Okładziny ceramiczne i podłoża – wymagania i problemy

W artykule:

• Warunki stosowania mat kompensacyjnych na różnych podłożach
• Problem dylatacji w podłożu i okładzinie
• Obszary stosowania mat kompensacyjnych
• Warunki zastosowania styropianu do izolacji podłoża

Zrozumienie zagadnienia, dlaczego zespolenie maty z podłożem wpływa na ograniczenie lub brak możliwości przykrycia dylatacji i rys jest kluczowe dla prawidłowego zastosowania maty. W części V cyklu (w „Ekspercie Budowlanym” nr 3/2025) podano wartości naprężeń w podłożu i płytce przy odkształceniu 0,2%, z których jednoznacznie wynika, że dojdzie do uszkodzenia okładziny. Przeanalizujmy sytuację, co się stanie, gdy zastosujemy matę kompensacyjną.

Czytaj także: Podłoża pod okładziny ceramiczne

Warunki stosowania mat kompensacyjnych na różnych podłożach

Przyjmijmy na początek, że płytka ułożona jest w sposób przekrywający rysę, ale bez zastosowania maty. Co się zatem może stać? Jeżeli rysa jest stabilna (nie ma zmian jej szerokości), to nic się nie wydarzy. Problematycznym wymogiem jest jednak wspominana stabilność rysy. W zasadzie rysa nigdy nie będzie stabilna, zawsze dochodzi do zmiany jej szerokości (chociażby na skutek zmian temperatury), a konsekwencją jest uszkodzenie okładziny (rys. 1). 

Zastosujmy zatem matę typu Crack Isolation Membrane, czyli cienką włókninę zatapianą w kleju do płytek (rys. 2).

Przeanalizujmy odkształcenia układu płytka–klej–podłoże. Na rys. 3 pokazano sytuację, gdy doszło do zmiany szerokości rysy, ale bez uszkodzenia płytki. Widać, że odkształcenia przy powierzchni płytki są zerowe (upraszczając analizę, można powiedzieć, że przy jej powierzchni pojawiają się naprężenia rozciągające i dopóki są one mniejsze od wytrzymałości płytki na rozciąganie, nic się nie dzieje).

Dalsze zwiększenie szerokości rysy, po przekroczeniu wytrzymałości płytek na rozciąganie, doprowadzi do ich pęknięcia (rys. 4).

Na rys. 5 pokazano sytuację, gdy zastosowano wyżej wymienioną matę kompensacyjną. Jako że jej grubość jest niewielka (rzędu 0,3–0,5 mm), to jej zdolność do kompensacji (zmniejszenia) odkształceń też jest niewielka (proporcjonalna do grubości samego materiału). O ile w jakimś stopniu zmniejszy ona ryzyko uszkodzenia płytki na skutek rysy w podłożu (istotne jest określenie wspomnianego „stopnia”), to absolutnie nie zadziała to w przypadku przykrycia dylatacji w podłożu.

Większe zdolności kompensacji odkształceń będą miały maty odsprzęgające (ang. Uncoupling Membrane), przy czym tu również ograniczeniem będzie kształt samej maty i sposób połączenia zarówno z podłożem, jak i okładziną (rys. 6).

Na fot. 1–2 pokazano zarysowane, lecz stabilne podłoże (taki stan rzeczy bywa zwykle skutkiem zbyt dużego skurczu fizycznego i/lub chemicznego). Jeżeli rysy nie pracują, to teoretycznie nie stanowią one przeszkody w wykonaniu okładziny (można je jedynie przeszpachlować). Wykładzina nie ulegnie uszkodzeniu. Gdy jednak rysa pracuje, to możliwe są dwie sytuacje.

Pierwsza – odkształcenia przeniesie klej, tylko wtedy mata w ogóle nie jest potrzebna (porównaj rys. 3). Zatem spełnione jest założenie, że odkształcalność poprzeczna klejów umożliwi ograniczone, poziome przemieszczenie podłoża. To przemieszczenie będzie tym większe, im większa będzie odkształcalność kleju i im grubsza będzie warstwa samego kleju.

Druga – jeżeli w warstwie kleju zatopiona zostanie mata typu Crack Isolation Membrane (cienka, o grubości rzędu 0,3–0,5 mm czy nawet 1 mm), to warstwa kleju pod matą pęknie, jednak mata przeniesie odkształcenia na tyle, że warstwa kleju powyżej i płytka nie ulegną uszkodzeniu (porównaj rys. 5a).

Zatem w tym przypadku należałoby zadbać o dobór maty zapewniającej kompensację odpowiednią do zmiany szerokości zastanych rys, tyle tylko, że należałoby wcześniej określić zarówno zmianę szerokości rysy, jak i możliwości kompensacyjne samej maty.

Analogicznie będą się zachowywały maty typu Uncoupling Membrane (porównaj rys. 6). Tu, chociażby ze względu na jej grubość, należy się liczyć ze znacznie większą zdolnością do odkształcenia poprzecznego, bez uszkodzenia samej okładziny. Problemem będzie jednak znowu określenie granicznej wartości zmiany szerokości rys, przy której zastosowana mata spełni nadaną jej funkcję.

Reasumując, w takim zastosowaniu możliwe jest użycie każdej z wymienionych wcześniej mat oraz wariantu z jastrychem na warstwie rozdzielającej, przy czym zastosowanie wariantu z jastrychem podlega ograniczeniu ze względu na wysokość układu podłogowego i jego ciężar, a mat typu Crack Isolation Membrane oraz Uncoupling Membrane – na ewentualną niestabilność rys.

Dlatego w przypadku zarysowanego podłoża i mat typu Crack Isolation Membrane czy Uncoupling Membrane można mówić jedynie o ograniczeniu ryzyka uszkodzenia okładziny przy układaniu na zarysowanym podłożu. Jak widać, bardzo trudna (jeżeli w niektórych sytuacjach wręcz niemożliwa) jest jednoznaczna ocena tego ryzyka. Tu w zasadzie jest układ równań z samymi niewiadomymi.

Istotna jest także odpowiedź na pytanie, czy istnieje niebezpieczeństwo propagacji rys w kontekście obciążeń samej podłogi (nie muszą to być wcale obciążenia mechaniczne). Równie ważny jest także sam charakter rys. Jeżeli podłożem jest np. żelbetowa płyta konstrukcyjna, to dopuszczalne są rysy o szerokości rozwarcia do 0,3 mm i rysy te będą pracować w zależności od obwiedni obciążeń i odkształceń.

Do tego dochodzi kwestia wysezonowania samego betonu. O ile skurcz fizyczny (przy wysychaniu) ustaje bardzo szybko (największy jest przez kilka pierwszych dni po wylaniu mieszanki betonowej), to chemiczny (związany z hydratacją cementu) trwa znacznie dłużej. Mogą się pojawić także zupełnie inne przyczyny powstania rys (fot. 3). 

Proszę zwrócić uwagę, że wytyczne [4], [8], [9] wymagają minimum półrocznego sezonowania podłoża betonowego pod okładziny ceramiczne.

Jeżeli podłożem jest jastrych zespolony, to generalnie możliwe są dwa przypadki: pierwszy – nie doszło do utraty przyczepności jastrychu do podłoża przy krawędziach (porównaj fot. 1) i drugi – doszło tu do utraty adhezji (fot. 4). 

To dwa zupełnie inne przypadki, z których ten drugi jest znacznie bardziej problematyczny (większe prawdopodobieństwo „skuteczności maty” będzie w pierwszym przypadku). Przy zarysowanych podkładach pływających czy na warstwie rozdzielającej (fot. 5) często dochodzi także do klawiszowania krawędzi rys, co w ogóle wyklucza zastosowanie jakichkolwiek mat kompensacyjnych.

W świetle powyższego wymóg niezarysowanego podłoża pod płytki jest jednym z podstawowych wymogów mających wpływ na trwałość eksploatacyjną okładziny, a matę kompensacyjną należy traktować jako rozwiązanie specjalne.

Problem dylatacji w podłożu i okładzinie

Pozostaje jednak kwestia przesunięcia dylatacji. Czy jest to w ogóle możliwe, a jeżeli tak, to w jakim zakresie i pod jakimi warunkami? Co z dylatacjami w okładzinie? Zmiana szerokości dylatacji może dochodzić do kilku milimetrów.

Coraz większa moda na płyty wielkoformatowe, płytki typu deska oraz na dekoracyjne, wielokolorowe posadzki z płytek ceramicznych, łączone dodatkowo z innymi posadzkami, np. w salonach czy holach, generuje problemy, które jeszcze kilka lat temu były mało znaczące. Nieregularny kształt pomieszczeń (rys. 7), fantazyjne wzory na powierzchni płytek czy ich nietypowy (podłużny) kształt ze względów estetycznych wymuszają zupełnie inny przebieg dylatacji w okładzinie niż w podłożu. Do tego dochodzą jeszcze np. obecność ogrzewania podłogowego tylko na części podłogi czy różna ekspozycja na warunki zewnętrzne. Wniosek? Bez stosowania specjalnych rozwiązań nie da się poprawnie wykonać posadzki.

Może zatem zastosować geometrycznie uformowane maty poprzez ich luźne ułożenie na podłożu (rys. 8). W ten sposób łączą się korzyści rozwiązania podłogi na warstwie rozdzielającej z rozwiązaniem wykorzystującym wklejane maty o strukturze przestrzennej. Uzyskuje się możliwość pracy maty w swej płaszczyźnie pod wpływem naprężeń rozciągających, a także – dzięki żebrom tworzonym przez zaprawę klejową ułożoną na macie – zostaje utworzona sztywna tarcza posadzki, pracująca niezależnie od podłoża (oczywiście tylko w obszarze przemieszczeń poziomych – żadna mata nie będzie pracować przy przemieszczeniach pionowych!).

To rozwiązanie upodabnia się do układu z jastrychem na warstwie rozdzielającej, z tą różnicą, że podłożem pod płytki jest mata. Cały układ odznacza się mniejszą sztywnością, ale jest za to dużo niższy (grubości takich mat nie przekraczają zazwyczaj kilku–kilkunastu milimetrów) i ma znacznie niższy ciężar. Dodatkowo dylatacje w podłożu nie muszą się pokrywać z dylatacjami w samej okładzinie. Nie znaczy to, że nie obowiązują tu podane wcześniej zalecenia związane z rozstawem i układem dylatacji strefowych, wręcz przeciwnie. Zastosowanie maty kompensacyjnej nie wpływa na złagodzenie wymogów związanych z wykonstruowaniem dylatacji. Wszystkie one muszą być zachowane, jednak niezależnie dla podłoża i niezależnie dla okładziny, z pewną częścią wspólną, wynikającą z zastosowań szczególnych.

Charakter pracy takiej maty pozwala na jej zastosowanie na wielu różnych podłożach (np. starej wykładzinie z tworzyw sztucznych czy płytek z PCW, w pomieszczeniach, w których posadzkę wykonano z różnych materiałów itp.). Ale uwaga! Próba bezkrytycznego zastosowania maty kompensacyjnej na podatnym podłożu drewnianym czy drewnopodobnym jest skazana na niepowodzenie. Nie ma tu znaczenia, jaki rodzaj maty zostanie zastosowany.

Zacznijmy od budowy typowego stropu drewnianego. Posadzką są najczęściej deski drewniane. Nawet jeżeli są połączone na pióro i wpust (co wcale nie musi być regułą), to pracują niezależnie od siebie. Zatem obciążenie (a co za tym idzie i ugięcie) jest przekazywane na sąsiednią deskę w relatywnie niewielkim stopniu. To powoduje powstanie tzw. efektu klawiszowania, które jest tym większe, im większe jest obciążenie i mniejsza sztywność deski. Mamy tu zatem do czynienia z podłożem odkształcalnym – zarówno ze względu na warstwę poszycia (deski, płyta OSB), jak i nośną (obciążenie przekazywane jest na belki nośne, które też podlegają odkształceniom). 

Odkształcenia te sumują się i są przenoszone na wykładzinę ceramiczną (więcej na temat podłoży drewnianych i drewnopochodnych pisałem w II części cyklu, „Ekspert Budowlany” nr 5/2024). Przy braku wymaganej sztywności poszycia i/lub stropu jako całości niemożliwe będzie ułożenie płytek bezpośrednio na podłożu drewnianym/drewnopochodnym (abstrahując przy takim rozwiązaniu od innego czynnika ryzyka, jakim jest brak odporności podłoża bezpośrednio pod płytami na wilgoć).

Obszary stosowania mat kompensacyjnych

Jak i gdzie zatem stosować tego typu maty? Obszary zastosowań można podzielić na kilka części. Pierwszy obszar to podłoża zanieczyszczone czy zarysowane. Możliwość zastosowania w tych miejscach jest oczywista i nie wymaga komentarza. Nie ma tu znaczenia szerokość rysy czy wielkość zmiany szerokości rysy, jak również stopień zanieczyszczenia podłoża (o ile zanieczyszczenia nie działają destrukcyjnie na samą matę i nie tworzą nierówności na powierzchni podłoża). Drugi obszar to podłoża niewysezonowane. Tu jednak trzeba zwrócić uwagę czy raczej oszacować ryzyko „łódeczkowania” podłoża, zwłaszcza gdy brak wysezonowania idzie w parze z podwyższoną wilgotnością podłoża. Reasumując, podłoża niewysezonowane i o podwyższonej wilgotności tak, ale nie bezkrytycznie.

Kolejne miejsce zastosowania tego typu mat to wspomniane obszary dylatacji w podłożu. Przemieszczenia boków dylatacji, będące wypadkową długości niezdylatowanego boku, współczynnika rozszerzalności liniowej i gradientu temperatury, wynoszą zwykle do kilku milimetrów i nie mogą być skompensowane przez wklejane maty typu Crack Isolation Membrane czy Uncoupling Membrane. Nie ma jednak problemu, aby zastosować w tym celu maty niezwiązanej z podłożem. Nie ma tu znaczenia, czy jest to przesunięcie dylatacji, np. w miejscu styku pola ogrzewanego i nieogrzewanego (rys. 9), czy zwykłej dylatacji strefowej, ale z płytkami ułożonymi w karo (fot. 6, rys. 10 – estetyka dylatacji przecinającej płytki jest wątpliwa.

Tu również rozwiązaniem może być zastosowanie maty strukturalnej ułożonej luźno na podłożu; bezwzględnym wymogiem jest oczywiście brak pionowych przemieszczeń krawędzi dylatacji). Pozostańmy jeszcze chwilę przy dylatacjach strefowych. Proszę popatrzeć na fot. 7.

Pokazuje ono strop żelbetowy z podwyższonymi żebrami. W polach pomiędzy żebrami ma być ułożona warstwa termoizolacji i jastrych dociskowy. Na warstwę użytkową przewidziano płytki. W takiej sytuacji wzdłuż krawędzi podwyższonego żebra należy bezwzględnie wykonać dylatację w okładzinie i nie może być ona przesunięta z zastosowaniem maty kompensacyjnej (matę można zastosować, ale dylatacje w podłożu i w płytkach muszą się pokrywać). Wynika to wprost z charakteru pracy tym razem podłoża. 

Zgodnie z zasadami sztuki budowlanej oddylatować od siebie należy także obszary o różnych obciążeniach (statycznych, dynamicznych, narażonych na drgania itp.) i/lub o różnej budowie (podatności na odkształcenia). W tym przypadku mamy do czynienia z dwoma rodzajami podłoża – jednorodnym (belka żelbetowa) oraz będącym tzw. kanapką – na płycie żelbetowej podatna warstwa, jaką jest termoizolacja ze styropianu, oraz na niej podkład dociskowy stanowiący bezpośrednie podłoże pod płytki.

Warunki zastosowania styropianu do izolacji podłoża

Materiał termoizolacyjny cechuje się pewną ściśliwością. Innymi słowy jest to podatność na obciążenia, czyli informacja, o ile warstwa termoizolacji ściśnie się pod obciążeniem normowym. Zatem jest to parametr odpowiadający za twardość warstwy.

Polistyren ekspandowany (styropian – EPS) jest deklarowany na zgodność z normą PN-EN 13163 [10], jednak jego zastosowanie musi wynikać z normy PN-B-20132:2005 [11] (tabela 1) lub deklarowanej ściśliwości (tabela 2).

Klasa styropianu według normy PN-EN 13163 [10] oznacza wartość naprężenia ściskającego w [kPa] przy 10% odkształceniu (dla klasy EPS 100 oznacza to, że przy obciążeniu 100 kPa następuje zmniejszenie grubości płyty o maks. 10%). Jeśli założyć, że odkształcenia mają charakter sprężysty (w obszarze obowiązywania prawa Hooke’a), można przyjąć, że odkształcenie jest proporcjonalne do obciążenia.

Niekiedy konieczność zastosowania mat odseparowanych od podłoża wymusza wykonanie podkładu, w przypadku pokazanym na fot. 8 takie wykonanie jastrychu spowoduje, że „zdylatuje się sam” w miejscu łączenia poszczególnych działek roboczych. Można w takich sytuacjach próbować skleić podkład za pomocą żywicy epoksydowej, jednak nie zawsze jest to technicznie możliwe.

Jako że nie ma ogólnych zaleceń i warunków technicznych wykonania i odbioru robót w tym zakresie, rozwiązania te należy traktować jako specjalne, wymagające starannego zaplanowania/zaprojektowania oraz wykonania. Konieczne jest tu uwzględnienie aspektów związanych z własnościami/właściwościami mat, samego podłoża i posadzki z płytek.

Wyróżnić tu należy [6], [7]:

• nośność, stabilność i statykę podłoża,
• możliwość wystąpienia odkształceń w płaszczyznach, które wykluczają stosowanie maty (pionowe przemieszczenia dylatacji, klawiszowanie podłoża, niestabilność zarysowań),
• wielkość, grubość i wytrzymałość płytek (wiążące są zalecenia producenta),
• wpływ równoważnego oporu dyfuzyjnego maty (konieczność analizy cieplno-wilgotnościowej w przypadku stosowania mat o właściwościach paroizolacyjnych, zwłaszcza gdy jest to powierzchnia nad przejazdami czy nad pomieszczeniami o wysokiej wilgotności względnej powietrza lub przegroda pomiędzy pomieszczeniem nieogrzewanym i ogrzewanym),
• niebezpieczeństwo związane z zawilgacaniem stref brzegowych przy wykonywaniu robót na podłożach o zwiększonej wilgotności,
• konieczność oddylatowania akustycznego elementów przechodzących przez posadzkę przy matach mających zdolność tłumienia dźwięków.

Literatura

1. „ANSI A118.12 American National Standard Specifications for Crack Isolation Membranes for Thin-Set Ceramic. Tile and Dimension Stone Installation”.
2. „ANSI A108.17 Installation of Crack Isolation Membranes for Thin-Set Ceramic. Tile and Dimension Stone”.
3. Tile Council of North America, „Handbook for Ceramic, Glass and Stone. Tile Installation”, 2018.
4. „Fliesen kompakt. Kennziffern, Regeln, Richtwerte”, Rudolf Mueller, Verlag, 2018.
5. „Beläge auf Zement und Calciumsulfatestrichen. Keramische Fliesen und Platten, Naturwerkstein und Betonwerkstein auf Zement und Calciumsulfatgebundenen Estrichen im Wohnungsbau oder bei ähnlicher Nutzung”, ZDB, 2022.
6. I. Gawęda, M. Rokiel, „Maty kompensacyjne, cz. I”, „IZOLACJE”, 3/2019.
7. I. Gawęda, M. Rokiel, „Maty kompensacyjne, cz. II”, „IZOLACJE” 7–8/2019.
8. M. Rokiel, „Projektowanie i wykonywanie okładzin ceramicznych. Warunki techniczne wykonania i odbioru robót”, Grupa MEDIUM, Warszawa 2016.
9. „Warunki techniczne wykonania i odbioru robót budowlanych – Część B: Roboty wykończeniowe. Zeszyt 5: Okładziny i posadzki z płytek ceramicznych, ITB, 2023.
10. PN-EN 13163 +A2:2016-12: „Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie – Wyroby ze styropianu (EPS) produkowane fabrycznie – Specyfikacja”.
11. PN-B-20132:2005: „Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie – Wyroby ze styropianu (EPS) produkowane fabrycznie – Zastosowania”.
12. „Fugen in Zement und Calciumsulfatestrichen mit Parkett-, Kork- und Laminatbelag”, Abdichtungen. Estriche Schweiz, ISP Interessengemeinschaft der Schweiz. Parkett-Industrie”.