Każdy inwestor budowlany chce, aby jego inwestycja była jak najtańsza i spełniała wiele surowych wymogów technologicznych. Nie bez znaczenia jest też uzyskanie niepowtarzalnego klimatu wnętrza gotowego domu. Mimo że widzi się jeszcze sporo drogich, ciężkich i często niezdrowych budowli, to duży wybór materiałów budowlanych na naszym rynku powoduje nieograniczone możliwości twórcze projektantów i pozwala na poszukiwanie najlepszych rozwiązań.
Brak zainteresowania gipsem jest spowodowany nie tyle jego wadami, co uprzedzeniami wynikającymi z niewiedzy. Wielu budowniczych boi się tego surowca, twierdząc, że jest on kapryśny i trudny do stosowania przy wznoszeniu domu. Jest w tym trochę racji, ponieważ gips – jako materiał konstrukcyjny – jest tworzywem, które przed zastosowaniem należy dobrze poznać. Uniknie się wtedy wielu błędów, często nie do naprawienia.
O przestrzeganiu pewnych zasad należy pamiętać zarówno w fazie produkcji elementów gipsowych, projektowania budynku, jak i wznoszenia go z tych elementów. W Polsce mamy olbrzymie złoża gipsu naturalnego – niestety, trudno dostępnego. Jeżeli dodamy do tego gips syntetyczny, powstały w elektrowniach – w wyniku procesów odsiarczania dymów powęglowych – wiedząc, że każdy blok elektrowni może dać rocznie ok. 100 tys. t gipsu, to przy znikomym jego zużyciu jako surowca do produkcji materiałów budowlanych możemy zostać całkowicie „zagipsowani”.
W Polsce na jednego mieszkańca przypada zaledwie 0,2 m2 domów gipsowych, podczas gdy w Europie Zachodniej, gdzie gipsu zużywa się najwięcej do wykańczania wnętrz, na jednego mieszkańca przypada od 2 do 4 m2, a w USA aż 8 m2 domów gipsowych. Z tego surowca można wykonać nie tylko tynki wewnętrzne czy elewacje zewnętrzne, ale także gipsowe elementy budowlane, a z nich – domy. Dom z gipsu buduje się szybko i tanio. Po analizie istniejących rozwiązań wychodzi na to, że dysponując równowartością kwoty ok. 55 tys. euro, można zamieszkać w domu o powierzchni ok. 120 m2, który swym standardem przewyższałby mieszkanie w bloku.
Właściwości gipsu
Wytrzymałość na ściskanie dla tworzywa gipsowego użytego do wznoszenia ścian jedną z metod jest najistotniejszym parametrem, oznacza m.in., jak wysoki budynek można wznieść. Dla tworzywa o gęstości ok. 1000 kG/m3 wynosi: 25 kG/cm2 – w stanie pełnego zawilgocenia, 75 kG/cm2 – w stanie powietrznosuchym. Biorąc pod uwagę wymogi bezpieczeństwa, dla elementów ściennych o grubości 35 cm przyjęto dopuszczalną nośność brutto 1,5 kG/cm2 powierzchni przekroju ściany. Wynika z tego, że metr bieżący ściany może przenieść obciążenie 5250 kG. Nie pozwala to wprawdzie na wznoszenie dużych obiektów – w nich stosuje się betonowe lub żelbetowe słupy wzmacniające, formowane w pionowych kanałach pustaków ściennych – ale w zupełności umożliwia budowanie dwukondygnacyjnych budynków o stropach międzypiętrowych do ok. 4,5 m rozpiętości i lekkich stropodachach.
W warunkach powodziowych, przy pełnym zawilgoceniu ścian, budynek wzniesiony z elementów gipsowych zachowuje trzykrotny zapas wytrzymałości, zaś w warunkach normalnych zapas ten jest dwudziestokrotnie większy. Wrażliwość na wpływy atmosferyczne jest wbrew obiegowym opiniom mniejsza niż w przypadku popularnego gazobetonu. Ściany z elementów gipsowych są wprawdzie podatne na zawilgocenie, ale nie nasiąkają całą swoją objętością, a wodę z opadów szybko odparowują. W praktyce problem ten zasadniczo nie istnieje, gdyż odpowiednio wysunięty okap dachu, ustawienie ścian domu na podwyższonym cokole, dbałość o prawidłowe odprowadzenie wody deszczowej czy zabezpieczenie ścian specjalną paroprzepuszczalną powłoką silikonową powodują, że trwałość takich ścian jest wręcz niewiarygodna.
Wytrzymałość na zginanie ma znaczenie przy wykonywaniu oparcia belek nadprożowych na ścianie. W przypadku tworzywa gipsowego wartość ta jest stosunkowo duża i wynosi ok. 40 proc. wytrzymałości na ściskanie. Objętość gipsu podczas wiązania zwiększa się. Wymiary elementów powiększają się wtedy o ok. 5 mm. Ma to znaczenie podczas formowania elementów gipsowych oraz przy wypełnianiu pustaków tworzywami gipsopochodnymi. Pęcznienie gipsu w czasie formowania powoduje zakleszczanie elementów w formach i wymusza stosowanie rozbieralnych i sprężyście zamykanych form. W przypadku zalewania pustaków gipsowych samym gipsem lub np. mieszaniną gipsu z trocinami (tzw. trocinogips) pęczniejący gips powoduje pękanie pustaków. Aby temu zapobiec, stosuje się piankę gipsową, która mając znacznie mniejszą wytrzymałość, nie powoduje tego zjawiska.
Rozszerzalność cieplna elementów gipsowych jest istotna przy projektowaniu i jest zbliżona do rozszerzalności betonu. Przy wznoszeniu pojedynczych budynków zaleca się, aby nie przekraczały 30 m długości, natomiast w przypadku budowli dłuższych należy stosować dylatację o rozstawie nieprzekraczającym 20 m.
Wilgoć w gipsie
Zmiany wymiarów elementów gipsowych na skutek zmian wilgotności nie przekraczają na ogół 1 mm/m. Jednak podczas przechowywania elementów gipsowych w wilgoci po trzech tygodniach od ich wykonania zmiany wymiarów mogą dochodzić nawet do 2,5 mm/m! Ogólnie można stwierdzić, że elementy gipsowe w wilgotnych warunkach zwiększają swoją objętość, a podczas wysychania nieco się kurczą. Wznosząc budynki z elementów gipsowych, należy starać się, aby wbudowywane elementy były o zbliżonej wilgotności, a wszelkie prace wykończeniowe, czyli: spoinowanie, szpachlowanie itp., wykonywać po całkowitym wyschnięciu ścian. Nieprzestrzeganie tej zasady może spowodować powstanie rys skurczowych na stykach między elementami gipsowymi.
Odporność na uszkodzenia mechaniczne elementów gipsowych jest różna w zależności od stopnia zawilgocenia. Podstawowe uszkodzenia to: odłupania, odkształcenia plastyczne na skutek ruchu poziomego, zarysowania powierzchni elementów. W przypadku elementów wilgotnych odporność na odłupanie jest zwiększona. Wynika to z pewnej plastyczności wilgotnego tworzywa gipsowego. Plastyczność ta niemal nie występuje w gipsie suchym. Twardość powierzchniowa, czyli wrażliwość na wszelkiego rodzaju zarysowania, zależy nie tylko od stopnia zawilgocenia, ale także od sposobu suszenia i czasu, w jakim gips był wystawiony na wpływy atmosferyczne. Występuje tu bardzo interesujące zjawisko, do którego często nie przywiązywano dotychczas należytej wagi, mianowicie to, że gips utwardza tę powierzchnię, przez którą odparowuje wodę w trakcie wysychania.
Także dodanie do gipsu wapna korzystnie wpływa na podwyższenie twardości powierzchniowej elementów gipsowych. Z właściwości powyższych wynika, że ściany najlepiej jest wznosić z wilgotnych elementów. Pozwoli to, przy wykorzystaniu ich plastyczności, ułożyć się im w ścianie, a konieczność odparowania wody tylko przez wewnętrzną i zewnętrzną powierzchnię ściany spowoduje silne jej utwardzenie. Również z tych samych powodów zaleca się na czas składowania ustawianie elementów gipsowych na równym podłożu, aby uniemożliwić ich odkształcanie.
Konieczna impregnacja
Zjawiska występujące na styku gipsu z cementem są dość istotne zarówno w czasie budowy, jak i późniejszej eksploatacji. Powodem problemów występujących w czasie budowy jest wysoka nasiąkliwość gipsu. Sprawia ona, że podczas betonowania nadproży, wieńców czy stropów, w których świeży beton styka się bezpośrednio z gipsowymi elementami, woda zarobowa jest wysysana z mieszanki betonowej przez chłonny gips. W efekcie beton staje się trudno urabialny i po związaniu nie uzyskuje pełnej wytrzymałości.
Mało skuteczne jest dodatkowe nasycanie gipsu wodą przed betonowaniem, powoduje to tylko niepotrzebne zawilgocenie całej konstrukcji. Po jakimś czasie, w istniejącym już budynku, na styku betonu z elementami gipsowymi może wystąpić tzw. sól Candlota. Jest to hydrat tworzący się w warunkach dłuższego zawilgocenia. Szkodliwość jego polega na tym, że przyłączając wodę, intensywnie pęcznieje. Powoduje to zniszczenia, często trudne do naprawienia i bardzo kosztowne. Szczególnie groźna bywa ta sól przy pomieszaniu gipsu z cementem. Tworzywo takie, z początku bardzo wytrzymałe, po kilku miesiącach zaczyna się kruszyć. Należy więc pamiętać o tym, że niedopuszczalne jest mieszanie gipsu z cementem. Aby temu zapobiec należy styk między gipsem a betonem separować. Do tego celu służy 2 proc. roztworu Ahydrosilu Klub 5 proc. Jest to roztwór szarego mydła.
Impregnacja polega na naniesieniu go pędzlem na elementy gipsowe, które będą stykały się z betonem. Warto jeszcze tu dodać, że dla ścian gipsowych najodpowiedniejsze są tynki gipsowe lub wapienno-gipsowe.
Nie promieniuje
Domy zbudowane z gipsu mają we wnętrzach specyficzny mikroklimat polegający na wchłanianiu nadmiaru wilgoci z powietrza i oddawaniu jej w czasie suchych, upalnych dni. Efekt jest taki, że mamy wrażenie, iż pomieszczenia są klimatyzowane! Latem w domach tych panuje przyjemny chłód, a zimą jest ciepło.
Mieszkanie w domu gipsowym sprzyja nie tylko ludziom, ale również zwierzętom i roślinom. Gips, zarówno ten naturalny, jak i syntetyczny, ma bardzo niski stopień promieniowania radioaktywnego. Niższy ma tylko wapno i drewno, ale przecież drewno się pali… Gips natomiast, posiadając wysoką odporność ogniową, stosowany jest też jako okładzina ognioochronna. Popularna zaś cegła ceramiczna, uważana powszechnie za najzdrowszy materiał budowlany, wykazuje dosyć wysoką radiację. Jest to spowodowane dodawaniem łupka powęglowego i innych materiałów do gliny używanej do wyrobu cegieł.
Pustaki gipsowe, jako jedno z najstarszych rozwiązań stosowanych do budowy ścian zewnętrznych, w większości wykonywane są ręcznie. Nie jest to proces skomplikowany. Do ich produkcji wystarczy plastikowa beczka (najlepiej na kółkach), mieszadło napędzane wiertarką, kilka drobnych narzędzi, takich jak wiadro, młotek, pędzel itp., oraz naturalnie formy, do których wlewa się rozmieszany z wodą i wapnem gips. Po 20 min. element jest gotowy do wbudowania w ścianę. Pianka gipsowa, którą zalewa się kanały w pustakach, oprócz roli zespalającej pełni również funkcję ocieplenia.
Aby dodatkowo zmniejszyć współczynnik przenikalności ciepła, do pianki gipsowej można dodać granulowany styropian. Formy można ustawić na niewielkim terenie pod foliowym tunelem. Konstrukcja form pozwala na ich łatwą modyfikację – wystarczy wymienić jeden element, aby uzyskać inny typ pustaka. Ściany są stosunkowo łatwe do wykonania, ich powierzchnia jest gładka, a prace wykończeniowe nie wymagają pracochłonnej obróbki. Pustaki przeznaczone do wykonania ścian zewnętrznych mają gotową, uzyskaną z formy fakturę elewacyjną. Wnętrze pustaka posiada wycięcia, które tworzą w ścianie po zestawieniu szeregu pustaków pionowe i poziome kanały. Przeznaczone są one do zalania pianką gipsową lub wykorzystania jako kanały instalacyjne, wentylacyjne, kominowe. Pustaki można dopasowywać, przycinając je na wymiar zwykłą piłą do drewna. Ściany działowe można wykonać z płyt pełnych, z uwzględnieniem własnego modułu wymiarowego.
W fazie wykańczania budynku, kiedy ściany są już suche, a budynek zamknięty, wykonuje się spoinowanie ścian gipsem szpachlowym. Ma to na celu zamknięcie występujących między pustakami szczelin, którymi mogłaby do wnętrza ściany przenikać woda. Dodatkowo podnosi to estetykę ściany. Budując z mokrych elementów latem, można liczyć na wyschnięcie ścian w ciągu jednego miesiąca. Gdy zaczniemy jesienią, ściany będą suche dopiero na wiosnę. Dzięki możliwości produkcji pustaków wprost na budowie, odpada koszt transportu od producenta, odpadów powstałych podczas transportu i organizacji placu składowego.
Z gipsu wykonuje się nie tylko elementy ścian zewnętrznych i wewnętrznych. Można z niego wykonywać także posadzki z ociepleniem, pustaki stropowe, ocieplanie stropów, gładzie na ścianach, wreszcie z płyt gipsowych – sufity lekkich stropodachów.
Na koniec należy wspomnieć, że osadzanie w ścianach gipsowych stolarki otworowej nie sprawia specjalnych trudności. Należy tylko pamiętać o korozyjnym wpływie gipsu na stal. Elementy stalowe, np. ościeżnice drzwi, należy dwukrotnie zagruntować farbą antykorozyjną oraz dwukrotnie pokryć farbą ftalową nawierzchniową ogólnego stosowania. Jednak stosowanie plastikowych kołków rozporowych czy pianki poliuretanowej całkowicie likwiduje to utrudnienie.
W budynkach z gipsu można zamieszkać, nie ponosząc od razu wielkich nakładów finansowych na ich wykończenie. Można to wykonywać etapami, mając już własny dach nad głową.
MAREK MAJCHRZAK
źródło: Eurogospodarka 7/2010