ELEMENTY DROBNOWYMIAROWE I KONSTRUKCJE Z NICH WYKONYWANE

Transkrypt

1 XVII OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA WARSZTAT PRACY PROJEKTANTA KONSTRUKCJI Ustroń, lutego 2002 r. Ireneusz Jóźwiak Radosław Jasiński ELEMENTY DROBNOWYMIAROWE I KONSTRUKCJE Z NICH WYKONYWANE 1. Wprowadzenie Elementy drobnowymiarowe przedstawione w wykładzie zdefiniowane zostały jako elementy możliwe i przeznaczone do ręcznego montażu. Opracowanie nie jest katalogiem zawierającym wszystkie dostępne i produkowane elementy drobnowymiarowe, chociaż koniecznym stało się przytoczenie szerokiej panoramy współczesnych elementów; nowych, tych które zostały unowocześnione lub na nowo poddane weryfikacji aprobacyjnej. Jako podstawę opisu przyjęto tendencje ich rozwoju w ostatnim okresie (do 10 lat). Ze względu na możliwość logicznej prezentacji poszczególnych elementów autorzy zmuszeni byli do ograniczenia zakresu wykładu do tych, które zostały opisane w renomowanych czasopismach technicznych, aprobatach technicznych i profesjonalnych katalogach producentów. W każdym przypadku powołano się na piśmiennictwo, które umożliwi czytelnikowi rozszerzenie przytoczonych informacji. W większości pominięto te produkty, dla których dostępna jest jedynie informacja czysto handlowa nie poparta szczegółowymi danymi technicznymi interesującymi projektantów. W zakres wykładu wchodzą elementy o różnym przeznaczeniu; z betonów zwykłych i lekkich, z betonów z różnymi wypełniaczami, elementy wytwarzane na bazie cementu oraz kształtki, w tym z tworzyw sztucznych, których rdzeń nośny (wypełnienie) stanowi beton. Wyłączono ceramikę budowlaną jako nie odpowiadającą zakresowi tematycznemu Konferencji. W celu przejrzystego przedstawienia licznej grupy powyżej zdefiniowanych elementów, przyjęto jako podstawowy podział w zależności od przeznaczenia (tj. elementy ścienne konstrukcyjne, szalunkowe wypełniane betonem oraz inne, dachowe i brukowe), a wewnątrz każdej grupy dokonano kolejnego podziału ze względu na użyty materiał. Dla każdego tak zaklasyfikowanego elementu podano, w miarę możliwości uzyskania obiektywnej informacji, jego właściwości konstrukcyjne (wytrzymałościowe), izolacyjne (akustyczne, termiczne), klasyfikację ogniową oraz możliwie z nich do wykonania konstrukcje.

2 Uwzględniono również dodatkowe, specyficzne wymagania dla niektórych elementów, charakterystyczne dla ich przeznaczenia. 2. Elementy ścienne konstrukcyjne Najliczniejszą grupę elementów drobnowymiarowych stanowią oczywiście elementy ścienne konstrukcyjne wykonywane z różnych odmian, rodzajów betonów. W trakcie wykonanego przeglądu generalnie zauważono tendencję do odchodzenia od stosowania betonów zwykłych niskich wytrzymałości ( B15), na rzecz betonów zwykłych wyższych wytrzymałości ( B40), betonów lekkich oraz z różnymi wypełniaczami Beton zwykły Powszechnie na rynku znane są różnego typu pustaki szczelinowe wykonywane z betonu o niskich wytrzymałościach ( B15, a nawet B10), przez małych producentów, czasami wyłącznie na potrzeby własne. Możliwość ich zastosowań jest bardzo ograniczona, a często wręcz niemożliwa. Dla tych elementów niedostępna jest na ogół charakterystyka wytrzymałościowa, a dokładność wymiarowa nie spełnia wymaganych kryteriów. Postęp w tym zakresie jest bardzo ograniczony. Należy jednak zwrócić uwagę, że istnieją na rynku pustaki, które pełnią rolę bardziej wszechstronną, zarówno konstrukcyjną, a jednocześnie mogą służyć jako elementy ciągów wentylacyjnych (np. typu AL [66]). Pustaki te przeznaczone są do wykonywania ścian murowanych w dowolnych obiektach budowlanych, przede wszystkim ścian nośnych wewnętrznych i murów wewnętrznych szczelinowych. Rozwiązanie to zakłada możliwość regulowania nośności ścian przez zróżnicowanie klasy betonu użytego do wykonania pustaków (do produkcji stosowany jest beton zwykły klasy B20 lub B15 odpowiadający wymaganiom normy PN-88/B Beton zwykły) oraz wypełnianie dodatkowo komór wewnętrznych betonem różnych klas. Istnieje więc możliwość wykonywania wewnątrz ściany słupów żelbetowych (o wymiarach przekroju poprzecznego dochodzących do mm). Komory wewnętrzne pustaków mogą również służyć jako przewody wentylacyjne, a specjalne typy pustaków do wznoszenia muru umożliwiają wykonanie otworów łączących pomieszczenia z przewodami wentylacyjnymi i osadzanie kratek wentylacyjnych mają one w tym celu specjalnie pocienione powierzchnie boczne ścianek (do 20 mm). Rozróżnić można pustaki AL ścienne o grubości 250 (rys. 1a) lub 380 mm z podwójnymi (rys. 2a) lub pojedynczymi komorami (rys. 3a) i długości 510 mm oraz odpowiadające im pustaki wentylacyjne o grubości 250 mm (rys. 1b i c) oraz 380 mm (rys. 2b i c, rys. 3b i c). Masa pustaków waha się w granicach kg. Pustaki produkowane są w trzech klasach (7,5, 10,0 i 15,0) odpowiadających wytrzymałości na ściskanie w MPa. Pewne zastosowanie mają również bloczki betonowe ([75] str SWW , certyfikat nr B-08/77/97 grudzień 1998 r.) do wznoszenia ścian piwnic wykonywane z betonu klasy B15 na bazie żwiru lub grysu, z dodatkami uszlachetniającymi i wymiarach np mm, przy masie ~30 kg. Do wznoszenia wyższych kondygnacji w dowolnych obiektach budowlanych można wtedy stosować pustaki ścienne np. Alfa-Nexpol o dostosowanych wymiarach ( mm) i masie 43 kg. Poprawa jakości takich pustaków została uzyskana poprzez zastosowanie agregatów wibroprasujących (np. Zenith 913).

3 Właściwy postęp w stosowaniu betonu zwykłego w elementach ściennych konstrukcyjnych dokonał się poprzez stosowanie rozwiniętej technologii wibroprasowania i dojrzewania. Technologia taka polega na formowaniu w wibroprasie (np. Columbia) mieszanki betonowej o bardzo małej wilgotności, a następnie poddaniu jej przyśpieszonemu procesowi dojrzewania. Podczas formowania następuje silne zagęszczenie mieszanki betonowej oraz dodatkowe prasowanie pod uciskiem aktywnym. Proces przyśpieszonego dojrzewania polega przeważnie na umieszczeniu elementów w komorach i naparzaniu parą wodną przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym lub stosowane są autoklawy zapewniające wysokie ciśnienie. Dzięki takiej technologii możliwe jest uzyskanie wysokiej klasy betonu. Elementy produkowane są z betonu zwykłego na bazie czystego cementu portlandzkiego i kruszyw naturalnych, dzięki czemu podczas formowania uzyskuje się strukturę tzw. czystego kamienia. Generacja tych pustaków betonowych charakteryzuję się wysoką wytrzymałością (beton klasy B40), dużymi otworami (możliwość wypełniania komór i stosowania zbrojenia, lepsza termoizolacyjność, mniejsza masa), cienkimi ściankami (oszczędność zaprawy murarskiej), niską nasiąkliwością (poprzez swoją naturalną szczelność), wysoką mrozoodpornością, odpornością na uderzenia, dokładnością i modułowością wymiarów. W ofercie handlowej dostępny jest szeroki wybór kształtów i wymiarów (czasami na jednak na specjalne zamówienie) oraz zróżnicowanej powierzchni licowej (gładka, nacinana, łupana żebrowana, polerowana). Według powyższej technologii (dla każdego producenta nieco zmodyfikowanej) produkowane są całe systemy elementów. Na rynku dostępny jest np. system elementów ściennych Teknoblok ([75] str , ZN-95/01, certyfikat nr B/08/262/98 listopad 1998 r.), który składa się z elemen-

4 tów konstrukcyjnych (pustaki i cegły) przeznaczonych do budowania wszystkich rodzajów ścian konstrukcyjnych nośnych zewnętrznych i wewnętrznych, ścian fundamentowych, osłonowych i działowych. Można z nich budować zarówno ściany jednowarstwowe, jak i trójwarstwowe, z zastosowaniem materiałów termoizolacyjnych. Wytrzymałość elementów wynosi min. 12,5 MPa, nasiąkliwość < 5%, mrozoodporność F 50, odporność ogniowa pustaka grubości 19 cm 2 godziny, opór cieplny pustaków waha się w granicach 0,32 0,42 [m 2 K/W]. Do elementów konstrukcyjnych zalicza się pustaki o wymiary mm i zróżnicowanej grubości 90, 140, 190, 240 i 290 mm rys. 4a, cegły o wymiary mm rys. 4b, nadproża o wymiary i zróżnicowanej grubości 140, 190 i 240 mm rys. 4c. Wszystkie te elementy dostępne są w kolorach: szarym, czerwonym, grafitowym, brązowym, żółtym, zielonym oraz białym i produkowane są wyłącznie z naturalnych materiałów bez dodatków popiołów lotnych. Dzięki dużej dokładności wymiarów (± 1 mm) oraz gładkiej powierzchni ściany z nich wykonane można traktować jako wykończone wymagającą jedynie bezpośredniego pomalowania (bez tynków). Rozwinięta technologia wibroprasowania została również zastosowana w elementach systemu AmerBlok [76]. Producent podaje szczegółowe parametry techniczne elementów (wytrzymałość na ściskanie 12,5 MPa przy możliwości zamówienia innych klas, mrozoodporność F 50, nasiąkliwość < 5%) oraz parametry techniczne ścian (stateczność ściany nośne pełne lub wypełnione betonem maksymalny stosunek długości do grubości l / d = 20 lub wysokości do grubości h / d = 20, pozostałe równe 18, ściany nienośne zewnętrzne 18, wewnętrzne 36, maksymalne długości przęseł ściany nośne pełne lub wypełnione betonem 3,0 6,1 m przy grubości mm, pozostałe 2,7 5,5 m przy grubości mm, ściany nienośne zewnętrzne 2,7 5,5 m przy grubości mm, wewnętrzne 5,5 11,0 m przy grubości mm).

5 Do elementów konstrukcyjnych w tym systemie zalicza się (należy podkreślić szczególnie szeroką gamę elementów): cegłę (wymiary mm waga 2,3 kg rys. 5a), bloczki (wymiary i zróżnicowanej grubości 40, 60, 90, 140, 190, 240, 290 mm rys. 5b), pustaki proste (wymiary i zróżnicowanej grubości 90, 140, 190, 240, 290 mm rys. 5c, grubość ścianki lica odpowiednio 19, 23, 30, 32, 35 mm, opór cieplny R [m 2 K/W] odpowiednio 0,32, 0,35, 0,37, 0,39, 0,41, ciężar odpowiednio 12, 15, 19, 21, 25 kg), pustaki prosto-wklęsłe (wymiary i zróżnicowanej grubości 140, 190, 240, 290 mm rys. 5d), pustaki wklęsłe (wymiary i zróżnicowanej grubości 140, 190, 240, 290 mm rys. 5e), pustaki dylatacyjne (wymiary i zróżnicowanej grubości 140, 190, 240, 290 mm rys. 5f) zalecane do tworzenia dylatacji i pustek okiennych, pustaki połówkowe (wymiary i zróżnicowanej grubości 90, 140, 190, 240, 290 mm rys. 5g) zalecane do przewiązań w narożnikach, pustaki dołówkowe (wymiary i zróżnicowanej grubości 140, 190, 240, 290 mm rys. 5h) zalecane do przewiązań w narożnikach, belki U (wymiary i zróżnicowanej grubości 140, 190 mm rys. 5i) zalecane do stosowania ze zbrojeniem poziomym wieńce, nadproża, belki U wybijane (wymiary i zróżnicowanej grubości 190, 240, 290 mm rys. 5j) zalecane do stosowania ze zbrojeniem poziomym wieńce, nadproża, belki W (wymiary i zróżnicowanej grubości 240, 290 mm rys. 5k) zalecane do stosowania ze zbrojeniem poziomym wieńce, nadproża, narożniki L (wymiary mm rys. 5l), kanały (wymiary mm rys. 5m) zalecany do prowadzenia instalacji, nadproża (wymiary i zróżnicowanej grubości 190, 240, 290 mm rys. 5n) zalecane do tworzenia wysokich belek. Elementy te są dostępne w szerokiej gamie kolorów i fakturach powierzchni elewacyjnych i wymagają jedynie bezpośredniego pomalowania (bez tynków). Niektóre z nich są jedynie dostępne na specjalne zamówienie. Z betonu wysokich klas wykonywane są również nadproża. Można wyróżnić prefabrykowane elementy strunobetonowe (np. w systemie Murotherm [46] z betonu klasy B50) przeznaczone do wykonywania nadproży okiennych i drzwiowych, zarówno w ścianach wewnętrznych jak i zewnętrznych, nośnych i nienośnych. Produkowane są w trzech typach o przekroju prostokątnym szerokości 115 mm i wysokościach 71, 110 i 140 mm. Długości takich belek mieszczą się w granicach 1,00 3,30 m.

6 Rys. 5. Elementy systemu AmerBlok [76] Beton zwykły z wkładką styropianową W celu wszechstronniejszego wykorzystania betonu zwykłego oraz uniknięcia jego niedostatecznych właściwości cieplno-wilgotnościowych udoskonalono w ostatnich latach technologię umożliwiającą łączenie w jednym elemencie betonu ze styropianem.

7 W 1998 roku rozpoczęto w Polsce produkcję drobnowymiarowych elementów nowej generacji bloczków Fortis-GT [55] o grubości równej szerokości (tj. 310 mm) do wznoszenia ścian piwnic. Są one produkowane z betonu żwirowego wg technologii opracowanej w Polsce i będącej przedmiotem patentu w kilkudziesięciu krajach. Bloczki te składają się z dwóch nawzajem przenikających się brył, jednej z betonu stanowiącej osnowę nośną elementu i drugiej z materiału izolacyjnego, którym jest styropian. W przekroju poprzecznym materiał izolacyjny wielokrotnie dzieli osnowę nośną przerywając całkowicie mostki termiczne, a mimo to osnowa nośna elementu zachowuje ciągłość por. rys. 6a. Wykonywane są również bloczki w wersji z zamkiem por. rys. 6b. Pozwala to na zachowanie ciągłości warstw izolacyjnych w ścianie. Dzięki temu styropian zawsze pozostaje oddzielony od otoczenia betonowego. Przedłuża to jego trwałość i pozwala na zastosowanie dowolnego rodzaju tynku i izolacji. Uzyskanie wewnętrznej struktury bloczka jest możliwe dzięki temu, że najpierw wykonywana jest bryła materiału izolacyjnego (styropianu), stanowiąca szalunek tracony dla betonu. Produkcja odbywa się w typowych maszynach używanych dotychczas w prefabrykacji. Do formowania bloczków stosuje się szalunek tracony (wkładka styropianowa) składającej się z pięciu warstw po 37 mm każda. W przeliczeniu na jedną warstwę odpowiada to ok. 130 mm litej płyty styropianowej. Wkładka poza odpowiednim uformowaniem betonu zapewnia współczynnik przenikania ciepła U o < 0,30 W/m 2 K niezależnie od rodzaju stosowanego betonu. W związku z tym, że izolacyjność całego elementu praktycznie zależy od styropianu, to w znikomym stopniu zależy od jego wilgotności. Ma to duże znaczenie, szczególnie w przypadku ścian piwnic. Chcąc uzyskać powyższy współczynnik przenikania ciepła przeszło 50% objętości bloczka zajmuje styropian. Z tego powodu, aby bloczek uzyskał żądaną wytrzymałość do jego produkcji używa się betonów wyższych klas np. bloczek o wytrzymałości 10 MPa wytwarzany jest z betonu klasy B25, a bloczek o wytrzymałości 20 MPa z betonu B50, co wpływa również na ich jakość i trwałość. Masa użytego w bloczkach betonu jest ponad dwukrotnie mniejsza niż w tradycyjnych elementach o tej samej objętości np. bloczek Fortis-GT o wymiarach mm i wytrzymałości 20 MPa waży jedynie 35 kg (910 kg/m 3 ) Beton komórkowy

8 Rozwój betonu komórkowego zapoczątkowały w latach 30-tych firmy szwedzkie, a w 1943 roku firma niemiecka. W naszym kraju pierwsze wytwórnie betonu komórkowego powstały w latach Dzięki właściwościom termoizolacyjnym (ma zdolność kumulowania ciepła, a ściana oddycha ) i odpowiedniej wytrzymałości beton komórkowy jest materiałem pozwalającym na wykonywanie jednorodnych materiałowo ścian zewnętrznych, spełniających zarówno funkcję nośną, jak i izolacyjną w budynkach jednorodzinnych, a nadto funkcję osłonową i izolacyjną w budynkach wielorodzinnych, odpowiadających wymaganiom ochrony cieplnej budynku np. przy współczynniku U o 0,45 W/(m 2 K) ściana jednorodna z bloczków z betonu komórkowego odmiany 500 grubości 390 mm (beton komórkowy 360 mm mm tynk zewnętrzny i wewnętrzny) na ciepłochronnej lub cienkościennej zaprawie klejowej charakteryzuje się współczynnikiem przewodzenia ciepła U o 0,43 W/(m 2 K) [48]. Wytwórnie autoklawizowanego betonu komórkowego znajdują się w czterdziestu krajach na wszystkich kontynentach. Przegląd wytwórni na świecie wykazuje różnorodność zdolności produkcyjnych ( tys.m 3 /rok), różnorodność stosowanych surowców i sposobów ich przygotowania. W Polsce beton komórkowy produkuje 27 wytwórni (o łącznej zdolności produkcyjnej ~ 5 mln m 3 /rok dane z 1998 roku) [61]. W ustanowionej niedawno normie PN-B-19301:1997 (Prefabrykaty budowlane z autoklawizowanego betonu komórkowego. Elementy drobnowymiarowe) podzielono wyroby na dwie grupy do wykonywania murów ze spoinami z zapraw zwykłych i ciepłochronnych oraz z cienkimi spoinami z zapraw klejowych. Odpowiednio do grubości spoin rozróżnia się więc mury na spoinach zwykłych, o grubości nie większej niż 15 mm oraz mury na cienkie spoiny o grubości nie większej niż 3 mm. W asortymencie krajowych wytwórni zasadniczy udział stanowią elementy drobnowymiarowe w kształcie prostopadłościanu o gładkich powierzchniach, o zróżnicowanej długości i szerokości, a ich wygląd zewnętrzny i tolerancje wymiarowe znacznie się w ostatnim okresie poprawiły [64], gdyż krajowi producenci skupili się na przedsięwzięciach prowadzących do uzyskania dobrej jakości wymiarowej tych elementów ([7], [63]), która rozszerza również możliwość kształtowania powierzchni. Jak wiadomo podstawowe znaczenie w produkcji wyrobów z betonu komórkowego w celu uzyskanie wymaganej dokładności wymiarowej ma proces krojenia wstępnie związanej masy betonowej. Decyduje on właśnie o dokładności wymiarów i wyglądzie zewnętrznym oraz o asortymencie wyrobów. Przedsiębiorstwa podjęły i zrealizowały skoordynowane działania mające na celu opracowanie agregatu krojącego, który mógłby być wprowadzony w istniejący układ formowania i transportu wewnątrzzakładowego. Agregaty krajalnice takie o symbolach 5600 i 6000 umożliwiły produkcję bloczków o dużej dokładności wymiarowej (długość ±2 3 mm, wysokość ±1 2 mm, szerokość ±1 2 mm) pozwalającej na stosowanie cienko-ściennych zapraw klejowych, a ponadto umożliwiającej uzyskiwanie elementów do łączenia na pióro i wpust [25], [53]. W wytwórniach produkowane są więc wyroby, które można łączyć w murze nie tylko, jak dotychczas, na zaprawy zwykłe i ciepłochronne, lecz także na cienkie spoiny (grubości 1 3 mm) przy użyciu odpowiedniej do tego celu zaprawy. W normie PN-B-19301:1997 wprowadzono wymagania dotyczące odchyłek wymiarowych w podziale na elementy do wykonywania murów ze spoinami z zapraw zwykłych i ciepłochronnych (rodzaj M długość ±5 mm, szerokość ±3 mm, wysokość ±3 mm) oraz cienkie spoiny przy użyciu odpowiedniej do tego celu zaprawy (rodzaj D długość ±3 mm, szerokość ±2 mm, wyso-

9 kość ±2 mm). Praktycznie w wielu wytwórniach osiąga się korzystniejsze tolerancje wymiarowe niż wymagane w normie. W normie PN-B-19301:1997 podano wykaz podstawowych elementów (w zależności od ich wymiarów), zaznaczając że możliwa jest na podstawie dokumentacji technicznej produkcja innych bloczków. Większość produkcji polskich fabryk betonu komórkowego wg tej normy stanowią ścienne elementy drobnowymiarowe. Dzielą się one na bloczki i płytki oraz kształtki. Poniżej autorzy za niezbędne uznali przytoczenie zestawów produkowanych rodzajów elementów, które w polskich wytwórniach zachowują niezbędne i narzucone normowo tolerancje wymiarowe oraz właściwości materiałowe. Takie uporządkowanie można w pełni uznać za nowość ostatnich kilku lat. Zestaw produkowanych podstawowych bloczków, na podstawie [16] pokazano na rys. 7a. Można wyróżnić dwa typy wymiarowe bloczków; o długości 490 mm i 590 mm i takich samych w obu przypadkach szerokościach równych 180, 240, 300, 360 i 420 mm oraz stałej wysokości równej 240 mm. Bloczki te wykonywane są w klasie dokładności M do murów ze spoinami z zapraw zwykłych i ciepłochronnych oraz w klasie dokładności D do murów z cienkimi spoinami powierzchnie czołowe gładkie. Produkowane są również bloczki w klasie dokładności D do murów z cienkimi spoinami powierzchnie czołowe gładkie według normy DIN, które pokazano na rys. 7b. Tu można również wyróżnić dwa podstawowe typy wymiarów tych bloczków; o długości 499 mm i 624 mm, przy takiej samej w obu przypadkach szerokości równej 240 mm i wysokości 249 mm.

10 Zestaw produkowanych płytek pokazano na rys. 8a. Można wyróżnić dwa podstawowe typy wymiarowe płytek; o długości 490 mm (szerokości równej 60, 80 i 120 mm) i 590 mm (szerokości równej 60, 80, 90, 100 i 120 mm) i takiej samej w obu przypadkach stałej wysokości równej 240 mm. Szerokość 120 mm służy do budowy ścian działowych, natomiast szerokości mm do dociepleń oraz obudowy wanien. Płytki te są wykonywane w klasie dokładności M do murów ze spoinami z zapraw zwykłych i ciepłochronnych oraz w klasie dokładności D do murów z cienkimi spoinami z zapraw klejowych. Produkowane są również płytki w klasie dokładności D do murów z cienkimi spoinami powierzchnie czołowe gładkie według normy DIN, które pokazano na rys. 8b. Można wyróżnić jeden podstawowy typ tych płytek o wymiarach 624 mm (długość) 249 mm (wysokość) i szerokości równej 50, 75, 100 (do dociepleń oraz obudowy wanien) i 115 mm (do budowy ścian działowych). Przytoczone powyżej elementy wykonuje się z betonu komórkowego głównie odmiany 400, 500, 600 i 700. Rys. 8. Zestaw produkowanych płytek z betonu komórkowego [16]. W efekcie podjętych działań w polskich wytwórniach zrzeszonych w Stowarzyszeniu Producentów Betonów Sekcji Betonu Komórkowego do produkcji i stosowania wprowadzono ([53], [64]) elementy z profilowanymi powierzchniami czołowymi przystosowanymi do łączenia elementów na pióro i wpust, elementy deskowania w kształcie litery U deskowanie tracone na budowie do wykonywania nadproży, wieńców i słupów żelbetowych, elementy z profilowanymi powierzchniami czołowymi i zagłębieniami stanowiącymi uchwyty montażowe, elementy osłonowe instalacji wentylacyjnych, kominowych i wodnokanalizacyjnych oraz elementy ocieplające z doklejoną warstwą ocieplającą.

11 Zestaw produkowanych bloczków i płytek [16] w klasie dokładności D do murów z cienkimi spoinami murowanymi na pióro i wpust pokazano na rys. 9. Można wyróżnić dwa typy wymiarowe; o długości 590 mm (szerokości 180, 240, 300, 360 i 420 mm) i 600 mm (szerokości 120, 180, 240, 300, 360 i 420 mm) oraz takiej samej w obu przypadkach wysokości równej 240 mm. Rys. 9. Zestaw produkowanych elementów z betonu komórkowego do murów z cienkimi spoinami murowanymi na pióro i wpust [16]. Zestaw produkowanych bloczków w klasie dokładności D z uchwytem montażowym, do wykonywanie murów z cienkimi spoinami na pióro i wpust pokazano na rys. 10. Można wyróżnić również, jak poprzednio dwa typy wymiarowe; o długości mm (szerokości 240, 300, 360 i 420 mm oraz stałej wysokości 240 mm) i 499 mm (szerokości 175, 200, 240, 300 i 360 oraz stałej wysokości 249 mm). Elementy te wykonuje się z betonu komórkowego odmiany Rys. 10. Zestaw produkowanych elementów z betonu komórkowego z uchwytem montażowym do murów z cienkimi spoinami murowanymi na pióro i wpust [16]. Zestaw produkowanych kształtek typu L w klasie dokładności D do murów z cienkimi spoinami pokazano na rys. 11. Można wyróżnić dwa rodzaje takich kształtek. Typowe kształtki rys. 11a o długości równej 590 mm, szerokości równej 240, 300, 360 i 420 mm oraz wysokości 240 mm oraz takie same kształtki ocieplone styropianem lub wełną mineralną rys. 11b.

12 Rys. 11. Zestaw produkowanych z betonu komórkowego kształtek typu L [16]. Elementy nadproży okiennych i drzwiowych w postaci kształtek typu U w klasie dokładności D do murów z cienkimi spoinami pokazano na rys. 12. Wszystkie te elementy mają dwie wysokości równe 240 lub 249 mm. Szerokość dopasowana do grubości ściany równa jest 175, 200, 240, 300, 360, 370, 380, 420 i 480 mm. Natomiast długość wynosi 295, 480, 490, 499, 580, 590 i 600 mm.

13 Rys. 12. Zestaw produkowanych z betonu komórkowego kształtek typu U [16]. Istnieją również elementy nadproży okiennych i drzwiowych w postaci kształtek U w klasie dokładności D do murów z cienkimi spoinami ocieplone styropianem lub wełną mineralną, które pokazano na rys. 13 ([16], [47]). Rys. 13. Zestaw produkowanych z betonu komórkowego kształtek typu U ocieplonych styropianem lub wełną mineralną [16], [47]. Elementy wykonane z betonu komórkowego różnią się oczywiście odmianą i marką. Obie te cechy podawane są w zaświadczeniu o jakości elementów wydawane przez producentów. Jak wiadomo od odmiany zależy przede wszystkim izolacyjność cieplna elementów. Im gęstość objętościowa mniejsza, tym izolacyjność większa [60]. W zależności od średniej gęstości objętościowej w stanie suchym wyróżnia się następujące odmiany betonu komórkowego (produkowane przez polskich producentów); 400 ( kg/m 3 ), 500 ( kg/m 3 ), 600 ( kg/m 3 ) oraz 700 ( kg/m 3 ). Marka betonu komórkowego decyduje natomiast o możliwości zastosowania elementów w konstrukcji budynku i powinna być zgodna z określoną w projekcie. Każdej odmianie odpowiada więc odpowiednia marka (średnia wytrzymałość na ściskanie w stanie suchym [MPa]) i tak dla odmiany 400 równa jest 1,5, 2,0 i 3,0, dla odmiany 500 2,0, 3,0 i 4,0, dla odmiany 600 3,0, 4,0, 5,0 i 6,0, natomiast dla odmiany 700 5,0, 6,0 i 7,0.

14 Ogólnie można stwierdzić, że bloczki przeznaczone są do wykonywania ścian zewnętrznych i wewnętrznych (ściany nośne można wykonywać do wysokości 2 3 kondygnacji). Płytki wykorzystuje się jako elementy uzupełniające, a inne nietypowe elementy drobnowymiarowe (w kształcie litery U, L ) służą do wykonywania wieńców i nadproży). Do łączenia bloczków z betonu komórkowego nie powinny być stosowane tradycyjne zaprawy cementowe i cementowo-wapienne, ponieważ mają znacznie większy współczynnik przewodzenia ciepła niż bloczki z betonu komórkowego. W miejscu spoin tworzą się wówczas mostki termiczne. Badania termowizyjne [56] przeprowadzone przez COBRPB Cebet wykazały, że rezultatem tego może być zmniejszenie izolacyjności cieplnej ściany zewnętrznej nawet do 30%. Chcąc wykorzystać dobrą termoizolacyjność betonu komórkowego do wznoszenia ścian należy stosować nowoczesne zaprawy ciepłochronne oraz zaprawy klejowe. Zaprawy ciepłochronne to zaprawy murarskie, w skład których wchodzą lekkie kruszywa naturalne lub sztuczne oraz środki napowietrzające. Gęstość objętościowa zaprawy po stwardnieniu, w stanie suchym, nie może być większa niż 1300 kg/m 3, a współczynnik przewodzenia ciepła zależnie od zaprawy wynosi 0,12 0,55 W/mK. Zaprawy te mogą być przygotowane bezpośrednio na budowie lub produkowane fabrycznie w postaci suchych mieszanek, które na budowie należy zarobić jedynie wodą (np. lekka zaprawa murarska,,termor W λ 0,2 W/mK, która zwiera cement, wapno, lekkie kruszywo w postaci granulek średnicy około 4 mm oraz dodatki uplastyczniające produkowana w dwóch odmianach marki 1,5 i dominującej 3,0). Do łączenia murów na cienkie spoiny używane są zaprawy klejowe zaprawy murarskie cementowe, cementowo-wapienne lub wapienne z bardzo drobnym kruszywem (φ 0,5 mm) umożliwiające uzyskiwanie spoin grubości 1 3 mm (np. zaprawa klejowa,,atlas KB15 ). Powinny one mieć znacznie większą przylepność i kleistość od zapraw ciepłochronnych i dlatego zawierają zazwyczaj dodatki spoiw polimerowych oraz inne dodatki uszlachetniające. Wykonanie murów z cienkimi spoinami jest jednak możliwe tylko przy odpowiedniej tolerancji wymiarowej bloczków z betonu komórkowego, którą zachowują producenci betonu komórkowego w Polsce. Jak wiadomo stosowanie tzw. cienkich spoin zapobiega tworzeniu się siatki spoin na wewnętrznych stronach ścian w wyniku złych właściwości termoizolacyjnych zaprawy z właściwościami betonu komórkowego. Wprowadzenie cienkich spoin do konstrukcji murowych spowodowało wyraźne zwiększenie ich nośności [5]. Jest to związane z ograniczeniem do minimum niekorzystnego wpływu na nośność muru odkształceń poprzecznych spoiny. Z obecnego stanu wiedzy na temat konstrukcji na cienkie spoiny wynika, że wytrzymałość zaprawy na ściskanie nie ma istotnego wpływu na wytrzymałość na ściskanie muru. Niektórzy producenci wykorzystując nowoczesny sposób produkcji drobnowymiarowych profilowanych elementów z betonu komórkowego (elementów o dowolnych kształtach bez konieczności frezowania) wytwarzają elementy z profilami wewnętrznymi (np. [33], [34]). Stąd możliwe są do wykonania elementy osłonowe ciągów wentylacyjnych i dymowych w połączeniu z przewodami wykonywanymi z innych materiałów wprowadzanych do otworu zapewniających szczelność ciągu. Zaletą tych elementów jest szybkość montażu (jednolita materiałowo ściana). Elementy mogą służyć do rozprowadzenia w ścianach instalacji centralnego ogrzewania, wodno-kanalizacyjnych itp. Elementy te mogą mieć

15 przekroje prostokątne otworów o wymiarach od mm do mm lub kołowe o średnicy φ mm. Mały ciężar elementów (w przypadku wymiarów zewnętrznych mm ciężar wyrobu nie przekracza 45 kg) nie stwarza problemów statycznych i nie trzeba budować dodatkowych fundamentów pod komin, a grubości elementów dostosowane są do grubości ścian. Wytwórnia [62], mając na uwadze tendencję do zwiększania izolacyjności termicznej ścian zewnętrznych wprowadziła beton komórkowy o gęstości mniejszej od 350 kg/m 3 ( kg/m 3 ) tj. poniżej zakresu uwzględnianego przez normę PN-89/B (Autoklawizowany beton komórkowy) i PN-B-19301:1997 (Prefabrykaty budowlane z autoklawizowanego betonu komórkowego. Elementy drobnowymiarowe), co pozwala kwalifikować go do odmiany 300. Na podstawie badań określono, że beton taki ma bardzo niski współczynnik przewodności cieplnej λ = 0,06 0,08 W/mK przy niskiej, lecz dopuszczonej normą wytrzymałości na ściskanie 2,0 MPa. Elementy produkowane są w typowych wymiarach, przy czym na życzenie odbiorcy mogą być wykonywane elementy o innych wymiarach. Beton komórkowy odmiany 300 jest szczególnie podatny na obróbkę ręcznymi narzędziami i elektro narzędziami, zmniejszone jest stężenie naturalnych pierwiastków promieniotwórczych w przeliczeniu na powierzchnię ściany, a dzięki mniejszej gęstości może być używany w miejscach gdzie ważne jest ograniczenie masy, ma to również wpływ na transport i manipulowanie elementami podczas murowania. Jednak ze względu na swoją kruchość wymaga od producenta i przewoźnika wyższej kultury technicznej [62]. Przy projektowaniu ścian z betonu komórkowego odmiany 300 należy przyjmować obliczeniową wartość λ = 0,09 W/mK (stąd współczynnik przenikania ciepła U o [w/m 2 K] dla grubości ściany 240, 300, 360, 400 mm cm jest odpowiednio równy 0,35, 0,29, 0,24, 0,18), natomiast wytrzymałość charakterystyczną muru na ściskanie z cienkimi spoinami należy obliczać według normy PN-B-03002:1999 (Konstrukcje murowe niezbrojone). Projektować i obliczać należy stosując wzór f k = 0.8 (f b ) 0,65 przy f b < 2,4 MPa (f b wytrzymałość na ściskanie autoklawizowanego betonu komórkowego w stanie powietrzno-suchym oznaczona według PN-EN 679:1998). Badania statystyczne i praktyka wykazały, że beton komórkowy o tej samej objętości może mieć znacznie zróżnicowaną izolacyjność cieplną, zależnie od składu surowcowego, z którego został wyprodukowany [6]. Lepszą izolacyjność cieplną o około 20% wykazują betony komórkowe zwane Termorex, których podstawowymi składnikami są: spoiwo w postaci wapna lub wapna z cementem (25 35%), popiół lotny z węgla kamiennego (65 75%), woda oraz dodawany ponadto gips jako regulator wiązania, proszek lub pasta aluminiowa. Izolacyjność Termorexu jest właśnie lepsza o około 20% niż to określa dla danej odmiany betonu norma PN-89/B (Autoklawizowany beton komórkowy). Wykonywany jest w odmianach 400 (marka 2,0, 3,0), 500 (marka 3,0, 4,0), 600 (marka 4,0, 5,0, 6,0), 700 (marka 5,0, 6,0, 7,0). Wartości współczynnika λ w elementach Termorex są odpowiednio równe dla odmiany 400 0,08 (0,10), dla odmiany 500 0,11 (0,14), dla odmiany 600 0,135 (0,17), dla odmiany 700 0,18 (0,20). W nawiasach podano wymagania normy PN-89/B Przy stosowaniu tego betonu uzyskuje się bardzo korzystne współczynniki przenikania ciepła, przy ekonomicznych grubościach, bez stosowania warstwy ocieplającej z materiału izolacyjnego, co pozwala na wymierne oszczędności energii cieplnej, zmniejszenie masy ścian budynków, obniżenie kosztów transportu, korzystny mikroklimat w pomieszczeniach. Przykładem tu może być ściana z elementów Termorex (łączona zaprawą ciepłochronną

16 np. Termor lub zaprawą klejową) grubości 360 mm charakteryzująca się współczynnikiem U o = 0,26 W/m 2 K przy zastosowaniu Termorexu odmiany 400 (U o = 0,34 W/m 2 K przy zastosowaniu Termorexu odmiany 500). Pozostałe właściwości techniczne autoklawizowanego betonu komórkowego Termorex, w tym mrozoodporność, stężenie naturalnych pierwiastków promieniotwórczych, skurcz, podciąganie kapilarne wody odpowiadają wymaganiom normy PN-89/B Z betonu komórkowego Termorex są wykonywane typowe bloczki i płytki ([67], [75] str , marzec 2000). Na polskim rynku dostępne są również najnowsze, wprowadzone w ciągu ostatnich kilku lat, produkty zagranicznych producentów. Do nich można zaliczyć elementy murowe systemu Ytong, które są również produkowane od kilku lat w Polsce. Bloczki i kształtki nadprożowe są wykonane z betonu komórkowego tzw. piaskowego, tj. z kruszywem piaskowym bez dodatku popiołów lotnych. Elementy murowe są przeznaczone do wykonywania murów ze spoinami grubości 1 3 mm, charakteryzują się dokładnością wymiarów, określoną dopuszczalnymi odchyłkami: ±1,5 mm do wymiarów długości i szerokości oraz ±1,0 mm do wymiaru wysokości. Występują 4 rodzaje bloczków o różnych gęstościach objętościowych i wytrzymałościach na ściskanie betonu komórkowego, oznaczonych symbolami: PP2/0,4, PP3/0,5, PP4/0,6, PP6/0,7 oraz jeden rodzaj kształtek nadprożowych oznaczonych symbolem U3/0,5. (PP firmowe oznaczenie bloczków dużej dokładności, cyfry po literach PP 2,3,4, i 6 oznaczają wytrzymałość na ściskanie wg niemieckiej klasyfikacji cyfra 2 odpowiada marce 3 wg PN, cyfra 3 marce 4,5, cyfra 4 marce 6 i cyfra 6 marce 9, liczby za ukośną kreską 0,4, 0,5, 0,6, 0,7 oznaczają górną granicę gęstości objętościowej betonu komórkowego w stanie suchym). Ze względu na kształt wyróżnia się trzy rodzaje bloczków [69]: prostopadłościenne, z profilowanymi powierzchniami czołowymi przystosowanymi do łączenia sąsiednich elementów na pióro i wpust (oznaczone dodatkowo literą S) rys. 14a (na dwa wpusty), rys. 14b (na jeden wpust), z profilowanymi powierzchniami czołowymi pióro, wpust i zagłębienia, stanowiące uchwyty (oznaczone dodatkowo literami GT) rys. 14c. Jednowarstwowe mury z betonu komórkowego Ytong z bloczków odmiany PP2/0,4, na cienkie spoiny można wykonywać np. o grubości 365 mm, dla których współczynnik przenikania ciepła U o = 0,29 W/(m 2 K) [50]. a) do łączenia na pióro i wpust na dwa wpusty

17 b) do łączenia na pióro i wpust jeden wpust c) do łączenia na pióro i wpust i z zagłębieniami służącymi jako uchwyty montażowe Rys. 14. Bloczki systemu Ytong [69]. Dla elementów tego systemu zostały wykonane badania [29] (na ściskanie, ścinanie, na rozciąganie przy zginaniu oraz warunki oparcia stropu na ścianie zewnętrznej dotychczas w Polsce nie wykonywano takich badań), które stały się podstawą wydania aprobaty technicznej na stosowanie w kraju bloczków Ytong do murów na cienkie spoiny. W 1998 roku zaprezentowano szerszą ofertę obejmującą wielkoformatowe elementy ścienne. Zamiast bloczków można używać moduł bloków. Ich zaletą jest możliwość jednoczesnego montowania dwóch elementów rys. 15a [38]. Wprowadzono również zbrojone elementy ścienne rys. 15b (mające od góry otwory montażowe) do stosowania w budynkach o standardowej wysokości kondygnacji 260 cm, które nie są jednak przeznaczone do ręcznego montażu.

18 Rys. 15. Moduł-bloki i zbrojone elementy systemu Ytong Dla elementów wykonanych z betonu komórkowego Ytong Ostrołęka [57] wykonano badania właściwości dźwiękoizolacyjnych ścian [51]. Okazało się, że przy grubości ściany pojedynczej równej 240 lub 365 mm, z betonu komórkowego odmiany 06, a nawet 07, nie ma możliwości uzyskania parametrów akustycznych odpowiadających wymaganiom stawianym przez normę PN-87/B-02151/03 dla ścian międzymieszkaniowych w budynkach wielorodzinnych. Rozwiązaniem ściany międzymieszkaniowej spełniającej wymagania normy jest ściana pojedyncza grubości 240 mm z betonu odmiany nie mniej niż 06 z dodatkowym ustrojem izolacyjnym (zastosowanym po jednej stronie ściany) składającym się z kształtowników zimnogiętych [50 (rozstaw słupków co 600 mm), do których przymocowana jest płyta gipsowo-kartonowa 12,5 mm, a przestrzeń między słupkami wypełniona dokładnie płytami z wełny mineralnej γ 50 kg/m 3. Dla systemu Ytong wydane są zeszyty techniczne opisujące szczegółowo między innymi problemy projektowania konstrukcyjnego [28] i zalecenia wykonawcze [30].

19 Rys. 16. Nadproża w systemie Hebel.

20 Kolejnym produktem zagranicznego koncernu są elementy systemu Hebel ([17], [40], [52]). Elementy tego systemu obejmują również bloczki o różnych gęstościach objętościowych i wytrzymałościach na ściskanie betonu komórkowego, oznaczonych symbolami: PPW 2/04 lub 05, PPW 4/05 lub 0,6, PPW 6/0,7, które mają odpowiednio wytrzymałość na ściskanie równą 2,5, 5,0 i 7,5 MPa, przy maksymalnej gęstości objętościowej od 400 do 700 kg/m 3 (cyfra za ukośną kreską np. 04 to 400 itd.). Bloczki te są wykonywane jako gładkie lub z piórem i wpustem i można je układać na cienkie spoiny (1 3 mm). Ściany zewnętrzne z bloczków odmiany 400 (PPW 2/04) grubości 375 mm mają współczynnik U o = 0,28 W/m 2 K, a grubości 300 mm U o = 0,35 W/m 2 K. Produkowane są również w tym systemie inne typowe elementy, takie jak płyty stropowe, kształtki nadprożowe, płyty ścienne nie przeznaczone do ręcznego montażu. W systemie tym uwagę zwracają elementy nadproży nośnych typu TST rys. 16a i nienośne typu NST rys. 16b oraz nienośne nadproża łukowe typu NBST rys. 16c, które można stosować w ścianach nienośnych o szerokości otworu do ~1,70 m, przy głębokości oparcia 250 mm). W systemie Hebel występują poza bloczkami również płyty ścienne. Elementami pośrednimi są bloki Jumbo o wymiarach: długość 999 mm, wysokość 498 mm, szerokość 200, 250, 300, 375 mm. W związku z duża masą tych elementów do murowania używany jest mini dźwig. Na 1 m 2 ściany potrzebne są jedynie 2 bloki Beton komórkowy z wkładką styropianową Nowymi wyrobami, w których zastosowano beton komórkowy są bloczki termoizolacyjne o nazwie Jugat ([49], [74]), w którym połączono zalety tego materiału z właściwościami termoizolacyjnymi styropianu. Rys. 17. Bloczki termoizolacyjne Jugat.

21 Każdy z bloczków (rys. 17) składa się z części konstrukcyjnej, którą stanowi bloczek z betonu komórkowego odmiany 500 (marka 2, 3, 4), ale głównie 600 (marka 3, 4, 5, 6) grubości 180 lub 240 mm, warstwy styropianu samogasnącego FS20 grubości 80 lub 100 mm oraz z płytki z betonu komórkowego grubości 80 mm sklejonych zaprawą klejową Gabit T lub Atlas Stopter K-20, tworzących jednolitą trzywarstwową całość o grubości 320, 340, lub 380 mm (wyjątek stanowi element przeznaczony na ściany działowe, który składa się z dwu płytek betonu komórkowego grubości 60 mm i warstwy styropianu grubości 80 mm). Bloczki te mają więc różne wymiary Jugat mm (ściany działowe, bloczek dźwiękochłonny), Jugat mm i Jugat mm (ściany samonośne i wypełniające), Jugat mm (ściany konstrukcyjne). Stosowanie takich bloczków pozwala uzyskać ścianę o niskim współczynniku przenikania ciepła np. Jugat 38 warstwa elewacyjna i konstrukcyjna z betonu komórkowego odmiany 500 U o = 0,249 W/m 2 K, odmiany 600 U o = 0,272 W/m 2 K, Jugat 32 warstwa elewacyjna i konstrukcyjna z betonu komórkowego odmiany 500 U o = 0,280 W/m 2 K, odmiany 600 U o = 0,302 W/m 2 K. Bloczki Jugat przeznaczone są do murów ze spoinami z zapraw ciepłochronnych (odchyłki wymiarowe rodzaju M ) oraz do murów z cienkimi spoinami (rodzaj D ). Technologia budowy jest identyczna jak przy wykorzystaniu tradycyjnego betonu komórkowego, z wyjątkiem naroży, które powinny być skonstruowane w sposób umożliwiający stykanie się ze sobą warstw izolacyjnych, co uzyskuje się poprzez wycięcie piłką części bloczka. Główne zalety tego wyrobu to: niska cena materiału i niskie koszty robocizny w porównaniu ze ścianami wykonywanymi w innej technologii przy porównywalnych parametrach (dobry mikroklimat wnętrza, dobra odporność ogniowa, izolacyjność akustyczna) Beton lekki z wypełniaczem styropianowym Do produkcji elementów drobnowymiarowych stosuje się również betony lekkie w połączeniu z materiałem termoizolacyjnym (podobnie jak wcześniej opisane połączenie z betonem zwykłym). W tym przypadku nowością jest system budowlany Felco [43], który polega na zastosowaniu elementów bazujących na lekkim betonie o tej samej nazwie, w którym jest wypełniacz styropian. Beton Felco, w którym zamiast zwykłego kruszywa użyto granulatu styropianowego (średnica granulek 1 6 mm), ma gęstość 800 kg/m 3, współczynnik przewodności cieplnej λ = 0,18 0,21 W/mK, wytrzymałość na ściskanie do 8,5 MPa. Ściany zewnętrzne wykonuje się z bloczków Felco z betonu o średniej wytrzymałości na ściskanie 7,5 MPa oraz wkładu styropianowego. Bloczek podstawowy ma wymiary mm rys. 18 (również u innych producentów wykonywane są tego typu pustaki bazujące na betonie Felco np. Marbet-System oraz w bloczkach Kobet o zróżnicowanej grubości równej 300, 240 lub 120 mm). Uzyskuje się w ten sposób ścianę grubości 300 mm o współczynniku przewodności cieplnej U o 0,30 W/m 2 K, przenoszącą obciążenia od stropów, ścian usztywniających oraz samonośnych w budynkach o wysokości do 12 m (zgodnie z Aprobatą Techniczną ITB nr AT /99).

22 Rys. 18. Bloczek podstawowy systemu Felco Keramzytobeton Technologia oparta na elementach drobnowymiarowych i prefabrykatach z keramzytobetonu stosowana jest od ponad 30 lat przez wiele firm zachodnich. Ściany z keramzytobetonu łączy niewielki ciężar oraz dobre właściwości wytrzymałościowe i cieplno-fizyczne. Przedstawiona w [45] charakterystyka potwierdza zasadność stosowania keramzytobetonu nie tylko jako elementów izolacyjnych czy izolacyjno-konstrukcyjnych, ale także konstrukcyjnych. W zakresie stosowania takich elementów można wyróżnić jedynie pewne nowości polegające na stosowaniu systemów do budowania w tej technologii. W kwietniu 2001 r. jedna z firm wprowadziła na rynek system budowania Murotherm [46] do wznoszenia domów jedno- i wielorodzinnych do trzech kondygnacji rozszerzając asortyment produkowanych przez siebie wyrobów. W skład tego systemu wchodzą przede wszystkim ścienne pustaki keramzytobetonowe produkowane w trzech rodzajach w zależności od przeznaczenia; Murotherm 363 (rys. 19a) na ściany zewnętrzne jednowarstwowe grubości 363 mm o współczynniku przenikania ciepła U o = 0,30 W/m 2 K oraz na ściany osłonowe i fundamentowe, Murotherm 238 (rys. 19b) na ściany zewnętrzne dwu- i trzywarstwowe oraz wewnętrzne konstrukcyjne, Murotherm 113 (rys. 19c) na ścianki działowe. Uzupełnieniem tego systemu są prefabrykowane, strunobetonowe nadproża (opisane w pkt. 2.1) oraz stropy gęstożebrowe ze strunobetonowymi belkami nośnymi o rozpiętości do 10,90 m. Rys. 19. Pustaki ścienne Murotherm. Spośród pustaków keramzytobetonowych można wyróżnić elementy Lechblok [68], które są przeznaczone są do wznoszenia ścian nośnych, wypełniających i działowych. Do

23 ich produkcji używa się cementu portlandzkiego 35 (dopuszcza się stosowanie cementu portlandzkiego 25 i 40) oraz stosuje się kruszywo keramzytowe o uziarnieniu do 8 mm. Kształt pustaka podstawowego Lechblok pokazano na rys. 20a, natomiast uzupełniającego na rys. 20b. Oba pustaki mają różną wysokość (210 i 240 mm), taką samą długość (400 mm) i różną szerokość dostosowaną do przeznaczenia, odpowiednio równą 240 i 210 mm. W zależności od wytrzymałości rozróżnia się trzy klasy pustaków: 2,5, 5,0 i 7,5. Rys. 20. Pustaki ścienne Lechblok. Najwięksi wytwórcy keramzytu w Europie wykorzystują ten materiał do produkcji bloczków keramzytobetonowych [10], które służą do wznoszenia ścian zarówno jednorodnych, jak i warstwowych oraz przewodów kominowych i wentylacyjnych. Stosowane są bloczki różnych typów do wykonywania ścian konstrukcyjnych (rys. 21a), ścian działowych i osłonowych (rys. 21b) oraz uzupełniające bloczki do ław fundamentowych (rys. 21c). Rys. 21. Elementy keramzytobetonowe Optiroc. Ten system bloczków uległ w ostatnim okresie rozwojowi. Wprowadzono nowy zestaw elementów Optiroc Blok [35], [11] obejmujący przede wszystkim elementy Termo Optiroc o grubości od 115 mm (do ścian działowych) rys. 22a, poprzez 175 mm rys. 22b do 240 mm rys. 22c. Długości (500 mm) i wysokości (240 mm) tych elementów są takie same. Dodatkowo istnieje element o zwiększonej szerokości do 365 mm (SuperTermo Optiroc), dla którego jednowarstwowa ściana zewnętrzna ma współczynnik U o = 0,29 W/m 2 K.

24 Rys. 22. Elementy keramzytobetonowe Optiroc Blok. W elementach tych stosowany jest materiał, w którym połączono keramzyt frakcji 4 10 mm z zaczynem cementowym pozwalającym na wytworzenie betonu lekkiego gęstości kg/m 3. Przy produkcji bloczków dodatkowo dodaje się naturalny pigment, który pozwala ma odróżnienie budynków z pustaków tego systemu. Charakterystyka tych wyrobów λ = 0,09 0,15 W/mK, odporność na działanie mrozu 50 cykli, współczynnik redukcji dźwięku db, bardzo niska paroprzepuszczalność, mała nasiąkliwość, dobra przyczepność zapraw i betonów do pustaków Keramzytobeton z wkładką styropianową W celu usprawnienia wznoszenia ścian z użyciem jako materiału podstawowego keramzytobetonu produkowane są również gotowe elementy, w które wbudowana jest wkładka termoizolacyjna ze styropianu. Elementy tego typu występują np. w systemie Optiroc rys. 23a ( mm) [10] oraz Izoblok rys. 23b ( mm) [75] (certyfikat CEBET nr B-8/C-11/96 z aneksem nr B/08/15/98 listopad 1998). Rys. 23. Pustaki keramzytobetonowe z wkładką styropianową Trocinobeton Na rynku budowlanym pewne zastosowanie mają również elementy wykonywane z zastosowaniem trocin jako dodatku do betonu. Pustaki takie są wytwarzane na ogół w

25 dwóch wersjach (np. KM-15 [65]) izolacyjnej odmiana 700 (gęstość objętościowa trocinobetonu kg/m 3 ) i konstrukcyjnej odmiany 600 ( kg/m 3 ). Elementy takie mają więc dwojakie zastosowanie jako elementy konstrukcyjne o niskiej wytrzymałości (właściwie do stosowania wyłącznie przy wysokości ściany równej jednej kondygnacji) lub elementy szalunkowe do wypełnienia betonem. Klasyfikując je znajdują się więc na pograniczu elementów konstrukcyjno-izolacyjnych i szalunkowych. Do ich produkcji używa się cement portlandzkiego marki 25, trocin z drzew iglastych o zawartości pyłów 3%, wody i mineralizatora (siarczan glinu, wapno lasowane i chlorek wapnia). Systemowy zestaw pustaków KM-15 obejmuje element podstawowy (rys. 24) o symbolu Z-1 i wymiarach mm oraz pustaki uzupełniające, korytkowe i działowe. Komory pustaków można wypełniać materiałem izolacyjnym np. styropianem lub wełną mineralną. Dla obustronnie otynkowanej ściany z pustaków Z-1, z komorą wypełnioną styropianem współczynnik U o 0,05 W/m 2 K. Pustaki przeznaczone są do wykonywania nośnych ścian zewnętrznych o wysokości jednej kondygnacji oraz w budynkach wielokondygnacyjnych jako osłonowe. Nie wolno ich stosować w miejscach bezpośrednio narażonych na działanie ognia lub temperatury, w pomieszczeniach o wilgotności względnej powietrza 75 % oraz obciążać dynamicznie. Średnia wytrzymałość trocinobetonu na ściskanie wynosi dla odmiany 700 min. 1,0 MPa, natomiast dla odmiany 600 min. 2,0 MPa. Pustaki te nie są klasyfikowane pod względem akustycznym. Po wymurowaniu ścian z pustaków należy możliwie szybko wykonać obrzutkę z zaprawy cementowej, która powinna schnąć, aż do pojawienia się widocznych spękań (po 4 7 tygodni), a następnie ściany można tynkować. Rys. 24. Pustak podstawowy systemu KM Cementowo-gliniane z wypełniaczem organicznym Analogiczne zastosowanie jak powyżej opisane pustaki trocinobetonowe mają elementy cementowo-gliniane z wypełniaczem organicznym. Przykładem mogą być pustaki Drewnomur [70]. Posiadają one przelotowe otwory o szerokości 10 i 15 cm przeznaczone do wypełnienia materiałem izolacyjnym lub konstrukcyjnym. Pustak podstawowy pokazano na rys. 25. Pustak taki ma wymiary

26 mm. Należy zwrócić uwagę, że obliczenia statyczne ścian nie zawierających części betonowych lub żelbetowych należy wykonywać jak dla pustaków betonowych o tej samej wytrzymałości na ściskanie, natomiast w przypadku ścian zawierających części betonowe lub żelbetowe przyjmując minimalny przekrój betonu bez wliczania tworzywa pustaka i materiałów termoizolacyjnych. Pustaki te nie zostały ocenione pod względem izolacyjności cieplnej i akustycznej. Rys. 25. Pustak podstawowy systemu Drewnomur [70]. 3. Elementy ścienne szalunkowe Liczną grupę elementów ściennych stanowią pustaki (nazywane również kształtkami) wykonane z materiałów konstrukcyjnych, ale częściej termoizolacyjnych, które służą przede wszystkim jako szalunek do wypełnienia betonem. Elementami takimi są również opisane powyżej pustaki betonowe lub cementowe z wypełniaczem organicznym znajdujące się na pograniczu elementów konstrukcyjnych i szalunkowych. Rozwój takich elementów, szczególnie w sensie poszerzenia asortymentu, nastąpił w ciągu ostatnich 10 lat Beton zwykły Elementy wykonywane z betonu zwykłego służą do wykonania ścian betonowych monolitycznych eliminując konieczność pracochłonnego i drogiego szalowania. Na rys. 26 pokazano przykładowo cztery podstawowe pustaki systemu Sembet [78] o wymiarach mm, które są wykonane z betonu klasy B20, a ciężar ich waha się w granicach kg. Szerokość otworów służących do wypełnienia betonem tzw. rdzenia wynosi 190 lub 330 mm, a ich wymiary przekroju wynoszą od mm poprzez mm do mm.

27 Rys. 26. Szalunkowe pustaki betonowe systemu Sembet [78] Keramzytobeton Elementy szalunkowe wykonywane są również z keramzytobetonu. Np. pustaki szalunkowe sytemu Termat [79] (rys. 27a podstawowy, rys. 27b skrajny,) przeznaczone są do wykonywania konstrukcyjnych ścian fundamentowych piwnic. Wnętrze wypełniane jest betonem żwirowym z możliwością zbrojenia wynikającą z obliczeń. Wymiary pustaka podstawowego mm, skrajnego mm. Rys. 27. Szalunkowe pustaki systemu Termat [79] Trocino i wiórobeton Prefabrykaty trocino- i wiórobetonowe ze względu na skład i sposób wytwarzania należą do materiałów ekologicznych. Do ich produkcji wykorzystuje się trociny i wióry pochodzące z drzew iglastych, cement i wodę. Trociny i wióry zabezpieczane są przed korozją biologiczną przez mineralizację. Pustaki tego typu produkowane są już ponad 10 lat.

28 Np. w systemie Techbud [42] kształtki wykonywane są pod ciśnieniem, z wibrowaniem, bez zastosowania podwyższonej temperatury. Minimalna wytrzymałość na ściskanie pustaków wynosi jedynie 1,0 MPa. Podstawowy element ścienny to pustak CS-24 o wymiarach mm rys. 28. Jego szerokość równa 400 mm jest zarazem grubością ściany. Pustak ma trzy otwory konstrukcyjne, w których może być ułożony beton. W ten sposób powstają w ścianach nośnych konstrukcyjne słupy betonowe lub, po włożeniu zbrojenia żelbetowe. Dwie zewnętrzne komory pustaka mogą być wypełnione materiałem izolacyjnym ręcznie zasypywane granulowaną wełną mineralną lub ekofibrem. Przy wypełnieniu wszystkich otworów ekofibrem współczynnik U o = 0,25 W/m 2 K. Pustaki takie służą do wykonywania ścian zewnętrznych i wewnętrznych w obiektach do trzech kondygnacji. Rys. 28. Pustak CS-24 systemu Techbud [42]. W latach 80-tych opracowano systemy Oleszno i AB [42]. Konstrukcja nośna budynku to monolityczny szkielet żelbetowy. Dyle wiórocementowe (o przekroju mm i długości do 2,7 m) wypełniają pola między słupami i wieńcem ryglem. Żelbetowe słupy, wieńce i nadproża formuje się w elementach trocinobetonowych. Stanowią one dla konstrukcji nośnej szalunki tracone i jednocześnie izolację termiczną Zrębkowo-cementowe Podstawą wykonywania deskowania traconego mogą być również same płyty. Przykładem wznoszenia takich ścian jest system budowlany Velox [39], [42], w którym podstawą jest wytworzenie deskowania traconego z płyt zrębkowo-cementowych, które wypełnione jest następnie betonem. Płyty te składają się w 89% z drewna i zawierają też cement i szkło wodne. Elementem konstrukcyjnym jest oczywiście rdzeń betonowy. Układ ściany zewnętrznej pokazano na rys. 29.