Farby elewacyjne w pracach naprawczo-renowacyjnych – wymalowania

Do podstawowych wymagań stawianych powłokom malarskim zaliczyć należy:

• niską nasiąkliwość,
• wysoką dyfuzyjność,
• przyczepność do podłoża,
• odporność na czynniki atmosferyczne.

Przez odporność na czynniki atmosferyczne należy rozumieć:

• odporność na wodę opadową (opady, śnieg),
• na promieniowanie UV,
• zanieczyszczenia znajdujące się w powietrzu itp.,

z czym wiąże się stabilność koloru, odporność na zabrudzenia, rozwój alg, grzybów pleśniowych itp.

Do specyficznych wymagań zaliczyć należy np. dyfuzyjność dla CO₂, gdy powłoka wykonywana jest na tynkach wiążących przez karbonatyzację, lub odporność na chlorki znajdujące się w bryzie, gdy budynek zlokalizowany jest przy plaży.

Do podstawowych rodzajów farb stosowanych w pracach naprawczo-renowacyjnych według wytycznych WTA Merkblatt 2-12­‑13 [2] zaliczyć należy:

• farby wapienne,
• farby silikatowe,
• dyspersyjne farby silikatowe,
• farby zolowo-krzemianowe,
• farby silikonowe,
• farby dyspersyjne.

Farby wapienne to najstarszy rodzaj farb. Ich bazą jest wapno białe lub wapno gaszone - Ca(OH)2 - wodorotlenek wapniowy.

Są to tzw. czyste farby wapienne, zawsze jednoskładnikowe. Cechują się one ograniczoną odpornością na czynniki atmosferyczne, są chłonne kapilarnie (współczynnik nasiąkliwości powierzchniowej w  >  2 kg/m2 · h^1/2) oraz dyfuzyjne dla CO2. Mogą być stosowane jedynie na chłonnych, mineralnych podłożach.

W celu poprawienia właściwości aplikacyjnych mogą być modyfikowane organicznymi dodatkami, np. kazeiną, lub wypełniaczami.

Ze względu na wymagania techniczne ich skład modyfikuje się także dyspersją tworzyw sztucznych (np. kopolimerami żywic tworzyw sztucznych [3]) w ilości do 5% masy gotowej do aplikacji farby. Taka modyfikacja poprawia zarówno właściwości aplikacyjne, jak i odporność na czynniki atmosferyczne.

Pomimo tego, że wpływa to na dyfuzyjność nadal mogą one być klasyfikowane jako dyfuzyjne (sd nie wyższe niż 0,1-0,5 m). Mogą być barwione organicznymi, odpornymi na alkalia barwnikami (dodatek barwnika nie może przekraczać 10%). Są wrażliwe na zasolone podłoża (łuszczą się).

Ze względu na dyfuzyjność dla CO2 farby wapienne mogą być stosowane na tynkach wiążących przez karbonatyzację. Podłoże powinno być chłonne (w  >  2 kg/m2·h^1/2), o wytrzymałości na rozciąganie >  0,05 MPa.

Farby silikatowe zaliczają się do grupy farb mineralnych (baza: szkło wodne potasowe).

Są dyfuzyjne dla pary wodnej i CO2, mogą być nasiąkliwe (w  >  2 kg/m2·h^1/2). Występują w dwóch odmianach.

Dwuskładnikowa farba silikatowa to tzw. czysta farba silikatowa, bez dodatków organicznych. Bazą (spoiwem) są krzemiany potasowe (szkło wodne potasowe). Farba tego typu jest odporna na czynniki atmosferycznej, jednak chłonna kapilarnie i jednocześnie dyfuzyjna dla pary wodnej.

Podłoże (tylko mineralne) musi być chłonne. Skarbonatyzowana strefa podłoża z tynków wapiennych (na wapnie powietrznym) powinna mieć grubość min. 5 mm.

Przez dodatki organiczne (dyspersje tworzyw sztucznych) można zmodyfikować właściwości czystej farby silikatowej, tak aby zmniejszyć jej chłonność kapilarną (klasyfikując jako hydrofobowe) przy zachowaniu dyfuzyjności dla pary wodnej (Sd nie wyższe niż 0,1-0,5 m). Takich dodatków nie może być jednak więcej niż 5% w odniesieniu do suchej masy.

Druga odmiana, to tzw. dyspersyjna farba silikatowa. Jest to już farba jednoskładnikowa, dzięki czemu poprawiają się właściwości aplikacyjne, zachowuje ona jednak charakter farby mineralnej. Może być stosowana także na mniej chłonnych podłożach, jednak mogą tu być wymagane dodatkowe zabiegi (gruntowanie systemowym preparatem).

Farb silikatowych nie wolno stosować do wymalowań renowacyjnych na istniejących wymalowaniach farbami silikonowymi, akrylowymi czy olejnymi. Nie nadają się także na podłoża gipsowe. Dobrze łączą się natomiast z tynkami cementowymi, cementowo-wapiennymi i wapiennymi na wapnie hydraulicznym, podłożem betonowym, istniejącymi tynkami silikatowymi czy kamieniem naturalnym. Cechują się wysokim pH, co sprzyja ich odporności na korozję biologiczną, jednak ogranicza to paletę kolorystyczną. Poza tym przy bezpośrednim kontakcie mogą niszczyć metale i szkło (uwaga na zachlapania).

Są wrażliwe na warunki podczas aplikacji (zalecana temperatura aplikacji przynajmniej +10°C przy wilgotności względnej powietrza nie przekraczającej 70%, brak opadów i silnego nasłonecznienia). Proces silikatyzacji trwa relatywnie długo (2-4 tygodnie, w zależności od warunków cieplno-wilgotnościowych), a zbyt niska temperatura, zwłaszcza przy wysokiej wilgotności względnej, może prowadzić do przebarwień (farba będzie wyschnięta, ale nie związana).

Farby silikonowe to według WTA Merkblatt 2-12-13 [2] farby na bazie spoiw z emulsji żywicy silikonowej oraz dyspersji tworzyw sztucznych, dla których zachowana zostaje wysoka paroprzepuszczalnych przy niewielkiej nasiąkliwości i chłonności kapilarnej. Dyspersja tworzyw sztucznych odpowiada za przyczepność do podłoża i wiązanie, natomiast żywica silikonowa za hydrofobowość powierzchni.

Tego typu farby są także bardzo odporne na oddziaływania atmosferyczne. Ich specyficzną cechą farb jest odporność na zabrudzenia i korozję mikrobiologiczną - wysoka hydrofobowość (FOT.) w połączeniu ze specyficzną strukturą powierzchni powoduje, że nie osadza się na niej brud i mikroorganizmy.

Farby silikonowe mogą być stosowane na podłożach mineralnych i organicznych. Łączą ze sobą zalety farb mineralnych i dyspersyjnych - przy wyglądzie podobnym do farb mineralnych są nienasiąkliwe, a jednocześnie hydrofobowe. Są także trwałe i odporne mechanicznie. Mogą być stosowane na podłożach chłonnych i niechłonnych (hyfrofobowych).

Farby dyspersyjne to najliczniejsza grupa wymalowań akrylowych, styrenoakrylowych, poliwinylowych itp. Produkowane są na bazie wodnej dyspersji tworzyw sztucznych (np. akrylowe, poliwinylowe).

Ich właściwości są bardzo różne, w zależności od zastosowanej bazy. Mogą być zarówno paroszczelne, jak i gazoszczelne (dla CO2) - dyfuzyjność zależy od bazy (spoiwa) farby (zwykle jest ona niewielka), stąd ich bezkrytyczne zastosowanie na niektórych podłożach (np. na tynkach wiążących przez karbonatyzację (na bazie wapna powietrznego)) może powodować późniejsze problemy. Wiążą nie na skutek reakcji chemicznej, lecz poprzez odparowanie wody.

Niektóre rodzaje żywic (np. akrylowa) nie są odporne na działanie mikroorganizmów. Generalnie nadają sie do stosowania na podłożach mineralnych. Są tanie i łatwe w zastosowaniu.

Pośrednimi rodzajami farb są swoiste hybrydy, np. silikonowo­‑akry­lowa czy silikatowo-silikonowa. Choć część z nich jest wynikiem szukania oszczędności w kosztach produkcji i/lub wynikiem marketingowej kreatywności producentów, to prawidłowo zastosowane spełniają swoją rolę.

Od kilkunastu lat dostępne są tzw. farby zolowo-krzemianowe. WTA Merkblatt 2-12-13 [2] klasyfikuje je jako dyspersyjne farby silikatowe, jednak można tu zauważyć spore różnice.

Spoiwem, podobnie jak w farbach silikatowych, jest szkło wodne potasowe, jednak z dodatkiem tzw. zolu krzemionkowego. Jest to koloidalna, wodna zawiesina molekuł kwasu wielokrzemowego z 30-60% dwutlenku krzemu. Taka farba wiąże zarówno chemicznie (na skutek reakcji chemicznej), jak i fizycznie (przez wysychanie). Cechuje się wysoką (a więc typową dla farb silikatowych) dyfuzyjnością przy znacznie lepszej hydrofobowości i mniejszej alkaliczności. Może być stosowana zarówno na podłożach mineralnych, organicznych, jak i nieorganicznych.

Wymagania stawiane farbom stosowanym w renowacji podają wytyczne WTA Merkblatt 2-12-13 [2]. Punktem wyjścia jest klasyfikacja zgodnie z normami serii PN-EN 1062 [4-6], ze względu na:

• współczynnik przenikania wody W [kg/m²·h^1/2],
• równoważny opór dyfuzyjny S_d [m],
• współczynnik przenikania pary wodnej V [g/m²·d].

Norma PN-EN 1062-1 [4], ze względu na współczynnik przenikania wody, klasyfikuje farby w sposób podany w TAB. 1, natomiast ze względu na dyfuzyjność dzieli farby na ten przedstawiony w TAB. 2.

Tu wymagany jest jednak komentarz.

Instrukcja WTA 2-12-13 [2] podaje zależność pomiędzy równoważnym oporem dyfuzyjnym Sd [m] a współczynnikiem przenikania pary wodnej V [g/m2 · d]. Nie jest to zależność liniowa (RYS.).

Dodatkowo V zależy od temperatury, przy spadku temperatury o 20°C jego wartość maleje o około 4 razy.

Podane w TAB. 2 wartości dotyczą temperatury +23°C. Dla temperatury +3°C wartość V spada:

• dla kategorii niskiej:
  V  <  ~4 g/m²·d,
• dla kategorii średniej:
  V  ≥  ~4 g/m²·d oraz <  ~37 g/m²·d,
• dla kategorii wysokiej:
  V  ≥  ~37 g/m²·d.

Oznacza to, że dyfuzyjne wysychanie podłoża przez nałożoną powłokę w chłodniejszych porach roku wydłuży się także ze względu na zmniejszenie się dyfuzyjności wymalowania.

Dla farb stosowanych w renowacji zabytków równoważny opór dyfuzyjny Sd nie powinien być większy niż 0,1 mm, a współczynnik wodochłonności kapilarnej (nasiąkliwości) powinien spełniać wymóg: 0,3 kg/m2 · h1/2  ≤  w  ≤  1 kg/m2 · h1/2. Zapewnia to zarówno ochronę przed wnikaniem wody, jak i możliwość wysychania podłoża.

Wymagania stawiane poszczególnym rodzajom farb, klasyfikację oraz możliwe zastosowania według [3] podano w TAB. 3 i TAB 4.

Wymagania stawiane farbom według WTA 2-12-13 [2] podano w TAB. 5.

Literatura

1. M. Rokiel, "Specjalistyczne tynki i systemy do ochrony elewacji/przegród - wybrane zagadnienia", "IZOLACJE" 3/16, s. 36-42.
2. WTA Merkblatt 2-12-13, "Fassadenanstriche für mineralische Untergründe in der Bauwerkserhaltung und Baudenkmalpflege".
3. T. Dettmering, H. Kollmann, "Putze in Bausanierung und Denlmalpflege", DIN Deutsches Institut fuer Normung, 2012.
4. PN-EN 1062-1:2005, "Farby i lakiery. Wyroby lakierowe i systemy powłokowe stosowane na zewnątrz na mury i beton. Część 1: Klasyfikacja".
5. PN-EN 1062-6:2003, "Farby i lakiery. Wyroby lakierowe i systemy powłokowe stosowane na zewnątrz na mury i beton. Część 6: Oznaczanie przepuszczalności ditlenku węgla".
6. PN-EN 1062-3:2008, "Farby i lakiery. Wyroby lakierowe i systemy powłokowe stosowane na zewnątrz na mury i beton. Część 3: Oznaczanie przepuszczalności wody".
7. WTA Merkblatt 2-7-01, "Kalkputz in der Denkmalpflege".
8. WTA Merkblatt 4-11-02, "Messung der Feuchte von mineralischem Baustoffen".
9. M. Rokiel, "Renowacje obiektów budowlanych. Projektowanie i warunki techniczne wykonania i odbioru robót", Grupa Medium, Warszawa 2013.
10. Materiały konferencyjne "Europejskie Targi Konserwacji i Restauracji Zabytków oraz Renowacji Starych Budowli Denkmal", Leipzig 2014.
11. R. Michnia, "Gelenkte Kapillarität mit Kalksystemen in der Fassadeninstandsetzung", Europejskie Targi Konserwacji i Restauracji Zabytków oraz Renowacji Starych Budowli Denkmal, Leipzig 2014.
12. PN-EN 998-1:2012, "Wymagania dotyczące zapraw do murów, Część 1: Zaprawa tynkarska".
13. "Warunki techniczne wykonania i odbioru robót budowlanych. Poradnik projektanta, kierownika budowy i inspektora nadzoru", praca zbiorowa, Verlag Dashofer, Warszawa 2017.
14. DIN V 18550, "Putz und Putzsysteme. Ausführung".
15. J. Karyś (red.), "Ochrona przed wilgocią i korozją biologiczną w budownictwie", Grupa Medium, Warszawa 2014.
16. M. Domasłowski, J. Kęsy-Lewandowska, W. Łukaszewicz, "Badania nad konserwacją murów ceglanych", Wydawnictwo UMK, Toruń 2004.
17. P. Opałka, "Naprawa tynków. Aspekty budowlane i konserwatorskie", PWN, Warszawa 2016.
18. E. Osiecka, "Materiały budowlane", Oficyna wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2002.
19. W. Płoński, J. Pogorzelski, "Fizyka budowli", Arkady, Warszawa 1979.
20. E. Neufert, "Podręcznik projektowania architektoniczno­‑budowlanego", Arkady, Warszawa 1995.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!