Zmiana nastąpiła po II Wojnie Światowej, głównie za sprawą rozwoju chemii organicznej i chemii polimerów. Kleje zaczęły być coraz powszechniejsze zarówno w przemyśle jak i codziennym życiu. Bez kleju nie latałyby rakiety programu Apollo i nie jeździłby popularny Maluch, żeby wspomnieć tylko najbardziej spektakularne (choć z różnych powodów) przejawy zastosowania techniki klejenia.
Budownictwo od najdawniejszych czasów posługiwało sie klejeniem. Do klejenia służyła zarówno glina jak i błoto czy muł w czasach, gdy zaczęto kamieniami zastępować pleciono-wiązane konstrukcje. Z czasem nasi przodkowie zaczęli naśladować naturę dochodząc do skądinąd słusznego wniosku, że najlepiej wzorować sie na niej.
Szukali najlepszego sposobu na odtworzenie struktury kamienia, stąd od pradawnych czasów jednym z głównych składników zapraw do spajania, czyli „klejenia” jest piasek. W zależności od regionu w którym przyszło wykazywać się budowlańcom swoją wiedzą spoiwem była glina, popiół wulkaniczny czy dużo później wapno.
Po wynalezieniu cementu, na długie lata nastąpił „błogi spokój” jeśli chodzi o rozwój zapraw i dopiero najnowsze czasy od połowy ubiegłego wieku pokazały, że można znacznie rozszerzyć spektrum zastosowania zapraw na budowie.
Jednym z produktów i technologii, które przeszły w tym czasie największe zmiany były zaprawy do układania okładzin ceramicznych. Nie wszyscy pamiętają, że w czasach ogólnej siermięgi zarówno budowlanej jak i społecznej, właściwie jedynym sposobem osadzania płytek ceramicznych czy terakoty była zaprawa murarska, która składem nie różniła się wiele od zaprawy używanej do spajania cegieł. Drobne, acz istotne różnice były przeważnie tajemnicą fachowców parających sie tym rzemiosłem.
Technologia ta przynosiła oczywiście wiele ograniczeń wpływających zarówno na obróbkę jak i na efekt końcowy. Zaprawy były przygotowywane na bezpośrednio na budowie, mieszane z powszechnie dostępnych składników i w dosyć grubych warstwach nanoszone na podłoże. Bezpośrednio po nałożeniu zaprawy na podłoże, była ona pokrywana płytkami, a po kilku dniach spoinowana.
Z jednej strony technologia ta pozwoliła pominąć tynkowanie ścian pod płytki (glazurowało sie gołe mury) z drugiej zaś była uciążliwa, materiałochłonna i długotrwała. Nie bez znaczenia pozostawał fakt, że stosunkowo duża grubość warstwy potrzebnej do osadzenia płytek (średnio ok 12-20 mm) skutecznie potrafiła zmniejszyć i tak już małe pomieszczenia sanitariatów i innych pomieszczeń. Często również zmuszała do szukania rozwiązań na wykończenie górnej krawędzi powierzchni płytek, która przyjmowała postać rzucającego się w oczy gzymsu.
Z czasem jednak zaczęły pojawiać się coraz bardziej wyszukane technologie, do których nijak nie pasowała ordynarna zaprawa. Powstały więc cienkowarstwowe kleje do płytek produkowane jako gotowe zaprawy. Wśród nich wyróżniamy trzy podstawowe grupy klejów: na bazie cementu, na bazie dyspersji i na bazie żywic reaktywnych.
Najbardziej popularne są kleje na bazie cementu. Są to zaprawy których tradycyjnie głównym składnikiem jest piasek o drobnej frakcji oraz cement jako spoiwo. Pozostałe składniki stanowią środki pozwalające na dłuższą pracę (wydłużające czas otwarty, opóźniające wiązanie), polimerowe środki poprawiające przyczepność oraz środki wpływające na obróbkę jak np. zmniejszające spływ czy poprawiające rozlewność kleju.
Druga popularna grupa klejów to kleje dyspersyjne, oznaczane literą „D”, sprzedawane w postaci gotowej do użycia pasty. Oprócz różnicy w postaci w jakiej występują ich skład jest podobny z tą różnicą, że w klejach dyspersyjnych spoiwem jest zawiesina sztucznych żywic.
Trzecia grupa klejów to kleje na bazie żywic reaktywnych, czyli chemoutwardzalne, oznaczane literą „R”. Dostarczane są w postaci kompletu dwóch lub więcej składników do wymieszania bezpośrednio przed użyciem.
Kleje na bazie cementu są najszerzej reprezentowane na rynku i należą do najczęściej używanych. Jest to po części spowodowane prostotą ich użycia i szerokim zastosowaniem, z drugiej strony należą do stosunkowo najtańszych rozwiązań o tak szerokim spektrum zastosowania. Wszystkie te kleje, ich wymagania i właściwości opisane są w Polskiej Normie PN EN 12004.
Wśród klejów cementowych (oznaczonych w odpowiedniej normie jako „C”) rozróżniamy dwie klasy wytrzymałości. Głównym kryterium jakości dla klejów do płytek jest przyczepność badana specjalnymi przyrządami do odrywania zwanymi Pull Off.
Klasa 1 wspomnianej przyczepności określa kleje, które muszą zapewnić przyczepność do podłoża co najmniej 0,5 MPa. Wymagania te muszą być spełnione po 28 dniach przechowywania w różnych warunkach. Należą do nich: temperatura normalna, temperatura 70 stopni C, zwana starzeniem termicznym, cykliczne zamrażanie i rozmrażanie oraz moczenie w wodzie.
W takich samych warunkach bada się kleje sklasyfikowane w klasie C2. Tak klasa z kolei określa kleje, które muszą zapewnić przyczepność do podłoża w podanych warunkach nie mniejszą niż 1,0 MPa.
Dodatkowym, aczkolwiek bardzo istotnym parametrem jest czas otwarty. Jest to maksymalny czas, po naniesieniu kleju, kiedy płytki mogą być osadzone w warstwie kleju tak, aby uzyskać wymaganą przyczepność odpowiednią dla klasy. Bez względu na klasę kleje muszą spełniać kryteria czasu otwartego w czasie 20 minut. Podstawowe właściwości jakimi musi się charakteryzować klej do płytek zebrane są w tabeli poniżej.
Wspomniana norma stawia też dodatkowe wymagania np. dla klejów szybkowiążących. Muszą one osiągnąć przyczepność wczesną na poziomie 0,5 MPa już po 24 godzinach, a wiec 27 dni wcześniej niż kleje normalnie wiążące.
Kleje szybkowiążące nie muszą spełniać kryteriów czasu otwartego w takim samym stopniu jak kleje normanie wiążące. Czas otwarty wymagany dla kleju szybkowiążącego to 10 min czyli po nałożeniu kleju i przyklejeniu do niego płytki przyczepność po wymaganym czasie musi osiągnąć wartość ≥0,5 MPa. Kleje szybkowiążące oznaczane są literą „F”.
Innym wymaganiem stawianym przed klejami jest brak spływu, czyli właściwość która pozwala mocować okładzinę do ścian bez jej podpierania czyli np. zaczynając od góry pomieszczenia. Norma określa maksymalną wartość „spływu” jaki może osiągnąć płytka w odpowiednich warunkach, a wynosi ona maksymalnie 0,5 mm. Klej który spełnia takie wymagania oznaczany jest literą „T”
Wymaganiem dodatkowym dla wszystkich klas kleju do płytek jest wydłużony czas otwarty. Oznaczenie „E” zobowiązuje klej do osiągnięcia minimum 0,5 MPa po 30 minutach. Oznacza to że od nałożenia kleju na podłoże do przyklejenia doń płytki może minąć nie mniej niż 30 min, a przyczepność nie spadnie poniżej 0,5 MPa.
Pozostaje jeszcze jedna kwestia, obrosła przez lata aurą tajemniczości – elastyczność. Generalnie zaprawy cementowe, w tym i kleje nie są zbyt elastyczne w potocznym rozumieniu tego słowa.
Ich elastyczność to zaledwie ułamki milimetra w warunkach ich zastosowania, niemniej jednak wystarcza to aby znieść obciążenia, którego kleje nieelastyczne znieść nie zdołają. Elastyczność zwaną fachowo podatnością na odkształcenie poprzeczne opisuje norma PN EN 12002 ustanawiając dwie klasy elastyczności. Przynależność do którejkolwiek z klas elastyczności można ustalić na podstawie tabeli poniżej.
Odkształcenia poniżej 2,5 mm nie są klasyfikowane, natomiast miano kleju elastycznego przysługuje zaprawie, która podczas testu odkształcania poprzecznego uzyskała więcej niż 5 mm odkształcenia pod obciążeniem.
W Polsce brak uregulowań pozwalających na podstawie klasy nadawać zaprawie klejowej miano elastycznej, niemniej jednak przyjęło się, że klej do płytek elastyczny jest gdy uda się go odkształcić o wartość przekraczającą 5 mm. Klasyfikacja odkształcenia poprzecznego nie dotyczy klejów dyspersyjnych (D) oraz klejów na bazie żywic reaktywnych (R).
Dodatkowym kryterium określającym jakość i parametry wytrzymałościowe kleju do płytek jest model zerwania (FP) pozwalający ocenić jak mocno trzyma się klej podłoża, oczywiście w powiązaniu z wartością siły charakteryzującej tą przyczepność. Wśród najczęściej spotykanych modeli zerwań rozpoznajemy zerwania w podłożu jako najbardziej korzystne, zerwania w zaprawie i zerwania w na styku kleju i płytki. Ostatni model zerwania to zerwanie na styku płytki i mocowania płytki do aparatu, świadczący o przekroczeniu wytrzymałości kleju do przyklejania stempli podczas badania lub o nieprawidłowym jego przyklejeniu.
Modelem zerwania w normie i niezwykle rzadkim jest model zerwania zaprezentowany na fotografii 7 – (CF-T), a mający miejsce kiedy przyczepność szkliwa do płytki jest mniejsza niż płytki do kleju i podłoża. Podobny model zerwania występuje w przypadku niewielkiej wytrzymałości ceramiki, z jakiej wykonano płytkę.
Posiadając informacje na temat właściwości kleju zawarte w ich oznaczeniu można pokusić się o dobranie na ich podstawie, rodzaju i klasy kleju do odpowiedniego zastosowania i rodzaju płytek.
Legenda:
**** szczególnie zalecany
*** zalecany
** nie zalecany
X wykluczony
1- Zaleca sie kleje z dodatkiem trassu i/lub na bazie białego cementu
C1 to klej zwany często klejem budowlanym lub podstawowym. Obecny w ofercie większości producentów i zapewniający minimum komfortu pracy i jej jakości za najmniejsze pieniądze. Jego czas otwarty nie przekracza 20 minut (często jednak i z tym ma kłopoty…), spływ jest większy niż 0,5 mm (czasem nawet bardzo), a przyczepność to ok. 0,5 MPa.
Z reguły jednak przyczepność taką klej tej klasy uzyskuje tylko jako przyczepność początkową. Nie jest w stanie spełnić wymagań przyczepności po cyklach mrozowych i starzeniu termicznym w związku z tym, tym razem z godnie z normą, powinien być zaklasyfikowany jako przeznaczony wyłącznie do wewnątrz. Jeśli jednak wymagania takie spełni może być stosowana na zewnątrz, z pominięciem miejsc zastosowań gdzie elastyczność będzie miała duży wpływ na jej trwałość (tarasy, duże powierzchnie, świeży, niewysezonowany beton).
C1T to zaprawa klejowa o trochę lepszych parametrach, charakteryzująca sie zmniejszonym spływem, który nie powinien przekroczyć 0,5 mm. Reszta parametrów i właściwości jak w zaprawie C1. Zaprawy C1 występują też w wersji o przedłużonym czasie otwartym C1TE.
C1TE to klej do płytek o zmniejszonym spływie i wydłużonym do 30 minut czasie otwartym. Produkt, który, jeśli oczywiście spełnia deklarowane parametry, można śmiało zastosować na zewnątrz, unikając jednak miejsc o zwiększonych obciążeniach zarówno termicznych jak i mechanicznych.
C1F to klej szybkowiążący, przeznaczony do wykonywania prac wszędzie tam gdzie termin jest bardzo krótki. Bardzo często używa się ich do remontów pomieszczeń, które z uwagi na swój charakter nie mogą być wyłączone z ruchu lub takie wyłączenie wiąże się ze znacznymi stratami lub zakłóceniami w funkcjonowaniu jednostki. Bardzo często miejscem gdzie takie kleje są stosowane są restauracje, bary, kawiarnie, sklepy itp.
Główną cechą klejów szybkowiążących jest krótki czas wiązania, który z jednej strony zostawia czas na obróbkę (wg Polskiej Normy, dla klejów o przyspieszonym czasie wiązania „F”, czas otwarty wynosi ok 10 min), z drugiej zaś do minimum skraca czas wykonywania czynności następujących po położeniu płytek (np. spoinowanie).
Większość klejów dostępnych na rynku charakteryzuje się czasem przydatności do obróbki ok. 30 minut i przynależnością do grupy C1 czyli klejów o wymaganej przyczepności nie mniej niż 0,5 MPa.
Zasadnicza różnica w stosunku do klejów normalnie wiążących, to czas po jakim wspomniana przyczepność musi być osiągnięta, a która dla klejów szybkowiążących wynosi 24 h w porównaniu z 28 dniami, jakie mają do dyspozycji pozostałe rodzaje klejów. Wymagany czas otwarty dla klejów szybkowiążacych to 10 minut. Oznacza to, że po dziesięciu minutach od nałożenia kleju przyklejona płytka, będzie miała wymaganą przyczepność odpowiednią dla klasy w jakiej znajduje sie klej.
Wśród dzisiejszej oferty znajduje się również wiele produktów znacznie przewyższają wymagania stawiane klejom szybkowiążącym. Zdarzają się kleje klasy C2, co oznacza dwukrotnie wyższą wymaganą przyczepność po określonym czasie w porównaniu do C1.
Wśród najlepszych klejów szybkowiążących pojawiają się również kleje o podwyższonej elastyczności, co czyni z nich nie tylko ekstraklasę technologiczną, ale i niestety cenową. Dodanie w „formułce” litery „T” oznacza, ze klej dodatkowo ma zmniejszony spływ.
C2 to oznaczenie kleju o podwyższonych wymaganiach. Przyczepności jakie musi osiągnąć zaprawa zaliczana do tej klasy są dwukrotnie wyższe niż dla klasy C1 i wynoszą nie mniej niż 1,0 MPa. Oczywiście dla każdej z wymaganych właściwości czyli przyczepności początkowej, starzenia termicznego, czasu otwartego oraz przyczepności po zanurzeniu w wodzie i cyklach zamrażania i rozmrażania.
Bardzo rzadko występuje jako sama klasa C2. Z reguły towarzyszą jej oznaczenia zmniejszonego spływu (T) oraz wydłużonego czasu otwartego (E), z tą różnicą, że wymaganie dla wydłużonego czasu otwartego po 30 minutach wynosi nie 1, 0 MPa a 0,5 MPa. Najlepsze jednak produkty na rynku z nawiązka spełniają i to wymaganie. Wśród tych właśnie zapraw klejowych najczęściej spotyka się przedstawicieli klejów elastycznych o oznaczeniach S1 i S2.
Pierwsze z nich to kleje, które bez ograniczeń można stosować na balkonach, cokołach, lekkiej zabudowie, zewnętrznych częściach elewacji oraz do płytek o większych niż standartowe wymiarach. Kleje oznaczone jako S2 to klasa najwyższa zarówno jeśli chodzi o parametry jak i cenę.
Można je stosować wszędzie tam gdzie są duże obciążenia, ogrzewanie podłogowe, duże zmiany temperatury (np. tarasy) oraz wszędzie tam gdzie istnieje ryzyko odkształcenia(nie w pełni wysezonowany beton, duże powierzchnie, zabudowy z płyty OSB i innych płyt budowlanych). Bez ryzyka można ich użyć do wykładania niecek basenów i zbiorników wodnych. Bardzo często takie topowe produkty skomponowane są tak, aby można nimi było przyklejać do podłoża płyty marmurowe lub z kamienia naturalnego (produkowane są wtedy z dodatkiem tufu wulkanicznego zwanego trassem), różnego rodzaju mozaiki (także szklane) oraz płytki o bardzo dużych wymiarach (okrawędzi większej niż 50 cm).
W tym ostatnim zastosowaniu często stosuje sie produkty o zwiększonej rozlewności , która z jednej strony „zabiera” literkę T z oznaczenia kleju, z drugiej zaś dzięki wspomnianej rozlewności, zapewnia dokładne pokrycie całej powierzchni płytki klejem, co przy dużych rozmiarach, dochodzących czasem do ponad jednego metra, jest zaletą cechą do przecenienia.
Kleje do płytek są produktami o wysokich parametrach, których właściwości muszą być potwierdzone badaniem typu wykonanym przez jednostkę akredytowaną. Oznacza to, że badanie określające deklarowane parametry zaprawy (jej rodzaj i klasę) musi zostać wykonane w jednostce do tego uprawnionej. Dopiero na podstawie takich dokumentów producent ma obowiązek wystawić deklaracje zgodności, oznaczyć znakiem budowlanym i/lub CE i wprowadzić na rynek.
Ponieważ takie badania jak i wysokie wymagania dotyczące jakości są w stanie zapewnić tylko nieliczne firmy, warto zainwestować trochę czasu w dobór właściwej zaprawy nie tylko po względem parametrów, ale i pod kątem pewności dotyczącej jakości. Ta bowiem, jeśli jedynym kryterium wyboru jest niska cena, potrafi się okrutnie zemścić.
Artur Chonewicz, Optolith
Opracowanie: Redakcja Izoforum
