Domy z keramzytu

Keramzyt - historia przypadkowego odkrycia
Historia keramzytu to historia przypadkowego odkrycia, które wkrótce okazało się prawdziwym przebojem rynkowym. W 1913 roku w cegielni N.T. Hayde'a w USA nastąpiła awaria spowodowana zbyt wysoką temperaturą wewnątrz pieca. Niesolidny palacz dosypał zbyt dużo miału węglowego i... zasnął. Kiedy obudził się spostrzegł, że zamiast pięknie wypalonej, czerwonej cegły w piecu znajduje się nieforemna, brunatna masa. Przestraszony zaczął rozbijać ją młotem. Odłupywane kawałki były nadspodziewanie twarde, a jednocześnie bardzo lekkie. Pragmatyczny właściciel cegielni, działając w myśl zasady, że "każdą wadę można podnieść do rangi waloru" wpadł na pomysł opatentowania sposobu wytwarzania spęczniałych grud gliniastych. Uzyskał on patent nr 1255878 na wypalanie lekkiego kruszywa, które nazwał haydit (od swojego nazwiska).
Keramzyt to lekkie kruszywo ceramiczne, które otrzymuje się przez wypalenie w wysokiej temperaturze (ok. 1200 st. C) mieszaniny gliny i łupków. Dzięki porowatej strukturze jest dobrym izolatorem ciepła – w pustych porach znajduje się powietrze, czyli jeden z najlepszych izolatorów cieplnych. Dlatego można wznosić z keramzytu także ściany jednowarstwowe, tak popularne od kilku lat wśród polskich inwestorów. Może też być stosowany do płyt dachowych, elementów stropowych, a nawet bloczków fundamentowych, jako zasypka izolacyjna na ocieplenie stropów, ścian i posadzek, jako podłoże do upraw bezglebowych, do pokrycia gruntów wokół krzewów i rabatów kwiatowych, do oczyszczalni ścieków i drenażu oraz w geotechnice i radiestezji. Takiego szerokiego zakresu zastosowania (od fundamentów do dachu, od bryły domu do ogrodu) nie ma żaden inny materiał budowlany – pod względem uniwersalności keramzyt jest numerem 1. Keramzyt to również swoboda wyboru technologii – tradycyjnej (wówczas dom stawiamy z pustaków, czyli elementów małogabarytowych) oraz prefabrykowanej (dom stawiany z elementów wielkogabarytowych, przygotowanych wcześniej w fabryce). Który z nich wybrać? Jakie są plusy i minusy poszczególnych technologii? Z jakich elementów składają się systemy?

Dlaczego keramzyt?
Najpierw jednak kwestia najważniejsza - dlaczego ten, a nie inny materiał, przecież w Polsce wciąż mało wznosi się domów z keramzytu. A przecież jest on chemicznie obojętny, bezwonny, odporny na wilgoć, działanie pleśni, grzybów, owadów i gryzoni. Promieniotwórczość naturalną ma niższą niż inne wyroby ceramiczne. Jest ognioodporny - nawet przy 1100°C właściwości materiału pozostają nie zmienione - a dzięki otwartej konstrukcji i stosunkowo dużym rozmiarom porów kruszywa, ujemne temperatury nie obniżają jego mrozoodporności. Małej gęstości pozornej zawdzięcza bardzo dobre właściwości termoizolacyjne i termoakumulacyjne. Dzięki dużej bezwładności cieplnej płynnie reguluje temperaturę wewnątrz pomieszczeń. To dobry materiał dla tych, którzy mają zaufanie do nowoczesnej tradycji - opartej o wypróbowane od setek lat i wciąż odoskonalane wyroby ceramiczne.

Technologie tradycyjne
Zacznijmy do najbardziej rozpowszechnionych technologii - małogabarytowej. Keramzytobetonowe pustaki oferowane są często w systemie, obejmującym niemal wszystkie konieczne elementy domu, w tym: do ścian zewnętrznych (bloczki fundamentowe, pustaki wieńcowe, stropowe, uzupełniające takie jak różnego rodzaju kształtki narożne, do ocieplania wieńców, nadprożowe, kominowe) oraz do ścian wewnętrznych, a także odpowiednia zaprawa. Korzyści z wyboru takiego systemu są różnorodne: możliwość uzyskania znacznego upustu cenowego, jednolity materiał niemal całego domu, a w efekcie możliwość zapobiegania mostków cieplnych (przez stosowanie idealnie pasujących np. kształtek narożnych), uzyskanie takich samych parametrów wilgotnościowych, odporności na pleśń. Wszystkie połączenia elementów wykonuje się na miejscu budowy i dlatego w tej technologii tak ważna jest ekipa i wykonanie. W technologii prefabrykowanej elementy są wykonywane w fabryce, czyli w warunkach sprzyjających precyzji i pod ścisłą kontrolą .

Fundamenty
Jeszcze do niedawna ściany fundamentowe zgodnie z prawem można było wznosić jedynie z kamienia, cegły pełnej czy betonu ze względu na ich bardzo dobre parametry nasiąkliwości i w związku z tym odporność na ewentualne błędy w wykonaniu izolacji pionowej (zabezpieczenie przed wodą opadową) oraz izolacji poziomej (zabezpieczenie przed wilgocią z gruntu). Obecnie dopuszcza się m.in. keramzytobeton, beton komórkowy i inne wyroby ceramiczne. Jednak są to rozwiązania niepopularne z dwóch względów. Po pierwsze, należy w tym wypadku wykonać niezwykle starannie, wręcz perfekcyjnie izolację fundamentów, których koszt może być dość wysoki. Po drugie, wciąż trudno znaleźć fachowców, którzy naprawdę to potrafią – najlepiej zatrudnić fachowców rekomendowanych przez producenta. Warto wiedzieć, że zawilgocony keramzyt, podobnie jak np. beton komórkowy czy silikaty, traci swe właściwości izolacyjne, a zamarzająca woda w porach może zniszczyć fundament. Przykładowy bloczek fundamentowy ma wymiary 38x24x12 cm i murujemy go na pełną spoinę. Ścianę fundamentową należy zaizolować przeciwwilgociowo (lub przeciwwodnie przy wysokim poziomie wód gruntowych) od zewnątrz oraz wykonać izolację poziomą w styku spodu ściany i wierzchu fundamentu. Używa się do tego folii hydroizolacyjnych (z polichlorku winylu, polietylenu) lub płynnych pap (np. masy asfaltowe, dyspersje akrylowe, emulsje silikonowe i inne). Wszystkie prace muszą zostać wyjątkowo dobrze i skrupulatnie wykonane oraz – rzecz oczywista – powinny być zgodne z opisem w projekcie, z którego dowiemy się m.in. jakiego materiału izolacyjnego użyć, ile warstw ułożyć. Jednak uwaga! Gdy mamy tzw. projekt gotowy, kupiony np. z katalogu, uwzględnione w nim będą na ogół bardzo korzystne warunki gruntowo-wodne. Dlatego zawsze warto zamówić adaptację fundamentów do określonych warunków lokalnych. Jeśli obawiamy się o jakość pracy, wybierzmy lepiej na fundament monolityczne płyty betonowe lub bloczki betonowe. Z tych materiałów najczęściej w Polsce stawia się fundamenty. Izolację cieplną dwuwarstwowych ścian piwnic układa się od strony zewnętrznej. Ociepla się styropianem (np. odmiana FS20) lub polistyrenem ekstrudowanym o odpowiedniej twardości, tak aby nie uległa uszkodzeniu przez grunt. Rzadziej stosuje się pianki poliuretanowe czy twarde płyty z wełny mineralnej i szklanej. Jednak do ocieplenia fundamentów z keramzytu można użyć... keramzytu i to luzem (granulki) lub keramzytobetonu. Keramzyt luzem powinien stanowić warstwę gr. ok. 20 cm, a keramzytobeton ok. 45 cm.

Drenaż
Ma za zadanie chronić piwnice i fundamenty przed zalaniem i zawilgoceniem – obniża poziom wód gruntowych, odprowadza wodę deszczową. Instalacja drenażowa składa się z: rur drenarskich, studzienek kontrolnych, obsypki filtracyjnej, materiału drenującego, warstwy filtracyjnej. Keramzyt ma zastosowanie w obsypce filtracyjnej, w której znajdują się rury drenarskie. Zapewnia szybki dopływ wody do drenażu, dzięki czemu fundament nie jest narażony na jej długotrwałe działanie. Zatrzymuje również różne elementy niesione przez wodę, zabezpieczając tym samym drożność rur drenarskich. Oprócz keramzytu można stosować również żwir. Frakcja obu materiałów powinna wynosić 10-20 mm.

Podłoga na gruncie
Obecnie w Polsce najczęściej buduje się domy niepodpiwniczone z podłogą na gruncie. Aby nie była zimna, należy ją właściwie ocieplić. Materiałem temoizolacyjnym w tym przypadku może być styropian, wełna mineralna oraz keramzyt. Warstwie termoizolacyjnej towarzyszy izolacja przeciwwilgociowa z papy lub folii. Keramzyt ma tutaj zastosowanie aż w trzech formach: luzem, w workach oraz jako pustaki. W pierwszym przypadku należy kupić granulat lekki (maks. 500 kg/m3) – im lżejszy, tym lepsze właściwości termoizolacyjne. Oznacza to, że nie każde kruszywo keramzytowe nadaje się do termoizolacji! Kruszywo układa się ubijając ręcznie lub mechanicznie. Keramzyt układany w workach to jedna z najszybszych izolacji termicznych, ale niestety, zarazem o niewielkiej skuteczności. Worki z kruszywem układa się po prostu jeden obok drugiego (worki należy przeciąć, by nie zatrzymywały powietrza), a szczeliny pomiędzy nimi zasypuje się dodatkowo luźnym keramzytem. Taką izolację można zastosować w pomieszczeniach, gdzie nie zależy nam na utrzymaniu komfortowej temperatury (np. garaż). Natomiast bloczki keramzytobetonowe muszą mieć grubość co najmniej 60 cm. Układa się je obok siebie bez stosowania zaprawy łączącej.

Ściany zewnętrzne
Również pod tym względem keramzyt charakteryzuje się uniwersalnością. Można z niego wykonać wszytkie rodzaje ścian:

» jednowarstwowe – np. z pustaków o szer. 36, 5 cm lub 38 cm,
» dwuwarstwowe - z pustaków o szer. 24 cm + min 6 cm wełny mineralnej,
» trójwarstwowe - z pustaków o szer. 24,0 cm + min 4 cm wełny mineralnej + min. 3 cm pustki powietrznej + warstwa elewacyjna z pustaka o szer. 11,5 cm.

Pierwszą warstwę pustaków układa się na pełną spoinę poziomą w celu dokładnego wypoziomowania. Następne warstwy można murować na dwa sposoby, stosując poziome spoiny pasmowe wykonane przy użyciu skrzynki, zastępującej tradycyjną kielnię lub na pełną spoinę poziomą z zaprawą ciepłochronną (stosowanie zaprawy ciepłochronnej uzasadnione jest tylko w przypadku ścian jednowarstwowych). Nie należy wykonywać spoiny pionowej, lecz łączyć pustaki na pióro-wpust. Zaprawę spoiny poziomej najlepiej nakładać w dwóch paskach rozdzielonych pustką powietrzną, co zapewnia izolacyjność termiczną samej spoiny. W co drugiej spoinie poziomej w niektórych systemach układa się systemowe zbrojenie. Należy zwrócić szczególną uwagę na narożniki ścian, otwory okienne, nadproża i w tych miejscach stosować zbrojenie dodatkowe. W niektórych systemach do ścian zewnętrznych wmurowujemy kotwy, ułatwiające łączenie ścian wewnętrznych. Po wymurowaniu dwóch pierwszych warstw pustaków w ścianach zewnętrznych kondygnacji przyziema (na wysokości ok. 45 cm), należy wykonać izolację poziomą z folii, aby zapobiec zawilgoceniu murów wodą. W związku z tym, że najpierw ustawia się pustaki na narożnikach, a następnie pomiędzy tymi narożnikami ustawia się pustaki, zachodzi konieczność docinania pustaków. Po stronie dociętej nie ma możliwości łączenia na pióro-wpust, pustak należy zatem dociąć tak, aby w szczelinę pomiędzy pustakami można było nałożyć warstwę zaprawy lub niepęczniejącej pianki polieratunowej. Docinamy je zwykłą piłą.

Ściany wewnętrzne
Wśród nich wyróżniamy działowe i konstrukcyjne. Ściany konstrukcyjne muruje się np. z pustaków 24 cm, a ściany działowe z pustaków 11,5, 10 lub 7,5 cm. Łączy się je na pełną spoinę poziomą zaprawą. Pierwszą warstwę układamy na zaprawie cementowej. Nie powinno się ich murować na styk ze stropem, ale należy pozostawić szczelinę ok. 10 mm i wypełnić ją pianką montażową. W ten sposób uchronimy ściany działowe przed uszkodzeniem w przypadku ugięcia stropu. Używamy zwykłej zaprawy.

Nadproża
Nadproża np. w systemie Optiroc Blok produkowane są w trzech rodzajach, w zależności od sposobu ich obciążenia po wbudowaniu. Minimalne oparcie nadproży w ścianie powinno wynosić 25 cm, lecz nie więcej niż 35 cm. Nadproża zbrojone są w sposób umożliwiający docinanie ich na dowolną długość. Generalnie wykonujemy je w kształtkach U. Pomiędzy krawędziamy otworów przygotowujemy podparty od dołu szalunek, na którym ustawiamy kształtki U. Umieszczamy w nich zbrojenie i warstwę izolacyjną od strony zewnętrznej. Całość zalewamy betonem.

Stropy
W systemie Optiroc Blok stosowany jest popularny strop gęstożebrowy belkowo-pustakowy. Wykonywany jest z kratownicowych belek typu Teriva Nova/KJ, pustaków keramzytobetonowych oraz betonu towarowego B20 wylewanego na budowie. Wszelkie etapy prac: zbrojenie wieńca, stemplowanie i montaż belek oraz pustaków, wykonanie żeber wzmacniających i rozdzielczych, betonowanie a następnie rozszalowanie stropu należy realizować zgodnie z dokumentacją techniczną oraz zasadami sztuki budowlanej – strop jest bowiem miejscem szczególnie mocno narażonym na daleko idące konsekwencje niewłaściwego wykonania. W trakcie betonowania należy bezwzględnie stosować podpory montażowe. Skrajne podpory zdejmujemy po uzyskaniu przez beton pełnej wytrzymałości.

Bloki warstwowe
Oprócz zwykłych bloczków i pustaków produkowane są też bardzo ciepłe bloczki keramzytobetonowe z wkładkami ze styropianu. Przykładowo bloczki o gr. 42 cm stosuje się w częściach nadziemnych budynków do wznoszenia ścian zewnętrznych jednowarstwowych bez docieplenia nośnych i osłonowych, a o grubości 25 cm nadają się do ścian zewnętrznych jednowarstwowych budynków letniskowych czy garaży. Jeszcze cieńsze o gr. 10 cm zalecane są do ocieplania istniejących ścian zewnętrznych, można stosować jako obmurówkę wieńców obwodowych w poziomie stropów, można wykorzystać przy wznoszeniu ścian zewnętrznych jako jeden z elementów ściany warstwowej.

Prefabrykaty
W przypadku keramzytobetonowych prefabrykatów (czyli wielkowymiarowych elementów ściennych) możemy kupić projekt, który od razu przygotowany jest do tego typu realizacji lub też niemal jakikolwiek inny projekt, przygotowany do realizacji w technologiach tradycyjnych (nazwijmy je małowymiarowymi). W tym drugim przypadku schemat postępowania jest następujący:
» po zawarciu umowy i otrzymaniu planów architektonicznych, elektrycznych, grzewczych, kanalizacyjnych firma budująca domy z prefabrykatów przystępuje do przystosowania projektu do opisywanej technologii, co oznacza zaprojektowanie odpowiednich wielkoformatowych elementów do konkretnego domu. Trwa to kilka dni.
» klient sprawdza plany elementów, oczywiście korzystając z pomocy wykwalifikowanych pracowników firmy. Na tym etapie jest możliwe naniesienie zmian w projekcie, tak aby spełniał on wszystkie oczekiwania przyszłych mieszkańców. Po akceptacji projekt kierowany jest do produkcji.
» w zakładzie powstają wszystkie elementy wielkoformatowe: ściany zewnętrzne (wraz z otworami okiennymi, drzwiowymi), wewnętrzne, stropy oraz wszystkie elementy ułatwiające montaż (zintegrowana z elementem ściennym obudowa wieńca. zintegrowane nadproża, pręty ze stali nierdzewnej do łączenia warstwy elewacji itd.). Jakość wszystkich elementów szczegółowo badana jest w fabryce
» przed dowiezieniem elementów na plac budowy należy sprawdzić warunki dojazdu (samochód z elementami jest bardzo ciężki i np. podmokła łąka może znacznie utrudnić dowóz materiału), miejsce do ustawienia dźwigu oraz prawidłowość wcześniej wykonanej płyty fundamentowej.
» montaż domu przez wyspecjalizowaną ekipę (to konieczne!) i osiągnięcie stanu surowego to zaledwie kilka dni.

Elementy prefabrykowane
W technologii tradycyjnej ekipa musi znać się nie tylko na murowaniu (łączeniu) pustaków czy bloczków, ale także na wykonaniu wielu dodatkowych elementów, w tym tak newralgicznych dla konstrukcji i powstawaniu mostków cieplnych jak nadproża czy wieniec. W technologii prefabrykowanej problem ten znika na tyle, że aż trudno jest mówić o jakiś poszczególnych elementach prócz dużych formatów. Ściany zewnętrzne wykonywane są np. w grubościach 120 mm, 150 mm, 175 mm, 200 mm, 240 mm, wysokość tych elementów zależna jest od indywidualnego projektu. Długość ścian wynika z podziału na prefabrykaty, każde łączenie ścian jest wykonane w miejscu, gdzie znajduje się element poprzeczny. W ścianach mogą być zaprojektowane otwory okienne w każdej formie geometrycznej. W ścianach zewnętrznych stosowana jest zintegrowana z elementem ściennym obudowa wieńca, co pozwala na maksymalne skrócenie czasu jego wykonania. W celu ułatwienia montażu stolarki okiennej i drzwiowej, wykonywane są zintegrowane ze ścianą ościeża okien i drzwi. W elementach ściennych osadzone są puszki elektryczne z rurkami elektrycznymi naniesione zgodnie z projektem elektrycznym. Również wszelkiego rodzaju bruzdy instalacyjne, przebicia przez ścianę wykonane są w dowolnym miejscu, w dowolnym kształcie i wielkości (zgodnie z projektem instalacyjnym lub indywidualnym życzeniem klienta). Elementy ścienne poddasza mogą być wykonane ze skosami dostosowanymi do indywidualnego projektu i do zaprojektowanej więźby dachowej. Ściany kolankowe produkowane są z wieńcem (jak ściany w budynkach parterowych), z zamocowanymi mufami gwintowanymi. Dokładność wymiarowania elementów wynosi 2 mm, co jest trudne do uzyskania w tradycyjnych technologiach murowanych. Ściany są idealnie gładkie, nie wymagają tynkowania wewnętrznego i nadają się do malowania lub tapetowania już na drugi dzień po montażu. Elementy po zmontowaniu nie wymagają sezonowania, co w przypadku technologii tradycyjnej trwa zazwyczaj minimum 3-6 miesięcy. Ściany po zamontowaniu są gładkie i nie wymagają dodatkowego szpachlowania czy tynkowania wewnętrznego. Bezpośrednio po zakończeniu montażu można zatem przystąpić do kolejnych prac budowlanych. Dzięki prefabrykatom nie trzeba wykonać wielu prac: odpada kucie bruzd i gniazd. Jakość ścian i stropów pozwala na znaczne skrócenie czasu, kosztów malowania i tapetowania. Odpada szpachlowanie, tynkowanie i równanie, materiał nie musi być sezonowany, po zakończeniu montażu elementów można natychmiast przystępować do dalszych prac (również wykończeniowych po zamknięciu stanu surowego).

Domy modułowe
To budynki składające się nie jak w przypadku powyżej opisanych prefabrykatów z wielkogabarytowych ocian, ale ocian już ze sobą połączonych – dlatego przywożone elementy przypominają klocki, czy też prostopadłoociany. Są wykonywane od razu z elewacjami, stolarką okienną i drzwiową oraz kompletnymi instalacjami (wodną, kanalizacyjną, elektryczną i ogrzewania) w zakładzie produkcyjnym. Moduły przestrzenne transportowane są na plac budowy specjalistycznym sprzętem. Tam przy pomocy dźwigu montowane są na fundamentach oraz łączone ze sobą. Ściany nośne zewnętrzne budynków (np. w systemie Buma Free-Dom) mają konstrukcję wielowarstwową. Ich wykończenie elewacyjne zależy od upodobań klienta i może to być tynk mineralny, tynk akrylowy, siding drewniany lub okładziny systemowe. Zastosowanie mas keramzytowych oraz nowoczesnych materiałów izolacyjnych pozwoliło na uzyskanie doskonałych parametrów izolacyjności termicznej. Ściany nośne wewnętrzne wykonane są z mas keramzytowych z warstwą wełny mineralnej zastosowanej w celu zapewnienia odpowiedniej izolacyjności akustycznej. Ściany działowe wykonywane są z płyt suchego tynku na lekkiej konstrukcji stalowej i wypełnione wełną mineralną. Taka technologia sprawia, że każdy detal opisany jest w szczegółowej, łatwej do weryfikacji dokumentacji. System składa się z powtarzalnych rozwiązań, a więc do minimum zniwelowane są typowe błędy przy zastosowaniu tradycyjnej murarki, wynikające z niedokładnego wykonania. Zakład produkcyjny objęty jest systemem kontroli jakości – jego wyroby muszę spełniać ostre wymogi.

Fundament grzewczy
Wiele firm budujących domy z prefabrykatów (w tym z keramzytobetonu) oferuje fundament grzewczy. To połączenie konstrukcji płyty fundamentowej z podłogowym systemem grzewczym. Nośnikiem ciepła jest powietrze, dzięki czemu, w połączeniu z efektem akumulowania ciepła w fundamencie, możliwe jest uzyskanie energooszczędnego i ekologicznego systemu ogrzewania, szczególnie przydatnego do zastosowania w budownictwie jednorodzinnym. Podobnie jak prefabrykaty buduje się go bardzo szybko, gdyż w jednym czasie powstaje fundament oraz cały system grzewczy

Ciepły i suchy keramzyt
Impregnowany Keramzyt Optiroc to nowość na polskim rynku budowlanym. Impregnacja likwiduje zjawisko kapilarnego podciągania wody w granulacie. Produkt jest szczególnie polecany do wykonywania izolacji podłóg na gruncie, gdzie pełni rolę trzech elementów klasycznego rozwiązania: podsypki piaskowej, podłoża betonowego i izolacji cieplnej. W warstwie z takiego kruszywa (około 20-30 cm), ewentualne „podciąganie” wody z gruntu nie przekracza 45 mm, czyli keramzyt znajdujący się powyżej nie ulegnie zawilgoceniu - będąc jeszcze skuteczniejszym izolatorem termicznym. Obecnie impregnuje się Keramzyt Optiroc frakcji 10-20 mm; jego właściwości techniczne nie zmieniają się: ciężar ok. 300 kg/m3, współczynnik lambda = 0,10 W/mK. Ze względu na możliwość wymywania impregnatu granulat nie powinien być stosowany poniżej poziomu wód gruntowych.

Keramzyt w przekroju