Beton komórkowy to nowoczesny i ostatnio coraz powszechniej stosowany materiał budowlany. Porowata struktura betonu komórkowego sprawia, że jest to materiał lekki, o dobrych właściwościach termoizolacyjnych, odporny na działanie ognia, mrozu i korozję biologiczną.
Pierwszy beton komórkowy został wyprodukowany w 1918 roku przez szwedzkiego architekta A. Erikssona i mimo krótkiej historii zdobył zaufanie i został doceniony przez inwestorów i budowniczych. Do Polski beton komórkowy trafił po wojnie, kiedy to na podstawie licencji od firm YTONG i SIPOREX rozpoczęła się jego produkcja w kilku krajowych zakładach.
Proces produkcji
Beton komórkowy powstaje w wyniku autoklawizacji kruszywa, spoiwa, wody i środków porotwórczych. Do produkcji betonu komórkowego używa się cementu, wapna, drobnego kruszywa takiego jak mielony piasek, popioły lotne, wody oraz dodatków porotwórczych.
Proces technologiczny polega na wymieszaniu składników tworzących masę, która zwiększa swoją objętość. Po wyrośnięciu i wstępnym związaniu z powstałej masy wykrajane są bloki, które poddawane są autoklawizacji. Proces ten polega na oddziaływaniu wysokiego ciśnienia (11-13 atmosfer) i wysokiej temperatury (ok. 190°C) na materiał, w wyniku czego uzyskuje on swoje ostateczne właściwości.
Podstawowymi krajowymi wyrobami z betonu komórkowego są ścienne elementy drobnowymiarowe. Dzielą się one na płytki i bloczki. Elementy grubości do 12 cm nazywa się płytkami, grubsze uważa się za bloczki. Bloczki mają na krótkich bokach wypusty i wpusty ułatwiające łączenie ich w murze. Wysokość i szerokość bloczków zależy od producenta. Na ogół wysokość waha się w granicach od 20÷24 cm, a szerokość od 49÷59cm. Produkowane są również elementy nadproży, wielkowymiarowe płyty ze zbrojonego betonu komórkowego, przeznaczone do wykonywania stropów, dachów, ścian w budynkach oraz elementy wentylacyjne. Należy tutaj zaznaczyć, że oprócz produktów krajowych istnieje bardzo bogata oferta renomowanych firm zagranicznych, oferujących nieporównywalnie szerszy asortyment wyrobów włącznie z zaprawami klejowymi, tynkarskimi i kompletami narzędzi specjalistycznych, pozwalająca praktycznie na postawienie całego budynku w stanie surowym z betonu komórkowego.
Właściwości
Beton komórkowy charakteryzuje jego gęstość objętościowa, która zależy od ilości porów w betonie. Wraz ze wzrostem porowatości rośnie izolacyjność cieplna, lecz zmniejsza się wytrzymałość na ściskanie, czyli zdolność przenoszenia obciążeń. W zależności od gęstości objętościowej wyróżnia się różne odmiany betonu komórkowego. Beton komórkowy odmiany 400 i 500 stosuje się do wykonywania ścian zewnętrznych jednowarstwowych oraz jako materiał ocieplający. Z odmian o większej gęstości objętościowej wykonuje się ściany zewnętrzne warstwowe oraz ściany wewnętrzne.
Wytrzymałość na ściskanie określa klasę betonu komórkowego. W praktyce przyjmuje się, że wyroby stosowane jako materiał konstrukcyjno-izolacyjny do budowy ścian nośnych zewnętrznych w domach jednorodzinnych, powinny być klasy co najmniej 3,0. Beton klasy niższej niż 3,0 stosuje się jako materiał wypełniający i izolacyjny.
Ważną cechą charakterystyczną betonu komórkowego jest jego izolacyjność cieplna, którą określa współczynnik przewodzenia ciepła. Dla betonu komórkowego jest on bardzo korzystny i wynosi np. ok. 0,14 W/m°K dla betonu odmiany 500 w stanie suchym.
Kolejną własnością betonu komórkowego jest dobra odporność ogniowa. O ile zgodnie z aktualnymi przepisami o ochronie przeciwpożarowej ściany zewnętrzne w budynkach jednorodzinnych wolno stojących muszą zachować odporność ogniową przez 15 minut to ściany z betonu komórkowego, murowane z bloczków grubości od 30 cm wytrzymują czterogodzinną próbę ogniową.
Beton komórkowy wykonany na bazie piasku wykazuje, obok cegły silikatowej, najmniejszą promieniotwórczość naturalną. Natomiast beton z popiołów lotnych ma promieniotwórczość na tym samym poziomie, co zwykła cegła czerwona.
Beton komórkowy nie jest odporny na zawilgocenia. Jednak przy podciąganiu wody pory nie wypełniają się nią całkowicie, co wpływa na mrozoodporność wyrobów z betonu komórkowego. Spada ona dopiero wtedy, gdy zawilgoceniu ulegnie więcej niż 30% masy. Wówczas, przy cyklicznym zamarzaniu i odmarzaniu, materiał ulega uszkodzeniu. Z powodu tych właściwości betonu komórkowego nie stosuje się do budowy ścian piwnicznych. Trzeba również pamiętać, że beton komórkowy to materiał wrażliwy na uszkodzenia mechaniczne.
Ściany wykonane z bloczków z betonu komórkowego odznaczają się dobrą zdolnością do tłumienia hałasów oraz dobrą izolacyjnością i dużą bezwładnością cieplną. Oznacza to, iż proces przekazywania ciepła z jednej strony ściany na drugą jest bardzo powolny. W zależności od grubości ściany i odmiany betonu komórkowego wynosi od 8 do 11 godzin. Dzięki temu w pomieszczeniach uzyskujemy wysoki komfort cieplny: pomimo zmiennej temperatury powietrza zewnętrznego zapewniona jest stabilna temperatura we wnętrzach.
Zastosowanie
Z bloczków z betonu komórkowego budowane są ściany zewnętrzne jednowarstwowe i wielowarstwowe. Jednowarstwowe ściany grubości 36 cm spełniają zarówno funkcję konstrukcyjną i izolacyjną, a wykonanie ich jest mniej pracochłonne niż ścian wielowarstwowych. Duży format bloczków przy ich małym ciężarze sprawia, że wykonanie ścian jest szybsze i lżejsze niż przy zastosowaniu metod tradycyjnych. Bloczki z betonu komórkowego można łatwo przycinać za pomocą piły, dzięki czemu łatwiej je dopasować w murze a to z kolei eliminuje straty materiału. Bruzdy instalacyjne w ścianach z betonu komórkowego można wykonywać ręcznie przy pomocy rylca.
W murach wielowarstwowych z bloczków muruje się część konstrukcyjną. Jako materiału izolacyjnego można użyć styropianu lub wełny mineralnej a część elewacyjną wykonać z cegły licowej, klinkierowej lub silikatowej. Innym rozwiązaniem jest ściana dwuwarstwowa, w której część konstrukcyjną stanowi mur z bloczków z betonu komórkowego, a część zewnętrzną przyklejony do betonu komórkowego styropian z tynkiem na welonie szklanym.
Technologia budowy
Bloczki z betonu komórkowego układa się na zaprawach klejowych lub ciepłochronnych (zaprawy te posiadają dodatek granulek styropianowych) po uprzednim dokładnym wygładzeniu powierzchni bloczka (na przykład za pomocą papieru ściernego). Zaprawę klejową rozprowadza się równomiernie na pionową i poziomą płaszczyznę bloczka za pomocą kielni zębatej na całej grubości bloczka. Grubość zaprawy nie powinna przekraczać 2-3mm. Zastosowanie cienkowarstwowej spoiny eliminuje niebezpieczeństwo tworzenia się mostków termicznych, dzięki czemu ograniczamy straty ciepła. Do murowania ścian zewnętrznych można używać również zaprawy ciepłochronnej o grubości 8-12mm dla spoin poziomych, a 6-10mm dla spoin pionowych, jednak ten typ zaprawy obniża nośność ściany.Nie powinno się stosować zaprawy cementowo-wapiennej, ponieważ wpływa ona niekorzystnie na parametry cieplne budynku.
Ściany zewnętrzne z betonu komórkowego można tynkować i malować lub wykańczać przy pomocy rozmaitych okładzin elewacyjnych. Świeżo otynkowane ściany zewnętrzne należy chronić przed deszczem i szybkim wysychaniem, aby nie dopuścić do powstawania plam. Ściany wewnętrzne można malować lub tapetować. Glazurę w pomieszczeniach wewnętrznych można układać bezpośrednio na ścianach bez stosowania warstwy wyrównawczej.