Materiały pomocnicze do nauki przedmiotu  Materiały budowlane na kierunku
 Budownictwo na Wydziale Inżynierii WAT.
Na prawach rękopisu. Prawa autorskie zastrzeżone. Wyrażam zgodę na
kserowanie wyłącznie na potrzeby studentów Wydziału Inżynierii WAT.
mgr Tadeusz Błażejewicz
SPOIWA GIPSOWE I WYROBY NA SPOIWIE GIPSOWYM
1. Produkcja spoiw gipsowych.
Około 50 % gipsu produkowanego jest metodą wypalania skały gipsowej (złoża
w dolinie Nidy koło Buska) i około 50 % uzyskuje się w wyniku odsiarczania
spalin elektrowniach (w reakcji tlenków siarki z mlekiem wapiennym). Gips
dwuwodny CaSO4 · 2H2O (z kamienia gipsowego lub gipsu syntetycznego z
odsiarczania) zaczyna tracić wodę krystalizacyjną już powyżej temperatury
50ºC. (Dlatego przy oznaczaniu wilgotnoÅ›ci gipsu metodÄ… suszarkowo 
wagowÄ… należy suszyć go w temperaturze poniżej 50ºC). W zależnoÅ›ci od
temperatury i czasu wypalania gipsu uzyskuje się spoiwa o zróżnicowanych
właściwościach. Gips budowlany i wszystkie spoiwa na jego bazie zawierają
głównie gips półwodny 2CaSO4 · H2O (CaSO4 · ½H2O). Gips półwodny
powstaje podczas prażenia gipsu dwuwodnego w temperaturze 120º ÷ 140ºC. W
temperaturze wypalania 170º ÷ 200ºC powstaje gips bezwodny bardzo szybko
wiążący (rozpuszczalny anhydryt). W temperaturach 220º ÷ 800ºC powstajÄ…
gipsy bardzo wolno wiążące lub bez właściwości wiążących (tzw. martwo
palone). W temperaturach 800º ÷ 1000ºC powstaje gips jastrychowy
(estrychgips), wolno wiążący, o dużej wytrzymałości, o właściwościach
odmiennych od gipsu budowlanego. Po wypaleniu gips jest mielony i pakowany
w worki papierowe. Powinien być przechowywany w warunkach bardzo
suchych. Na właściwości spoiwa gipsowego duży wpływ ma również zawartość
domieszek w skale gipsowej oraz stopień zmielenia gipsu.
2. WiÄ…zanie spoiw gipsowych.
Polega ono na rozpuszczaniu się w wodzie gipsu półwodnego, uwodnieniu go
do gipsu dwuwodnego i krystalizacji gipsu dwuwodnego (gorzej
rozpuszczalnego). Szybkość wiązania zależy od jakości wypalania gipsu, od
stopnia zmielenia, od temperatury wiązania oraz domieszek wpływających na
proces rozpuszczania gipsu półwodnego lub na proces krystalizacji (tzw.
opóz
niaczy wiązania). Ze wzrostem temperatury gips wiąże wolniej, co wynika
1
z mniejszej rozpuszczalności gipsu półwodnego w wyższych temperaturach.
Gips bez domieszek należy do spoiw o krótkim czasie wiązania. Początek
wiÄ…zania może wystÄ…pić już po 3 ÷ 5 minutach, a koniec wiÄ…zania nie póz
niej
niż po 30 minutach. Dla spoiw gipsowych przeznaczonych do czasochłonnych
robót wykończeniowych (gips szpachlowy, gips tynkarski i klej gipsowy wg
PN-B-30042 : 1997) początek wiązania wydłużono do około 60 minut poprzez
wprowadzenie opóz
niaczy wiązania. Opóz
niaczami wiązania mogą być
substancje białkowe rozpuszczalne w wodzie: klej kostny, żelatyna, keratyna
(odpady zwierzęce zmydlone w ługu sodowym), kazeina itp. Stosowane są też
niektóre kwasy i ich sole: kwas borny, boraks, kwas cytrynowy, kwas
fosforowy, węglany wapnia. Ta grupa substancji przy przedozowaniu może
powodować znaczny spadek wytrzymałości gipsu. Opóz
niacze stosuje siÄ™ na
ogół w iloÅ›ci 0,1 ÷ 0,6 % masy gipsu. Dodatek ciasta wapiennego w iloÅ›ci
około 10 % masy gipsu trochę opóz
nia wiązanie, poprawia wodoodporność i
urabialność spoiwa gipsowego. Teoretycznie do procesu wiązania potrzeba 18,6
% wody w stosunku do masy gipsu. Spoiwo gipsowe z tak małą ilością wody
byłoby prawie suchym proszkiem, bez właściwości plastycznych,
nieprzydatnym do formowania. Aby uzyskać plastyczny zaczyn do gipsu dodaje
siÄ™ 60 ÷ 70 % wody. Po zwiÄ…zaniu gipsu nadmiar wody odparowuje
pozostawiajÄ…c pory, dlatego wyroby z gipsu sÄ… zawsze silnie porowate (do 50 %
porów).
3. Właściwości gipsu.
Spoiwa gipsowe stosowane są głównie w postaci zaczynu (gips + woda),
ponieważ gips słabo łączy się z napełniaczami, a wytrzymałość takich zapraw
jest niska. Właściwości gipsu, a zwłaszcza wytrzymałość, zależą od
współczynnika wodno  gipsowego w/g (im mniejszy w/g tym wyższa gęstość i
wytrzymałość). Dla spoiwa przetwarzanego metodą odlewania stosuje się
w/g = 0,6 ÷ 0,8, a metodÄ… prasowania 0,3 ÷ 0,4. Gips naturalny dobrze siÄ™
odlewa i dobrze odwzorowuje kształt formy, ponieważ podczas wiązania
pęcznieje o około 1 %. Gips syntetyczny jest znacznie bardziej
drobnokrystaliczny od naturalnego, wykazuje właściwości tiksotropowe, ze
względu na odmienne właściwości reologiczne jest trudno urabialny, dlatego
prawie wszystek gips syntetyczny jest przerabiany przez prasowanie na płyty
gipsowo  kartonowe.
Wytrzymałość na ściskanie gipsu budowlanego zależy od stopnia wysuszenia
wyrobów, od stosunku w/g oraz jakości spoiwa (domieszek i sposobu
wypalania). Przy zawilgoceniu wyrobów gipsowych ich wytrzymałość maleje
nawet o 75 % wytrzymałości w stanie suchym (współczynnik rozmiękania
równy stosunkowi wytrzymałości po nawilżeniu do wytrzymałości w stanie
2
suchym jest rzÄ™du 0,25 ÷ 0,5). Ze wzglÄ™dów bezpieczeÅ„stwa do wymiarowania
konstrukcji z gipsu powinno się przyjmować wytrzymałość w stanie mokrym .
Wyroby gipsowe niemodyfikowane powinny być stosowane w pomieszczeniach
o wilgotności względnej powietrza do 60 %, a z gipsów uodpornionych na
wilgoć do 70 %.
Wytrzymałość gipsu jest stosunkowo niewielka, dla typowych dla przetwórstwa
stosunków w / g nie przekracza 8 MPa, a maksymalna możliwa do uzyskania
wytrzymałość na ściskanie jest rzędu 12 MPa. Gips jest materiałem miękkim,
łatwym do obróbki (szlifowanie, piłowanie), a jego twardość wynosi 2 wg skali
Mohsa. Gips rozpuszcza się w wodzie w ilości około 2 g/l, dlatego wyroby
narażone na okresowe zamoczenie hydrofobizuje się (ze względu na wysokie
koszty stopień hydrobizacji jest najczęściej niewielki). Przy wbudowywaniu płyt
hydrobizowanych powierzchniowo płaszczyzny cięcia powinny być
zaimpregnowane żywicami. W warunkach wilgotnych gips wykazuje znaczne
pełzanie. Ze względu na zawartość jonu siarczanowego gips wykazuje silne
właściwości korozyjne w stosunku do stali. Stal stykająca się z gipsem powinna
być pomalowana emaliami rozpuszczalnikowymi. Wyroby gipsowe można
zbroić w całej masie ciętym włóknem szklanym. Spoiwo gipsowe starzeje się
wskutek wchłaniania wilgoci z powietrza. Okres gwarancji dla spoiw gipsowych
wynosi 90 dni od daty produkcji. Gips ma dobre właściwości cieplne,
sprzyjające tworzeniu korzystnego mikroklimatu pomieszczeń. Współczynnik 
suchego gipsu wynosi 0,26 W/mK (przy wilgotności powietrza w
pomieszczeniu 65 %  = 0,35 W/mK). Gips wykazuje dobrą ognioodporność -
płyta o grubości 2 cm ma odporność ogniową 20 minut (płyty gipsowe stosuje
się jako zabezpieczenie przeciwpożarowe konstrukcji drewnianych i stalowych).
Spoiw gipsowych nie wolno mieszać z cementami, ponieważ powstaje sól
Candlota, dająca bardzo silny efekt pęcznienia, co prowadzi do rozkruszania
wyrobów. Z tego samego powodu tynki gipsowe na podłożach betonowych
mogą odpadać po zawilgoceniu. Dlatego też przed tynkowaniem na beton
powinien być nałożony grunt, który:
- wytwarza błonę plimeryczną ograniczającą migrację jonów pomiędzy
gipsem i cementem i zapobiegajÄ…cÄ… powstawaniu soli Candlota;
- uszorstnia podłoże betonowe (dzięki zawartości ostrokrawędzistego
piasku) i zwiększa przyczepność mechaniczną tynku do podłoża.
SÄ… to grunty:
- Betokontakt firmy Knauf,
- Intergrunt firmy Atlas,
- Betongrunt 2 firmy Opoll-Rapp.
Grunty te należy nanosić na beton wałkiem w ilości około 350 g/m2.
3
4. Asortymenty spoiw gipsowych.
a) Gips budowlany (GB) wg normy PN-B-30041: 1997, przeznaczony jest do
produkcji prefabrykatów gipsowych oraz jako spoiwo zapraw tynkarskich. Ze
względu na wytrzymałość dzieli się na 2 marki  o wytrzymałości na ściskanie 6
i 8 MPa. Ze względu na stopień zmielenia dzieli się na grubo mielony (G) i
drobnomielony (D), np.: GB-G6, GB-G8, GB-D6, GB-D8.
Gips drobno mielony nazywany jest też gipsem modelowym i przetwarzany
głównie metodą odlewania.
b) Spoiwa gipsowe specjalne wg PN-B-30042: 1997. SÄ… to spoiwa
przeznaczone do robót wykończeniowych, zawierające oprócz gipsu
budowlanego opóz
niacze wiązania, środki poprawiające przyczepność oraz inne
dodatki uszlachetniające. Niektóre z nich, o wyróżniających się specyficznych
właściwościach, mogą mieć właściwości wg Aprobat Technicznych.
Wyróżniamy w tej grupie:
- gips szpachlowy do montażu i szpachlowania ścian z prefabrykatów
gipsowych oraz wykonywania gładzi na różnych podłożach (gips
szpachlowy  F do spoinowania płyt gipsowo - kartonowych, gips
szpachlowy  B do podłoży betonowych, gips szpachlowy  G do
podłoży gipsowych);
- gips montażowy do mocowania przewodów i puszek elektrycznych oraz
uzupełniania ubytków;
- gipsowe zaprawy tynkarskie (do nakładania maszynowo, do nakładania
ręcznie, zwykle i termoizolacyjne). Tynki gipsowe są tylko wewnętrzne i
zawsze jednowarstwowe;
- kleje gipsowe (rodzaj P do łączenia prefabrykatów; rodzaj T do osadzania
płyt gipsowo  kartonowych jako suchych tynków ściennych; klej
gipsowy impregnowany do płyt gk impregnowanych).
5. Wyroby z gipsu.
a) Płyty gipsowo  kartonowe wg PN-B-79405: 1997. Są to płyty o rdzeniu
gipsowym oklejone obustronnie kartonem wysokiej jakości, nadającym płytom
wytrzymałość na rozciąganie i gładkość powierzchni. Strona licowa płyt wraz z
krawędziami wzdłużnymi jest oklejona w sposób ciągły, a na powierzchni tylnej
znajduje się zakładka kartonu. Grubość płyt może wynosić 9,5; 12,5; 15 i 18
mm, szerokość 600, 900, 1200 i 1250 mm, a długość od 2 do 4 m.
Występują także płyty  Grubas o grubości 20 i 25 mm do ścian działowych
wg AT-15-4679/2000, które mogą być również mocowane poziomo.
Ze względu na skład i właściwości płyty gk dzieli się następująco:
- płyty GKB zwykłe (z niemodyfikowanego zaczynu);
- płyty GKBI impregnowane (hydrofobizowane);
4
- płyty GKF ogniochronne (zbrojone w masie włóknem szklanym);
- płyty GKFI ogniochronne impregnowane.
Płyty nie impregnowane są trwale oklejone kartonem barwy beżowej, a
impregnowane kartonem barwy zielonkawej.
PÅ‚yty nie zbrojone majÄ… na tylnej powierzchni oznakowanie w kolorze
niebieskim, a płyty ogniochronne (zbrojone) w kolorze czerwonym.
Płyty impregnowane powinny mieć nasiąkliwość poniżej 10 % (nie puchną przy
krótkotrwałym kontakcie z wodą). Płyty powinny być przechowywane w
warunkach zabezpieczających je przed zawilgoceniem, gdyż łatwo pleśnieją
(zwłaszcza nie impregnowane). Płyty zwykłe są przeznaczone do stosowania w
pomieszczeniach, w których wilgotność powietrza nie przekracza 60 %. Płyty
impregnowane można stosować w pomieszczeniach o wilgotności okresowo (do
12 godzin na dobę) nie wyższej od 70 %. Płyty można łatwo obrabiać
mechanicznie. Płyty są mocowane na ścianach pionowo metodą przyklejania do
ściany lub przykręcania do rusztu stalowego, tak aby miejsca łączenia płyt
wypadały w osi słupków. Newralgicznymi miejscami suchego tynku, w których
często występuje zarysowanie, są złącza wzdłużne płyt. Dla ułatwienia robot i
wyeliminowania zarysowań, krawędzie wzdłużne są odpowiednio profilowane.
Wyróżnia się następujące odmiany krawędzi (od najdawniej wprowadzonych):
- krawędz
prosta KP,
- krawędz
spłaszczona KS,
- krawędz
okrągła KO,
- krawędz
półokrągła KPO,
- krawędz
półokrągła spłaszczona KPOS (do tej krawędzi nie może być
stosowana siatka samoprzylepna, gdyż grozi to zarysowaniem),
- krawędz
PRO (według AT).
Dla krawędzi PRO można stosować siatkę samoprzylepną, ale ze względu na
bardzo małą grubość warstwy szpachlowej w złączu, muszą być stosowane
specjalne szpachle elastyczne do cienkich warstw (masa Vario). Pozostałe typy
krawędzi wymagają wtopienia siatki zbrojącej z włókna szklanego w masę
szpachlową, co wydłuża czas robót.
b) Płyty gipsowe ścienne wg PN-B-19402: 1998. Mogą być pełne lub pionowo
drążone. Powierzchnie boczne mają złącza uformowane we wpust i wypust.
5
c) Pustaki gipsowe ścienne typu  Sova .
Układane są na sucho, a komory wewnętrzne zalewane pianą gipsową
wykonywanÄ… na budowie.
d) Dekoracyjne płyty gipsowe.
Wykonane są z gipsu prasowanego, zbrojonego włóknem szklanym. Lico ma
uformowany ornament wypukły lub wklęsły. Służą jako okładziny ścian
wewnętrznych i sufitów.
e) Gipsowe płyty dz
więkochłonne.
Strona licowa płyt jest perforowana aż do komory wewnętrznej wypełnionej
wełną mineralną. Jako okładziny ścian i sufitów służą do pochłaniania
dz
więków pochodzących z pomieszczenia wyłożonego płytami.
6. Gips jastrychowy.
Jest to gips bezwodny, wymagajÄ…cy aktywizacji procesu wiÄ…zania przez dodatek
2 ÷ 5 % wapna niegaszonego (produkt handlowy zawiera dodatki aktywizujÄ…ce).
Estrychgips ma postać kremowo  różowego proszku.
Dla uzyskania plastycznego zaczynu należy dodać 30 ÷ 35 % wody. Jest to gips
wolno wiążący: poczÄ…tek wiÄ…zania wystÄ™puje po 3 ÷ 6 godzinach, a koniec po
8 ÷ 36 godzinach. WiÄ…zanie można przyspieszyć przez dodatek wapna lub gipsu
dwuwodnego. Wzrost wytrzymaÅ‚oÅ›ci jest powolny i trwa do 3 ÷ 6 miesiÄ™cy.
Uzyskuje się wytrzymałości do 35 MPa (zależnie od w/g ). Jest materiałem
bardziej twardym i odpornym na wodę od gipsu budowlanego. Jest materiałem
stosunkowo rzadko stosowanym ze względu na wysoka cenę. Służy do
wykonywania samorozlewnych podkładów pod posadzki (anhydrytowych),
stiuków (sztucznych marmurów) oraz posadzek bezspoinowych.
6