Kipsi
Savikipsi Muokkaa
Savikipsi on saven, hiekan ja veden seos, johon on lisätty kasvikuituja vetolujuuden lisäämiseksi puulevyn päälle.
Savikipsiä on käytetty antiikin ajoista lähtien. Amerikan siirtokuntien uudisasukkaat käyttivät savilaastia talojensa sisätiloissa: ”Sisätilojen rappaus saven muodossa oli varhaisempaa kuin jopa runkotalojen rakentaminen, ja sen on täytynyt näkyä sisäpuolella wattle-täytteessä niissä varhaisimmissa runkotaloissa, joissa …wainscotia ei ollut käytetty. Savi jatkoi käyttöä vielä kauan sen jälkeen, kun rungossa otettiin käyttöön vuorilaudoitus ja tiilitäyttö.” Jos kalkkia ei ollut saatavilla tai helposti saatavilla, sitä säännösteltiin tai korvattiin muilla sideaineilla. Martin E. Weaver sanoo uraauurtavassa teoksessaan: ”Mutakipsi koostuu savesta tai maasta, joka sekoitetaan veteen, jotta saadaan ”plastinen” tai työstettävä koostumus. Jos saviseos on liian plastinen, se kutistuu, halkeilee ja vääristyy kuivuessaan. Se myös todennäköisesti putoaa seinästä. Hiekkaa ja hienoa soraa lisättiin vähentämään hienojen savihiukkasten pitoisuuksia, jotka olivat liiallisen kutistumisen syynä.” Olkea tai ruohoa lisättiin joskus lannan mukana.
Varhaisimpien eurooppalaisten uudisasukkaiden rappauksissa käytettiin mutalaastia tai tavallisemmin mutakalkkiseosta. McKee kirjoittaa noin vuonna 1675 tehdystä Massachusettsin sopimuksesta, jossa rappaajan tehtäväksi määriteltiin: ”Talon neljä huonetta on rimattava ja sieleerattava yläpuolella olevien palkkien välissä kalkkikerroksella ja saven päälle levitettävällä haire- ja kalkkikerroksella; talon harjakattopäät on myös täytettävä rikoilla ja tasoitettava ne savella. 5. Vuorata ja rapata talon väliseinät savella ja kalkilla sekä täyttää, vuorata ja rapata ne lisäksi kalkilla ja haireilla; lisäksi vuorata ja rapata ne kalkilla yläpuolelta; myös täyttää, vuorata ja rapata keittiö seinälevyyn asti joka puolelta. 6. Mainitun Daniel Andrewsin tehtävänä on etsiä kalkkia, tiiliä, savea, kiveä, hairea, sekä työläisiä ja työmiehiä… .” . New Havenin siirtokunnan pöytäkirjoissa vuodelta 1641 mainitaan savi ja heinä sekä kalkki ja hiukset myös. Pennsylvanian saksalaisissa taloissa saven käyttö säilyi.”
Old Economy Village (Vanha Talouskylän kylässä) on eräs tällaisista saksalaisista asutuksista. Nykyisessä Ambridgessa, Pennsylvanian osavaltiossa sijaitseva 1800-luvun alun utopistinen kylä käytti savilaastialustaa yksinomaan tiili- ja puurunkoisessa korkeassa arkkitehtuurissa Feast Hallissa, Great Housessa ja muissa suurissa ja kaupallisissa rakennuksissa sekä yhteiskunnan jäsenten tiili-, runko- ja hirsirakenteisissa asunnoissa. Saven käyttö rappauksessa ja tiilimuurauksessa näyttää olleen yleinen käytäntö tuohon aikaan muutenkin kuin Economy-kylän rakentamisessa, kun asutus perustettiin vuonna 1824. Noin vuonna 1828 laadituissa Chesapeaken ja Ohion kanavan sulkuvahdin talojen rakentamista koskevissa ohjeissa edellytetään, että kiviseinät on muurattava savilaastilla, lukuun ottamatta kolmea tuumaa seinien ulkopinnalla… jotka on muurattava hyvällä kalkkilaastilla ja teroitettava hyvin”. Saven valinta johtui sen alhaisista kustannuksista, mutta myös saatavuudesta. Taloudessa talojen alle kaivetuista juurikellareista saatiin savea ja hiekkaa (kiveä), tai läheisestä Ohio-joesta saatiin pestyä hiekkaa hiekkatankoilta; sekä kalkkipaljastumia ja osterinkuoria kalkkiuuniin. Myös muita tarvittavia rakennusmateriaaleja hankittiin paikallisesti.
Economyn uuden kylän ympäröivistä metsistä saatiin suorajyväisiä, vanhoja tammipuita lamelleiksi. Käsin halkaistu rima aloitetaan halutun pituisesta suorajakoisesta puupölkystä. Tukki syljetään neljänneksiin ja sitten yhä pienempiin pultteihin kiilojen ja kelkan avulla. Kun puu oli tarpeeksi pieni, käytettiin viikatetta ja vasaraa kapeiden kaistaleiden halkomiseen, mikä oli mahdotonta peltopuiden ja niiden monien raajojen kanssa. Puista raivatuilla pelloilla laiduntavat kotieläimet tuottivat karvoja ja lantaa kipsin kelluvaan kerrokseen. Vehnä- ja viljapelloilta saatiin olkea ja muita heinäkasveja savilaastin sideaineeksi. Savilaastin reseptit eivät kuitenkaan olleet yhdenmukaisia.
Olkea tai ruohoa lisättiin joskus lannan kanssa, jolloin saatiin kuitua vetolujuutta varten sekä valkuaisaineliimaa. Lannan sisältämät proteiinit toimivat sideaineina. Proteiinien vetysidosten on pysyttävä kuivina pysyäkseen vahvoina, joten mutakipsi on pidettävä kuivana. Jousitetuissa puurunkoisissa rakenteissa savilaastia käytettiin sisäseinissä ja -katoissa sekä ulkoseinissä, koska seinän ontelo ja ulkoverhous eristivät savilaastin kosteudelta. Savilaastin käyttö tiilirakenteissa aiheutti riskin veden tunkeutumisesta tiilien ulkoseinien epäonnistuneista laastisaumoista. Economy Villagessa tiilirakennusten takimmaiset ja keskimmäiset kerrokset muurataan savi- ja hiekkalaastilla ja etummaiset kerrokset kalkki- ja hiekkalaastilla säänkestävän tiivisteen aikaansaamiseksi ja veden tunkeutumisen estämiseksi. Tämä mahdollisti savilaastin rappauksen ja ohuesta kalkista ja hienosta hiekasta tehdyn sementtikerroksen tekemisen ulkoseinäisiin huoneisiin.
Halkaistut laastit naulattiin neliskulmaisilla leikatuilla laastinauloilla, yksi jokaiseen runkoelementtiin. Käsin halkaistulla säleellä rappaajalla oli ylellisyys tehdä säle sopivaksi rapattavaan onteloon. Kahden tai kuuden jalan pituiset rimat eivät ole Economy Villagessa harvinaisia. Käsin halkaistu rima ei ole yhtenäinen kuten sahattu rima. Jyvän suoruus tai aaltoilu vaikutti kunkin riman paksuuteen tai leveyteen ja siten rimojen väleihin. Savilaastin raakapinnoite vaihteli peittääkseen epäsäännölliset rimat. Ikkunoiden ja ovien listat sekä laastilevyt (pohjalevyt) toimivat tasoitteina. Lamellien paksuuden vaihtelun sekä karkean oljen ja lannan käytön vuoksi savirappauskerros oli paksu verrattuna myöhempiin pelkkään kalkkilaastiin ja kipsirappauskerroksiin. Economy Villagessa kalkkipintakerrokset ovat ohuita viiluja, jotka ovat usein enintään kahdeksasosa tuumaa, mikä on osoitus kalkkikivivarastojen niukkuudesta siellä.
Savilaastit, joiden veto- ja puristuslujuus on heikko, menettivät suosiotaan, kun teollinen kaivostoiminta ja uunien valmistuksen teknologinen kehitys johtivat siihen, että rappauksissa alettiin käyttää yksinomaan kalkkia ja sitten kipsiä. Savilaastit ovat kuitenkin vielä satojen vuosien jälkeenkin olemassa ruostuneilla neliönmuotoisilla nauloilla kiinni halkaistussa rimalaudoituksessa. Seinän vaihtelut ja karheus paljastavat käsityönä tehdyn ja miellyttävän kuvioidun vaihtoehdon koneellisesti valmistetuille nykyaikaisille alustapinnoitteille. Savilaastipinnoitteet ovat kuitenkin harvinaisia ja ohimeneviä. Martin Weaverin mukaan ”monet Pohjois-Amerikan historiallisista rakennusten sisätiloista… ovat aivan liian usein… ensimmäisten asioiden joukossa, jotka katoavat sisätilojen purkamisvillityksessä, joka on valitettavasti tullut tavalliseksi ”kulttuuriperinnön säilyttämisen” yleiseksi kumppaniksi rakennusten kunnostamisen varjolla”.”
KipsikipsiEdit
Kipsikipsi, kipsijauhe tai kipsirappaus eli P.O.P. koostuu valkoisesta kalsiumsulfaattihemihydraattijauheesta. Kemiallinen kaava on CaSO 4 ⋅ 1 2 H 2 O {\displaystyle {\ce {CaSO4. 1/2H2O}}}
. Tämän yhdisteen luonnollinen muoto on mineraali bassaniitti.
EtymologiaEdit
Nimi ”Pariisin kipsi” tuli siitä, että sitä valmistettiin aluksi kuumentamalla kipsiä, jota löytyi pääasiassa Pariisista. Suuri kipsiesiintymä Pariisin Montmartressa johti siihen, että ”kalsinoidusta kipsistä” (paahdetusta kipsistä tai kipsikipsistä) alettiin yleisesti käyttää nimitystä ”Pariisin kipsi”.
KemiaEdit
Kipsikipsi, kipsijauhe tai Pariisin kipsi valmistetaan kuumentamalla kipsi uunissa noin 120-180 °C:een:
CaSO 4 ⋅ 2 H 2 O + {\displaystyle {\ce {CaSO4.2H2O +}}}}
lämpö ⟶ {\displaystyle {\ce {->}}}
CaSO 4 ⋅ 1 2 H 2 O + 1 1 2 H 2 O {\displaystyle {\ce {CaSO4.1/2H2O + 1 1/2H2O}}}
(vapautuu höyrynä).
Pariisilaastilla on huomattava ominaisuus jähmettyä kovaksi massaksi vedellä kostutettaessa.
CaSO 4 ⋅ 1 2 H 2 O + 1 1 2 H 2 O ⟶ CaSO 4 ⋅ 2 H 2 O {\displaystyle {\ce {CaSO4.1/2H2O + 1 1/2H2O + 1 1/2H2O -> CaSO4.2H2O}}}
Paratiisikipsi varastoidaan kosteudenkestävissä astioissa, koska kosteuden läsnäolo voi aiheuttaa kipsin hitaan kovettumisen aiheuttamalla sen hydratoitumisen, jolloin se muuttuu käyttökelvottomaksi jonkin ajan kuluttua.
Kun kuivaa kipsijauhetta sekoitetaan veteen, se uudelleenkytkeytyy ajan myötä kipsiksi. Kipsilietteen kovettuminen alkaa noin 10 minuutin kuluttua sekoittamisesta ja on valmis noin 45 minuutissa. Kipsin kovettumiseen liittyy lievä tilavuuden laajeneminen, minkä vuoksi sitä käytetään patsaiden, lelujen jne. valukappaleiden valmistukseen. Alkuperäinen matriisi koostuu enimmäkseen orthorhombisista kiteistä – kineettisestä tuotteesta. Seuraavien 72 tunnin aikana rhombiset kiteet väistyvät monokliinisten kristallien neulasten toisiinsa kiinnittyvän massan tieltä, jolloin kipsin kovuus kasvaa ja lujuus lisääntyy. Jos kipsi kuumennetaan 130 °C:n (266 °F) ja 180 °C:n (350 °F) välille, muodostuu hemihydraattia, joka myös muodostuu uudelleen kipsiksi, jos se sekoitetaan veteen.
Kuumennettaessa 180 °C:n (350 °F) lämpötilaan muodostuu lähes vedetön muoto, jota kutsutaan γ-anhydriitiksi (CaSO4-nH2O, jossa n = 0-0,05). γ-anhydriitti reagoi hitaasti veden kanssa palatakseen dihydraattitilaan, ja tätä ominaisuutta hyödynnetään joissakin kaupallisissa kuivausaineissa. Kuumennettaessa yli 250 °C (480°F) muodostuu täysin vedetön muoto, jota kutsutaan β-anhydriitiksi tai kuolleeksi palaneeksi kipsiksi.
Pariisikipsin käyttötarkoitukset Muokkaa
- Sairaaloissa sitä käytetään murtuneiden luiden asettamiseen oikeaan asentoon oikean paranemisen varmistamiseksi. Se pitää murtuneen luun suorassa. Tämä käyttö perustuu siihen, että kun kipsi sekoitetaan sopivaan määrään vettä ja levitetään murtuneen raajan ympärille, se jähmettyy kovaksi massaksi, Näin se pitää luunivelet kiinteässä asennossa. Sitä käytetään myös kipsin tekemiseen hammaslääketieteessä. (ks. Kipsi lääketieteessä)
- Sitä käytetään lelujen, koristeaineiden, halpojen koristeiden, kosmetiikan, taulujen, liidun ja patsaiden valukappaleiden valmistukseen.
- Sitä käytetään palosuojamateriaalina. (ks. Kipsi palosuojauksessa)
- Sitä käytetään kemian laboratoriossa laitteiden ilmarakojen tiivistämiseen, kun tarvitaan ilmatiivis järjestely.
- Sitä käytetään pintojen, kuten talon seinien, tasoittamiseen ennen niiden maalaamista ja koristekuvioiden tekemiseen talojen ja muiden rakennusten kattoihin. (ks. Kipsi koristearkkitehtuurissa)
KalkkikipsiEdit
Kalkkikipsi on kalsiumhydroksidin ja hiekan (tai muiden inerttien täyteaineiden) seos. Ilmakehän hiilidioksidi saa kipsin kovettumaan muuttamalla kalsiumhydroksidin kalsiumkarbonaatiksi (kalkkikiveksi). Kalkkikipsi perustuu samaan kemiaan.
Kalkkikipsin valmistamiseksi kalkkikivi (kalsiumkarbonaatti) kuumennetaan noin 850 °C:n lämpötilan yläpuolelle, jolloin syntyy kalkkia (kalsiumoksidia). Sen jälkeen lisätään vettä, jolloin saadaan sammutettua kalkkia (kalsiumhydroksidia), jota myydään märkäkittinä tai valkoisena jauheena. Lisävettä lisätään pastan muodostamiseksi ennen käyttöä. Tahna voidaan säilyttää ilmatiiviissä säiliöissä. Kun kalsiumhydroksidi altistuu ilmakehälle, se muuttuu hyvin hitaasti takaisin kalsiumkarbonaatiksi reagoimalla ilmakehän hiilidioksidin kanssa, jolloin kipsin lujuus kasvaa.
Kalkkikipsi oli yleinen rakennusmateriaali seinäpinnoille niin sanotussa rima- ja rappausmenetelmässä, jossa pylväsrungon puulistat peitettiin puukipsilevyjen sarjalla puolikuivalla kipsillä, joka kovettui pinnaksi. Useimmissa lamelli- ja rappausrakentamisessa käytetty rappaus oli pääasiassa kalkkilaastia, jonka kovettumisaika oli noin kuukausi. Kalkkilaastin stabiloimiseksi kovettumisen aikana seokseen sekoitettiin pieniä määriä paratiisikipsiä. Koska kipsi kovettui nopeasti, ”hidasteita” käytettiin hidastamaan kovettumisaikaa niin paljon, että työntekijät pystyivät sekoittamaan suuria työmääriä kalkkikittirappia. Tämän menetelmän nykyaikaisessa muodossa käytetään puu- tai metallirakenteiden päällä leikkoverkkoa, joka mahdollistaa suuren suunnitteluvapauden, koska se soveltuu sekä yksinkertaisiin että mutkikkaisiin käyriin. Nykyään tämä rakennusmenetelmä on osittain korvattu kipsilevyllä, joka myös koostuu pääosin kipsikipsistä. Molemmissa menetelmissä materiaalin ensisijainen etu on se, että se kestää tulipaloa huoneessa ja voi siten auttaa vähentämään tai poistamaan rakenteellisia vaurioita tai tuhoja, jos tulipalo saadaan nopeasti sammutettua.
Kalkkikipsiä käytetään freskoihin, joissa vielä märkään kipsiin levitetään veteen laimennettuja pigmenttejä.
USA ja Iran ovat maailman suurimmat kipsintuottajat.
Sementtikipsi Muokkaa
Sementtilaasti on sopivan kipsin, hiekan, portlandsementin ja veden seos, joka tavallisesti levitetään muurattuihin sisä- ja ulkotiloihin sileän pinnan aikaansaamiseksi. Sisäpinnat saavat joskus viimeisen kerroksen kipsilaastia. Kantavista tiilistä rakennetut seinät rapataan tavallisesti, kun taas pintatiiliseiniä ei rapata. Erilaisia sementtipohjaisia rappauksia käytetään myös omina ruiskupalonsuojaustuotteinaan. Näissä käytetään yleensä vermikuliittia kevyenä kiviaineksena. Tällaisten rappausten raskaita versioita käytetään myös ulkotilojen paloeristykseen, nestekaasusäiliöiden, putkisiltojen ja alushameiden suojaamiseen.
Sementtilaastit otettiin ensimmäisen kerran käyttöön Amerikassa noin vuonna 1909, ja niitä kutsuttiin usein yleisnimellä adamanttirappaus erään tuon ajan merkittävän valmistajan mukaan. Sementtilaastin tuolloin todettuja etuja olivat sen lujuus, kovuus, nopea kovettumisaika ja kestävyys.
Lämmönkestävä kipsi Muokkaa
Lämmönkestävä kipsi on rakennusmateriaali, jota käytetään seinien ja savupiippujen rintamamiestalojen pinnoittamiseen sekä kattojen palosulkuna. Sen tarkoituksena on korvata perinteiset kipsirappaukset tapauksissa, joissa lämpötila voi nousta liian korkeaksi, jotta kipsirappaus pysyisi seinässä tai katossa.