Zaprawa murarska, rodzaje, zastosowanie

Zaprawa budowlana znana jest ludzkości od kiedy pierwszy człowiek chciał połączyć kamień z kamieniem aby wznieść pierwszą murowaną budowlę. Zasadniczymi składnikami zaprawy zawsze jest spoiwo i woda. Początkowo rolę spoiwa pełniło wapno lub gips następnie jako spoiwo zaczęto stosować też cement. Budowle pozostawione przez starożytne cywilizacje świadczą o tym, że wiedza dotycząca zapraw budowlanych była powszechnie znana wśród ówczesnych budowniczych.

Zaprawa murarska jest mieszaniną spoiwa, piasku, wody i ewentualnie dodatków polepszających jej właściwości. Spoiwem są cement i wapno, które mogą występować w zaprawie razem lub może być użyty tylko jeden z tych składników.

Zaprawę murarską stosuje się do trwałego łączenia elementów ścian, murów, fundamentów i filarów. Musi ona posiadać dobrą przyczepność do elementów murowych i po związaniu właściwie je zespolić. Powinna posiadać zdolność przenoszenia takich samych obciążeń jakie przenosi mur. Ponadto wymaga się aby dorównywała elementom muru trwałością w czasie.

Ze względu na sposób przygotowania zaprawy dzielimy je na:

Zaprawy projektowane możliwe do kupienia jako gotowa sucha mieszanka przygotowana w fabryce według opracowanych receptur, gotowa  do rozrobienia z wodą. Przygotowanie zaprawy projektowanej sprowadza się do ścisłego wykonania instrukcji zawartej w karcie technicznej. Jeżeli zaprawa jest w postaci suchej mieszanki, w karcie podana jest ilość niezbędnej do dodania wody, czas mieszania i czas przydatności zaprawy do użycia w zależności od temperatury otoczenia. Do zapraw takich nie dodaje się już dodatków polepszających. Producent zaprawy projektowanej podaje do jakiego rodzaju elementów muru jest przeznaczona zaprawa. Przy wznoszeniu większych konstrukcji należy unikać zapraw ogólnego przeznaczenia natomiast wybierać zaprawy dedykowanie do materiału z jakiego będzie wznoszony mur.

Zaprawy przepisane wykonuje się je bezpośrednio na budowie poprzez zmieszanie w odpowiednio podanych przez projektant proporcjach spoiwa, piasku i wody.

Do wykonywania zaprawy murarskiej zaleca się używać cementów: CEM II/B-S 32,5 R – Cement portlandzki żużlowy, CEM II/B-V 32,5 R – Cement portlandzki popiołowy, CEM III/A 32,5 N – Cement hutniczy [1]. Cyfra 32,5 oznacza minimalną wytrzymałość na ściskanie w MPa (N/mm²) elementów wykonanych na bazie tego cementu. Cyfry rzymskie II lub III oznaczają czystość cementu czyli ilość dodatków. Rzymskie II oznacza ilość domieszek mineralnych od 6 do 35%. Oznaczenie III mówi o tym, że ilość składników mineralnych zawiera się w przedziale 36-95%. Oznaczenia B-S, B-V, A mówią o ilości i składzie dodatków a litery R i N o przyroście wytrzymałości podczas wiązania.

Zaprawa czysto cementowa lub cementowo-wapienna z przewagą cementu charakteryzuje się:

• dużą wytrzymałością na ściskanie,
• wodoodpornością i związaną z tym niską paro przepuszczalnością,
• szybkim wiązaniem,
• słabą urabialnością,
• słabszą przyczepnością do elementu murowego,
• dużym skurczem,
• sztywnością i podatnością na pękanie.

Zaprawy cementowe stosuje się tam, gdzie konstrukcja narażona jest na długotrwałe oddziaływanie wody, na przykład ściany fundamentowe murowane z bloczków lub ściany piwniczne. Pomimo, że ściany fundamentowe zabezpieczane są przed wilgocią preparatami bitumicznymi, stosowanie połączeń z zaprawy cementowej zwiększy ich trwałość w wypadku przerwania bariery bitumicznej.

Charakterystyczna cechą zapraw cementowych jest duża wytrzymałość na ściskanie, z tego powodu zaprawy te nadają się do murowania fundamentów oraz ścian nośnych.

Zaprawa wapienna lub wapienno-cementowa z przewagą wapna odwraca charakterystykę zaprawy wymienionej wyżej. Zaprawa taka posiada:

• większą elastyczność gotowej spoiny, dzięki temu mniejsze jest prawdopodobieństwo zarysowania i pękania muru,
• dobrą przyczepność do elementów murowych co pozwala na przenoszenie przez mur większych sił poprzecznych oraz pozwala na uzyskanie szczelnych spoin, co chroni konstrukcję przed przenikaniem wody,
• dobrą urabialność,
• dobrą retencję wody,
• paro przepuszczalność,
• niski skurcz,
• właściwości nie pozwalające na rozwój pleśni,
• mniejszą wytrzymałość na ściskanie.

Podczas murowania bardzo ważnymi cechami zaprawy murarskiej są jej urabialność oraz retencja wody (zdolność do okresowego zatrzymywania wody). Urabialność jest połączeniem kilku cech zaprawy: plastyczności, konsystencji, adhezji (zdolność do połączenia z elementem murowym), kohezji (wewnętrzna spoistość). Podczas gdy cechy urabialności sprawiają, że zaprawa „słucha się” murarza to retencja wody daje czas na związanie wilgotnej zaprawy z bloczkiem oraz może dać murarzowi czas na odpowiednie ustawienie elementów murowanych zanim suchy materiał bloczka odciągnie wodę z zaprawy.

Dobierając odpowiednio składniki zaprawy można zapewnić jej pożądane właściwości. W celu ich uzyskania stosuje się domieszki do zapraw lub wapno. Domieszki do zapraw mogą modyfikować właściwość zaprawy poprzez przyspieszenie lub opóźnienie wiązania, uplastycznienie zaprawy poprzez napowietrzenie, poprawienie retencji wody, zwiększenie mrozoodporności, itp. Dodaje się je w niewielkich ilościach, do 5% objętości składników wiążących. Wykonywanie zaprawy zawierającej domieszki na budowie nie jest pożądane ponieważ ze względu na trudność z dokładnym odmierzeniem ilości domieszki istnieje ryzyko zmodyfikowania właściwości zaprawy w kierunku pogorszenia jej własności. Dlatego najlepszym rozwiązaniem jest zakup gotowej, przygotowanej fabrycznie mieszanki o pożądanych właściwościach.

Wapno jako składnik zapraw pełni funkcję swoistego polepszacza. Jak już zostało wspomniane, poprawia ono urabialność zaprawy, wynika to z tego, że cząsteczki wapna są bardzo małe i posiadają formę blaszek przez co ułatwiają dużo większym cząsteczkom piasku i cementu przemieszczanie się i układanie względem siebie. Niewielki rozmiar cząsteczek wapna powoduje lepsze wnikanie w pory elementów muru i tym samym lepsze wiązanie.

Bazowym składnikiem każdej zaprawy jest piasek. Wymagane jest aby był on pozbawiony zanieczyszczeń w postaci humusu, gliny lub zwykłych śmieci, powinien mieć zróżnicowane uziarnienie. Wielkość ziaren nie powinna przekraczać 1/3 grubości spoiny i jednocześnie nie być mniejsza niż 1/5 jej grubości. Zróżnicowane uziarnienie i warunek minimalnych ziaren (20% grubości spoiny) sprawia, że zaprawa ma mniejszy skurcz.

Domieszki dodawane do zapraw są to substancje chemiczne lub organiczne, które zmieniają charakterystykę zaprawy. Poprawiają plastyczność, przyspieszają lub opóźniają wiązanie, uszczelniają lub napowietrzają zaprawę.

Poprawianie plastyczności poprzez dodawanie domieszek do zapraw polega na tym, że domieszka powoduje napowietrzenie zaprawy. Pęcherzyki powietrza działają jak mikro kulki, po których toczą się cząsteczki materiału wiążącego. Należy wziąć pod uwagę to, że napowietrzenie pogarsza jednocześnie przyczepność zaprawy do bloczków ponieważ powierzchnia styku tych materiałów staje się pełna mikro pęcherzyków powietrza przez co efektywna powierzchnia połączenia staje się mniejsza. Nieświadome, przypadkowe zwiększenie ilości domieszki może spowodować drastyczne zmniejszenie przyczepności zaprawy do elementów muru.

Podczas murowania należy przestrzegać szeregu zasad:

• używać zapraw przeznaczonych dla danych elementów murowych,
• sporządzając zaprawę na budowie trzymać się receptury podanej przez projektanta lub producenta bloczków i nie zmieniać składu zaprawy w celu zwiększenia jej wytrzymałość na ściskanie. Zastosowanie zbyt mocnej zaprawy może prowadzić do pękania muru. Trzymać się zasady aby wytrzymałość zaprawy na ściskanie nie przekraczała wytrzymałości na ściskanie bloczków.
• prowadzić prace w temperaturach przewidzianych dla danej zaprawy, jeżeli producent czy projektant nie przewidział inaczej, prace murarskie prowadzi się w zakresie temperatur od 5⁰C do 25⁰C.
• zidentyfikować czy murowane elementy powinny być zwilżone przed murowaniem. Jest to istotna wiedza zwłaszcza dla zapraw cementowych ponieważ nie posiadają one właściwości zatrzymywania wody.  Suchy bloczek odciągając zbyt szybko wodę z powierzchni styku z zaprawą osłabi wiązanie połączenia. Tą wiedzę powinien przekazać projektant lub producent bloczków,
• do sporządzania zaprawy nie stosować wody nie wiadomego pochodzenia, do zapraw najlepiej nadaje się woda z miejskiego wodociągu,
• do sporządzania zaprawy nie stosować piasku, którego pochodzenie nie jest znane, najlepszym rozwiązaniem będzie czysty piasek rzeczny lub kopany, bez dodatku gliny czy humusu,
• nie rozrabiać wodą zaprawy która zaczęła już wiązać, taka zaprawa nadaje się do wyrzucenia. Wyjątkiem jest odparowanie wody podczas murowania w wysokich temperaturach zewnętrznych.

Tablica 1. Proporcje objętościowe składników zapraw murarskich wykonywanych na budowie w odniesieniu do wytrzymałości na ściskanie , [2]

Zaprawy sporządzone na bazie wapna i cementu posiadają swoje klasy (inaczej marki) oznaczone są one poprzez literę M oraz towarzyszącą jej liczbę oznaczająca wytrzymałość zaprawy na ściskanie w MPa. Tabela 1 pokazuje, że wytrzymałość na ściskanie zaprawy jest powiązana z jej składem oraz proporcjami składników.

___

[1] materiały firmy Lafarge

[2] materiały serwisu wapno-info.pl