Jak brudzi się elewacja?

Zdjęcie 1. Próbki powłok elewacyjnych – stanowisko badawcze w Katowicach
Fot. ITB

Głównym zadaniem tynków i powłok elewacyjnych oprócz zapewnienia długotrwałej ochrony przed szkodliwymi wpływami zmiennych czynników atmosferycznych takich jak: promieniowanie UV, opady deszczu i temperatura, jest podniesienie estetyki budynku. Ważnym czynnikiem mającym negatywny wpływ na wygląd elewacji są zabrudzenia.

Mechanizm brudzenia
Mianem brudu określamy substancje zarówno nieorganiczne, mineralne (piasek czy kurz), jak też organiczne, będące produktem spalania paliw stałych i płynnych. W obszarach miejskich i przemysłowych przeważa tłusty brud pochodzenia chemiczno-organicznego, w obszarach wiejskich przeważa brud pochodzenia mineralnego. Różne kombinacje wymienionych zabrudzeń powodują powstawanie, na powierzchni powłok elewacyjnych, mniej lub bardziej widocznych szarych przebarwień.

Przyczyn brudzenia się elewacji jest wiele i są one bardzo zróżnicowane. W dużej mierze architektoniczne ukształtowanie bryły budynku i jego ekspozycja względem stron świata kształtują przebieg procesu. Powszechnie wiadomo, że powierzchnie pionowe brudzą się wolniej od powierzchni poziomych, czy powierzchni ukształtowanych ze spadkiem, gładka faktura jest znacznie bardziej odporna na zabrudzenia od faktury chropowatej, a północna ekspozycja elewacji sprzyja rozwojowi alg, glonów i porostów, które uznać należy za zabrudzenia natury biologicznej. Proces brudzenia zachodzi nie tylko na obszarach silnie zurbanizowanych, miejskich czy przemysłowych, lecz także na obszarach rolniczych czy leśnych.

Badania tynków i powłok malarskich
Obecnie Zakład Materiałów Budowlanych Instytutu Techniki Budowlanej, kontynuuje obserwacje odporności na zabrudzenia miejskie powłok elewacyjnych i wypraw tynkarskich rozpoczęte odpowiednio w roku 2006 i 2007. Do badań wytypowano produkty znanych marek, które są powszechnie dostępne na rynku. Obserwacje przeprowadza się na próbkach wykonanych na podłożu z płyt włókno-cementowych o wymiarach 120 × 220 mm. Próbki wystawione są na działanie warunków atmosferycznych i zabrudzeń miejskich, na specjalnie przygotowanych w tym celu stelażach, w dwóch wytypowanych aglomeracjach: w Warszawie i Katowicach (zdjęcie 1). Badanie polega na porównaniu próbek eksponowanych z próbkami wzorcowymi, które wykonane zostały w tym samym czasie i przechowywane są w warunkach laboratoryjnych zabezpieczających je przed światłem oraz kurzem. Wszystkie badane próbki wykonano w białym, matowym kolorze. Oceny zabrudzeń dokonano za pomocą skali szarej wg normy PN-EN 20105-A03:1996 „Tekstylia. Badania odporności wybarwień. Szara skala do oceny zabrudzenia bieli”.

Do badań wytypowano trzy rodzaje powłok i wypraw tynkarskich: silikonowe, silikatowe i akrylowe. Wytypowane materiały według deklaracji producentów są wysoce odporne na działanie czynników atmosferycznych, na zabrudzenia, a niektóre z nich posiadają właściwości bakteriobójcze lub zwiększoną odporność na czynniki przemysłowe.

Obserwacje i wnioski
Podczas przeprowadzanych raz na kwartał badań oceniono tylko zmianę barwy badanych próbek, ale również odnotowano wystąpienie wszelkich zmian i procesów zachodzących w ich wyglądzie zewnętrznym. W dotychczasowym okresie badawczym na powierzchni powłok zauważono pojawienie się ciemniejszych przebarwień i plamek, a struktura jednego z tynków uległa wypłukaniu.

Największe zabrudzenia odnotowano w pierwszym roku ekspozycji. Dotyczy to zarówno malarskich powłok elewacyjnych jak i wypraw tynkarskich. W kolejnych miesiącach zmiany ustabilizowały się, a tworzone na podstawie uzyskiwanych odczytów wykresy poruszały się w trendzie bocznym notując niewielkie odchyły mieszczące się w zakresie 1 stopnia skali szarej. Okresowa redukcja stopnia zabrudzenia świadczy o zdolności do samooczyszczania. Zjawisko to obserwowane było w okresie maksymalnych opadów deszczu, od czerwca do sierpnia, oraz zimą i dotyczyło tylko malarskich powłok elewacyjnych. Wyprawy tynkarskie, z uwagi na chropowatą fakturę powierzchni, utrzymywały swój stan zabrudzeń na stałym poziomie (zdjęcie 2).


Zdjęcie 2. Próbki tynku silikonowego „T4” badane w 42 miesiącu ekspozycji – stanowisko badawcze w Katowicach
Fot. ITB

W pierwszych latach obserwacji próbki eksponowane w Warszawie ulegały znacznie mniejszym zabrudzeniom niż próbki eksponowane w Katowicach. Zaobserwowano, że stopień zabrudzenia niektórych próbek eksponowanych w Warszawie i Katowicach po 34 miesiącach ekspozycji wyrównał się (wykresy 1 i 2).


Wykres 1. Przebieg zabrudzeń próbek tynków silikonowych w Katowicach


Wykres 2. Przebieg zabrudzeń próbek tynków silikonowych w Warszawie

Po trzech latach prowadzonych obserwacji, w przypadku wypraw tynkarskich i czterech latach, w przypadku powłok elewacyjnych, można dokonać pierwszej analizy i wyciągnąć wnioski. Powłoki elewacyjne, z uwagi na proces samooczyszczania, są z reguły mniej zabrudzone od wypraw tynkarskich. Oczyszczaniu powierzchni tynków nie sprzyja ich chropowata faktura powodująca zwiększoną kumulację zabrudzeń. Wśród powłok największą odpornością na zabrudzenia charakteryzują się powłoki silikonowe, dla których w najbardziej korzystnym wypadku odnotowano nieznaczną zmianę barwy o 0,5 stopnia na stanowisku w Warszawie i o 1 stopień na stanowisku w Katowicach. W dalszej kolejności są powłoki akrylowe i silikatowe.

Zabrudzenia na powierzchni próbek powłok elewacyjnych nie są równomierne. Większym zabrudzeniom ulegają okolice wzdłuż krawędzi próbek, niż te leżące w ich części środkowej. W drugim roku ekspozycji, na powierzchni próbek zaczęły pojawiać się pierwsze plamki o ciemniejszym zabarwieniu i kilkumilimetrowej średnicy oraz wąskie smugi, będące odwzorowaniem śladów pędzla, powstałych podczas nakładania powłoki.

Wszystkie wyprawy tynkarskie uległy znacznym zabrudzeniom. Z uwagi na zbliżony poziom zabrudzeń niezwykle trudno jest wskazać tę grupę wypraw tynkarskich, która uległa im w najmniejszym stopniu. Jednak to wyprawy silikatowe wydają się być najbardziej odporne na zabrudzenia. W dalszej kolejności są tynki akrylowe i silikonowe. Zabrudzenia tynków mają charakter równomierny na całej powierzchni próbek. Nie zauważono ciemniejszych przebarwień wzdłuż krawędzi próbek i plam.

Z uwagi na zakładany, długoletni okres trwałości wypraw i powłok elewacyjnych, badania i kwartalne obserwacje kontynuowane będą w kolejnych latach.

Opracowano na podstawie materiałów ITB