Влагостойкость гипсовых материалов

Худошин А. Влагостойкость гипсовых материалов // Ватерпас. 2002. №1. C.116-119

Холодная сырая стена, ...постоянно какая-то влажность в помещении..., хочется теплые полы, но без подогрева...и чтобы побыстрее?. Часто встречающиеся вопросы и пожелания людей, которые хотят сделать имеющееся жилье теплым и уютным ?с применением современных экологически чистых материалов?. Гипсовые материалы и сухие технологи и строительства прочно вошли в нашу жизнь. Гипс наделяют чуть ли не исцеляющими способностями (факт: стойкость ГКЛ к ультрафиолетовому излучению характеризуется возможностью реверсирования цвета, при этом 50 мм толщины гипса соответствует свинцовый эквивалент (по нормам DIN 6812), примерно равный 0,2 мм свинца). Но его повсеместное применение требует и знаний по специальному применению материала, в частности, в ?проблемных? помещениях. К таковым можно отнести ванные, угловые комнаты, мансарды и чердаки, комнаты над арками, зимние сады и другие помещения, в которых влажность или температура оставляют желать лучшего.

Действительно, гипсокартон, гипсоволокно и другие гипсовые материалы отлично справляются с функцией естественного кондиционера: гипс содержит большое количество макропор, благодаря чему извлекает из воздуха лишнюю влагу, а при пересушивании воздуха возвращает его обратно в атмосферу. Материал имеет низкую теплопроводность и наравне с деревом создает в помещении ощущение тепла и уюта.

Но в определенных ситуациях такая ?лояльность? к атмосферной влаге может привести к нежелательным последствиям. Например, при очень высокой влажности в помещении гипсокартон принимает определенное количество влаги, но через некоторое время начинает отдавать ее в пространство между зашивкой и наружной стеной, что приводит к увлажнению утеплителя (минеральной ваты). Влага образует тепловой мостик, утеплитель теряет свои основные функции (вместо удержания тепло передается наружным стенам), как следствие ? понижение температуры в помещении. Другой пример: в помещении укладывается плавающий пол из гипсоволокнистых листов на засыпку из песка или керамзита. Вроде бы все прекрасно: экологически чистый теплоизолирующий материал под ногами монтируется за считанные часы, великолепная адгезия к финишным покрытиям. Как говорится, ?дёшево и сердито?. Но по чьему-то недосмотру или из-за лени, или (как чаще всего бывает) из-за сроков завезли сырой песок. Далее его (?по технологии же?!) рассыпали по маякам и уложили сверху гипсоволокно. Сначала все действительно прекрасно, но уже через совсем небольшое время возможно проседание пола в транспортной зоне (наиболее проходимой части помещения). А все потому что ?в технологии же? написано, что укладка ведется ?...на сухую засыпку влажностью до 1,5%...?. Что же произошло? Гипсоволокно, как уважающий себя работящий материал, начинает регулировать влажность извлечением оной из сырого песка. После высушивания происходит неравномерная неконтролируемая усадка засыпки, и имеем то, что имеем... Еще один слезный пример. В целях экономии в санузел монтируется обычный гипсокартон вместо влагостойкого (?...зачем платить больше, его все равно не видно??). Укладывается дорогая плитка (?чтоб было видно?). Все рады: и красота, и дешевизна! Проходит, опять же, небольшое время, и вся ?красота? с кусками разбухшего картона, как осенний лист, опадает наземь. В чем дело? Плитка действительно не пропускает влагу, но швы и плиточный клей имеют определенную гигроскопичность и при интенсивном парообразовании (что в ванной, согласитесь, довольно часто) пропускают влагу к гипсокартонной плите. Вследствие нескольких циклов увлажнения-высыхания картон может расслоиться и отторгнуться либо от гипсового сердечника, либо от плиточного клея. Результат будет один и тот же.

Возникает логичный вопрос: так что, гипсовые материалы нельзя применять в вышеописанных ситуациях? Ответ: можно и нужно. При соблюдении технологий и применении специальных материалов сохранятся все их (гипсовых материалов) технические и эксплуатационные свойства.

Как мы уже поняли, основная задача ? регулирование попадания влаги в гипсовые материалы.

Источниками увлажнения зданий и сооружений, а также строительных конструкций, из которых они состоят, являются: атмосферные осадки в виде дождевой и талой воды, воды зоны аэрации и грунтовые воды, а также водяной пар, находящийся в атмосфере. Воздействие воды, находящейся в грунте, на строительные конструкции зданий и сооружений мы рассматривать не будем, поговорим об атмосферных осадках и водяном паре, находящемся в воздухе.

Защита от атмосферных осадков осуществляется, главным образом, обеспечением поверхностного отвода воды от ограждающих конструкций, качественной герметизации их стыков и швов, назначением подходящих типов крыш и стен, а также их покрытий в зависимости от географического района их расположения и, следовательно, повторяемости количества и интенсивности выпадающих в них атмосферных осадков, что, например, отражено в нормативе DIN 4108.

В зависимости от температуры воздух всегда содержит определенное количество водяного пара. В качестве меры для определения количества водяного пара, содержащегося в воздухе, служит понятие относительной влажности воздуха (j). Относительной эта влажность называется потому, что она подразумевает количество водяных паров в воздухе при определенных условиях, отнесенное к количеству водяных паров в воздухе при тех же условиях, находящихся в состоянии насыщения. С увеличением температуры воздух способен удерживать в парообразном состоянии большее количество влаги, чем при более низких температурах. Например, при температуре 10о С в воздухе может содержаться уже почти в два раза больше влаги, чем при температуре 0о С. Состояние насыщения, т. е. максимальное количество воды, может быть достигнуто либо за счет увеличения количества влаги в воздухе при стабильной температуре, либо в результате охлаждения воздуха, при том же количестве водяного пара в нем. Если, например, при охлаждении воздуха его относительная влажность достигнет 100%, то при дальнейшем его охлаждении воздух начнет выделять воду в жидкой фазе. Температура воздуха, фиксируемая в таких условиях, называется точкой росы. Если давление воздуха с обеих сторон строительной конструкции одинаково, то при различных наружной и внутренней ее температурах парциальное давление снаружи детали будет отличаться от парциального давления внутри нее, что будет определять перепад парциального давления и вследствие этого, возникновение потока диффундированного водяного пара.

Аналогично точке росы, определяющей смену агрегатного состояния воды, парциальное давление имеет верхнюю границу при j = 100%. Это максимально возможное давление пара, соответствующее 100% влажности воздуха и увеличивающееся с повышением температуры, называется упругостью насыщенного пара. Диффузия пара всегда осуществляется от мест с большей его упругостью к местам с меньшей упругостью.

При достаточной теплозащите ограждающими конструкциями внутренних помещений зданий и сооружений при нормальных (своевременных) условиях их отопления конденсат на внутренних поверхностях стен в помещениях с повышенной относительной влажностью воздуха, как правило, не образуется. Лишь при относительно быстром прогревании охлажденных помещений вследствие несвоевременного подключения отопительных приборов из-за тепловой инерции строительных конструкций на их поверхностях может появиться влага в виде конденсата пара.

Для того чтобы в большинстве случаев исключить образование конденсата на охлажденных поверхностях строительных конструкций, внутри помещений должна быть обеспечена их достаточная теплозащита. Выпадение конденсата на поверхность гипсокартона, хотя в принципе и нежелательно, тем не менее не вызывает особых опасений, поскольку он быстро впитывается в картон и гипсовый пористый сердечник. Это, конечно, скажется на их теплопроводности, но на непродолжительный период времени, т.к. при дальнейшем повышении температуры в помещении конденсат испарится в находящийся в нем воздух. Появление конденсата на внутренних поверхностях ограждающих конструкций, построенных в соответствии с нормами по теплозащите зданий и сооружений, может быть связано с экстремальными погодными условиями, неправильным расположением строительных конструкций и их пароизоляции; некачественно заделанными стыками строительных конструкций, наличием в них тепловых мостиков.

В связи с тем, что строительные материалы, из которых сделаны наружные и внутренние ограждающие конструкции, способны в той или иной степени пропускать пар, при его диффузии конденсат может выпадать и внутри строительных конструкций. Вследствие перепада давлений и разной упругости водяных паров на противоположных поверхностях ограждения водные пары приобретают способность перемещаться от его теплой поверхности к холодной. В процессе такого перемещения пара внутри стенового ограждения в зависимости от температуры и паропроницаемости отдельных конструктивных слоев устанавливается соответствующее парциальное давление. Если в какой-либо точке внутреннего объема стены парциальное давление достигнет уровня насыщения, то неминуемо образование конденсата. При этом конденсация водяных паров внутри строительных конструкций и деталей не является опасной, если определенное повышение влажности строительных материалов, из которых выполнены эти конструкции или детали, несущественно влияет на их теплозащитные свойства, не говоря уже о снижении прочности материалов при их увлажнении. Чтобы добиться таких условий необходимо, чтобы конденсат, выпавший внутри строительных конструкций в наиболее влажный сезон года, мог бы беспрепятственно испариться в течение наиболее теплого и сухого сезона; количество конденсационной влаги внутри строительной конструкции не превышало бы установленной величины, например, 500 г на 1 м2 поверхности ограждения; влажность деревянных изделий и деталей стеновых ограждений не поднималась выше 3% по их массе.

В конструкцию наружной стены необходимо включать пароизоляционный слой (алюминиевую фольгу), который следует разместить между стеной и ГКЛ. В результате применения слоя пароизоляции влага в многослойной ограждающей конструкции в зимний сезон будет отсутствовать.

В настоящее время в нормативе DIN 4102, ч.3 предлагаются стандартные конструкции ограждений, для которых количественное определение конденсата не требуется. Такие конструкции можно применять при строительстве зданий и сооружений с гарантией сохранения их теплотехнических качеств как диффузионно-безупречные для определенных климатических условий.

При облицовке керамической плиткой поверхностей, подверженных прямому воздействию воды (ванные, душевые, бассейны) рекомендуется применять влагостойкие гипсокартонные плиты, которые отличаются от обычных специальным импрегнированным картоном, а также гидрофобными и антигрибковыми добавками в материал сердечника. Применяются так же, как и обычные ГКЛ, в зданиях и помещениях с влажным и мокрым влажностными режимами по СНиП 11-3-79* с обеспечением вытяжной вентиляцией и при условии защиты лицевой поверхности, например гидроизоляцией, водостойкими грунтовками, красками, керамической плиткой, покрытиями из полихлорвинила. Стены, подлежащие облицовке, в этих помещениях следует покрыть гидроизоляцией ?Флехендихт?. Эта битумная гидроизоляция представляет собой не содержащую растворителей каучуково-битумную эмульсию и применяется для гидроизоляции как внутренних, так и наружных поверхностей. Она имеет хорошее сцепление с гипсокартоном и многими другими строительными поверхностями, выпускается готовой к применению и перед использованием перемешивается. Нанесение ее на изолируемую поверхность осуществляется кистью или валиком как минимум в два слоя. После того как нанесенный слой гидроизоляции высохнет, углы стен проклеиваются дополнительно лентой типа ?Флехендихтбанд?. В местах примыкания сантехнической арматуры к строительным конструкциям применяется силиконовый уплотнитель, например Nida Ekosil для заделки стыков. Максимальное количество гидроизоляции, наносимое на ГКЛ, ? 1000 г/м2 (для одного слоя 250-350 г/м2). Каждый слой перед нанесением последующего должен высохнуть.

Интересны результаты испытаний, проведенные одним из ведущих производителей гипсокартонных материалов фирмы LAFARGE.

Например, при повышении относительной влажности воздуха от 65 до 95% при t = 20о С происходит набухание листа по толщине до Імм/м. При повышении абсолютной влажности на 1 г/м3*ч поглощение водяного пара соста