Gipsz
AgyagvakolatSzerkesztés
Az agyagvakolat agyag, homok és víz keveréke, amelyhez növényi rostokat adnak hozzá a szakítószilárdság érdekében a fa léc fölé.
Az agyagvakolatot már az ókor óta használják. Az amerikai gyarmatok telepesei agyagvakolatot használtak házaik belsejére: “A belső vakolás agyag formájában még a vázszerkezetű házak építésénél is régebbi volt, és a legkorábbi vázszerkezetű házakban, amelyekben … a lambériázást még nem engedték meg maguknak. Az agyagot még sokáig használták a lécek és a téglatöltés átvétele után is a vázszerkezeteknél”. Ahol a mész nem állt rendelkezésre vagy nem volt könnyen hozzáférhető, ott adagolták vagy más kötőanyaggal helyettesítették. Martin E. Weaver korszakalkotó művében ezt írja: “Az iszapvakolat agyagból vagy földből áll, amelyet vízzel kevernek, hogy “plasztikus” vagy megmunkálható állagú legyen. Ha az agyagkeverék túl plasztikus, akkor száradáskor zsugorodik, repedezik és torzul. Valószínűleg le fog hullani a falról. Homokot és finom kavicsot adtak hozzá, hogy csökkentsék a finom agyagrészecskék koncentrációját, amelyek a túlzott zsugorodást okozták”. Szalmát vagy füvet adtak hozzá, néha trágya hozzáadásával.
A legkorábbi európai telepesek vakolata során sárvakolatot, vagy gyakrabban sár-mész keveréket használtak. McKee írja egy 1675 körüli massachusettsi szerződésről, amely a vakolót így határozta meg: “A ház négy szobáját a gerendák között a feje fölött lévő gerendák között mész és mészréteggel és agyaggal kell bevakolnia, továbbá a ház nyeregtető végeit rikkekkel kell kitöltenie és agyaggal kell befednie. 5. A ház válaszfalait agyaggal és mésszel bevakolni és vakolni, továbbá mésszel és haire-rel kitölteni, bevakolni és bevakolni, továbbá mésszel és haire-rel kitölteni, bevakolni és bevakolni; továbbá a konyhát a fallemezig minden oldalról kitölteni, bevakolni és bevakolni. 6. Az említett Daniel Andrews keressen meszet, téglát, agyagot, követ, haire-t, munkásokkal és munkásokkal együtt… .” . A New Haven-i kolónia 1641-es feljegyzései agyagot és szénát, valamint meszet és hajat is említenek. A pennsylvaniai német házakban az agyag használata továbbra is fennmaradt.”
Old Economy Village egy ilyen német település. A tizenkilencedik század eleji utópisztikus falu a mai Ambridge-ben, Pennsylvania államban kizárólag agyagvakolat aljzatot használt a Feast Hall, a Great House és más nagy és kereskedelmi épületek tégla- és favázas magasépítészetéhez, valamint a társaság tagjainak tégla-, váz- és rönklakásaihoz. Úgy tűnik, hogy az agyag használata a vakolatban és a téglafalazásnál általános gyakorlat volt abban az időben, nem csak Economy falu építésénél, amikor a települést 1824-ben megalapították. A Chesapeake- és Ohio-csatorna zsilipházainak építésére vonatkozó, 1828 körül készült előírások előírják, hogy a kőfalakat agyaghabarccsal kell befalazni, kivéve a falak külső oldalán lévő 3 hüvelyket… amelyekhez jó mészhabarcsot kell használni és jól ki kell hegyezni”. Az agyagot az alacsony ára miatt választották, de az elérhetősége miatt is. A gazdaságban a házak alá ásott gyökérpincékből agyag és homok (kő), vagy a közeli Ohio folyóból a homokbárokból mosott homok; a mészkőkibúvásokból és osztrigahéjból pedig a mészégető kemence számára. Más szükséges építőanyagokat is helyben szereztek be.
Az új Economy falu környező erdei egyenes szemű, öreg tölgyfákat biztosítottak lécnek. A kézzel hasított léc a szükséges hosszúságú, egyenes szemcseméretű fából készült rönkből indul ki. A rönköt negyedekre köpülik, majd ékekkel és szánkóval egyre kisebb és kisebb csavarokat készítenek belőle. Amikor már elég kicsi volt, a léc keskeny csíkjainak hasogatásához – ami a terebélyes fáknál és a sok águknál elérhetetlen – frottírfát és kalapácsot használtak. A fáktól megtisztított mezőkön legeltetett haszonállatok szolgáltatták a szőrt és a trágyát a vakolat úsztatórétegéhez. A búza- és gabonaföldek szalmát és más fűféléket szolgáltattak az agyagvakolat kötőanyagául. Az agyagvakolat receptjei azonban nem voltak egységesek.
A szalmát vagy füvet néha trágya hozzáadásával adták hozzá, amely a szakítószilárdsághoz szükséges rostot, valamint a fehérje ragasztóanyagot biztosította. A trágyában lévő fehérjék kötőanyagként működnek. A fehérjék hidrogénkötéseinek szárazon kell maradniuk ahhoz, hogy erősek maradjanak, ezért az iszapvakolatot szárazon kell tartani. A merevített favázas szerkezeteknél agyagvakolatot használtak a belső falakon és mennyezeteken, valamint a külső falakon, mivel a fal ürege és a külső burkolat elszigetelte az agyagvakolatot a nedvesség behatolásától. Az agyagvakolat alkalmazása a téglaszerkezeteknél a külső téglafalakon lévő hibás habarcshézagok vízbehatolásának kockázatát hordozta magában. Economy Village-ben a téglából épült lakóházak hátsó és középső falait agyag- és homokhabarcsba fektetik, az első falat pedig mész- és homokhabarcsba ágyazzák, hogy időjárásálló tömítést biztosítsanak a víz behatolása ellen. Ez lehetővé tette az agyagvakolat vakolását és a külső falú helyiségek vékony mészből és finom homokból álló vakolatrétegét.
A hasított lécet szögletes vágott lécszögekkel szegezték, egyet-egyet minden vázszerkezeti tagba. A kézzel hasított léccel a vakolónak meg volt az a luxusa, hogy a lécet a vakolandó üreghez igazítsa. A két és hat láb közötti léchosszúságok nem ritkák Economy Village-ben. A kézzel hasított léc nem egyenletes, mint a fűrészelt léc. A szálak egyenessége vagy hullámossága befolyásolta az egyes lécek vastagságát vagy szélességét, és így a lécek távolságát is. Az agyagvakolat durva bevonata változott, hogy a szabálytalan léceket elfedje. Az ablak- és ajtókárpitok, valamint a vályoglap (lábazati deszka) esztrichként működtek. A lécvastagság variálásával és a durva szalma és trágya felhasználásával az agyagvakolat réteg vastag volt a későbbi, csak mészből készült és gipszvakolatokhoz képest. Gazdaságfalván a meszes fedőrétegek vékony furnérrétegek, gyakran egy nyolcad hüvelyk vagy annál kevesebb, ami az ottani mészkőkészletek szűkösségéről tanúskodik.
Az agyagvakolatok a szakító- és nyomószilárdságuk hiányával kiestek a népszerűségből, ahogy az ipari bányászat és a kemencékben történő gyártás technológiai fejlődése a mész, majd a gipsz kizárólagos használatához vezetett a vakolatokban. Az agyagvakolatok azonban még évszázadok múltán is léteznek, rozsdás négyszögletes szögeken, hasított léceken kapaszkodva. A falak változatossága és érdessége egy kézzel készített és kellemes textúrájú alternatívát mutat a gépi úton előállított modern aljzatburkolatokkal szemben. Az agyagvakolatok azonban ritkák és mulandóak. Martin Weaver szerint “Észak-Amerika számos történelmi épületbelsője… túl gyakran… az elsők között tűnik el a belső terek bontási mámorában, amely sajnos az épületrehabilitáció álcája alatt az “örökségvédelem” gyakori kísérőjévé vált.”
GipszgipszSzerkesztés
A gipszgipsz, gipszpor, vagy gipszgipsz, vagy P.O.P. fehér kalcium-szulfát félhidrát porból áll. Kémiai képlete a következő: CaSO 4 ⋅ 1 2 H 2 O {\displaystyle {\ce {CaSO4. 1/2H2O}}}
. Ennek a vegyületnek a természetes formája a basszanit nevű ásvány.
EtimológiaSzerkesztés
A “párizsi gipsz” elnevezés onnan ered, hogy először a főként Párizsban található gipsz felmelegítésével állították elő. Egy nagy gipszlelőhely a párizsi Montmartre-nál vezetett ahhoz, hogy a “kalcinált gipsz” (pörkölt gipsz vagy gipszgipsz) általánosan “párizsi gipsz” néven vált ismertté.
KémiaSzerkesztés
A gipszgipsz, gipszpor vagy párizsi gipsz úgy készül, hogy a gipszet kemencében körülbelül 120-180 °C-ra (248-356 °F) hevítik:
CaSO 4 ⋅ 2 H 2 O + {\displaystyle {\ce {CaSO4.2H2O +}}}}
hő ⟶ {\displaystyle {\ce {->}}}
CaSO 4 ⋅ 1 2 H 2 O + 1 1 2 H 2 O {\displaystyle {\ce {CaSO4.1/2H2O + 1 1/2H2O}}}
(gőz formájában szabadul fel).
A párizsi vakolat figyelemre méltó tulajdonsága, hogy vízzel való nedvesítéskor kemény masszává szilárdul.
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 -> CaSO4.2H2O}})
A párizsi gipszet nedvességtől védett edényekben tárolják, mert a nedvesség jelenléte a párizsi gipsz hidratálódását előidézve lassú megkötését okozhatja, ami egy idő után használhatatlanná teszi azt.
A száraz gipszport vízzel keverve idővel gipsszé rehidratálódik. A gipsziszap megkötése a keverés után körülbelül 10 perccel kezdődik, és körülbelül 45 perc alatt fejeződik be. A párizsi gipsz megkötését enyhe térfogattágulás kíséri, aminek köszönhetően szobrok, játékok stb. öntvényeinek készítésére használják. A kezdeti mátrix többnyire orthorhombikus kristályokból – a kinetikus termékből – áll. A következő 72 óra alatt a rombikus kristályok átadják helyüket a monoklin kristálytűk egymásba kapcsolódó tömegének, és a gipsz keménysége nő és szilárdsága növekszik. Ha a gipszet vagy gipszet 130 °C (266 °F) és 180 °C (350 °F) közé melegítjük, félhidrát keletkezik, amely vízzel keverve szintén gipsszé alakul vissza.
180 °C-ra (350 °F) melegítve a majdnem vízmentes forma, az úgynevezett γ-anhidrit (CaSO4-nH2O, ahol n = 0-0,05) keletkezik. A γ-anhidrit lassan reagál vízzel, és visszatér a dihidrát állapotba, ezt a tulajdonságát használják ki néhány kereskedelmi forgalomban kapható nedvszívószerben. 250 °C (480°F) fölé melegítve a teljesen vízmentes forma, az úgynevezett β-anhidrit vagy holt égetett gipsz keletkezik.
A párizsi gipsz felhasználásaSzerkesztés
- Kórházakban a törött csontok megfelelő helyzetbe állítására használják a helyes gyógyulás érdekében. Egyenesen tartja a törött csontot. Ez a felhasználás azon alapul, hogy ha a gipszet megfelelő mennyiségű vízzel összekeverjük és a törött végtagok köré kenjük, kemény masszává szilárdul, Ily módon a csontízületeket rögzített helyzetben tartja. A fogászatban gipszek készítésére is használják. (lásd: Gipsz az orvostudományban)
- Játékok, dekorációs anyagok, olcsó díszek, kozmetikumok, tábla, kréta és szoboröntvények készítéséhez használják.
- Tűzálló anyagként használják. (lásd Gipsz a Tűzvédelemben)
- Kémiai laboratóriumban használják a készülékek légréseinek lezárására, amikor légmentes elrendezésre van szükség.
- A felületek, például a házfalak simává tételére használják festés előtt, valamint házak és más épületek mennyezetén díszítő minták készítésére. (lásd Gipsz A díszítő építészetben)
MészvakolatSzerkesztés
A mészvakolat kalcium-hidroxid és homok (vagy más inert töltőanyag) keveréke. A légkörben lévő szén-dioxid hatására a vakolat a kalcium-hidroxid kalcium-karbonáttá (mészkővé) történő átalakulásával szilárdul meg. A mészvakolat ugyanezen a kémián alapul.
A mészvakolat előállításához a mészkövet (kalcium-karbonát) körülbelül 850 °C (1600°F) fölé hevítik, hogy égetett mész (kalcium-oxid) keletkezzen. Ezután vizet adnak hozzá, hogy oltott mész (kalcium-hidroxid) keletkezzen, amelyet nedves gittként vagy fehér por formájában árulnak. Használat előtt további vizet adnak hozzá, hogy pasztát képezzenek. A paszta légmentesen záródó tartályokban tárolható. Ha a légkörnek kiteszik, a kalcium-hidroxid a légköri szén-dioxiddal való reakció révén nagyon lassan visszaalakul kalcium-karbonáttá, ami a vakolat szilárdságának növekedését eredményezi.
A mészvakolat a falfelületek gyakori építőanyaga volt a léc és vakolat néven ismert eljárás során, amelynek során egy szegecsvázon lévő facsíkok sorozatát félig száraz vakolattal borították, amely felületté keményedett. A legtöbb léc- és vakolatépítéshez használt vakolat főként mészvakolat volt, amelynek száradási ideje körülbelül egy hónap volt. A mészvakolat stabilizálása érdekében a kikeményedés során kis mennyiségű párizsi gipszet kevertek a keverékbe. Mivel a párizsi gipsz gyorsan szilárdul, “késleltetőket” használtak, hogy a szilárdulási időt eléggé lelassítsák ahhoz, hogy a munkások nagy mennyiségű mészgipszet keverhessenek. Ennek a módszernek egy modern formája a fa- vagy fémszerkezetek fölötti expandált fémhálót használja, amely nagy tervezési szabadságot biztosít, mivel egyszerű és összetett ívekhez egyaránt alkalmazkodik. Ma ezt az építési módszert részben felváltotta a gipszkarton, amely szintén nagyrészt gipszkartonból áll. Mindkét módszer esetében az anyag elsődleges előnye, hogy ellenáll a helyiségen belüli tűznek, és így segíthet a szerkezeti károk vagy a pusztulás csökkentésében vagy megszüntetésében, feltéve, hogy a tüzet azonnal eloltják.
A mészgipszet freskókhoz használják, ahol a még nedves gipszre vízzel hígított pigmenteket visznek fel.
Az USA és Irán a világ fő gipszgyártói.
CementgipszSzerkesztés
A cementvakolat megfelelő vakolat, homok, portlandcement és víz keveréke, amelyet általában falazott belső és külső felületeken alkalmaznak a sima felület elérése érdekében. A belső felületek néha egy végső réteg gipszvakolatot kapnak. A tömegtéglából épített falakat általában vakolják, míg a homlokzati téglafalakat nem vakolják. Különböző cementalapú vakolatokat is használnak, mint saját fejlesztésű, permetezett tűzvédelmi termékeket. Ezek általában vermikulitot használnak könnyű adalékanyagként. Az ilyen vakolatok nehéz változatait külső tűzszigetelésre, cseppfolyósított gázzal működő tartályok, csőhidak és hajószoknyák védelmére is használják.
A cementvakolat először 1909 körül jelent meg Amerikában, és gyakran az akkori neves gyártó után az adamant vakolat gyűjtőnevet használták. A cementvakolat akkori előnyei közé tartozott szilárdsága, keménysége, gyors szilárdulási ideje és tartóssága.
Hőálló vakolatSzerkesztés
A hőálló vakolat olyan építőanyag, amelyet falak és kéménymellvédek bevonására, valamint mennyezetek tűzgátló anyagaként használnak. Célja a hagyományos gipszvakolatok kiváltása olyan esetekben, amikor a hőmérséklet túl magasra emelkedhet ahhoz, hogy a gipszvakolat a falon vagy a mennyezeten megmaradjon.