Nepálená hlína se ve stavitelství používala odjakživa. Na území České republiky známe z minulosti používání hliněných cihel tzv. vepřovic. Z nepálených cihel se zdily nejdříve komíny, později celé domy a v určité době tak v některých oblastech vytlačily dřevo. Na konci 19. století došlo k výraznému pokroku v technologii vypalování cihel a ty nepálené tak upadly v zapomnění. Trendy současné doby poukazují na návrat k přírodním stavebním materiálům. Lidé pomalu upouštějí od umělých stavebnin a upřednostňují ty s tradicí a prověřené zkušenostmi. Nepálená cihla patří mezi tradiční materiály.
Vlastnosti nepálených cihel
Cihly z nepálené hlíny mají samozřejmě jak kladné, tak záporné vlastnosti, jejich největší předností je však bezesporu nízký difuzní odpor. To znamená, že stěna vyzděná z nepálených cihel se bude chovat jako difuzně otevřená - dům bude „dýchat" celým povrchem. Další unikátní vlastností nepálené hlíny je její schopnost absorbovat do sebe vzdušnou vlhkost a při změně podmínek ji zase vypustit zpět do interiéru. To zaručí udržení stálých vlhkostních podmínek. Třetím neopominutelným plusem nepálené hlíny je její schopnost tepelné akumulace, díky níž je zajištěna teplotní stabilita interiéru. Tyto tři vlastnosti vytvářejí zdravé vnitřní mikroklima, které je vhodné zejména pro jedince s chronickým onemocněním horních cest dýchacích. Hlína je čistě přírodní materiál, se schopností pohlcovat pachy a regulace vlhkosti ve stavbách, je zdravotně nezávadná a navíc příjemná na dotek. Výborné tepelně akumulační vlastnosti jsou srovnatelné s cihlou pálenou.
Nepálené cihly mají objemovou hmotnost 1600- 2000 kg/m3, což je do značné míry jejich nevýhoda. Jednotlivé cihly jsou těžké a zdění je tak pracné. Proto se objevuje snaha nepálené cihly vylehčovat - to nejen sníží jejich hmotnost, ale také jejich tepelnou vodivost. Nepříznivý dopad má ale vylehčení na pevnost a tvarovou stálost - vylehčovací příměsi při navlhnutí bobtnají a mohou narušit stabilitu stěny. Pevnost v tlaku se u nepálených cihel pohybuje v rozmezí 3-10 MPa (obvykle kolem 7 MPa). Nevýhodou je nižší pevnost - nepálené cihly jsou vhodné ke zdění pouze nenosného zdiva.
Výroba nepálené cihly
Na nepálených cihlách je zajímavé také to, že jako surovina pro jejich výrobu může posloužit klidně i hlína přímo ze staveniště a na jejich výrobu není potřeba žádné speciální odbornosti. Při výstavbě nosných konstrukcí je sice nutné její laboratorní přezkoušení, enormně se ale sníží náklady na dopravu materiálu a tím i dopad na životní prostředí. Pro výrobu kvalitních nepálených cihel potřebujeme jílovité zeminy, smíchané v různých poměrech s prachovitými zeminami a písky. Vytěžená hlína se musí provlhčit vodou a nechat nějaký čas ležet. Působení klimatických vlivů má za následek její homogenizaci a zlepšení vlastností. Po odležení se do hlinité směsi přidávají plniva organického i anorganického původu, které zajišťují zejména stabilitu při vysychání, zmenšení objemové hmotnosti, zlepšení tepelně-technických parametrů a často i zvýšení pevnosti. Často se používají příměsi organické ve formě nasekané slámy, osin nebo plev. Dříve se do nepálených cihel přidávaly i kozí chlupy nebo vepřové štětiny - z toho odvozen název vepřovice. Dnes můžeme najít na trhu dokonce cihly vylehčené dutinami, perlitem, keramzitem nebo expandovanou břidlicí.
Takto připravená směs se zpracuje ručním nebo strojním mícháním a hnětením. Vlastní cihly se vyrábějí pěchováním směsi do dřevěné formy, která se následně stáhne, a cihly se nechají ležet, aby přirozeně vysychaly. Princip výroby nepálených cihel Nature Energy se téměř neliší od výroby pálených cihel. Rozdíl je ale, že neprocházejí výpalem. Vyrábějí se z cihlářské hlíny, vody a říčního písku, která se vytěží z vlastních ložisek hlíny, sedimentů a písku. Směs se homogenizuje, lisuje a následně se řeže strunou drátem na požadovaný rozměr. V cihlách jsou vytvořeny otvory, které usnadňují sušení výrobku v komorových sušárnách. K sušení cihel se využívá odpadní teplo z tunelové pece. Vysušené cihly se balí na palety a skladují se na suchém místě.
Čtěte také: Nepálené cihly: ekologická volba
V současné době je stavění s použitím produktů z nepálené hlíny ceněno zejména pro relativní energetickou nenáročnost výrobního procesu. Například výroba nepálené hliněné cihly je z hlediska spotřeby energie zhruba čtyřicetkrát úspornější než výroba běžné pálené cihly. Kromě šetrné výroby je nepálená hlína ekologická i svým lokálním původem. Hlína v naší výrobě pochází z těžebních oblastí v bezprostřední blízkosti naší továrny. S jílem z místních zdrojů spoléháme na krátké přepravní trasy a vyhýbáme se dovozům a zbytečným cestám. Po odstranění cenných hliněných vrstev jsou pole okamžitě renaturována.
Nepálené cihly na trhu a jejich rozměry
Pokud se začnou stavebníci zajímat o konkrétní materiál, je jen otázkou času, kdy se do hry zapojí chytří výrobci a začnou nový produkt nabízet ve velkém. Nejinak tomu bylo i v případě nepálených cihel, a proto dnes můžeme na trhu nalézt hned několik výrobců tohoto stavebního materiálu. Nepálené cihly už nejsou tak zajímavé z hlediska ekologie dopravy a výroby (i když jsou na tom samozřejmě lépe než pálené cihelné bloky), jejich zprůmyslnění má však dobrý dopad na jejich kvalitu a vlastnosti. Materiály na bázi hlíny (malty, omítky a cihly) jsou v ČR k dostání u několika „menších“ dodavatelů. Je třeba podotknout, že se jedná o profesionální firmy s dobrou kvalitou a vyznačující se zapáleností pro věc.
Na trh také vstupují tzv. stabilizované nepálené cihly, do kterých se přidává příměs vápna nebo cementu v hmotnostním podílu přibližně šesti procent. Díky tomu získávají nepálené cihly na pevnosti a příměs vápna nebo cementu zmírňuje jejich největší slabinu - bobtnání a sesychání při změně vlhkosti. Cihly tak ale samozřejmě zvětšují svou ekologickou stopu, navíc tyto příměsi zvyšují jejich difuzní odpor.
V roce 2011 se k těmto výrobcům přidala i společnost Heluz se svým produktem Heluz Nature Energy. Tyto cihly jsou určeny pro stavbu nenosných zdí a příček zejména v budovách, kde jsou kladeny požadavky na zvýšení tepelné akumulace a použití alternativních materiálů s příznivým environmentálním profilem. Novinka pojmenovaná podle svých dvou základních předností, přírodního původu a nízké energetické náročnosti - HELUZ Nature Energy - je průmyslově vyráběnou nepálenou cihlou. Nepálená cihla HELUZ NATURE Energy je oproti původním „vepřovicím“ vyráběna z kvalitní druhohorní hlíny s příměsí písku. Cihla je navíc vylehčena otvory a oproti páleným cihlám je energie nutná na její výrobu minimální. Cihla HELUZ NATURE Energy má navíc nezanedbatelný vliv na kvalitu bydlení. Rozdíl poznáte doslova na vlastní kůži. Nepálená cihla HELUZ Nature Energy se používá na vnitřní příčkové a akumulační zdivo o tloušťce 12 a 25 cm. Uplatní se zejména v domech s lehkou obvodovou konstrukcí, např. dřevostavbách, které nemají dostatečné tepelně akumulační vlastnosti a také nejsou schopny zajistit přirozenou regulaci vlhkosti v objektu. Využije se jak v novostavbách, tak i při rekonstrukcích staveb. Objemová hmotnost cihly je 1680 kgm-3.
Jako na všechny hliněné nepálené cihly také na HELUZ Nature Energy není možné používat malty a omítky s cementem. Během výrobního procesu nemusí cihla projít pálicím procesem, pouze se přibližně 50 hodin suší. Společnost HELUZ cihlářský průmysl v.o.s. patří mezi tři největší výrobce zdících systémů na našem trhu, jako jediná je ryze česká.
Čtěte také: Sanace poškozených vepřovic
Tabulka 1: Pevnost v tlaku nepálených cihel HELUZ Nature Energy
| Směr uložení | Pevnost v tlaku (MPa) |
|---|---|
| Kolmo na ložnou plochu | 8 |
| Rovnoběžně s ložnou plochou | 5-6 |
| Kolmo na výšku cihly | 4-5 |
Hodnoty pevnosti cihel 8 MPa odpovídají páleným cihelným blokům. Tepelně technické vlastnosti byly stanoveny akreditovanou laboratoří BTI Linz. Hodnota ekvivalentní tepelné vodivosti zdiva z nepálených cihel je λequ= 0,723 Wm-1K-1. Jak již bylo uvedeno v úvodu, nepálené cihly se vyznačují vysokou objemovou hmotností, tato objemová hmotnost má na hodnotu vzduchové neprůzvučnosti pozitivní vliv. Tyto hodnoty byly stanoveny na základě normy ÖN B815-4. Při reálném měření by se mělo dosáhnout vyšších hodnot.
Použití nepálených cihel
Konstrukce z nepálených cihel se navrhují tak, aby nikdy nemohlo dojít ke kondenzaci v hliněné části. Zkondenzovaná vlhkost by výrazně narušovala pevnost a stabilitu celé konstrukce. Použití nepálených cihel na vnější stěny je vhodné zejména, pokud jsou cihly stabilizované příměsí vápna nebo cementu. Stěna ale musí být ještě dodatečně zateplena, nejlépe některou z přírodních tepelných izolací s nízkým difuzním odporem. Nepálené cihly se nedoporučují používat na obvodové zdivo, protože jsou náchylné ke vzlínající vlhkosti a tak nejsou v takovém prostředí stabilní. Proto je nutné v těchto případech konstrukci z nepálených cihel velmi pečlivě odizolovat, což bývá náročné.
Pokud zdíme z nepálených cihel, je nutné používat speciální hliněnou maltu, nikoliv maltu cementovou. Malá příměs cementu do nepálené hlíny má totiž naopak za následek pokles pevnosti. Stejně tak se na nepálené cihly aplikují i hliněné, probarvené omítky, které se vyrábějí v poměrně široké barevné škále.
Nepálená cihla HELUZ NATURE Energy se používá na vnitřní příčkové a akumulační zdivo o tloušťkách 12 a 25 cm. Ideální je pro vnitřní stěny domů s lehkou obvodovou konstrukcí - například dřevostaveb. Navíc je možné nepálené cihly HELUZ využít na stavbu kamen a pecí. Ve spojitosti s množícími se alergiemi a viry je třeba zajistit co nejzdravější vnitřní prostředí v domě. Hlína jakožto stavební materiál je u nás již poměrně etablovanou záležitostí. Uživatelský zájem o její využití neustále roste, a to i navzdory ekonomické krizi.
Čtěte také: Nepálské cihly: Aktuální ceny a trh
Mechanické vlastnosti nepálené hlíny
Mechanické vlastnosti nepálené hlíny jako stavebního materiálu se intenzivně zkoumají posledních padesát let a během této doby bylo provedeno za účelem jejich zjištění tisíce zkoušek. Podle typu použití nepálené hlíny ve stavebnictví, ať už jako dusané zdi, cihly nebo omítky, se připravují různé hliněné směsi. U každé hliněné směsi záleží na obsahu jílových minerálů (a jejich typu), plniva, vody a přísad. Podle typu použití hlíny lze provést řadu testů pro zjištění jejich mechanických vlastností. Mezi tyto vlastnosti patří pevnost v tlaku, pevnost v tahu, pevnost v tahu za ohybu, modul pružnosti, vaznost, pevnost hliněné malty, odolnost proti oděru a nárazová síla rohů.
Jedním z problémů hliněného staviva je nedostatek standardizovaných kritérií, podle kterých by bylo možné jej objektivně zhodnotit. To hraje negativní roli například při rozhodování o použití nepálené hlíny pro nosné konstrukce budov. V posledních desetiletích byla provedena řada testů pro zjištění pevnostních a přetvárných vlastností tohoto materiálu. Hodnoty se však značně liší v závislosti na technologii výstavby - omítky, dusané zdi, nepálené cihly atd. a také podle typu jílovitých minerálů, velikosti zrn a přítomnosti přísad.
Hlína vzniká erozí hornin zemské kůry a její složení a vlastnosti závisí především na místních podmínkách. Zatímco štěrkovitá hlína z hor (s obsahem jílovitých minerálů) je vhodná pro dusané zdivo, jemnozrnná jílovitá hlína u břehů řek má naopak nižší odolnost vůči povětrnostním vlivům a menší pevnost v tlaku. Základní tři složky hlíny se dělí podle velikosti zrn na písek (0,05-2 mm), prach (0,006-0,05 mm) a jíl (menší než 0,006 mm), přičemž právě jílovité minerály jsou pojivem pro větší částice. Podle toho, která složka převažuje, dělíme hlíny na písčité, prachovité a jílovité. Jíl je produktem eroze živce a dalších minerálů. Pokud se během eroze rozpustí sloučeniny draslíku, vytvoří se jíl zvaný kaolinit. Dalším běžným jílovitým minerálem je montmorillonit. Existuje také řada méně běžných jílovitých minerálů, jako je illit.
Vaznost je definována jako pevnost v tahu u nepálené hlíny v plastickém stavu. Vaznost závisí nejen na obsahu jílu, ale také na typu přítomných jílovitých minerálů. Jelikož je test vaznosti závislý na obsahu vody v hlíně, různé vzorky mohou být porovnávány, pouze pokud je obsah vody u všech vzorků stejný. Pro posouzení vaznosti nepálené hlíny byl vyvinut speciální test, kde mají vzorky tvar čísla 8. Tento test hodnotí součet všech vazebných sil všech skupin jílovitých minerálů i celé struktury. Z každé testované hliněné směsi se vyrobí tři vzorky. Směs se naplní do připravené formy tvaru 8 a zhutní se. Vzorek se upevní do testovacího zařízení a do spodní zavěšené nádoby se sype písek hmotnostním průtokem 750 g/min., dokud se vzorek nepřetrhne. Hodnoty vaznosti se odvozují z průměru tří vzorků, které se od sebe rozměrově neliší o více než 10 % a typicky se pohybují od 2,5 do 50 kPa.
Pevnost v tlaku hliněného stavebního materiálu závisí především na druhu hlíny, rozložení a velikosti zrn prachu, písku i většího kameniva a v neposlední řadě také na způsobu přípravy a zhutnění materiálu. Pevnost v tlaku je základním testem pro kontrolu kvality dusané hliněné konstrukce. Zkouška se provádí na válcích o průměru 150 mm a výšky 300 mm, ve kterých se před zkouškou vzorek hlíny zhutní. Válce se testují po sušení na stabilní vlhkost za podmínek okolního prostředí nebo při vytvrzování po určitou dobu, například 28 dní. Hodnoty se získávají z maximálního zatížení (okamžiku, kdy vzorek selže) a počátečního průřezu. Pevnost v tlaku se pohybuje v rozmezí od 0,5 do 5 MPa. Obecně také platí, že pevnost v tlaku roste s objemovou hmotností materiálu.
Hliněné omítky
Favoritem spotřebitelského zájmu jsou hliněné omítky. Jakožto nejpopulárnější produkt ze své nabídky je uvádí rovnou dva oslovení čeští výrobci. Jeden z nich pak zdůrazňuje popularitu speciality své firmy, venkovní omítky, druhý pak zmiňuje rostoucí zájem o omítky barevné. Dekorativní omítky se vyrábějí z barevných jílů (bez použití pigmentů) pocházejících z ČR. Omítky se nenatírají a člověk se jich může přímo dotýkat. Do těchto omítek se také přidávají byliny.
Hliněné omítky, které lze sehnat v podobě suchých směsí, a to jak v hrubé, tak v jemné variantě, mohou být zdravou alternativou ke klasickým materiálům, navíc s jistým dekorativním potenciálem. Náležité zacházení s patřičným typem hliněných omítek může také zajistit jejich neomezenou životnost. Barevnou omítku bez povrchové úpravy například není ani nutné natírat, a případné zašpinění zdi lze v takovém případě odstranit pouhým omytím vodou. Oblíbené jsou především omítky z nepálené hlíny.
Stavební materiály z nepálené hlíny ale nemají jen výhody. Slabinou hliněných omítek v našich podmínkách stále ještě zůstává nedostatek kvalifikovaných řemeslníků, kteří je umějí kvalitně zpracovat. Další nevýhodou těchto omítek, jakož ostatně i dalších výrobků z nepálené hlíny, je jejich nižší odolnost vůči vodě. Vystavení nepálené cihel i hliněných omítek přímému vlivu vody snižuje jejich životnost. Většina omítek proto není vhodná pro venkovní použití. Nepálená hlína se rozhodně nedoporučuje do záplavových oblastí. I přes svůj potenciál a přes své nesporné zdravotní a ekologické výhody zůstává tedy materiálem se svými specifickými omezeními.
Hlavním důvodem pro hliněné omítky je elasticita, protože cihly jsou měkčí a tvárnější, a hlína i vápno jsou rovněž elastické materiály. Hliněná omítka je ryze přírodní, ekologický materiál, který zlepšuje komfort bydlení, protože umí pracovat s vnitřní vlhkostí a regulovat tak vnitřní klima. Je v tomto ohledu ještě lepší, než sádrová omítka. Dále pak dokáže pohlcovat pachy a tím taktéž přispívá k lepšímu pocitu v místnosti. Hliněné omítky je možné nanášet i na nové materiály a cihelné konstrukce. Pak bude dobře fungovat i se všemi svými pozitivními vlastnostmi. Realizace takové vrstvy je proveditelná v jednom sledu. Je třeba dát pozor na jednu věc. Jestliže se provede hliněný špric, na který se aplikuje hliněná omítka, nemusí při klasickém nahazování dobře držet. Proto se nejprve, pokud je to potřeba, provádí kontaktní tenká vrstva, která se nazývá zaškráb, a teprve potom se nanáší finální vrstva hliněné omítky. Ještě je třeba věnovat pozornost tomu, aby se každý podklad vždy dobře navlhčil. Hliněné omítky nejsou tak dobře odolné vůči otěru a navíc se na jejich filcovaném povrchu mohou drolit drobná zrníčka. Doporučuje se proto po zaschnutí omítky vzít koště a povrch omést. Ještě existuje další efektivní způsob jak tuto vlastnost hliněných omítek eliminovat. Použít fixační, nejlépe silikátový nátěr, který povrch zpevní a zabrání jeho sprašování. Případně je možné povrch omítky natřít různými oleji nebo voskem anebo se může perfektně vyhladit. Většina lidí má hliněné omítky spojené pouze se starými domy a chalupami. Ale to není správné. Pro jejich pozitivní vlastnosti se zájem o ně opět zvyšuje. Třeba v Rakousku se používají i v bytových domech, především z důvodu kvalitnějšího mikroklima v interiéru. Roli sehrává také ekologické hledisko a nižší uhlíková stopa ve srovnání s vápenocementovými materiály. Bez problémů je možné je použít i na pálené cihly. Nevýhodou hliněných omítek je náročnost zpracování: špric - omítka - štuk, a každou vrstvu je důležité nechat vyzrát. A pokud chcete mít povrch hladký jako u sádrové omítky, pak je třeba povrch třikrát až čtyřikrát gletovat. To se samozřejmě promítá do ceny. Někdy se hliněná omítka probarvuje, aby se nemusela realizovat výmalba. Přes všechny zmíněné problémy jsou hliněné omítky zajímavé i v dnešní době. Nebo právě proto.
tags: #nepalene #cihly #rozmer