Płyty włókno-cementowe jako okładziny wewnętrzne

Wyroby budowlane z włókno-cementu, nazywane także celulozowo-cementowymi, stosowane są w budownictwie już od ponad 100 lat. Ich pomysłodawcą był czeski inżynier Ludwik Hatschek, który w 1900 r. opracował i opatentował technologię produkcji lekkiej, wytrzymałej, trwałej i niepalnej płyty azbestowo-cementowej, nazwanej eternitem [1, 2]. Płyta eternitowa stała się jednym z najbardziej popularnych pokryć dachowych XX w., aż do momentu stwierdzenia szkodliwości azbestu.

W rezultacie działań wielu międzynarodowych i krajowych stowarzyszeń medycznych oraz organów i instytucji administracyjnych zaprzestano od kilkunastu lat produkcji tych materiałów i rozpoczęto ich stopniowe wycofywanie z użytkowania, zaś niebezpieczny dla zdrowia składnik zastąpiono bezpiecznymi włóknami, głównie celulozowymi [1, 2].

Współcześnie płyty włókno-cementowe są wyrobem budowlanym wytwarzanym z czystych i nieszkodliwych surowców. Składają się w ok. 50-70% z cementu. Pozostałą część składników stanowią różnego rodzaju włókna mineralne (najczęściej celuloza) oraz wypełniacze (np. mączka wapienna).

Płyty takie nie zawierają azbestu ani innych składników szkodliwych dla zdrowia. Są trwałe i charakteryzują się dużą wytrzymałością na zginanie, odpornością na wilgoć i korozję biologiczną [1-3].

Płyty włókno-cementowe można stosować na okładziny wewnętrzne w miejscach narażonych na działanie pary wodnej i wody, np. w łazienkach, saunach, basenach czy salonach spa itp.

Badania płyt włókno-cementowych

W TABELI 1 (Zestawienie badanych płyt okładzinowych wewnętrznych) zestawiono dane badanych płyt stosowanych jako okładziny wewnętrzne.

W zakresie właściwości fizycznych wyznaczano wilgotność masową wm oraz nasiąkliwość nw. Wilgotność masową wm określono z wykorzystaniem metody suszarkowo-wagowej zgodnie z pracami J. Karysia, K. Zwierzyńskiego [4], Z. Matkowskiego, A. Pawlonki [5] oraz J. Hoły, Z. Matkowskiego [6].

Z każdego typu płyt pobierano po 3 próbki, które ważono, a następnie suszono w temp. 105ºC do stałej masy, po czym wyznaczano wilgotność masową wyrażoną w procentach według wzoru:

gdzie:

m_w - masa próbki o aktualnej wilgotności [g],

m_s - masa próbki wysuszonej w 105ºC [g].

Badania nasiąkliwości prowadzono na płytach przechowywanych w wodzie przez 1 godz., 2 godz., 3 godz., 24 godz. oraz przez 4 dni. Wilgotność masową określano natomiast dla próbek płyt w stanie powietrznosuchym przechowywanych do momentu badania w warunkach laboratoryjnych.

Nasiąkliwość n_w określono zgodnie z pracami J. Karysia, K. Zwierzyńskiego [4], Z. Matkowskiego, A. Pawlonki [5] oraz J. Hoły, Z. Matkowskiego [6], według wzoru:

gdzie:

m_n - masa próbki nasyconej wodą [g],

m_s - masa próbki wysuszonej w 105ºC [g].

Wytrzymałość na zginanie (trójpunktowe) określono w odniesieniu do płyt w stanie powietrznosuchym i płyt przechowywanych w wodzie przez 1 godz., 2 godz., 3 godz., 24 godz. oraz przez 4 dni, na próbkach kwadratowych o wymiarach 250×250 mm, zgodnie z normą PN-EN 12467­ 03:2013­ 03 [3].

Każdą badaną próbkę umieszczano spodnią stroną na podporach i obciążano centralnie belką obciążeniową. Obciążano ją w taki sposób, aby jej zniszczenie nastąpiło między 10 a 30 s badania.

Prędkość badania maszyny wytrzymałościowej wynosiła 50 mm/min.

Wytrzymałość na zginanie MOR [MPa] w odniesieniu do każdego kierunku określano według wzoru:

gdzie:

F - siła niszcząca [N],

l_s - rozstaw podpór [mm],

b - szerokość badanej próbki [mm],

e - średnia grubość [mm].

Wytrzymałość na zginanie płyty była średnią arytmetyczną z dwóch kierunków zginania.

Wyniki badań wilgotności i nasiąkliwości

W TABELI 2 (Zestawienie wyników badań nasiąkliwości i wilgotności badanych płyt) przedstawiono uśrednione wyniki badań wilgotności masowej wm oraz nasiąkliwości nw.

Na RYS. 1 (Wilgotność masowa wm badanych płyt) przedstawiono wyznaczone wartości wilgotności masowej wm wszystkich badanych płyt, a na RYS. 2 (Przyrost nasiąkliwości nw w funkcji czasu badanych płyt) pokazano zmianę (przyrost) nasiąkliwości nw płyt w funkcji czasu przechowywania w wodzie.

Z analizy danych zawartych w TABELI 2 oraz na RYS. 1 wynika, że najniższą wilgotnością masową wm ma płyta celulozowo-cementowa A, natomiast najwyższą płyta gipsowo-kartonowa wodoodporna D.

Na RYS. 2 widać, że najniższą nasiąkliwością w stanie pełnego nasycenia wodą charakteryzuje się płyta celulozowo-cementowa A.

Najwyższą nasiąkliwość zaobserwowano w płycie gipsowo-kartonowej D.

Nasiąkliwość płyty celulozowo-cementowej wewnętrznej A jest ponad 4 razy niższa od płyty gipsowo-kartonowej wodoodpornej D. Porównania takiego dokonano celowo, gdyż płyty gipsowo-kartonowe są obecnie najczęściej stosowanym na rynku budowlanym materiałem na okładziny wewnętrzne.

Wyniki badań wytrzymałości na zginanie

W TABELI 3 (Zestawienie wyników badań wytrzymałości na zginanie badanych płyt) przedstawiono uśrednione wyniki badań wytrzymałości na zginanie płyt MOR przeprowadzonych zgodnie normą PN-EN 12467:2013-03 [3].

Na RYS. 3 (Średnia wytrzymałość ma zginanie MOR badanych płyt w stanie powietrzno-suchym) zamieszczono wyniki badań wytrzymałości na zginanie płyt będących w stanie powietrznosuchym w chwili badania.

Z danych przedstawionych w TABELI 3 oraz na RYS. 3 można wywnioskować, że najwyższą wytrzymałością na zginanie w stanie powietrznosuchym charakteryzuje się płyta włókno-cementowa A.

Najniższą wytrzymałość ma natomiast płyta gipsowo-kartonowa wodoodporna D.

Najbardziej stabilne podczas przebywania w wodzie okazują się płyty drewnopochodne F, w przypadku których spadek wytrzymałości jest niewielki.

Na RYS. 4 (Zmiana wytrzymałości ma zginanie MOR badanych płyt w funkcji czasu przechowywania wodzie) pokazano spadek wytrzymałości na zginanie wraz z czasem przechowywania badanych płyt w wodzie.

Po 4 dniach przechowywania w wodzie spadek wytrzymałości na zginanie płyt gipsowo-kartonowej na skutek zawilgocenia jest prawie 4-krotny, podczas gdy w tym samym czasie w płycie włókno-cementowej zauważa się tylko 2-krotny spadek wytrzymałości.

Podsumowanie

W artykule zawarto wyniki badań podstawowych właściwości fizycznych i mechanicznych płyt włókno-cementowych oraz innych płyt dostępnych na rynku polskim stosowanych jako okładziny wewnętrzne.

Z analizy przedstawionych danych wynika, że spośród badanych płyt produkty włókno-cementowe charakteryzują się najniższą wilgotnością masową wm oraz nasiąkliwością w stanie pełnego nasycenia wodą.

Płyty te w badaniach wykazały najwyższą średnią wytrzymałość na zginanie. W przypadku tych materiałów zaobserwowano także najniższy, bo ok. dwukrotny spadek wytrzymałości na zginanie z uwagi na wzrost zawilgocenia do stanu pełnego nasycenia wodą. Największy, niemal 4-krotny spadek wytrzymałości na zginanie z powodu zawilgocenia stwierdzono w płytach gipsowo-kartonowych wodoodpornych, które charakteryzowały się najwyższą nasiąkliwością.

Stosowanie płyt cementowych, a szczególnie płyt włókno-cementowych jest bardziej wskazane do wykonywania okładzin wewnętrznych w miejscach narażonych na działanie pary wodnej i wody.

Jest to istotne w przypadku pomieszczeń narażonych na znaczne zawilgocenie, takich jak np. baseny, spa, a także łazienki, sauny itp.

Istotne jest również, że w razie wystąpienia awarii i zawilgocenia płyty te nadal będą w stanie przenosić obciążenia wynikające zarówno z ciężaru samej płyty, jak i elementów do niej przymocowanych, np. płytek ceramicznych.

Literatura

1. Strona internetowa: http://www.cembrit.com.
2. Strona internetowa: http://www.euronit.de.
3. PN-EN 12467-03:2013-03, "Płyty płaskie włóknisto-cementowe. Charakterystyka wyrobu i metody badań".
4. J. Karyś, K. Zwierzyński, "Pomiar wilgotności przegród budowlanych metodami elektrycznymi - wybrane problemy", V Warsztaty Rzeczoznawcy Mykologiczno-Budowlanego, PSMB, Wrocław 2006.
5. Z. Matkowski, A. Pawlonka, "Analiza nieniszczących metod badania wilgotności betonu", [praca doktorska], Politechnika Wrocławska, Wrocław 1982.
6. J. Hoła, Z. Matkowski, "Wybrane problemy dotyczące zabezpieczeń przeciwwilgociowych ścian w istniejących obiektach murowanych", "Awarie budowlane: zapobieganie, diagnostyka, naprawy, rekonstrukcje", XXIV Konferencja naukowo-techniczna, Szczecin-Międzyzdroje, Wydawnictwo Uczelniane Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego, Szczecin 2009, s. 73–92.
7. T. Gorzelańczyk, K. Schabowicz, "Non-Destructive Testing of Moisture in Cellulose Fiber Cement Boards", 11thEuropean Conference on Non-Destructive Testing (ECNDT), Prague 2014.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!