Spoiny w murze

Spoina w murze jest to przestrzeń pomiędzy powierzchniami sąsiednich elementów murowych.

W obecnie wznoszonych konstrukcjach murowych, w których elementy murowe mają szerokość równą grubości muru, wyróżnia się spoinę wsporną (poziomą) i czołową (pionową). Spoiny mogą być wypełnione zaprawą murarską (zwykłą, lekką, średnią, do cienkich spoin) lub klejem, mogą też pozostać niewypełnione (mur suchy).

Grubość spoiny w murze

Zaprawa murarska jest to mieszanina, co najmniej jednego nieorganicznego spoiwa (najczęściej cementu i/lub wapna lub gipsu) wiążącego hydraulicznie, kruszywa (drobnoziarnistego) i wody, czasem z dodatkami i/lub domiesz­kami, przeznaczona do wykonywania, łączenia i spoinowania muru.

W zależności od rodzaju zastosowanej zaprawy, spoina w murze może mieć różną grubość rzeczywistą, od 0,5 mm do 15 mm.

Grubości spoin w murach na zaprawach:

• zwykłych i lekkich od 6 mm do 15 mm – wartość średnia/obliczeniowa 10 mm;
• średnich od 3 mm do 6 mm – wartość średnia/obliczeniowa 5 mm;
• do cienkich spoin od 0,5 mm do 3 mm – wartość średnia/obliczeniowa 1 mm;

Klej do łączenia elementów murowych jest to substancja jednoskładnikowa (najczęściej niskoprężna, półsztywna piana poliuretanowa), twardniejąca na skutek reakcji chemicznej. Spoina klejowa w murze jest to bardzo cienka warstwa utwardzonego kleju pomiędzy elementami murowymi. Grubość spoiny klejowej po jej utwardzeniu jest pomijalna w stosunku do wymiarów elementów murowych, dlatego nie uwzględnia się jej przy wymiarowaniu oraz obliczaniu liczby elementów murowych

Zaprawa (lub klej) powinna być odpowiednia do rodzaju elementów murowych. Przy projektowaniu należy najpierw dokonać wyboru elementów murowych, a następnie określić odpowiedni sposób ich łączenia. Rodzaj zastosowanej zaprawy lub kleju, a także ich właściwości zawsze mają wpływ na właściwości całego muru. Wynika to zarówno z doświadczenia opartego na sztuce budowlanej jak również z zapisów w obowiązujących normach. Projektant powinien w jednoznaczny sposób podać rodzaj oraz sposób wykonania spoin w murze, a także typ i właściwości zastosowanej zaprawy (kleju). Podczas wykonywania muru zmiana rodzaju spoiny, rodzaju/typu/marki zaprawy lub kleju powinna być zawsze uzgodniona z projektantem, ponieważ może w znaczący sposób wpływać na właściwości muru, a tym samym na spełnienie wymagań stawianych przed ścianą, której ten mur jest podstawowym elementem.

Obowiązujące zasady projektowania, jak i wykonawstwo murów zawarte są w Normie Europejskiej, EN 1996 (eurokod murowy). W PN-EN 1996-1-1 podane są zasady dla murów ze spoinami zwykłymi, lekkimi i cienkimi z wyłączeniem spoin o grubości 3 mm do 6 mm. Takie mury można wykonywać, jeżeli zaprawy zostały specjalnie opracowane dla danego zastosowania.

W zależności od tego, czy i jeżeli tak to, czym jest wypełniona spoina (zaprawa zwykła, zaprawa lekka, zaprawa cienkowarstwowa, klej poliuretanowy, …, mur suchy), ma ona różny wpływ na właściwości użytkowe muru. Również sposób wypełnienia spoin może powodować, że spoina w różnym stopniu wypełnia funkcje i zadania, jakie mogą być dla niej teoretycznie przewidziane.

W murach z wypełnionymi spoinami, spoiny wsporne zawsze są wypełnione, a spoiny czołowe mogą być wypełnione lub mogą pozostać niewypełnione. Podstawową zasadą jest wypełnianie zaprawą całej przestrzeni pomiędzy elementami murowymi. W tym drugim przypadku powierzchnie czołowe elementów murowych powinny być profilowane tworząc system łączenia, np. wpusty i wypusty (pióra i wpusty). Dopuszcza się wykonywanie spoin pasmowych według zasad określonych w eurokodzie murowym. Rodzaje i podział spoin w murach zostały omówione tutaj.

Obowiązkiem projektanta jest przeanalizowanie i określenie jak wybrany przez niego rodzaj spoiny i sposób jej wypełnienia wpłynie na właściwości muru, ściany i całego budynku. Dlatego należy stosować tylko takie zaprawy i kleje które mają ściśle i jednoznacznie określone wszystkie wymagane właściwości użytkowe i które zostały wprowadzone do obrotu zgodnie z obowiązującymi przepisami. W ten sposób projektant może świadomie zapewnić spełnienie wszystkich wymagań, stawianych zarówno przed ścianą, jako elementem budynku, jak i całym budynkiem.

Należy stosować zaprawy dobrane, ze względu na ich właściwości, do elementów murowych oraz miejsca i warunków stosowania.

Poszczególne rodzaje elementów murowych różnią się między sobą nie tylko wymiarami i ich proporcją, co ma wpływ na możliwości prawidłowego wykonania przewiązań w murze (patrz:  kalkulator - Łatwości wykonania wiązań w murze oraz artykuł  Przewiązanie elementów murowych). Ze względu na wybór spoiny i jej wypełnienia najważniejsze są dokładność wykonania elementów murowych oraz ich właściwości, jako podłoża dla zaprawy (kleju).

Jedną z najważniejszych właściwości jest przyczepność (adhezja), czyli siła z jaką jest połączona zaprawa z elementem murowym. Jednak w obowiązujących normach zharmonizowanych wyrobów (EN 771 dla elementów murowych oraz EN 998-2 dla zaprawy murarskiej) deklarowanie przyczepności nie jest wymagane. Nie określono też, jak należy przyczepność definiować i określać.

Na przyczepność wpływa chłonność (nasiąkliwość, absorpcja) podłoża, czyli szybkość z jaką materiał, z którego jest wykonany element murowy odciąga wodę z zaprawy, jest inna dla betonu, inna dla ceramiki czy też silikatów, betonów lekkich lub komórkowych. Jeżeli podłoże wchłonie (wyciągnie) wodę z zaprawy zanim zakończy się proces wiązania, to zaprawa nie osiągnie oczekiwanych właściwości. Jeżeli zaprawa i sposób jej przygotowania będą przewidziane do zastosowania na podłożach bardzo chłonnych, a zostanie zastosowana np. na cegle klinkierowej, to nadmiar wody również uniemożliwi uzyskanie przez zaprawę (a tym samym cały mur) wymaganych właściwości.

Również gładkość podobnie jak stopień zabrudzenia (zapylenia) powierzchni elementu murowego mogą mieć znaczący wpływ na przyczepność zaprawy.

Funkcje spoin w murach

Spoiny z zapraw zwykłych

W tradycyjnych murach wykonywanych z drobnowymiarowych elementów murowych i łączonych zwykłą zaprawą cementowo-wapienną spoina spełniała następujące funkcje:

Spoina murowa jako łącznik

Materiał z którego wykonana jest spoina, zespaja ze sobą poszczególne elementy murowe tworząc jeden materiał konstrukcyjny czyli mur. Aby ta funkcja mogła być spełniona, musi być zapewniona odpowiednia przyczepność pomiędzy elementami murowymi i zaprawą oraz równomierne przekazywanie pomiędzy elementami murowymi obciążeń i oddziaływań. Dlatego zaprawa powinna wypełniać całe przestrzenie spoin i mocno przylegać do powierzchni łączonych elementów.  Jest to szczególnie ważne, jeżeli mur jest poddany różnym obciążeniom i oddziaływaniom, które powodują, że jest on nie tylko ściskany, ale również ścinany, czy też zginany. W tradycyjnych zaprawach przyczepność poprawiano poprzez dodatek wapna. W obecnie stosowanych zaprawach cementowych z dodatkami i domieszkami powodującymi napowietrzenie zaprawy przyczepność jest najczęściej znacznie ograniczona. Przyczepność traci na znaczeniu w przypadku, gdy w murze występują wyłącznie naprężenia ściskające. Wówczas rolą spoiny jest zapewnienie równomiernego przekazywania obciążenia „od góry do dołu”.

Wytrzymałość na ściskanie zaprawy w spoinie nie jest najważniejszą właściwością i nie powinna być ona w znaczący sposób wyższa niż wytrzymałość elementu murowego. Należy pamiętać, że zwiększenie wytrzymałość muru znacznie łatwiej można osiągnąć poprzez zastosowanie elementów murowych o wyższej wytrzymałości, niż poprzez zwiększenie wytrzymałości zaprawy.

Spoina murowa jako poduszka

Sposób wykonania spoiny powinien zapewnić takie przekazywanie obciążeń i oddziaływań pomiędzy elementami murowymi, aby nie powstawały koncentracje naprężeń, prowadzące do zarysowań i pęknięć muru. W spoinie, zaprawa (odpowiedniej grubości) ma za zadanie wyeliminować niedokładności wykonania łączonych powierzchni elementów murowych (odchyłki wymiarowe, równoległość i płaskość powierzchni – patrz szkolenie - Dokładność wymiarowa elementów murowych). Ważne jest również, aby zaprawa była w pewnym stopniu elastyczna. W zaprawach tradycyjnych (zwykłych), tę elastyczność zapewniało wapno. Zastosowanie zapraw cementowych powoduje, że mur staje się bardziej kruchy, a tym samym łatwiej ulega pęknięciom. Zarysowania i pęknięcia murów powodowane są również zmianami temperatury, skurczem/pęcznieniem elementów muru oraz innymi oddziaływaniami. W tradycyjnym budownictwie te zagrożenia były skutecznie eliminowane poprzez stosowanie stosunkowo niewielkich elementów murowych, łączonych stosunkowo grubymi i elastycznymi zaprawami z zawartością wapna, które amortyzowały te niebezpieczne oddziaływania.

Spoina murowa jako bariera

Mur jako ściana, szczególnie przegroda zewnętrzna, powinien zapewnić oddzielenie przestrzeni wewnątrz budynku od wpływu czynników zewnętrznych. Równie ważne jest to w przypadku przegród wewnętrznych. Jeżeli spoiny nie zapewnią odpowiedniej szczelności muru to nie będzie on mógł spełniać wymagań, jakie są przed nim stawiane. W tym przypadku są to praktycznie wszystkie obowiązujące obecnie wymagania podstawowe! Dotyczy to nie tylko wilgoci, ale również wynikającej z niej korozji i degradacji muru, co może mieć wpływ na bezpieczeństwo konstrukcji. Nieszczelny mur może wpływać na poziom bezpieczeństwa pożarowego, izolacyjności termicznej, izolacyjności akustycznej i innych. Oczywiście rozwiązaniem problemu nieszczelnego muru może być zastosowanie dodatkowej warstwy ochronnej, ale tylko wówczas, gdy będzie ona odpowiednio szczelna i trwała. . Najczęściej szczelność muru poprawia się poprzez jego otynkowanie. Sposób i jakość wykonania tynku jest w tym przypadku bardzo ważny, ponieważ w miejscach nieszczelności muru tynk jest podatny na pęknięcia i odspojenia. Jeżeli warstwa tynku nie zostanie prawidłowo wykonana to problem pojawi się ze zdwojoną siłą.

Spoina murowa jako sączek

Dla trwałości konstrukcji murów licowych najpoważniejszym zagrożeniem jest woda wnikająca przez źle wykonane spoiny, a później pozostająca w murze również z powodu źle wykonanych spoin. Prawidłowo dobrana zaprawa i wykonana z niej spoina powinna zapewniać regulację wilgotności muru i wyprowadzać z niego wodę.

Dlatego ważną funkcją spoiny w murach licowych jest odciąganie wody z elementów murowych, na tyle szybko, aby zminimalizować szkodliwy wpływ wody na korozję materiału z którego są wykonane. Oczywiście, wówczas zaprawa, z której jest wykonana taka spoina jest narażona na uszkodzenia. Należy jednak zaznaczyć, że w istniejącym murze znacznie łatwiej jest naprawić (uzupełnić, fragmentami zamienić) zaprawę murarską niż element murowy.

W ostatnich kilkudziesięciu latach wraz z rozwojem budownictwa nastąpiło wiele znaczących zmian, zarówno w produkcji materiałów budowlanych jak i w technologii ich zastosowania. Spowodowało to z jednej strony zwiększenie możliwości spełniania wcześniej nieosiągalnych wymagań, ale z drugiej takie zmiany właściwości wyrobów, które spowodowały problemy ze spełnieniem innych wymagań. Konstrukcje murowe są przykładem takich rewolucyjnych zmian, nad którymi ciągle jeszcze nie zapanowali nie tylko projektanci i wykonawcy, ale również naukowcy. Oczywiście ignorowanie postępu nie jest dobrym rozwiązaniem. Należy jednak pamiętać, że stosowanie nowych rozwiązań materiałowo-technologicznych nie może być bezmyślne i automatyczne. Tylko wówczas ściany murowane, a tym samym wykonane z nich obiekty będą rzeczywiście spełniały stawiane przed nimi wymagania.

Stosowane dzisiaj rozwiązania konstrukcyjne powodują, że nie zawsze spoiny muszą spełniać wszystkie cztery opisane powyżej funkcje, a spełnienie wymagań można zapewnić w inny sposób.

Spoiny zwykłe z zapraw murarskich wykonywanych w wytwórniach betonu

W przypadku wykonywania dużych powierzchni murów, wyeliminowanie konieczności przygotowywania zaprawy murarskiej na budowie może w znaczący sposób ułatwić i usprawnić roboty. Dzisiejsze budowy mają również małe powierzchnie, na których można składować i przygotowywać materiały i elementy budowlane. Dlatego często stosowanym rozwiązaniem jest korzystanie z zapraw dostarczonych z wytwórni betonu. Należy jednak pamiętać o ograniczeniach, jakie są związane z prawidłowym wykonaniem spoiny z tego rodzaju zaprawy. Przy omawianiu czterech podstawowych funkcji zaprawy zwrócono uwagę na część z tych ograniczeń i niebezpieczeństw. Producent cementowej zaprawy murarskiej powinien zadeklarować jej zamierzone zastosowanie i właściwości zgodne z tymi jakie są wymagane w każdym konkretnym przypadku. Zaleca się, aby stosowanie takich zapraw było ograniczone do murów w których nie będą występowały naprężenia rozciągające i ścinające. Należy również pamiętać o tym, że w przypadku stosowania elementów murowych o dobrych właściwościach termoizolacyjnych, mur wykonany na zaprawie cementowej będzie miał niższą izolacyjność termiczną

Spoiny z zapraw cienkowarstwowych

W przypadku zapraw cienkowarstwowych ich wytrzymałość ma niewielki wpływ na wytrzymałość muru. Dlatego zgodnie z eurokodem murowym (EN 1996-1-1) przy obliczaniu wytrzymałości charakterystycznej muru na cienkiej spoinie na ściskanie f_k, nie uwzględnia się wytrzymałość zaprawy f_m.

Stosowanie spoin z zapraw cienkowarstwowych powoduje wyeliminowanie mostków termicznych w murze. Należy jednak pamiętać, że prawidłowe wykonanie takiej spoiny wymaga równomiernego rozłożenia zaprawy na całych powierzchniach wspornych łączonych elementów murowych oraz prawidłowego wykonania spoin czołowych (pionowych), tak aby jej rzeczywista grubość zawierała się w granicach od 0,5 mm do 3 mm. Tylko wówczas spoina będzie prawidłowo pełniła rolę łącznika.

Należy również pamiętać, że spoina cienkowarstwowa nie pełni funkcji sączka, a przede wszystkim nie pełni funkcji poduszki. Mur z takimi spoinami jest znacznie bardziej kruchy, podobnie jak mur na zwykłej zaprawie cementowej, ale w przeciwieństwie do niego w znacznie większym stopniu stanowi jeden element konstrukcyjny.

Sposób wykonania – kształt spoiny w murze

Sposób i jakość wykonania zewnętrznej części spoiny, przy licu muru, ma wpływ na trwałość nie tylko muru, ale również wszystkich innych elementów ściany. Sposoby wykonania tej części spoiny różnią się w zależności od tego czy jest to zewnętrzna czy wewnętrzna strona muru, jaki jest stopień narażenia na działanie czynników atmosferycznych i innych mogących wpływać na obniżenie właściwości muru, a także czy mur będzie otynkowany.

To czy spoina powinna być wypełniona zaprawą całkowicie, czy też przy zewnętrznych powierzchniach muru, powinny lub mogą być pozostawione niewypełnione jej fragmenty, zależy również od tego, jaka jest grubość spoiny i czy mur będzie otynkowany, a także jakiego rodzaju i grubości tynkiem. W tym przypadku ważne są również rodzaj i grubość tynku.

Spoiny w murach licowych

Rys.1 Kształt fug w murach licowych

Fuga jest to widoczna część spoiny w murze licowym. Fuga może mieć różny kolor i kształt, i razem z elementami murowymi tworzy lico muru.

Fugi są istotnym elementem murów licowych. Ich kolor i kształt wpływają na wygląd muru. Należy zawsze dobierać fugi (podobnie jak zaprawy murarskie) do elementów murowych, a nie odwrotnie.

Kolor i kształt fugi oraz jej położenie w stosunku do lica ściany powinny być przyjęte przez architekta.

Ale równie jak wygląd muru, ważne są jego trwałość i odporność na zabrudzenia i uszkodzenia. W tym przypadku sposób wykonania fug ma decydujące znaczenie.

W przypadku zewnętrznego lica muru, narażonego na działanie czynników atmosferycznych, najważniejsze jest takie wykonanie fugi, aby nie gromadziła się w niej woda i brud (rys.1 a, b, c). Kształty tych fug umożliwiają swobodne i szybkie spływanie wody. Przy wykonaniu fugi podciętej tak jak na rys.1 d, słabym punktem może być jej połączenie z cegłą nad nią.

Mury z fugami wyrównanymi do lica muru (rys.1 a) są trudne do wykonania ze względu na duże niebezpieczeństwo zabrudzenia zaprawą powierzchni cegieł, a także konieczność stosowania cegieł o równych powierzchniach.

Mury z fugami wklęsłymi i wciętymi (rys.1 b oraz c) są najbardziej odporne na działanie spływającej wody, a także nie wymagają stosowania cegieł o wyjątkowo równych powierzchniach.

Wszystkie pozostałe kształty fug w mniejszym lub większym stopniu powodują, że mury są mało odporne na działanie spływającej po nich wody, a także na gromadzenie się brudu i powstawanie uszkodzeń. Można je stosować w murach, których lica są wewnątrz budynków lub/i nie są narażone na bezpośrednie działanie wody.

Stosowania fug pokazanych na rys.1 i oraz rys.1 j, należy unikać ze względu na niebezpieczeństwo łatwego ich mechanicznego uszkodzenia.

W murach licowych fugę, czyli widoczną część spoiny, wykonuje się poprzez spoinowanie (rys.2).

W murach licowych spoinowanie można wykonać zarówno w trakcie murowania, jak i po jego zakończeniu. Spoinowanie w trakcie murowania to proces wykańczania spoiny wypełnionej zaprawą murarską. Spoinowanie po wymurowaniu to proces wypełniana, obróbki i wykańczana spoiny zaprawą w miejscu wnęki pozostawionej w spoinie (najczęściej ok 10 mm – zależy od sposobu wykończenia spoiny).

Wykonanie fug w murach licowych

Rys.2 Etapy wykonania fug w murach licowych:

a). wykonane razem ze spoiną podczas murowania;
b). wykonane w drugim etapie, po wymurowaniu.

Spoiny w murach otynkowanych

Rys.3 Spoiny w murach otynkowanych

Sposób wykonania spoiny w murze może mieć wpływ na trwałość i wygląd ułożonego na nim tynku.

Najpewniejszym rozwiązaniem jest wypełnienie spoiny zaprawą murarską na całej szerokości muru (rys. a, c). Dotyczy to zarówno spoin z zaprawy zwykłej, lekkiej jak i cienkiej. Takie rozwiązanie pozwala na swobodę w późniejszym wyborze rodzaju i grubości tynku. Dodatkowo, zewnętrzna strona muru, do czasu otynkowania, narażona na niekorzystne działanie czynników atmosferycznych, będzie bardziej odporna na wnikanie wilgoci i uszkodzenia elementów murowych w okolicach spoin.

W przypadku murów wykonanych na zaprawach zwykłych – grubość spoiny do 15 mm – zaleca się niewypełnianie zaprawą części spoiny (na głębokości 5-10 mm) przy tym licu ściany, które będzie pokryte grubą warstwą tynku (powyżej ok. 12 mm) (rys. b). Najkorzystniej jeżeli będzie to zaprawa tynkarska cementowo-wapienna. Podczas tynkowania te wolne przestrzenie należy wypełnić  zaprawą tynkarską lub obrzutką i w ten sposób uzyskać lepsze wiązanie całej warstwy tynku z murem. W przypadku mniejszych grubości tynków, rośnie niebezpieczeństwo pojawiania się  w tych miejscach pęknięć i przebarwień tynku. Dlatego przy stosowaniu cienkich tynków (poniżej ok. 8 mm) zaleca się wypełnienie spoin zaprawą murarska do lica muru.

W przypadku murów wykonanych na zaprawach cienkowarstwowych, niezależnie od grubości i rodzaju tynku, zaprawę należy układać tak, aby po ustabilizowaniu położenia ułożonych na niej elementów murowych całkowicie wypełniała spoiny – równo z licami muru (rys. c). W tych miejscach w których spoiny są niewypełnione pojawiają się najczęściej zarysowania i pęknięcia tynku (rys.3d).

Podczas tynkowania tynkami cienkowarstwowymi, wypełnienie wolnych przestrzeni przy licu muru jest bardzo trudne. W tych miejscach tynk nie jest najczęściej powiązany z podłożem, powstają „mostki”, które są wyjątkowo narażone na zarysowania.