PRZYCZEPNOŚĆ KLEJU DO STYROPIANU W SYSTEMACH ETICS – NIEPEWNOŚĆ METODY I KORELACJA WYNIKÓW
Jednym z najistotniejszych wymagań stawianych klejom do przyklejania płyt styropianowych jest odpowiednia przyczepność kleju do betonu i do materiału termoizolacyjnego. Spełnienie wymogu przyczepności do podłoża betonowego nie jest zazwyczaj problemem, ponieważ do przyklejania izolacji cieplnej stosuje się głównie kleje cementowe. Problematyczne natomiast jest spełnienie wymagań przyczepności do styropianu.
Fot 1. Przykład braku odpowiedniej przyczepności kleju do styropianu
Producenci klejów do styropianu często wprowadzają do obrotu także pozostałe składniki systemu ociepleń. Produkty stanowią wówczas całość, co oznacza, że podczas montowania systemu należy stosować zestaw wyrobów objęty jedną aprobatą techniczną. Wymagania dotyczące składników takiego systemu oraz całego układu zawarte są w odpowiednich wytycznych do udzielania aprobat technicznych. Postawą do udzielania europejskich aprobat technicznych (ETA) jest ETAG 004 [1], a polskich aprobat (AT) – ZUAT-15/V.03/2010 [2].
W wytycznych ETAG 004 [1] i ZUAT-15/V.03/2010 [2] podano parametry, które powinien spełniać kompletny system ociepleń oraz poszczególne jego składniki, by system był trwały, odporny na czynniki zewnętrzne, miał właściwą izolacyjność termiczną, a jednocześnie był bezpieczny w użytkowaniu. W dokumentach tych nie poruszono jednak kwestii przyczepności wczesnej, czyli przyczepności kleju do styropianu w pierwszym okresie po aplikacji, tzn. po 24 godz. lub 48 godz. Tymczasem w praktyce szlifowanie i kołkowanie systemu ociepleń wykonuje się zazwyczaj do 2 dni od przyklejenia styropianu. Podczas tych czynności może dojść do nieodwracalnego uszkodzenia połączenia klej–styropian, a w efekcie do powstania pęknięć czy nawet odpadnięcia całego systemu (fot. 1).
PRZYCZEPNOŚĆ KLEJU DO STYROPIANU – BADANIE
W artykule poddano analizie wyniki badań przyczepności kleju do styropianu przeprowadzone na uśrednionej próbce kleju, pochodzącej z jednej partii produkcyjnej (fot. 2). Celem badań było oszacowanie niepewności pomiaru stosowanej metody, a także znalezienie korelacji między przyczepnością a różnym czasem sezonowania w warunkach laboratoryjnych: po 24 godz., 48 godz., 14 dniach oraz normowym okresie sezonowania, czyli 28 dniach.
Fot. 2. Próbka po badaniach przyczepności kleju do styropianu | fot. archiwa autorów
Aby sprawdzić powtarzalność i odtwarzalność wyników, badania wykonano według tej samej metodyki w dwóch laboratoriach: akredytowanym (laboratorium 1) i zakładowym jednego z producentów chemii budowlanej (laboratorium 2). W obu laboratoriach klej z tej samej partii produkcyjnej podzielono na 20 równych części. Każda z nich została wymieszana z taką samą ilością wody demineralizowanej (202 ml/kg kleju). Po wymieszaniu z wodą i odczekaniu 15 min klej naniesiono w warstwie o gr. ok. 4 mm na 20 płyt styropianowych. Następnie próbki przechowywano w laboratorium w temp. 23°C (2°C) i wilgotności 50% (5%) aż do wyznaczonego terminu badania.
Badania przyczepności do styropianu wykonano zgodnie z wytycznymi ETAG 004 [1] w warunkach suchych metodą pull-off. Zastosowano styropian z jednej partii produkcyjnej o oznakowaniu normowym (według normy PN-EN 13163:2009 [3]) EPS EN 13163 T2-L2-W2-S1-P4-BS115-DS(N)2-DS(70,-)2-TR100.
Do pomiaru przyczepności wykorzystano:
- w laboratorium 1 – przyrząd do badania przyczepności typu EPSN-2/10,
- w laboratorium 2 – siłomierz dyna pull-off tester Z6.
Dodatkowo, aby sprawdzić rozrzut wyników, w laboratorium 2 wykonano badania rozrywania styropianu metodą pull-off na 10 płytach spośród 20.
WYNIKI BADAŃ
W tabeli 1 zamieszczono średnie wyniki odrywania kleju metodą pull-off. Aby sprawdzić wytrzymałość płyt styropianowych, na których badano przyczepność kleju, oraz określić rozrzut wyników z wykluczeniem wpływu kleju do styropianu, wykonano odrywanie samego styropianu (tabela 2). W tabelach 3–4 zestawiono wartości współczynnika korelacji.
WNIOSKI
Na podstawie analizy wyników stwierdzono, że próbka badanego kleju jest zgodna z wymaganiami ETAG004 [1]: wyniki średnie na wszystkich płytach styropianowych (1–20) po 28 dniach sezonowania w obu laboratoriach badawczych przekroczyły 0,08 MPa. Wyniki uzyskane w laboratorium 1 i w laboratorium 2 znacznie się różniły (rys. 1). Wyniki średnie po każdym okresie sezonowania były wyższe w laboratorium 1. Zarówno w laboratorium 1, jak i w laboratorium 2 najwyższy wynik średni uzyskano po 48 godz. sezonowania. Należy przy tym zaznaczyć, że różnice między wartościami średnimi przyczepności w różnych okresach sezonowania (ok. 0,005 MPa) były znacznie mniejsze niż rozrzuty wyników w obrębie jednej badanej płyty (do ok. 0,040 MPa).
Rys. 1. Porównanie średnich wyników pomiaru przyczepności kleju do styropianu po różnym okresie sezonowania, uzyskanych w laboratoriach 1 i 2
Niepewność pomiaru
Wyznaczona niepewność pomiaru po 28 dniach sezonowania w odniesieniu do laboratorium 1 wyniosła 0,013 MPa oraz 0,014 MPa w odniesieniu do laboratorium 2. Jak wskazują obliczenia, w budżecie niepewności najistotniejszym czynnikiem jest składowa powtarzalności (udział w niepewności ok. 70%). O jej wielkości decyduje w tym wypadku przede wszystkim rzeczywista wytrzymałość styropianu na rozciąganie. Wyniki rozrywania samego styropianu charakteryzują się również dużym rozrzutem – 0,022 MPa między wartościami średnimi i nawet 0,055 MPa w obrębie jednej płyty. Nie wykazano korelacji między wynikami odrywania kleju a wytrzymałością styropianu na rozrywanie. Nie stwierdzono również współzależności między różnymi okresami sezonowania. Oznacza to, że nie można prognozować na podstawie wyników przyczepności wczesnej, jaka będzie przyczepność kleju po 28 dniach. Także w sytuacji odwrotnej – na podstawie wyników uzyskanych po normowych 28 dniach sezonowania – producent nie jest w stanie stwierdzić, jaka jest wytrzymałość wczesna, czyli po 24 godz. czy 48 godz. W związku z tym producent powinien być zobowiązany do przeprowadzenia badania przyczepności klejów do styropianu w odniesieniu do krótkiego okresu sezonowania.
Należy także zaznaczyć, że badania wykonywane były w korzystnych warunkach sezonowania, tzn. przy niskiej wilgotności i stosunkowo wysokiej temperaturze, co rzadko odpowiada warunkom wysychania i wiązania kleju na budowie (najczęstsze ograniczenia producentów to temp. 5–25°C i wilgotność względna po-niżej 80%).
Obecnie wytyczne do udzielania aprobat technicznych [1, 2] nie nakładają na producentów klejów obowiązku badania przyczepności wczesnej ani przeprowadzania badania w warunkach zbliżonych do panujących na budowie. Nie sposób jednak nie zauważyć, że przyczepność wczesna jest bardzo ważnym parametrem użytkowym. Z pewnością jest to podstawowy parametr z punktu widzenia wykonawcy czy inwestora, ponieważ zastosowanie nawet najwyższej jakości wyprawy wierzchniej czy pozostałych elementów systemu nie przyniesie spodziewanych efektów, jeśli klej będzie miał słabą jakość.
LITERATURA
-
ETAG 004, „Guideline for European Technical Approval of External Thermal Insulation Composite Systems with Rendering”, Edition March 2000, Amendment June 2008.
-
ZUAT-15/V.03/2010, „Zestawy wyrobów do wykonywania ociepleń ścian zewnętrznych z zastosowaniem styropianu jako materiału termoizolacyjnego i pocienionej wyprawy elewacyjnej (ETICS)”, Wydanie III, 2010.
-
PN-EN 13163:2009, „Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie. Wyroby ze styropianu (EPS) produkowane fabrycznie. Specyfikacja”.
ABSTRAKT
W artykule omówiono wyniki badań przyczepności kleju do styropianu. Oceniono stopień pewności stosowanej metody oraz pokazano zależność między przyczepnością a różnym okresem sezonowania w warunkach laboratoryjnych. Zwrócono uwagę na potrzebę przeprowadzania badania przyczepności wczesnej.
Tabela 1. Średnie wyniki odrywania kleju metodą pull-off po różnym okresie sezonowania
Tabela 2. Średnie wyniki rozrywania styropianu wykonane metodą pull-off
Tabela 3. Współzależność wyników przyczepności kleju po różnym okresie sezonowania
Tabela 4. Współzależność między wynikami przyczepności kleju po różnym okresie sezonowania a wynikami odrywania styropianu (laboratorium 2)
Artykuł pochodzi z miesięcznika IZOLACJE 3/2013
Autor: mgr inż. Małgorzata Niziurska, mgr inż Krzysztof Nosal, mgr inż. Barbara Chruściel, mgr inż. Witold Charyasz, mgr inż. Krzysztof Szafran
