Математика наше всё! Сегодня посчитаем оптимальный размер шва между плитками.
У межплиточных швов облицовки несколько функций — компенсирует деформации, сглаживает перепады, защищает нижележащие слои клея и основания.
ОТ АВТОРА: Донесите пожалуйста до ди-заек, что большинство отделочных покрытий несут функциональные обязанности, а не только позволяют разгуляться их фантазии в немыслимых колористиках.
Эти "функциональные обязанности" есть не только у облицовочных материалов.
Обои, декоративные покрытия, краски и даже лаки принимают участие в регулировании Относительной влажности жилых помещений. Но про комфорт и строительные способы его обеспечения поговорим позже.
В борьбе с минимализмом
Модная страсть к крупному формату привела к новой моде — минимальные швы. Редкий ди-зайка не кривил носик и не фыркал на строителей, когда выслушивали требования "с увеличением формата необходимо увеличить размер шва".
Будем надеяться, что юные архитектоны учились в школе и изучали физику с математикой. Давайте считать минимальный размер шва, который мы можем себе позволить
Расширения — расчет возможных температурных деформаций плитки
Грех отказываться от табличных данных, которые в изобилии нам предоставлены со времен СССР
"10 в минус шестой степени" означает, что в нашей десятичной дроби после запятой стоит 6 знаков — 0,000006 метра
Если написано, что Коэффициент термического расширения материала составляет 8 * 10 в минус шестой степени на 1 градус, то это означает следующее:
При нагреве на 1 градус, 1 метр материала расширится на 0, 000008 метра или на 0,008мм
Процесс расширения не бесконечен и в строительстве принято, что данные работают в диапазоне от "0 до 100" градусов. Проще говоря, нагревая кирпич до 1000 градусов, не ждите, что он превратится в воздушный шарик.
Расширение плитки при нагреве оказывает давление на шов. Сила этого давления нас не интересует. Нам нужны цифры относительного уменьшения этого шва — величина сжатия в миллиметрах и процентах.
Это только в маркетинговых фантазиях производителей сирых и убогих цементных парашков затирка в шве должна сопротивляться сжатию. Поэтому они измеряют "Марочную прочность на осевое сжатие" в своем недоГОСТе 58271. Но их понять можно — чем сильнее затирка сопротивляется, тем больше рисков, что плитка отскочит от основания. Вы прибежите за новой плиткой, клеем, затиркой и пр... А это денежка. Не выгодна вечная облицовка маркетингу.
Но мы пойдем другим путем.
Керамогранит имеет КТЛР равный 8,1. Керамическая глазурованная плитка 5,6. Откуда я это помню? Из двух случаев, когда мне пришлось заказывать испытания китайского керамогранита в 2008 году и керамической плитки в 2011. Других данных у меня нет и производители стесняются их давать.
Давайте округлим показатель Керамогранита до 9. Запас карман не тянет и жрать не просит.
Представим себе, что каждая плитка расширяется от середины в обе стороны равномерно. На шов давит полплитки слева и полплитки справа. Две по 0,5 равно литру... ой, одному целому.
Имея размер плитки (допустим в 3 метра длиной) мы можем легко посчитать расширения на один градус.
3 метра * 0,009мм = 0,027 мм
Допустим у нас фасад и мы совершили Акт облицовки фасада керамогранитом в 20 градусов. Темный фасад летом может легко на солнце нагреться до 50 и даже 60 градусов.
Нагрев в 40 градусов (разница температур) дает нам следующие цифры:
3 метра плиты * 40 градусов * 0,009 мм = 1,08 мм чистого уменьшения размера шва
Вроде мелочи, но давайте приступим к расчетам дальше.
Относительное упругое сжатие — расчеты
"Упругое сжатие" — тоже самое, что и относительное сжатие по ГОСТ 4651
Берешь образец с определенным размером, зажимаешь его в тиски и начинаешь его тискать.
ГОСТ 4651 определяет "до разрушения", но нам не надо искать пределы беспределов. Мы хотим выяснить, до какого состояния наш образец может сжиматься, а потом "упруго" возвращаться в исходное положение, когда мы перестанем его тискать.
ОТ АВТОРА:
Никто и никогда не делал данных испытаний на Цементные и Эпоксидные затирки. Мы решили исправить это упущение и вычислили, что наша Затирка обладает Относительным упругим сжатием равным 46 %
Образец в малых величинах кубика 30*30*30 мм, совершенно спокойно сжался до размера 16,2 мм и после избавления от гнёта тисков вернулся в исходное положение.
Испытания продолжаются в различных температурных режимах при проверке Старения. Но допустим мы вычислили гарантированное "Относительное Упругое Сжатие" равное 30%
У нас при разнице температур в 40 градусов, 3 метра керамогранита дают 1,08 мм сжатия
1,08 / 30% * 100% = 3,6 мм — величина ГАРАНТИРОВАННОГО РАЗМЕРА ШВА для Керамогранита 3 метра на фасаде. Без разрушения и прочих уже привычных нынче признаков фасадной затирки.
Мы прекрасно понимаем, что при сжатии шва в одной плоскости, увеличится размер затирки в поперечном сжатию габарите. В мире только один прибор, который при сжатии умудряется увеличиваться во всех габаритах.
Данные деформации в строительстве называются Коэффициент Пуассона
На фасаде, стене или заборе мы не видим проблем, сто затирка вылезет чутка наружу. При охлаждении она вернется в исходное положение. Другое дело, когда речь идет про Пол.
Та часть затирки, которая вылезет наружу при сжатии (нагреве плитки), просто подвергнется чрезмерным нагрузкам на истирание. Нам оно не надо и поэтому испытания в процессе.
Одно могу сказать точно — эластичность нашей затирки при нагреве увеличивается. Предстоит выяснить зависимость этого улучшения свойств от изменения температуры.
Но это еще далеко не все требуемые от Затирки свойства. Тела, как расширяются от нагрева, так и сжимаются при охлаждении. Предстоят испытания:
- На Относительное Упругое Растяжение
- Адгезию на поперечный отрыв к керамограниту. Мне как-то видится, что без этих данных растяжение не имеет смысла. Ведь Относительное растяжение измеряется по ГОСТ 11262 на зажатых образцах. Поперечная Адгезия и будет играть роль фиксации к керамограниту. Если у кого есть знакомые инфоцыгане из лагеря производителей сирых и убогих цементных парашков, донесите до них эту информацию.
- Адгезию при сдвиге. Мы же понимаем, что керамогранит "сжимается не только поперек шва, но и вдоль.
- Собственные термические деформации затирки
- Сохранение свойств эластичности и адгезии при пониженных температурах
Работы предстоит много, но мы не видим смысла создавать очередную дрянь, которая вывалится с ваших фасадов в течение 2 лет. Мы уже видим, что можно создать клей и затирку, которые позволят надежно облицевать ваши фасады практически любым форматом и материалом. Нужно всего лишь подтвердить это математически и испытать.
А кого устраивает "качество на пару лет" — смело можете использовать привычные материалы в виде сирых и убогих цементных парашков. Только спросите их любителей про Относительное Сжатие и Растяжение. Уверен, они вам промычат что-нибудь веселенькое. Про наши кривые руки...
