TermoDom.pl

Newsletter

Docieplenie ścian od...

Jeżeli mieszkamy w budynku wielorodzinnym na kompleksowe ocieplenie od zewnątrz potrzebna... więcej

Sposoby ogrzewania...

Jesień to znakomity moment, by podjąć temat ogrzewania. Sposobów na zapewnienie ciepła... więcej

Idzie nowe!

Jedna jaskółka wiosny nie czyni, ale kilka -  to już znak, że idzie nowe… A to... więcej

Buduj dom energooszczędnie Materiały budowlane Beton komórkowy

Beton komórkowy

Asortyment produktów z betonu komórkowego jest bardzo bogaty. Z materiału tego wyrabia się nie tylko bloczki przeznaczone do budowy ścian konstrukcyjnych, czy ścianek działowych. Beton komórkowy jest materiałem na tyle trwałym i wytrzymałym, że produkuje się z niego także wiele innych elementów, takich jak nadproża, płyty stropowo-dachowe.

Beton komórkowy należy do grupy materiałów nazywanych betonami lekkimi. Skład surowcowy oraz technologia jego produkcji podobna jest do technologii zwykłego betonu cementowego. Produkowane z niego wyroby oraz sposób ich umieszczania w konstrukcji bardziej przypominają jednak materiały z grupy materiałów ściennych, takich jak cegła ceramiczna, czy bloki wapienno-piaskowe. To dlatego materiał ten częściej spotkać można na budowach obiektów jednorodzinnych niż wielkowymiarowych konstrukcji i, co więcej, jest to materiał niezwykle popularny.

Skład

Beton komórkowy produkuje się z łatwo dostępnych i obficie występujących w naturze, a więc i relatywnie tanich surowców. W zależności od zespołu warunków surowcowo-lokalizacyjnych, w Polsce stosowane są wariantowe technologie produkcji betonu komórkowego, oparte na następującym zestawie składników:

a) spoiwo – najczęściej jest to mieszanina cementu i wapna, ewentualnie samo wapno

b) kruszywo - piasek kwarcowy lub popiół lotny powstający ze spalania węgla lub ich mieszanina

c) środek porotwórczy - aluminium w postaci proszku lub pasty

d) środki powierzchniowo czynne - usuwające warstwę ochronną z proszku aluminium oraz zmniejszające napięcie powierzchniowe wody w celu uzyskania lepszego zwilżenia stałych składników masy zarobowej podczas mieszania

e) woda

f) dodatki – najczęściej jest to dodatek gipsu będący regulatorem czasu wiązania

Produkcja

W Polsce beton komórkowy produkuje się według kilku technologii: Unipol (wariant piaskowo i popiołowy), BLB (beton lekki belitowy), SW (silikat wolnotężejący) oraz PGS (piano-gazo-silikat). W praktyce technologia produkcji nie ma większego znaczenia ze względu na porównywalne właściwości i parametry produktów.

Niezależnie od technologii wytwarzania betonu komórkowego, proces produkcji składa się z następujących operacji:

1. Przygotowanie surowców
Na tym etapie przygotowuje się przede wszystkim spoiwo oraz kruszywo. Piasek wymaga przemiału w całości. Spoiwo, w zależności od technologii, miele się z częścią kruszywa lub nie. Każdy przemiał uaktywnia składniki betonu, dzięki czemu skuteczniejszy jest przebieg reakcji chemicznej między spoiwem i kruszywem, i pewniejsze uzyskanie betonu wysokiej jakości.

2. Dozowanie i mieszanie składników
Przez dobranie stosunków ilościowych poszczególnych surowców wyjściowych można uzyskiwać betony komórkowe o różnych gęstościach objętościowych. W zależności od gęstości objętościowej beton komórkowy ma porowatość całkowitą rzędu 60–85%, a ciało stałe otaczające pory o zróżnicowanej wielkości stanowi najwyżej 40%. Ono to ponosi główną odpowiedzialność za właściwości finalne betonu komórkowego, chociaż w znaczącym stopniu wpływa na nie również struktura porowatości. 

3. Wypełnienie form

W formach następuje wyrost masy oraz powstawanie porowatej struktury. Środkiem porotwórczym jest aluminium, które wchodząc w reakcję z wodorotlenkiem wapniowym (z hydratacji wapna lub hydrolizy cementu), powoduje wydzielanie się wodoru. Gdy ciśnienie wodoru wywoła naprężenia przekraczające granicę plastyczności masy, wodór uchodzi z masy i rozpoczyna się jej odkształcanie czyli proces wyrastania. W spulchnionej masie miejsce wodoru w wytworzonych porach zajmuje powietrze, które już w niej pozostaje (powietrze jest najlepszym izolatorem ciepła).

4. Oczekiwanie na wyrośnięcie i odpowiednie stwardnienie
Masa musi na tyle stwardnieć, aby można było ją poddać procesom krojenia i zdejmowania naddatków (ponad żądane wymiary). Jakość surowców i ich odpowiednie przygotowanie skutkuje prawidłowym wyrostem masy i utrzymaniem powstałej komórkowej struktury. Masa po wyrośnięciu nie powinna osiadać.

5. Krojenie (odlewu) na elementy o żądanych wymiarach
Proces ten odbywa się przy pomocy urządzeń umożliwiających uzyskanie prawidłowych kształtów z zachowaniem minimalnych tolerancji wymiarowych i dużych gładkości powierzchni. Krojenie masy odbywa się bez stosowania jej obrotu lub z obrotem o 90o. Przy stosowaniu obrotu blok masy po pokrojeniu i zdjęciu naddatków wraca z powrotem do poziomu i układany jest na dnie formy.

6. Wstawienie masy do autoklawu
Proces autoklawizacji ma na celu utwardzenie wyrobu parą wodną nasyconą o ciśnieniu 1,1 –1,3 MPa i temperaturze 180 –190oC. Dzięki procesowi autoklawizacji, bezpośrednio po jego zakończeniu beton komórkowy uzyskuje odpowiednią wytrzymałość i mrozoodporność. Autoklawizacja eliminuje tzw. skurcz chemiczny tworzywa. Proces autoklawizacji zapewnia również trwałość betonu komórkowego w czasie.

Wyprodukowane elementy poddaje się kontroli jakości, a następnie składuje w odpowiednich, ściśle określonych warunkach.

Struktura

Właściwości betonu komórkowego kształtowane są na poziomie jego mikrostruktury.

Na strukturę betonu komórkowego składają się dwie fazy – stała i gazowa. Fazę stałą stanowią minerały, będące produktami i pozostałościami procesu autoklawizacji. Faza gazowa to powietrze, które wypełnia, razem z zawartą tam wilgocią, pory materiału. Średnio można przyjąć, że tylko ok. 20-40% objętości betonu komórkowego stanowi ciało stałe. Pozostała część – ok. 60-80% objętości, stanowi powietrze. Pory występujące w betonie komórkowym podzielić można na makro-pory typu zamkniętego oraz mikro-pory kapilarne, których jest jednak znacznie mniej.

                                  
                                                             Rys. 1. Struktura betonu komórkowego

 Właściwości

Właściwości betonu komórkowego, jak każdego materiału, zależą ściśle od jego mikrostruktury. W przypadku betonu komórkowego widać to wyraźnie, gdy porównujemy jego odmiany, różniące się zawartością fazy gazowej.

Ogólnie jako materiał budowlany beton komórkowy charakteryzuje się bardzo małą gęstością objętościową, co wynika z bardzo porowatej struktury. W zależności od średniej gęstości objętościowej beton komórkowy należeć może do jednej z pięciu odmian (tab. 1). Porównanie gęstości objętościowej betonu komórkowego z innymi materiałami pokazuje, że jest on nawet kilkakrotnie razy od nich lżejszy. Umożliwia to produkcję dużych elementów nadających się do ręcznego układania. Mały ciężar sprawia również, że wyroby z tego materiału są łatwe w transporcie oraz nie obciążają zbytnio fundamentów.

Odmiana

300

400

500

600

700

Gęstość objętościowa

w stanie suchym

251 - 350

351 - 450

451 - 550

551 - 650

651 - 750

Klasa betonu komórko-

wego [MPa]

1,5

2,0

1,5

2,0

3,0

2,0

3,0

4,0

3,0

4,0

5,0

6,0

5,0

6,0

7,0

                                        Tab. 1. Odmiany i klasy betonu komórkowego 

Z gęstością objętościową wiąże się wytrzymałość betonu komórkowego na ściskanie. Każdej ze średnich gęstości objętościowych przyporządkowano występujące klasy wytrzymałości zależne od wytrzymałości w stanie suchym (tab. 1). Wpływ na uzyskaną wytrzymałość betonu komórkowego ma również stopień zawilgocenia oraz kierunek zgniatania w stosunku do kierunku wzrostu masy w formie.

Beton komórkowy charakteryzuje się bardzo niskim współczynnikiem przewodzenia ciepła. Wynika to przede wszystkim z zawartości zamkniętych makro-porów, które stanowią  świetny izolator termiczny. Im większa ilość porów tego typu (mniejsza gęstość objętościowa), tym lepsza termoizolacyjność materiału (tab. 2). Mała przewodność cieplna materiału sprawia, że z betonu komórkowego można murować ściany jednowarstwowe spełniające wymagania Polskiej Normy odnoście izolacyjności ścian nie tylko jednowarstwowych (Umax = 0,50), ale również wielowarstwowych (Umax = 0,30).

 
Zamknięte makro-pory sprawiają także, że beton komórkowy ma wysoką zdolność do akumulacji (gromadzenia) i długiego utrzymywania ciepła. 

Średnia gęstość objętościowa w stanie suchym

Współczynnik przewodzenia ciepła [W/mK]

700

0,25

600

0,21

500

0,17

400

0,14

300

0,11

                          Tab. 2. Zależność współczynnika przewodzenia ciepła od średniej gęstości objętościowej

Pomimo dużej zawartości porów beton komórkowy cechuje względnie mała nasiąkliwość objętościowa, co ponownie znajduje swoje uzasadnienie w występowaniu przede wszystkim porów zamkniętych. Przy zasysaniu wody komórki powietrza nie napełniają się bądź napełniają się jedynie częściowo, co ma bardzo korzystny wpływ na mrozoodporność. Dzięki temu zjawisku zamarzająca woda, zwiększająca swoją objętość o ok. 10%, nie wywiera nacisku na ścianki komórki, nie powodując szkodliwych naprężeń wewnętrznych w materiale.

Do najważniejszych cech użytkowych materiałów budowlanych należy ich ognioodporność. Ściany wykonane z betonu komórkowego wytrzymują bez większych uszkodzeń 240 minutową próbę ogniową, co klasyfikuje je w grupie materiałów o najwyższej klasie  ognioodporności.

 
Beton komórkowy należy również do najzdrowszych materiałów budowlanych dostępnych na rynku. Dotyczy to w szczególności odmiany betonu komórkowego produkowanej na bazie piasków kwarcowych. Produkowany na bazie naturalnego kruszywa, beton komórkowy wykazuje bardzo niską promieniotwórczość naturalną (tab. 3). Jednocześnie materiał ten jest bardzo odporny na działanie mikroorganizmów, powodujących rozwój grzybów, pleśni oraz bakterii.

 Nazwa

 Współczynniki kwalifikacyjne 

 wyrobu

f1

f2 

 Beton komórkowy

 0,12

 11,0

 Cegła silikatowa

 0,14

 9,3

 Beton zwykły

 0,26

 16,2

 Keramzytobeton

 0,35

 28,6

Cegła i wyroby ceramiczne

0,55

55,2

Żużlobeton

0,58

75,9

                  Tab. 3. Wskaźniki promieniotwórczości naturalnej wybranych materiałów budowlanych

Asortyment

Asortyment produktów z betonu komórkowego jest bardzo bogaty. Z materiału tego wyrabia się nie tylko bloczki przeznaczone do budowy ścian konstrukcyjnych, czy ścianek działowych. Beton komórkowy jest materiałem na tyle trwałym i wytrzymałym, że produkuje się z niego także wiele innych elementów, takich jak nadproża, płyty stropowo-dachowe.

 

                                           
                                                Foto: Bloczek YTONG o gr. 36,5 cm, Xella

Główną grupę produktów, elementy ścienne, dzieli się przede wszystkim ze względu na klasę dokładności. Współczynnik ten określa wielkość dopuszczalnych odchyleń od standardowo przyjętych wymiarów poszczególnych elementów, a zatem oznacza precyzję ich wykonania. Wyróżnia się dwie klasy dokładności:

• M – do murów z zapraw zwykłych lub ciepłochronnych
• D – do murów z cienkimi spoinami, zaprawą klejową

Jest to ważny wyróżnik klasy elementów, gdyż zależy od niego ilość i rodzaj zaprawy niezbędnej do połączenia kolejnych elementów. Większa dokładność bloczków typu D sprawia, że podczas ich murowania spada wymagana ilość spoiwa. Dodatkowo bloczki te mogą mieć profilowane powierzchnie czołowe na pióro i wpust, dzięki czemu nie wymagana jest spoina pionowa. Precyzja wykonania bloczków wpływa także na jakość wykonania ściany – elementy dokładniejsze tworzą lepsze i bardziej szczelne łączenia, co ma znaczny wpływ na przenikalność cieplną ściany.
Elementy ścienne drobnowymiarowe z betonu komórkowego to bloczki i płytki.

Bloczki o grubość od 18 cm do 42 cm (co 6 cm) można stosować do murowania ścian nośnych wewnętrznych i zewnętrznych. Płytki maja grubość 12 lub 6 cm. Długość bloczków i płytek wynosi 59 cm. Wysokość bloczków i płytek wynosi zazwyczaj 20 lub 24 cm. Podane wymiary są wartościami określonymi przez Polską Normę (PN-B-19301). Na polskim rynku znaleźć można jednak także elementy o wymiarach nieco odbiegających od tutaj przytoczonych.

Oprócz bloczków z betonu komórkowego wykonuje się także elementy uzupełniające konstrukcję – belki nadprożowe, bloczki docieplające wieniec, kształtki U i L, płyty stropowe i dachowe. Duży wybór asortymentu produktów z betonu komórkowego pozwala na swobodne projektowanie i wznoszenie budynków niemal w całości wykonanych z tego materiału. Nie bez znaczenia pozostaje tu także fakt, że beton komórkowy jest jednym z najłatwiej poddających się obróbce materiałów.

                                          
                                                        Foto: Gotowa belka nadprożowa YTONG, Xella


                                          
                                              Foto: Kształtka nadprożowa YTONG, Xella

Zastosowanie

Największe zastosowanie beton komórkowy znajduje w budownictwie jednorodzinnym. Dobra izolacyjność cieplna, wysoka odporność ogniowa, niska zawartość naturalnych pierwiastków promieniotwórczych to cechy, które zawsze cieszyć się będą uznaniem w tym obszarze budownictwa. Dodatkowo jego popularność wśród materiałów ściennych podnosi łatwość obróbki i prostota murowania ścian, często nie wymagających warstw ocieplenia.

Jednak beton komórkowy stosowany jest także do innych rodzajów konstrukcji. Wznosi się z niego niskie budynki wielorodzinne, nawet do 5 kondygnacji, jak również stosuje się jako wypełnienie w konstrukcjach szkieletowych, gdzie szczególne znaczenie ma mały ciężar ścian. Wielkoformatowe wyroby z betonu komórkowego wykorzystywane są w budownictwie przemysłowym, handlowym, a także mieszkaniowym. W postaci zmodyfikowanej stosuje się beton komórkowy również do produkcji ekranów akustycznych. 

Zobacz także:

Bloki silikatowe

Materiały izolacyjne

Ściany zewnętrzne

Ściana trójwarstwowa

Zmiana materiałów ściennych

Ściany w domu pasywnym

Ściany szkieletowe  

Jakie informacje...

Nieszczelne okna, błędy wykonawcze przy wykonywaniu docieplenia. Jakie jeszcze informacje... więcej

Straty ciepła a...

W budynkach jednorodzinnych największe straty ciepła są związane ze ścianami zewnętrznymi... więcej

Dachy

Dachy płaskie, dachy skośne. Jakie są ich wady i zalety oraz jak je docieplać. Tu... więcej

Skomentuj





Komentarze   —   pokaż wszystkie

Paweł00001, 16.06.2008
Wszyscy chwalą Ytong lecz są inne firmy które produkują beton komórkowy np. Aeroc jest wysokiej klasy i tani bo tylko 6 zł za pustak a buduje sie nim lepiej niż Ytongiem po wprowadzeniu się... więcej»