Okładziny ceramiczne i podłoża – problemy i wyzwania

W artykule:

• Podłoża z lastryko
• Podłoża z ogrzewaniem podłogowym
• Uwaga na dylatacje
• Czym wypełnić szczeliny dylatacyjne?

Podłoża z lastryko

To bardzo modne kiedyś podłoże niekiedy jest wręcz zmorą wykonawców. Sposób postępowania z tym podłożem niekiedy musi być skrajny, czasem trzeba je usunąć. Samo lastryko to mieszanina cementu, wody i dekoracyjnego/barwionego kruszywa. Może występować w wariancie szorstkim i gładkim. Ten ostatni sprawia problemy, zwłaszcza gdy do jego wykonania, choć bardziej należałoby tu użyć sformułowania wygładzania i nadania połysku, stosowano woski i pasty. Gładka powierzchnia zawsze jest podłożem krytycznym – aby uzyskać przyczepność materiałów cementowych, wymagane jest mechaniczne zakotwienie cząstek cementu w podłożu. Konieczne jest zatem podłoże szorstkie i nasiąkliwe. Tu mogą pomóc specjalne grunty sczepne. Zawierają one w swoim składzie dedykowane żywice oraz drobne kruszywo. Ta pierwsza zapewnia przyczepność do gładkiego podłoża (wiązanie międzycząsteczkowe), natomiast kruszywo nadaje szorstkość i rozwija powierzchnię styku, zapewniając odpowiednią przyczepność zaprawy klejącej.

Sposób ten nie zadziała, gdy powierzchnia jest tłusta na skutek stosowania past czy wosków. Dlatego zawsze wymagane jest wykonanie odkrywki (np. odwiertu koronką). Obecność tego typu zanieczyszczeń wymaga usunięcia przynajmniej zatłuszczonej ­warstwy.

Podłoża z ogrzewaniem podłogowym

Pozostańmy jeszcze przy tzw. podłożach problematycznych. Do opisanych powyżej trzeba dodać jeszcze dwa rodzaje podłoży: podłoża z ogrzewaniem (wodnym lub elektrycznym) oraz podłoża zarysowane.

Obecność ogrzewania podłogowego oznacza konieczność spełnienia dodatkowych wymogów techniczno-technologicznych. W większości przypadków nie analizuje się zjawisk zachodzących w warstwach podłogi, wykonawca ogranicza się do sprawdzenia równości i ewentualnie wilgotności podłoża (i to nie zawsze) oraz doboru kleju i zaprawy spoinującej. W typowych sytuacjach i przy odrobinie szczęścia cały układ funkcjonuje. Prawdziwe problemy pojawiają się, gdy dochodzi do uszkodzenia płytek (odspojenia, spękania, wykruszenia spoin, odspojenia się mas dylatacyjnych itp.). Doświadczenie pokazuje, że można mówić o pewnych typowych problemach związanych z wykonywaniem posadzek z ogrzewaniem podłogowym.

Ogrzewanie podłogowe realizowane jest albo przez wykonanie jastrychu grzewczego, albo przez zastosowanie maty grzewczej zatopionej w kleju. Przykładową budowę podłogi grzewczej (z ogrzewaniem wodnym) pokazano na rys. 1. Głównym elementem systemu jest jastrych grzewczy z zatopionymi rurkami. Jest to typowy układ, gdy rurki układane są na specjalnej folii i potem wykonywany jest jastrych.

Charakterystyczną cechą układu pływającego (jastrychy grzewcze wykonywane są w takim wariancie) jest to, że leży on na termoizolacji, zatem na podłożu sprężystym. Oznacza to, że pod wpływem obciążeń użytkowych w przekroju pojawiają się naprężenia zarówno ściskające, jak i rozciągające. Ich rozkład i wielkość są zmienne i zależą od wielkości oraz miejsca występowania obciążenia. Oczywiście newralgiczne są naprężenia rozciągające – zbyt duża ich wartość prowadzi do powstania rys i spękań. Do przekroczenia wartości krytycznej (a więc powodującej uszkodzenie jastrychu) prowadzi najczęściej:

• zastosowanie materiału termoizolacyjnego o zbyt dużej ściśliwości,
• zbyt cienka warstwa jastrychu,
• zbyt mała wytrzymałość na zginanie,

przy czym te przyczyny występują nierzadko łącznie.

Zatem punktem wyjścia jest zarówno zastosowanie odpowiedniego styropianu, jak i wykonanie podkładu o odpowiedniej grubości i wytrzymałości na zginanie [5].

Na termoizolację najczęściej stosuje się styropian (EPS), jednak musi to być tzw. twardy styropian, nazywany potocznie, choć nie do końca słusznie, „podłogowym”. Ze względu na wymagane parametry wytrzymałościowe do wykonania termoizolacji posadzki należy stosować styropian (EPS) klasy minimum EPS 100 [11] (wynika to np. z normy PN-B-20132 [12]). To w przypadku pomieszczeń mieszkalnych. Dla pomieszczeń biurowych czy garaży w budynkach jednorodzinnych konieczne jest stosowanie odpowiednio styropianu klasy nie niższej niż EPS 200 oraz EPS 250 ([12]). Analogiczna sytuacja może mieć miejsce, gdy mamy do czynienia z innymi intensywnie obciążonymi pomieszczeniami (przy znacznie różniących się obciążeniach w obrębie tego samego pomieszczenia konieczne może być nie tylko zróżnicowanie klasy, ale i rodzaju termoizolacji w podłodze, jak również wykonanie dodatkowych dylatacji w samym podkładzie i posadzce, a to ma zasadniczy wpływ na układ rur grzewczych).

Zobacz także: Płytki zewnętrzne antypoślizgowe – czy to już standard w branży budowlanej? >>

Za minimalną grubość jastrychu pływającego przyjmuje się 4 cm [14]. Podany powyżej warunek nie jest jednak wystarczający. Konieczne jest spełnienie drugiego, związanego ze specyficzną budową. Grubość jastrychu nad górną krawędzią rurek grzewczych nie może być mniejsza niż 35 mm. Te dwa warunki muszą być spełnione jednocześnie. To jednak nie wszystko. Skoro jastrych pracuje na podłożu sprężystym (styropian), to na jego poprawną pracę wpływ ma nie wytrzymałość na ściskanie, ale wytrzymałość na zginanie (dokładnie rzecz ujmując, wytrzymałość na rozciąganie przy zginaniu). Za minimalna klasę wytrzymałości na zginanie przyjmuje się F4 (4 MPa) [15] przy wytrzymałości na ściskanie 20 MPa (C20 [15]) [1], [2], [7], [13].

Często spotyka się różnego rodzaju „modyfikacje” polegające na wyfrezowaniu w podkładzie bruzd pod rurki ogrzewania podłogowego, ułożeniu rurek, wypełnieniu bruzd i wykonaniu posadzki z płytek. Do wypełnienia bruzd wykonawcy stosują zwykle albo kleje do płytek, albo samopoziomujące podkłady. Odpowiedź na pytanie, czy można tak robić, nie jest ani łatwa, ani jednoznaczna. Co się może stać? Wyfrezowanie bruzdy osłabia przekrój. Jeżeli grubość podkładu wynosi np. 4–5 cm, to bruzda o głębokości np. 2 cm powoduje zmniejszenie grubości niemal o połowę. Skutkuje to znacznym osłabieniem przekroju i nie zmienia tego fakt późniejszego wypełnienia bruzdy. Zapomina się, że przekrój podkładu podlega zarówno rozciąganiu, jak i ściskaniu. Obszar ściskany, jak i rozciągany, w zależności od obciążenia, może znajdować się w tym samym punkcie. Jeżeli taka sytuacja ma miejsce (przewiduje się bruzdowanie podkładu), to należy zastosować termoizolację o jak najmniejszej ściśliwości (np. styropian o klasie ściśliwości CS(10)200 (w praktyce EPS 200 [11] lub XPS [8]), a sam podkład powinien być wykonany z materiału o jak największej wytrzymałości na zginanie (klasa F5 (5 MPa) [15] lub wyższej. Co do wypełniania bruzd, to należy stosować materiał upłynniony, aby jak najdokładniej wypełnić bruzdy. Trzeba tu zwrócić uwagę na zespolenie tej zaprawy z istniejącym podkładem (zagruntowanie lub zwilżenie boków i dna bruzdy) oraz wytrzymałość materiału reprofilacyjnego. W tym przypadku nie można powiedzieć, że zasada „jak najmocniejszy” ma zastosowanie. Zbyt duża różnica wytrzymałości na ściskanie na korzyść materiału wypełniającego może prowadzić do uszkodzenia podkładu. I nie jest rozwiązaniem np. zastosowanie siatki zbrojącej. Zastanówmy się, dlaczego.

Dla podkładu cementowego (identyczna sytuacja występuje też dla jastrychu anhydrytowego) niebezpieczne są przede wszystkim naprężenia rozciągające. Proszę popatrzeć na rys. 2. Pokazuje on przekrój przez jastrych obciążony siłą skupioną. Pod siłą przekrój rozciągany znajduje się bezpośrednio nad termoizolacją, tam występują największe naprężenia rozciągające. Zatem siatkę należałoby umieścić w dolnej części przekroju. W górnej części przekroju również występują naprężenia rozciągające – nie chodzi tylko o sytuację, gdy siła skupiona przesunie się (rys. 2). Ale gdy siła przesunie się, to naprężenia rozciągające pojawią się w górnej części. Zatem zbrojenie siatką powinno się znajdować także w górnej części przekroju.

Biorąc pod uwagę, że otulina powinna wynosić około 1,5 cm, to siatki będą znajdować się niemal w strefie obojętnej przekroju, czyli tam, gdzie naprężenia rozciągające są bardzo małe. Siatka w tym miejscu może zadziałać jedynie przeciwskurczowo.

Uwaga na dylatacje

Istotnym etapem prac jest również prawidłowe rozmieszczenie i wykonanie dylatacji. Pozwalają one przede wszystkim na kompensację odkształceń skurczowych oraz termicznych. Projektuje się je, uwzględniając obciążenia działające na posadzkę, obecność ogrzewania podłogowego, powierzchnię, kształt oraz konstrukcję podłogi. Ułożenie rur musi być skoordynowane z układem dylatacji.

O ile dylatacje konstrukcyjne, brzegowe i montażowe są przenoszone z podłoża na posadzkę w sposób intuicyjny i bezsprzeczny, o tyle z bezpośrednim przeniesieniem dylatacji strefowych na okładzinę ceramiczną mogą wiązać się pewne problemy natury estetycznej (np. przez płytki układane w karo). A dylatacje te pełnią bardzo ważną funkcję zarówno przy obecności ogrzewania podłogowego, jak i przy różnym od prostokąta bądź nieregularnym kształcie jastrychu. Tym bardziej, że można rozróżnić tu dwa przypadki: pierwszy, gdy ogrzewanie podłogowe występuje nie pod całą powierzchnią jastrychu, oraz drugi, gdy ogrzewanie podłogowe występuje pod całą powierzchnią jastrychu. W pierwszym przypadku podział na strefy ogrzewane i nieogrzewane jest niezależny od kształtu pomieszczenia, strefy te muszą być rozdzielone dylatacjami. Dylatacje tego typu wykonuje się ponadto w przypadku znacznych różnic w temperaturze czynnika grzewczego lub rodzaju ogrzewania podłogowego (elektryczne, wodne). Oddylatować od siebie należy także pola z niezależnie regulowanym ogrzewaniem. Dylatacje strefowe powinny być wykonane w przejściach komunikacyjnych (progi drzwiowe), zwłaszcza w miejscach łączenia się wylewek w pomieszczeniach o różnych wymiarach, na styku podłóg o różnej grubości i/lub konstrukcji ([7], [13]).

Przy określaniu szerokości i układu dylatacji należy uwzględnić rodzaj podłoża (jastrychu), geometrię powierzchni, wielkość płytek oraz obciążenia termiczne (m.in. ogrzewanie podłogowe).

Według wytycznych ITB [14] niezdylatowana powierzchnia jastrychu cementowego nie powinna być większa niż 5×6 m.

Według wytycznych [1]: „Beläge auf Zementestriche...” pola jastrychu z ogrzewaniem podłogowym nie mogą być większe niż 40 m2, przy czym długość niezdylatowanego boku nie może przekroczyć 6,5 m. Powierzchnie nieogrzewane powinny być zdylatowane na pola o powierzchni nie większej niż 60 m², przy czym długość niezdylatowanego boku nie może być większa niż 8 m długości. Zdylatowane pola powinny mieć nadany kształt kwadratu lub prostokąta o proporcjach boków nieprzekraczających 1:2.

Według wytycznych [2]: „Beläge auf Calziumsultratestriche...” pola jastrychu z ogrzewaniem podłogowym nie powinny być większe niż 100 m², przy czym długość niezdylatowanego boku nie powinna być większa niż 10 m. Przy kwadratowych lub prostokątnych powierzchniach (proporcje boków nie większe niż 2:1) możliwe jest także wykonanie większych, niezdylatowanych powierzchni (o ile wykona się niezbędne obliczenia). Dla pomieszczeń bez ogrzewania podłogowego długość niezdylatowanego boku nie powinna przekraczać 20 m, gdy stosuje się jastrych upłynniony oraz 15 m w pozostałych przypadkach.

Wytyczne z roku 2022 [4] nieco łagodzą powyższe zalecenia. Nie jest podana maksymalna powierzchnia niezdylatowanego pola, lecz jedynie długość jego boku – odpowiednio dla cementowych i anhydrytowych jastrychów z ogrzewaniem podłogowym – 8 i 10 m oraz proporcje boków – do 1:2. Pojawia się jednak zapis o konieczności obliczeniowego sprawdzenia odkształceń termicznych dla mniej typowych sytuacji, takich jak np. obecność okładziny wielkoformatowej czy kamiennej.

Można przyjąć, że dylatacje brzegowe powinny mieć szerokość przynajmniej 10 mm w przypadku systemów z ogrzewaniem podłogowym. Minimalna szerokość 10 mm w systemach ogrzewania podłogowego wynika z faktu, że zmiany szerokości dylatacji (nie tylko obwodowych) mogą dochodzić do 5 mm. Szerokość dylatacji strefowych przy ogrzewaniu podłogowym nie powinna być mniejsza niż 10 mm. Konieczność wykonywania szerszych dylatacji strefowych i brzegowych może wynikać ze wspomnianej powyżej analizy zmian szerokości dylatacji ([1], [2], [4], [6]–[7], [13]). Zatem pytanie o szerokość i rozstaw dylatacji jest bezpośrednią pochodną wspomnianej analizy.

Zmianę długości materiału przy zmianie temperatury można wyrazić prostym wzorem:

gdzie:

L₀ – długość początkowa,
Δt – zmiana temperatury [°C, °K],
Á – współczynnik rozszerzalności liniowej [mm/(m · K)] (tabela 1).

Przykładowo, dla odcinka jastrychu anhydrytowego o długości L = 8 m i przy zmianie temperatury o Dt = 20ºC (od +10 do +30ºC), przyjmując a = 0,015 mm/m · °C, zmiana jego długości wynosi:

Jak to jednak przełożyć na szerokość szczeliny dylatacyjnej. Przeanalizujmy drugi przypadek. Okładzina ceramiczna na elewacji, na tynku (tynk nie jest dylatowany). Temperatura wykonywania robót (układania masy) +20°C. Odległość pomiędzy wypełnianą szczeliną a sąsiednimi – 7,12 oraz 7,58 m. Dobowy gradient temperatury w lecie 50°C (od +20 do +70°C), roczny – 90°C (minimalna temperatura w zimie –20°C). Zmiana długości wspomnianych odcinków z płytek (dla współczynnika rozszerzalności liniowej 0,6 · 10– mm/m · °C  w lecie dla różnicy temperatur 50°C wynosi 2,13 oraz 2,27 mm, dla temperatur ujemnych 1,71 oraz 1,82 mm. Do analizy miarodajny zatem będzie gradient letni.

Czym wypełnić szczeliny dylatacyjne?

I tu dochodzimy do drugiej części zagadnienia. Jaki zastosować materiał i jaka powinna być szerokość szczeliny. Te dwa zagadnienia ściśle się ze sobą łączą.

Wypełnieniem dylatacji w warstwie użytkowej jest zazwyczaj elastyczna masa dylatacyjna. Ze względu na liczbę komponentów, masy do wypełnień dylatacji można podzielić na jednoskładnikowe i dwuskładnikowe. Ten podział wiąże się z jedną, ale w pewnych sytuacjach bardzo istotną, cechą. Mianowicie, masy dwuskładnikowe wiążą na skutek reakcji żywicy z utwardzaczem, co uniezależnia zdolność wiązania masy od wymiarów szczeliny. Masy jednoskładnikowe wiążą na skutek reakcji z wilgocią z otoczenia. Przy dużych przekrojach szczelin może się zdarzyć, że w środku przekroju reakcja sieciowania nie zajdzie. Ze względu na zastosowaną żywicę, masy do wypełnień dylatacji będą się różnić właściwościami.

W budownictwie mieszkaniowym najczęściej stosuje się masy dylatacyjne na bazie silikonów, akryli i MS polimeru.

Masy silikonowe mogą być przeznaczone do konkretnych zastosowań, np. silikon sanitarny zwykle zawiera w składzie środki biobójcze utrudniające/opóźniające rozwój grzybów pleśniowych (zawartość biocydu w masie nie uniemożliwi rozwoju grzybów pleśniowych w niesprzyjających warunkach), silikon kamieniarski (do stosowania na wrażliwych na przebarwienia płytkach/płytach z kamienia naturalnego), silikon budowlany (uniwersalny) – podstawowy silikon o szerokim zastosowaniu w pracach budowlanych (bez szczególnych wyróżników i właściwości), silikon szklarski (o dobrej adhezji do szkła i gładkich powierzchni, niewpływający negatywnie na warstwę odblaskową lustra) czy silikon odporny na wysoką temperaturę.

Bazą masy akrylowej są poliakrylany. Może być ona stosowana wewnątrz pomieszczeń w miejscach nienarażonych na długotrwały kontakt z wilgocią/wodą i nieobciążonych mechanicznie (niewielka wytrzymałość mechaniczna). Jest odporna na temperatury do 70–80°C, jak również na typowe środki czyszczące (mydło + detergenty). Może być malowany farbami akrylowymi.

MS polimer to jednoskładnikowa, bezrozpuszczalnikowa, elastyczna masa na bazie modyfikowanych silanów. Proces sieciowania następuje na skutek reakcji z wilgocią znajdującą się w powietrzu. Jego zaletą jest bardzo dobra przyczepność do podłoży porowatych i gładkich (beton, cement, płytki, stal, aluminium, mosiądz, miedź i inne metale), także przy obciążeniach dynamicznych, szokowych, udarowych i wibracjach oraz odporność termiczna – zwykle od –40 do +120°C, (krótkotrwała nawet do +180°C). Wadą jest znacznie mniejsza odporność od mas silikonowych na obciążenie UV i niewielka odporność chemiczna.

Tam, gdzie występuje obciążenie agresywnymi mediami stosuje się masy na bazie poliuretanów, epoksydów oraz tiokoli (wielosiarczków). Ich wadą jest wysoka cena, jednak oprócz odporności chemicznej, cechują się one wysoką zdolnością przenoszenia odkształceń.

Masy epoksydowe są zawsze dwuskładnikowe, cechują się bardzo dobrą przyczepnością do podłoża (beton, płytki) i są najbardziej odporne na obciążenia mechaniczne. W połączeniu z dobrą odpornością chemiczną stosowane są na powierzchniach obciążonych mechanicznie i/lub chemicznie. Niestety, te właściwości okupione są niską elastycznością.

Masy poliuretanowe mogą występować jako dwukomponentowe lub jednokomponentowe. Podobnie jak masy epoksydowe, cechują się bardzo dobrą przyczepnością do betonu, stali, płytek ceramicznych itp.), są elastyczne (wydłużenie względne przy zerwaniu może przekraczać nawet 100%) i wytrzymałe na rozciąganie/rozerwanie. Ich odporność chemiczna i mechaniczna jest jednak mniejsza niż mas epoksydowych, są odporne na agresywne media występujące wyłącznie w małych stężeniach. Nie powinny być bezkrytycznie stosowane przy dużych obciążeniach mechanicznych.

Spotyka się także masy epoksydowo-poliuretanowe, są one odporne na obciążenia mechaniczne i chemicznie, jednak przy ograniczonej zdolności przenoszenia odkształceń.

Obciążenia termiczne powodują zmianę szerokości szczeliny dylatacyjnej. Można więc mówić o tzw. ruchomości szczeliny, czyli amplitudzie ruchów (dla ruchów rozciągających i/lub ściskających), czyli różnica między maksymalną a minimalną szerokością szczeliny wynikającą z przemieszczeń jej boków. Jednym z parametrów mas dylatacyjnych jest tzw. zdolność do przenoszenia odkształceń. Innymi słowy, jest to parametr będący liczbowym określeniem zdolności masy do przenoszenia ruchu szczeliny wypełnionej tą masą przy zachowaniu skutecznego wypełnienia/uszczelnienia, czyli bez uszkodzenia samej masy i/lub utraty adhezji do boku szczeliny. Jest to procentowa zmiana szerokości szczeliny w odniesieniu do jej szerokości w momencie nakładania masy. To sformułowanie jest bardzo istotne, odnosi się bowiem do względnej, a nie bezwzględnej zmiany szerokości szczeliny. Masy do wypełnień dylatacji należy tak dobierać, aby zmiana szerokości szczeliny dylatacyjnej nie była większa niż zdolność masy do przenoszenia odkształceń.

Zdolność przenoszenia odkształceń dla poszczególnych elastycznych mas podano w tabeli 2, przy czym parametr ten może w obrębie jednego rodzaju masy znacznie się różnić. Typowe masy silikonowe cechują się zdolnością przenoszenia odkształceń rzędu 12,5–15%.

Dla podanej powyżej zmiany szerokości szczeliny 2,4 mm przy założeniu, że maksymalna dopuszczalna odkształcalność masy dylatacyjnej D wynosi 25%, szerokość szczeliny dylatacyjej bd może być wyznaczona ze wzoru:

Jeżeli natomiast zdolność przenoszenia odkształceń masy elastycznej będzie wynosić 12,5%, to pierwotna szerokość szczeliny powinna wynosić (2,2/12,5) · 100 ≈ 18 mm.

Przeanalizujmy drugi przykład, tym razem dla obszaru zewnętrznego, związanego z wykonaniem połaci balkonowej. Balkon na płycie żelbetowej z łącznikiem izotermicznym. Odległość pomiędzy dylatacjami konstrukcyjnymi płyty balkonowej to 7,12 m oraz 7,58 m.

Zakładając średni współczynnik rozszerzalności linowej 0,013 mm (m · C), zmiana długości płyty betonowej wynosi:

• dla gradientu dobowego 50°C – 7,12 m · 0,013 mm/(m · C) · 50°C = 4,63 mm,
• dla gradientu rocznego 80°C – 7,12 m · 0,013 mm/(m · C) · 50°C = 7,48 mm.

Jednocześnie dla płytek ceramicznych, zakładając średni współczynnik rozszerzalności liniowej 0,007 mm (m · C), zmiana długości okładziny ceramicznej wynosi:

• dla gradientu dobowego 50°C – 7,12 m · 0,007 mm (m · C) · 50°C = 2,49 mm,
• dla gradientu rocznego 80°C – 7,12 m · 0,007 mm (m · C) · 80°C = 3,99 mm.

Analiza zmian długości okładziny ceramicznej jest nieco uproszczona (nie uwzględnia się tu wpływu spoin), jednak na potrzeby niniejszej analizy jest to dopuszczalne uproszczenie. Tym bardziej, że zmiana wymiarów płyty konstrukcyjnej jest większa i będzie miała wpływ na zwiększenie przemieszczeń boków dylatacji w okładzinie.

Odcinek z drugiej strony jest dłuższy (7,58 m), zatem zmiany długości będą proporcjonalnie większe (o 7,58/7,12 · 100% = 1,06% w stosunku do długości odcinka krótszego).

Jak zatem dobrać masę do wypełnienia dylatacji? Załóżmy, że prace wykonywane są w temperaturze +20°C, za najniższą temperaturę przyjęto –10°C, za najwyższą +70°C, natomiast pierwotna szerokość szczeliny wynosi 1 cm. Zmiana szerokości szczeliny w zakresie temperatur od –10 do + 20°C wynosi 2,86 mm dla zakresu temperatur od +20 do + 70°C wynosi 4,77 mm. Miarodajny jest ten ostatni wariant. Zakładając zastosowanie masy o zdolności przenoszenia odkształceń wynoszącą 12,5%, należałoby zaplanować dylatację o szerokości (4,77 · 100)/12,5 = 38,2 mm (!).

Powyższa analiza, jakkolwiek uproszczona, pokazuje skalę problemu i daje odpowiedź, dlaczego dylatacje po krótkim okresie użytkowania wyglądają jak na fot. 1.

Ale to nie jedyny problem. Istotna jest jeszcze różnica odkształceń termicznych podkładu i płytek wynikająca z różnych współczynników rozszerzalności termicznej. Generuje to, zwłaszcza w przypadku dużych gradientów temperatur, znaczne naprężenia ścinające na styku podkład–okładzina ceramiczna. Dla wewnętrznych zastosowań zaczyna to mieć znaczenie np. w przypadku płyt wielkoformatowych, stąd zalecenie [16] o znacznym zmniejszeniu powierzchni dylatowanego obszaru (do 25 m2).

Zupełnie inaczej wygląda sytuacja dla obszarów zewnętrznych. Przeanalizujmy połać zewnętrzną tarasu i zdylatowany obszar o wymiarach 3×3 m. Jego powierzchnia jest większa niż typowa maksymalna zdylatowana powierzchnia, jednak wytyczne [17] mówią wprost o długości niezdylatowanego odcinka od 2 do 5 m, wprowadzając jednak wymóg wykonania obliczeń sprawdzających. Zakładając dobowy gradient temperaturowy 50°C oraz roczny 100°C, a także skrajne wartości współczynników rozszerzalności linowej, dla odległości między dylatacjami 3 m i różnicy temperatur 50°C, zmiana długości takiego odcinka jastrychu wynosi od 1,5 do 1,95 mm, natomiast dla okładzin ceramicznych w tych samych warunkach zmiana długości 3-metrowego odcinka wynosi od 0,6 do 1,2 mm, co w podczas szokowego schładzania powierzchni tarasu w lecie na skutek gwałtownej burzy powoduje różnicę zmian długości okładziny ceramicznej i jastrychu wynoszącą od 0,3 do nawet 1,35 mm i to tylko dla zdylatowanego odcinka o długości 3 m. Biorąc pod uwagę roczny gradient temperaturowy (zima–lato), równy 100°C, różnica zmian długości 3-metrowego odcinka okładziny i jastrychu wynosi od 0,6 do 2,7 mm. To generuje znaczne naprężenia ścinające na styku okładzina–podłoże. Mamy więc drugi czynnik wpływający na rozstaw dylatacji.

O skali problemu świadczyć może wielkość wspomnianych naprężeń. Załóżmy następującą hipotetyczną sytuację: wykonujemy na tarasie w temperaturze +20°C podkład dociskowy o grubości 5 cm z zaprawy cementowej w taki sposób, że nie ma on możliwości zmiany długości na skutek obciążenia termicznego (pomijamy zjawiska skurczu). Następnie wprowadzamy obciążenie termiczne – gradient temperaturowy 50°C. Pytanie brzmi, jaką siłę generuje wspomniane obciążenie termiczne (innymi słowy, z jaką siłą oddziałuje bok podkładu na obszar blokujący możliwość ruchu termicznego). Dla uproszczenia przyjmijmy, że chodzi o pas jastrychu o szerokości tylko 1 m. Brak możliwości odkształcenia termicznego generowałby siłę odpowiadającą naciskowi kilkuset ton, co oczywiście w rzeczywistości nigdy nie nastąpi, gdyż znacznie wcześniej dochodzi do uszkodzeń.

Skoro odkształcenia termiczne okładziny i podłoża są różne, to na styku tych warstw pojawiają się naprężenia ścinające, które musi przenieść zaprawa klejowa (lub zaprawa klejowa i uszczelnienie podpłytkowe, jeżeli mamy do czynienia z obszarem mokrym lub zewnętrznym). Dlatego drugim istotnym czynnikiem jest dobór kleju do okładziny ceramicznej i zastosowanie płytek o „rozsądnej” wielkości. To sformułowanie zostało użyte nieprzypadkowo. Szczegóły w kolejnej części cyklu w następnych wydaniach „Eksperta Budowlanego”.

Literatura

1. „Beläge auf Zementestrich. Fliesen und Platten aus Keramik, Naturwerkstein und Betonwerkstein auf beheizten und unbeheizten Zementgebundenen Fußbodenkonstruktionen“, ZDB, VI, 2012.
2. „Beläge auf Calziumsulfatestrich. Keramische Fliesen und Platten, Naturwerkstein und Betonwerkstein auf calziumsulfatgebundenen Estrichen“, ZDB, X, 2005.
3. „Calciumsulfat-Fließestriche auf Fußbodenheizung. Hinweise und Richtlinien für die Planung und Ausführung von Calciumsulfat-Fließestrichen. Industrieverband WerkMörtel (IWM) e. V., 2017.
4. „Keramische Fliesen und Platten, Naturwerkstein und Betonwerkstein auf zement-und calciumsulfatgebundenen Estrichen im Wohnungsbau oder bei ähnlicher Nutzung“, ZDB, 2022.
5. DIN 18560-2:2009-09, Berichtigung 1:2012-05 Estriche im Bauwesen, Teil 2. „Estriche und Heizestriche auf Dämmschichten (schwimmende Estriche)”.
6. „Einsatz von Bodenbelägen auf Flächenheizungen und-Kühlungen – Anforderungen und Hinweise“, Richtlinie Nr 9, „Bundesverband Flächenheizungen und Flächenkühlungen“, e.V.,2010.
7. Rudolf Mueller, „Fliesen kompakt. Kennziffern, Regeln, Richtwerte“, Verlag, 2018.
8. PN-EN 13164+A1:2015-03, „Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie. Wyroby z polistyrenu ekstrudowanego (XPS) produkowane fabrycznie. Specyfikacja“.
9. „Bewegungsfugen in Bekleidungen und Belägen aus Fliesen und Platten“, ZDB, 2019.
10. PN-EN 12004-1:2017-03, „Kleje do płytek ceramicznych – Część 1: Wymagania, ocena i weryfikacja stałości właściwości użytkowych, klasyfikacja i oznaczenie“.
11. PN-EN 13163+A1:2015-03, „Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie. Wyroby ze styropianu (EPS) produkowane fabrycznie – Specyfikacja”.
12. PN-B-20132:2005, „Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie. Wyroby ze styropianu (EPS) produkowane fabrycznie. Zastosowania”.
13. M. Rokiel, „Projektowanie i wykonywanie okładzin ceramicznych. Warunki techniczne wykonania i odbioru robót”, Grupa MEDIUM, 2016.
14. „Warunki techniczne wykonania i odbioru robót budowlanych – Część B: Roboty wykończeniowe. Zeszyt 5: Okładziny i posadzki z płytek ceramicznych”, ITB, 2023.
15. PN-EN 13813, „Podkłady podłogowe oraz materiały do ich wykonania. Materiały. Właściwości i wymagania”.
16. „Grossformate”, ZDB, 2022.
17. „Belagskonstruktionen mit Fliesen und Platten außerhalb von Gebäuden”, ZDB, 2022.