Właściwości wyrobów silikatowych

Wśród wyrobów silikatowych znajdują się elementy mające regularny kształt prostopadłościanu, a więc cegły i bloczki (pełne i drążone) oraz płyty i płytki, a także wyroby o kształtach specjalnych (niebędące prostokątnymi równoległościanami), za które uważane są w szczególności cegły i bloczki frezowane na pióro i wpust, elementy mające zewnętrzne powierzchnie łupane, a także o ściankach sąsiadujących ze sobą pod kątem innym niż 90º. Dostępny na rynku asortyment silikatów wzbogacają różnego rodzaju kształtki o charakterze uzupełniającym przeznaczone do spełniania szczególnych funkcji, np. do uzupełniania geometrii muru, wentylacyjne, ogrodzeniowe. Mogą być one także uzyskiwane przez wycięcie z dużego elementu.

Uniwersalność

Elementy silikatowe odznaczają się wysokimi walorami użytkowymi w niemalże każdej kategorii klasyfikacji, a w porównaniu z innymi materiałami można je uznać za jedne z najlepszych. Ich przydatność sprawdza się w różnych rodzajach budownictwa przy wznoszeniu rozmaitych konstrukcji ścian. Można je stosować do wszystkich typów ścian murowych. Znakomicie nadają się do wznoszenia ścian:

• jednowarstwowych z ociepleniem i bez ocieplenia,
• szczelinowych (ze szczeliną pustą lub wypełnioną termoizolacją całkowicie lub częściowo z pozostawieniem dodatkowej szczeliny powietrznej), gdzie mogą stanowić całość konstrukcji murowej lub jej część (w połączeniu z innymi materiałami murowymi),
• podwójnych (przy dylatacjach) z wypełnieniem lub bez wypełnienia materiałem termoizolacyjnym.

Ze względu na ich wysoką wytrzymałość na ściskanie w szczególności nadają się do wykonania ścian obciążonych pionowo i poziomo:

• konstrukcyjnych (przenoszących dodatkowe obciążenia poza ciężar własny), w tym nośnych (stanowiących podporę dla stropów) i samonośnych (ustawianych na własnym fundamencie, ale niestanowiących podpór dla stropów),
• niekonstrukcyjnych (nieprzejmujących obciążeń z innych elementów budynku), które można usunąć bez szkody dla nośności konstrukcji budynku, gdzie służą do wznoszenia ścian wypełniających i działowych (ich ciężar przenoszony jest przez inne elementy konstrukcji), a także usztywniających (przenoszących siły działające w ich płaszczyźnie).

Przy użyciu wyrobów silikatowych można wznosić ściany zewnętrzne (licowe, elewacyjne) oraz wewnętrzne, w tym także (pod pewnymi warunkami) ściany fundamentowe i ściany piwnic. Silikaty znajdują zastosowanie przy wykonywaniu ścian w budynkach o ustrojach ścianowych i wypełnień w ustrojach szkieletowych. Nadają się do zabudowy jedno- i wielorodzinnej, niskiej i wielokondygnacyjnej. Z uwagi na bardzo dobre właściwości izolacyjności akustycznej sprawdzają się w konstrukcjach wewnętrznych ścian międzymieszkaniowych i ścian między budynkami w zabudowie jednorodzinnej, przegród między pomieszczeniami a sanitariatami, hydroforniami, oddzielają w obiektach przemysłowych sekcje o dużym natężeniu hałasu od innych stref, podobnie też w budynkach użyteczności publicznej. Służą jako materiał murowy do wznoszenia wiat, śmietników itp. Stosowane są do wykonywania okładzin zewnętrznych i wewnętrznych ścian budynków oraz do konstruowania obiektów małej architektury (np. ażurowych ścian, murów, ogrodzeń), gdzie można wykorzystywać również ich wersje z licem łupanym. Można je również stosować tylko do budowy warstwy nośnej ściany, a warstwę elewacyjną lub inną (w zależności od charakteru ściany) wykonywać z innego materiału murarskiego. Elementy silikatowe można barwić. Ich wysoka odporność na ogień sprawia, że są odpowiednie do wznoszenia konstrukcji ogniomurów, ścian kominowych i wentylacyjnych. Z uwagi na walory optyczne i w zależności od potrzeb ściany wewnętrzne z cegły silikatowej mogą być wykonane jako ściany licowe lub otynkowane.

Istotną pomocą dla projektantów jest dostęp do różnorodnych formatów elementów silikatowych, także pod względem ich konstrukcji (elementy pełne i drążone) oraz przeznaczenia (np. cegły licowe, licówki przemysłowe, cegły przeznaczone do pźniejszego otynkowania itp.), dzięki czemu można je optymalnie dobierać do przyjętych rozwiązań konstrukcji budynku. Zwraca uwagę również sposób wykończenia powierzchni czołowych elementów murowych (powierzchnie gładkie łączone są na cienkie spoiny pionowe i na styk na główce), a typu pióro–wpust bez użycia zapraw. Większe elementy silikatowe przeznaczone do murowania ręcznego (bloczki) mogą mieć otwory do chwytania ułatwiające pracę.

Silikatowe elementy murowe występują jako pełne i drążone. Najczęściej stosowane są ich wersje drążone, które mają mniejszą masę w stosunku do elementów bez drążeń. Mimo że ich masa jest mniejsza, mają nadal wysoką wytrzymałość oraz pozwalają na wybudowanie ścian o odpowiednim poziomie izolacyjności akustycznej. Zastosowanie silikatów pełnych można ograniczać do ścian, w których wymagana jest bardzo wysoka nośność (np. dolne warstwy kilkunastokondygnacyjnych budynków) albo podwyższona izolacyjność akustyczna.

Stabilność parametrów

Gotowy wyrób (po wyprodukowaniu, podczas sezonowania, w transporcie i na budowie) nie zmienia praktycznie swoich gabarytów i stale zachowuje dokładność wyprofilowanych krawędzi.

Wysoka wytrzymałość na ściskanie

Według zapisów normy PN-EN 771-2:2006 wytrzymałość na ściskanie wyrobów silikatowych powinna wynosić od 5 do 75 N/mm². Ta cecha czyni z silikatów tworzywo, z którego poprawnie wykonane ściany zachowują wysoki stopień bezpieczeństwa konstrukcji. Z odpowiednio dobranych elementów można wznosić nośne ściany konstrukcyjne nawet w budynkach kilkunastopiętrowych oraz ściany nośne w strefach przegród o znacznych naciskach punktowych (np. ściany w strefach międzyokiennych).

Silikaty są szczególnie atrakcyjne dla projektantów, ponieważ w porównaniu z innymi materiałami murowymi pozwalają minimalizować ich grubości. Przy zachowaniu wymaganych wartości nośności ścian ich zastosowanie przynosi istotne korzyści projektowe, takie jak uzyskanie powiększonej kubatury użytkowej pomieszczeń w obiekcie (zysk kubatury kosztem pomniejszonej grubości ściany). Ściany takie ponadto zachowują wysokie wartości pojemności cieplnej, co zapewnia pomieszczeniom pożądany komfort klimatyczny.

Duża trwałość podczas eksploatacji

Trwałość w eksploatacji porównywalna jest do trwałości kamienia naturalnego, co wynika ze struktury silikatów. Wiązania krzemianowe sprawiają, że wyroby te są odporne na reakcje z silnymi związkami chemicznymi. W związku z tym świetnie nadają się do konstruowania ścian w budynkach przemysłowych, gdzie istnieje prawdopodobieństwo zwiększonego oddziaływania destrukcyjnego środowiska, a także w budownictwie rolniczym, gdzie z silikatów można budować zbiorniki na gnojówkę bez konieczności betonowania ich od wewnątrz. Doświadczenia wykazały, że po 30 latach magazynowania takie zbiorniki nie wykazały żadnego ubytku materiału. Z tych powodów silikaty to bardzo dobry materiał budowlany do wznoszenia obiektów rolniczych. Właściwości aseptyczne korzystne są w pomieszczeniach dla zwierząt (stajnie, obory, chlewnie, kurniki), a twardość sprawia, że są odporne na rżne zachowania zwierząt (np. kopnięcia, bodzenia, gryzienia itp.). Zakres zastosowań silikatów pod kątem trwałości w rżnych warunkach środowiskowych przedstawiono w tabeli.

Elementy silikatowe nie degradują się pod wpływem działania UV. Zachowują też wysoką odporność na działanie niszczące drobin piasku i kurzu. Z uwagi na niewielką nasiąkliwość są mrozoodporne, co wiąże się z tym, że mechanizm zamarzania wody wewnątrz ich struktur rżni się od takiego mechanizmu w innych materiałach (brak typowego układu komórek mogących magazynować wodę, co w praktyce wyklucza zjawisko wysadzinowości). Ich zdolność do paroprzepuszczalności wynika z rżnic wilgotności względnej. Z tych powodów elewacje z silikatów nie wymagają tynkowania, a prawidłowo wykonane zachowują walory estetyczne. Wymienione atrybuty zapewniają murom elewacyjnym wybudowanym z silikatów długoletnią trwałość, co potwierdzają już ponad 100-letnie obserwacje obiektów wzniesionych z tych materiałów.

Wysoka zdolność akumulacji termicznej

Ta właściwość wynika z wysokiej masy wyrobów. Duży opór cieplny takich ścian sprawia, że spełniają one rolę bufora termicznego i niwelują skutki szybkich zmian temperatur na zewnątrz i wewnątrz budynków. Zimą szybko nagrzewane długo oddają ciepło, a latem przy dużym nasłonecznieniu nie reagują gwałtownie na wzrost temperatur na zewnątrz, lecz powoli je absorbują, by w chłodniejszych porach doby wolno je oddawać. Ta właściwość sprawia, że temperatura wewnątrz pomieszczeń utrzymywana jest na umiarkowanym, zdrowym dla organizmu poziomie.

Wysoka efektywność energetyczna (oszczędność energii i ochrona cieplna)

Składa się na nią kilka elementów: dobre właściwości oporu cieplnego, łatwość ocieplania, oszczędność w kosztach produkcji elementów murowych, budowania i eksploatacji wybudowanego obiektu. Produkcja silikatów jest ekologicznie neutralna w porównaniu z wieloma systemami energooszczędnymi, bo m.in. w reakcji egzotermicznej procesów hydratyzacji wapna wytwarzana jest część energii cieplnej wykorzystywana w procesie produkcyjnym.

Korzystne relacje paroprzepuszczalności

Wielkości przenikania pary wodnej w murze z silikatów uzależnione są od poziomu wilgotności względnej pomieszczeń. Przy jego wysokich wartościach paroprzepuszczalność jest duża, jednak znacznie słabnie przy ich obniżaniu. Taka właściwość jest korzystna dla warunków bytowych, bo mur silikatowy stabilizuje wilgotność w pomieszczeniach, dzięki temu w pomieszczeniach utrzymywany jest zwykle mikroklimat o najkorzystniejszym dla człowieka poziomie wilgotności ≈ 60% (warunki średnio wilgotne). Oznacza to, że wyroby silikatowe zapewniają optimum wilgotności dla wnętrz w całym budynku, gdyż wyrównują rżnice wilgotności między pomieszczeniami. Ponadto ściana z silikatów nie przepuszcza wilgoci z zewnątrz, a pełniąc jednocześnie rolę bufora termicznego, zachowuje w sobie zdolność kompensowania dokuczliwego gdzie indziej zjawiska kondensacji pary wodnej i powstawania na jej wewnętrznych powierzchniach stref zawilgoceń. Opornie chłonie wilgoć, przy czym równomiernie ją rozprowadza w swoich strukturach (co zapobiega jej miejscowemu kumulowaniu się), ale znacznie łatwiej wysycha. Wspomniane zdolności przenikania pary pozwalają usuwać wilgoć na zewnątrz ściany, co znacznie wpływa na zachowanie dobrego stanu budynku.

Świetna izolacyjność akustyczna

Przy ocenie ściany pod względem akustycznym ma zastosowanie prawo masy, według którego m.in. izolacyjność akustyczna przegrody jest wprost proporcjonalna do jej masy. Ściany z silikatów ze względu na dużą masę powierzchniową są przegrodami o wysokiej izolacyjności akustycznej, bardzo dobrze pochłaniają dźwięk i dzięki temu gwarantują ochronę przed hałasem.

Podłoże stanowiące dobrą przyczepność dla zapraw

Naturalna mineralna struktura piaskowo-wapienna silikatów zachowuje wszystkie korzystne właściwości adhezyjne typowe dla klejów i zapraw budowlanych tynkarskich i murarskich tradycyjnych i cienkowarstwowych, a także środków zabezpieczających powierzchnię ściany (gruntowników).

Wysoka ognioodporność

Silikaty są całkowicie niepalne, o najwyższej klasie reakcji na ogień – A1. Nośności (R), szczelności (E) i izolacyjności (I) ogniowe (REI) dla ścian silikatowych nieotynkowanych o grubościach 240 mm sięgają aż 240 min. W praktyce takie ściany stanowią skuteczną zaporę przeciwogniową. Z tych powodów silikaty stosowane są do wykonywania ścian przeciwpożarowych oraz ścian w obiektach o specjalnych wymaganiach. Badania odporności ogniowej dowiodły, że nawet w temperaturze 600ºC silikat się nie zwęgla i nie rozpada. Podczas pożaru struktury silikatów nie wydzielają żadnych szkodliwych substancji.

Duża powtarzalność i dokładność wymiarów

Zastosowanie systemu silikatów w projektowaniu, a później wykonywanie z ich udziałem ścian budynku w znaczny sposób wpływa na przyspieszenie oraz oszczędność kosztów realizacji inwestycji.

Higiena, zdrowie i ochrona środowiska

Silikaty należą do najzdrowszych i najbardziej ekologicznych materiałów budowlanych. Mają najniższe wskaźniki radioaktywności naturalnej spośród innych materiałów. Nie emitują substancji i gazów toksycznych. Są odporne na korozję biologiczną i chemiczną. Bakteriobójcze własności wapna i brak składników pochodzenia organicznego uniemożliwiają rozwój mikroorganizmów i grzybów, co podnosi zdrowotność budynku. Mur silikatowy wiąże też CO2 z powietrza ze względu na zachodzące w nim procesy karbonatyzacji, co dodatkowo zwiększa wytrzymałość silikatu. Odpady (gruz silikatowy) nie zagrażają środowisku naturalnemu i praktycznie można je ponownie kierować na linię produkcyjną. Sama produkcja silikatów sprzyja zachowaniu czystości środowiska. Zużycie energii pierwotnej przy produkcji takiej cegły wynosi zaledwie 250 kWh/Mg. Z tych względów materiały wapienno-piaskowe przy wszystkich swoich zaletach należą do najtańszych na rynku.

Bezpieczeństwo użytkowania

Ta cecha wynika z większości wcześniej wymienionych. Poprawnie wykonane z ich udziałem budowle gwarantują takie bezpieczeństwo. Ściany z silikatów stanowią dobre podłoże do mocowania zakotwień przenoszących podwyższone obciążenia.

Estetyka

Silikat nie stawia ograniczeń budowli: kształtu, wielkości, rodzaju pomieszczeń, tynków, fasad itp. Inwestor może dowolnie kształtować architekturę domu. Prawidłowe murowanie z silikatów pozwala wznosić ściany równe, o regularnym zarysie spoin i czystych powierzchniach. Do budowy można wykorzystywać elementy barwione, a także płytki, kształtki i cegły łupane otrzymywane w wyniku łupania zahartowanej w warunkach hydrotermalnych cegły silikatowej. Ich płaszczyzny powstałe po przełupaniu mają atrakcyjny wygląd imitujący fakturę naturalnych piaskowców. W konstrukcjach ścian licowych można stosować takie same techniki fugowania jak przy klinkierze.

Korzyści ekonomiczne

Rachunek ekonomiczny na korzyść silikatów można sporządzać niemalże na każdym etapie ich cyklu żywotności. Surowce są naturalne, ogólnodostępne. Koszty produkcji są relatywnie niższe niż przy innych wyrobach murowych. Murowanie nie wymaga stosowania drogich narzędzi. Elewacje silikatowe są trwałe i nie wymagają częstych i kosztownych konserwacji. Silikaty z rozbiórek łatwo poddać recyklingowi, a wszelkie odpady (gruz) nie stwarzają zagrożeń dla środowiska, a zatem nie wymagają dokonywania kosztownych utylizacji.

Na koniec należałoby zwrócić uwagę na wadę, która ma charakter wtórny. Cegły i bloczki silikatowe przed zabudowaniem są podatne na uszkodzenia mechaniczne. Pod wpływem punktowych uderzeń łatwo pękają i z tego względu należy unikać sytuacji, w których mogą zostać uszkodzone, gdyż wpływa to negatywnie na dokładność i prawidłowość wykonania przegrody.

Literatura

1. PN-EN 771-2:2006 „Wymagania dotyczące elementów murowych. Część 2: Elementy murowe silikatowe”.
2. C. Miedziałkowski, „Wyroby silikatowe nowoczesne, ekologiczne i ekonomiczne”, Materiały konferencyjne V Konferencji Naukowo-Technicznej Olsztyn–Łańsk 2002, Uniwersytet Warmińsko- Mazurski w Olsztynie.
3. A. Bociąga, J. Sieczkowski, „Projektowanie konstrukcji z silikatowych elementów murowych wg PN-B-03002:2007”, [w:] „Projektowanie budynków z silikatowych elementów murowych”, zeszyt 2, wyd. Grupa SILIKATY, Warszawa, październik 2008.
4. Materiały informacyjne firm: Grupa SILIKATY, Silikaty-Białystok, PPM Niemce SA, Xella Polska, Heidelberger Kalksandstein, Esk Building Products.

PAŹDZIERNIK 2010

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!