Przyczyny powstawania czarnych smug i przebarwień na powierzchni tynków gipsowych

1. Przedmiot badań
Przedmiotem wykonania badań laboratoryjnych jest zbadanie i wyjaśnienie przyczyn powstawania czarnych smug i przebarwień na powierzchni tynków gipsowych, w miejscu prowadzenia instalacji elektrycznej podtynkowej. Badaniom i ocenie technicznej poddano zarówno tynki gipsowe, jak i przewody elektryczne instalacji podtynkowej. W budynkach mieszkalnych wielorodzinnych, jako instalację elektryczną pod tynk gipsowy, stosowano przewody pokazane na fot. 1, o symbolu: YDYPżo 450/750 V, 3 x 2,5 mm.

Badania laboratoryjne i ocenę techniczną wykonano w celu zbadania i ustalenia przyczyn powstawania czarnych smug i przebarwień występujących na powierzchni tynków gipsowych, w miejscach przebiegu instalacji elektrycznej podtynkowej (fot. 7–10).

Powstawanie czarnych smug i przebarwień na powierzchni tynków gipsowych ma duży wpływ na właściwości użytkowe i estetyczne mieszkań.

Podstawą do merytorycznego przedstawienia niniejszego artykułu są następujące badania, czynności i dokumenty:

1. odkucie części tynku gipsowego i pobranie materiału – przewodu instalacji elektrycznej podtynkowej do badań laboratoryjnych, w ilości zgodnej z wymaganiami norm przedmiotowych i czynnościowych (fot. 1),
2. szczegółowe oględziny pobranego materiału – przewodu instalacji elektrycznej podtynkowej,
3. dokładna i szczegółowa dokumentacja fotograficzna pobranego materiału – przewodu instalacji elektrycznej podtynkowej,
4. przygotowanie próbek materiału – przewodu instalacji elektrycznej podtynkowej do badań laboratoryjnych (fot. 2–6),
5. badania laboratoryjne części (fragmentu) tynku gipsowego i przewodu instalacji elektrycznej podtynkowej,
6. analizy i opracowanie wyników badań laboratoryjnych,
7. wnioski i zalecenia,
8. opracowania, literatura i normy związane:
   1. PN-B-10110:2005. Tynki gipsowe wykonywane mechanicznie – Zasady wykonywania i wymagania techniczne.
   2. Europejska norma: EN 13279-1:2004.
   3. Polska norma: PN-EN 13279-1:2005.
   4. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Budownictwa z dnia 12 kwietnia 2002 r., w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, § 187. (106).
   5. Książek Mariusz, Błędy wykonawcze tynków gipsowych, Tynki, 2013, nr 1, s. 8–11.
   6. Polskie Przepisy i Normy Budowlane.

2. Próbki i metodyka badań laboratoryjnych
Badaniom laboratoryjnym poddano próbki (fragmenty) tynku gipsowego i przewody elektryczne instalacji podtynkowej, pobrane z kilku mieszkań we Wrocławiu. Podczas badań wykorzystano normy czynnościowe i przedmiotowe, lit. [1–4] oraz wykorzystano wykonane próbki tynku gipsowego na przewodach elektrycznych instalacji podtynkowej. Tak przygotowana metodyka badań laboratoryjnych umożliwiła zbadanie i dokładne określenie powstawania czarnych smug i przebarwień na powierzchni tynków gipsowych. Widok ogólny przygotowanych i badanych próbek materiału pokazano na fot. 2–6.
Do badań laboratoryjnych wykorzystano materiał, tj. fragmenty tynku gipsowego i przewód instalacji elektrycznej podtynkowej, w ilości ponad 2 m przewodu nowego, nieużywanego i ponad 3 m przewodu wyciągniętego spod tynku gipsowego z mieszkań (fot. 1). Powierzchnię przewodu instalacji elektrycznej pozostawiono w stanie naturalnym, tzn. bez polerowania i bez odtłuszczania.

Fot. 2.

Fot. 3.

Fot. 4.

Fot. 5.

Fot. 6.

Fot. 2–6. Widok ogólny wykonanych próbek materiału – przewodu elektrycznego podtynkowego do badań laboratoryjnych
Fot. Mariusz Książek

W miesiącu kwietniu 2014 r. wykonano wszystkie niezbędne pomiary i badania laboratoryjne podstawowych właściwości przewodu instalacji elektrycznej podtynkowej, tj. kabla elektrycznego o symbolu: YDYPżo 450/750 V, 3 x 2,5 mm, w celu zbadania i stwierdzenia przyczyn powstawania czarnych smug i przebarwień na powierzchni tynku gipsowego, w miejscach prowadzenia instalacji elektrycznej podtynkowej.

3. Zakres badań laboratoryjnych
Zakres badań laboratoryjnych obejmował sprawdzenie i zbadanie powstawania czarnych smug i przebarwień na powierzchni tynku gipsowego, w nowo wybudowanych mieszkaniach na dużym osiedlu mieszkaniowym we Wrocławiu. Badano i analizowano miejsca na powierzchni tynku gipsowego, w których przebiegała instalacja elektryczna podtynkowa. Zakres badań laboratoryjnych obejmował także sprawdzenie i zbadanie przewodu elektrycznego podtynkowego oraz sprawdzenie i zbadanie części (fragmentów) tynku gipsowego, w miejscach odkucia przewodu instalacji elektrycznej.

Szczegółowy zakres badań laboratoryjnych obejmował:

1. właściwe, odpowiednie przygotowanie materiału, tj. instalacji elektrycznej podtynkowej, do badań laboratoryjnych. Ważne jest, aby przewód instalacji elektrycznej nie był nigdzie uszkodzony,
2. wykonanie niezbędnych próbek do badań laboratoryjnych (fot. 2–3),
3. przygotowanie odpowiednich odcinków badanego kabla i nałożenie odpowiedniej grubości tynku (masy) na przewody instalacji elektrycznej podtynkowej, o różnej grubości(fot. 4–6),
4. zbadanie grubości i skuteczności otuliny żył przewodów elektrycznych, natężenia pola elektromagnetycznego, ilości i intensywności wydzielania się ciepła na przewodzie w wyniku przyłożonego napięcia 230–250 V,
5. wykonanie badań laboratoryjnych pozostałości (resztek) tynku na dostarczonym przewodzie elektrycznym (fot. 1),
6. odpowiednie i właściwe naniesienie masy tynkarskiej gipsowej na przygotowane odcinki przewodów elektrycznych(fot. 4–6),
7. obserwacje i reakcja przewodów elektrycznych z nałożonym tynkiem gipsowym maszynowym w wyniku przyłożonego napięcia 230–250 V,
8. wykonanie szczegółowej dokumentacji fotograficznej.

4. Analiza i ocena wyników badań laboratoryjnych
4.1. Analiza i ocena wykonanych tynków gipsowych w mieszkaniach
Należy wspomnieć na wstępie, że gips jest spoiwem, czyli ciałem chemicznym, które po sproszkowaniu i zarobieniu wodą wiąże, a następnie twardnieje. Te właściwości zostały wykorzystane przy produkcji jednych z najbardziej popularnych tynków – tynków gipsowych.

Bezpośredni podział tynków gipsowych generalizuje europejska norma: EN 13279-1:2004. Jednak ma ona swój polski odpowiednik, którym jest norma: PN-EN 13279-1:2005. Wyróżnić można tutaj dwa główne kryteria podziału. Pierwszym jest procentowa zawartość poszczególnych składników tynków gipsowych, a drugim jest przeznaczenie specjalne.

Tynk gipsowy zwykły zawiera co najmniej 50% gipsu i maksymalnie 5% wapna.

Po nałożeniu tynku gipsowego na powierzchnię przegrody, podczas początkowych etapów wiązania, tynk może charakteryzować się nadmiernym pęcznieniem, co będzie rzutować na jego przyczepność do tynkowanej powierzchni. Ponadto tynki te wymagają odpowiednich środków gruntujących ściany. Powinno zagruntować się powierzchnię tynku gipsowego po wyschnięciu.

W wyniku dokonanej analizy i oceny wykonanych tynków gipsowych w mieszkaniach stwierdzono, że tynki te są dobrze wykonane, a ich stan techniczny jest dobry. Są to mieszkania nowo wybudowane, a okres ich eksploatacji nie przekracza 2 lat. Stan techniczny samego materiału (masy tynkarskiej gipsowej) jest także dobry. Tynki gipsowe wykonano jako maszynowe, kategorii III (najczęściej spotykane). Wykonane tynki gipsowe – maszynowe, we wszystkich badanych i ocenianych pomieszczeniach mieszkalnych, nie budziły wątpliwości, co do jakości tynków. Na wszystkich powierzchniach ścian mieszkań tynk jest równy, niepofalowany i jest o odpowiedniej gładkości oraz jednorodności. Zbadano i stwierdzono także odpowiednią i normatywną przyczepność normalną tynków gipsowych do powierzchni ścian i sufitów. Zatem należy stwierdzić, że w badanych i ocenianych pomieszczeniach mieszkalnych, tynki gipsowe są wykonane dobrze i prawidłowo, zgodnie z warunkami technicznymi wykonania i odbioru robót tynkarskich oraz sztuką budowlaną, lit. [1–4]. Badania i analizę wyników badań dokonano także w oparciu o normę: PN-B 10110:2005, dotyczącą odbioru tynków gipsowych maszynowych. Wszystkie zbadane odchylenia powierzchni i krawędzi tynków gipsowych wykonywanych maszynowo nie były większe od wartości podanych w tablicy nr 3 normy PN-B 10110:2005.

W wyniku przeprowadzonych badań laboratoryjnych, w kwietniu 2014 r. części (fragmentów) pobranego tynku gipsowego stwierdzono, że zarówno materiał jak i skład tynku odpowiadają wymaganiom norm przedmiotowych i czynnościowych. Składniki tynku gipsowego maszynowego odpowiadają zarówno europejskiej normie: EN 13279-1:2004, jak i polskiej normie:  PN-EN 13279-1:2005.

Zatem powstanie czarnych smug i przebarwień na tynku gipsowym (fot. 7–10) nie jest na pewno spowodowane złym zestawieniem składu materiału i złą jakością składników materiału tynku gipsowego. Zbadane części (fragmenty) tynku gipsowego, jako użyty materiał, mieściły się w granicach europejskiej normy: EN 13279-1:2004 i polskiej normy: PN-EN 13279-1:2005. Zatem należy stwierdzić, że materiał użyty do wykonania tynków gipsowych maszynowych jest zgodny z wyżej wymienionymi normami i powstanie czarnych smug oraz przebarwień na tynku gipsowym nie jest na pewno spowodowane złą jakością materiału lub złym składem materiałów tynku gipsowego.

Fot. 7.
Fot. 8.
Fot. 9.
Fot. 10.
Fot. 7–10. Przykładowy widok ogólny powstawania czarnych smug i przebarwień na powierzchni tynku gipsowego.
Fot. Mariusz Książek

4.2. Analiza i ocena przewodu instalacji elektrycznej podtynkowej i wykonanych próbek
W wyniku przeprowadzonych badań laboratoryjnych na próbkach przewodu instalacji elektrycznej podtynkowej (fot. 4–6) stwierdzono ponad wszelką wątpliwość, że powstanie czarnych smug i przebarwień na powierzchni tynku gipsowego (fot. 7–10) jest wynikiem złej jakości izolacji przewodu (poliwinitu) i zbyt płytko osadzonej instalacji elektrycznej w tynku gipsowym.

Zarówno europejska norma: EN 13279-1:2004, jak i polska norma: PN-EN 13279-1:2005 wyraźnie i jasno stanowi, że minimalna grubość tynku gipsowego na instalacji elektrycznej podtynkowej musi wynosić co najmniej 5 mm. Bezpośrednią przyczyną powstania czarnych smug i przebarwień na tynku gipsowym maszynowym (fot. 7–10) jest na pewno zła jakość izolacji przewodu elektrycznego (poliwinitu), a dokładnie mówiąc materiał i grubość, z którego wykonano izolację przewodów, co stwierdzono podczas badań laboratoryjnych. Także podczas badań laboratoryjnych stwierdzono, że przy zbyt małych grubościach tynku gipsowego, od 2 mm do 5 mm, niektóre przewody elektryczne zaznaczały „tłuste” ślady przewodów i przebarwienia, tzn. dawały na tynku gipsowym „tłusty ślad”. Oczywiście ślady tłustych przewodów nie były widoczne przy każdym kącie patrzenia. Tłuste ślady i przebarwienia widoczne były nie przy każdym kącie patrzenia. Natomiast dla większych grubości tynku, 6–7 mm nie obserwowano żadnych smug i przebarwień.

Podczas badań laboratoryjnych stwierdzono, że bez problemów można wyeliminować powstanie czarnych smug i przebarwień na powierzchni tynku gipsowego, oddzielając przewody elektryczne po wcześniejszym ich odtłuszczeniu, np. kawałkiem flizeliny. Można także zastosować, tzw. farbę na plamy i przebarwienia. Z własnego doświadczenia dodam, że farba na plamy i przebarwienia, nie zawsze jest skuteczna. Farba na plamy i przebarwienia jest skuteczna tylko na pewien okres czasu (rok, do 2 lat). Oczywiście czas ten uzależniony jest od warunków cieplno – wilgotnościowych przegród budowlanych i od warunków wewnętrznych w pomieszczeniach. Także skutecznym sposobem pozbycia się czarnych smug i przebarwień na powierzchni tynku gipsowego jest, np. ich dwukrotne przemalowanie lakierem poliuretanowym rozpuszczalnikowym, a po wyschnięciu lakieru, przemalowanie ścian już docelową farbą. Ten zabieg daje dobre efekty, lecz także nie na długo, max. do 3 lat.

Na podstawie przeprowadzonych w kwietniu 2014 r. badań laboratoryjnych należy obiektywnie stwierdzić, że przyczyną powstawania „tłustych” śladów oraz czarnych smug i przebarwień na powierzchni tynku gipsowego jest na pewno zła jakość i grubość izolacji przewodów elektrycznych. Należy, więc, rozważyć zmianę obecnej taniej i złej jakości instalacji elektrycznej podtynkowej, na nieco droższą, ale o dobrej (właściwej) jakości i grubości izolacji przewodów elektrycznych. Ewentualnie należy rozważyć rozprowadzenie i układanie obecnie (dotychczas) stosowanej instalacji elektrycznej podtynkowej, np. w rurce (osłonie) polipropylenowej (tzw. rurka PP).

Należy także stwierdzić, że dodatkową przyczyną powstawania „tłustych” śladów oraz czarnych smug i przebarwień na powierzchni tynku gipsowego jest niewątpliwie wykonanie tynków gipsowych niezgodnie z warunkami technicznymi, przepisami i polskimi normami. Przy prowadzeniu przewodów instalacji elektrycznej w tynku gipsowym (bez osłon, czyli „gołe”, nie w rurach PP), muszą one być zakryte tynkiem gipsowym o grubości co najmniej 5 mm. Reguluje to, m.in. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Budownictwa z dnia 12 kwietnia 2002 r., w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, § 187. (106). Zgodnie z tym rozporządzeniem, punkt 1, „wszystkie przewody i kable elektryczne należy prowadzić w sposób umożliwiający ich wymianę bez potrzeby naruszania konstrukcji budynku”. Punkt 2 tego rozporządzenia dopuszcza prowadzenie przewodów elektrycznych wtynkowych, pod warunkiem pokrycia ich warstwą tynku o grubości co najmniej 5 mm.

Zatem przyczyną powstawania „tłustych” śladów oraz czarnych smug i przebarwień na powierzchni tynku gipsowego jest niewątpliwie zła jakość i grubość izolacji przewodów elektrycznych, a także wina tynkarzy wykonujących tynki gipsowe, którzy dla oszczędności przy pionowaniu i poziomowaniu tynku nie przestrzegają wymaganej grubości tynku co najmniej 5 mm (zalecana grubość ok. 7 mm).
Jedyna rada, jaka się nasuwa w tym przypadku, przy złej jakości i grubości izolacji przewodów elektrycznych, to wykonywanie tynków gipsowych maszynowych grubszych (około 7 mm) lub wkucie przewodów elektrycznych głębiej w ścianę, na głębokość min. 7 mm od powierzchni tynku (ściany).

Reasumując wykonane badania laboratoryjne i wcześniejsze analizy, należy obiektywnie stwierdzić, że widoczne ślady czarnych smug i przebarwień na powierzchni tynków gipsowych, pokazanych na fot. 7–10, niewątpliwie spowodowane są dwoma czynnikami: osłona izolacyjna przewodu elektrycznego wykonana jest ze złej jakości i grubości poliwinitu (osłony przewodu) oraz zbyt płytkie jest położenie przewodów w tynku gipsowym maszynowym.

Podczas badań laboratoryjnych stwierdzono, że przyłożone napięcie elektryczne rzędu: 230-250 V, znacznie te przewody elektryczne nagrzewało, co wyczuwalne było na próbkach badanego materiału (fot. 2–6). Jeżeli przewody elektryczne nadmiernie się nagrzewają, ze względu na złą jakość i niedostateczną grubość izolacji, powodują wtedy rozkład osłony izolacyjnej przewodów elektrycznych. Wówczas powstające nadmierne (zwiększone) pole elektromagnetyczne znacznie przyciąga kurz i brud z pomieszczenia, do powierzchni tynku, w miejscu ułożenia przewodów. Następnie nadmiernie rozgrzane przewody, wobec braku wystarczającej osłony izolacyjnej przewodów elektrycznych, rozkładają (zwęglają) ten kurz i brud w miejscu prowadzenia przewodów elektrycznych. Tynk gipsowy reaguje wtedy z rozkładającym się kurzem i brudem na powierzchni ściany, w miejscu prowadzenia przewodu elektrycznego, co powoduje powstawanie czarnych smug i przebarwień, pokazanych m.in. na fot. 7–10.

Dlatego kładąc instalację podtynkową należy rozważyć, np. zakup bruzdownicy i wszystkie przewody prowadzić w wykutych bruzdach, co pozwoli zachować wymaganą (normową) grubość tynku, co najmniej 5 mm.

5. Wnioski
Przeprowadzone badania laboratoryjne i szczegółowa analiza, miały na celu wyjaśnienie powstawania czarnych smug i przebarwień na powierzchni tynków gipsowych w nowych lokalach mieszkalnych.
Na podstawie przeprowadzonych badań laboratoryjnych, pomiarów i sprawdzeń oraz dokonanej oceny makroskopowej stwierdzono, że tynki gipsowe są wykonane dobrze, prawidłowo i zgodnie z polską normą oraz europejską normą, lit. [1–4]. Zbadano i stwierdzono, że na powierzchni ścian i sufitów w mieszkaniach, tynk był równo położony, nie był pofalowany, o odpowiedniej gładkości oraz jednorodności. Wykonane tynki gipsowe posiadały odpowiednią i normatywną przyczepność normalną do powierzchni ścian i sufitów.

W wyniku przeprowadzonych badań laboratoryjnych stwierdzono, że widoczne ślady czarnych smug i przebarwień na powierzchni tynków gipsowych, pokazanych na fot. 7–10, niewątpliwie spowodowane są dwoma czynnikami: osłona izolacyjna przewodu elektrycznego wykonana jest ze złej jakości i grubości poliwinitu oraz zbyt płytkie jest położenie przewodów w tynku gipsowym maszynowym. Jedyna rada, jaka się nasuwa w tym przypadku, przy złej jakości i grubości izolacji przewodów elektrycznych, to wykonywanie tynków gipsowych maszynowych grubszych (około 7 mm) lub wkucie przewodów elektrycznych głębiej w ścianę, na głębokość min. 7 mm od powierzchni tynku (ściany) lub ewentualnie stosowanie rurek osłonowych polipropylenowych.

Należy podkreślić, że wszystkie stosowane wyroby budowlane i materiały użyte do wykonania instalacji elektrycznej podtynkowej, muszą posiadać stosowne dopuszczenia do stosowania w budownictwie (atesty, aprobaty techniczne, certyfikaty, deklaracje zgodności, itp. dokumenty) oraz powinny być dobrej jakości.

W związku z powyższym zaleca się stosować tylko te wyroby, które posiadają stosowne dopuszczenia do stosowania w budownictwie i są oznaczone „B” i „CE”, posiadają wymagane stosowne aprobaty techniczne, certyfikaty i deklaracje zgodności, itp. dokumenty.

Należy także obiektywnie stwierdzić, iż obecny czas ekspozycji próbek (okres badań laboratoryjnych), w zakresie stwierdzenia przydatności i możliwości zastosowania przewodu instalacji elektrycznej podtynkowej, jest zbyt krótki. Należałoby jeszcze zbadać przewód elektryczny podtynkowy w dłuższym okresie czasu, np. kilku miesięcy lub nawet jednego roku.

6. Literatura
[1]    PN-B-10110:2005. Tynki gipsowe wykonywane mechanicznie – Zasady wykonywania i wymagania techniczne.
[2]    Europejska norma:
EN 13279-1:2004.
[3]    Polska norma:
PN-EN 13279-1:2005.
[4]    Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Budownictwa z dnia 12 kwietnia 2002 r., w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, § 187. (106).
[5]    Książek Mariusz, Błędy wykonawcze tynków gipsowych, Tynki, 2013, nr 1, s. 8–11.
[6]    Polskie Przepisy i Normy Budowlane.


dr inż. Mariusz Książek
Instytut Budownictwa
Politechniki Wrocławskiej

Informacje o autorze:
Dr inż. Mariusz Książek jest adiunktem i pracownikiem naukowo-dydaktycznym w Instytucie Budownictwa Politechniki Wrocławskiej. Pełni także funkcję Członka Zarządu Głównego Komitetu Trwałości Budowli PZiTB w Warszawie.