Przez setki lat materiały budowlane wykonane z wypalonej gliny, stanowiły obok kamienia i drewna podstawę budownictwa. Człowiek bardzo wcześnie opanował umiejętność formowania gliny i iłów, a także wiedzę potrzebną do utrwalania wyrobu, przez jego wypalanie. Już na 2 tys. lat p.n.e. wypalaną cegłę powszechnie stosowano w ówczesnym budownictwie sakralnym, fortyfikacyjnym oraz, jak moglibyśmy dzisiaj powiedzieć: w budownictwie użyteczności publicznej.
Podania głoszą, że podczas budowy wieży w Babilonie (2000-1700 r. p.n.e.) wykorzystano ponad 85 milionów wypalonych cegieł. Szczególną rolę dla rozwoju budownictwa z cegły był okres wieków średnich.
Wtedy o poziomie cywilizacyjnym kraju, jego sile gospodarczej i znaczeniu politycznym, decydowała ilość miast i warowni murowanych z cegły. O sile armii i panowaniu nad obszarem decydowała sieć zamków oraz ufortyfikowanych, otoczonych murami obronnymi z cegły i basztami, grodów. Większość obiektów z tego okresu budowano z wykorzystaniem pełnej cegły. Mury obronne, zamki, kościoły oraz domy mieszczan murowano w taki sposób, że cegła stanowiła jednocześnie elewację budowli.
Takie rozwiązania ograniczały możliwość powstawania i rozprzestrzeniania się ognia wśród gęstej, ograniczonej murami obronnymi, zabudowy.
Często o lokalizacji miast decydowała bliskość złóż glin i iłów pozwalających na lokalną produkcję cegły. Budowniczowie i ceramicy dość szybko nauczyli się rozpoznawania cegieł o różnych parametrach. Znajdowano dla nich różne zastosowania. Niektóre rodzaje cegieł wyśmienicie nadawały się na materiał posadzkowy lub drogowy. Z innych wykonywano wymurowania wnętrza kanałów albo studni, a także ogrodzenia.
W ciągu tysiącleci zasadnicze procesy technologiczne, wykonywane podczas produkcji cegieł, nie zmieniły się. Niewielkie modyfikacje nastąpiły także w recepturze mas, z których produkuje się ceramikę budowlaną.
O popularności ceramiki ściennej decydowały jej główne cechy: wyroby ceramiczne mają małą wilgotność naturalną, dobrą paroprzepuszczalności, łatwo i szybko odsychają.
Ponadto charakteryzuje je znaczna wytrzymałość konstrukcyjna i trwałość. Natomiast dzięki sporej gęstości pozornej cegły osiągają dużą akumulację i stateczność cieplną. Nie bez znaczenia także jest ognioodporność budulca i ze względu na niewielkie wymiary pojedynczego elementu – możliwość transportu.
Podstawowym (i przez wieki jedynym) typem ceramiki ściennej była cegła pełna. Wykonywane z niej ustroje murowe miały za zadanie zapewnić trwałość konstrukcji. Mury wykonywano jako jednorodne, o znacznych grubościach. Jednak już wówczas prowadzono w trakcie budowy segregację jakościową materiału. Do wnętrza muru trafiały cegły gorszej jakości, często o zwichrowanym kształcie lub niewłaściwie wypalone albo zbyt gwałtownie schładzane. Przywiązywano także wagę do równomiernego wybarwienia i powtarzalności wymiarowej elementów widocznych na licu muru.
Faktem jest, że o właściwościach użytkowych cegły w znacznym stopniu decyduje temperatura wypalania. Wpływa ona na tak ważne parametry gotowego wyrobu, jak nasiąkliwość (i w konsekwencji mrozoodporność) oraz wytrzymałość na ściskanie.
Także na kolor. Jakość cegły zależała nie tylko od klasy i typu surowca, udziału domieszek, ale także od umiejętności produkujących ją rzemieślników. Na przestrzeni wieków produkowano cegły o różnych wymiarach. Podobnie jest także obecnie. Cegły pełne mają zazwyczaj gęstość objętościową w granicach 1,7-2,1 kg/dm³. Ich nasiąkliwość waha się w granicach od 6 do 22%. Oczywiście zastosowanie do licowania elewacji ma cegła o najniższej nasiąkliwości. Przeciętnie wytrzymałość na ściskanie mieści się w zakresie od 5 MPa do ponad 20 MPa. Dla celów elewacyjnych przydatne są cegły o wyższej wytrzymałości, jako że zazwyczaj posiadają także niezbędną odporność na działanie mrozu.
Badanie polega na wielokrotnym zamrażaniu w temperaturze -15°C i odmrażaniu cegieł będących w stanie nasycenia wodą. Przyjmuje się, jako minimum, odporność na 25 cykli.
Cegła klinkierowa. Produkowana w naszym kraju cegła klinkierowa ma takie same wymiary jak cegła pełna. Dostępna jest jednak także jako cegła drążona. Gęstość objętościowa cegły klinkierowej zawiera się w granicach 1,4 do 2,2 kg/dm³.
Cegła klinkierowa ma wysoką odporność na działanie mrozu. Wytrzymuje bez uszkodzeń ponad 120 cykli zamrażania i odmrażania, chociaż normowe wymagania określono na 25 i 50 cykli. Dodatkową zaletą cegły klinkierowej jest jej wysoka odporność na agresję chemiczną. Kształtki wykazują odporność na działanie większości kwasów i zasad. Dodać należy, że cegły klinkierowe charakteryzują się szczególnie niską nasiąkliwością, zazwyczaj wynosi ona ok. 2% i nie przekracza 6% nawet dla wyrobów niższych klas. Jeśli chodzi o parametr wytrzymałości na ściskanie, w naszym kraju przyjmowano dwie klasy wytrzymałości 25 i 35 MPa. Jednak prowadzona kontrola jakości wykazała, że powszechnie producenci uzyskują wytrzymałość swoich wyrobów na poziomie 70-80 MPa. Podobne cechy dotyczą cegieł klinkierowych wytwarzanych przez firmy w innych krajach. Cegły klinkierowe wytwarza się w kilku odmianach kolorystycznych.
Oprócz najpopularniejszej – gładkiej naturalnej, czerwonej, dostępne są odmiany w odcieniach brązu, czerwieni cieniowanej albo żółtej. Jeden z producentów niemieckich oferuje cegłę klinkierową białą, która jednak nie znajduje odbiorców w naszym kraju.
Na indywidualne zamówienia klienta istnieje możliwość wykonywania warstwy glazurowanej na płaszczyznach wozówki i główki cegieł. Można wybierać między kilkunastoma kolorami glazur.
Cegła licowa posiada cechy zbliżone do cegły pełnej. Zazwyczaj osiąga wytrzymałości na ściskanie rzędu 20 MPa i nasiąkliwość (w zależności od metody produkcji) w zakresie 6-9%. Dodatkowo cegła licowa poddawana jest sortowaniu, dla uzyskania partii o niewielkich tolerancjach wymiarowych oraz o pożądanej barwie i fakturze powierzchni wozówki i główki cegły. Dostępne są cegły licowe w kilku odcieniach oraz fakturach. Dostarczane są cegły, których płaszczyzny dekoracyjne ozdabia się przez ryflowanie i piaskowanie. Dla uzyskania efektu starego muru można wykorzystać cegłę licową, formowaną ręcznie. Posiada ona niepowtarzalne “uszczerbki” kształtu i ślady po narzędziach. Pozwala nadać nowej konstrukcji indywidualny wygląd.
Temu samemu celowi służy stosowanie na elewacjach ceglanych kształtek. Pozwalają one na podkreślenie niektórych detali lub same stanowią o kształcie detalu architektonicznego. Elewacje z cegły ozdabia się, kunsztownie wykonanymi, występami muru lub gzymsami. Dla ich wykonania stosowane są kształtki o różnych profilach z gotowym kapinosem, zapewniającym “urywanie” kropli wody opadowej. Równie popularne są kształtki okapników zewnętrznych lub zwieńczenia murów albo kształtki pilastrowe.
Dostępne są także cegły tzw. przegubowe, przy pomocy których w atrakcyjny sposób można wykonać zarówno kąty zewnętrzne, jak i wewnętrzne muru. Natomiast płynne wykonanie węgarków umożliwią cegły o zaokrąglonej z jednego końca główce. Właśnie dzięki różnorodności kształtek stało się możliwym wykonanie nawet najbardziej wymyślnego detalu. Systemy cegieł kształtowych produkowane są z klinkieru lub mas ceramicznych o takich kolorach i fakturach jak cegły licowe. O walorach muru licowanego może także decydować zastosowane wiązanie cegieł. Powszechnie znane są wiązania krzyżowe lub pospolite, jednak trudno wykonać je w ścianach grubości 1/2 cegły. Dlatego coraz powszechniej stosuje się wiązanie wozówkowe.
W okresie wcześniejszym, kiedy mniejszą wagę przywiązywano do ochrony cieplnej przegród, ściany zewnętrzne budynków wykonywano jako mury pełne. Dla polepszenia cech izolacyjnych wykonywano mury o grubości 1,5 lub 2 cegieł. Dopiero ostatnie pięćdziesięciolecie przyniosło zasadnicze zmiany w sposobie konstruowania zewnętrznych ścian murowanych. Nastąpił rozwój murów warstwowych. Wyraźnie rozdzielono w ścianie zewnętrznej elementy pełniące rolę nośną (konstrukcyjną) oraz warstwę izolacji termicznej i wentylacji przegrody, oraz część osłonową ściany warstwowej.
Właśnie ścianki osłonowe (dociskowe) powiązane z główną częścią muru szeregiem kotew, wykonać można z cegieł elewacyjnych. Innym wariantem konstrukcyjnym ściany zewnętrznej jest ściana dwuwarstwowa. Składa się ona z ocieplonego metodą lekką mokrą muru. Na warstwie izolacji termicznej wykonywana jest tzw. warstwa zbrojona. Składa się ona z siatki szklanej zatopionej w warstwie kleju o kilkumilimetrowej grubości. Ostatecznie wykończenie, stanowi często cienkowarstwowy, tynk strukturalny.
Jednak zdarza się, że dla uzyskania wrażenia domu “z cegły” elewację wykonuje się z przyklejonych zaprawą klejową, płytek imitujących cegłę klinkierową lub elewacyjną.
Zaprawy do fugowania cegły na elewacjach
Niestety często spotykamy w praktyce wykonawczej wzorcowo wykonane mury z cegły, posiadające idealną geometrię układu cegieł. Prawidłowy dobór kolorystyczny zastosowanego materiału, wzorcowo dobrane wiązanie. Niestety efekt końcowy wydaje się być zniszczony przez zastosowanie do wypełnienia spoin nieodpowiedniej zaprawy. Tradycyjnie do spajania cegieł w murach licowanych wykorzystywano zaprawy wapienne, wiążące pod wpływem zawartego w powietrzu dwutlenku węgla. Nie małą rolę dla zapobiegania powstawaniu wykwitów pełniły specjalne dodatki. Zawartości zaprawie mielonej cegły, mączki kostnej oraz węgla drzewnego ograniczało powstawanie zacieków, ale zaprawy takie ulegają wypłukiwaniu przez wody opadowe. Rosnące zanieczyszczenie środowiska spowodowało między innymi pojawienie się w powietrzu sporych ilości dwutlenku siarki, który to w połączeniu z wodą prowadzi do powstawania kwasu siarkowego. On z kolei łatwo reaguje z wapnem tworząc łatwo wypłukiwany gips. Również zastosowanie do spoinowania fug murów ceglanych, zapraw opartych o spoiwo cementowe nie jest dobrym pomysłem. Wynika to z faktu, że cement powoduje zwiększenie skurczu oraz wprowadzenie w formie zanieczyszczeń, łatwo rozpuszczalnych w wodzie soli. To one właśnie prowadzą do powstawania na murze szkodliwych dla jego trwałości i nieestetycznych wykwitów. Najlepszym rozwiązaniem technicznym problemu okazuje się zastosowanie jako składnika zapraw zawierających trass czyli pucolanę. Jest to zmielona skała wulkaniczna, której zasadniczym składnikiem jest krzemionka i tlenek glinowy. Wprawdzie sam trass twardnieje bardzo wolno i nie uzyskuje pożądanej wytrzymałości, ale w połączeniu ze spoiwem wapiennym tworzy spoiwo o bardzo korzystnych właściwościach.
Zaprawy zawierające w swoim składzie trass, są wysoce odporne na agresje kwaśnego środowiska, zachodzące w zaprawie reakcje chemiczne prowadzą do powstawania krystalicznej struktury krzemianowej. Warto dodać, że zaprawy wapienno-trassowe charakteryzuje niski opór dyfuzyjny, mimo znacznego ograniczenia kapilarnego podciągania wody.
Właśnie ta cecha powoduje, że nie występują w omawianych spoinach wykwity solne. Warto dodać, że proces wiązania w zaprawach z trassem następuje zarówno na skutek działania wody, ale także dzięki wchłanianiu dwutlenku węgla z powietrza. Jest również wada: złoża trassu nie występują w naszym kraju. Jedyną możliwością pozyskania jest import ze Szwecji, Włoch, Rumunii lub Niemiec. Pewnie dlatego krajowi producenci zapraw konfekcjonowanych szukają innych rozwiązań. Jedna z dróg prowadzi do próby związania wodorotlenku wapna i soli, stanowiących zanieczyszczenie cementów, przez stosowanie w zaprawach dużych ilości żywic proszkowych i preparatów hydrofobowych. Ich zadaniem jest wytworzenie na zewnętrznej powierzchni zaprawy syntetycznego naskórka. Ma on “oddzielić” zaprawę od kontaktu z powietrzem i wodami opadowymi na czas potrzebny do zakończenia zachodzących w strukturze zaprawy procesów chemicznych. W rzeczywistości odsuwa tylko w czasie wystąpienie wykwitów typu solnego i karbonatyzacyjnych.
Ściana licowana cegłą ma wiele zalet. Oprócz szlachetnej estetyki, także niezaprzeczalne zalety użytkowe. Przede wszystkim jest bardzo trwała. Nie wymaga żadnych zabiegów konserwacyjnych w przeciwieństwie do elewacji tynkowanych, które należy okresowo malować. Elewacje wykonane z licowej cegły i klinkieru brudzą się niewspółmiernie wolniej niż ściany pokryte tynkiem np. strukturalnym.
Unikamy także problemów związanych ze starzeniem się tynku, jego wietrzeniem i odpadaniem. Wprawdzie po wielu latach cegła pokrywa się patyną, ale przywrócenie jej pierwotnego stanu nie jest zabiegiem ani uciążliwym ani kosztownym.
Piotr Wierzelewski
Tekst ilustrują foto firmy
Röben, LODE, CRH PATOKA
(WARSTWY – DACHY I ŚCIANY numer specjalny 3/2001)
