Porovnání chemické odolnosti různých materiálů
Celosvětová pandemická situace přiměla každého z nás, abychom z jiného úhlu pohledu analyzovali svou vlastní životní situaci, a to jak z hlediska prostoru, tak z hlediska zdravotní nezávadnosti našich domovů a veřejných prostor. Na významu nabývají zejména aspekty, které přispívají ke zvýšení hygieny prostředí, v němž žijeme.
Jedním z hlavních opatření přijatých k omezení šíření covidu-19 byla i dezinfekce prostor pomocí agresivních chemických látek, které mohou mít vliv i na obkladové materiály. Ne všechny materiály používané na povrchy podlah a stěn však na tyto dezinfekční prostředky reagují stejně. Specifické přípravky, které pomáhají podlahy čistit a zabránit tvorbě plísní a hub včetně množení bakterií mohou být agresivní a vést až ke ztrátě estetických vlastností a technických parametrů použitých podlahových materiálů. Vůči chemickým látkám jsou obecně odolné keramické materiály, které představují hygienické řešení a pomáhají tak udržovat zdravé prostředí.
Na toto téma jsou níže shrnuty tři studie, které testují chemickou odolnost různých podlahových výrobků. Tyto testy se provádějí podle zvláštních předpisů (normy řady ČSN EN ISO 10545) nebo simulují skutečné podmínky, jako jsou běžné podmínky čištění nebo náhodné rozlití výrobku na podlahu. Reprodukovány jsou dva scénáře: v prvním případě je rozlitý prostředek rychle odstraněn, zatímco ve druhém nikoli a zůstane na povrchu po dobu jednoho dne.
V závěrečné části pak následuje úvaha, jaké jsou dopady nepřiměřeně dlouhodobé vysoké expozice čisticích prostředků na keramické obklady a jejich spáry.
1. STUDIE ITC (Instituto de Technologia Ceramica, Španělsko)
● Metodika
V první studii je uvažováno šest typů podlahových materiálů, celkem 23 vzorků:
– 7 vzorků keramických výrobků (5 BIa, 2 BIIa);
– 3 vzorky pružných podlahovin na bázi plastů (materiály na bázi plastů – PVC), jako jsou LVT (použití: měkké, střední zátěžové);
– 3 vzorky laminátových podlahovin (použití: nízká, střední a vysoká zátěž);
– 3 výrobky ze dřeva (světlé přírodní, tmavé přírodní, vrstevnaté lakované);
– 4 vzorky koberců (2 z přírodních vláken a 2 ze syntetických vláken);
– 3 vzorky přírodních kamenů (mramory).
Všechny materiály byly testovány na odolnost vůči následujícím čisticím a/nebo dezinfekčním chemickým přípravkům: bělidlo (chlornan sodný), čpavek, hydroxid sodný, kyselina citronová, kyselina chlorovodíková, kyselina mléčná, aceton.
Testy simulovaly skutečné situace:
– běžné čištění: naředěný přípravek je v kontaktu s povrchem po dobu 24 hodin;
– běžné čištění s následným opláchnutím: naředěný přípravek je v kontaktu s povrchem po dobu 30 minut;
– náhodný únik: koncentrovaný (běžně prodávaný) přípravek se umístí na 24 hodin do kontaktu s povrchem;
– náhodné rozlití s následným opláchnutím: koncentrovaný (běžně prodávaný) přípravek se odstraní po 30 minutách.
Vzorky byly následně vyhodnoceny na základě vizuální klasifikace popsané v normě ČSN EN ISO 10545-13:2017, aby se zjistily případné změny barvy, vzhledu, jasu atd.
● Výsledky
Pro usnadnění porovnání různých materiálů je ve studii uvedena tabulka, která se týká dlouhodobého působení (24 hodin) pro koncentrované i zředěné produkty a shrnuje provedená pozorování. Podle použitého barevného kódu jsou materiály, které odolávají koncentrovaným přípravkům, znázorněny zeleně; ostatní barvy ukazují rozdílnou odolnost vůči zředěným a/nebo koncentrovaným roztokům.
Poznatky ze studie ITC:
Keramické dlažby
Mají vysokou odolnost vůči různým chemickým látkám. Z testovaných materiálů pouze leštěný vzorek vykazuje mírné poškození při dlouhodobém kontaktu se silnými zásaditými produkty (roztok hydroxidu sodného / 24 hodin), zatímco jiný vzorek vykazuje mírné poškození vůči kyselinám.
Zátěžové PVC na podlahy
Chovají se různě v závislosti na složení povrchové úpravy. U dvou ze tří testovaných vzorků došlo při krátkodobém kontaktu (30 minut) s acetonem k vysokému poškození povrchu. Kromě toho některé vzorky poškozují také chemické látky, jako je chlornan sodný, chlorid amonný a hydroxid sodný.
Lamináty
Mají dobrou chemickou odolnost, s výjimkou kyseliny chlorovodíkové, která tento materiál poškozuje nejen při použití ve zředěné formě, ale také při náhodném rozlití koncentrovaného produktu.
Dřevo
Vykazuje povrchové změny u mnoha látek použitých ve studii. Všechny testované dřevěné výrobky jsou napadány chlornanem sodným, chloridem amonným a hydroxidem sodným, a to i při krátkodobém působení. Dva ze tří testovaných vzorků rovněž vykazují barevné změny při kontaktu se zředěnou kyselinou chlorovodíkovou. Jeden z testovaných vzorků není odolný vůči acetonu.
Koberce
Chemická odolnost koberce závisí na jeho složení: polypropylenové koberce a koberce z přírodní vlny mají dobrou účinnost s použitými prostředky; ostatní vzorky vykazují při kontaktu s chlornanem sodným výraznou změnu vzhledu, a to i po zředění. Podobně polyamidové koberce mění barvu s roztokem hydroxidu sodného.
Přírodní kámen
Ze všech testovaných vzorků je nejméně odolný vůči chemickým čisticím prostředkům přírodní kámen. Všechny testované vzorky vykazovaly pozoruhodné povrchové změny způsobené kontaktem s kyselinami (i při zředění a krátkodobém působení). Kontakt s chlornanem sodným, chloridem amonným a hydroxidem sodným způsobuje změny barvy a lesku.
2. STUDIE IBP (Fraunhofer-Institut für Bauphysik, Německo)
● Metodika
Studie č. 2 se zaměřuje na dva výrobky LVT (vinyl), které jsou široce používané na evropském trhu. Použity jsou analýzy a zkušební metody typické pro zjištění charakteru keramických povrchů. Bylo provedeno měření kontaktního úhlu, mikrostrukturní analýza, analýza drsnosti a textury povrchu, stanovení odolnosti proti skluzu, stanovení nepropustnosti spár v instalovaném systému, stanovení tvrdosti povrchu, odolnosti proti chemickému působení a barvení.
Uvedeny jsou výsledky posledních dvou charakteristik, které byly provedeny v souladu s normami ISO 10545-13, ISO 10545-14 a interní metodikou společnosti IPB.
Pokud jde o odolnost vůči vzniku skvrn, byly použity následující barvicí prostředky:
– jod v alkoholovém roztoku (13 g/l) (ISO 10545-14);
– chromová zeleň ve světlém oleji (ISO 10545-14);
– olivový olej (ISO 10545-14);
– manganistan draselný ve vodném roztoku – 10 g/l (vlastní metoda IBP);
– modrý inkoust pro inkoustové polštářky – razítka (vlastní metoda IBP);
– permanentní červený inkoust – fix (vlastní metoda IBP).
● Výsledky
Jeden ze vzorků LVT byl poškozen alkalickým roztokem hydroxidu draselného v nízké (30 g/l) i vysoké (100 g/l) koncentraci, což ukazuje na nízkou odolnost vůči všem alkalickým čisticím prostředkům.
Skvrny od olivového oleje a chromové zeleně byly odstraněny podle normy ISO 10545-14 (postup B) pomocí jemného mýdla a měkké houby. Jodové skvrny nebylo možné odstranit ani tekoucí horkou vodou (postup A podle ISO 10545-14), ani neutrálním mýdlem a měkkou houbou (postup B podle ISO 10545-14). Postup C podle normy ISO 10545-14, který zahrnuje použití rotačního kartáče s tvrdými štětinami, zde není použitelný, proto- že vede k trvalému poškození povrchu (obrázek 1).
Skvrny od manganistanu draselného, modrého inkoustu pro inkoustové polštářky a trvalé skvrny od červeného inkoustu (dle interní metody IBP) se nepodařilo odstranit ani mytím horkou tekoucí vodou, ani ručně pomocí měkké houby a neutrálními, alkalickými a kyselými čisticími prostředky.
Obrázek 1a, 1b Zkouška pro stanovení odolnosti proti skvrnám
3. STUDIE IBP (Fraunhofer-Institut für Bauphysik, Německo, ve spolupráci s Confidustria Ceramica, Itálie)
„Srovnání keramických dlaždic a LVT“ (zpráva UHS- 022/2019). Tento dokument je shrnutím části studie provedené společností Confindustria Ceramica „Srovnání keramických obkladů a LVT“ (zpráva UHS-022/2019), kterou provedl Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP.
Shrnutí celé studie je obsaženo v dokumentu „Keramické dlaždice a dlaždice na bázi plastů. Materials, Summary of Fraunhofer IBP comparison study on tiles and LVT (report UHS-022/2019)“, vydaném v roce 2019 společností Confindustria Ceramica.
● Metodika
Studie č. 3 porovnávala vlastnosti keramických obkladů s jedním z nejvíce prodávaných LVT na evropském trhu. Analýza se zaměřila na: mikrobiální odolnost, odolnost proti vodě, chemickou odolnost, požární odolnost, tepelnou odolnost, hodnocení toxicity, hodnocení životního cyklu (LCA).
Pro chemickou odolnost v souladu s ISO175:2011-03 a ASTM F925-13 se používá metoda, která je zaměřena na zkoušku odolnosti obou materiálů proti působení chemických látek, zejména na rozpouštědla:
– voda (pH 1, 3, 7, 10, 12 a 14),
– ethanol,
– ethylacetát,
– tetrahydrofuran,
– toluen,
– ropný benzín.
● Výsledky
Výše popsané studie vycházejí z norem a zahrnují pouze krátký časový úsek působení chemikálií. Ale jak je to s dlouhodobým zatížením čisticími prostředky? Následující text se bude zabývat právě tím.
Dlouhodobé zatížení čisticími prostředky keramických obkladů
Problém je nutné rozdělit na dva okruhy:
1) keramické obkladové prvky;
2) spáry mezi obklady (kde je zcela jedno, zda jsou svislé na stěně, nebo na podlaze).
Většina studií je zaměřena na posouzení vlivu chemických činidel na relativně krátkodobé za- tížení, které je popsáno v normách. Praxe však ukazuje problémy u dlouhodobě extrémně zatížených ploch.
O keramiku nemusíme mít obavy, slabým místem jsou spáry a přídržnost obkladového prvku vlivem postupující vlhkosti. I když i zde jsou výjimky při použití velmi agresivních kyselin (např. kyseliny fluorovodíkové).
Také nesmíme zapomenout na sanitární keramiku, kdy pravidelné použití koncentrovaného čisticího prostředku nanesením na vnitřní povrch klozetové mísy a ponechání působení po delší dobu, např. přes noc, může vykonat své.
Obrázek 3 Vzorky LVT před aplikací x Obrázek 4 Vzorky LVT po aplikaci
Slabým místem jsou spáry
Cementové spáry nejsou odolné vůči kyselinám. Řada čisticích prostředků domácí chemie nemá v návodu uvedeny některé zásadní informace. Jde především o:
1) jaké pH má čisticí prostředek;
2) jak se má postupovat při čištění obkladu, ve kterém jsou cementové spáry. Správný postup je ten, že nejdříve spáry necháme namočit vodou, následně se použije čisticí prostředek. Rovněž je nutné dodržet expoziční dobu, po kterou má čisticí prostředek působit. Velmi důležitá je pak neutralizace vodou důkladným opláchnutím povrchu.
Spáry z reaktivních pryskyřic – epoxidové spáry také nemusí vydržet
Snížená odolnost může být způsobena:
– Při spárování, kdy složky reaktivní spárovací hmoty nejsou správně smíchány v předepsaném poměru.
– Při závěrečném čistění – mytí je použit kyselý čisticí prostředek, např. kyselina citronová.
– A především pak dlouhodobá expozice čisticích prostředků.
Právě poslední příčina si vyžaduje pozornost. I spárovací hmoty na bázi reaktivních pryskyřic nejsou zcela odolné. Mají hranici odolnosti proti čisticím prostředkům, která je sice hodně vysoko, ale je možné ji překročit.
Příkladem může být záměna předepsané čisticí chemie za jiný výrobek, který je silně koncentrovaný, což je porušení pokynu zhotovitele. Uživatel vychází z dojmu, když to jde doma, tak to může jít i jinde, např. ve společných sprchách u bazénu. A je veden snahou mít prostor dostatečně čistý. Doma je prostředek použit krátkodobě, ale ve sprchách je expozice mnohonásobně delší. Další prohřešek může být spojen s dávkováním předepsané čisticí chemie, kdy nejsou dodrženy poměry ředění. Pokud nemáme k dispozici dávkovací zařízení nebo odměrné nádoby, je na problém zaděláno. Některé profesionální čisticí prostředky se ředí např. v poměru 1 : 100. Při nesprávném použití čisticí chemie pak epoxidové spárovací hmoty postupně degradují a ve spáře vznikají póry, které umožní vlhkosti vnikat do podkladu.
Dlouhodobé koncentrované působení odnášejí i zařizovací předměty, stejně tak i nerezové lišty. I v těchto případech je nezbytné dodržovat pokyny výrobců ohledně použití čisticí chemie.
Správný postup čištění keramických obkladů s cementovými spárami:
1) Spáry nejdříve namočíme vodou.
2) Použijeme čisticí prostředek a dodržíme expoziční dobu působení doporučenou výrobcem.
3) Povrch důkladně opláchneme vodou.
EDUARD JUSTA
Foto: archiv autora
PhDr. Eduard Justa (*1949)
po střední průmyslové škole keramické studoval strojní inženýrství, absolvoval Filozofickou fakultu Univerzity Karlovy, kde složil rigorózní zkoušku v r. 1986. Pracovalv Čsl. keramických závodech, Stavivech, ale i ve státní správě a vykonává průběžně poradenskou a znaleckou činnost v oblasti stavební keramiky a obkládání. Je předsedou technické komise Cechu obkladačů ČR a členem představenstva a technické komise EUF (Evropské federace obkladačských svazů – The European Union of National Tile Installer Associations).
Publikováno v časopise Materiály pro stavbu 6/2023
