Proces budowy: Materiały konstrukcyjne (cz. 2)
Z jakich materiałów konstrukcyjnych wybudować dom? Do wyboru mamy tradycyjne cegły, beton komórkowy, keramzyt, silikaty i wiele innych...
To jeden z najstarszych materiałów budowlanych. Pierwotnie była to wyłącznie cegła pełna, która w XIX wieku uzyskała swoje dzisiejsze wymiary: 25 x 12 x 6,5 cm. Przez ponad dziesięć stuleci była podstawowym materiałem do konstrukcji ścian i stropów. Mimo iż obecnie dostępny na rynku asortyment wyrobów, które możemy zaliczyć do tradycyjnej ceramiki czerwonej, jest znacznie szerszy, technologia ich wykonywania i skład pozostały prawie niezmienione. Są to elementy formowane z odpowiednich gatunków gliny, a następnie wypalane. Możemy wśród nich znaleźć cegłę pełną (budowlaną), kratówkę, dziurawkę, cegłę modularną, klinkierową, pustaki (najpopularniejsze - MAX, ale również typu U, czy SZ), kształtki wentylacyjne i dymowe czy pustaki stropowe.
Ze względu na słabą izolacyjność cieplną elementów z ceramiki tradycyjnej nadaje się ona wyłącznie do konstrukcji ścian warstwowych, charakteryzuje się jednak stosunkowo dużą pojemnością cieplną (zwłaszcza w przypadku klinkieru i cegły pełnej), co czyni z niej atrakcyjny materiał budowlany. Innymi jej zaletami są duża odporność na czynniki mechaniczne i dobra paroprzepuszczalność. Do jej wad należą natomiast niewielka mrozoodporność (z wyjątkiem klinkieru), czasochłonność budowy i kruchość materiału (co utrudnia jego docinanie czy formowanie bruzd pod instalacje i zwiększa ilość odpadów).
Powstaje przez dodanie do gliny na etapie formowania elementów mączki drzewnej lub trocin. W procesie wypalania te dodatki spalają się, tworząc pory wypełnione powietrzem. Taka porowata struktura powoduje znaczne zwiększenie izolacyjności cieplnej w porównaniu do ceramiki tradycyjnej. Umożliwia to wykorzystanie elementów poryzowanych do konstrukcji ścian jednowarstwowych o grubości ok. 38-44 cm. Ostatnio pojawiły się na rynku również elementy do konstrukcji ścian o grubości 50 cm. Ściana taka powinna być murowana na specjalną zaprawę ciepłochronną. Bloczki z ceramiki poryzowanej łączą wszystkie zalety ceramiki tradycyjnej ze zmniejszonym ciężarem i zwiększoną izolacyjnością cieplną. Ich wadą jest jednak (podobnie, jak w przypadku ceramiki tradycyjnej) duża kruchość.
Podstawowymi składnikami do produkcji betonu komórkowego są: piasek, cement, wapno i woda. Dodawany jest również proszek glinowy lub popioły lotne (w starszych elementach). W wyniku procesu produkcyjnego uwalnia się wodór, dzięki czemu uzyskuje się porowatą strukturę elementów. Bloczków z betonu komórkowego można używać zarówno do budowy ścian jedno-, jak i wielowarstwowych. Do łączenia elementów używa się cienkospoinowej zaprawy klejowej lub zaprawy ciepłochronnej.
Parametrami charakteryzującymi beton komórkowy są:
• marka - czyli średnia wytrzymałość na ściskanie w stanie suchym,
• odmiana - czyli średnia gęstość objętościowa w stanie suchym.
Im mniejsza gęstość (odmiana), tym lepsza izolacyjność, ale mniejsza wytrzymałość na ściskanie. Standardowo w produkcji znajdują się cztery odmiany betonu komórkowego: 400, 500, 600 i 700 (liczba oznacza gęstość w kg/m3), i siedem klas wytrzymałości (od 1,5 do 7,0), przy czym do konstrukcji ścian nośnych nadają się elementy o marce min. 4 i gęstości większej od 550 kg/m3. Niektórzy producenci oferują także beton komórkowy w odmianach pośrednich (450, 550, 650).
Do podstawowych zalet betonu komórkowego należą: duża izolacyjność cieplna, mały ciężar i łatwość obróbki przy pomocy najprostszych narzędzi ręcznych, dzięki czemu jest to materiał praktycznie bezodpadowy. Do wad z kolei należy bardzo mała pojemność cieplna, kruchość i znaczna nasiąkliwość.
Jest to lekkie, ceramiczne kruszywo budowlane. Otrzymuje się je przez wypalanie łatwopęczniejących glin i iłów w temperaturze ok. 1200°C. Powstaje w ten sposób materiał o bardzo dużej izolacyjności i pojemności cieplnej, odporny na bardzo duże wahania temperatury (zachowuje pełne właściwości mechaniczne nawet przy temperaturze 1100°C), niewrażliwy na korozję biologiczną. Jest wykorzystywany do produkcji elementów ściennych (pustaki ścienne, bloczki fundamentowe, nadproża itp.) i stropowych. Dzięki otwartej strukturze ceramicznej elementy te mają dużą paroprzepuszczalność, ciężar porównywalny z betonem komórkowym odmiany 650 i dużą izolacyjność cieplną, są łatwe w obróbce, lekkie, a przy tym - jako materiał ceramiczny - zachowują wszelkie zalety elementów wykonanych z ceramiki tradycyjnej. Nadają się zarówno do wznoszenia ścian jedno-, jak i wielowarstwowych. Można go także używać w charakterze kruszywa do produkcji lekkich betonów o dużych wytrzymałościach oraz jako sypkiego materiału do izolacji cieplnej stropów, ścian i posadzek.
W skład materiałów silikatowych wchodzą trzy składniki: piasek (ok. 90 proc.), wapno (ok. 7 proc.) i woda (ok. 3 proc.). Jest to więc materiał, który pod względem składu możemy określić mianem "sztucznego piaskowca". Charakteryzuje go bardzo duża wytrzymałość mechaniczna, wzrastająca z upływem czasu, która pozwala na stosowanie warstwy konstrukcyjnej o grubości 18, a nawet 15 cm (elementy są produkowane w klasach wytrzymałości osiągających nawet 30 MPa). Kolejnymi zaletami tego materiału są: duża pojemność cieplna, odporność ogniowa i na korozję biologiczną, duża dokładność wymiarów i izolacyjność akustyczna ścian oraz bardzo wysoka paroprzepuszczalność. Jednocześnie materiał ten wykazuje pewne własności hydroregulacyjne, co ułatwia utrzymanie optymalnej wilgotności powietrza w pomieszczeniach.
Ze względu na małą izolacyjność termiczną elementy silikatowe nadają się wyłącznie do konstrukcji ścian warstwowych. Ponadto charakteryzują się dużą masą i twardością.
Pustaki i bloczki betonowe służą przede wszystkim do budowy fundamentów, ścian fundamentowych oraz istotnych elementów konstrukcji domu (piwnice, słupy, stropy, schody). Jeszcze kilka lat temu używane były także do wznoszenia ścian nośnych, jednak mimo że ich wyrób jest bardzo tani, zostały zastąpione przez materiały lżejsze i o lepszych parametrach termoizolacyjnych.
Beton stosowany jest w różnych odmianach do produkcji innych materiałów budowlanych (beton komórkowy, beton lekki, keramzytobeton).
Beton lekki powstaje ze zmieszania cementu, wypełniacza organicznego i dodatków mineralnych. W zależności od użytego wypełniacza można otrzymać trocinobeton, wiórobeton lub zrębkobeton (trociny, wióry i zrębki pochodzą z drewna sosnowego, jodłowego lub świerkowego). Można także dodawać kilka różnych wypełniaczy - w ten sposób otrzymamy np. trocinozrębkobeton.
Materiał ten jest wykorzystywany do produkcji pustaków ściennych i szalunkowych, nadproży i różnego rodzaju kształtek. Bardzo często elementy z betonu lekkiego służą jako deskowanie tracone przy tworzeniu form do zalania betonem.
Pustaki z betonu lekkiego mogą służyć do budowy ścian, które trzeba koniecznie ocieplić. Ich nośność można poprawić przez zbrojenie w otworach i zalanie ich betonem. Buduje się z nich łatwo i szybko, jednak trzeba pamiętać, żeby chronić elementy oraz powstającą ścianę przed wilgocią i uszkodzeniami mechanicznymi.
Produkowane są z gipsu budowlanego otrzymywanego poprzez wypalanie gipsu naturalnego, a także z gipsu syntetycznego, który ma większą wytrzymałość. Otwory pustaków mogą być wypełniane wkładkami styropianowymi lub innym materiałem izolacyjnym. Można z nich murować ściany nośne o grubości odpowiadającej szerokości używanych elementów. Ponieważ gips traci swą wytrzymałość pod wpływem wilgoci, nie można go stosować do budowy ścian pomieszczeń, których wilgotność powietrza będzie przekraczała 70 proc. Z tego samego powodu również podczas murowania nie można dopuścić do zawilgocenia pustaków, a zewnętrzne powierzchnie ścian trzeba zabezpieczyć środkami hydrofobowymi.
Styropian wbrew pozorom może służyć także do budowy ścian nośnych. Specjalnie wytwarzane kształtki układa się niczym klocki - w sprzedaży są różnego rodzaju elementy, z których można ułożyć każdy fragment ściany. Wielkość kształtek waha się od 1 do 2 m długości i od 25 do 45 cm szerokości. Ścianki układanych elementów mają grubość 5 lub 15 cm, a przestrzeń między nimi wypełnia się betonem. Z tego materiału wznosi się przede wszystkim ściany zewnętrzne, bardzo rzadko stosuje się je do budowy ścian wewnętrznych czy fundamentowych.
Dom ze styropianu wznosi się bardzo szybko i łatwo, kształtki można w prosty sposób przycinać i dopasowywać. Ściana z tego materiału ma bardzo dobre parametry termoizolacyjne, ale niezbyt dobrą izolacyjność akustyczną. Dom wybudowany w ten sposób wymaga również bardzo dobrej wentylacji ze względu na niewielką przepuszczalność wody (ściany nie oddychają).
Zaprawy cementowe - mieszanki cementu, kruszywa mineralnego i domieszek, które poprawiają właściwości zaprawy. Charakteryzują się dużą wytrzymałością i przyczepnością oraz mrozo- i wodoodpornością. Grubość warstwy takiej zaprawy to 6-40 mm (najczęściej 10-15 mm). Stosuje się je przede wszystkim do murowania ścian konstrukcyjnych, fundamentowych oraz piwnic.
Zaprawy cementowo-wapienne - mieszanki cementu, wapna, piasku i domieszek poprawiających właściwości zaprawy (bardzo ważne są ściśle dobrane proporcje). Zaprawy te mają podobne właściwości jak zaprawy cementowe (stosuje się je w warstwach o takiej samej grubości), są jednak lepiej urabialne i mają lepszy współczynnik przewodzenia ciepła.
Zaprawy ciepłochronne - mieszanki cementowe lub cementowo-wapienne z dodatkami polepszającymi ich właściwości cieplne (najczęściej perlit lub keramzyt, rzadziej granulki styropianu). Stosowane są w przypadku murowania ścian jednowarstwowych, kiedy współczynnik przewodzenia ciepła zaprawy musi być zbliżony do współczynnika materiału, z którego powstaje ściana. Zaprawy ciepłochronne mają nieco mniejszą wytrzymałość od typowych zapraw, jednak są wystarczająco mocne do budowy domu jednorodzinnego.
Zaprawy do murowania na cienkie spoiny - zwane inaczej zaprawami klejowymi, o grubości warstwy od 1 do 5 mm. Stosowane są w przypadku murowania z bloczków układanych na pióro i wpust (np. Ytong, Silka), gdzie nie jest wymagana gruba warstwa spoiny. Ich podstawową zaletą jest duża termoizolacyjność ściany, do budowy której zostały użyte.
