Gips - materiał uniwersalny

Gips - materiał uniwersalny. Gipsy, czyli siarczany wapniowe, znane są od tysiącleci. Jest on niezastąpiony w sztukach pięknych, w chirurgii i stomatologii etc.

Gips - materiał uniwersalny

Gipsy, czyli siarczany wapniowe, znane są od tysiącleci. Występują w przyrodzie jako skały w postaci kamienia gipsowego ( jego bardzo czystą drobnokrystaliczną odmianą jest alabaster) i anhydrytu oraz jako produkty wypalania kamienia gipsowego, czyli spoiwa gipsowe, w postaci głównie gipsu półwodnego i tzw. anhydrytu rozpuszczalnego. Spoiwa gipsowe są aktywne chemicznie. Po wymieszaniu z wodą szybko twardnieją dając tworzywo gipsowe o składzie odpowiadającym wyjściowemu gipsowi dwuwodnemu.
Grupa gipsów została powiększona ostatnio o, powstające jako produkty uboczne w procesach przemysłowych, gipsy zw. chemicznymi lub syntetycznymi. Szczególne wykorzystanie do produkcji spoiw gipsowych ma wśród nich gips z instalacji odsiarczania spalin. Pod warunkiem oczywiście, że spełnia odpowiednie wymagania jakościowe. Jego utylizacja pozwala oszczędzać surowce naturalne i zagospodarowywać produkty uboczne.
Możliwości stosowania gipsu są bardzo różnorodne. Wykorzystywanie gipsu w gospodarce i życiu człowieka przedstawiono na rys. 1.

Jest on niezastąpiony w sztukach pięknych, jako materiał rzeźbiarski, modelowy i dekoracyjny, w chirurgii i stomatologii, w przemyśle ceramicznym do wyrabiania form, a wreszcie do wykonywania modeli samochodów. Dawniej, a często i obecnie, wykorzystuje się gips w przemyśle chemicznym (farby i lakiery), papierniczym, spożywczym (do klarowania win) i w rolnictwie (środek nawożenia i użyźniania gleby).

Gips znajduje zastosowanie przede wszystkim w budownictwie i architekturze, co wynika m.in. z łatwości kształtowania wyrobów i ich powierzchni. Jest przy tym materiałem ekologicznie czystym, zdrowym, zapewniającym właściwe dla organizmu ludzkiego warunki higieniczne. Materiały gipsowe wraz z wapnem i ceramiką należą do najstarszych materiałów budowlanych wytwarzanych przez człowieka. Wielowiekowe doświadczenie wykazało, że gips jest idealnym materiałem dla budownictwa, zwłaszcza mieszkaniowego.

Przez budowlane materiały gipsowe należy ogólnie rozumieć spoiwa gipsowe i uzyskiwane z nich tworzywa gipsowe (przeważnie z zaczynów, rzadziej zapraw i betonów, odpowiednio przetwarzanych w procesach prefabrykacji lub bezpośrednio na budowie). Materiały te stosuje się przede wszystkim wewnątrz budynków - do prac wykończeniowych, ale również do wznoszenia ścian, w tym ścian zewnętrznych. Są wykorzystywane na budowie w technologiach mokrych, głównie w postaci mieszanek fabrycznie przygotowanych (gipsy specjalne np. tynkarskie, szpachlowe, kleje gipsowe, wylewki na podkłady podłogowe) i mieszanek sporządzanych na miejscu budowy (zaprawy, gipsobetony), w szczególności jednak w postaci prefabrykatów (płyt, pustaków, bloczków, elementów kształtowych w postaci detali i ozdób architektonicznych). Jest też niezastąpionym materiałem zdobniczym. We Francji, kraju o dużych tradycjach stosowania gipsu w budownictwie, w zachowanych przepisach cechowych rzemiosł budowlanych z roku 1738 można przeczytać: "Nie ma materiału, który mógłby być wykorzystywany z większym pożytkiem, niż gips." (Reglements des Communautes des Arts et Metiers, 1738 r).

Obecnie, gdy poszukiwane są optymalne rozwiązania tzw. "budynku ekologicznego", który nie niszczyłby ekosystemów i środowiska naturalnego, a jednocześnie byłby zdrowy dla człowieka, gips jest materiałem, który spełnia te wymagania. Budownictwo gipsowe ma wszelkie dane, by zaliczać je do ekologicznego i ekonomicznego.
 

Spoiwa gipsowe - surowce i rodzaje spoiw

Tradycyjnym surowcem do produkcji spoiw gipsowych jest naturalny kamień gipsowy zawierający w 80- 95% dwuwodny siarczan wapniowy. W wyniku prażenia (wypalania) rozdrobnionego kamienia gipsowego w temperaturze 160 - 180oC powstaje spoiwo - materiał wiążący, który zawiera głównie gips półwodny, a także pewne ilości innych faz mineralnych, zależnie od urządzeń prażalniczych i prowadzenia procesu termicznego. Ostatnio do produkcji spoiw gipsowych stosuje się też dwuwodne siarczany wapniowe syntetyczne, tj. gips dwuwodny z instalacji odsiarczania spalin metodą mokrą wapniową. Powstający w tych instalacjach gips różni się od gipsu naturalnego postacią występowania (bardzo drobne uziarnienie) i strukturą krystaliczną. Jego przeróbka na spoiwo budowlane wymaga odpowiedniego przygotowania, jak również specjalnie dostosowanych urządzeń.
W budownictwie ogólnie stosowanym spoiwem gipsowym jest gips budowlany o właściwościach odpowiadających wymaganiom normy PN-B- 30041:1997, wytwarzany w dwóch odmianach (rys. 2):
- GB-G, gips gruboziarnisty - przeznaczony do produkcji prefabrykatów oraz wyrobu zapraw tynkarskich i gipsobetonów;
- GB-D, drobnoziarnisty - stosowany do robót zdobniczych i sztukaterii, do specjalnych elementów budowlanych i jako spoiwo do zapraw.
Spoiwami gipsowymi znormalizowanymi są też gipsy specjalne o ukierunkowanym przeznaczeniu (rys.2). W ich skład wchodzą produkty prażenia gipsu dwuwodnego i odpowiednie dodatki mineralne regulujące czas wiązania i właściwości stwardniałego tworzywa. Charakterystyka i wymagania dodatków podane są w normie PN-B-30042:1997.

Zastosowanie gipsu

Jest on niezastąpiony w sztukach pięknych, jako materiał rzeźbiarski, modelowy i dekoracyjny, w chirurgii i stomatologii, w przemyśle ceramicznym do wyrabiania form, a wreszcie do wykonywania modeli samochodów. Dawniej, a często i obecnie, wykorzystuje się gips w przemyśle chemicznym (farby i lakiery), papierniczym, spożywczym (do klarowania win) i w rolnictwie (środek nawożenia i użyźniania gleby).

Gips znajduje zastosowanie przede wszystkim w budownictwie i architekturze, co wynika m.in. z łatwości kształtowania wyrobów i ich powierzchni. Jest przy tym materiałem ekologicznie czystym, zdrowym, zapewniającym właściwe dla organizmu ludzkiego warunki higieniczne. Materiały gipsowe wraz z wapnem i ceramiką należą do najstarszych materiałów budowlanych wytwarzanych przez człowieka. Wielowiekowe doświadczenie wykazało, że gips jest idealnym materiałem dla budownictwa, zwłaszcza mieszkaniowego.

Przez budowlane materiały gipsowe należy ogólnie rozumieć spoiwa gipsowe i uzyskiwane z nich tworzywa gipsowe (przeważnie z zaczynów, rzadziej zapraw i betonów, odpowiednio przetwarzanych w procesach prefabrykacji lub bezpośrednio na budowie). Materiały te stosuje się przede wszystkim wewnątrz budynków - do prac wykończeniowych, ale również do wznoszenia ścian, w tym ścian zewnętrznych. Są wykorzystywane na budowie w technologiach mokrych, głównie w postaci mieszanek fabrycznie przygotowanych (gipsy specjalne np. tynkarskie, szpachlowe, kleje gipsowe, wylewki na podkłady podłogowe) i mieszanek sporządzanych na miejscu budowy (zaprawy, gipsobetony), w szczególności jednak w postaci prefabrykatów (płyt, pustaków, bloczków, elementów kształtowych w postaci detali i ozdób architektonicznych). Jest też niezastąpionym materiałem zdobniczym. We Francji, kraju o dużych tradycjach stosowania gipsu w budownictwie, w zachowanych przepisach cechowych rzemiosł budowlanych z roku 1738 można przeczytać: "Nie ma materiału, który mógłby być wykorzystywany z większym pożytkiem, niż gips." (Reglements des Communautes des Arts et Metiers, 1738 r).

Obecnie, gdy poszukiwane są optymalne rozwiązania tzw. "budynku ekologicznego", który nie niszczyłby ekosystemów i środowiska naturalnego, a jednocześnie byłby zdrowy dla człowieka, gips jest materiałem, który spełnia te wymagania. Budownictwo gipsowe ma wszelkie dane, by zaliczać je do ekologicznego i ekonomicznego.

Na szczególne podkreślenie, zwłaszcza przy obecnym zanieczyszczeniu atmosfery i środowiska naturalnego m.in. w wyniku stosowania niektórych materiałów budowlanych, zasługuje zdrowotne oddziaływanie materiałów gipsowych. Wyraża się ono poprzez tworzenie odpowiednich dla organizmu człowieka warunków higieniczno - wilgotnościowych w pomieszczeniach, czyli właściwego mikroklimatu. Dzieje się tak dzięki posiadanym przez materiały gipsowe zdolnościom regulacji wilgotności. Charakteryzując się bowiem stosunkowo niską higroskopijnością, tj. pochłanianiem wilgoci z powietrza, tworzywa te łatwo "oddają" jej nadmiar w bardziej suchym okresie i wyrównują poziom wilgotności w powietrzu pomieszczenia. Właściwość ta zapobiega również powstawaniu zjawiska tzw. zimnej przegrody i skraplaniu się pary wodnej. Zdrowotność tworzyw gipsowych wyraża się również brakiem występowania w nich pierwiastków promieniotwórczych, a więc brakiem zagrożenia zdrowia przez radioaktywność.
W obecnych warunkach wprowadzania w budownictwie wielu nowych materiałów i technologii budowlanych stosowanie materiałów gipsowych jest niezwykle istotne dla poprawy stanu zdrowotności społeczeństwa.

Kierunki i zakres stosowania materiałów gipsowych w budownictwie:
- bezpośrednio na budowie - zaczyny i zaprawy gipsowe do robót wykonywanych na mokro: tynkowanie, szpachlowanie, wylewanie podkładów podłogowych, łączenie i osadzanie elementów, prace dekoracyjne, wyprawy np. odporne ogniowo lub ekranujące od pól elektromagnetycznych, ściany monolityczne; dzięki wprowadzaniu na rynek gotowych mieszanek gipsowych wraz z odpowiednim sprzętem mechanicznym, wzrasta stosowanie gipsu,
- prefabrykacja elementów gipsowych - w dużych zakładach przemysłowych i w małych wytwórniach, głównie z zaczynów, rzadziej z zapraw; obejmuje wyroby mało wymiarowe, jak płyty i pustaki ścienne, stropowe, wyroby dekoracyjne, dźwiękochłonne, elementy sztukaterii itp., a także wyroby o większych wymiarach, jak płyty gipsowo-kartonowe (g-k) o wysokości kondygnacji.

Na świecie przeważa wykorzystanie gipsu jako materiału wykończeniowego wewnątrz budynków. Wpływają na to zdrowotne właściwości gipsu, a także jego wrażliwość na zawilgocenie. Największe zastosowania mają tu płyty gipsowo-kartonowe w różnych odmianach i systemach zabudowy wnętrz oraz płyty ścienne typu Pro Monta, zróżnicowane asortymentowo. Jako materiał do wnętrz wyroby gipsowe są używane: do obudowy i wykańczania ścian i sufitów (profile sufitowe - płyty g-k, płyty dekoracyjne i dźwiękochłonne, poprawiające akustykę pomieszczeń np. rezonansowe, zaprawy tynkarskie, stiuki, sztablatury, detale architektoniczne itp.) do budowy ścian działowych (systemy płyt g-k, płyty g-k warstwowe, płyty Pro Monta), do wykonywania podkładów podłogowych pod posadzki (wylewki anhydrytowe i gipsowe na mokro oraz w postaci gotowych płyt), do obudowy przeciwogniowej np. konstrukcji stalowych (kształtki gipsowe, natrysk).
Znacznie mniejsze jest wykorzystanie gipsu w zastosowaniach konstrukcyjnych.
Na trwałość rozwiązań konstrukcyjnych rzutuje w pierwszej kolejności odporność mechaniczna materiału . Przyjęto, że wytrzymałość tworzyw gipsowych i gipsobetonów, uwzględniająca spadek ich wytrzymałości w stanie zawilgocenia, jest dostateczna, aby dopuścić te materiały do budowy ścian nośnych budynków niskich (jednopiętrowych). Wymagania w zakresie odporności mechanicznej nie stanowią tak podstawowego problemu przy stosowaniu elementów gipsowych do wypełniania ścian np. w budynkach o konstrukcji szkieletowej.

Współczesne budownictwo mieszkaniowe, poszukując ekonomicznych (energooszczędnych) i ekologicznych rozwiązań materiałowo-konstrukcyjnych coraz bardziej interesuje się wyrobami gipsowymi i systemami budynków gipsowych. W Polsce obiekty budowlane z gipsu mają już swoją dość długą tradycję. Obecnie znanych jest w budownictwie polskim kilka systemów wznoszenia budynków gipsowych w rozwiązaniach szkieletowych (żelbet, stal lub drewno) lub bezszkieletowych - stosujących pustaki drobnowymiarowe o różnych kształtach, także z wkładkami termoizolacyjnymi lub docieplane wylewanym na budowie pianogipsem. Najbardziej znane to: system R, system KR, SOVA-system, Eko-Gips.


Autor:

Doc. dr hab. Inż. Ewa Osiecka

Nie przegap okazji!!!

zapisz się do naszego newslettera