Czym beton lekki różni się od zwykłego?
Dla budownictwa największe znaczenie ma oczywiście beton żwirowy, nazywany skromnie zwykłym, z którego wykonuje się betonowe i żelbetowe elementy konstrukcyjne budynków oraz obiektów przemysłowych, komunikacyjnych i wodnych. W budownictwie mieszkaniowym wykorzystuje się także beton lekki, choć skala jego zastosowań jest bez porównania mniejsza niż zwykłego.
Podstawowa różnica między betonem zwykłym (Fot. 1) i lekkim dotyczy przede wszystkim ich ciężaru – ten pierwszy, którego gęstość wynosi od 2000 do 2600 kg/m³, jest oczywiście cięższy od lekkiego. Przy czym różnica ta może być znaczna, jeśli klasyczny beton żwirowy porównamy na przykład z lekkim betonem komórkowym, którego gęstość może wynosić nawet 300 kg/m³.
Takie porównanie jest jednak w dużej mierze umowne, mimo że przy opisie obu tych materiałów posługujemy się pojęciem „betonu”. W betonie komórkowym, zwłaszcza „białym”, z którego – ze względu na jego dużą izolacyjność termiczną – wykonuje się nawet jednowarstwowe ściany domów (Fot. 2), jest bowiem bardzo niewiele cementu.
Fot. 1 – Z betonu zwykłego, nazywanego też żwirowym, wykonuje się różne elementy konstrukcyjne domu murowanego – fundamenty, stropy, schody, belki i słupy
Fot. 2 – Bloczki, wykonane z lekkiego betonu komórkowego, są bardzo popularnym materiałem ściennym, choć on sam ma niewiele wspólnego z betonem zwykłym
Tymczasem w betonie zwykłym obecność cementu ma podstawowe znaczenie dla jego wytrzymałości, trwałości i innych parametrów mechanicznych i chemicznych. Po połączeniu z wodą, cement staje się spoiwem, które trwale łączy ze sobą kamienne kruszywo, czyli piasek i żwir, i dlatego musi go być w betonie zdecydowanie więcej (około 15% jego masy).
BETONY KRUSZYWOWE
Dlatego dużo bardziej uzasadnione jest porównanie właściwości tych betonów, w których spoiwem jest zaczyn cementowy, będący mieszaniną cementu i wody.
Najcięższy z nich będzie oczywiście beton zwykły, w którym zastosowano – w postaci piasku i żwiru – naturalne lub łamane kruszywo, pochodzące z twardych skał. Objętościowo takie kamienne kruszywo stanowi około trzech czwartych objętości betonu, nic zatem dziwnego, że ma decydujący wpływ na jego właściwości.
Dotyczy to nie tylko stosunkowo dużego ciężaru objętościowego betonu zwykłego, ale także jego wytrzymałości, trwałości, twardości, mrozoodporności i nasiąkliwości. Elementy wykonane z betonu z kruszywem kamiennym mają małą izolacyjność termiczną, ale – dzięki znacznej masie – charakteryzują się dużą pojemnością cieplną oraz dobrą izolacyjnością akustyczną.
Uwaga! Oczywiście wszystkie te właściwości beton zwykły będzie miał tylko wtedy, gdy do przygotowania mieszanki betonowej użyto pewnego cementu, wyprodukowanego w cementowni. Gdyby bowiem zastąpiono go mieszanką cementowo-popiołową, to nie miałby on już tak dobrych parametrów, a zwłaszcza odpowiedniej wytrzymałości i trwałości.
Gdy kruszywo naturalne zostanie zastąpione lżejszym od niego kruszywem sztucznym, to otrzymamy beton o mniejszej gęstości objętościowej. Taki lekki beton nie będzie już wprawdzie tak wytrzymały jak zwykły, ale stanie się za to od niego „cieplejszy”, czyli jego współczynnik przewodzenia ciepła będzie miał mniejszą wartość. Taki lekki beton kruszywowy jest też lepszy od zwykłego pod względem izolacyjności akustycznej.
W niektórych zastosowaniach mniejszy ciężar kruszywowego betonu lekkiego oraz jego większa izolacyjność termiczna i akustyczna mogą być dużym atutem. Dlatego betony lekkie mają też swoje miejsce w budownictwie.
Do ich przygotowania używa się różnego rodzaju lekkich kruszyw, do których wyprodukowania wykorzystuje się surowce mineralne (keramzyt, glinoporyt) lub odpady przemysłowe (łupkoporyt, popiołoporyt, pumeks hutniczy, żużel granulowany lub wielkopiecowy itp.)
Z kruszyw sztucznych największą karierę zrobił keramzyt, czyli bardziej lub mniej kuliste bryłki o zróżnicowanej wielkości, wypalane z pęczniejących glin ilastych. Każdy z tych lekkich, porowatych wewnątrz „kamyczków” otoczony jest spieczoną, twardą osłoną ceramiczną.
Z keramzytobetonu wykonuje się drobnowymiarowe elementy ścienne (Fot. 3), stanowiące konkurencję dla takich materiałów murowych jak pustaki ceramiczne oraz bloczki betonu komórkowego i wapienno-piaskowe. Jest on także używany do produkcji wielkowymiarowych elementów ściennych i stropowych, co jest najlepszym dowodem na to, że ma dobre parametry wytrzymałościowe.
Fot. 3 – Z pustaków keramazytobetonowych można wymurować ściany domu – zewnętrzne trzeba jednak jeszcze dodatkowo docieplić
Fot. 4 – Pustaki wypełniające częściowo prefabrykowanych stropów gęstożebrowych wykonane są zazwyczaj z keramzytobetonu
Z lekkiego betonu keramzytowego wykonuje się także pustaki stropowe (Fot. 4), stanowiące wypełnienie popularnych częściowo prefabrykowanych stropów gęstożebrowych, a także kształtki ułatwiające wykonywanie w nich żeber rozdzielczych oraz wieńców stropowych. Dzięki małemu ciężarowi takich elementów, ich układanie w wykonywanym stropie nie wymaga dużego wysiłku, a sam strop jest lżejszy niż wówczas, gdyby były one wykonane z betonu zwykłego.
Z keramzytobetonu wykonuje się także obudowy prefabrykowanych kominów. W tym zastosowaniu znaczenie ma nie tylko lekkość tego materiału, ale także jego dobra izolacyjność termiczna. Przydaje się ona nie tylko wtedy, gdy jest z niego zrobiona obudowa przewodów spalinowych kominka (Fot. 5). Także w kominach kotłów kondensacyjnych taka „ciepła” obudowa chroni zimą wnętrze domu przed wychłodzeniem przez zimne powietrze, napływającego z zewnątrz do komory spalania (Fot. 6).
Fot. 5 – Obudowa przewodów spalinowych kominka wykonana jest przeważnie z keramzytobetonu
Fot. 6 – Keramzytobetonową obudowę mają także prefabrykowane kominy kotłów kondensacyjnych
BETONY Z LEKKIMI WYPEŁNIACZAMI
Nieco inne właściwości mają betony, w których żwir, a często także i piasek, zostaną zastąpione materiałami, które raczej trudno zaliczyć do kruchych. Na przykład w styrobetonie jest to granulat styropianowy, natomiast w perlitobetonie – perlit, który jest wprawdzie produkowany ze skał wulkanicznych, ale jest materiałem miękkim w dotyku.
Materiały te, do których zalicza się także gazo- i pianobeton, bardziej przypominają lekką zaprawę niż beton. Nie mają one bowiem na tyle dużej wytrzymałości, by wykonywać z nich nawet mniej ważne elementy konstrukcyjne.
Dlatego ta grupa betonów lekkich, ze względu na dobre właściwości termiczne, służy przede wszystkim do wykonywania „ciepłych” i niepalnych podkładów pod posadzki oraz warstw spadkowych w stropodachach. W porównaniu ze styropianem mają one bowiem dużo większą wytrzymałość na ściskanie.
Oczywiście do wykonywania betonów lekkich także należy używać wyłącznie pewnego cementu, wyprodukowanego w cementowni. Niepewne właściwości różnego rodzaju mieszanek cementowo-popiołowych nie tylko nie zapewnią nam betonów lekkich o oczekiwanych właściwościach, ale także mogą utrudnić proces ich przygotowywania, który – wbrew pozorom – jest często dużo bardziej skomplikowany niż „zwykłych” mieszanek betonowych.
WIĘCEJ NA TEN TEMAT:
Dlaczego na budowie domu warto używać tylko prawdziwego cementu?
Jakiego cementu najlepiej użyć na budowie domu?
Dlaczego beton powinno się robić ze żwiru i piasku?
Który strop jest lepszy: monolityczny czy częściowo prefabrykowany?
Dlaczego wylewek betonowych nie powinno się wylewać?