wysolenia należy poddać odpowiednim badaniom (zależnym od charakteru i miejsca ich występowania), w skrajnych przypadkach uniemożliwiają one stosowanie tynków glinianych. Z tego powodu szczególną uwagę należy zwrócić na stosowanie tynków glinianych w starych, uprzednio zawilgoconych lecz poddanych renowacji budynkach.

Właściwości i sposób wysychania tynków glinianych wymuszając ich stosowanie wyłącznie po zakończeniu prac renowacyjnych i trwałym obniżeniu zawilgocenia przegród do akceptowalnego poziomu.

Wysychanie tynków glinianych

Fizyczne wysychanie tynków w połączeniu z relatywnie wysokim skurczem powoduje, że sposób postępowania z tynkami glinianymi (pielęgnacja) jest zupełnie inny niż tradycyjnych tynków.

Tynki gliniane muszą móc szybko i równomiernie wysychać. Szybkie wysychanie tylko pojedynczych, wybranych stref może prowadzić do lokalnego tworzenia się rys skurczowych. Dotyczy to szczególnie sytuacji/przypadków, gdy wysychająca warstwa tynku ma gr. > 1,5 cm, tynk jest położony na niechłonnym podłożu (np. betonowym) lub w pomieszczeniu występuje wysoka wilgotność względna powietrza. Problemem może być także zbyt niska temperatura otoczenia (10°C lub mniej).

Wilgotność higroskopijna suchego tynku glinianego wynosi ok. 1,5% (masowo). Ocenę wizualną ułatwia fakt, że tynk suchy jest znacznie jaśniejszy od tynku wilgotnego/mokrego. Wyschnięty tynk ma kolor niemal identyczny z kolorem suchej zaprawy w worku, a wilgotne miejsca przypominają "cienie" -są wyraźnie ciemnejsze.

Pomiar zawilgocenia jest możliwy w zasadzie metodami bezpośrednimi. Wszelkiego rodzaju mierniki elektroniczne (tzw. metody pośrednie) bez uprzednio opracowanej krzywej regresji są bezużyteczne.

Na wysychanie tynków mają wpływ także inne prace budowlane, np. układanie jastrychów. Ich wysychanie może w znaczny sposób wpłynąć na proces wysychania tynków glinianych - zwiększają one wilgotność wględną powietrza, co utrudnia (a w skrajnym przypadku uniemożliwia) wyschnięcie tynku.

W powietrzu zawsze znajduje się para wodna. Jednakże jej ilość nie jest ograniczona, powietrze może przyjąć tylko określoną ilość pary wodnej. Ilość ta zależy od temperatury powietrza i spada wraz ze spadkiem temperatury. Jej ilość określa względna wilgotność powietrza, czyli wyrażony w procentach iloraz znajdującej się w chwili obecnej ilości pary wodnej do jej maksymalnej wartości.

Jeżeli, dla tej samej zawartości pary wodnej w powietrzu, jego temperatura będzie się obniżać, to względna wilgotność będzie wzrastać.

Wzrost względnej wilgotności nie będzie trwać w nieskończoność. W pewnym momencie względna wilgotność wyniesie 100%. Jest to tzw. punkt rosy, tzn. temperatura, w której wilgotność względna osiąga 100%. Więcej wody w powietrzu "nie zmieści się".

Przy dalszym spadku temperatury pojawi się kondensacja nadmiaru pary wodnej. W temp. +25°C w 1m3 powietrza przy wilgotności względnej 50% znajduje się 11,5 g wody, a przy wilgotności 80% - 18,4 g, natomiast dla stanu nasycenia - 23 g. Oznacza to, że przy zmianie wilgotności z 50% do 100% w tej temperaturze, 1 m3 powietrza może przyjąć 11,5 g wody.

Dla temp. +5°C w 1m3 powietrza w stanie nasycenia znajduje się 6,79 g wody. Oznacza to, że w tej temperaturze przy zmianie wilgotności względnej z 50% do 100% powietrze przyjmie niecałe 3,40 g wody.

Przykładowo: w pomieszczeniu o powierzchni 25 m2 i kubaturze 60 m3 na powierzchni 50 m2 wykonano tynki gliniane o średniej gr. 2 cm. W objętości zaprawy 1 m3 znajduje się ok. 200 dm3 wody i ta woda musi być usunięta do otaczającego powietrza [5].

W temp. +25°C i przy wilgotności powietrza 50% w kubaturze pomieszczenia zmieści się zaledwie 690 g wilgoci. Do całkowitego wyschnięcia wymagane jest zatem prawie 290 m3 powietrza. Przy podobnych założeniach, jednak w temp. +10°C, potrzeba już prawie 710 m3, a przy +5°C - ponad 980 m3. To pokazuje, jak istotne jest zapewnienie odpowiednich warunków cieplno-wilgotnościowych i wymiany powietrza w pomieszczeniu przy wysychaniu tynków glinianych.

Sposób wykończenia powierzchni

Powierzchnia tynków glinianych po nałożeniu może być zarówno pozostawiona bez dalszej obróbki, jak i dodatkowo wzmocniona bezbarwnymi impregnatami, malowana lub tapetowana. Konieczność impregnacji wzmacniającej wynika zwykle ze zbyt małej odporności na ścieranie.

Do wymalowań można stosować: farby klejowe, kazeinowe, wapienne oraz silikatowe (należy zwrócić uwagę, czy przy stosowaniu farb klejowych nie dochodzi do odspojeń; zastosowanie farb silikatowych nie może być bezkrytyczne - problem może stanowić dyspersja polimerowa dodawana do szkła wodnego potasowego) [2].

Z kolei na tynkach pokrytych zwłaszcza farbami silikatowymi przy silnych wahaniach wilgotności względnej powietrza może dojść do powstania rys włoskowatych. Jest to spowodowane wysokim skurczem przy wysychaniu, dlatego w przypadku glinianych tynków przeznaczonych do malowania lepiej stosować tzw. gliny chude (gliny tłuste mają wysoki udział iłów, gliny chude natomiast wyższy udział piasku w składzie), które cechują się dużo mniejszym skurczem.

Literatura

1. F. Vollhardt, "Lehm - feucht oder trocken? Lehmbaustoffe und Raumklima".
2. T. Dettmering, H. Kollmann, "Putze in Bausanierung und Denlmalpflege", DIN Deutsches Institut fuer Normung, 2012.
3. "Das Technische Merkblatt Anforderungen an Lehmputze", des Dachverbandes Lehm e. V. 2009
4. Lehmputz, Arbeitsblatt 5.1, Conluto, 2013.
5. "Hinweise zur Trocknung von Lehmputzen", Egginger Naturbustoffe GmbH, 2014
6. W. Eckermann, Ch. Ziegert, "Auswirkung von Lehmbaustoffen auf die Raumluftfeuchte".
7. M. Zelouf, "Lehm".
8. "Regeln zum Bauen mit Lehm", SIA, 1994.
9. Strona internetowa: www.lehm.com.
10. Strona internetowa: www.conluto.com.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!