Jak vypadá pórobeton?

Buňkový beton zahrnuje stavební materiály umělého původu s porézní strukturou. Vyrábí se rovnoměrným rozložením plynu ve směsi během míchání. Takové materiály jsou klasifikovány jako lehký beton a jsou široce používány v nízkopodlažních konstrukcích.

Složení pórobetonu

Každý beton obsahuje několik standardních složek: pevné kamenivo, pojivo a vodu. V těžkých typech betonů je kamenivem drť a písek různé zrnitosti a pojivem portlandský cement, který zaujímá pouze 10-13 % hmoty směsi. Složení pórobetonu se liší od jiných typů materiálů:

1. Jako pojivo se používá nejen cement, ale také sádra, vápno nebo směs těchto látek. V tomto případě může hmotnost pojiva dosáhnout až 50 % a stát se hlavní složkou směsi.
2. Sypké materiály s vysokým obsahem oxidu křemičitého působí jako plnivo. Říká se jim křemičité agregáty. Tajemství jejich použití spočívá v tom, že jsou lehčí než drcený kámen a po rozemletí na jemný prášek se aktivují a získávají vlastnosti adstringentů. Mezi taková plniva patří křemičitý písek, struska nebo popel.
3. Spolu s vodou se do směsi přidává plynotvorná nebo pěnotvorná přísada. Díky němu získá zmrazená směs svou porézní strukturu.
4. Ke stabilizaci směsi se používají různé modifikující přísady. Například plastifikátory, které se přidávají za účelem snížení poměru voda-cement a zvýšení pevnosti pórobetonu. Nebo urychlovače tvrdnutí, které jsou nutné k tomu, aby beton ztuhl, než se začnou hroutit póry.

Receptury pro pórobeton se mohou lišit v závislosti na způsobu přípravy a požadovaných vlastnostech.

Druhy pórobetonu

Buňkové betony se dělí podle čtyř hlavních charakteristik:

• по способу порообразования;
• podle jmenování;
• podle podmínek kalení;
• přítomností výztuže.

Zvažme každý bod zvlášť.

Rozdíl v názvech pórobetonu je spojen s technologií použitou k tvorbě buněk – pórů. Na základě způsobu tvorby pórů lze lehký beton rozdělit na pěnobeton a pórobeton.

• V pěnobetonech se póry tvoří přidáním technické pěny. Pěnu lze připravit předem – v pěnovém generátoru. Někdy se však přidává ve formě roztoku a šlehá během procesu míchání.
• V pórobetonu dochází k tvorbě pórů v důsledku chemické reakce, ke které dochází, když se do směsi přidá hliníkový prášek a alkalický roztok. Tato reakce produkuje vodík, který nadzvedává cementovou maltu jako těsto a činí směs světlou.

Technologicky je možné získat hybridní pěno-plynobetonovou směs. V praxi se ale toto řešení nepoužívá.

Pěna a pórobeton mají vynikající tepelně izolační vlastnosti, což umožňuje jejich použití pro výstavbu soukromých domů. To je způsobeno ukazatelem objemové hmotnosti, to znamená hmotnost jednoho metru krychlového hotového výrobku. Čím větší objemová hmotnost, tím vyšší hustota materiálu, což znamená horší tepelně izolační vlastnosti, ale vyšší pevnost. Buňkový beton váží mnohem méně než obvykle, což znamená, že lépe udržuje teplo.

V závislosti na účelu lze pórobeton rozdělit do tří skupin:

• Tepelná izolace. Má nízkou nosnost a tepelnou vodivost díky nízké hustotě. Ale nízká tepelná vodivost poskytuje vynikající tepelně izolační účinek. Tato třída betonu se používá k uspořádání izolační vrstvy, která není vystavena zatížení. Hustota tepelněizolačních tvárnic z pórobetonu se pohybuje v rozmezí 200-500 kg/m3, což odpovídá jakostům D200-D500.
• Konstrukční a tepelné izolace. Tento typ betonu o hustotě 450-900 kg/m3 je nejoblíbenější v nízkopodlažní výstavbě. Má nízkou tepelnou vodivost a relativně vysokou pevnost. Zároveň z ní lze postavit nosné stěny vysoké až do tří pater. Mezi konstrukční a tepelně izolační třídy patří lehký beton třídy D450-D900.
• Strukturální. Jeho hustota je 800-1200 kg/m3, což odpovídá třídám D800-D1200. Tento materiál má nízké tepelně izolační vlastnosti, ale oproti předchozím typům má větší pevnost.

Hromadná výroba pórobetonu o vysoké hustotě je nerentabilní, protože pro dosažení vysoké hustoty je nutné zvýšit obsah pojiva a kameniva. Proto se v hromadné výstavbě vyskytuje zřídka a zpravidla ve formě prefabrikovaných železobetonových konstrukcí, podlahových desek, trámů a dalších výrobků.

Kromě různých receptur a výrobních metod jsou vlastnosti hotových výrobků z pórobetonu ovlivněny zejména podmínkami tuhnutí. Laboratorní studie prokázaly, že úplné vytvrzení betonu a nastavení maximální pevnosti nastává až dvacátý osmý den při vytvrzování na volném prostranství za normálních povětrnostních podmínek. Pro výrobce se však nevyplácí vyrábět výrobky s tak dlouhou dobou tuhnutí. Existují technologie, které dokážou toto období zkrátit. Podle podmínek tuhnutí lze pórobeton rozdělit do dvou skupin:

• Bez autoklávu. K nárůstu síly dochází buď v přirozených podmínkách za dvacet osm dní, ve speciálních komorách za zvýšených teplot nebo pod vlivem vodní páry a normálního atmosférického tlaku. Za takových podmínek může být doba vytvrzení zkrácena na několik dní. To však nijak neovlivňuje vlastnosti materiálu.
• Autokláv. Pro jeho výrobu je zapotřebí speciální komora – autokláv. V něm jsou výrobky z pěny nebo pórobetonu při teplotě 117-200 stupňů a tlaku 9-15 barů. Pokud kompozice obsahuje oxid křemičitý, tvoří se nové silikátové sloučeniny. Proto je jiný název pro materiál vyrobený v autoklávu plynosilikátový nebo pěnosilikátový pórobeton. K jejich vytvrzení dojde za méně než jeden den a výsledná pevnost je vyšší než pevnost vytvrzení za přirozených podmínek.

Samostatně stojí za zmínku klasifikace pórobetonu podle způsobu vyztužení. Jakýkoli beton sám o sobě funguje dobře v tlaku, ale nevydrží tahové zatížení. Proto je potřeba zesílení. Nejčastěji na trhu najdete nevyztužené stěnové tvárnice. Skvěle odvádějí svůj účel – stavbu nosných stěn a příček na pevném základu. Pokud je potřeba vyrobit nadokenní překlady nebo podlahové desky, pak se pórobeton nalije na hotový ocelový nebo sklolaminátový rám. Takové výrobky se nazývají zesílené. Pokud je nutné zvýšit pevnost neautoklávového stěnového bloku, používá se technologie rozptýlené výztuže. V tomto případě se ve fázi přípravy směsi do ní zavádí a rovnoměrně distribuuje polymerní vlákno. Tvoří přídavný rám z nejjemnějších závitů, který zabraňuje vylamování a praskání bloků.

Technické vlastnosti výrobků z pórobetonu

Jednou z vlastností hotových výrobků vyrobených z pórobetonu je jejich geometrie. Standardní rozměry stěnových bloků jsou 200-500x200x600 (ŠxVxH), příčky jsou 75-150 mm. Na zvláštní objednávku lze vyrobit výrobky nestandardních velikostí nebo složitých tvarů.

Odchylky v rozměrech by neměly být větší než 1,5 mm. To je nezbytné pro úsporu skladby zdiva a zabránění vzniku studených mostů mezi bloky. Rovnost výrobků navíc zjednodušuje proces pokládky a urychluje výstavbu.

Vlastnosti materiálu

Technologie výroby pórobetonu, stejně jako vlastnosti surovin používaných při výrobě, jsou upraveny GOST 25485-89. Norma specifikuje základní fyzikální a mechanické vlastnosti materiálu: jeho standardní hustotu, pevnost, tepelnou vodivost. Abyste pochopili, jak se tyto parametry mění v závislosti na jakosti betonu, můžete se spolehnout na údaje v následující tabulce.

Druh betonu	Stupeň podle hustoty	Třída pevnosti v tlaku		Tepelná vodivost W/m*T
		Autoklávovaný beton	Neautoklávovaný beton
tepelně izolační	D300	B0,75 B0,50	–	0,08
D400	B1,5 B1	B0,75 B0,5	0,09
D500	–	B1 B0,75	0,1
Konstrukční a tepelné izolace	D500	B2,5 B2 B1,5 B1	–	0,1
D600	B3,5 B2,5 B2 B1,5	B2 B1	0,13
D700	B5 B3,5 B2,5 B2	B2,5 B2 B1,5	0,15
D800	B7,5 B5 B3,5 B2,5	B3,5 B2,5 B2	0,18
D900	B10 B7,5 B5 B3,5	B5 B3,5 B2,5	0,20
Strukturální	D1000	B12,5 B10 B7,5	B7,5 B5	0,23
D1100	B15 B12,5 B10	B10 B7,5	0,26
D1200	B15 B12,5	B12,5 B10	0,29

Čím vyšší je hodnota třídy pevnosti, tím větší zátěž blok vydrží. To je způsobeno zvýšením hustoty materiálu. Zároveň se také zvyšuje tepelná vodivost, což znamená, že účinnost tepelné izolace klesá. Tabulka také jasně ukazuje rozdíl v podmínkách kalení materiálu. Při stejné jakosti a tepelné vodivosti má autoklávovaný pórobeton vyšší pevnostní třídu ve srovnání s neautoklávovaným betonem. Samozřejmě existuje rozdíl v ceně, ale nelze jej považovat za kritický.

Materiál šetrný k životnímu prostředí

Mnoho spotřebitelů nedůvěřuje pěně a pórobetonu jako materiálu pro stavbu vlastního domova. Křemičité plnivo obsažené v kompozici, stejně jako přísady pro tvorbu pórů, vzbuzují pochybnosti o šetrnosti k životnímu prostředí bloků.

Tyto obavy jsou však neopodstatněné. Jestliže na počátku své existence mohla technologie výroby pórobetonu vyvolávat otázky, nyní jsou materiály v ní používané plně prostudovány. Jakýkoli takový beton vyrobený v souladu s GOST je absolutně bezpečný pro zdraví a je ekologickým materiálem pro bytovou výstavbu. To bylo prokázáno mnoha nezávislými laboratořemi. Kromě toho je pórobeton nehořlavý materiál, který při hoření neuvolňuje látky toxické pro člověka.

Výhody a nevýhody pórobetonu

Cihla a beton jsou tradiční stavební materiály. Má smysl srovnávat výrobky vyrobené z pórobetonu s nimi a začněme s nevýhodami materiálu:

• Nízká pevnost. Pevnost konstrukčních a tepelně izolačních bloků je 2-3krát menší než u cihel a mnohem menší než u běžného betonu. Ale s takovou silou jsou zcela vhodné pro stavbu nosných stěn.
• Vysoká absorpce vody. Pěna a pórobeton mohou absorbovat až 50 % vody vzhledem ke své vlastní hmotnosti. Proto při výběru těchto bloků pro stavbu musíte předem myslet na ochranu vnější strany stěn. Výborně se k tomu hodí obklady, obklady fasádními cihlami nebo omítky.
• Nízká mrazuvzdornost. Tento parametr přímo závisí na absorpci vody. Při nasycení vodou a vystavení nízkým teplotám se pórobeton zhroutí mnohem rychleji než cihla nebo klasický beton.

Navzdory těmto negativním vlastnostem mají výrobky vyrobené z pěny a pórobetonu významné výhody:

• Výborná tepelná izolace. Nízká tepelná vodivost bloků umožňuje stavět teplé domy bez použití dalších tepelně izolačních materiálů. Stěna z tvárnic bude navíc tenčí než zděná.
• Nízká hmotnost. Díky porézní struktuře materiálu je lehký. To znamená, že stavba bude trvat kratší dobu. Ovlivňuje to i velikost tvárnice: jejich pokládka je rychlejší a jednodušší. To vyžaduje menší množství zdicí malty.
• Jednoduchost zpracování. V případě potřeby lze bloky soustružit a řezat jednoduchými ručními nástroji, což má také pozitivní vliv na rychlost a snadnost stavby.
• Trvanlivost. Navzdory skutečnosti, že se pórobeton objevil relativně nedávno, můžeme s jistotou říci, že jsou spolehlivé a odolné: výrobci zaručují, že při dodržení stavební technologie bude dům z pěny nebo pórobetonu trvat nejméně sto let. Je však důležité si uvědomit, že tyto materiály potřebují ochranu před vodou.

Vědecký specialista, odborník v oboru betonu.

2012 – Moskevská státní univerzita stavebního inženýrství, obor „Technologie pojiv a betonu“.
2017 – NIISF RAASN, Postgraduální studium v ​​oboru 2.1.1 „Stavební konstrukce, budovy a stavby“

Pracovní zkušenosti:

Výběr skladeb těžkého a lehkého betonu. Experimentální studie lehkého a těžkého betonu. Podílení se na psaní a zpracování vědeckých a technických zpráv o výzkumných pracích v oblasti technologie betonu. Vypracování technologických předpisů pro výrobu betonových směsí různých druhů a účelů.

Buňkový beton spojuje tepelně izolační vlastnosti dřeva, pevnost klasického betonu a cihly, takže jeho záběr je široký. Snadno se řeže a zpracovává a poskytuje akustický komfort. Proto se tento materiál používá při stavbě různých budov a staveb, průmyslových zařízení a obytných budov.

Popis a aplikace

Buněčný beton je stavební kompozice z tvrzeného cementu s křemičitým pískem a vápnem, smíchaná s vodou a tuhnoucí během procesu hydratace.

Jeho zvláštností je přítomnost rovnoměrně rozložených vzduchových dutin (pórů), vytvářejících buněčnou strukturu. Zabírají až 85 % objemu, což výrazně snižuje hustotu a zvyšuje tepelně izolační vlastnosti. Z pórobetonu se vyrábí řada prvků:

• Standardní tvárnice pro nosné stěny. Pórobeton lze použít pro budovy do výšky pěti podlaží. Z pěnového betonu lze stavět budovy až do výšky tří podlaží.
• Desky jsou vhodné pro vnitřní příčky budov. Po vyztužení se používají jako nosné vnitřní prvky. Desky z vysoce porézního betonu se používají jako izolace uvnitř budov.
• Bloky ve tvaru U jsou výborným materiálem pro stavbu žlabových překladů.
• Monolitické konstrukce se vyrábí z pěnového betonu na místě, používá se na podlahy a stropy s dobrými tepelně izolačními vlastnostmi.

Druhy pórobetonu

Nejčastěji se pórobeton rozlišuje podle výrobních metod a pórovitosti, dělí se na pórobeton a pěnobeton. Jsou si v mnoha ohledech podobné, ale existují i ​​rozdíly.

Pórobeton

Je vysoce hygroskopický, a proto vyžaduje dodatečné omítání. Odolává vysokému zatížení, má stabilní vlastnosti v celém objemu díky rovnoměrnému rozložení pórů. Při jeho výrobě se uvolňuje vodík, ale hotový materiál neobsahuje žádné škodlivé látky.

Pórobeton se nesmršťuje a nepraská. Má nižší tepelnou izolaci než pěnobeton, ale je pevnější, takže stěny z něj vyrobené jsou tenčí, se stejnými vlastnostmi zadržování tepla. Nebojí se vysokých teplot a otevřeného ohně.

Pěnový beton

S nižší pevností je pěnobeton cenově dostupnější, proto se častěji používá v nízkopodlažní výstavbě. Důležitým faktorem je správné rozložení a kvalita pěnidla, pak bude mít materiál jednotnou strukturu a zvýší se jeho kvalita.

Všechny složky kompozice jsou nezávadné, takže je šetrná k životnímu prostředí. Jeho póry jsou uzavřeny, což zvyšuje odolnost proti vlhkosti a mrazu a také jeho tepelně izolační vlastnosti v závislosti na hustotě materiálu. Cena pěnobetonu je o 20 % nižší než cena pórobetonu.

Klasifikace podle metody kalení

Buňkové betony se rozlišují podle způsobů tuhnutí:

• Autokláv – úprava párou při vysoké teplotě a tlaku, která zajišťuje zisk pevnosti v jednom výrobním cyklu;
• Přírodní – používá se pro pěnobeton, který se nalévá do forem, kde směs tuhne za normálního tlaku a teploty;
• Napařování – výrobky z pórobetonu ve formách se upravují párou při tlaku nižším než atmosférický po dobu XNUMX hodin.

Výrobní funkce

Navzdory podobnosti materiálů mají významné rozdíly ve výrobě.

Technologie výroby pórobetonu

Pórobeton se vyrábí pouze v průmyslových podmínkách. K tomu se do směsi cementu, písku, vápna a vody, obvykle hliníkového prášku, přidá zplyňovač. Reagováním s oxidem vápenatým ve vápně a křemenném písku začne činidlo uvolňovat plyn. Kompozice se umístí do autoklávu při vysoké teplotě a nízkém tlaku, v důsledku toho se v objemu betonu vytvoří malé póry s tubuly. Vzniklý křemičitan vápenatý je zároveň pojivem, takže beton po reakci zvyšuje svou pevnost oproti klasickým skladbám.

Výroba pěnového betonu

Pěnový beton se vyrábí jiným způsobem – do hotové směsi portlandského cementu, křemenného písku, vápna a vody se přidává pěnidlo. Výsledná směs se důkladně promíchá a vyrobí se z ní bloky, desky nebo monolitické konstrukce.

Jednou z nových výrobních technologií je provzdušňování. Roztok se míchá v nádobě s lopatkami opatřenými tryskami, kterými je přiváděn vzduch. Výsledné bubliny jsou rozbity lopatkami. Proces probíhá při tlaku 0,05 až 0,2 MPa po dobu až 3 minut, výsledkem je směs homogenní struktury. Úpravou parametrů můžete získat ultralehký beton s hustotou až 0,15 g/cm³.

Jako pěnidla se používají kompozice klihové kalafuny, pryskyřičné saponiny se používají z vody a kořene mýdla, hydrolyzovaný protein se vyrábí ze zvířecí krve pomocí síranu železnatého. Pro zvýšení pevnosti a rychlosti tuhnutí lze pěnový beton napařit ve speciálních komorách. Výhodou pěnobetonů je možnost výroby v soukromé výstavbě.

Vlastnosti a vlastnosti

Technické parametry konstrukčního a tepelně izolačního pórobetonu závisí na technologii jeho výroby. Existuje několik skupin provozních vlastností.

Síla a hustota

To jsou dvě vzájemně související vlastnosti, ačkoli pevnost je také ovlivněna typem a koncentrací pojiva, typem plniva a způsobem výroby. Například autoklávovaný pěnobeton je desetkrát pevnější než stejný materiál, který tuhne v přírodních podmínkách. Podle hustoty existují 3 typy:

• komůrkové konstrukční – o hustotě 1-1,2 g/cm³ používané pro stavbu stěn včetně nosných;
• komůrkové konstrukční a tepelně izolační – hustota 0,6-0,9 g/cm³, mají univerzální vlastnosti, používají se jako tepelný izolant a stěnový materiál v nízkopodlažních konstrukcích;
• komůrkové tepelně izolační – o hustotě 0,15-0,5 g/cm³, nepoužívá se v nosných konstrukcích, používá se v kombinaci s odolnějšími prvky nebo na příčky.

Pórovitý beton se skládá z malých pórů, čím menší objem a čím silnější stěny, tím pevnější a hustší materiál bude. Důležitým bodem je množství vody v roztoku. Zdá se, že vlhkost, která nevstoupila do hydratační reakce, odtlačuje částice cementu od sebe a snižuje jeho pevnost v důsledku výskytu dalších dutin vzniklých po odpaření přebytečné vody.

Pojivem pro pórobeton je portlandský cement. Dodává mu větší pevnost než jiné látky používané k tomuto účelu. Ale ani tento materiál neposkytuje dostatečnou pevnost v ohybu, což snižuje nosnost desek a tvárnic. Správné vyztužení pomůže problém vyřešit.

Tepelná vodivost

To je hlavní výhoda pórobetonu. Porézní struktura zajišťuje tepelnou izolaci, která ušetří náklady na vytápění. Pěnobeton D800 má součinitel tepelné vodivosti v rozmezí 0,09-0,25 W/(m K). Tyto indikátory zaručují udržení teploty uvnitř místnosti v kteroukoli roční dobu.

To umožňuje jeho použití v soukromé a průmyslové výstavbě, při stavbě objektů o několika podlažích, ale čím vyšší je stěna, tím silnější je požadovaný blok. Zároveň se snižuje jeho tepelně izolační výkon, takže stěna bude muset být zesílena. Teplá keramika, která si získává na oblibě, má také dobré tepelně izolační vlastnosti. Je však obtížnější pracovat, stojí více a pro kvalitní instalaci vyžaduje speciální zdící maltu místo standardního cementu.

Mrazuvzdornost a absorpce vody

Hlavní charakteristikou je absorpce vody, na které závisí mrazuvzdornost, protože voda, která mrzne uvnitř bloků, ničí strukturu materiálů. Pórobeton v tomto ohledu ztrácí, protože se snadno nasytí vodou.

Je to dáno strukturou materiálu, jehož póry jsou propojeny tenkými kanálky, které vybíhají až k povrchu. Póry pěnového betonu jsou uzavřené, takže hůře propouští vlhkost a mrazuvzdornost dosahuje F45. U pórobetonu tato charakteristika nepřesahuje F35 – neuspokojivý ukazatel pro ruské klima.

Obvykle stačí včas omítnout pórobeton hmotami s nízkou nasákavostí. Praktikuje se obložení stěn plastovými nebo dřevěnými obklady a jinými povrchovými úpravami. Životnost stěn z pórobetonu je v tomto případě stovky let.

Smršťování

Smršťování je chápáno jako narušení geometrického tvaru konstrukce při zatížení ohybem. K tomuto problému je náchylnější pěnobeton, jehož smršťování dosahuje 3 mm/m. Proto je pro vícepodlažní konstrukci nežádoucí použít i pevný 500 mm blok z pěnového betonu. Odborníci doporučují ponechat stěny z pěnového betonu bez omítky několik měsíců, aby se zajistilo smrštění.

Pórobetonové bloky, desky a další konstrukce se při smršťování prakticky nepoškodí. Tento ukazatel je 0,5 mm/m, což umožňuje jejich použití při výstavbě budov s více podlažími. Pórobetonová stěna může být okamžitě pokryta vrstvou omítky, protože tento materiál je vysoce hygroskopický a může být poškozen bez dodatečné ochrany.

Zvuková izolace a požární bezpečnost

Díky své porézní struktuře má pórobeton dobré zvukově izolační vlastnosti, a proto nevyžaduje další materiály pro zlepšení úrovně tohoto parametru. Tato vlastnost činí materiál vhodným pro stavbu příček mezi místnostmi, zejména v bytových domech.

Buňkový beton je materiál s vysokou požární bezpečností, který odolá působení ohně po dobu delší než 70 minut, což odpovídá kategorii A1. To umožňuje jeho použití v zařízeních I, II a dalších kategorií požárního nebezpečí. Zahřátím získává materiál další tuhost, např. při 400 °C se jeho pevnost zvýší o 80 %.

Buňkový beton je odolný, lehký, ekologický materiál s dostupnou cenou. Umožňuje urychlit výstavbu, snížit množství použité těžké techniky a ušetřit na energetických zdrojích.