10 lat temu na łamach niniejszego kwartalnika opublikowaliśmy artykuł „Nowa generacja farb mineralnych do renowacji zabytków” (Nr 4/2005), który traktował o wprowadzonej wtedy na rynek polski nowej farbie mineralnej KEIM Soldalit. Zastosowane w niej spoiwo zolowo-krzemianowe było wtedy całkowicie nowym spoiwem mineralnym i nikt z nas nie był w stanie przewidzieć, jak nowy produkt zostanie przyjęty na rynku. Przeanalizujmy zatem te 10 lat. Na początek jednak krótkie przypomnienie.

Farby krzemianowe
Pierwsza receptura farby krzemianowej (silikatowej) została opatentowana w 1878 r. przez A.W. Keim’a z Bawarii. Opisywała ona metody produkcji oraz zastosowanie dwuskładnikowej farby składającej się z mineralnych pigmentów i wypełniaczy oraz spoiwa - płynnego krzemianu potasowego. W Szwajcarii, której nie dotknęły praktycznie zniszczenia z I i II wojny światowej, po dzień dzisiejszy zachowało się najwięcej elewacji pomalowanych farbami Keima pod koniec XIXw. m.in. – ratusz i kamienice w Stein nad Renem czy ratusz w Schwyz. Również w Polsce możemy doszukać się istniejących do dziś obiektów wymalowanych mineralnymi farbami Keim’a jeszcze na przełomie XIX i XX wieku. Do najbardziej znanych należy Katedra w Płocku, której wnętrza zostały udekorowane polichromiami przez zespół Władysława Drapiewskiego w latach 1904-1914. Firma KEIM do dnia dzisiejszego produkuje taką tradycyjną farbę krzemianową pod nazwą KEIM Purkristalat. Najstarszą elewacją wykonaną w tej technice w Polsce jest fasada kamienicy 7 elektorów na wrocławskim rynku, która została pomalowana w roku 1992. Trwałość tych farb możemy więc podziwiać po ponad 20 latach.

Wraz z intensywnym rozwojem rynku materiałów budowlanych w 1962r. firma KEIM wprowadziła pierwszą jednoskładnikową farbę krzemianową (a ściślej farbę dyspersyjno-krzemianową) KEIM Granital. Dzięki dodatkowi dyspersji w ilości nie przekraczającej 5% (zg. z DIN 18 363) gwarantuje ona niższy współczynnik przenikania wody i jest łatwiejsza w stosowaniu w porównaniu do tradycyjnej, dwuskładnikowej farby krzemianowej. Mimo, że od premiery minęło już ponad 50 lat, farba KEIM Granital nadal z powodzeniem jest stosowana w renowacji elewacji obiektów zabytkowych. W Polsce znajdziemy setki takich obiektów, m.in. Dworek Chopina w Żelazowej Woli, gmachy Politechniki Wrocławskiej, pałace Kotliny Jeleniogórskiej, Zamek Królewski w Lublinie i wiele innych.

Podstawową cechą charakterystyczną produktów krzemianowych jest związanie z podłożem poprzez chemiczną reakcję spajającą pigmenty i wypełniacze oraz podłoże w jedną całość w procesie silifikacji (krzemionkowania). Farby takie charakteryzują się bardzo wysoką paroprzepuszczalnością. Posiadają też bardzo wysoką stabilność kolorystyczną, z racji stosowania nieorganicznych pigmentów, zapewniających odporność na działanie światła i promieniowania ultrafioletowego. Wspomniane spoiwo mineralne jest wysoce odporne na korozję biologiczną. Farby krzemianowe z reguły nie zawierają środków biobójczych, których działanie jest krótkotrwałe, gdyż w większości przypadków wystarczającym czynnikiem ograniczającym rozwój mikroorganizmów jest alkaliczny odczyn powłoki malarskiej. Zastosowanie mineralnego spoiwa oraz mineralnych wypełniaczy i pigmentów sprawia, że naniesione warstwy nie ładują się elektrostatycznie, a tym samym nie przyciągają cząsteczek kurzu, nie brudząc się „samoistnie”. Pomalowane powierzchnie mają głęboko matową optykę. Jednak aplikacja tych farb jest możliwa tylko na powierzchniach mineralnych takich jak tynki wapienne, wapienno-cementowe, krzemianowe czy kamień naturalny.

Farby zolowo-krzemianowe
W 2002 roku firma Keimfarben wprowadziła farbę KEIM Soldalit, która dwa lata później trafiała na rynek polski, i która otworzyła nową, trzecią już generację farb krzemianowych. Ich spoiwem jest mieszanina płynnego szkła potasowego oraz zolu krzemionkowego (zawiesina cząsteczek w układzie koloidalnym, gdzie rozproszenie cząsteczek ma rozmiar poniżej kilkunastu μm), przez co farba ta nazywana jest często farbą zolowo-krzemianową. Nowe spoiwo gwarantuje farbie wszystkie właściwości oraz zalety klasycznej farby krzemianowej, zapewniając jednocześnie prostotę aplikacji oraz możliwość łatwego stosowania nie tylko na podłożach mineralnych, ale również organicznych np. na tynkach i powłokach akrylowych czy silikonowych. Udało się zatem uzyskać całkowicie mineralne spoiwo, które gwarantuje doskonałą przyczepność praktycznie do dowolnego podłoża. Wyroby powstałe w technologii zolowo-krzemianowej, przy udziale części organicznych zgodnym z normą DIN 18 363, w ilości mniejszej niż 5%, charakteryzują się podobną do klasycznych farb krzemianowych doskonałą dyfuzją pary wodnej, oraz niższym (lepszym) współczynnikiem przenikania wody.

Spoiwo zolowo-krzemianowe wiąże z podłożem mineralnym, podobnie jak tradycyjne farby krzemianowe w wyniku reakcji z podłożem. W przypadku malowania starych podłoży organicznych, oprócz sił adhezji również zachodzi reakcja chemiczna z wypełniaczami i pigmentami mineralnymi starej powłoki, które zostały odsłonięte wskutek oddziaływania czynników atmosferycznych. Farba KEIM Soldalit wykazuje zatem podwójny mechanizm powiązania z podłożem: połączenie fizyczne (adhezja) i połączenie chemiczne. Brak konieczności usuwania starych, ale dostatecznie wytrzymałych i nośnych warstw czy też stosowania specjalnych warstw gruntujących zapewnia oszczędność w procesie renowacji. Stare podłoże zostaje także zabezpieczone przed dalszym negatywnym oddziaływaniem czynników atmosferycznych, w szczególności promieni UV. W bardzo niewielkim stopniu zmienia się paroprzepuszczalność całej przegrody, gdyż opór dyfuzyjny dwóch warstw farby KEIM Soldalit wynosi zaledwie 0,01m.

10 lat farb zolowo-krzemianowych
Prostsza aplikacja oraz szersza gama kolorystyczna spowodowały, że po 10 latach farba zolowo-krzemianowa KEIM Soldalit jest obecnie częściej stosowana przy renowacji budynków historycznych niż tradycyjna, do niedawna wydawałoby się niezastąpiona, farba krzemianowa KEIM Granital. Farbę KEIM Soldalit wykorzystano m.in. przy renowacji fasady wschodniej Zamku Królewskiego w Warszawie (od strony Wisły) oraz Dworca Głównego PKP we Wrocławiu.

W ciągu ostatnich 10 lat pojawiły się nowe odmiany farb zolowo-krzemianowych. Produktem szczególnie przydatnym w konserwacji zabytków jest pozbawiona bieli tytanowej farba KEIM Soldalit-arte, która podkreśla oryginalny charakter i strukturę podłoża. Kolor powstaje dzięki odbiciu lub absorpcji promieni świetlnych o różnej długości fal. W zależności od tego, z jaką powierzchnią styka się światło, powstaje niemal niekończąca się różnorodność odcieni - od jasnych do ciemnych, od subtelnych do intensywnych. Przy mieszaniu kolorów białemu pigmentowi przyznano szczególną rolę, ponieważ służy on do rozjaśniania odcieni, ich ujednolicania lub korygowania. Pierwszym przydatnym białym pigmentem była w starożytności biel ołowiowa. Dopiero ponad 2 tysiące lat później zastąpiono ją innymi pigmentami, jak np. biel cynkowa czy litopon. Na początku lat 20. XX w. rynek farb został zrewolucjonizowany przez zastosowanie dwutlenku tytanu. Z technicznego punktu widzenia dwutlenek tytanu jest „najwydajniejszym” białym pigmentem. Posiada doskonałą zdolność rozjaśniania, nadaje siłę krycia, jednorodność i jednolitość. Z tego względu właśnie odgrywa ważną rolę w przemyśle malarskim i stał się nieodzownym składnikiem farb. W przypadku farby pozbawionej bieli tytanowej pozostałe pigmenty mogą jednak ukazać swój kolor w całej swojej intensywności. Zyskują „przestrzeń”, aby pokazać swoją własną ostrość barwy i głębię koloru. Powierzchnie powłok, które nie zawierają dwutlenku tytanu, zachowują naturalną strukturę i specyficzny charakter podłoża, nadając mu indywidualny wyraz. Dzięki temu możemy dostrzec grę elementów światła i wody na elewacji. W zależności od kąta padania promieni słonecznych przybiera ona nowe formy: kiedy jest wilgotna - staje się ciemniejsza, a w promieniach słońca - pigmenty wydają się bardziej wyraziste. Pewne cechy, jak struktura podłoża czy powierzchnia tynku, w zależności od oświetlenia, mogą zostać mocniej uwydatnione. Rezygnacja z bieli tytanowej (która ma „zaledwie” 100 lat) ma też uzasadnienie historyczne. Farbę KEIM Soldalit-arte wykorzystano już przy renowacji wielu obiektów historycznych m.in. Papieskiej Akademii Teologicznej w Krakowie, Wieży Trynitarskiej w Lublinie czy też Klasztoru w Rudach.

Spoiwo zolowo-krzemianowe znalazło również zastosowanie w farbach laserunkowych (półprzejrzystych). KEIM Restauro-Lasur stanowi kontrast wobec tradycyjnych warstw kryjących. Techniki laserunkowe są szczególnie przydatne w konserwacji zabytków. Pozwalają na nałożenie powłoki malarskiej bez pełnego krycia, bez idealizowania powierzchni, co upodabnia ją do dawnych, nie w pełni kryjących malatur, na których widoczny jest upływ czasu. Tworzą wspaniałą głębię koloru, fascynują poprzez swój żywy charakter. Matowy, szlachetny charakter kunsztownie wykonanej mineralnej warstwy laserunkowej będzie odpowiedni, by natchnąć życiem ścianę, która ukazuje się już prawie jako samodzielne dzieło sztuki. Również naniesione wcześniej warstwy kryjące mogą zostać optycznie uszlachetnione dzięki nałożeniu wierzchniej, półtransparentnej warstwy laserunkowej. W ten sposób powstają powierzchnie, które poprzez zmienną grę pomiędzy jednostajnością warstwy kryjącej i żywej przejrzystości finiszowego laserunku przyciągają wzrok obserwatorów. Ogólne wrażenie powoduje fascynację powierzchnią poprzez jej głębię i jednocześnie podkreśla w delikatny sposób architekturę budynku bez jej zdominowania. Taką technikę wykorzystano choćby przy renowacji elewacji wielu budynków Krakowie: m.in. Sukiennic, Zamku Królewskiego na Wawelu czy Teatru im. J. Słowackiego.

Odmianą farby na spoiwie zolowo-krzemianowym jest także półprzejrzysta farba do scalania kolorystycznego powierzchni betonu KEIM Concretal-Lasur. Bardzo drobno mielone pigmenty i wypełniacze takiej farby pozwalają na zachowanie oryginalnej struktury i faktury powierzchni, niwelując jednocześnie niejednorodności lub przebarwienia wynikające najczęściej z wykonanych wcześniej miejscowych napraw. Uzyskiwany efekt w pełni uwidacznia, a nawet podkreśla fakturę i „rysunek“ powierzchni elewacji bądź detalu architektonicznego, nie tworząc przy tym w pełni kryjącej powłoki. Wykorzystanie takich cienkowarstwowych powłok laserunkowych sprawia, że powierzchnia uzyskuje dodatkową „wibrację i głębię”. Doskonałym przykładem zastosowania takich produktów na powierzchniach betonowych jest renowacja elewacji Hali Stulecia, jak również stojącego obok Pawilonu Czterech Kopuł we Wrocławiu.

Podsumowanie
10 lat dla obiektów historycznych to czas bardzo krótki. Jednak z perspektywy zakresu stosowania oraz przede wszystkim trwałości powłok malarskich to okres wystarczający dla oceny wprowadzonej przed 10 laty nowej farby krzemianowej. Czas pokazał, że spoiwo zolowo-krzemianowe rozszerzyło znacznie możliwości stosowania farb mineralnych.

dr inż. Józef Adamowski –
Politechnika Wrocławska
mgr inż. Wiesław Słowiński
Keim Farby Mineralne

Literatura:
1. Józef Adamowski, Wiesław Słowiński,
„Nowa generacja farb mineralnych do
renowacji zabytków”,
Renowacje i Zabytki 4’2005.
2. Józef Adamowski, Zygmunt Matkowski,
„Wybrane problemy związane z remontem
zabytkowego budynku żelbetowego we Wrocławiu”,
Materiały Budowlane 9’2010.
3. Wojciech Laska, „Renowacja elewacji Hali Stulecia
we Wrocławiu”, Renowacje i Zabytki 1’2010.
4. Ryszard Szopa, „100 lat realizacji polichromii
w technice farb mineralnych KEIM w Polsce”,
Renowacje i Zabytki 3’2007.
5. Materiały informacyjne firmy KEIM.