Okładziny ceramiczne i podłoża – diagnostyka podłoży pod płytki

W artykule:

• Od czego zależy skuteczność prowadzenia prac glazurniczych?
• Etapy odbioru robót glazurniczych
• Narzędzia do diagnostyki podłoża
• Wilgotnościomierze
• Termohigrometry i pirometry

Od czego zależy skuteczność prowadzenia prac glazurniczych?

Rozwiązanie konstrukcyjne podłoża i warstwy użytkowej powinno uwzględniać wszystkie czynniki oddziałujące na połać (obciążenia stałe, zmienne, termiczne).

Konieczne jest:

• zapewnienie przeniesienia obciążeń oddziałujących na konstrukcję,
• zapewnienie bezpieczeństwa użytkowania,
• utrzymanie we wnętrzu pomieszczenia komfortu cieplnego,
• zapewnienie odpowiedniej izolacyjności akustycznej.

Skuteczność wykonanych prac zależy przede wszystkim od:

• poprawności określenia obciążeń mechanicznych i właściwego zaprojektowania warstw konstrukcji,
• rozwiązania projektowego i jakości wykonawstwa detali, w tym przede wszystkim dylatacji, przejść technologicznych instalacji technicznych, szczegółów połączeń itp.,
• stanu podłoża, na którym wykonywana jest wykładzina/okładzina (rysy, kawerny, stabilność i nośność podłoża, wielkości pól dylatacyjnych),
• ścisłego przestrzegania zaleceń aplikacyjnych: wilgotności i równości podłoża, czasu wysezonowania, przerw technologicznych itp.

Wymagania stawiane podłożu należy sklasyfikować w trzech kategoriach:

• wymogi wytrzymałościowe (chodzi przede wszystkim o wytrzymałość na ściskanie i rozciąganie przy zginaniu),
• wymogi wynikające z własności zapraw klejących (będą to wilgotność, temperatura, wysezonowanie itp.),
• pozostałe (czystość, równość itp.).

Punktem wyjścia jest analiza obciążeń (mechanicznych, termicznych itp.) oraz miejsca zastosowania/wbudowania.

Dodatkowo należy wziąć pod uwagę:

• dobór zapraw klejących i spoinujących,
• parametry płytek ceramicznych.

Z jednej strony mamy zatem wymagania wynikające wprost z zasad sztuki budowlanej i praw fizyki. Z drugiej zaś konieczne jest także określenie ich wartości czy wielkości (może to być wartość minimalna, maksymalna, rekomendowana czy akceptowalna), określenie metod badania/sprawdzania oraz właściwe zinterpretowanie otrzymanych wyników. Nie da się tego zrobić bez odpowiednich narzędzi diagnostycznych. Zdefiniowanie wspomnianych kryteriów to nic innego, jak warunki techniczne wykonania i odbioru robót.

Czytaj także: Okładziny ceramiczne i podłoża – typowe i nietypowe problemy

Etapy odbioru robót glazurniczych

Odbiór robót to ocena poprawności i jakości wykonanych prac, w niektórych przypadkach połączona z określeniem ich wielkości. Punktem odniesienia może być dokumentacja techniczna wykonywanych prac (jeżeli istnieje), szczegółowa specyfikacja techniczna, wyniki badań i pomiarów kontrolnych, jak również dokumenty dopuszczające do obrotu zastosowane materiały (o ile są one wyrobami budowlanymi w myśl Ustawy o wyrobach budowlanych [9]).

W procedurze odbioru robót glazurniczych można wyróżnić następujące etapy:

• odbiór robót zanikających to nie tylko odbiór podłoża, na którym będą układane płytki, ale także odbiór każdej warstwy znajdującej się w przegrodzie (ścianie, podłodze). Przed rozpoczęciem prac okładzinowych należy dokonać odbioru podłoża, natomiast odbioru każdej ulegającej zakryciu warstwy dokonać należy po jej wykonaniu, lecz przed rozpoczęciem nakładania kolejnej warstwy. Na tym etapie wykonuje się niezbędne badania podłoża, a ich wyniki porównuje się z wymaganiami zawartymi w dokumentacji technicznej i w kartach technicznych zastosowanych materiałów;
• odbiór częściowy nie różni się w szczegółach od odbioru końcowego, obejmuje jedynie część robót. Jest natomiast bardzo pomocny we wczesnym wykryciu ewentualnych usterek;
• odbiór końcowy jest ostateczną oceną wykonanych prac, niekiedy z określeniem ich rzeczywistego zakresu (ilości).

Może się wydawać, że w przypadku prac glazurniczych etapy te nie występują. Nic bardziej mylnego. Odbiorem robót zanikających będzie na przykład sprawdzenie równości i wilgotności podłoża.

W praktyce występują tu dwa podstawowe przypadki:

• pierwszy, gdy glazurnik sam wykonuje wszystkie warstwy przegrody (nie dotyczy to oczywiście elementów konstrukcyjnych takich jak stropy czy nośne części ścian). Dla podłóg będą to termoizolacja, hydroizolacja, podkłady, poszycie drewnopochodne itp. Dla ścian będzie to tynk tradycyjny, poszycie z płyt gipsowo-kartonowych czy wręcz ściany działowe (z bloczków, pustaków czy lekkie ściany szkieletowe);
• drugi, gdy układa tylko płytki na przegrodzie i podłożu wykonanym i przygotowanym przez kogoś innego.

I tu dochodzimy do sedna problemu. O ile w pierwszym przypadku w razie błędów ustalenie „winowajcy” nie nastręcza kłopotów, to w drugim sprawa się komplikuje. Przynajmniej z formalnego punktu widzenia. Wykonując w sposób bezkrytyczny prace, bez sprawdzenia poprawności wbudowania warstw zakrytych, wykonawca legitymizuje ewentualne błędy popełniane przez kogoś innego. Dotyczy to oczywiście tylko tego zakresu, który jest możliwy do sprawdzenia.

Zatem w każdym przypadku diagnostyka podłoża jest niezbędna do wykonania, różnić się będzie jedynie jej zakres i wagi poszczególnych badań.

Wymagania stawiane podłożu można zgrupować w dwóch kategoriach:

• wymagania wytrzymałościowe – będą to: parametry materiału (wytrzymałość na ściskanie, wytrzymałość na zginanie/zginanie przy rozciąganiu, przyczepność do podłoża, wytrzymałość powierzchniowa na rozerwanie), ciągłość i grubość warstwy, brak miejscowych osłabień itp.;
• wymagania technologiczne – będą to: temperatura podłoża i powietrza, wilgotność podłoża i powietrza, sezonowanie (czas wiązania/skurcz), czystość, równość, dylatacje itp.

Narzędzia do diagnostyki podłoża

Do narzędzi diagnostycznych należy zaliczyć:

- urządzenia do określania wilgotności i temperatury:

• wilgotnościomierze do podłoża,
• termometry do podłoża (pirometry),
• wilgotnościomierze i termometry do powierza (termohigrometry);
• w narzędzia do określania stanu podłoża:
• rysik Ri-Ri lub skalowany rylec,
• aparat do określania wytrzymałości podłoża na rozciąganie (prostopadle do płaszczyzny podłoża) – urządzenie typu pull-off,
• aparat do określania wytrzymałości podłoża na ścinanie (wytrzymałość w kierunku równoległym do płaszczyzny podłoża) – urządzenie typu Presso-mess,
• młotek Schmidt'a,
• szczelinomierz,
• suwmiarka;

- narzędzia do określania odchyłek wymiarowych:

• łata/poziomnica,
• przymiar,
• klin,
• przymiar kątowy,
• laser krzyżowy;
• w inne narzędzia:
• kamera termowizyjna,
• kamera endoskopowa.

Ze strony niedoświadczonych wykonawców często pojawia się pytanie, które z narzędzi diagnostycznych są najważniejsze. To błąd w rozumowaniu, nie da się utworzyć algorytmu, wszystko bowiem zależy od konkretnej sytuacji. Oczywiście urządzenia typu Presso-mess, pull-off, młotek Schmidt'a, kamera endoskopowa czy kamera termowizyjna nie będą miały zastosowania zawsze, można więc przyjąć, że są to narzędzia pomocnicze, stosowane w sytuacjach, gdy standardowe narzędzia diagnostyczne nie będą wystarczające.

Wilgotnościomierze

Wilgotność materiału to zawartość wody w materiale, będąca wynikiem zarówno naturalnego stanu, jak i działania czynników zewnętrznych. Zjawisko zawilgocenia związane jest ściśle z budową materiałów porowatych. W odniesieniu do materiałów budowlanych, takich jak betony, jastrychy, zaprawy najczęściej operuje się tzw. wilgotnością masową bezwzględną, oznaczającą stosunek masy wody znajdującej się w materiale do masy suchego materiału, co może być przedstawione następująco:

gdzie:

w_m – wilgotność masowa [%],

m_w – masa próbki wilgotnej [kg, g],

m_s – masa próbki po wysuszeniu do stałej masy [kg, g],

m_wody – masa wody znajdującej się w próbce [kg, g].

Niekiedy (zwłaszcza w odniesieniu do materiałów termoizolacyjnych takich jak EPS czy XPS) operuje się pojęciem wilgotności objętościowej:

gdzie:

w_o – wilgotność objętościowa [%],

m_w – masa próbki wilgotnej [kg, g],

m_s – masa próbki po wysuszeniu do stałej masy [kg, g],

ρ_w – gęstość wody [kg/m³, g/cm³],

ρ_o – gęstość objętościowa badanego materiału [kg/m³, g/cm³].

Pomiar wilgotności (czy ogólnie rzecz biorąc zawilgocenia) to nie tylko fizyczne przyłożenie miernika do podłoża czy próbki. To także kwestia interpretacji, choć punktem wyjścia jest odpowiedź, co mierzy wilgotnościomierz. Bo oprócz dwóch przypadków, nie jest to wilgotność materiału. Spotykane niekiedy stwierdzenia, że zwykły „wilgotnościomierz”, kosztujący kilkadziesiąt złotych, pozwoli na określenie zawilgocenia podłoża można włożyć między bajki.

Najdokładniejsze wyniki dają tzw. metody bezpośrednie, czyli wagowosuszarkowe. Wykonanie badania polega na wycięciu próbek z muru, zważeniu w stanie zawilgoconym oraz po wysuszeniu do stałej masy. Taki sam pomiar wykonać można także bezpośrednio na budowie za pomocą wagosuszarek (fot. 1).

Proces pomiaru przebiega automatycznie. Odpowiednio przygotowaną próbkę umieszcza się na szalce (ewentualny transport wymaga hermetycznych pojemników) i włącza odpowiedni program pomiaru. Urządzenie za pomocą precyzyjnej wagi elektronicznej rejestruje masę początkową oraz końcową (tzw. stałą masę) i wylicza wilgotność masową. Należy zwrócić uwagę, że urządzenia, w zależności od programu pomiaru, mogą podawać tzw. wilgotność względną określoną wzorem:

gdzie:

w_w – wilgotność masowa względna [%],

m_w – masa próbki wilgotnej [kg, g],

m_s – masa próbki po wysuszeniu do stałej masy [kg, g].

Opisane powyżej metody są metodami bezpośrednimi. Do metody półpośredniej zaliczyć można metodę karbidową CM (fot. 2).

Do określenia ilości wilgoci w próbce stosuje się fiolki ze ściśle odmierzoną ilością karbidu. Badanie takie polega na pobraniu niewielkich ilości materiału przegrody, a następnie włożeniu go wraz z fiolką zawierającą karbid do hermetycznie zamykanego pojemnika z manometrem. Zgniecenie fiolki z karbidem powoduje reakcję chemiczną:

CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂

Odczytując na manometrze ciśnienie powstałego w wyniku ww. reakcji acetylenu, określić można ilość wilgoci znajdującej się w próbce. Na końcowy wynik w tej metodzie może mieć wpływ temperatura, wielkość pobranej próbki (zwykle 10–20 g) oraz jej rozdrobnienie. Pomimo to jest ona metodą wystarczająco dokładną i chętnie stosowaną. Praktycznie wszyscy producenci chemii budowlanej, jak również literatura techniczna, podają wymóg określenia wilgotności masowej podłoża za pomocą aparatu CM lub wagosuszarki (wilgotność ta często nazywana jest wilgotnością resztkową).

Stosowanie metod bezpośrednich lub metody karbidowej, jakkolwiek w wielu sytuacjach niezbędne (szczegóły w kolejnych częściach cyklu), jest jednak niewygodne (są to metody niszczące) i w wielu sytuacjach niewystarczające. To pozorny paradoks, jednak jest to łatwe do wyjaśnienia. Miarodajna jest zawsze najwyższa wilgotność podłoża, dlatego trzeba najpierw zlokalizować to miejsce. Do tego służą metody pośrednie (nieniszczące) i wykorzystujące te metody wilgotnościomierze.

Do metod pośrednich (nieniszczących) należą przede wszystkim metody elektryczne: elektrooporowa – wykorzystująca zjawisko zmiany oporu elektrycznego na skutek zawilgocenia (fot. 3); metoda dielektryczna – wykorzystująca zjawisko zmiany stałej dielektrycznej przy zmianie zawilgocenia (fot. 4, rys. 1, rys. 2) czy też metoda mikrofalowa, która polega na wyznaczeniu wilgotności, bazując na tłumieniu fal przechodzących przez wilgotne podłoże (fot. 5, rys. 2).

Wadą metod elektrycznych jest wrażliwość na obecność soli w podłożu. Dlatego przy pomiarach istotne jest, jakim miernikiem wilgotności tych pomiarów dokonujemy. Mierniki pojemnościowe (detektorowe), najbardziej rozpowszechnione, podają jedynie wyniki przybliżone, niekiedy znacznie odbiegające od rzeczywistej wartości zawilgocenia masowego przegrody. W praktyce stosuje się je do określania stanu podłoża (suchy, wilgotny, mokry). Tego typu ocena stanu wilgotnościowego dotyczy zwykle warstwy o określonej grubości (kilku centymetrów) i jest wartością uśrednioną.

Grupa mierników przepływowych (elektrooporowych) daje na miejscu budowy dokładniejsze odczyty, niemniej jednak w dokładności pomiarów nie mogą one konkurować z metodami dokonanymi sposobami bezpośrednimi. Taki wilgotnościomierz, jeżeli ma wbudowaną krzywą regresji dla konkretnego rodzaju podłoża, może być wykorzystywany do określania wilgotności masowej. Tego typu wilgotnościomierze często są indywidualnie kalibrowane do rodzaju podłoża (laboratoryjnie określa się korelację: odczyt miernika vs. wilgotność masowa podłoża określona metodami bezpośrednimi dla określonych typów podłoża).

Należy przyjąć, iż mierniki pojemnościowe oraz przepływowe (choć coraz doskonalsze) mogą pełnić jedynie funkcję porównawczą przy pomiarach okresowych w tych samych miejscach pomiaru na wyznaczonych wcześniej podłożach (sprawdzenie postępu wysychania podłoża, detekcja miejsc najbardziej zawilgoconych itp.).

W miejscach najbardziej zawilgoconych należy in situ porównać wyniki tak wykonanych pomiarów z pomiarami wykonanymi miernikiem karbidowym (metoda CM) lub wagosuszarką.

Niektóre mierniki mają wbudowane dwa czujniki (fot. 3a–3c, fot. 6), pozwalające na pomiar zawilgocenia metodami elektrooporowymi oraz radiowymi. Spotykane są również mierniki wielofunkcyjne z wymiennymi czujnikami, umożliwiające transmisję danych bezpośrednio do komputera i ich dalszą analizę (wymagane jest posiadanie odpowiednich programów), jak również pozwalające na współpracę ze smartfonem.

Termohigrometry i pirometry

Analizując zagadnienia związane z określeniem wilgotności podłoża, nie sposób pominąć konieczności określenia wilgotności i temperatury powietrza. Nie chodzi tylko o określaną przez producentów klejów temperaturę aplikacji (jest to zawsze temperatura powietrza i podłoża), ale też o tzw. punkt rosy. 

Typowa temperatura aplikacji klejów wynosi od +5 do +25°C, dla klejów żelowych górna granica wynosi zwykle +35°C. Dostępne są także kleje pozwalające na aplikację w niższych temperaturach, poniżej +5°C (ale nie mniej niż +1°C). Sprawdzenie temperatury powietrza i podłoża jest więc oczywistą czynnością, wymagającą odpowiednich narzędzi. Klasyczny termohigrometr (fot. 7) określa wilgotność względną i temperaturę powietrza oraz tzw. punkt rosy. Pirometr (termometr bezdotykowy, fot. 8) określa natomiast temperaturę podłoża. Wymienione wyżej wartości mają ze sobą część wspólną, jest to wspomniany punkt rosy.

W powietrzu zawsze znajduje się para wodna. Jednak jej ilość nie jest ograniczona, powietrze może przyjąć tylko określoną ilość pary wodnej. Ilość ta jest zależna od temperatury powietrza i spada wraz ze spadkiem temperatury. Jej ilość określa względna wilgotność powietrza, czyli wyrażony w procentach iloraz znajdującej się w danej chwili 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. Jeżeli podłoże ma temperaturę równą lub niższą od punktu rosy, to na jego powierzchni pojawi się kondensat.

Za bezpieczny „odstęp” przyjmuje się różnicę przynajmniej 3°C. Zjawisko to jest niebezpieczne w niższych temperaturach i/lub przy podwyższonej czy wręcz wysokiej wilgotności względnej powietrza. Spotyka się urządzenia będące połączeniem pirometru oraz termohigrometru (fot. 9), które umożliwiają natychmiastową, kompleksową ocenę parametrów cieplno-wilgotnościowych powietrza oraz oznaczenie ryzyka kondensacji. Temperaturę podłoża można także określić za pomocą kamery termowizyjnej, jednak jej zastosowanie jest znacznie szersze niż tylko do sprawdzania temperatury podłoża.

Przydatne, zwłaszcza przy wykonywaniu wszystkich warstw podłogi, mogą być rejestratory danych klimatycznych (fot. 10). Takie urządzenia stosuje się najczęściej podczas diagnostyki pomieszczeń związanej z pojawieniem się grzybów pleśniowych, ale stanowią dużą pomoc podczas szacowania czasów wysychania czy sezonowania wykonanych podkładów, tynków czy innych warstw przegród, jak również na przykład w określeniu odstępu technologicznego pomiędzy momentem klejenia płytek a chwilą fugowania, zwłaszcza gdy prace są wykonywane w niesprzyjających warunkach cieplno-wilgotnościowych. 

Tego typu urządzenia rejestrują niemal w sposób ciągły wilgotność i temperaturę powietrza oraz automatycznie określają punkt rosy (rys. 3); możliwe jest zaprogramowanie wykonywania pomiarów w odstępach od kilku sekund.

Literatura

1. M. Rokiel, „Projektowanie i wykonywanie okładzin ceramicznych. Warunki techniczne wykonania i odbioru robót”, Grupa Medium, Warszawa 2016.
2. WTA Merkblatt 4-11-16, „Messung des Wassergehalts bzw. der Feuchte bei mineralischen Baustoffen“.
3. M. Rokiel, „Hydroizolacje w budownictwie. Projektowanie. Wykonawstwo”, wyd. III, Grupa MEDIUM, Warszawa 2019.
4. J. Karyś (red.), „Ochrona przed wilgocią i korozją biologiczną w budownictwie”, Grupa Medium, Warszawa 2014.
5. „Keramische Fliesen und Platten, Naturwerkstein und Betonwerkstein auf zement - und calciumsulfatgebundenen Estrichen im Wohnungsbau oder bei ähnlicher Nutzung“, ZDB, 2022.
6. „Wanduntergründe im Innenbereich”, ZDB, 2022.
7. „Fliesen kompakt. Kennziffern, Regeln, Richtwerte“, Rudolf Mueller, Verlag, 2018.
8. „Warunki techniczne wykonania i odbioru robót budowlanych – Część B: Roboty wykończeniowe. Zeszyt 5: Okładziny i posadzki z płytek ceramicznych”, ITB, 2024.
9. Obwieszczenie Marszałka Sejmu Rzeczypospolitej Polskiej z dnia 15 czerwca 2021 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu ustawy o wyrobach budowlanych, DzU 2021, poz. 1213.