PL217096B1 - Zaprawa tynkarska na bazie cementu romańskiego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sucha zaprawa tynkarska, której podstawowym składnikiem wiążącym jest cement romański, przeznaczona w szczególności do napraw i renowacji starych zabytkowych fasad, tynków, odlewów, sztukaterii i innych elementów w obiektach budowlanych powstałych na przełomie XIX i XX wieku oraz w obiektach wcześniejszych, a także do napraw różnego rodzaju pomników i postumentów z tego okresu.

Znane i dotychczas stosowane między innymi do celów renowacji obiektów zabytkowych zaprawy cementowe i zaprawy cementowo-wapienne, wytwarzane na bazie cementu portlandzkiego nie są odpowiednim materiałem dla renowacji starych tynków romańskich i innych obiektów, w których materiałem wiążącym był cement romański. Brak prawidłowej współpracy różnych, nakładanych na siebie tynków powoduje, że z upływem stosunkowo niedługiego czasu, występują spękania i odpadania nowych warstw zaprawy od starego podłoża. Poważnym mankamentem prowadzenia renowacji różnego rodzaju obiektów przy użyciu niekompatybilnych materiałów jest również występowanie znacznego zróżnicowania barw, co ujemnie wpływa na estetykę odnawianych obiektów.

W dotychczasowych badaniach nad zastosowaniem cementu romańskiego do prac renowacyjnych stwierdzano między innymi bardzo krótki czas wiązania spoiwa cementowego zakłócający proces obróbki tynku i ograniczający czas stosowania zaprawy oraz problemy z reologią zaprawy. Próby z dodawaniem opóźniaczy na placu budowy okazały się kłopotliwe, uniemożliwiające precyzyjne i powtarzalne uzyskiwanie zaprawy o jednorodnych własnościach roboczych. W badaniach tych ustalono ponadto, że zaprawa przygotowywana ręcznie na placu budowy przez wymieszanie cementu z piaskiem nie daje gwarancji powtarzalności własności, a przy obróbce na ścianie wadą technologiczną była nieprawidłowa reologia powodując spływanie świeżego tynku przed stwardnieniem oraz brak odpowiedniej przyczepności do podłoża. Przyczyną tego był między innymi brak odpowiedniej plastyczności zaprawy oraz szybkie odprowadzanie wody z zaprawy uniemożliwiające pełną hydratyzację wyprawy tynkarskiej.

W celu uniknięcia tych niedogodności związanych ze stosowaniem zapraw cementowych, zapraw cementowo-wapiennych i cementu romańskiego wytworzonego według technologii znanej ze stanu techniki, powstała konieczność opracowania nowej technologii przemysłowego wytwarzania renowacyjnych zapraw tynkarskich na bazie cementu romańskiego wypalanego w piecu obrotowym.

Nieoczekiwanie okazało się, że wytwarzany dla potrzeb niniejszego wynalazku w sposób przemysłowy cement romański, zastosowany w kompozycji materiałowej z nowoczesnymi dodatkami daje duże możliwości zwłaszcza przy odnowie i renowacji zabytkowych budowli.

Zaprawę tynkarską na bazie cementu romańskiego według wynalazku stanowi sucha mieszanka przygotowywana fabrycznie i składająca się ze zmodyfikowanego cementu romańskiego, wypełniaczy mineralnych, dodatków uplastyczniających, dodatku zwiększającego przyczepność, z opóźniacza czasu wiązania i z dodatku retencyjnego utrzymującego wodę zarobową do czasu stwardnienia zaprawy. Podstawowe składniki zaprawy tynkarskiej tworzą - cement romański, zmodyfikowany poprzez zastosowaną nowoczesną technologię wypalania w piecu obrotowym i odpowiednią technologię jego przemiału z użyciem nowoczesnych dodatków oraz wypełniacz mineralny, korzystnie piasek kwarcowy o odpowiednio dobranym uziarnieniu.

Zaprawa tynkarska według wynalazku składa się z cementu romańskiego w ilości 30 do 80% wagowych, wypełniacza mineralnego o wielkości ziaren mniejszych niż 3,0 mm w ilości 40 do 63% wagowych, stanowiącego wyselekcjonowany piasek kwarcowy i/lub wyselekcjonowane mączki wapienne o zawartości 50 do 90% ziaren o wielkości 0,1 do 0,5 mm, 20 do 35% ziaren o wielkości 0,5 do 0,8 mm oraz 0 do 15% ziaren o wielkości 1,0 do 3,0, mączki węglanowej w ilości do 5% wagowych, perlitu w ilości do 1,5% wagowych. Zaprawa zawiera również dodatki modyfikujące - takie jak środki redyspergujące, środki uplastyczniające, opóźniacze czasu wiązania, proszki odpieniające, proszki napowietrzające, środki zagęszczające, środki zwilżające suche części mieszanki oraz środki hydrofobizujące w sumarycznej ilości do 2% wagowych.

Korzystnie do tak dobranego składu zaprawy tynkarskiej mogą być dodawane pigmenty naturalne lub tlenkowe w ilości 0 do 0,5% wagowych. Odpowiednio zestawione składniki zaprawy tynkarskiej są następnie poddawane suchemu procesowi homogenizacji.

Wypełniacz mineralny stanowi wyselekcjonowany piasek kwarcowy i/lub odpowiednio wyselekcjonowane mączki wapienne o uziarnieniu do 3 mm.

PL 217 096 B1

Dodatkami modyfikującymi zaprawę tynkarską na bazie cementu romańskiego są środki uplastyczniające zaprawę, środki redyspergujące, opóźniacze czasu wiązania, proszki odpieniające, proszki napowietrzające, środki zagęszczające, środki zwilżające suche części zmieszanej zaprawy. Dodatkiem modyfikującym jest również środek hydrofobizujący oraz opcjonalnie pigmenty naturalne i tlenkowe jako dodatek poprawiający estetykę tynku, lub mający na celu wierne odtworzenie kolorystyki odrestaurowanego tynku.

Jako dodatków uplastyczniających, korzystnie jest stosowany dodatek eterów celulozy i/lub pochodne skrobi.

Jako środek redyspergujący korzystnie jest stosowany środek zawierający kopolimer octanu winylu, wersenian i akrylan winylu mający za zadanie poprawę hydrofobowości, zwiększający przyczepność oraz ograniczający absorpcję wody.

W celu przedłużenia czasu zachowania właściwości roboczych zaprawy tynkarskiej, niezbędnego dla swobodnego prowadzenia prac tynkarskich, jako opóźniaczy stosuje się korzystnie kwas winowy lub cytrynian potasu.

Proszek odpieniający stanowi mieszaninę ciekłych węglowodorów, poliglikoli i amorficznej krzemionki. Proszek odpieniający pozwala na otrzymanie nisko spienionych zapraw i roztworów, dodatkowo posiadający właściwości upłynniające, głównie pod kątem wykonywanych odlewów architektonicznych.

Proszek napowietrzający stanowi mieszaninę na bazie sulfonianu eteru. Proszek napowietrzający ma na celu poryzowanie zaprawy, redukcję kurczenia, ponadto zapobiega tworzeniu pęknięć, ogranicza wykwity i przebarwienia, wpływa na wysoki współczynnik paroprzepuszczalności przez co umożliwia migrację pary wodnej a zarazem podnosi walory renowacyjne odnawianego tynku.

Jako środek zagęszczający korzystnie jest stosowany środek w postaci eterów skrobi, który pozwala na zagęszczenie zaprawy tynkarskiej i umożliwia korektę reologii zaprawy.

Jako środek zwilżający korzystnie jest stosowany środek w postaci estru poliglikolu na nieorganicznym nośniku. Środek zwilżający przyspiesza zwilżanie suchych części mieszanki, ogranicza koagulację, zapobiega reaglomeracji, a ponadto zwiększa siłę koloru oraz ułatwia homogenizację składników farby w zaprawie.

Jako środek hydrofobizujący korzystnie stosuje się mieszaniny na bazie silanu, którego dodatek wpływa na wysoki stopień niezwilżalności tworzywa przez co podnosi hydrofobowość tynku.

Pigmenty naturalne i tlenkowe dodawane są opcjonalnie na życzenie odbiorcy w celu wiernego odtworzenia kolorystyki lub poprawy estetyki.

Zestawione zgodnie z wynalazkiem suche składniki zaprawy tynkarskiej są dokładnie wymieszane, aby uzyskać jednorodną w swoim składzie mieszaninę, stanowiącą gotową, zgodną z niniejszym wynalazkiem zaprawę tynkarską.

Zaprawa tynkarska według wynalazku, bazująca na cemencie romańskim nowej generacji, zmodyfikowana dodatkami chemicznymi posiada właściwości materiałów w pełni odpowiadających historycznym potrzebom restaurowanych obiektów. Posiada dobre właściwości robocze, takie jak: plastyczność, urabialność, zdolność do nakładania oraz prawidłowy czas stosowania. Zaprawa tynkarska po zarobieniu wodą i po wymieszaniu do żądanej konsystencji, jest nakładana na podłoże sposobem ręcznym lub mechanicznym. Daje się łatwo urabiać i wyrównywać po stwardnieniu. Wykazuje dobrą przyczepność zwłaszcza do starych zabytkowych podłoży, do starych tynków oraz do innych typowych podłoży budowlanych, takich jak cegła, kamień czy beton. Wykazuje wysoką twardość i odporność na czynniki atmosferyczne. Zaprawa tynkarska w postaci suchej mieszanki wykonywanej fabrycznie w urządzeniach mechanicznych jest wykorzystywana z powodzeniem jako między innymi zaprawa tynkarska gruboziarnista do tynkowania zasadniczego i napraw znacznych ubytków na elewacji, jako zaprawa tynkarska drobnoziarnista do wykańczania powierzchni w postaci gładzi lub szlichty, do elewacji i do elementów figuralnych, lub jako zaprawa do odlewów elementów architektonicznych takich jak między innymi gzymsy, sgraffiti, sztukateria itp.

Przedmiot wynalazku został ujawniony w przykładach wykonania:

P r z y k ł a d 1

Do mieszalnika z odpowiednio usytuowanymi łopatkami przesypującymi, wsypano odpowiednio odważone w częściach wagowych ilości składników na 1000 kg produktu:

- Cement romański 350 kg

- Piasek 630 kg o granulacji 0,1-0,5 mm 0,5-0,8 mm 360 kg

PL 217 096 B1

0,5-0,8 mm	170 kg
1,0-3,0 mm	100 kg
- Perlit 150	10 kg
- Metyloceluloza	0,5 kg
- Żywica redyspergująca	3 kg
- Cytrynian potasu	6 kg
- eter skrobi w postaci:
TYLOVIS SE 7	0,4 kg
- żywica alkilosilikonowa w postaci:
Wacker Silres BS Powder G	0,1 kg
Wszystkie składniki mieszano przez okres około	30 minut, po czym mieszalnik zatrzymano,

a wymieszana zaprawa została konfekcjonowana do worków zawierających gotowy do użycia produkt. Otrzymano zaprawę tynkarską gruboziarnistą przeznaczoną do tynkowania zasadniczego i do napraw znacznych ubytków elewacji.

P r z y k ł a d 2

Do mieszalnika z odpowiednio usytuowanymi łopatkami przesypującymi, wsypano odpowiednio odważone w częściach wagowych ilości składników na 1000 kg produktu:

- Cement romański	400 kg
- Piasek o granulacji 0,1 do 0,5 mm	530 kg
- Mączka wapienna o granulacji 0 do 0,1 mm	50 kg
- Cytrynian potasu	6 kg
- Perlit 0	10 kg
- hydrokrymetyloetyloceluloza w postaci: Tyloza MH 60010 P4	0,5 kg
- proszek redyspergowalny na bazie etylenu octanu winylu w postaci: Elotex ST 2400	3 kg
- żywica alkilosilikonowa w postaci Wacker Silres BS Powder G	0,3 kg
- mieszanina węglowodorów, poliglikoli i amorficznej krzemionki w postaci: Agitan P 803	0,2 kg
Wszystkie składniki mieszano przez okres około 30 minut,	po czym mieszalnik zatrzymano,

a wymieszana zaprawa została konfekcjonowana do worków zawierających gotowy do użycia produkt. Otrzymano zaprawę tynkarską drobnoziarnistą przeznaczoną do wykańczania powierzchni elewacji i elementów figuralnych. Zaprawa drobnoziarnista z powodzeniem może być stosowana do wykonywania gładzi tynkarskiej.

P r z y k ł a d 3

Do mieszalnika z odpowiednio usytuowanymi łopatkami przesypującymi, wsypano odpowiednio odważone ilości składników na 1000 kg produktu:

- Cement romański	595 kg
- Piasek	400 kg
o granulacji 0,1-0,5 mm	255 kg
0,5-0,8 mm	110 kg
1,0-3,0 mm	35 kg
- Żywica redyspergująca	1 kg
- Cytrynian potasu	1 kg
- mieszanina węglowodorów, poliglikoli
i amorficznej krzemionki w postaci:
Agitan P 803	1 kg
- proszek redyspergowalny na bazie
etylenu octanu winylu i akrylanu
w postaci: FLOWKIT FL 51	2 kg

Wszystkie składniki mieszano przez okres około 30 minut, po czym mieszalnik zatrzymano, a wymieszana zaprawa została konfekcjonowana do worków zawierających gotowy do użycia produkt.

PL 217 096 B1

Otrzymano zaprawę tynkarską o średniej wielkości ziaren przeznaczoną do odlewów architektonicznych. Zaprawa średnioziarnista z powodzeniem może być stosowana do odlewów między innymi gzymsów, sgraffiti, sztukaterii itp.

Po zarobieniu wodą otrzymanych w przykładach wykonania wynalazku zapraw tynkarskich, zbadano ich parametry techniczne, których wyniki są zestawione w tabelach 1, 2 i 3.

T a b e l a 1

Parametry świeżej zaprawy

Parametry technologiczne	Zaprawa tynkarska	Gładź tynkarska
Stosunek woda/zaprawa (%)	0,20	0,213
Konsystencja (na stoliku wstrząsanym) (mm)	173	177
Gęstość objętościowa (kg/m3)	1790	1730
Zawartość powietrza (%)	15,8	13,3
Czas zachowania własności roboczych (min)	50	35

T a b e l a 2

Parametry stwardniałego tynku

Parametry tynku	Zaprawa tynkarska	Gładź tynkarska
Gęstość wysuszonej stwardniałej zaprawy (kg/m3)	1558	1490
Wytrzymałość na zginanie po 28 dniach (N/mm2)	2,0	1,7
Wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach (N/mm2)	5,5	5,6
Absorpcja wody (kg/(m2^min0,5)	0,36	0,40
Przyczepność do podłoża (N/mm2)	0,54	0,45
Współczynnik przepuszczalności pary wodnej	9,6/9	10,7/8
Wartość pH	~10	~11

T a b e l a 3 Cechy robocze

Uziarnienie zaprawy (mm)	0-3	0-0,5
Czas zużycia zaprawy (min)	50	35
Wydajność (kg/m2 na 1 mm)	2,0	2,2
Grubość warstwy (mm)	5-20	1-3
Temperatura wykonywania prac (°C)	>5	>5
Reakcja na ogień (klasa)	A 1	A 1

Zastrzeżenia patentowe

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zaprawa tynkarska na bazie cementu romańskiego, zwierająca jako spoiwo cement romański, jako reagent czasu wiązania kwas cytrynowy, a jako wypełniacz piasek rzeczny, znamienna tym, że składa się z cementu romańskiego w ilości 30 do 80% wagowych, wypełniacza mineralnego o wielkości ziaren mniejszych niż 3,0 mm w ilości 40 do 63% wagowych, stanowiącego wyselekcjonowany piasek kwarcowy i/lub wyselekcjonowane mączki wapienne o zawartości 50 do 90% ziaren o wielkości 0,1 do 0,5 mm, 20 do 35% ziaren o wielkości 0,5 do 0,8 mm oraz 0 do 15% ziaren o wielkości 1,0 do 3,0 mm, mączki węglanowej w ilości do 5% wagowych, perlitu w ilości do 1,5% wagowych, dodatków modyfikujących - takich jak środki redyspergujące, środki uplastyczniające, opóźniacze czasu wiązania, proszki odpieniające, proszki napowietrzające, środki zagęszczające, środki zwilżające suche części mieszanki oraz środki hydrofobizujące w sumarycznej ilości do 2% wagowych.
2. 2. Zaprawa według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera pigmenty naturalne i/lub tlenkowe w ilości 0 do 0,5% wagowych.

   PL 217 096 B1
3. 3. Zaprawa według zastrz. 1, znamienna tym, że środkiem redyspergującym są substancje zawierające kopolimery octanu winylu, lub wersenian i akrylan winylu, środkiem uplastyczniającym są substancje zawierające metylocelulozę, opóźniaczem czasu wiązania są substancje w postaci kwasu winowego lub cytrynianu potasu, proszek odpieniający stanowi mieszanina ciekłych węglowodorów, poliglikoli i amorficznej krzemionki, proszek napowietrzający stanowi substancję na bazie sulfonianu eteru, środkiem zagęszczającym są substancje w postaci eterów skrobi, środkiem zwilżającym są substancje w postaci estrów poliglikolu na nieorganicznym nośniku, natomiast środki hydrofobizujące stanowią substancje na bazie silanu.