Płyty włóknocementowe w budownictwie

Elementy włóknocementowe stosowane są w budownictwie już od ponad 100 lat. Ich pomysłodawcą był pochodzący z Ołomuńca czeski inżynier Ludwik Hatschek (1856–1914). W 1900 r. opracował on i opatentował technologię produkcji lekkiej, wytrzymałej, trwałej i niepalnej płyty azbestowo-cementowej, której nadał nazwę „eternit” (określenie to nawiązywało do łac. terminu aeternitas oznaczającego wieczność). W ten sposób jego pomysłodawca chciał uwypuklić cechę podwyższonej odporności produktu na warunki klimatyczne w cyklach wieloletnich. W 1903 r. Ludwik Hatschek uruchomił ich produkcję w założonej przez siebie i istniejącej aż do dziś firmie ETERNIT-Werke Ludwig Hatschek AG. Na ziemiach polskich po raz pierwszy zaczęto je produkować w 1913 r.².

Płyta eternitowa stała się na świecie jednym z najbardziej popularnych pokryć dachowych XX w. aż do okresu, gdy jednoznacznie stwierdzono, że azbest ma właściwości rakotwórcze. Efektem działań wielu międzynarodowych i krajowych stowarzyszeń medycznych oraz organów i instytucji administracyjnych na świecie stało się zaprzestanie ich produkcji, stopniowe wycofywanie z użytkowania wyrobów, niebezpieczny dla zdrowia składnik zastąpiono zaś bezpiecznymi włóknami. Odwrót taki zapoczątkowano na świecie już w latach 70. ub.w., a w Polsce z końcem lat 80.

Współczesne technologie włóknocementów stosowane są w oparciu o włókna naturalne lub sztuczne, które mogą występować w formie:

• rozproszonych ciętych włókien (roovingu),
• ciągłych splotów lub taśm,
• siatek lub tkanin.

Należy zaznaczyć, że są to technologie bezpieczne dla zdrowia i neutralne dla środowiska naturalnego, opracowane na podstawie wieloletnich prac badawczych, obserwacji i doświadczeń przeprowadzanych w laboratoriach i sprawdzanych na konkretnych obiektach. W Polsce bezazbestowe płyty włóknocementowe wytwarzane są od 1998 r. Pierwszą ich linię produkcyjną uruchomiono w trzemeszeńskim Izopolu.

Czym jest włóknocement?

Włóknocement jest sztucznym zlepieńcem kamiennym otrzymanym w wyniku reakcji chemicznych krzemionek (krzemianu wapniowego/mikrokrzemionki), kredy, względnie odpowiednich gatunków cementów/puculantów) z wodą zarobową, które dla wzmocnienia jego wytrzymałości mechanicznej w fazie produkcji dodatkowo zbrojone są odpowiednio dobranymi surowcami włóknistymi (naturalnymi – celuloza – i/lub sztucznymi). Jego skład uzupełniają środki pomocnicze, wypełniacze i odpowiednio dobrane pigmenty. Może on być wytwarzany w warunkach in situ w formie wylewek (są to np. fibrobetony przeznaczane do wykonywania posadzek) lub metodą przemysłową, gdzie na linii produkcyjnej wytwarza się płyty zgodnie z następującymi zasadami ogólnymi nawiązującymi do metody wynalazcy (rys.):

• włókna z wodą miksowane są w mieszarce aż do ich jednorodnego rozproszenia, do tak przygotowanej wody zarobowej wprowadza się w określonych proporcjach sypkie składniki (cement wraz z dodatkami) i miesza aż do uzyskania jednorodnej plastycznej masy,
• plastyczny włóknocement trafia do tzw. maszyny Hatscheka, gdzie formowane są płyty o zaprogramowanej gęstości i grubości,
• następuje prasowanie i utwardzanie płyt,
• formatuje się płyty oraz wykonuje dodatkowe obróbki wynikające z przeznaczenia (np. dotłaczanie – płyty są prasowane, autoklawowanie – w określonej temperaturze i wilgotności poddawane ciśnieniu, powierzchniowe polerowanie/piaskowanie, nadawanie określonych kształtów i wymiarów przy zachowaniu odpowiednich tolerancji, czynności wykończeniowe – impregnowanie, malowanie itp.).

Wymagania fizyczne i właściwości płyt włóknocementowych

Wyroby włóknocementowe spełniające wymagania normowe stanowią cenny materiał budowlany, którego zalety wynikają z funkcji, do jakich są fabrycznie przeznaczane. Ich charakterystyczne właściwości materiałowe i mechaniczne wskazywane są w normach dla płyt powlekanych lub bez powłoki (surowych). To rozróżnienie po części wynika z funkcji przeznaczenia.

Powlekanie (różne jego techniki i technologie) nadaje płytom głównie walor estetyczny, ponadto stanowi formę dodatkowego zabezpieczenia ich powierzchni przed działaniem czynników zewnętrznych (głównie atmosferycznych), a impregnacja niemal w 100% wyklucza nasiąkliwość. Płyty takie zachowują odporność na wszelkie procesy starzenia możliwe przy udziale słońca, opadów atmosferycznych, wahań termicznych, wpływu gazów atmosferycznych, erozyjnych oddziaływań na ich powierzchnię kurzu i piasku, możliwych oddziaływań chemicznych pochodzenia biologicznego (enzymy mikroflory, ptasich odchodów itp.), dopuszczalnych wartości nacisków i udarności określonych granicznymi wielkościami odporności mechanicznej, a przy zastosowaniu odpowiednich zabezpieczeń chemicznych – także na zabrudzenia typu graffiti.

Płyty niepowlekane (surowe) również zachowują wyszczególnione cechy odporności, co wynika z właściwości materiału: jego struktura ma znaczną wytrzymałość mechaniczną, spójność, stabilność, w niewielkim stopniu nasiąka wodą i przepuszcza parę wodną, co sprawia, że charakteryzuje się stosunkowo dużą pojemnością cieplną. Ta właściwość przekłada się w praktyce na dobre właściwości klimatyzacyjne. Ustabilizowane są wartości izolacyjności cieplnej płyt oraz właściwości wynikające z użytkowania przy zmieniających się uwarunkowaniach cieplno-wilgotnościowych środowiska.

Przy wymianie ciepła z otoczeniem wydłużony zostaje czas nagrzewania i wychładzania płyty. Na powierzchni płyt przy zachowaniu prawidłowej wentylacji nie dochodzi do szkodliwego zjawiska kondensacji pary wodnej. Płyty takie nie ulegają istotnym zmianom liniowym nawet na skutek oddziaływania znacznych skoków termicznych i drastycznych zmian wilgotności środowiska (cykle zamrażania/ rozmrażania, grzania/deszczu, suszenia). Badania normowe wykluczają obecność widocznych pęknięć nawierzchniowych, rozwarstwień strukturalnych lub innych uszkodzeń mogących obniżyć stopień przydatności płyt włóknocementowych w konkretnych zastosowaniach. Na liście zalet figuruje też odporność na kontakt z cieczami, mrozem, procesy gnicia, korozji. Łatwo można materiał obrabiać przy zastosowaniu typowych narzędzi budowlanych.

Produkty z włóknocementu są neutralne wobec fal elektromagnetycznych oraz promieniowania UV i IR. Nie ulegają zakłóceniu przechodzące przez materiał fale radiowe ani fale wysyłane z urządzeń z promieniowaniem podczerwonym, urządzeń sygnalizacji poszukiwania osób oraz promieni radarowych. Relatywnie korzystne są też parametry izolacyjności dźwiękowej (materiał charakteryzuje się względnie niskim stopniem przewodzenia dźwięków uderzeniowych) oraz odporności na udar, dzięki czemu są szczególnie przydatne do zastosowań w miejscach narażonych na celowe zniszczenia.

Typowe zastosowania

Płyty włóknocementowe stosowane są głównie do wykonywania określonych rodzajów pokryć dachowych i elewacji. Ponadto wykorzystuje się je w określonych systemach, gdzie stanowią elementy wykończenia okien połaciowych i mansardowych, kominów, szczytów i okapów, spodniego wykończenia dachów. Stosowane są również jako: wentylowane okładziny ścian zewnętrznych, zewnętrzne pokrycia prefabrykowanych elementów wielowarstwowych (panele typu „sandwich”), okładziny ścienne i sufitowe pokrywające przegrody wewnętrzne, ochronne okładziny przemysłowe itp. Zakres zastosowań obejmuje też wybrane rozwiązania konstrukcyjne posadzek i podłóg, zwłaszcza przemysłowych, z uwagi na podwyższone wymagania użytkowe (obciążenia mechaniczne, wilgotnościowe i chemiczne) (fot. 2). Te najczęściej spotykane zastosowania dotyczą jednak pokryć dachowych i elewacji.

Pokrycia dachowe

Zwykle są to drobnowymiarowe płytki dachowe (dachówki, płytki, gonty) w różnej kolorystyce, o powierzchni gładkiej lub imitującej łupek naturalny, które pasują niemalże do każdych warunków otoczenia. Służą do krycia dachów domów jednorodzinnych, wielorodzinnych, do renowacji budynków historycznych i podlegających ochronie konserwatorskiej. Płytki takie przykrywają dachy strome o kącie nachylenia połaci od 25° do 55°, a przy zastosowaniu folii wstępnego krycia lub papy na deskowaniu – nawet od 17°. Są też stosowane na okładziny ścian kominów, attyk, lukarn, szczytów dachów itp. oraz na dachy mające skomplikowane kształty.

Istotną ich zaletą jest lekkość (ciężar 1 m2 takiego pokrycia może wynosić od 13 do 19 kg), co jest ważne przy wymianie pokrycia dachowego na starych konstrukcjach dachowych. Ta lekkość sprawia, że można je stosować na istniejących obiektach bez usuwania starego pokrycia z blachy (na powierzchni dachu mocuje się łaty i do nich przybija płytki). Pokrycie z takich płyt nie dudni w czasie opadów deszczu, w przeciwieństwie do pokryć z blachy przy dużym nasłonecznieniu nie występuje pod nim zjawisko silnego nagrzewania wnętrza, a przy gwałtownym ochłodzeniu – wykraplania pary wodnej.

Do pokryć dachowych stosowane są też płyty faliste o zróżnicowanych wymiarach, kształtach i kolorach (barwę nadaje pokryciu nakładana fabrycznie powłoka). Płyty takie stosuje się m.in. do renowacji dachów pokrytych wycofanymi z rynku płytami azbestowo-cementowymi (fot. 1).

Elewacje

Z płyt włóknocementowych wykonuje się systemy elewacyjne. Charakteryzuje je duża różnorodność rozwiązań konstrukcyjnych poszerzających możliwości projektowe niemalże wszelkiego typu obiektów, indywidualność i elegancja. Występują one w rozwiązaniach uwzględniających zachowanie wentylowanych przestrzeni pomiędzy ścianami obiektu a powierzchniami wewnętrznymi płyt, co w systemach zapewnia stałość temperatury w przegrodzie ściany. Płyty takie można łączyć ze sobą albo zestawiać je z innymi materiałami w rozmaitych kompozycjach. Elewacje z takich płyt można wykonywać na różnego typu konstrukcjach (np. drewnianych, aluminiumiowych), a płyty mocować, klejąc je, przykręcając lub nitując.

Literatura

1. Materiały informacyjne firm: Copal, Dachbud-Rzeszów, Euronit oraz Izopol.

PAŹDZIERNIK 2007

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

¹⁾ PN-EN 492:2007 „Płytki włóknisto-cementowe i elementy wyposażenia. Właściwości wyrobu i metody badań”; PN-EN 494:2007 „Profilowane płyty włóknisto-cementowe i elementy wyposażenia. Właściwości wyrobu i metody badań”.
²⁾ Fabryka Eternitu i Portland-Cementu braci Rylskich – jej sukcesorem po 1949 r. były Lubelskie Zakłady Eternitu im. Partyzantów Ziemii Lubelskiej. Firmę zlikwidowano w 1989 r. (źródło: www.tnn.lublin.pl)