Minerální fasádní barvy

Z toho důvodu i průzkum trhu s fasádními nátěrovými hmotami je důležitý pro orientaci všech, kteří jsou do výstavby a rekonstrukcí nějak zapojeni. Nejen majitel, ale i projektant a realizátor by měli vědět, co si od jakého typu mohou slibovat, jaká jsou úskalí použití a v konečném efektu také cena, která je vynaložená nejen na materiál, ale i na práci a technologické pauzy, protože každým typem nátěru jsou často stanoveny základní podmínky aplikace.

 

 

 

Každá nátěrová hmota je složena z několika komponent, které spolu tvoří určitý harmonický celek, a to takovým způsobem, aby bylo dosaženo požadovaných vlastností. Základními stavebními „kameny“ jsou pigmenty, plniva a pojiva, na jejich vzájemné kombinaci také závisí konečné vlastnosti nátěrů. Mimo to je obsaženo médium, což je prostředí, ve kterém je pojivo rozpuštěno nebo rozptýleno. U fasádních barev je to nejčastěji voda, dále pak aditiva, která ovlivňují vlastnosti finální nátěrové hmoty nebo jsou nutná z hlediska technologie výroby. Pigmenty a plniva jsou většinou anorganické látky, nerozpustné v pojivu a médiu. Tvoří vlastní opacitní (kryvé) nebo translucentní (světlo propustné nebo také lazurní) vlastnosti nátěrové hmoty. Pojiva jsou látky, které způsobují vázání pigmentů a plniv mezi sebou. Jsou to různé látky organické nebo anorganické povahy, rozpuštěné nebo rozptýlené v médiu.

Dělení nátěrových hmot není příliš jednotné. Existuje však určité ustálené chápání, které se pokusíme popsat. Základní dělení je podle typu pojiva. Nátěrové hmoty se většinou dělí na organické a minerální. Organické barvy jsou takové, kde hlavní pojivovou složkou je syntetická pryskyřice ve formě roztoku rozpouštědla nebo disperze, eventuálně emulze ve vodě. Vzhledem k tomu, že u fasádních barev se téměř výhradně setkáváme s vodou, jsou organické fasádní barvy často nazývány disperzní. Podle bližšího upřesnění použitého hlavního pojiva se organické fasádní nátěrové hmoty označují např. jako akrylátové, polyvinilacetátové, silikonové (pokud jako pojivo obsahují disperzi akrylátu, polyvinilacetátu nebo emulzi silikonu). Minerální barvy jsou takové, kde hlavním pojivem je anorganická látka, nejčastěji se dále dělí na silikátové, kde je pojivem draselné nebo v menší míře sodné a lithné vodní sklo, vápenné s pojivem, kterým je vzdušné vápno, nebo cementové, kde je pojivem hydraulické pojivo.

 

 

 

Jednou z nejdůležitějších vlastností, které u fasádních nátěrů sledujeme, je difuzní odpor. Je vyjádřený buď jako ekvivalentní difuzní tloušťka nebo faktor difuzního odporu vůči vodní páře. Ekvivalentní difuzní tloušťka je hodnota vyjádřená v metrech, která představuje tloušťku vzduchu o stejném difuzním odporu, jako má nátěrová hmota.

Druhou vlastností je nasákavost, což je množství kapalné vody přijaté nátěrem za definovaný čas v kg/m^2. Vyjadřuje se hlavně jako koeficient nasákavosti v kg.m^–2h^–0,5. 

Součin difuzní tloušťky a nasákavosti vyjadřuje tzv. Künzlův vztah a má být menší než 0,1 kg.m^–1h^–0,5. Künzlův vztah říká, že fasádní nátěrová hmota plní dobře svoji funkci tehdy, když množství vody, které prodifunduje nátěrem ve formě vodní páry, je stejné nebo větší než to, které se nátěrem vsákne. Má okrajové podmínky pro ekvivalentní difuzní tloušťku 2,0 m a koeficient nasákavosti 0,5 kg.m^–2h^–0,5. Fasádní nátěrové hmoty formulované tak, aby tomuto vztahu odpovídaly, se prakticky dlouhodobě osvědčují, i když aplikace tohoto vztahu představuje určitá omezení. Především se vychází z předpokladu, že hlavním zdrojem vlhkosti ve fasádě je dešťová voda. Správná formulace nátěrové hmoty vyplývá z předpokladu, že obou vlastností bude dosaženo při určitém poměru pigmentů a plniv, který se vyjadřuje pomocí tzv. objemové koncentrace pigmentů (OKP), což je poměř objemu pigmentů vůči součtu objemu pigmentů a pojiv. Budeme-li sledovat obě hlavní vlastnosti nátěrové hmoty (ekvivalentní difuzní tloušťku a koeficient nasákavosti) v závislosti na OKP, zjistíme, že v určité oblasti OKP, nazývané kritickou OKP (KOKP), dochází ke změně průběhu těchto vlastností. Zatímco při hodnotách OKP nižších než KOKP je vysoký difuzní odpor a nízká nasákavost, při vyšších hodnotách je tomu naopak. Z toho důvodu se většina fasádních nátěrových hmot formuluje v oblasti KOKP (většinou je OKP formulované nátěrové hmoty vyšší než KOKP pro daný systém pigmentů a pojiv).

S nasákavostí souvisí i hydrofobita, tedy vodoodpudivost povrchu. V zásadě platí, že čím je hydrofobita větší, tím je i nižší nasákavost, takže tyto vlastnosti jsou k sobě vlastně nepřímo úměrné. Její měření se však provádí buď měřením smáčecího úhlu kapky vody na povrchu, nebo pomocí měření elektrického odporu elektrolytu na povrchu zkušebního vzorku, takže jiným způsobem, než je tomu u měření nasákavosti.

 

 

 

Silikátové fasádní nátěrové hmoty se vyznačují tím, že mají velmi nízký difuzní odpor, ale jejich problémem je vysoká nasákavost, takže Künzlův vztah splňují jen těsně. Tento problém se řeší vnitřní hydrofobizací nátěru, která prakticky nezvyšuje difuzní odpor, ale výrazně snižuje nasákavost, a tak se silikátové fasádní nátěrové hmoty stávají jednou z nejkvalitnějších možných úprav fasád z minerálních omítek. Jejich předností oproti ostatním běžně používaným hmotám na bázi akrylátových disperzí nebo fyzikálních směsí akrylátových disperzí a silikonových emulzí (silikonové nátěrové hmoty) je jejich pravá chemická vazba ke křemičitým zrnům obsaženým v podkladu, narozdíl od velké části organických fasádních nátěrových hmot, které se vážou nejčastěji jen fyzikálně. To je dáno způsobem jejich „schnutí“, kterým není jen odpaření vody a koalescence částic, ale chemická reakce vodního skla s oxidem uhličitým ze vzduchu a reakce na křemičitá zrna v podkladu. Tím je i jejich celková životnost daleko vyšší.

Vysoká kvalita těchto hmot je však vyvážena poměrně náročnou přípravou podkladu, která zvláště u neproškolených osob může působit poměrně vážné problémy. Dodržování technologických pauz po dokončení omítek, vyloučení některých stavebních materiálů jako např. sádry, problémy způsobené zasolením fasády vodorozpustnými solemi, to jsou jen některá úskalí, která můžou způsobit i totální destrukci nátěrového sytému. Pro zmírnění některých těchto problémů se často používá jako podpůrné pojivo disperze polymeru, často akrylátu.

 

 

 

Vápenné fasádní barvy jsou oblíbené především mezi památkáři, a to pro některé své vlastnosti. Tyto barvy se používaly, prakticky jako jediné, po staletí k úpravě fasád i interiérů. To, co je na nich z pohledu pracovníka památkové péče zajímavé, není ale jen jejich „historická“ pojivová báze.

Hlavním pojivem vápenných fasádních barev je vápenný hydrát ve formě vápenné kaše. K výrobě je nutné použít vápennou kaši starou minimálně několik měsíců, v lepším případě let. Dlouhodobým „ležením“ získává vápenná kaše na kvalitě. Mimo tohoto historického pojiva se používala různá modifikační pojiva, většinou přírodního původu. V současné době se ale pro jejich modifikaci používají především disperze polymerů, např. akrylátů. Těchto modifikačních pojiv se přidává podle obvyklé uzance do 5 %. Mimo to se přidávají ještě různá aditiva, která zlepšují vlastnosti barvy. Samotný vápenný hydrát nelze zařadit jednoznačně mezi pojiva ani plniva. Bílé pigmenty a plniva se do vápenných barev příliš nepřidávají. Naproti tomu barevné pigmenty, především přírodního anorganického původu, se používají velice často. Bílé fasády provedené ve vápně nejsou časté. Principem vytvoření povlaku vápenné barvy je reakce přeměny vápenného hydrátu na vápenec:

 

Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃ + H₂O.

 

Pojivem (a současně i plnivem) je tedy uhličitan vápenatý. Ten předurčuje základní vlastnosti vápenných barev, které jsou pro památkovou péči většinou pozitivy. Je to nízká egalita vybarvení (při aplikaci není odstín jednotný, ale v ploše se mění v závislosti na různých faktorech), nízká kryvost, křídování a jejich postupné „nenápadné“ zmizení z povrchu fasády. Tyto vlastnosti, které řadě památkově chráněných staveb dodávají na autentičnosti, jsou ale pro použití v běžné výstavbě jednoznačnými negativy, a tudíž se vápenné barvy k úpravě fasád používají právě na historických stavbách. Kromě toho nelze opomenout ani nízkou odolnost CaCO₃ vůči kyselé atmosféře a z toho plynoucí daleko nižší životnost, než je u jiných masově používaných nátěrových systémů běžné.

Náročnost přípravy podkladu a provedení nátěru jsou také vysoké. Fasádník musí být pro práci zaškolený. Aplikace nátěrové hmoty by se totiž měla provádět výhradně štětkou, tedy nikoliv válečkem, a nejednotnými tahy, nejlépe krouživými, aby se dosáhlo autentického vzhledu a výše stručně uvedená estetická pozitiva nebyla vnímána jako chyba nátěru nebo fasádníka, ale jako typický a cílený estetický projev.

 

Hlavní složkou je hydraulické pojivo, nejčastěji je to bílý cement. Jako pomocné pojivo může být přidána polymerní disperze v suché formě tzv. redispergovatelného prášku, podobně, jako to známe u kvalitnějších stavebních cementových lepidel. Tyto fasádní barvy se z důvodu obsahu cementu dodávají ve formě sypké směsi, do které se přidává voda. Princip tvrdnutí je založen na hydratační reakci slínkových minerálů v cementu. Omezena je i barevná škála, většinou se tónují jen do světlejších odstínů. Z oblasti minerálních fasádních nátěrových hmot je tento typ nejméně rozšířen.