Beton komórkowy

Ten artykuł od 2009-03 zawiera treści, przy których brakuje odnośników do źródeł.

Należy dodać przypisy do treści niemających odnośników do źródeł. Dodanie listy źródeł bibliograficznych jest problematyczne, ponieważ nie wiadomo, które treści one uźródławiają.
Sprawdź w źródłach: Encyklopedia PWN • Google Books • Google Scholar • Federacja Bibliotek Cyfrowych • BazHum • BazTech • RCIN • Internet Archive (texts / inlibrary)
Dokładniejsze informacje o tym, co należy poprawić, być może znajdują się w dyskusji tego artykułu.
Po wyeliminowaniu niedoskonałości należy usunąć szablon {{Dopracować}} z tego artykułu.

Beton komórkowy (ABK) – materiał budowlany, rodzaj lekkiego betonu otrzymywanego poprzez wprowadzenie gazu, zwykle powietrza pod odpowiednim ciśnieniem do plastycznej mieszanki cementowej, w wyniku czego powstają w nim jednorodne pory, zwane komórkami.

Wykorzystywane są dwie metody wprowadzania powietrza: przez reakcję chemiczną – najczęściej proszek aluminiowy wprowadzony do cementu (gazobeton) lub przez dodanie do mieszanki czynnika pianotwórczego, który wprowadza pęcherzyki podczas mieszania przy dużej prędkości (pianobeton). Beton komórkowy wykazuje wysoką odkształcalność cieplną i wilgotnościową oraz wysoki skurcz (zmiana objętości).

Historia

Początek rozwoju betonu komórkowego sięga końca XIX wieku. Celem wytwarzania tego betonu była produkcja dużych ilości sztucznego kamienia budowlanego, posiadającego dobrą jakość i wykonanego z naturalnych surowców, takich jak piasek kwarcowy i spoiwo wapienne.

W trakcie pierwszych prób w roku 1877 Zernikow sporządził zaprawę wapienno-piaskową w parze wodnej pod wysokim ciśnieniem, przy czym uzyskał niewielką wytrzymałość produktu. W dalszym etapie rozwoju Michaelisowi udało się przekształcenie ubogiej w wodę zaprawy wapienno-piaskowej w twardy i trwały wodzian krzemianu wapnia w wyniku działania pary wodnej pod wysokim ciśnieniem. Na opracowaną technologię parowo-ciśnieniową otrzymał w roku 1880 patent DRP 14195, który stał się podstawą produkcji wszystkich materiałów budowlanych utwardzanych parą. W roku 1889 przyznano patent E. Hoffmannowi, któremu udało się osiągnąć zwiększenie objętości materiału budowlanego przed jego utwardzeniem dzięki powstaniu pęcherzyków (porów). Aby wyprodukować zaprawę cementowo-gipsową z pęcherzykami powietrza, wykorzystał on reakcję rozcieńczonego kwasu solnego z mączką wapienną. Kolejny patent na nową technologię otrzymali w roku 1914 J.W. Aylsworth i F.A. Dyer, w ramach której podczas reakcji wapnia z wodą i niewielką ilością proszku metalowego (aluminiowego lub cynkowego) uwalnia się wodór w formie gazowej. W trakcie tego procesu powstawania pęcherzyków mieszanka surowca pęcznieje, wodór ulatnia się, a jego miejsce zajmuje powietrze.

Od 1918 naukowcy szwedzcy pracowali nad opracowaniem nowego materiału budowlanego, ponieważ w Szwecji po pierwszej wojnie światowej występowały częściowo dramatyczne niedobory energii. Ponieważ kraj niemal nie dysponował własnymi źródłami energii, rząd zaostrzył wymogi dotyczące właściwości termicznych materiałów budowlanych. Dobrze widziane były produkty o wysokiej izolacji termicznej i niewielkim koszcie energii potrzebnej do produkcji. Ponadto oczekiwano, że materiał budowlany nie będzie się rozkładał, będzie niepalny i łatwy w obróbce.

Dalszy rozwój betonu komórkowego przedstawia się następująco:

1923 – po raz pierwszy udaje się Szwedowi Axelowi Ericssonowi uzyskanie betonu komórkowego. Rok później otrzymuje patent za swoje nowe odkrycie.
1927 – Axel Ericsson stosuje technologię, podczas której po dodaniu proszku metalowego powstaje dobrze rozprowadzona gorąca mieszanka wapna i piasku kwarcowego. Następnie dzięki połączeniu procesu powstawania pęcherzyków i utwardzania przy pomocy ciśnienia pary tworzy podwaliny produkcji nowoczesnego betonu komórkowego. W oparciu o tę technologię w roku 1933 powstaje lekki bloczek z cementu portlandzkiego i mączki kwarcowej.
1929 – w Szwecji rozpoczyna się produkcja wyrobów z betonu komórkowego na skalę przemysłową. Na początku lat 30. powstają dalsze zakłady produkcyjne, aby zaspokoić zapotrzebowanie na beton komórkowy.
1945 – w Niemczech zostaje opracowana technologia cięcia przy pomocy naprężonych drutów stalowych, dzięki której wytrzymałe bloki z betonu komórkowego można dzielić na mniejsze produkty o dokładnych wymiarach, minimalizując przy tym straty materiałowe. Tak samo, po raz pierwszy rozpoczęto produkcję wielkoformatowych elementów zbrojonych stalą.
1954 – rozpoczyna się produkcja betonu komórkowego w zakładzie w Solcu Kujawskim
1960 – wraz z rozwojem bloczków stało się możliwe stawianie murów na zaprawę cienkowarstwową przy niewielkiej ilości spoin.
1977 – poprzez wprowadzenie połączenia na pióro-wpust dokonano dalszej innowacji przy budowlach murowych. Ułatwia ono budowanie i przyspiesza doprowadzenie budowy do stanu surowego. Od tego momentu spoiny pionowe w zasadzie przestają być łączone na zaprawę.
1983 – bloczki z betonu komórkowego zostają wyposażone w uchwyty montażowe. Ułatwiają one zastosowanie i obróbkę bloczków.

Zastosowanie i klasyfikacja

Coraz częściej spotyka się bloczki komórkowe przystosowane do budowania systemowego. Poprzez „system” należy rozumieć nie tylko bloczki, ale U-kształtki, nadproża i inne elementy konieczne dla wybudowania muru jednowarstwowego.

Beton komórkowy stosowany jest najczęściej ze względu na jego niską przewodność cieplną w przegrodach. Materiał ten zapewnia dobrą ognioodporność. Poddaje się piłowaniu i utrzymuje gwoździe. Ma dobrą odporność na działanie mrozu. Zbrojenie w betonie komórkowym szybko ulega korozji, dlatego musi być zabezpieczone.

Beton komórkowy można klasyfikować według:

obliczeniowej wytrzymałości na ściskanie w MPa,
gęstości objętościowej wyrażanej w kg/m³
dokładności wykonania,
koloru: na biały i szary – kolor jest efektem przyjętej technologii produkcyjnej.

W Polsce do najpopularniejszych należą klasy „500” i „600”, oraz „400”. Niektórzy producenci wytwarzają jeszcze lżejsze odmiany „350” i „300”, ale są one rzadko stosowane. Mają one jeszcze lepsze parametry izolacyjne, jednak maleje w nich odporność na ściskanie.

W zależności od gęstości beton komórkowy wykorzystuje się odpowiednio do określonego rodzaju ścian^[1]:

ściany nośne jednowarstwowe: klasa gęstości 400 i niższe
ściany nośne warstwowe: klasa gęstości 600
ściany działowe: klasa gęstości 600
ściany o wyższej wytrzymałości: klasa gęstości 700
w budownictwie przemysłowym, do hal magazynowych: ściany pośredniej klasy gęstości np. 500
do ścian wypełniających: klasa gęstości 600, ale również inne klasy gęstości można stosować.

Odmiana 400, 350, przy grubości 36,5 cm z zastosowaniem cienkospoinowej zaprawy klejowej może być użyta do budowania w technologii muru jednowarstwowego (bez potrzeby docieplania).