Při lepení obkladů, dlažeb, cihel nebo pórobetonových tvárnic je nezbytné použít kvalitní stavební lepidlo. Výběr správného typu lepidla je však klíčový, jelikož trh nabízí stavební lepidla s různými plnivy, která se liší svými vlastnostmi a způsobem použití.
Součinitel tepelné vodivosti (λ)
Součinitel tepelné vodivosti, označovaný řeckým písmenem λ (lambda), je fyzikální veličina z oboru termodynamiky, která vyjadřuje schopnost materiálu vést teplo. Běžně je nesprávně zkracován na tepelná vodivost.
Definice součinitele tepelné vodivosti
Koeficient λ je definován jako množství tepla ve wattech, které projde průřezem materiálu o tloušťce 1 metr při rozdílu teplot 1 K (1 Kelvin) mezi oběma povrchy materiálu. Součinitel tepelné vodivosti je materiálová konstanta, která se zjišťuje experimentálně. Je definována jako množství tepla, které musí za jednotku času (1 sekunda) projít tělesem, aby na jednotkovou délku (1 čtvereční metr) byl jednotkový teplotní spád. Přitom se předpokládá, že teplo se šíří pouze v jednom směru, např. v desce s rovnoběžnými povrchy. Tuto definici lze také vyjádřit tak, že součinitel tepelné vodivosti je výkon (tzn. teplo za jednotku času), který projde každým čtverečním metrem desky tlusté metr, jejíž jedna strana má teplotu o 1 kelvin vyšší než druhá.
- Označuje se: řecký písmenem λ (lambda)
- Jednotkou je: W/m.K. (Watt na metr krát Kelvin)
Jinými slovy, tepelná vodivost je čas za jakou dobu projde teplo daným materiálem. Čím delší čas, tím je lepší tepelný odpor (R) daného materiálu. A čím je větší hodnota tepelné vodivosti (λ), tím má materiál horší tepelný odpor.
Výpočet součinitele tepelné vodivosti
Vzorec pro výpočet součinitele tepelné vodivosti je:
Čtěte také: Vlastnosti a použití cementového potěru
λ = d/(tSΔT)*Q
- d = tloušťka materiálu (m)
- t = čas (v sekundách s)
- ΔT = rozdíl teplot mezi oběma vodorovnými stranami
- S = plocha materiálu kolmá na tepelný tok
- Q = množství tepla, které plochami projde
Čím nižší je hodnota součinitele tepelné vodivosti, tím lépe.
Význam součinitele tepelné vodivosti
Součinitel tepelné vodivosti je klíčovým parametrem pro hodnocení tepelně izolačních vlastností materiálů v oblasti stavebnictví a je zásadní pro výpočet tepelných ztrát a energetické náročnosti budov. Koeficient součinitele tepelné vodivosti λ hraje proto zásadní roli při výběru izolačních materiálů. Různé izolační materiály mají odlišné hodnoty λ. Tyto hodnoty ukazují, jak různé materiály vedou teplo a jak efektivně mohou sloužit jako izolace. Tyto hodnoty jsou obecné a u různých specifikací a výrobců se liší. V oblasti stavebnictví je součinitel tepelné vodivosti zásadním faktorem při výběru izolačních materiálů pro nové konstrukce i při modernizaci stávajících budov. Hodnota λ se obvykle určuje laboratorními testy za kontrolovaných podmínek.
Výpočet tepelné vodivosti materiálů se využívá především ve stavebnictví. Součinitel tepelné vodivosti je obecně velmi důležité kritérium pro porovnávání kvality tepelných izolací. Čím je hodnota nižší, tím je kvalita tepelné izolace vyšší a teplo uniká přes takový materiál pomaleji. Hodnota tohoto součinitele se v praxi používá pro výpočet tloušťky zateplení konstrukce, určení energetické náročnosti budovy nebo výpočet tepelných ztrát budovy.
Poměrem tloušťky materiálu a součinitele tepelné vodivosti dostaneme hodnotu tepelného odporu materiálu. Právě součinitel tepelné vodivosti je jedním z normových parametrů, který se bere v potaz například při návrhu zateplení konstrukce domu. Potřebnou hodnotu najdete v normě ČSN nebo přímo u výrobců.
Čtěte také: Vše, co potřebujete vědět o cementovém potěru a betonu
Další uplatnění najde při výběru vhodné tepelné izolace a její tloušťky. Ta vám dokáže ušetřit výdaje za energie. Pro správné rozhodování je třeba spočítat si tepelný odpor (R). Pro jeho výpočet musíte znát hodnotu součinitele tepelné vodivosti a jeho tloušťku. Výpočet tepelného odporu: R = d/λ (kde d = tloušťka konstrukční vrstvy (m)).
Faktory ovlivňující součinitel tepelné vodivosti
Na součinitel tepelné vodivosti λ izolačních materiálů má vliv několik faktorů, které mohou hodnotu tohoto parametru zvyšovat nebo snižovat:
- Vlhkost: Přítomnost vody má mnohem vyšší tepelnou vodivost než vzduch (λ vody je cca 0,58 W·m⁻¹·K⁻¹, zatímco vzduchu cca 0,025 W·m⁻¹·K⁻¹).
- Teplota: U některých materiálů (např. pěnové izolace) roste s rostoucí teplotou. To znamená, že v teplejším prostředí může dojít k poklesu jejich izolačních schopností. Stabilita izolačních plynů v materiálech obsahujících uzavřené plyny je rovněž důležitá.
- Struktura materiálu: Materiály s vyšší porozitou (např. minerální vata, pěnové plasty) mají nižší hodnotu λ, protože vzduch v pórech omezuje vedení tepla.
- Tlak a hustota: S rostoucí hustotou se obvykle zvyšuje tepelná vodivost, protože se zvyšuje podíl pevné látky, která lépe vede teplo. Tlakové podmínky jsou důležité v případě izolací s plyny.
- Typ plynu v pórech: Materiály naplněné plyny s nízkou tepelnou vodivostí (např. speciální plyny) mají lepší izolační vlastnosti než ty s obyčejným vzduchem.
- Stárnutí materiálu: Některé materiály podléhají degradaci, která může ovlivnit jejich tepelnou vodivost.
- Směr vedení tepla: Některé materiály (např. dřevovláknité desky) mohou vykazovat rozdílné hodnoty λ v závislosti na směru vedení tepla (podél vláken vs. kolmo na vlákna).
Součinitel tepelné vodivosti vybraných látek
Stanovit součinitel tepelné vodivosti není úplně jednoduché. Zde proto najdete tuto hodnotu pro některé látky a materiály. Hodnoty jsou pouze přibližné.
| Materiál | Součinitel tepelné vodivosti λ [W·m⁻¹·K⁻¹] |
|---|---|
| Voda | 0,58 |
| Vzduch | 0,025 |
| Zdivo z pórobetonových tvárnic (obj.hm. suché látky 100 kg/m³) | 0,066 - 0,20 |
| Jílová stavební deska | 0,14 - 0,17 |
| Minerální izolace | 0,035 - 0,045 |
| Konopná, lněná, jutová, dřevovláknitá izolace | velmi podobná minerální izolaci |
| Kovy (např. stříbro, grafit v lepidlech) | Vysoké hodnoty (pro vodiče tepla) |
Tuto tabulku není možné brát jako závazný dokument sloužící pro stanovení vlastností konstrukcí staveb. Aktuálně platný a rozšířený přehled tepelně technických vlastností dalších materiálů podle ČSN 73 0540, ČSN 73 0544 a ČSN 73 0549. Výpočet tepelných ztrát budov podle ČSN 06 0210.
Stavební lepidla a jejich vlastnosti
V první řadě se zamyslete nad tím, jaký typ spoje potřebujete lepením vytvořit. Standardní typy stavebních lepidel vytvoří pevný nedeformovatelný spoj, tzv. flexibilní lepidla pak spoj pružný a deformovatelný. Pružné lepidlo si s rozměrovými změnami bez problémů poradí, při použití tvrdého typu by však mohlo popraskat. Pro výrobu stavebních lepidel se používají různá plniva, od kterých se odvíjí i vlastnosti hmoty.
Čtěte také: Vše o Cemix Cementovém Postřiku
Typy stavebních lepidel
V současnosti problematiku lepidel řeší ČSN EN 12004-1 Lepidla pro obkladové prvky - Požadavky, posuzování shody, klasifikace a označování a ČSN EN 12004-2 Lepidla pro keramické obkladové prvky - Část 2: Metody zkoušení. Lepidla se dělí do třech skupin, často označovaných písmeny:
- Cementové lepidlo (C): Jedná se o nejrozšířenější typ stavebních lepidel, který nachází široké možnosti využití. Je to směs hydraulických pojiv, kameniva a organických přísad, která se bezprostředně před použitím mísí s vodou nebo kapalnou složkou. Po smíchání s vodou se hodí jako lepidlo na dlažbu nebo obklady. Dále se dělí ještě na lepidla C1 (standardně tvrdnoucí lepidla) a C2 (zlepšené lepidlo).
- Disperzní lepidlo (D): Tato pojiva jsou připravena k použití bez rozmíchání. Často jsou to stavební lepidla v tubě. Jde o směs organických pojiv ve formě vodné polymerní disperze, organických přísad a minerálních plniv připravená k použití. Používají se pro lepení obkladů a dlažeb, případně izolačních desek. Jsou pružná a vhodná pro lepení na různé materiály včetně dřeva či původních obkladů.
- Lepidlo na bázi reakčních pryskyřic (R): Jde o jedno nebo vícesložkovou směs syntetické pryskyřice, minerálních plniv a organických přísad, která se vytvrzuje chemickou reakcí.
Každý druh lepidla se může vyskytovat v různé třídě, pro označení používáme tyto zkratky:
- 1 - standardní lepidlo
- 2 - zlepšené lepidlo (splňuje požadavky na doplňkové vlastnosti)
- F - rychle tvrdnoucí lepidlo
- T - lepidlo se sníženým skluzem
- E - lepidlo s prodlouženou dobou zavadnutí
- S - deformace (S1 - deformovatelné lepidlo s příčnou deformací ≥ 2,5 mm; S2 - vysoce deformovatelné lepidlo s příčnou deformací ≥ 5 mm)
Speciální druhy lepidel
- Epoxidová lepidla: Jsou vyrobena ze směsi dvou složek, především pryskyřice a tvrdidla. Když se pryskyřice smíchá s vhodným katalyzátorem, zahájí se vytvrzování. Epoxidová lepidla se používají především jako jednosložkové nebo dvousložkové systémy. Jednosložková epoxidová lepidla lze vytvrzovat při teplotách cca 120-150 °C. Pro lepení kovových materiálů se často používají lepidla na bázi epoxidů, která mají vysokou pevnost a odolnost vůči mechanickému namáhání. Pro lepení keramických materiálů použijte lepidlo na bázi epoxidů nebo silikonové lepidlo. Epoxidová lepidla mohou poskytovat vynikající tepelnou a elektrickou izolaci, díky čemuž jsou vynikajícími chladiči pro tranzistory, součástky, pouzdra a desky plošných spojů. Příkladem je skelná tkanina impregnovaná epoxidovou pryskyřicí.
- Silikonová lepidla: Jsou všestranný, voděodolný polymer, jehož hlavní složkou je oxid křemičitý, který se nachází především v křemeni. Výroba silikonových lepidel začíná především izolací křemíku z oxidu křemičitého. Díky speciálním vlastnostem je křemík velmi odolný. Navíc elasticita a další vlastnosti oxidu křemičitého zůstávají nezměněny při jakékoli teplotě. Použití je zcela bezpečné a používá se v různých aplikacích, které jsou většinou netoxické.
- Polyuretanová lepidla (PUR): Jsou primárně termoplastická lepidla nebo polymery obsahující repliky organických řetězových jednotek spojených primárně uretanovými články. Chemická reakce mezi polymery vede k vytvoření lepidla. Obecně jsou polyuretanová lepidla převážně hnědá nebo průhledná. Používají se ve stavebnictví, výrobě nábytku, laminování, podlahových krytin a střešních krytin, letectví a chladírenských skladů. Polyuretanová lepidla jsou k dispozici především jako 2složkové lepidlo nebo jako jednosložkové lepidlo. Jsou to tmely, které mohou vytvrdnout i za obtížných podmínek, jako je teplo a vlhkost. Jsou vhodná i na různé materiály, jako je kov, dřevo, beton, pryž, epoxidová pryskyřice a sklo. Jsou poměrně vodotěsná; nicméně odolnost vůči vodě se obecně liší podle složení. Polyuretanová lepidla jsou navíc šetrná k životnímu prostředí, protože neobsahují rozpouštědla a mají velmi nízkou hodnotu VOC.
Tepelně vodivá lepidla
Tepelně vodivá lepidla se primárně používají k odvodu tepla z výkonové elektroniky. Používají se především pro lepení chladičů, LED diod a dalších elektronických součástek generujících teplo. K výrobě tepelně vodivých lepidel se používají syntetické pryskyřice s plnivovými složkami z kovových a anorganických materiálů. Kovová plniva, jako je stříbro nebo grafit, nabízejí nejlepší koeficienty tepelné vodivosti. Tyto vlastnosti však činí lepidlo elektricky vodivým, což je v různých aplikacích nežádoucí.
Tepelně vodivá lepidla se také používají pro zalévání a zapouzdření senzorů. Používají se především proto, že mohou být pevně spojeny s různými materiály a také poskytují ochranu před různými chemikáliemi. Použití tepelně vodivých lepidel v zalévání také poskytuje vyšší úroveň ochrany před jakýmkoli typem vlhkosti a také před korozivními činidly, jako jsou vibrace, nárazy, hromadění tepla a další.
Tepelně vodivá lepidla se dodávají v různých tvarech a velikostech, včetně tuhé pásky, která poskytuje rychlou fixaci pro adhezi v situacích s nízkou tepelnou vodivostí. V současné době se k připevnění používají tepelně vodivá lepidla ve formě pásků nebo kapalin a také nevodivá lepidla. První zahrnují silikony, epoxidy a akryláty, zatímco druhé zahrnují tepelně vodivé podložky nebo tuky. Ve spojení s podložkami lze použít lepidla nebo mechanické spojovací prvky.
Tepelně vodivá lepidla již dlouho hrají důležitou roli ve výrobě elektroniky a podle trendů v oboru poptávka po tepelně vodivých materiálech roste. Inženýři potřebují materiály, které mohou odvádět více tepla z moderních elektrických zařízení pro rychle se rozvíjející průmyslová odvětví, jako je špičková elektronika, LED osvětlení a další.
Další vlastnosti a pojmy
- Skladovatelnost: doba skladování za stanovených podmínek, během níž se předpokládá, že lepidlo si uchová sví zpracovatelské vlastnosti. U cementových lepidel se pohybuje v rozmezí od 6 do 12 měsíců, u disperzních lepidel a lepidel z reaktivních pryskyřic většinou okolo 12 měsíců.
- Doba zrání: Interval mezi namícháním cementového lepidla a časem, kdy je připraveno k použití. Je nezbytné dodržet pokyn výrobce k intervalu mezi prvním a druhým mícháním lepidla.
- Doba zpracovatelnosti: nejdelší časový interval, během kterého se může lepidlo po namíchání používat.
- Otevřená doba: je nejdelší časový interval po nanesení (natažení) lepidla, ve kterém mohou být obkladové prvky usazeny a splňují přitom požadavek na tahovou přídržnost.
- Nastavitelnost: nejdelší časový interval, ve kterém je možné změnit polohu obkladového prvku usazeného v lepidle bez závažné ztráty přídržnosti.
- Přídržnost: největší síla na jednotku plochy, kterou lze měřit smykovou nebo tahovou zkouškou.
Označování a značení lepidel
Výrobky splňující požadavky normy ČSN EN 12004 musí být zřetelně označeny uvedením následujících údajů:
- název výrobku;
- označení výrobce a místo výroby;
- datum nebo výrobní kód, skladovatelnost a podmínky skladování;
- označení této EN a datum vydání;
- typ lepidla podle kapitoly 7 s označením symboly uvedenými v normě v tabulce 7;
- návod k použití: směšovací poměr (kde je to vhodné), doba zrání (kde je to vhodné), doba zpracovatelnosti, způsob nanášení, otevřená doba, prodleva před spárováním a před zahájením zatěžování (kde je to vhodné), oblast použití (instalace v interiéru nebo exteriéru, na stěně nebo podlaze, atd.).
Tyto informace musí být uvedeny na obalu a/nebo v materiálovém listě výrobku. V označení lepidla může být obsažena informace o zvláštních vlastnostech, pokud je výrobek určen pro specifická použití.
Označení CE
Lepidla na obklady patří do skupiny stanovených výrobků, které mají být uváděny na trh s označením výrobku symbolem shody CE (dle nařízení vlády č. 189/2002 Sb., ve znění pozdějších předpisů), s označením typu a třídy lepidla a dalšími údaji předepsanými v ČSN EN 12004/2012, které jsou povinné při uvádění označení CE na výrobek. Symbol shody CE poskytuje základní informaci o tom, že výrobek je ve shodě s evropskými a tudíž i tuzemskými normami a v praxi to znamená, že výrobek je sledován akreditovanou laboratoří, čímž je zaručena jeho vysoká a stálá jakost. Označení CE pro malty a lepidla používané ve stavebnictví musí být doplněno dalšími informacemi:
- symbol označení CE (uvedený ve směrnici 93/68/EHS),
- název nebo identifikační značka a registrovaná adresa výrobce,
- poslední dvojčíslí roku, v němž bylo označení připojeno,
- číslo evropské normy a rok jejího vydání,
- popis výrobku a určené požití.
Ne všechna lepidla mají odpovídající značení a z tohoto důvodu je velmi potřebné si při přejímce ověřit, zda daný typ je vhodný pro danou aplikaci. Předejde se tím řadě následných problémů. Zejména pozor na lepidla, kde přesné označení na obalu nenajdete. Měřítkem kvality může být i cena, ale bez náležitého označení by stále šlo jen o domněnky.
Technický list
Výrobce dále uvádí důležité informace o výrobku v technickém (materiálovém) listu. Tento dokument obsahuje základní informace o oblastech použití výrobku, požadavcích na přípravu podkladu, údaje o zpracování, technické údaje, údaje o podmínkách skladování, balení, spotřeby a další upozornění výrobce.
Bezpečnostní list
Neméně důležitým informačním materiálem jsou tzv. bezpečnostní listy pro práci s materiály, které obsahují podle zákona ČR č. 356/2003 Sb. a vyhlášky MPO ČR č. 231/2004 Sb. informace jako: Identifikace látky nebo přípravku a výrobce nebo dovozce, Informace o složení přípravku, Údaje o nebezpečnosti látky nebo přípravku, Pokyny pro první pomoc, Opatření pro hasební zásah, Opatření v případě náhodného úniku látky nebo přípravku, Pokyny pro zacházení s látkou nebo přípravkem a skladování látky nebo přípravku.
Přejímka lepidel
Nedílnou součástí realizace zakázky vedle správného výběru lepidel je také jejich převzetí:
- Prvním základním předpokladem je kontrola označení vybraného zboží podle názvu výrobce a výrobku.
- Druhým krokem je kontrola obalu, zda není poškozený nebo již otevřený.
- Třetím krokem je kontrola základních údajů výrobce. Každé balení by mělo obsahovat informaci o době a podmínkách skladovatelnosti a datum výroby. Tyto faktory hrají velmi důležitou roli při přejímce zboží.
Výhodou je také znalost základních podmínek skladování jednotlivých produktů.
U cementových lepidel se pohybuje doba skladovatelnosti v rozmezí od 6 do 12 měsíců od data výroby, v závislosti na kvalitě a druhu použitého pojiva, tedy cementu. Kratší dobu skladovatelnosti mohou mít některá speciální lepidla, například rychle tvrdnoucí. Podmínkou pro správné skladování je umístění lepidel na paletách, v suchém prostředí a v originálních a nepoškozených obalech. Je-li obal otevřený nebo poškozený, nelze zaručit výsledné vlastnosti lepidel. Objeví-li se v lepidle po rozdělání nebo při míchání hrudky, doporučuje se lepidlo dále nezpracovávat.
V případě disperzních lepidel a lepidel z reaktivních pryskyřic platí podobné podmínky jako u cementových lepicích malt. Doba skladovatelnosti se pohybuje většinou okolo 12 měsíců od data výroby uvedeného na obalu. Pro skladování platí umístění lepidel na paletách nebo v regálech v suchém prostředí a v originálních a nepoškozených obalech. Také zde platí údaje uvedené výrobcem a případně technický list výrobku. Největší důraz je kladen na ochranu před mrazem, což v zimních měsících platí také pro dopravu na stavbu. Není vhodné ani skladování a doprava při vysokých teplotách nebo vystavování přímému slunečnímu záření.
tags: #cementovy #lepici #tmel #soucinitel #tepelne #vodivosti