Wszystko jest w porządku jeżeli towarzyszy temu poprawne technicznie zastosowanie. Zapewnić to może tylko stosowanie systemów, kompatybilnych z ich specyficznymi właściwościami, które uwzględnić trzeba na etapie przygotowania podłoża i klejenia, spoinowania i wypełniania dylatacji.
    Punktem wyjścia jest znajomość właściwości kamieni naturalnych. Powstawały one w różnych epokach geologicznych i różna jest ich geneza, stąd właściwości mogą być bardzo różne. Pokazuje to tabela 1, w której zestawiono kilka podstawowych właściwości wybranych kamieni naturalnych. Pozwoli to na zgrubne oszacowanie,  jakiego rodzaju materiał nadaje się do konkretnych zastosowań.

Tabela 1 – wybrane właściwości kamieni naturalnych (wartości przeciętne)

Na tarasach czy balkonach, ze względu na parametry wytrzymałościowe, odporność mechaniczną oraz odporność na warunki atmosferyczne sprawdzają się granity, gnejsy, gabro czy bazalt. Kamienie te, ze względu na niewielką porowatość są tez odporne na sole. Bardzo wysokie parametry wytrzymałościowe granitu powodują, że jest on chętnie stosowany w pomieszczeniach silnie obciążonych ruchem pieszym, np. recepcje czy korytarze w hotelach, bankach oraz centrach usługowo-handlowych. Odpowiednio ułożony i pielęgnowany potrafi długo cieszyć oko pierwotnym wyglądem. Także gdy okładzina narażona jest na intensywne użytkowanie lub obciążenia, np. w zimie, gdy na butach wnosi się piasek służący do posypywania zaśnieżonych chodników.
    Ta różnorodność ich właściwości stanowi jednak pewną „słabość”, choć słowo to nie do końca oddaje zakres pojawiających się tu problemów. Osoby układające kamienie naturalne powinny mieć przynajmniej podstawową wiedzę na temat ich właściwości. Brak tej wiedzy może skutkować późniejszymi defektami wizualnymi czy nawet uszkodzeniami, wynikającymi np. z zastosowania nieodpowiednich zapraw klejących i spoinujących.  Tylko zastosowanie materiałów i systemów produktów wysokiej jakości, o właściwościach dopasowanych do cech i zastosowania kamieni naturalnych zapewniają brak późniejszych problemów nie tylko przy układaniu i dalszej eksploatacji, ale przede wszystkim brak wizualnych defektów w postaci przebarwień czy wykwitów. Jest to możliwe jedynie przy  profesjonalnym i fachowym wykonawstwie, począwszy od przygotowania podłoża, poprzez klejenie a skończywszy na spoinowaniu i wypełnieniu dylatacji, tym bardziej, że wykładziny i okładziny z kamieni naturalnych stosuje się do wykończenia elewacji, podłóg, parapetów, schodów, balkonów, tarasów oraz basenów.  Dobrze, jeżeli dobranie i ułożenie kamieni jest poprzedzone konsultacją ze specjalistą-rzeczoznawcą. W żadnym wypadku nie wolno polegać np. na zapewnieniach „doradców technicznych” w supermarketach budowlanych, oferujących „super” płytki okładzinowe z granitu za ~ 20-30 zł/m2.
    Przy wykonywaniu okładzin z kamieni naturalnych trzeba zwrócić uwagę na następujące czynniki:
•    parametry i właściwości zastosowanych kamieni (chodzi tu o odporność mechaniczną, na czynniki atmosferyczne, itp.)
•    przygotowanie podłoża
•    sposób wykonywania robót
•    parametry i właściwości zastosowanych zapraw klejących i spoinujących oraz mas do wypełnień dylatacji.
I nie chodzi tu tylko o parametry normowe, przy doborze kamieni naturalnych bardzo istotne są właściwości przewidzianych do zastosowania materiałów do klejenia i spoinowania. Muszą one być kompatybilne z płytkami (lub płytami) z kamieni naturalnych, a to zapewniają kleje, zaprawy spoinujące i masy dylatacyjne o dodatkowych parametrach, uwzględniających wrażliwość niektórych rodzajów kamieni na przebarwienia.
    Skuteczne unikanie tego typu zjawisk wymaga jednak odpowiedzi na pytanie o przyczynę ich powstawania. Struktura kamieni naturalnych nie jest jednorodna i mają one budowę porowatą. Właśnie przez pory i kapilary woda może wniknąć w strukturę kamieni, co jest bezpośrednią przyczyną powstawania przebarwień. Przy czym szczegółowa analiza tych zjawisk pokazuje, że są one dość skomplikowane.
•    Światło, przechodząc przez wypełnione wodą pory i kapilary ulega załamaniu (w porównaniu do promieni przechodzących przez pory nie wypełnione wodą). Te przebarwienia (ciemne plamy) są szczególnie zauważalne na prześwitujących kamieniach (np. z marmuru). Wyschnięcie okładziny, gdy źródłem zawilgocenia jest czysta woda, zwykle przywraca pierwotny wygląd powierzchni (fot. 1).

Fot. 1 Plamy i przebarwienia na powierzchni okładzin z kamienia naturalnego – fot. Weber-Deitermann

•    Znajdujące się w wodzie materiały (np. cząsteczki zanieczyszczeń) mogą się osadzać w strukturze płytki (w porach). Tego typu przebarwienia są niestety trwałe, nie ustępują po wyschnięciu okładziny (fot. 2).

Fot. 2 Plamy i przebarwienia na powierzchni okładzin z kamienia naturalnego – fot. Weber-Deitermann

•    Woda, stykając się z materiałami znajdującymi się w płytce może także wchodzić z nimi w reakcję, której rezultatem jest tworzenie się przebarwień. Przykładowo, stały dopływ wilgoci może skutkować przekształcaniem się zawierających związki żelaza minerałów w wodorotlenki żelaza względnie inne produkty reakcji (wygląd rdzawych plam). Na skutek kapilarnego transportu wody w kamieniu przedostają się one do jego wnętrza, gdzie odkładają się w porach i mikrorysach, powodując żółtobrązowe plamy. Mogą one (związki żelaza) pochodzić nie tylko z podłoża czy zapraw lecz także z minerałów wchodzących w skład kamienia. Często źródłem związków żelaza jest rdza ze znajdujących się w bezpośredniej bliskości elementów stalowych). Intensywność tego zjawiska zależy od porowatości płytek (fot. 3).

Fot. 3 Plamy i przebarwienia na powierzchni okładzin z kamienia naturalnego – fot. Weber-Deitermann

•    Podobny efekt (brązowe plamy) mogą powodować organiczne substancje, które znalazły się w wodzie zarobowej. Daje się zauważyć, że zjawiska te bardzo często występują w strefach krawędziowych płyt.
Dla niektórych rodzajów kamieni, na skutek obrócenia kamienia przy układaniu mogą powstać zaburzenia w wyglądzie powierzchni. Jest to zjawisko związane z załamaniem promieni przy przechodzeniu przez kamień.
    Krótkotrwałe obciążenie wilgocią nie musi spowodować trwałych przebarwień, zawilgoceniu ulega jedynie górna część płytki, i po wyschnięciu, przebarwienia mogą ustąpić. Jednakże przy długotrwałym obciążeniu wodą, szczególnie przy zastosowaniach zewnętrznych, należy się liczyć z możliwością powstania optycznych mankamentów.
    Z powyższego wynika, że utrzymywanie wody i wilgoci „z daleka od okładzin z kamieni naturalnych”  jest jedną z kluczowych czynności pozwalających na zmniejszenie ryzyka powstawania przebarwień. Dotyczy to nie tylko wody opadowej i zanieczyszczeń wnoszonych np. na butach na powierzchnię płyt czy też rozlanych na powierzchni okładziny, ale i sposobu montażu (klejenia) płyt. To drugie, niezwykle istotne zagadnienie – podłoże, zaprawa klejąca (mocująca) i spoinująca oraz masy do wypełnień dylatacji. Zdecydowanie najlepszym sposobem jest stosowanie kamieni niewrażliwych na przebarwienia, ale to nie rozwiązuje problemu.
    Płyty z kamieni naturalnych mogą być układane zarówno na zaprawach grubowarstwowych jak i cienkowarstwowych. Spotyka się także rozwiązania z zastosowaniem zapraw wodoprzepuszczalnych (z reguły są to zaprawy grubowarstwowe). To wszystko powoduje, że należy mówić o systemach do okładzin i wykładzin z kamieni naturalnych - renomowani producenci chemii budowlanej w swej ofercie mają całą gamę materiałów dedykowanych wrażliwym na przebarwienia kamieniom naturalnym. Będą to specjalistyczne, zawierające tras zaprawy czy nawet spoiwa do zapraw średnio i grubowarstwowych oraz szybkowiążące i szybkoschnące  białe zaprawy klejące. Uzupełnieniem są specjalne zaprawy spoinujące i uszczelniacze silikonowe. Specjalne, czyli cechujące się dodatkowymi właściwościami.
    Ograniczenie czasu oddziaływania wilgoci na kamień naturalny wymusza, aby zaprawy klejące były szybkowiążące. Pozostaje jednak problem związany z ilością wody w zaprawie klejącej. Należy ograniczyć w takiej zaprawie ilość wody, która  dla procesu hydratacji jest zbędna, a powoduje jedynie uzyskanie zaprawy o odpowiedniej konsystencji.
    Dlatego takie specjalistyczne kleje są nie tylko szybkowiążące/szybkoschnące (skraca się w ten sposób czas, w którym woda zarobowa może swobodnie penetrować kapilary płytki) lecz mają w swym składzie dodatki pozwalające na znaczna redukcję wody, która zapewnia tylko odpowiednie własności aplikacyjne a nie jest potrzebna do reakcji wiązania i twardnienia. Proszę popatrzeć na fot. 4a. Pokazuje ono płytę z wrażliwego na przebarwienia kamienia naturalnego. Na lewą część naniesiono biały, szybkowiążący i szybkoschnący klej, na prawą natomiast zwykłą zaprawę klejącą. Fot. 4b pokazuje przeciwną stronę tej samej płyty, po około 30 minutach od nałożenia klejów.

Fot. 4a  Płyta z wrażliwego na przebarwienia kamienia naturalnego, na lewą część naniesiono biały, szybkowiążący i szybkoschnący klej, na prawą natomiast zwykłą zaprawę klejącą – fot. Weber-Deitermann.

Fot. 4b  Przeciwna stronę tej samej płyty, po około 30 minutach od nałożenia klejów – fot. Weber-Deitermann

    Stosowanie wysokospecjalistycznych, białych klejów nie jest jednakże gwarantem braku późniejszych problemów. Pod cienkimi, jasnymi płytkami może prześwitywać niejednorodna struktura podłoża. Rozwiązaniem jest jedynie układanie płyt na pełne podparcie lub przeszpachlowanie klejem spodniej strony płyty. Zjawisko to nie zależy bowiem od koloru kleju.
    Skoro przyczyną przebarwień może być zaprawa klejąca, to samo dotyczy zapraw spoinujących. Na moment wykonywania spoinowania trzeba szczególnie zwracać uwagę przy wykonywaniu okładzin na zaprawie grubowarstwowej. Zaprawa taka jest źródłem znacznie większej ilości wilgoci niż zaprawa cienkowarstwowa. Przy zbyt szybkim wyspoinowaniu zachodzi znacznie większe niebezpieczeństwo powstawania przebarwień, woda zbędna do procesu hydratacji potrzebuje pewną ilość czasu do odparowania. Zaprawy do spoinowania także muszą być szybkowiążące.
    Spory problem mogą spowodować materiały do wypełnień dylatacji. Także tu konieczne jest stosowanie materiałów dedykowanych okładzinom z kamieni naturalnych (np. nie stosuje się mas silikonowych o sieciowaniu octowym). W przeciwnym razie skutki mogą być podobne do przedstawionych na fot. 5 i 6 (na fot. 6 po prawej stronie zastosowano zwykły silikon, po lewej zaś dedykowany okładzinom kamiennym). Taki efekt powodują plastyfikatory znajdujące się w składzie zwykłych uszczelniaczy silikonowych.

Fot. 5 Płyta z wrażliwego na przebarwienia kamienia naturalnego po zastosowaniu nieodpowiedniej zaprawy spoinującej klejów – fot. Weber-Deitermann

Fot. 6 Płyta z wrażliwego na przebarwienia kamienia naturalnego po zastosowaniu elastycznej masy spoinującej - po prawej stronie zastosowano zwykły silikon, po lewej zaś dedykowany okładzinom kamiennym - opis w tekście – fot. Weber-Deitermann

    Bardzo istotne jest odpowiednie przygotowanie podłoża. Pod tym pojęciem rozumie się zwykle czystość i równość, rzadziej wysezonowanie. Dla kamieni naturalnych istotny jest jeszcze jeden parametr (jest to wymóg bezwzględny). Wilgotność masowa podłoży cementowych (niezależnie od tego czy jest to jastrych szybkowiążący, beton, zaprawa PCC) w momencie układania płyt (płytek) nie może przekraczać 2%.
    Podane powyżej zalecenia dotyczące doboru materiałów do wykonywania okładzin z kamieni naturalnych wynikają z opisanych na początku ich specyficznych właściwości. Równie istotne jest zdefiniowanie wymagań ze względu na specyfikę obciążeń (np. mechanicznych, termicznych) oddziaływujących na powierzchnię kamieni. Np. dla okładzin na tarasach czy balkonach kleje, fugi czy elastyczne masy dylatacyjne muszą dodatkowo  spełniać wymogi wynikające z obciążeń połaci tarasu (np. kleje muszą być klasyfikowane jako C2 S2 lub C2 S1 wg PN-EN 12004:2008 Kleje do płytek. Definicje i wymagania techniczne, zaprawy spoinujące jako CG 2 W Ar lub CG 2 W PN-EN 13888:2010 Zaprawy do spoinowania płytek - Wymagania, ocena zgodności, klasyfikacja i oznaczenie.
Także dobór kamieni naturalnych do w.w. zastosowania nie powinien być przypadkowy Wyeliminowanie (lub zminimalizowanie) możliwości przebarwień jest bardzo istotne, nie rozwiązuje jednak problemu. Parametrów kamieni naturalnych nie można traktować wybiórczo. (1)
Norma PN-EN 12057:2005 dla oznaczenia mrozoodporności wymaga:
•    określenia zmiany wytrzymałości na zginanie po cyklach zamrażania/rozmrażania, lub
•    określenia liczby cykli  po których pojawią się szczeliny, pęknięcia itp.,
przy czym ilość cykli zamrażania/rozmrażania jest determinowana przez zastosowanie płytek.
    Dla elementów podłogowych wymagane jest przeprowadzenie 48 cykli zamrażania/rozmrażania, dla elementów do wykańczania ścian tylko 12 cykli. To zasadnicza różnica, zastosowanie płyt ściennych (abstrahując od innych wymagań), może skończyć się przedwczesnym uszkodzeniem okładziny. Przy czym norma ta pozwala na zmianę warunków brzegowych cykli zamrażania/rozmrażania, np. poprzez zmianę gradientu temperatury lub ilości tych cykli, dla konkretnego zastosowania czy projektu.
    Norma PN-EN 12058:2005 dzieli płyty na wyroby do zastosowań wewnętrznych i zewnętrznych, wymagając dla nich przeprowadzenia różnych badań. Dla zastosowań zewnętrznych konieczne jest oznaczenie mrozoodporności i odporności na szok termiczny, których to badań nie wykonuje się dla płyt stosowanych wewnątrz. Badanie mrozoodporności przeprowadzić tu należy wg  normy PN-EN 12371:2002 podającej metodę oceny cyklicznego zarażania i rozmrażania na właściwości kamieni. Przy czym mrozoodporność definiowana jest tu zmianą (spadkiem) średniej wytrzymałości na zginanie po 48 cyklach zamrażania/rozmrażania lub określeniem liczby cykli przed powstaniem uszkodzeń.
    Pozostaje odpowiedzieć na pytanie, jak przyjąć graniczne wartości pomiarów, pozwalające na sklasyfikowanie płyt z kamieni naturalnych jako mrozoodporne.
    Norma PN-EN 12371:2002 podaje dwa typy pomiarów kontrolnych do oznaczenia mrozoodporności (ocena wizualna, wytrzymałość na ściskanie; ocena wizualna, zmiana objętości, zmiana dynamicznego modułu sprężystości), niestety nadal nie pozwala to na przyjęcie wartości granicznych. Warto skorzystać w tym miejscu z wymogów normy PN-EN 1341:2003 – Płyty z kamienia naturalnego do zewnętrznych nawierzchni drogowych. Wymagania i metody badań. Norma ta wymaga przeprowadzenia badań zgodnie z metodyką podaną w PN-EN 12371:2002, określając liczbę cykli zamrażania/odmrażania na 48 i ograniczając spadek wytrzymałości na zginanie do 20% (w porównaniu do próbek nie poddanych cyklom zamrażania/odmrażania). I to należy przyjąć za kryterium podstawowe (wiążące). Zatem, płytki z kamieni naturalnych uważa się, zgodnie z normą PN-EN 1341:2003 za mrozoodporne, jeżeli średni spadek wytrzymałości na zginanie, po przynajmniej 48 cyklach zamrażania/odmrażania nie jest większy niż 20%.I tu dochodzimy do sedna sprawy. W naszym klimacie, w ciągu cyklu jesień-zima-wiosna może być nawet sto kilkadziesiąt przejść przez zero. Może się okazać, że jest to zdecydowanie za mało, dlatego warto dodatkowo zwracać uwagę na nasiąkliwość płyt, która nie powinna być większa niż 3% (zdecydowanie zalecane to rząd wielkości 0,5%). Ta krótka analiza uzasadnia problemy, jakie mogą pojawić się przy doborze płyt, a dotyczy w tym przypadku tylko jednego parametru - mrozoodporności.
    Okładziny z kamieni naturalnych mogą być stosowane także w basenach, dochodzi tu ciągłe oddziaływanie wody basenowej oraz znajdujących się w niej zanieczyszczeń (woda basenowa jest miękka i ma niskie pH) oraz konieczność okresowego czyszczenia. Dlatego dobór kamieni do okładzin basenowych musi być bardzo przemyślany i oparty na rzetelnej analizie właściwości kamieni.

________________________________________

(1) Niemieckie wytyczne Außenbeläge. Belagkonstruktionen mit Fliesen und Platten außerhalb von Gebäuden, ZDB VII.2005 pozwalają stosować płytki z kamienia naturalnego zgodne z normą DIN EN 12057 (PN-EN 12057:2005 Wyroby z kamienia naturalnego -- Płyty modułowe -- Wymagania) oraz płyty zgodne z DIN EN 12058 (PN-EN 12058:2005 Wyroby z kamienia naturalnego – Płyty posadzkowe i schodowe – Wymagania), mrozoodporne wg DIN EN 12371 (PN-EN 12371:2002 Metody badań kamienia naturalnego – Oznaczenie mrozoodporności), sygnalizując jednocześnie możliwość przebarwień.

mgr inż. Maciej Rokiel
Polskie Stowarzyszenie Mykologów Budownictwa

Szeroki asortyment zapraw różnych producentów do układania i spoinowania płyt z kamieni naturalnych można znaleźć w wydawnictwie SEKOCENBUD Informacja o cenach materiałów budowlanych oraz w internetowym portalu cenowym e-sekocenbud.pl