Przyczepność zapraw murarskich do elementów murowych

Podstawowym zadaniem stwardniałej zaprawy murarskiej jest trwałe połączenie elementów murowych w mur zdolny do przenoszenia obciążeń i oddziaływań w określonych (założonych/przyjętych) warunkach środowiskowych.

Tradycyjnie stosowane zaprawy murarskie (wapienne i cementowo-wapienne) charakteryzują się dobrą przyczepnością do wszystkich rodzajów powszechnie stosowanych elementów murowych. Pod koniec XX wieku pojawiło się na rynku wiele nowych rodzajów i odmian zapraw murarskich. Niestety wiele z nich nie ma już tak dobrej przyczepności jak tradycyjne zaprawy z wapnem.

Cząsteczki wapna są kilkukrotnie mniejsze od cząsteczek cementu i nieporównywalnie mniejsze od ziarn piasku. Dlatego wapno w zaprawie pełni nie tylko rolę spoiwa, ale wypełnia również nierówności w podłożu, zapewniając uzyskanie szczelnego i mocnego połączenia. Stosowane obecnie w zaprawach cementowych plastyfikatory napowietrzają zaprawę poprawiając jej urabialność, ale jednocześnie pogarszając jej przyczepność.

W normie PN-EN 998-2 (zaprawy murarskie) określono, że wytrzymałość spoiny to przyczepność pomiędzy zaprawą murarską, a elementem murowym w kierunku prostopadłym do warstwy zaprawy. Wytrzymałość spoiny określana jest jako wytrzymałość wiązania na ścinanie (wg PN- EN 1052-3) lub jako wytrzymałość na zginanie (wg PN- EN 1052-2).

Zgodnie z eurokodem (PN-EN 1996-1-1) przyczepność pomiędzy elementami murowymi i zaprawą powinna być odpowiednia do zamierzonego zastosowania. Przyczepność zależy od rodzaju stosowanej zaprawy i rodzaju elementów murowych, do których dana zaprawa jest używana. Przyczepność określa się na podstawie badania początkowej wytrzymałości muru na ścinanie wg PN-EN 1052-3 oraz wytrzymałości na rozciąganie przy zginaniu metodą skręcania w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny muru i przy zniszczeniu rysą w spoinie wspornej wg PN-EN 1052-5.

Zgodnie z PN-EN 1996-2 odpowiednią przyczepność osiąga się poprzez właściwe przygotowanie elementów murowych i zaprawy. W specyfikacji projektowej powinno być podane czy elementy murowe wymagają zwilżenia przed ich ułożeniem w murze. Gdy w specyfikacji projektowej nie podano takich informacji, należy przestrzegać zaleceń producenta elementów murowych oraz, gdy zachodzi taka potrzeb, producenta zaprawy produkowanej fabrycznie.

Wytrzymałość spoiny należy podawać w deklaracji właściwości użytkowych elementów murowych (PN-EN 771) i zapraw murarskich (PN-EN 998-2) jeżeli producent określił zamierzone zastosowanie wyrobu budowlanego w elementach budynku podlegających wymaganiom konstrukcyjnym.

Dla zwykłych zapraw murarskich przygotowywanych na budowie na podstawie PN-B-10104, zgodnie z tą normą przyjmowane są do oceny wytrzymałości spoiny następujące klasy i wytrzymałości na zginanie

Zaprawa w murze powinna spełnić cały szereg wymagań (patrz informacja zasady doboru zaprawy murarskiej). Większość z nich może być spełnionych tylko wówczas, gdy będzie zapewnione odpowiednie połączenie zaprawy z elementami murowych, czyli odpowiednia przyczepność. Przyczepność jest jednym z podstawowych wymagań w stosunku do zaprawy murarskiej, a przez wielu fachowców uważanym ze najważniejsze.

Przyczepność powinna zapewnić:

• połączenie zaprawy i elementów murowych, w takim stopniu jaki jest potrzebny do przeniesienia powstających w murze naprężeń. Ma niewielkie znaczenie w murach w których w każdej możliwej kombinacji obciążeń występuje ściskanie. Ma bardzo duże znaczenie w przypadku murów w których występują naprężenia ścinające, rozciąganie, skręcanie i zginanie.
• szczelności połączenia zaprawy i podłoża, tak aby nie powstała w tym miejscu droga do wnikania wilgoci i wody w głąb muru

Przyczepność zaprawy murarskiej i elementu murowego jest to zarówno siła związania zaprawy z podłożem, jak też stopień pokrycia/połączenia powierzchni elementu murowego z zaprawą.

Im większa rzeczywista powierzchnia przylegania zaprawy do podłoża tym większa przyczepność. Jeżeli pomiędzy zaprawą, a elementem murowym są wolne przestrzenie, to jest to najłatwiejsza droga przedostawania się wody do wnętrza muru. Woda jest tym czynnikiem który w największym stopniu wpływa na trwałość muru. Odpowiednia, dobra zaprawa murarska powinna nie tylko łączyć poszczególne elementy murowe w stabilną, monolityczną konstrukcję, ale również stanowić szczelną barierę przed wnikaniem wody do wnętrza muru. Dlatego za najważniejszą właściwość zaprawy należy uznać jej przyczepność do łączonych elementów, a nie jej wytrzymałość.

Na przyczepność zaprawy do podłoża mają wpływ:

• Podłoże (rodzaj elementu murowego)

Poszczególne rodzaje elementów murowych różnią się od siebie. Przy ocenie przyczepności podłoża najważniejsze są takie jego właściwości jak:
 

Chłonność/nasiąkliwość

Podłoże szybko odciągające wodę z zaprawy powoduje spadek jej urabialności. Zaprawa staje się sztywna/twarda co utrudnia lub nawet uniemożliwia zapewnienie połączenia kolejnych elementów murowych. Brak wody podczas wiązania zaprawy, powoduje przerwanie tego procesu, czego skutkiem jest najczęściej nieosiągnięcie przez zaprawę odpowiednich właściwości. Dlatego niektóre rodzaje elementów murowych należy zwilżyć lub moczyć przed murowaniem.
 

Szorstkość/gładkość

Z szorstkim podłożem każdy rodzaj zaprawy łączy się lepiej niż z podłożem gładkim. W przypadku podłoży gładkich należy stosować zwykłe zaprawy z wapnem lub specjalnie przygotowane do danego rodzaju podłoża (elementu murowego) zaprawy według projektu.
 

Tekstura podłoża, z uwzględnieniem liczby i wielkość porów,
 

• Zaprawa murarska

Przyczepność zaprawy w stanie stwardniałym jest zależna od jej urabialności w stanie świeżo zarobionym. Urabialność zaprawy murarskiej ocenia się pośrednio, poprzez pomiar jej plastyczności oraz zdolności do utrzymywania wody w zaprawie (więźliwość wody). Urabialność zależy między innymi od rodzaju stosowanego kruszywa, ilości wody w zaprawie, stopnia napowietrzenia zaprawy.

Na przyczepność mają również wpływ składniki zaprawy. Wapno w zaprawach poprawia ich urabialność i jedocześnie uszczelnia połączenie z elementami murowymi. Wynika to z tego, że ma znacznie mniejsze cząstki (70% wapna ma wymiary poniżej 10 µm) niż pozostałe podstawowe składniki zapraw czyli piasek i cement. Dlatego w przypadku zapraw z wapnem tworzy się warstwa czepna na poziomie nawet bardzo niewielkich porów, jakie występują na powierzchni elementów ściennych. Dodatkowo wapno w zaprawie daje jej zdolność do „samoleczenia” mikropęknięć, co powoduje uszczelnianie zapraw w czasie użytkowania budynku. Wraz ze wzrostem ilości wapna hydratyzowanego w zaprawie zwiększa się jej przepuszczalność oraz zdolność do transportu masy (soli, wilgoci, a także gazów), co w znaczący sposób podwyższa trwałość całej konstrukcji murowej.

Należy wyraźnie podkreślić, że nie istnieje zaprawa uniwersalna. Poszczególne rodzaje elementów murowych różnią się pomiędzy sobą właściwościami użytkowymi takimi jak np. nasiąkliwość, wytrzymałość na ściskanie, rozszerzalność termiczna, gładkość powierzchni. Dlatego do każdego rodzaju elementu murowego (ceramika, silikaty, beton kruszywowy zwykły i lekki, beton komórkowy) należy dobrać odpowiedni typ zaprawy. Ta sama zaprawa murarska położona na bardzo nasiąkliwej, porowatej powierzchni będzie zachowywała się inaczej, niż na podłożu mało nasiąkliwym. To odmienne zachowanie zaprawy wynika z różnych szybkości ucieczki wody do podłoża.
 

• Murarz

Sposób wykonania muru w zasadniczy sposób wpływa na jakość i szczelność połączenia pomiędzy elementem murowym i zaprawą. Najważniejsze elementy związane z wykonaniem muru wpływające na uzyskanie pożądanej przyczepności pomiędzy elementami murowymi i zaprawą to:

• Prawidłowy dobór zaprawy do elementu murowego (nigdy odwrotnie!)
• Prawidłowe przygotowanie konsystencji zaprawy w zależności od warunków otoczenia. W okresie podwyższonych temperatur, należy stosować zaprawy o zwiększonej więźliwości wody.
• Zgodnie z PN-EN 1996-2 odpowiednią przyczepność zaprawy do elementów murowych osiąga się poprzez właściwe ich przygotowanie. W specyfikacji projektowej powinno być podane czy elementy murowe wymagają zwilżenia przed ich ułożeniem w murze. Jeżeli w specyfikacji nie ma takiej informacji, to należy stosować się do informacji producenta elementów murowych, które powinny być umieszczone w instrukcji stosowania (obsługi).
• Powierzchnie elementów murowych łączone zaprawą powinny być wolne od zanieczyszczeń, pyłu i brudu. Takie zanieczyszczenia jak kurz, piasek, a szczególnie ziemia i inne części organiczne, mogą uniemożliwić przyczepność zaprawy do powierzchni elementów murowych.
• Prawidłowe kładzenie elementów murowych na zaprawie tak, aby unikać konieczności późniejszego korygowania ich położenia. Każde poruszenie pogarsza przyczepność zaprawy do podłoża. Najlepsza przyczepność uzyskiwana jest w momencie położenia elementu na zaprawie. Podczas korygowania jego położenia, ta pierwsza, największa przyczepność zostaje zerwana. Dla uzyskania dobrej przyczepności element murowy powinien być dociśnięty lub „dobity” młotkiem gumowym, ale nie przesuwany. Jeżeli element murowy został źle ustawiony, to najlepiej jest ustawić go ponownie i również ponownie ułożyć pod nim zaprawę.

Wpływ stosowania domieszek napowietrzających na przyczepność zapraw do podłoża

Domieszki stosowane są głownie dla poprawiania urabialności zaprawy cementowej. Większość powszechnie dostępnych domieszek to związki chemiczne, które powodują wzrost napowietrzenia zaprawy. Po dodaniu domieszki do zaprawy cementowej, powstają w niej liczne, drobne mikropęcherzyki powietrza, które działając jak łożyska powodują, że zaprawa uzyskuje plastyczność. Równocześnie ze wzrostem ilości powietrza w zaprawie pogorszeniu ulega jej przyczepność do podłoża. Zaprawy z domieszkami mają dużo wolnych przestrzeni i ich rzeczywista powierzchnia przylegania do podłoża jest znacznie mniejsza. W skrajnych przypadkach zaprawa opiera się na podłożu na ziarnach piasku, co powoduje całkowitą utratę przyczepności do elementu murowego. Domieszki z reguły stosowane są przy produkcji gotowych zapraw cementowych w wytwórniach betonu.
 

W PN-EN 1996-2 podkreślono, że zaprawa w murze powinna być dostatecznie trwała, aby w założonym okresie użytkowania budynku mo­gła sprostać warunkom mikrośrodowiskowym i nie powinna zawierać składników, które mogą mieć negatywny wpływ na właściwości lub trwałość zaprawy lub przylegających materiałów. Takimi składnikami są często nieodpowiednio stosowane domieszki.
 

Zgodnie z PN-EN 1996-2 nie należy stosować domieszek, dodatków ani pigmentów, jeśli nie podano ich w specyfikacji projektowej.