Posadzki żywiczne – rodzaje, właściwości i zastosowanie

Technologia wykonania wspomnianej posadzki (a więc i dobór materiałów) musi być poprzedzona analizą oddziałujących obciążeń oraz wymaga stosowania w tych miejscach systemowych, sprawdzonych rozwiązań. Chodzi tu o zapewnienie gotowej konstrukcji odpowiednich właściwości użytkowych oraz eksploatacyjnej trwałości.

Jakie wymagania powinny spełniać posadzki żywiczne?

Do wymagań technicznych stawianych posadzkom należy zaliczyć:

• wytrzymałość pozwalającą na przeniesienie obciążeń mechanicznych, przede wszystkim od ruchu pojazdów i odśnieżania, (tam, gdzie jest to niezbędne),
• odporność na obciążenia chemiczne (w tym chlorki i płyny eksploatacyjne),
• odporność na obciążenia termiczne (szczególnie istotne dla parkingów odkrytych),
• szczelność,
• bezpieczeństwo użytkowania (antypoślizgowość).

Ze względu na wymagania użytkowe wyróżnić zaś można:

• trwałość,
• odporność na starzenie,
• odporność na UV (tam, gdzie jest to niezbędne),
• łatwość w utrzymaniu czystości,
• niepalność,
• kolorystyka.

Rodzaje posadzek żywicznych

W literaturze technicznej można znaleźć kilka kryteriów podziału. Posadzki dzieli się na:

• powłokowe – grubość kompozycji żywicznej rzędu 0,5–1 mm,
• wylewane – grubość kompozycji żywicznej rzędu 1,5–4 mm,
• szpachlowe – grubość kompozycji żywicznej rzędu 3–25 mm.

Z kolei inny podział przedstawia się następująco:

• posadzki cienkowarstwowe – o grubości kompozycji żywicznej do 0,5 mm,
• posadzki grubowarstwowe – o grubości kompozycji żywicznej do 2–4 mm,
• warstwy lakiernicze – o grubości kompozycji żywicznej rzędu 0,3 mm.

Posadzki powłokowe wykonuje się w pomieszczeniach nienarażonych na intensywne obciążenia ruchem kołowym i przy słabym lub ograniczonym oddziaływaniu agresywnych mediów. W praktyce są to obiekty budownictwa ogólnego (lub użyteczności publicznej), w ograniczonym stopniu tego typu posadzki wykonuje się w budownictwie przemysłowym.

Posadzki wylewane epoksydowe stosuje się w budownictwie przemysłowym, użyteczności publicznej i budownictwa ogólnego, dla wysokich obciążeń mechanicznych i przy obecności agresywnych mediów. Żywice poliuretanowe w tego typu posadzkach stosuje się tam, gdzie jest konieczność użycia materiału elastycznego, należy jednak pamiętać, że odporność poliuretanów na oddziaływanie agresywnych substancji chemicznych jest mniejsza niż odporność epoksydów. Z drugiej strony żywice epoksydowe są w znacznie mniejszym stopniu odporne na UV, nie tracą wprawdzie swych właściwości, jednak w wielu sytuacjach ważny jest aspekt estetyczny.

Spotyka się także żywice poliuretanowo-epoksydowe, cechujące się większą odpornością mechaniczną i chemiczną niż posadzka poliuretanowa przy pewnej elastyczności, czego z kolei pozbawiona jest posadzka epoksydowa.

Posadzki szpachlowe stosuje się przy bardzo ciężkich warunkach eksploatacyjnych i przy oddziaływaniu bardzo agresywnego środowiska.

Posadzki żywiczne – właściwości i zastosowanie

Cechą żywic epoksydowych jest wysoka odporność mechaniczna (wytrzymałość na ściskanie rzędu 40–90 N/mm², na zginanie rzędu 20–40 N/mm², na rozciąganie rzędu 12–20 N/mm²), twardość i odporność na ścieranie, uderzenia czy zarysowania. Z tym wiąże się jednak sztywność powłoki.

Zaletą żywic epoksydowych jest odporność na agresywne media – zarówno kwaśne, jak i alkaliczne. Są odporne na roztwory kwasów nieorganicznych i organicznych (z wyjątkiem fluorowodorowego i octowego), roztwory soli nieorganicznych i wodorotlenków oraz na materiały pędne i smary. Ograniczoną odporność wykazują na substancje utleniające (chlor, kwas azotowy), alkohole, estry (np. octany butylu), ketony czy węglowodory.

Epoksydy są odporne na wpływy atmosferyczne, jedynym ich mankamentem jest skłonność do żółknięcia i kredowania pod wpływem promieniowania UV. Nie wpływa to jednak negatywnie na parametry użytkowe powłoki.

Dwuskładnikowe żywice poliuretanowe nie są tak odporne na obciążenia mechaniczne, dotyczy to zwłaszcza odporności na ścieranie, jednak są elastyczne/mostkują rysy, oczywiście pod warunkiem wykonania powłoki o grubości rzędu 1– 1,5 mm lub grubszej (wytrzymałość na rozciąganie rzędu 2,2–3,5 N/mm², wydłużenie względne przy rozciąganiu do 160%). Są odporne na paliwa (materiały pędne), smary, rozcieńczone kwasy i zasady, jak również na oleje, tłuszcze, aromatyczne węglowodory i estry. Są mniej odporne na stężone zasady, zwłaszcza w podwyższonych temperaturach, oraz na ketony.

Jednoskładnikowe żywice poliuretanowe są generalnie odporne na paliwa (materiały pędne), smary, rozcieńczone kwasy i zasady. Są niewrażliwe na wpływy atmosferyczne.

Żywice polimocznikowe cechują się wysoką odpornością mechaniczną przy znacznej elastyczności i zdolności przekrywania rys (wydłużenie przy zerwaniu może dochodzić do 400%, a wytrzymałość na rozciąganie do 20 MPa), odpornością termiczną w suchym środowisku do temperatury 120–180°C, w wilgotnym do 80°C i wysoką odpornością chemiczną (roztwory kwasów organicznych o stężeniu rzędu 10%, roztwory kwasów nieorganicznych o stężeniu do 20% oraz ich sole w roztworze o wartości pH < 6, zasady nieorganiczne i ich sole o pH > 8 oraz roztwory soli nieutleniających się pochodzenia nieorganicznego o pH rzędu 6–8).

Epoksydowe żywice do wykonywania powłok grubowarstwowych mogą być mieszane z piaskiem do żywic (takim samym jak do wykonywania posypki). Zwiększa to odporność związanej żywicy na obciążenia mechaniczne (oraz zmniejsza przy okazji koszt materiału), może jednak wpływać negatywnie na odporność chemiczną. Proporcje mieszania podaje zawsze producent systemu (wagowo mogą się one wahać od 0,5 do nawet 2 części piasku na 1 część żywicy). Im większa ilość dodawanego piasku, tym gorsza rozlewność masy. Występują tu także ograniczenia polegające na konieczności wykonania warstwy o podanej przez producenta minimalnej grubości.

Żywice poliuretanowe często stosuje się jako posadzki na parkingach narażonych na oddziaływanie czynników, jako wykończenie powierzchni balkonów oraz wszędzie tam, gdzie konieczne jest zastosowanie elastycznej, mostkującej rysy powłoki.

Do żywic poliuretanowych piasku z reguły się nie dodaje. Co prawda niektórzy producenci w kartach technicznych dopuszczają taką możliwość, jednak należy do tego podchodzić bardzo ostrożnie. Dodatek piasku do żywic poliuretanowych znacznie pogarsza ich elastyczność. Dlatego jego ilość nie przekracza zazwyczaj 0,4–0,5 części wagowych.
Uwaga: powłoka z żywicy poliuretanowej zachowuje elastyczność, gdy jej grubość wynosi przynajmniej 1–1,5 mm.

Zróżnicowanie systemów posadzek z żywic zależy nie tylko od składników systemu, rodzaju posadzki, grubości, obciążeń mechanicznych, chemicznych, temperatury itp., ale także od miejsca jego wbudowania (umiejscowienia posadzki – parking odkryty na dachu, parking w ogrzewanej hali, stropy pośrednie, pomieszczenia w zakładach przetwórstwa mięsnego, spożywczego itp.).

Przykładowe układy warstw dla posadzek gładkich i antypoślizgowych podano poniżej:

• posadzka gładka:
  –  kompozycja gruntująca,
  –  posypka z piasku kwarcowego (opcjonalnie),
  –  kompozycja podstawowa (czysta żywica lub zmieszana z wypełniaczem – piaskiem kwarcowym),
  –  kompozycja wykańczająca – lakierowanie (opcjonalnie);
• posadzka antypoślizgowa:
  –  kompozycja gruntująca,
  –  posypka z piasku kwarcowego (opcjonalnie),
  –  kompozycja podstawowa (czysta żywica lub zmieszana z wypełniaczem – piaskiem kwarcowym),
  –  posypka z piasku kwarcowego lub innego kruszywa zalecanego przez producenta systemu (np. korundowego) o odpowiedniej frakcji – zależy od wymaganej klasy antypoślizgowości i przestrzeni wypełnienia,
  –  kompozycja wykańczająca – lakierowanie.

Możliwe są także warianty prostsze, dedykowane znacznie mniejszym obciążeniom, np.:

• kompozycja gruntująca,
• posypka z piasku kwarcowego (opcjonalnie),
• kompozycja wykańczająca – lakierowanie (2 razy).

Należy mieć świadomość, że posadzka przemysłowa to w wielu sytuacjach warstwa hydroizolacyjno-ochronna. Przyjmuje się, że woda (czy wilgoć) oddziałuje od strony gruntu, a hydroizolacją chroni się fundamenty. W przypadku posadzek przemysłowych w pomieszczeniach mokrych wykonuje się dodatkową izolację miedzywarstwową.

Intensywność i rodzaj obciążeń jest zróżnicowana – posadzki mogą być obciążone tylko mechanicznie bez obciążeń wodą czy agresywnymi mediami, tylko agresywnymi mediami bez obciążeń mechanicznych (np. tace ochronne pod zbiornikami na agresywne substancje) oraz w sposób mieszany. Np. w zakładach przetwórstwa spożywczego mamy do czynienia z obciążeniem agresywnymi mediami, temperaturą i wodą.

Równie złożone jest obciążenie w garażach podziemnych i parkingach – występują miejsca parkingowe, drogi manewrowe/dojazdowe do miejsc parkingowych, podjazdy i rampy nie tylko wewnątrz, ale i na zewnątrz, obciążenie ruchem pojazdów i ruchem pieszych, do tego obciążenia termiczne (parkingi na dachach) – to wszystko wymaga zróżnicowania systemów pod względem budowy (liczby i układu warstw) oraz ich parametrów. Chodzi przede wszystkim o zachowanie ciągłości powłoki (zapewnienie szczelności i bariery ochronnej przeciwko agresywnym mediom), z tym wiąże się zdolność mostkowania rys/elastyczność, odporność mechaniczna (parametry wytrzymałościowe, odporność na ścieranie) oraz bezpieczeństwo użytkowania (antypoślizgowość).

Podstawowym wymogiem eksploatacyjnym jest trwałość posadzki. Jest ona bezpośrednią pochodną zarówno poprawnego rozwiązania technologiczno-materiałowego, jak i poprawnego wykonawstwa. Doświadczenie pokazuje jednak, że w przypadku garaży i parkingów (obojętnie, czy podziemnych, czy odkrytych – na ostatniej kondygnacji) należy się liczyć z jeszcze jednym i to poważnym źródłem zawilgocenia. Jest ono o tyle niebezpieczne, że może powodować znaczne pogorszenie właściwości technicznych i użytkowych oraz sprawności technicznej obiektu.

Chodzi o błędne rozwiązania (niekoniecznie projektowe, w wielu sytuacjach jest to inwencja, oraz niestety indolencja, wykonawcy) posadzek przemysłowych (nawierzchni jezdnych). Zwykle znajdują się one w części podziemnej obiektu, zatem na płytę konstrukcyjną z jednej strony oddziałuje wspomniana powyżej woda znajdująca się w gruncie, z drugiej woda nanoszona przez samochody (zwłaszcza śnieg). Ta druga jest szczególnie niebezpieczna, zawiera bowiem chlorki, które wnikają w błędnie zabezpieczone (lub w ogóle niezabezpieczone) warstwy podposadzkowe, a w konsekwencji w płytę denną oraz słupy i/lub ściany fundamentowe.

Dla parkingów nadziemnych oprócz wspomnianych chlorków dochodzi termika (gradient temperatury dochodzący nawet do 100°C). Z tego powodu, według zaleceń DAfStb (są to wytyczne dedykowane nawierzchniom jezdnym) na powierzchniach parkingowych stosuje się systemy ochrony powierzchniowej klasyfikowane jako:

• sztywne,
• elastyczne (bardziej poprawne byłoby tu określenie: ze zdolnością do mostkowania rys),
• dedykowane obciążeniom ruchem pieszym,
• dedykowane obciążeniom ruchem kołowym, w tym także intensywnym obciążeniom mechanicznym.

Opisując je jako systemy OS 8, OS 10, OS 11 oraz OS 13, z których w praktyce najczęściej stosuje się OS 8, OS 11 oraz OS 13. Systemy tych żywic, które są dedykowane nawierzchniom parkingowym, różną się od typowych systemów posadzek przemysłowych. Nie tyle chodzi o właściwości (choć są one oczywiście ukierunkowane na pewne wybrane cechy), ile o układ i grubość warstw.

System OS8 (rys. 1) jest generalnie dedykowany nawierzchniom parkingów i pochylni w miejscach, gdzie nie jest wymagane mostkowanie rys. Jest to system sztywny (bez zdolności mostkowania rys, choć niektóre systemy określane są jako posiadające ograniczoną zdolność mostkowania rys), składający się z gruntownika, warstwy odpornej na ścieranie oraz warstwy wierzchniej (zamykającej). Jako że są to żywice epoksydowe (grubość efektywnej warstwy systemu (głównej) wynosi ok. 2,5 mm), jest to system odznaczający się wysoką odpornością mechaniczną, twardością i odpornością na ścieranie, uderzenia czy zarysowania samej warstwy. Cechą charakterystyczną tego systemu jest jego prostota (w zasadzie przypomina on typową grubowarstwową żywiczną posadzkę przemysłową), ułatwia to ewentualną jego naprawę.

System OS11 jest natomiast dedykowany powierzchniom obciążonym dynamicznie, przy czym jest on systemem o dużej zdolności mostkowania rys. Jego budowa musi cechować się zarówno elastycznością (zdolnością mostkowania rys), jak i odpornością mechaniczną. Dlatego stosuje się tu najczęściej żywice poliuretanowe i epoksydowe. System składa się z gruntownika, warstwy mostkującej rysy i warstwy odpornej na ścieranie. W razie potrzeby wykonywana jest warstwa wierzchnia. Występuje w dwóch wariantach – osobna warstwa mostkująca rysy i osobna warstwa odporna na ścieranie (spotykany częściej, wariant OS11a, rys. 2) oraz z jedną warstwą pełniącą obie funkcje (wariant OS11b).

Łączna grubość efektywnych warstw systemu to 3–5 mm. Taka kombinacja żywic wynika z wymagań stawianych systemowi: warstwa odporna na ścieranie przejmuje obciążenia mechaniczne, natomiast elastyczna zapewnia mostkowanie rys (dwuskładnikowe żywice poliuretanowe w przeciwieństwie do epoksydowych są elastyczne, mają zdolność mostkowania rys podłoża oraz są bardziej odporne na uderzenia, i to w niskich temperaturach). Ich parametry wytrzymałościowe są jednak niższe niż epoksydów, dotyczy to zwłaszcza odporności na ścieranie.

Właściwością przypisaną wszystkim poliuretanom jest ich wrażliwość na wilgoć w podłożu, jak również na wysoką wilgotność względną powietrza. Dotyczy to zarówno momentu aplikacji, jak i procesu sieciowania. Wymaga to szczególnej ochrony (do momentu stwardnienia) przed oddziaływaniem wilgoci (żywice epoksydowe są mniej wrażliwe na wilgotność resztkową podłoża i wysoką wilgotność powietrza podczas aplikacji i twardnienia).

System OS13 jest także dedykowany intensywnym obciążeniom mechanicznym (np. rampy wyjazdowe), jednak zdolność mostkowania ograniczona jest do rys statycznych. Grubość efektywnych warstw systemu wynosi 2–4 mm, a sam system składa się z gruntownika, warstwy odpornej na ścieranie i warstwy zamykającej (wierzchniej). System ten cechuje się wyższą odpornością na obciążenia mechaniczne (ścieranie, ścinanie) niż system OS11a (OS11a jest także mniej odporny na ścieranie niż OS8). Dlatego tak istotny jest dobór powłoki do intensywności obciążeń i miejsca jej wbudowania (umiejscowienia posadzki – parking odkryty na dachu, parking w ogrzewanej hali, stropy pośrednie, podjazdy, rampy, itp.).

Najbardziej narażone na oddziaływania mechaniczne oraz warunki atmosferyczne są parkingi na dachach. Oprócz obciążeń dynamicznych dochodzą także znaczne obciążenia termiczne (gradient temperaturowy lato–zima dochodzący do 100°C), promieniowanie UV, oddziaływanie środków odladzających oraz paliwa, olejów i płynów eksploatacyjnych.

Bardzo istotne jest zachowanie wymaganej minimalnej grubości warstw systemu. Dotyczy to każdej posadzki, nie tylko nawierzchni parkingowej, choć tam jest to najbardziej zauważalne, tzn. zauważalne są skutki pocienienia lub wręcz „posadzkę” wykonuje się jako warstwę lakierniczą. Jest to nagminnie spotykany błąd skutkujący później zarysowaniami i spękaniami, a w konsekwencji znacznie przyspieszoną destrukcją zarówno samej posadzki, jak i podłoża (betonu).

Równie istotne jest zapewnienie bezpieczeństwa użytkowania. Jest ono definiowane przez dwa parametry: antypoślizgowość powierzchni oraz zdolność do gromadzenia zanieczyszczeń i wody w sposób niepowodujący niebezpieczeństwa poślizgu, czyli tzw. przestrzeń wypełnienia.

Ze względu na brak krajowych zaleceń można wykorzystać niemieckie zalecenia BGR, które wymagają:

• dla powierzchni parkingowych nienarażonych na czynniki atmosferyczne klasy antypoślizgowości R10,
• dla powierzchni parkingowych narażonych na czynniki atmosferyczne oraz parkingów odkrytych klasy antypoślizgowości R11 lub klasy antypoślizgowości R10 i przestrzeni wypełnienia V4,
• dla ramp nienarażonych i narażonych na czynniki atmosferyczne, odpowiednio klasy antypoślizgowości R11 (lub klasy antypoślizgowości R10 i przestrzeni wypełnienia V4) oraz klasy antypoślizgowości R12 i przestrzeni wypełnienia V4.

Wymaganą antypoślizgowość nadaje się, wykonując na świeżo ułożonej warstwie żywicy posypkę z piasku kwarcowego, po związaniu nadmiar piasku należy usunąć i wykonać warstwę zamykającą (fot. 1).

Szukanie najtańszego rozwiązania jest jak najbardziej zrozumiałe, ale kryterium najniższej ceny nie jest (i nie może być) kryterium bezwzględnym. Należy je rozpatrywać w kontekście konkretnego rozwiązania konstrukcyjno-materiałowego. Eliminuje to materiały, które nie nadają się w tym konkretnym przypadku do wykonania posadzki (fot. 2–3), nie ma więc możliwości zastosowania niewłaściwych materiałów, natomiast z tych, które mogą być wbudowane, zostaną wybrane najtańsze. I to rozwiązanie powinno być wpisane do szczegółowej specyfikacji technicznej czy warunków technicznych wykonania i odbioru robót.

Literatura

1. PN-ISO 2394:2000, „Ogólne zasady niezawodności konstrukcji budowlanych”.
2. PN-EN 206+A2:2021-08, „Beton – Wymagania, właściwości użytkowe, produkcja i zgodność”.
3. PN-EN 1504-2:2006, „Wyroby i systemy do ochrony i napraw konstrukcji betonowych. Definicje, wymagania, sterowanie jakością i ocena zgodności. Część 2: Systemy ochrony powierzchniowej betonu”.
4. PN-EN 13813:2003, „Podkłady podłogowe oraz materiały do ich wykonania – Materiały – Właściwości i wymagania”.
5. BEB, „Arbeitsblatt KH-0/S Stoffe“, 2002.
6. BGR 181, „Fußböden in Arbeitsräumen und Arbeitsbereichen mit Rutschgefahr. Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaften“, X. 2003.
7. „Richtlinie für Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen. Deutscher Ausschuss für Stahlbeton“, (DAfStb).
8. ZUAT ZUAT-15/III.09/2003, „Zestawy wyrobów do wykonywania posadzek żywicznych”, ITB, 2003.
9. ZURT-15/VIII.24/2008, „Zestawy wyrobów do wykonywania posadzek żywicznych”, ITB, 2008.
10. Ustawa z dnia 7 lipca 2022 r. o zmianie ustawy – Prawo budowlane oraz niektórych innych ustaw, DzU 2022 poz. 1557.
11. Rozporządzenie Ministra Rozwoju i Technologii z dnia 31 stycznia 2022 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, DzU 2022 poz. 248.