Штукатурные покрытия на основе органических вяжущих веществ

Штукатурки на основе органических вяжущих веществ содержат в качестве связующего синтетические полимеры и потому классифицируются как органические штукатурки. Широко распространенное и ставшее уже нормой понятие "штукатурка на органическом связующем" не является, строго говоря, правильным. Более точно было бы говорить о "штукатурке, связанной синтетическим полимером", потому что в рассматриваемом случае вяжущим веществом является синтетический полимер, в то  время как другие компоненты (заполнители и наполнители) остаются теми же, что и в минеральных штукатурках.

Штукатурки на основе органических вяжущих веществ используются, правда, лишь примерно с 1960 года, но их применение получило стремительное развитие, и год за годом только в Германии изготавливаются миллионы квадратных метров этого типа штукатурных покрытий.

Основные области применения:

• наружный слой покрытия в комплексных теплоизолирующих системах;
• отделочный слой, наносимый на нижние слои минеральных штукатурок.

Штукатурные материалы на основе органических вяжущих веществ имеют, по сравнению со штукатурками на чисто минеральных (неорганических) вяжущих, целый ряд преимуществ.

Таблица 1. Преимущества применения штукатурных покрытий на основе органических вяжущих веществ

• хорошее сцепление с самыми разнообразными основаниями;
• незначительная склонность к образованию трещин;
• полная готовность к применению;
• нанесение с использованием только одной технологической операции, то есть без дополнительной обработки;
• относительно небольшая толщина слоя покрытия, поэтому отпадает необходимость в перемещении больших количеств материала на строительной площадке;
• возможно формирование разнообразных структур поверхности покрытий;
• поставляются почти во всех цветовых оттенках;
• непроницаемость для дождя и в большей или меньшей степени - паропроницаемость

Разработка штукатурок на основе органических вяжущих веществ началась примерно в середине 50-х годов в двух направлениях. С одной стороны, к только что появившимся тогда дисперсионным краскам подмешивали грубые наполнители и песок, а затем эти материалы с помощью щеток или инструментов для работы с гипсом довольно толстым слоем наносили на основания. При этом пытались создавать различные структуры поверхности. Так возникли первые виды штукатурок накатом и начесом. Примерно в то же время к уже давно известным минеральным строительным растворным смесям стали добавлять дисперсии синтетических полимеров для того, чтобы повысить прочность покрытий на растяжение, улучшить их удобообрабатываемость и увеличить прочность сцепления с основанием, а также уменьшить водопоглощение. Так возникли различные виды улучшенных минеральных штукатурных покрытий, вяжущее вещество которых продолжало оставаться неорганическим.

В конце концов эти попытки привели к тому, что сегодня как маляры, так и штукатуры применяют штукатурки на основе органических вяжущих веществ.

Стандартизация

Еще на ранних этапах к штукатуркам на органических вяжущих веществах стали предъявлять специальные требования, а также начали проводить испытания с целью проверки и доказательства их пригодности в строительстве. Уже в 1978 г. организацией U.E.A.t.c.* была издана директива для оценки строительной пригодности штукатурок на основе органических вяжущих веществ.
*U.E.A.t.c. - Европейский Союз для согласования в области строительства с местопребыванием в Париже. Его членами является целый ряд стран. Германию в U.E.A.t.c. представляет Федеральное ведомство испытаний материалов, находящееся в Берлине.

С момента появления стандартов DIN для штукатурок на основе органических вяжущих веществ эти нормативы получили в Германии большее практическое значение, чем директивы U.E.A.t.c. Наиболее важные из них - DIN 18556 и DIN 18558, впервые появившиеся в 1985 г. В этих документах изложены методы испытаний и требований к штукатуркам на основе органических вяжущих веществ. В соответствии с вышеназванными стандартами материалы на основе органических связующих представляют собой "покрытия, имеющие внешний вид штукатурок". Приведенные в таблице 2 виды штукатурок различаются по области применения - для внутренних и наружных работ.

Таблица 2. Типы штукатурных покрытий на основе органических вяжущих веществ

Тип материала покрытия	Назначение штукатурок
P Org 1	Для наружных и внутренних работ
P Org 2	Для внутренних работ

Вышеназванные стандарты DIN различают также:

• материал для штукатурных покрытий на органическом связующем, то есть пастообразную массу в бочкотаре, которая еще должна быть переработана и лишь после высыхания образует штукатурку;
• штукатурку на основе органического вяжущего вещества, то есть продукт, высохший и отвердевший после нанесения его на основание.

Аналогичным образом квалифицируют и штукатурные материалы на минеральных вяжущих. Так, например, различают штукатурную растворную смесь, то есть затворенную водой смесь сухих компонентов, и штукатурный раствор, отвердевшее штукатурное покрытие, нанесенное на поверхность корпуса здания. Эти понятия важно различать, потому что к материалам для покрытий и к собственно штукатуркам на основе органических вяжущих веществ , как и к минеральным штукатуркам, предъявляются различные требования.

В то же время понятия "материал для покрытия" и "штукатурное покрытие" на практике часто не разделяют, и штукатурками на органических вяжущих веществах называют как материалы для покрытий, так и отвердевшие продукты.

В зависимости от области применения штукатурных покрытий DIN 18558 предписывает определенное минимальное содержание в них органического вяжущего вещества. Эти минимальные значения указаны в таблице 3.

Таблица 3. Минимальное содержание связующего в штукатурках на основе органических вяжущих веществ

Тип	Наибольшее зерно заполнителя, мм	Минимальное содержание связующего вещества, % масс.
P Org 1	≤ 1	8
	≥ 1	7
P Org 2	≤ 1	5,5
	≥ 1	4,5

Из данных этой таблицы следует, что различные виды штукатурок на основе органических вяжущих веществ, предназначенные для наружных работ, должны содержать значительно большее количество вяжущих веществ, чем штукатурки для внутренних работ. Количество минерального вяжущего вещества относится при этом к массе отвердевшей штукатурки.

Помимо определения содержания в штукатурке вяжущего вещества, в соответствии с DIN 18556 проверяется способность материала покрытия высыхать без появления трещин. Испытание на минимальную температуру применения показывает, затвердевает ли материал покрытия без повреждений при низшей температуре в 5°С, а проверка стабильности при хранении определяет предполагаемую длительность хранения материала покрытия и период времени, в течение которого не должно происходить расслоения смеси.

Кроме того, есть и другие испытания, проводимые с отвердевшими штукатурками на органических связующих. При использовании штукатурок на органических вяжущих веществах главной проблемой является защита их поверхности от воздействия дождей. С этой целью к штукатуркам на основе органических вяжущих, наряду с требованием паропроницаемости, предъявляются также требования по капиллярному водопоглощению.  Эти очень важные показатели, обеспечивающие необходимую защиту штукатурных покрытий от действия осадков. При оценке морозостойкости определяют стойкость штукатурок к циклическому воздействию влаги и холода (-15°С). Испытания на устойчивость против омыления характеризуют стойкость штукатурных покрытий к действию щелочной среды, в зоне контакта с основанием. В первую очередь, речь идет о стабильности органического связующего к химическому воздействию щелочной среды (возникающей, например, вследствие гидратации цемента).

Состав, виды

Штукатурки на основе органических связующих содержат органические вяжущие вещества или другие аналогичные им вещества, а также заполнители (песок, наполнители, пигменты). Кроме того, в их состав входят различные добавки, такие как пленкообразователи, консерванты, а также вода или растворитель для регулирования рабочей консистенции.

Органические вяжущие вещества применяются преимущественно в виде водных дисперсий, то есть в виде мелких частиц, равномерно распределенных в воде. Важнейшие требования к органическим связующим - это их высокие вяжущие свойства, низкая термопластичность и слабая набухаемость при воздействии влаги, а также достаточная стойкость по отношению к действию щелочей.

Основной компонент штукатурок на основе органических вяжущих веществ - заполнитель, а именно песок. Требования к пескам в зависимости от области применения штукатурок различны. Пески придают поверхности штукатурок характерный вид. Размер максимального зерна заполнителя обычно колеблется от 1 мм до примерно 6-8 мм, а иногда и до 15 мм Изменяя размер зерен и гранулометрический состав заполнителей, можно создавать различные поверхностные эффекты и изготавливать на основе органических вяжущих веществ такие виды штукатурок, как сграффито, с отделкой поверхности методами затирки, начеса, набрызга, наката, лепки или нанесения кистью.

Структуру штукатурки сграффито, например, получают за счет использования в ее составе песка с одинаковым содержанием зерен различной крупности. При высыхании вяжущее сокращается в объеме, и структура зерен отчетливо выступает на поверхности. Таким образом создается ритмичная и однородная по своему строению поверхность, похожая на структуру минеральной штукатурки сграффито.

Штукатурные покрытия с отделкой методом затирки или начеса включают определенную долю фракций заполнителя с избыточной крупностью, так что при шлифовании на гладкой в целом поверхности создаются бороздчатые углубления. В зависимости от способа обработки поверхности возможно создание круглых, продольных или поперечных структур.

Другие вышеназванные разновидности структур штукатурок на основе органических вяжущих веществ, получаемые набрызгом, накатом, кистью и лепкой, отличаются друг от друга не составом материалов покрытий, а соответствующими методами их формирования (например, оштукатуривание путем набрызга) и технологией последующей обработки поверхности покрытий.

Многообразие поверхностных структур, а также варьирование максимального размера зерна заполнителя в штукатурках на основе органических связующих, приводит к заметным различиям в толщине слоев покрытий и в оценке количества материала, необходимого для проведения штукатурных работ. Для некоторых видов штукатурок на основе органических вяжущих веществ эти сведения приведены в таблице 4.

Таблица 4. Ориентировочный расход материалов для различных видов штукатурных покрытий на основе органических вяжущих веществ

Вид	Диаметр наибольшего зерна, мм	Расход, кг/м²
Штукатурка начесом, тонкая	1,5	2,0
Штукатурка начесом, грубая	3,5	4,5
Штукатурка с отделкой поверхности методом затирки	3,0	4,5
Структурная штукатурка	4,0	12,0
Штукатурка сграффито	2,5	4,0
Штукатурка накатом	1,0	2,5

Ранее большинство штукатурок на основе органических вяжущих веществ предлагалось в различных вариантах оттенков белого цвета, но вот уже в течение многих лет производятся разноцветные виды этих штукатурок, смешиваемых в заводских условиях.
В состав таких штукатурок наряду с диоксидом титана, обычно используемого в качестве белого пигмента, входят также цветные пигменты. Производители утверждают, что могут предложить более 300 покрытий различного цвета на основе органических вяжущих веществ.

Помимо штукатурок на основе водных дисперсий синтетических полимеров, с которыми относительно легко работать (сразу же после завершения работы инструмент может быть легко отмыт водой), существуют материалы для штукатурных покрытий на основе растворов синтетических полимеров в органических растворителях. Так как эти материалы содержат органические растворители, то они являются огнеопасными. При работе с ними нельзя курить, необходимо также соблюдать инструкции по технике безопасности, особенно при работах внутри помещений. Чаще всего такие материалы применяются для имитации природного камня. Их используют также в качестве цокольных декоративных штукатурок для внутренних работ. Такие штукатурные материалы содержат в качестве заполнителя природные цветные камни, мраморную мелочь, гранулят из природных камней или кварцевые частицы со светостойкой окраской. Особенность заключается также в том, что в этих штукатурках в качестве вяжущих применяют прозрачные синтетические полимеры, после отвердевания которых зерна заполнителя из камня продолжают оставаться видимыми. Такие прозрачные связующие, кстати, характеризуются достаточной стойкостью к пожелтению, однако они не могут быть диспергированы в воде, и их можно использовать только в виде растворов на основе органических растворителей.

Свойства

Материалы для покрытий на основе органических вяжущих веществ поставляются готовыми к применению и могут иметь любую цветовую гамму, их можно легко и быстро обрабатывать. Эти материалы сцепляются почти с любой чистой, сухой и прочной основой, высыхают равномерно и не образуют пятен.

После отвердевания штукатурные покрытия на основе синтетических полимеров становятся жесткими и прочными, но в известных пределах эластичными. В слоях определенной толщины они могут в течение длительного срока перекрывать "мертвые" трещины, то есть такие, которые не подвержены заметным деформациям. Поверхность штукатурок на синтетических полимерах можно очищать с помощью обычных домашних чистящих средств.

Штукатурки на основе органических вяжущих веществ, нанесенные на минеральную основу, согласно DIN 410 по горючести относятся, по меньшей мере, к классу В1 (огнестойкость строительных материалов и элементов конструкций). В соответствии с этим они считаются трудновоспламеняемыми, и без специального подтверждения их разрешено применять в зданиях высотой до 20 м.

Штукатурки на основе органических вяжущих веществ, которые, согласно техническим инструкциям, не предназначены специально для наружных работ, не обладают достаточной стойкостью к воздействию щелочей, воды, мороза и солнечного света. Штукатурки для наружного применения этим требованиям соответствуют и дополнительно характеризуются еще "гидрофобностью". Последняя означает, что при использовании вышеназванных штукатурок соблюдаются установленные в стандартах предельные значения коэффициента водопоглощения w и эквивалентного сопротивления диффузии водяных паров - Sd.

Таким образом, штукатурные покрытия на основе органических вяжущих веществ, благодаря своему строению (в них содержится примерно 7% вяжущего на основе синтетического полимера и около 93% минеральных добавок), в состоянии обеспечить действенную защиту строительных конструкций от воздействий дождей и ливней и лишь небольшому количеству воды позволить достичь основы. В то же время они в достаточной степени паропроницаемы.

Применение

Основная область использования штукатурок на органических вяжущих веществах - работы внутри помещений, например, на лестничных площадках или на внутренних стенах. При наружных работах они применяются, прежде всего, в качестве верхнего штукатурного слоя, наносимого на нижние слои минеральных штукатурок, изготовленных на растворах группы P II согласно DIN 18550, а также в качестве накрывочного слоя штукатурок, наносимых на армирующие слои комплексных теплоизолирующих систем. Кроме того, штукатурки на органических вяжущих наносятся непосредственно на бетон, а также применяются в зоне цоколя. Во всех случаях наружного применения (а нередко -  и при работах внутри помещений) сначала наносят грунтовку, а после ее отвердевания - штукатурку на основе органического вяжущего вещества.

Если необходимо повысить способность штукатурных покрытий на основе органических вяжущих перекрывать трещины, то применяют или комплексные теплоизолирующие системы, или размещают под слоем штукатурки промежуточный армирующий слой.

В промышленности существуют также некоторые специальные области применения описываемых штукатурок, например, оштукатуривание фасадных и стеновых панелей при строительстве сборных домов, готовых гаражей или трансформаторных подстанций. При соответствующем подборе состава можно обеспечить короткое время сушки или особенно высокую эластичность. Существуют разновидности штукатурных покрытий на основе синтетических полимеров, армированных синтетической тканью или стеклотканью, обладающих такой эластичностью, что они в состоянии перекрывать трещины и щели в стеновых панелях. Применение такого рода материалов приобрело некоторое значение при строительстве сборных домов, однако о широком использовании для этих целей штукатурок на основе синтетических полимеров из-за их специфических свойств в большинстве случаев речи быть не может.