Техническая информация - Монтаж, сопровождение

Монтаж систем фасадных теплоизоляционных композиционных с керамической облицовкой

Облицовка систем фасадных теплоизоляционных композиционных (СФТК) керамической облицовкой, в частности, например, клинкерной плиткой (фото 1), является альтернативой традиционным фасадам с декоративно-защитными штукатурками в качестве финишного покрытия.

Вопрос облицовки СФТК керамической плиткой, с нашей точки зрения, является очень перспективным, особенно в тех регионах, которые традиционно тяготеют к классической кирпичной кладке. В Германии, например, такая облицовка особенно популярна на севере страны, а в России к таким регионам вполне можно отнести, например, Краснодарский край и некоторые другие.

В данной статье остановимся на некоторых аспектах применения керамической облицовки на основе анализа многолетнего немецкого опыта.

Общий вид ограждающей конструкции с утеплением и облицовкой керамической плиткой приведен на рис. 2.

Вопрос надежности и долговечности данной конструкции, очевидно, зависит от правильного формулирования требований к клею для керамической плитки, к самой плитке, к затирочным растворам и специфических требований к монтажу. Причем, в первую очередь, системных требований, которые влияют на эксплуатационные качества конструкции в целом.

Как показал опыт, качество сцепления между керамической плиткой и тонким слоем клея, зависит, как от плитки, так и самого клея.

Сила сцепления в решающей степени описывается тремя механизмами сцепления или их комбинацией (рис.3):
а) крепление клеем (механическая адгезия);
б) склеивание (специфическая адгезия);
в) зубчатое сцепления (профилирование тыльной стороны).

Сцепление клеем может происходить только на микроскопично шероховатых поверхностях тыльной стороны плитки.

С помощью профилирования (например, «ласточкин хвост») тыльной стороны плитки достигается макроскопическое зубчатое сцепление. Профилирование само не представляет механизма сцепления, это лишь дополнительное крепление против отпадания плитки, так как зубчатое сцепление действует лишь тогда, когда все остальные механизмы сцепления уже не действуют. Отметим, что на практике предел прочности сцепления за счет профилирования часто переоценивается.

Для оценки эффективности склеивания необходимо четкое определение параметров микроскопической структуры тыльной стороны плитки. Согласно проведенным исследованиям керамическая плитка, которая крепится обычными минеральными клеями (полимерных добавок менее 5%), должна отвечать следующим требованиям:

  • объем пор (пористость) в зоне склеивающего слоя (тыльная сторона плитки) Vp >= 20 мм3/г;
  • распределение максимальных размеров пор в склеивающем слое (тыльная сторона плитки) rp >0,20 мкм (rp > 2 * 10-4 мм).

Керамическая плитка, которая не отвечает указанным требованиям, не может быть приклеена с помощью обычных клеев. В данном случае должны применяться усиленные клеи с содержанием полимерных добавок более 6%. Для таких плиток требуется в обязательном порядке протокол испытаний на подтверждение пригодности применения.Все вышесказанное хорошо иллюстрируется рис. 4, 5,6 и 7.

Клеи для керамической плитки должны обеспечивать необходимую прочность сцепления плитки с базовым слоем «мокрой» системы утепления, которая должна составлять не менее 0,5 МПа. При этом вид цемента и зернистость наполнителя влияют на способность клея к образованию микроскопического сцепления. По причине маленькой толщины наносимого слоя для тонкослойного клея предъявляются жесткие требования по рецептуре и технологическим свойствам.

При толщине клея в несколько мм существует опасность, что из-за недостаточной гидратации может не образоваться сцепляющая цементная матрица. Обычные тонкослойные клеи содержат в небольших количествах полимерные добавки, которые улучшают характеристики клея относительно качества сцепления. Полимерные добавки в виде рассеянного порошка действуют как средство пластификации и способствуют образованию мостиков сцепления. Добавка веществ, удерживающих воду, способствует росту кристаллов в зоне сцепления в течение процесса затвердевания. Добавка водоотталкивающих компонентов обеспечивает улучшение влаго- и морозоустойчивости соединения. Дозировка добавок в тонкослойных клеях ограничивается требуемой удобоукладываемостью раствора.

Особенно важно подтвердить прочность сцепления после переменной гидротермической нагрузки (циклы замораживание/оттаивание). На рис. 8 для различных клевов показано изменение прочности сцепления после 25 циклов замораживания/оттаивания [1,2].

Водопоглощение керамических плиток для СФТК ограничивается типом применяемого утеплителя, а именно:

<= 3% - утеплитель МВП (применяется плитка только с низким водопоглощением);

<= 6% - утеплитель ПСБ-С (применяется плитка с низким и умеренным водопоглощением).

Керамические плитки с гигроскопичностью более 6% нельзя применять для СФТК. Материалы с большей гигроскопичность могут применяться лишь в случаях, когда посредством дополнительной гидрофобизации (водоотталкивающая обработка, например, силиконовой пропиткой) облицовочного слоя достигается меньшая гигроскопичность всей системы в целом. Из-за повышенной гигроскопичности в условиях переменной гидротермической нагрузки (замораживание/оттаивание) прочность сцепления между клеем и плиткой может быть значительно снижена.

Другим важным вопросом применения керамической облицовки является учет диффузии водяного пара в конструкции. Как показали исследования и проведенные теплофизические расчеты, проведенные в Германии, не происходит влажного накопления под керамической облицовкой в СФТК при достаточной ширине межплиточного шва (примерно, не менее 1 см). Смонтированные системы в процессе эксплуатации высыхают и показывают в дальнейшем более благоприятное поведение, чем стены с керамической облицовкой, но без утеплителя. В то время как безразмерный коэффициент паропроницаемости µ керамических плиток по отношению к воздуху лежит в интервале [2000…140000 (глазурированная плитка)], то в целом измерения и расчеты (при участии межплиточных швов) показывают существенно более низкое значение приведенного коэффициента паропроницаемости m для керамического облицовочного слоя [50…400]. Это есть эффект высыхания влаги за счет диффузии водяного пара на стыках плиток.

Раствор для затирания межплиточных швов должен характеризоваться низкой степенью образования трещин и обладать водоотталкивающими свойствами. Входящие в раствор средства гидрофобизации должны иметь длительное действие.

Водопоглощение затирочного раствора должно быть не более 0,1 кг/(м2 * ч0,5).

Требования к строительному основанию, утеплителям, армирующей сетке, базовому слою для СФТК с керамической облицовкой практически те же самые, что и для таких же систем, но с наружной декоративно-защитной штукатуркой. Остановимся на некоторых отличительных особенностях.

Для приклеивания керамической плитки необходимо применять исключительно комбинированный способ нанесения (способ Floating-Buttering), при котором клей наносится, как на подложку, так и на плитку. Снижение прочности сцепления при невыполнении данного способа приклеивания показано на рис. 9.

Распространенная ошибка при креплении керамической плитки состоит в том, что клей наносится на базовый слой намного раньше, чем плитка будет прикреплена. Начавшееся образование поверхностной пленки на клее, нанесенном на базовый слой, значительно снижает качества сцепления клея. Нанесение керамической плитки должен выполнять исключительно плиточник-профессионал.

В СФТК с керамической облицовкой в каждом случае плитку необходимо приклеивать на базовый слой, а панцирную сетку дополнительно дюбелировать насквозь. Таким образом, соединение между внешним слоем облицовки (базовый слой, включая клей и плитку) и нижним строительным основанием, несущем нагрузку, необходимо выполнять независимо от соединения через слой утеплителя. С помощью дюбелирования соединяются площадь соприкосновения между системой утепления и несущей стеной, а также зона соприкосновения между базовым слоем и плитой утеплителя (особенно важно это при изоляции МВП). Это правило следует рассматривать как дополнительное фиксирование (дополнительная страховка) при относительно тяжелых и испытывающих высокие нагрузки «мокрых» системах с керамической облицовкой.

Другим важным моментом монтажа, на который хотелось бы обратить внимание, является случай облицовки керамической плиткой больших площадей. В результате исследований и расчетов, которые приведены в, можно сформулировать дополнительные требования к большим площадям керамической облицовки.

Эти требования касаются возможных перемещений керамической облицовки, что может привести к возникновению напряжений на внешних углах здания и, как следствие, к образованию трещин.

Рекомендации заключаются в установке и конкретном расположении разгрузочных деформационных швов (рис. 10).

Деформационные швы могут выполняться, как из готовых элементов (рис. 11 и 12), так и путем разрезки облицовочного слоя на внешних углах и герметизации образовавшегося вертикального шва фасадным герметиком (рис. 13 и 14).

Обобщая вышесказанное и то, что не вошло в данную статью, попробуем компактно, на основе немецкого опыта, сформулировать основные требования для СФТК с керамической облицовкой.

  • Систему утепления выполнять с обязательным приклеиванием и дюбелированием плиты утеплителя.
  • Армирование базового слоя производить панцирной щелочестойкой сеткой из стекловолокна (r >= 200 г/м2).
  • Дюбелирование производить только насквозь через сетку.
  • Максимальный размер боковой стороны плитки не более 0,03 м или соответственно площадь плитки не более 0,1 м2.
  • Максимальный допустимый вес керамического облицовочного слоя <= 0,2 кН/м2 (20 кгс/м2).
  • При приклеивании клеевой состав для плитки одновременно наносить, как на плитку, так и на базовый слой (метод Floating-Buttering).
  • Объем пор (пористость) тыльной стороны плитки в зоне склеивания должен составлять >= 20 мм3/г.
  • Распределение максимальных размеров пор на тыльной стороне плитки >= 0,20 мкм (rp > 2 * 10-4 мм).
  • В случае невыполнения п.п. 7 и 8 для приклеивания плитки должны применять только усиленные клеевые составы с содержанием полимерных добавок не менее 6%.
  • Водопоглощение керамической плитки должно быть:
    <= 3% при применении в качестве утеплителя МВП;
    <= 6% при применении в качестве утеплителя плит из ПСБ-С.
  • Плитки с водопоглощением более 6% в обязательном порядке дополнительно должны обрабатываться снаружи гидрофобизирующими составами.
  • Клей для плитки должен обеспечивать прочность сцепления с базовым слоем >= 0,5 МПа.
  • Рекомендуемая ширина межплиточного шва должна составлять не менее 1 см.
  • Водопоглощение затирочного раствора для межплиточных швов должно быть не более 0,10 кг/(м2 * ч0,5).
  • При больших площадях облицовки устанавливать деформационные швы на наружных углах здания.
  • Работы по монтажу облицовочного слоя должны выполнять исключительно плиточники-профессионалы.

В заключение отметим ключевые, наиболее важные, с нашей точки зрения, моменты монтажа СФТК с керамической облицовкой.

Армирование базового слоя СФТК при облицовке керамической плиткой необходимо производить щелочестойкой панцирной сеткой (фото 15) с поверхностной плотностью не менее 270 г/м2 и с геометрическими размерами ячейки 7х7 мм и более. Последнее условие связано с тем, что при дюбелировании сквозь панцирную сетку желательно, чтобы дюбель не разрушал волокна сетки. Нарушение целостности слоя щелочестойкой пропитки и разрушение волокон сетки, которая, напомним, находится внутри клеевого состава на цементной основе, может привести к локальной щелочной деструкции сетки и ослаблению армирования.

Панцирная сетка, в отличии от совместного применения со стандартной сеткой (плотность - 165 г/м2, ячейка 4х4 мм) при антивандальной защите, устанавливается не встык, а с перехлестом соседних волокон между собой в 10 см. Так как, геометрические размеры плит утеплителя не видны через клеевой состав с панцирной сеткой, то дюбелирование ведется по периодической структуре, с обязательным соблюдением, в соответствии с проектом, количества дюбелей на 1 м2, как по глади стены (рядовая зона), так в краевых зонах.

Далее "мокрым по мокрому" наносится дополнительный тонкий слой клея. После высыхания клея фактура сетки и шляпки дюбелей на поверхности базового слоя не должны визуально просматриваться.

Другим важным моментом является использование метода "Floating-Buttering" при приклеивании керамической плитки (фото 16). Только при этом методе достигается максимальная прочность сцепления керамической плитки с базовым слоем. Приклеивание ведется "мокрым по мокрому", а временной интервал между нанесением клея на базовый слой и на отдельные плитки должен быть минимальным.

При работе с затирками надо помнить, что не у всех плиток наружная декоративная поверхность "дружит" с цементными составами. Поэтому существуют два основных способа нанесения затирок в межплиточные швы.

В первом способе затирка наносится на всю поверхность керамической облицовки (фото 17), а затем, после непродолжительного высыхания, удаляется влажной губкой (фото 18). По второму способу затирка, например, шпателем с узким жалом, вносится непосредственно в межплиточные швы (фото 19), что позволяет избежать контакта затирки с наружной поверхностью керамической плитки.

Дополнительную информацию по монтажу СФТК с керамической облицовкой можно найти в Инструкции по монтажу СФТК REINMANN thermosystem α и β, которая размещена в формате pdf в разделе "Рекламная информация".