Гипсокартонът

Строителните плоскости на гипсова основа

През последните 35-40 години в световен мащаб с постоянно прогресиращи темпове в строителната индустрия навлизат строителните плоскости на гипсова основа. Началото на приложението им е свързано с технологията на строителството на къщи с дървена носеща конструкция. Както и необходимостта от осигуряване на пожарозащита и постигане на бързо и гъвкаво оформление на вътрешните архитектурни работи. Постепенно в годините приложението на така наречената суха технология на изграждане навлиза в много широк спектър от приложения в други видове строителни конструкции – монолитни, стоманобетонни, стоманени и от смесен тип. Особенно значение гипсокартона придобива и в решаването на инженерните задачи при проектиране и реализация на сгради с особенно голяма строителна височина и сеизмична устойчивост. На практика без тази строителна технология не биха били възможни много от съвременните строителни проекти.

Два вида плоскости на гипсова основа

По технологията си на производство строителните плоскости на гипсова основа се делят основно на два вида. Чрез пресоване на гипсовото ядро и без външен покривен слой и втория по-съвременен и разпространен вид са плоскостите с общо понятие гипскартон. При тях гипсовото ядро е затворено в специална многопластова хартиена или друга обвивка. Освен по технологията на производство двата основни вида строителни плоскости имат съществени други различия. Като механични показатели, област на приложение, начин на работа и най-вече химическия състав на гипсовото ядро.  Съвременното потребление е основно на гипскартонени плоскости с посока разширяване на специфични характеристики и област на приложение.

Ще направим най-общ преглед на различните видове гипскартонени плоскости. Да започнем с най-видимата част – хартията и нейното значение. Първо да отбележим, че цветовата маркировка, тоест цвета на хартията има основно опознавателна функция за сферата на приложение на плоскостта. Например стандартна (или обикновенна), влагоустойчива, пожарозащитна, акустична и т.н. Тоест сферата на приложение на плоскостта се определя основно от състава и характеристиките на гипсовото ядро. Обработката на хартията с нанасянето на различни материали и техологии е част от така наречените системни решения,които се явяват цел на крайния търсен резултат.

Ролята на хартията или по-скоро на картона, който е специално произведен многопластов от слоеве хартия е съществен компонент за качеството на плоскостта. От конструктивна гледна точка, касаеща самата плоскост, картонената обвивка се явява армировка на гипсовото ядро. И премахването й на практика води до механичното разрушаване на строителната плоскост. Ще поясним с два примера. Поведение на картонената обвивка при интервенция с вода и огън.

Необработената хартия

Необработената хартия по каквато и технология да е произведена при продължително въздействие и пряк контакт с вода неминуемо води до механично и химическо разпадане. Затова например говорим за тип влагоустойчив гипскартон а не за водоустойчив. Тук е важно да отбележим, че способноста на хартията дифузно и двупосочно да пропуска към и от гипсовото ядро на водни пари, дори и вода, но в обеми лимитирани от гипсовото ядро. Когато надхвърлим възможността на гипсовата сърцевина да поеме влагата започва преовлажняване на хартията. И при траен процес се стига или до отлепване на картона от гипсовата сърцевина и до разпад на хартията. Това само по себе си е пълно разрушаване на строителната плоскост. От своя страна огъня води до запалване на хартията едва в момента, когато бъде ликвидирана така наречена парна бариера по аналог с дървесината.

Тоест дори при интервенция с открит огън първо като ефект от нагряването следва процес на интензивно изпаряване на акумулираната влажност в обемното съдържание на гипсовото ядро на нагряваната плоскост. Това води до ефекта на парната бариера непосрествено в контактната зона. И едва след ликвидирането на тази бариера започва самото горене на хартията, което по същество е интензивен окислителен процес. Гипсовото ядро само по себе си е негорим материал. И двата примера имат за цел да демонстрират, че необработената хартия сама по себе си не може да даде основното приложение на конкретната плоскост.

Това далеч не означава, че качеството на картона при производството на гипскартонени плоскости не е съществено важно. Или се измерва само с външните си осезаеми белези като гладкост например. Без да навлизаме прекалено в темата само ще споделим няколко факта, а изводите ще оставим на Вас. Ако марките производители на гипскартон са десетки, производителите на многопластов картон за нуждите на производство на гипскартон са единици. Всеки производител на гипскартон сам за себе си определя параметрите на картона за своето производство. Това е така защото станадртизацията и класифицирането касае крайния продукт тоест гипскартонената плоча. А това само по себе си зависи от много други свързани фактори както ще видим нататък.

Значението на хартията

Друг интересен факт свързан със значението на хартията е например нейното относително тегло в себестойноста при производствените разходи. При по-малко от една десета тегловно участие при стандартана плоча като парична стойност за хартията е една трета от общия обем на разходите за производство. Без да правим генерални изводи веднага можем да забележим, че избора на картон  и най вече компромисите с неговото качество с цел постигане по-ниска себестойност на крайния продукт е сериозен финасов източник за някои производители на гипскартон.

Гипсово ядро. Това е основния компонент и от неговото съдържание се определят сферите на приложение и експлоатационните качества. Както и дълготрайност на крайния продукт – строителната плоскост гипскартон. Тази тема е доста широка и затова ще акцентираме върху най-важните моменти. Да отбележим, че оттук нататък ще говорим основно за гипсово ядро, а не за фиксирано химично съединение. Най-важното което трябва да се запомни е, че гипсовото ядро в гипскартона е комплекс от химични гипсови съединения. Те са неактивни към водно въздействие тоест независимо дали са подложени на въздействие на водни пари или вода не произтича или не трябва да следва химична реакция.

Ако в гипсовото ядро има химични съединения, които се променят по този признак те водят до сериозни промени в експлоатационните качества на гипскартона. Ще посочим подходящите възможни изходни суровини за производство на гипсово ядро за гипскартон. Най- наложените в производствената практика са три като реда на изброяване не е задължително да е еквивалентен към този момент на обема на световното производство. Ще започнем с рециклирания гипскартон. На практика основните два компонента – хартия и гипсово ядро са напълно и многократно рециклируеми. Това е съществено екологично предимство в съвременния свят. Техологиите са различни, но основно се свежда до смилане и сепариране на гипскартонени отпадъци и вторичната им преработка в хартия и гипсово ядро.

Изгарянето на лигнитни въглища

Следващата изходна суровина е от сероочистващите инсталации на топлоектрическите централи работещи с изгарянето на лигнитни въглища. Ясно е, че при тази суровина, която се явява вторична от предхождащи химични процеси зависи най-вече от състава на въглищата. Както и химичните съединения след изгарянето им и последващата сероочистка. В този случай винаги са налице палитра от химични съединения. Както и задачата на производителя да намали или ограничи обемното съдържание на нежеланите компоненти в крайната маса. Третата суровина е така наречения природен или кристален гипс, който се добива от естествено образувани природни находища. И в този случай всяко конкретно природно находище се различава от другите и по структурата на кристалите и по химичните примеси. Качественото гипсово ядро се характеризира с максималния обем несвързана вода. Тоест количество влага което може да абсорбира в единица обем без промяна на химичния си състав. За общ ориентир ще посочим, че това може да е една трета.

Тоест на 10 кг обем гипсово ядро може да абсорбира 3кг несвързана вода. От беглия преглед до тук можем да обобщим, че самото производство на гипскартонени плоскости не е сложен процес. Но подбора на суровините, логистиката на материалите и готовата продукция и постоянството на техническите и химическите параметри в комбинация с постигане конкурентноспособна себестойност не е никак лесна задача. На нашия пазар вече е налице достатъчно конкурентно предлагане и разнообразие от марки в относително съизмерим ценови диапазон. За клиента обаче гореизброените факти са трудно установими на пазара. Затова избора на строителни плоскости от гипскартон не е достатъчно да се свежда само до ценоопределящата тежест на избора.

Как се променят функционалните области на приложение на гипскартона.

Да започнем със стандартния (обикновен) гипскартон. Това е най-масовата строителна плоскост с гипсова сърцевина. В преобладаващата си част клиентите правят избора си основно по ценови критерии. За съжаление не са малко случаи в практиката, където за пореден път е доказано, че подобен избор може да се окаже силно неудачен. Няма да се опитваме да бъдем максимално изчерпателни за възможните недостатъци. А вместо това ще посочим какво трябва максимално да покрие като критерии една стандартна плоча гипскартон.

На първо място това са физически измеряемите параметри. А именно – широчина и дебелина на плочата с минимален толеранс на отклонение, симетричност на надлъжните кантове. Това правило е просто, но трябва да е валидно за различни партиди на доставка. Отклоненията по този показател са стрували скъпо и коствали сериозни усилия при монтажа на тези, които са го изпитали. Обемно тегло – тук дълбоко невярно е, че качеството зависи от теглото. Нека припомним, че едно от основните експлоатационни качества на гипскартона е, че той е естествен регулатор на влажноста, поради свойството му да акумулира и отдава несвързана вода в обема си. Наличието на примеси, които реагират с вода могат силно да променят експлоатационните качества във времето в негативна посока.

Влагоустойчивост на гипсовото ядро

Постигането на повишена влагоустойчивост на гипсовото ядро се реализира чрез добавяне в производствения процес на емулсии. Тези емулсии ограничават базовата възможност на суровината да абсорбира несвързана вода. Обратно при производството на пожароустойчиви плоскости е нужно да се увеличи способноста за абсорбиране на влага. Благодарение на което се завишава времето на действие на парната бариера при нагряване и момента на достигане на условия на запалване на хартията. Това става най-общо чрез добавяне на стъклени фибри в гипсовото ядро. Те водят до ефект на разделяне на общия гипсов обем на много на брой малки обемни единици.

По този начин се забавя процеса на предаване на топлина от обем на обем и изпаряване на несвързаната вода. Аналогично при създаването на гипсови плоскости със специално приложение като например с повишена звукопоглъщаща способност, с повишена твърдост или здравина, за акустична обработка, за повишена радиационна защита а дори и строителните плоскости на гипсова основа за външно приложение или интензивно натоварени мокри помещения и други се постигат чрез придаване на специфични характеристики на гипсовото ядро според нуждите на сферата на приложение. Това е дълъг изпитателен процес. Той е във възможностите на ограничен брой производители на фона на иначе немалкия брой такива за така наречените стандартни и масово потребяеми плоскости гипскартон.

Кратък обзор

В края на този кратък обзор е важно да се отбележе, че съвременното производство на гипскартон далеч не се изчерпва само с трите най-разпространени видове – стандартен, влагоустойчив и пожароустойчив. Наличните вече на пазара разновидности позволяват индувидуално решение за всеки детайл на един съвременен проект. Например стена преграждаща спалня и дневна. Както и спалня и коридор могат да се реализират с различни видове гипскартон за постигане на максимално ефективни експлоатационни параметри. Само правилния избор на гипскартона обаче далеч не изчерпва задачата.

Затова в сухото строителство е важно системното решение, което съдържа и други много важни компоненти като профили, крепежи, аксесоари, изолационни или звукопоглъщащи материали, детайли за свързване в контактни зони, инсталационни работи и т.н. Тоест гипскартона е съществена и видима част на едно системно решение, но неправилния подбор на останалите компоненти могат да компрометират правилния избор на самите строителни плоскости. Затова е важно всеки конкретен проект да се оценява сам за себе си и функционалните критерии които се търсят за постигане, а не да се подхожда по масово унифицирани практики. Вариантноста за постигане на зададени параметри в сухото строителство често изненадва с крайните си финансови резултати ако се подхожда с познание и опит.