Kipsi

Kipsi tulee kreikkalaisesta sanasta Gypsos, mikä tarkoittaa keitettyä kiveä. Kipsi on luonnossa suurina esiintyminä oleva mineraali, sitä esiintyy mm. Saksassa ja Välimeren maissa.

Kipsiesiintymien juuret ovat muinaisissa lämpimissä merenlahdissa. Tämän vuoksi kipsi esiintyy sekoittuneena vuorisuolaan. Valtamerien vesissä on liuenneena 0,13 % kipsiä.

Ensimmäinen todiste kipsin käytöstä rakennusmateriaalina juontaa juurensa yli 5700 vuoden taakse Egyptiin ja Kheopsin pyramidiin, jossa kipsiä sekoitettiin kaakelisaveen eli merkeliin ja tätä seosta käytettiin laastina.

1700 luvun lopulla Ranskalainen kemisti Antoine Laurent Lavoisier analysoi raakakipsiä ja sai selville sen kemiallisen koostumuksen. Lavoisierin analyysin ja Pariisin läheltä löydettyjen kipsiesiintymien johdosta alkoi kipsin kaupallinen käyttö laastina ja muottivaluissa. Kipsiä kutsuttiin tuolloin nimellä "Plâtre de Paris" eli Pariisin kipsiksi.

Lavoisierin tutkimusten aikana Benjamin Franklin vieraili Ranskassa. Franklin pani merkille, että ranskalaiset maanomistajat käyttivät kipsiä maanparannustarkoituksiin. Hän vakuuttui tästä metodista ja vei sen mukanaan Yhdysvaltoihin. Vielä nykyäänkin kipsiä käytetään maanparannustarkoituksiin suuressa osassa maailmaa.

Vuonna 1880 saivat Augustine Sackett ja Fred Kane idean tuottaa kipsistä levyä. Useiden epäonnistuneiden yritysten jälkeen he viimein vuonna 1888 onnistuivat valmistamaan kipsilevyä pursottamalla kipsiä kartonkikerrosten väliin. Tuote sai nimekseen "Sackett Board" toisen keksijänsä mukaan. Nykymuotoista kipsilevyä on tuotettu teollisesti 1910-luvulta lähtien. Pohjoismaissa kipsilevyä on käytetty 1930-luvulta lähtien. Kipsilevystä on tullut johtava sisäverhousmateriaali sen akustisten-, paloturvallisuus-, allergia- ja esteettisyysominaisuuksien ansiosta. Lisäksi suosiota selittää sen helppo työstettävyys.

Kipsikivi eli raakakipsi on väritön, kiderakenteinen mineraali ja se on halkaistavissa. Sen kemiallinen kaava on CaSO4 • 2H2O. Kipsi eroaa kalkista ja liidusta siten, ettei se reagoi suolahapon kanssa.

Raakakipsi
Raakakipsi sisältää 21 % kidevettä.

Kalsinoitu kipsi
Kuumennettaessa raakakipsiä kalsinoinnissa, poistuu noin 15 % vettä ja kipsistä tulee valkoista pulveria (hemihydraatti).

Kipsislurry (Voimalaitoskipsi)
Valmistusvaiheessa kalsinoituun kipsiin lisätään vettä (kipsislurry).

Kipsilevy
Kuivausvaiheessa kipsistä poistetaan ylimääräinen vesi, jonka jälkeen kipsin kemiallinen koostumus on sama kuin raakakipsillä.

Kipsiä saadaan paitsi luonnosta niin myös mm. hiilivoimaloiden savukaasujen puhdistuksessa syntyvästä kipsistä. Savukaasut johdetaan kalkkikivilietteeseen (kalkkikivi eli kalsiumkarbonaatti) ja tätä kutsutaan savukaasujen puhdistuksen märkämenetelmäksi. Savukaasuja pestessä tapahtuu seuraavanlainen reaktioketju.

SO2 + CaCO3 + 1/2 H2O   ?   CaSO3 • 1/2 H2O + CO2

CaSO3 • 1/2H2O + SO2+ H2O   ?   Ca(HSO3)2+ 1/2 H2O

Ca(HSO3)2 + O2 + 2H2O   ?   CaSO4 • 2H2O + H2SO4

Lopputuloksena syntyy kipsiä eli FGD:tä (FGD = flue gas desulfurization). Voimalaitoskipsi on puhtaampaa kuin luonnonkipsi ja soveltuu hyvin kipsilevyn raaka-aineeksi.

Kipsi ja ympäristö

Klassinen rakennusmateriaali
Rakennusmateriaaleja valittaessa pitäisi ottaa huomioon myös ympäristönäkökohdat. Ympäristön näkökulmasta tulisi valinta kohdistaa puhtaisiin tuotteisiin, joiden rakennusaikainen jäte voidaan kierrättää välittömästi ja itse tuote voidaan myöhemmin hyödyntää kierrättämällä. Näin saadaan rakennusmateriaalien ympäristörasitus minimoitua. Tälle sivulle olemme keränneet kommentteja siitä mitä Pohjoismaisen Kipsilevy-yhdistyksen Tekniikka ja Ympäristö- komitea, NGF-TMK on kirjoittanut ympäristökysymyksistä koskien kevytrakennetekniikkaa sekä kipsilevyjen käyttöä rakennusalalla. Kaikki Pohjoismaat ovat edustettuina NGF-TMK:ssa.

Rakennuksen elinkaari
Elinkaarianalyysit antavat rakennuksille 50–100 vuoden elinkaaren, riippuen käytöstä ja ylläpidosta. Pidempi elinkaari kuormittaa ympäristöä vähemmän kuin lyhyt. Kipsilevyrakenteella on sama elinkaari kuin sillä rakennuksella, johon se kuuluu.

Resursseja säästävä raaka-aine
Kipsilevy koostuu valetusta kipsiytimestä, jota kiertää kartonki. Kartonki on valmistettu kierrätyspahvista tai -paperista. Kipsiydin on sekoitus sekä luonnonkipsiä, voimalaitoskipsiä että kierrätyskipsiä. Maaperästä löytyy suuria määriä kipsiä ja sitä on myös liuenneena valtamerien vesiin. Pohjoismaissa käytettävä luonnonkipsi tuodaan Etelä-Euroopasta, missä esiintymät ovat suuria ja sijaitsevat maanpinnassa. Pohjoismaisessa luonnossa kipsikiveä ei esiinny, mutta teollisuuden lämpövoimaloissa syntyy ns. voimalaitoskipsiä, kun murskattuun kalkkikiveen sekoitetaan vettä, ilmaa ja rikkidioksidia.

Kierrätettävä materiaali
Kipsilevyjä ja kipsilevyjätettä voidaan kierrättää. Kipsilevyvalmistajat Pohjoismaissa ovat sopineet kipsijätteen vastaanottosäännöstä ja -paikoista. Kuljetuskustannuksia minimoidaksemme kipsijäte tulee toimittaa lähimpään vastaanottopisteeseen. Palautettu jäte kierrätetään ja käytetään uusissa levyissä. Kipsijätettä voidaan käyttää soveltuvin osin myös esimerkiksi maanparannusaineena.

Tuotteiden uudelleenkäyttö
Kipsilevyt voidaan käyttää uudelleen, jos ne puretaan varovasti ja säilyvät ehjinä.

Sisätilat
Kipsilevyrakenteissa käytettävä kevytrakennetekniikka antaa loputtomasti mahdollisuuksia toteuttaa minkä tahansa muotoisia rakenteita. Seinät ja katot voivat olla suoria, taivutettuja tai pyöreitä.

Hyvä rakennusaikainen ergonomia
Kipsilevyjä on helppo käsitellä ja työstää. Kipsilevyjä voidaan käyttää ja asentaa niille varta vasten kehitettyjen teräsprofiilijärjestelmien kanssa. Asentaminen ei edellytä monimutkaisia työmenetelmiä eikä työvälineitä. Kevytrakennetekniikka on rakennusvaiheessa ergonominen valinta.

Alhaiset emissiot
Vaikka asiantuntijat ovat eri mieltä siitä, onko rakennusmateriaalien emissioilla ja huonolla sisäilmalla yhteyttä, on kuitenkin perusteltua, että emissiot pidetään minimissä. Kipsilevyllä rakennusmateriaalina on hyvin alhaiset emissiot, mikä myötävaikuttaa terveeseen sisäilmaan ja allergikkojen suosituksiin. Monet rakennusmateriaalit myös säteilevät radonia, toiset enemmän ja toiset vähemmän. Kipsilevyt kuuluvat niihin materiaaleihin, joissa säteily on hyvin vähäistä.

Palonsuojaa tarpeen mukaan
Kipsilevyllä on todella arvokkaat palotekniset ominaisuudet. Kipsilevy sisältää noin 20 % kidevettä, joka palon sattuessa höyrystyy. Höyrystyminen vaatii paljon energiaa ja tämän vuoksi kipsilevyllä on hyvä palonvastustuskyky. Useammat kipsilevyt samassa rakenteessa antavat paremman palonsuojan ja rakenteen palon leviämistä estävä aika määritellään kipsilevyjen määrällä.

Miellyttävä ääniympäristö
Rankarakenteeseen kiinnitetyt kipsilevyt absorboivat matalataajuuksisia ääniä, millä voi olla suuri merkitys jälkikaiunta-ajalle isoissa tiloissa kuten konserttisaleissa. Konttoreissa, kouluissa ja ravintoloissa käytetään kipsilevytuotteita akustiikan säätämiseen.

Energiankulutus ja lämmöneritys
Kipsilevyjen valmistuksessa kuluu energiaa ja tämän takia kipsilevyvalmistajat pyrkivät käyttämään parasta mahdollista saatavilla olevaa tekniikkaa niin, että energia käytetään mahdollisimman tehokkaasti. Elinkaarianalyyseissa voidaan todeta, että rakennuksen elinkaaren aikana ainoastaan 10 % energiakulutuksesta menee materiaalin tuotantoon, rakentamiseen ja purkamiseen. Loput 90 % menee rakennuksen lämmitykseen ja ylläpitoon käyttöaikana. Voidaksemme vähentää energiankulutuksen mukana tuomaa ympäristövaikutusta, on tärkeää, että lämmöneristys toteutetaan huolellisesti. Lämmöneristys toteutetaan tuotteilla, joissa ilmatiiviiden pintojen välissä on paikallaan pysyvää ilmaa, esimerkkinä mineraalivilla. Kipsilevy toimii tässä erinomaisesti korkean ilmatiiviytensä ja matalan diffuusiovastuksensa ansiosta.

Rakenteiden joustavuus
Kevyiden rakenteiden ja kuivan asennustavan ansiosta olemassa olevat seinät ja katot on helppo purkaa ja rakentaa uudestaan niin, että ne soveltuvat asunnon, konttorin, koulun tai tehtaan muuttuviin tarpeisiin. Tämä joustavuus antaa rakennukselle pidemmän elinajan ja kokonaisuudessaan alhaisemman ympäristövaikutuksen.

Sopeutettu äänieristys
Rakenteet, joissa kipsilevyt yhdistetään rankarakenteeseen ja mineraalivillaan, voidaan toteuttaa toivotulla ääneneristyksellä. Kipsilevyrakenteet voivat absorboida ääntä aina normaalista puheesta diskomusiikkiin asti. Ohjeiden mukainen rankojen yhdistelmä, kipsilevyjen määrä ja onteloabsorbentti antavat rakenteelle toivotun ääneneristävyyden. Jo olemassa olevia rakenteita voidaan myös täydentää kipsilevyillä parempien ääneneristävyysominaisuuksien saavuttamiseksi.

Kipsilevyn rakenne
Kipsilevy koostuu kahdesta kartongista ja niiden väliin valetusta kipsiytimestä. Kipsiydin on kipsikiveä, joka osittain louhitaan luonnosta, osittain valmistetaan kalkkikivestä, vedestä, ilmasta ja rikkidioksidista ja osittain käytetään kierrätettyä kipsiä. Kartonki valmistetaan kokonaisuudessaan kierrätyspaperista.

Kuiva rakennustyyli ja kuivat talot vähentävät homeen riskiä
Rakentamalla seinät, lattiat ja katot kipsilevyistä ja käyttämällä kuivia rankarakenteita ja eristeitä saadaan aikaan kuiva rakenne. Homeen syntyminen vaatii aina kosteutta, mutta kuivana rakennettavat ja rakentamisen ajan sekä sen jälkeen kuivana pidettävät rakenteet vähentävät homeen kasvun edellytyksiä.

Sähkökenttien vähentäminen
Normaalit sähköasennukset muodostavat kaikkiin rakennuksiin sähkökenttiä. Kipsilevyseinissä, joissa käytetään rankarakenteena teräsrunkoa, voidaan sähkökentät minimoida maadoittamisen avulla.

Haluatko tietää enemmän?
Kipsilevytoimittajaltasi saat lisätietoa kevytrakennetekniikasta sekä siitä, miten he ottavat huomioon, tekevät yhteistyötä ja myötävaikuttavat hyviin puitteisiin rakennuksen koko elinkaaren ajan.

Pohjoismaisen Kipsilevy-yhdistyksen ympäristöyhteistyö merkitsee kiertokulkuvastuuta tuotteista ja palveluista.

Puhtaat tuotteet - Asiallinen tiedonvälitys - Kierrätysmahdollisuus