Beton komórkowy – materiał konstrukcyjny o wielkich możliwościach
Autoklawizowany beton komórkowy jest najpopularniejszym materiałem stosowanych w konstrukcjach murowych w Polsce. Na świecie produkowany jest od ponad stu lat, a w Polsce od 60 lat. Budynki wybudowane z betonu komórkowego są znakomitym dowodem na to, że materiał ten ma wiele możliwości zastosowania jako trwały i pełnoprawny materiał konstrukcyjny.
Beton komórkowy jako materiał konstrukcyjny
Elementy murowe z autoklawizowanego betonu komórkowego produkowane są i wprowadzane do obrotu i stosowania w oparciu o normę zharmonizowaną PN-EN 771-4:2004/A1:2006 „Wymagania dotyczące elementów murowych. Część 4: Elementy murowe z autoklawizowanego betonu komórkowego”. Norma ta obejmuje beton komórkowy od gęstości 300 do gęstości 1000 kg/m3 oraz beton komórkowy w zakresie średniej klasy wytrzymałości na ściskanie dla elementów murowych wynosi od 1,5 MPa do 7 MPa. Zarówno klasy gęstości, jak i wytrzymałości na ściskanie określone są w załączniku krajowym ww. normy. Wg tej samej normy europejskiej EN 771-4 produkowane i wprowadzane są również elementy murowe w innych krajach europejskich.
Beton komórkowy klasyfikowany jest do materiałów konstrukcyjnych. Zakres wytrzymałości na ściskanie betonu komórkowego, chociaż nie jest on zbyt szeroki, pozwala realizować w bezpieczny sposób konstrukcje ścian nośnych i nienośnych w różnego rodzaju budynkach o zróżnicowanej konstrukcji i przeznaczeniu. Stosunkowo niewielka wytrzymałość na ściskanie wynika ze struktury tego materiału i związana jest ściśle z gęstością objętościową.
W praktyce poszczególne gęstości wykorzystuje się do wykonywania określonych rodzajów ścian:
- nośne ściany jednowarstwowe: klasy gęstości 400 i niższe
- nośne ściany warstwowe: klasa gęstości 600
- ściany działowe: klasa gęstości 600
- do ścian o wyższej wytrzymałości: klasy gęstości 700
- pośrednie klasy gęstości, np. 500 jak i każde inne w zależności od sytuacji stosuje się w budownictwie np. przemysłowym, hale magazynowe, gdzie zawsze dobór elementów wykonuje się na zasadzie wymaganych parametrów izolacyjności cieplnej.
- na ściany wypełniające stosuje się najpopularniejszy asortyment, czyli klasę gęstości 600 ale można stosować również inne klasy gęstości.
Twierdzenie a priori, że materiał się nie nadaje, nie jest prawdą. Tak, jak w każdej innej sytuacji projektowej zastosowanie rozwiązań materiałowych powinno być poparte analizą projektową. W normach do projektowania konstrukcji murowych w Eurokodzie 6 - Projektowanie konstrukcji murowych Części 1-1 oraz ciągle aktualnej w stosowaniu normie PN-B 03002:2007 Konstrukcje murowe niezbrojone - Projektowanie i obliczanie, ujęte są również mury z autoklawizowanego betonu komórkowego. Dla tego rodzaju ścian podane są wszystkie współczynniki i parametry potrzebne do zaprojektowania ścian z betonu komórkowego.
Beton komórkowy - nie tylko materiał konstrukcyjny
Autoklawizowany beton komórkowy nie tylko pełni funkcję konstrukcyjną. Jest też materiałem o dobrych parametrach izolacyjności cieplnej. Cecha ta wynika z porowatej i jednorodnej struktury tego materiału. Szkielet materiałowy otoczony jest regularnymi porami powietrza. W przypadku betonu klasy gęstości 400 ok. 80% objętości betonu komórkowego stanowią pory powietrza. To bardzo dużo. Ponieważ powietrze jest bardzo dobrym izolatorem ciepła, to mikropory i zawarte w nich powietrze decydują o dobrej izolacyjności cieplnej betonu komórkowego.
Im mniejsza gęstość objętościowa betonu komórkowego, tym lepsze parametry izolacyjności cieplnej. Zdolność przewodzenia ciepła związana jest z masą objętościową oraz strukturą materiału, które uważa się za czynniki związane z materiałem.
Z czynników zewnętrznych wpływających na izolacyjność cieplną materiałów należy wymienić stopień zawilgocenia materiału oraz - w mniejszym stopniu - temperaturę materiału i kierunek przewodzenia. W wypadku betonu komórkowego kierunek przewodzenia nie ma znaczenia, ponieważ beton komórkowy jest materiałem jednorodnym. Otoczenie szkieletu materiałowego jest we wszystkich kierunkach takie same. Oznacza to m.in., że i przewodność cieplna jest we wszystkich kierunkach jednakowa.
Czynnikiem zewnętrznym mającym wpływ na izolacyjność cieplną betonu komórkowego jest wilgotność materiału. Ponieważ woda dobrze przewodzi ciepło, zawilgocenie wpływa na pogorszenie parametrów izolacyjności cieplnej. Nie jest zatem wskazane zawilgocenie materiału. W praktyce ściany z betonu komórkowego osiągają zawilgocenie na poziomie 3÷4% i dla tego poziomu przyjmuje się wartość współczynnika przewodzenia ciepła (tzw. wartość obliczeniową). Wartości obliczeniowe odzwierciedlają parametry materiałów w warunkach, jakich one pracują i dlatego takie wartości powinno się przyjmować w obliczeniach cieplno-wilgotnościowych.
Beton komórkowy - trwały i bezpieczny
Innym mitem jest to, że beton komórkowy ze względu na porowatą strukturę jest materiałem uważanym za materiał nietrwały. Obszary zastosowania tego materiału oraz sposób wykończenia przewiduje, że ściany z betonu komórkowego są zawsze docelowo otynkowane. Oznacza to, że jest on trwale zabezpieczony przed warunkami zewnętrznymi i w trakcie normalnego użytkowania zachowuje swoje parametry. A jeśli nawet budynek jest pozostawiony na zimę nieotynkowany, to zacinająca woda nie powoduje destrukcji materiału nawet przez wiele sezonów. Jedynie patologia budowlana (np. permanentnie zalewanie ścian przez źle odprowadzenie wody z dachu) może spowodować uszkodzenia. Dotyczy to każdego budynku niezależnie od tego, z jakiego materiału został wybudowany. Chociaż są dowody na to, że budynki wybudowane z betonu komórkowego, które zostały zalane podczas powodzi szybko wyschły i ich stan techniczny jest taki, jak przed powodzią. Były wykonywane badania i są na to dowody.
To samo w kwestiach związanych z użytkowaniem budynku, jeśli budynek nie jest wybudowany zgodnie z warunkami technicznymi (np. nie jest zapewniona odpowiednia wentylacja pomieszczeń), to zachodzi pewne prawdopodobieństwo, że coś może się z tym budynkiem dziać niedobrego. Może zachodzić kondensacja pary wodnej i powstawać pleśń. I w tym przypadku nieprawidłowość dotyczy budynki i zastosowane materiały nie mają znaczenia. Ale skoro został wybudowany niezgodnie z warunkami, to nie powinien być oddany do użytkowania lub powinien zostać poprawiony zgodne z prawem budowlanym.
Podczas projektowania, jak i wykonawstwa ważne są nie tylko normy i przepisy oraz wiedza. Ważne też jest doświadczenie oraz pragmatyczne podejście. Pod uwagę należy wziąć również przykłady realizacji obecnych budynków, które są najlepszymi dowodami co z danego materiału można wykonać. Jeśli jakiś materiał nie miałby racji bytu, to szybko przestałby być stosowany.
