Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Pianobeton - materiał termoizolacyjny czy konstrukcyjny?

Podstawowe właściwości mieszanki pianobetonowej
Pianobeton - materiał termoizolacyjny czy konstrukcyjny?
Pianobeton - materiał termoizolacyjny czy konstrukcyjny?
Górażdże Beton
Ciąg dalszy artykułu...

Współczynnik Poissona

Współczynnik Poissona charakteryzuje proporcje pomiędzy odkształceniem poprzecznym i podłużnym przy jednoosiowym obciążeniu. W przypadku betonu oscyluje on w okolicy 0,2, natomiast w pianobetonie jest zwykle nieco niższy i zależy od gęstości materiału [1].

Skurcz

Skurcz charakteryzuje odkształcenie materiału wynikające, w przeważającej części, z utraty wody w procesie wysychania. W pianobetonie skurcz jest kilkukrotnie większy niż w zwykłym betonie, co wynika z niewielkiej zawartości kruszywa i relatywnie dużej ilości wody w mieszance. Jak wynika z badań [10], w przypadku stosowania piasku jako kruszywa skurcz jest mniejszy niż w przypadku zastosowania popiołów lotnych. Na skurcz ma także wpływ ilość piany w mieszance; przykładowo [14], zwiększenie ilości porów powietrza o 50% w stosunku do całej objętości skutkuje zmniejszeniem skurczu o około 36% [14].

Porowatość

Jedną z ważniejszych cech pianobetonu jest jego porowatość. Wpływa ona na inne właściwości, takie jak wytrzymałość i trwałość. Im struktura materiału bardziej porowata, tym łatwiejszy jest przepływ substancji agresywnych mogących uszkodzić pianobeton. Ogólnie porowatość zależy głównie od składu mieszanki, jakości zastosowanej wody, środków pianotwórczych i sposobu pielęgnacji oraz współczynnika w/c. W celu zmniejszenia porowatości można zastosować domieszki, na przykład w postaci sproszkowanego popiołu lotnego [14]. Istotne jest, aby zachować w materiale równomierny rozkład porów, ponieważ niejednorodna struktura uniemożliwia uzyskanie koniecznych właściwości (gęstości, wytrzymałości, izolacyjności termicznej) [11].

Trwałość

Trwałość materiału określa się poprzez jego odporność na działanie czynników zewnętrznych, w tym brak pogorszenia właściwości, jakości użytkowania i żywotności. Na trwałość pianobetonu ma wpływ wiele czynników, jak np. temperatura czy wilgotność otoczenia w jakim został wbudowany [13]. Trwałość określa się poprzez charakterystykę minimalnej nasiąkliwości, mrozoodporności i odporności na działanie agresywnych substancji.

Nasiąkliwość

Pianobeton jest materiałem porowatym, w związku z czym dość łatwo chłonie wodę. Badania [3] wskazują, że nasiąkliwość pianobetonu zależna jest od ilości środka pianotwórczego; na przykład w pianobetonie, gdzie nie zastosowano popiołów lotnych, a ilość środka pianotwórczego wynosiła 8%, nasiąkliwość osiągnęła wartość 98%. Ponadto stwierdzono, że wraz ze wzrostem ilości popiołów lotnych w mieszance zmniejsza się nasiąkliwość. W przypadku występowania w pianobetonie porów otwartych, woda może swobodnie migrować w jego strukturze [5]. Jest to wadą tego materiału, gdyż ogranicza jego stosowalność do obszarów, gdzie nie występuje znaczne zawilgocenie.

Mrozoodporność

Pianobeton w stanie suchym charakteryzuje się bardzo dobrą odpornością na mróz. Jednak ze względu na to, że jest materiałem porowatym i łatwo pochłania wilgoć, w stanie zawilgoconym jest narażony na uszkodzenia struktury przez zamarzającą w porach wodę [5].

Odporność na działanie dwutlenku węgla

Pianobeton jest mało odporny na zjawisko karbonatyzacji. Należy więc odpowiednio go zabezpieczyć, jeśli może być narażony na ten rodzaj negatywnych wpływów. Z uwagi na wysokie ryzyko karbonatyzacji, a także na łatwość zawilgocenia materiału, nie zaleca się stosowania stali węglowej do zbrojenia elementów wykonanych z pianobetonu [5].

Czytaj też: Pełzanie autoklawizowanego betonu komórkowego i styrobetonu >>>

Izolacyjność cieplna

Pianobeton charakteryzuje się znacznie większą izolacyjnością termiczną niż zwykły beton, dzięki dużej ilości porów powietrza w strukturze [15]. Przewodność cieplna zależy od gęstości, wielkości, rodzaju i rozmieszczenia porów. Współczynnik przewodzenia ciepła waha się w pianobetonie w granicach od 0,13 do 0,56 W/(m·K) [6]. Należy jednak zwrócić uwagę, że może on ulec zmianie po dłuższym czasie, np. przy zastosowaniu w mieszance popiołów lotnych [1]. Przewodność cieplna pianobetonu zależy również od temperatury otoczenia, np. w temperaturze powyżej +170°C przewodność cieplna pianobetonu wzrasta [1]. Ponadto warunkuje ją wilgotność powietrza, ze wzrostem której izolacyjność materiału maleje. Dzięki doskonałym właściwościom izolacyjnym pianobeton stwarza duże możliwości wykorzystania go jako warstwy izolacyjnej i jednocześnie konstrukcyjnej w warstwach podłogi obiektów takich jak chłodnie, czy magazyny [3].

Izolacyjność akustyczna

Pianobeton wykazuje się dobrą izolacyjnością akustyczną, wynikającą z porowatej struktury. Wpływ na izolacyjność akustyczną ma rodzaj porów; pory otwarte charakteryzują się większą zdolnością pochłaniania dźwięku w porównaniu do porów zamkniętych [1].

Ognioodporność

Pianobeton charakteryzuje się odpornością ogniową prawie tak dobrą jak beton. Ponadto wytrzymałość pianobetonu pod wpływem wysokiej temperatury maleje wolniej niż w przypadku zwykłego betonu. Im niższa jest gęstość materiału, tym wyższa jest jego ognioodporność. Przykładowo, w badaniach płyty grubości 100 mm wykonanej z pianobetonu o gęstości 930 kg/m3 odporność ogniowa wynosiła około 3,75 h, natomiast przy gęstości 1250 kg/m3 już tylko 2,5 h [16]. Sama odporność ogniowa pianobetonu zależy przede wszystkim od proporcji składników mieszanki, lecz także od rodzaju zastosowanego cementu [14].

Zestawienie cech pianobetonu w zależności od gęstości mieszanki oraz porównanie do właściwości betonu klasy C25/30 przedstawia TAB. 3, opracowana na podstawie [6, 17].

TABELA 3. Najważniejsze cechy pianobetonu w zależności od jego gęstości; 1) Dotyczy betonu C25/30
TABELA 3. Najważniejsze cechy pianobetonu w zależności od jego gęstości;
1) Dotyczy betonu C25/30

Porównując cytowane wyżej cechy pianobetonu do właściwości betonu powszechnie stosowanego w budownictwie (C25/30), należy podkreślić, że beton charakteryzuje się znacznie lepszymi właściwościami konstrukcyjnymi, jednak dzieje się to kosztem właściwości izolacyjnych i istotnego zwiększenia ciężaru własnego.

Krótkie podsumowanie cech materiału

Do niewątpliwych zalet pianobetonu zaliczyć można:

  • dość małą gęstość (w porównaniu do betonu), ograniczającą ciężar konstrukcji,
  • wysoką izolacyjność termiczną, pozwalającą na redukcję właściwej warstwy termoizolacyjnej przegród wykonanych z pianobetonu,
  • dość dobrą wytrzymałość, w przypadku materiału o większej gęstości,
  • w efekcie powyższego możliwość wykonania elementów o jednoczesnej funkcji konstrukcyjnej i izolacyjnej,
  • konsystencję pozwalająca na uniknięcie konieczności zagęszczania i poziomowania mieszanki,
  • wysoką odporność ogniową i biologiczną,
  • dobrą odporność na wpływy niskiej temperatury,
  • niski koszt produkcji,
  • możliwość kształtowania parametrów materiału w szerokim zakresie, w zależności od potrzeb.

Wymienionym wyżej zaletom towarzyszą jednak wady, a w szczególności:

  • duża podatność na karbonatyzację, ograniczająca możliwość stosowanie zbrojenia ze stali węglowej,
  • wysoka nasiąkliwość, ograniczająca stosowanie do miejsc nienarażonych na działanie wody, lub wymuszająca aplikację materiałów hydroizolacyjnych,
  • mała stabilność mieszanki w przypadku materiału o bardzo niskiej gęstości,
  • brak pełnej wiedzy na temat materiału, w tym brak ścisłych reguł dotyczących sposobu projektowania mieszanki.

Z powyższego zastawienia wynika znaczna przewaga zalet materiału nad jego wadami. W efekcie można uznać pianobeton za materiał o jednoczesnych dobrych cechach konstrukcyjnych i termoizolacyjnych, a zatem o dość dużej uniwersalności. Pozwala to na stosowanie go wszędzie tam, gdzie konstrukcja nie wymaga dużej nośności i sztywności, a powinna wykazywać odpowiednią izolacyjność i trwałość. Ogranicza to oczywiście stosowalność materiału do wybranych konstrukcji lub ich fragmentów. Zadaniem projektanta jest tutaj zarówno wytypowanie elementów w których zalety pianobetonu wyraźnie przewyższą jego wady, jak i dobór odpowiednich parametrów samego materiału.

Literatura

1. K. Ozlutas, "Behaviour of ultra - low density foamed concrete", Division of Civil Engineering, University of Dundee, kwiecień 2015.
2. Strona internetowa: www.liderbudowlany.pl.
3. M. Kadela, A. Winkler-Skalna, B. Łoboda, A. Kukiełka, "Pianobeton - charakterystyka materiałowa oraz możliwości zastosowania", "Materiały Budowlane" 7/2015, s. 108-110.
4. J. Hulimka, R. Krzywoń, A. Jędrzejewska, "Laboratory Tests of Foam Concrete Slabs Reinforced with Composite Grid", "Procedia Engineering" 193/2017, pp. 337-344.
5. J. Hulimka, R. Krzywoń, A. Knoppik-Wróbel, "Use of foamed concrete in the structure of passive house foundation slab", proc. on 7th International Conference on Analytical Models and New Concepts in Concrete and Masonry Structures AMCM2011, Kraków 2011.
6. Praca zbiorowa pod kierunkiem prof. dr hab. inż. B. Stefańczyka, "Budownictwo ogólne. Tom 1. Materiały i wyroby budowlane", Arkady, Warszawa 2005.
7. J. Hulimka, A. Knoppik-Wróbel, R. Krzywoń, R. Rudišin, "Possibilities of the structural use of foamed concrete on the example of slab foundation", concrete structures in urban areas. The 9th Central European Congress on Concrete Engineering CCC2013, Wrocław 2013.
8. I. Pokorska, A. Kysiak, "Technologia pianobetonu jako rozwiązanie problemu budownictwa socjalnego", "Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo", Częstochowa 2012.
9. Md Azree Othuman Mydin, Norizal Md Noordin, "Mechanical, Thermal and Functional Properties of Green Lightweight Foamcrete", Analele Universităţii Eftimie Murgu Journal, Eftimie Murgu University of Resita, Romania, Vol. 19, Issue 1/2012, pp. 153-164.
10. K.K. Ramamurthy, E.K. Kunhanandan Nambiar, G. Indu Siva Ranjani, "A classification of studies on properties of foam concrete", Cement Concrete Comp., 31 (2009), pp. 388-396.
11. N. Narayanan, K. Ramamurthy, "Structure and properties of aerated concrete; a review", Cement Concrete Comp., 22 (2000), pp. 321-329.
12. Strona internetowa: www.pianobeton.pl.
13. M. Kadela, A. Kukiełka, "Influence of foaming agent content in fresh concrete on elasticity modulus of hard foam concrete", In Brittle Matrix Composites 11 - Proceedings of the 11th International Symposium on Brittle Matrix Composites BMC 2015, Institute of Fundamental Technological Research PAS, September 28-30, Warszawa 2015, pp. 489-496.
14. Y.H. Mugahed Amran, N. Farzadnia, A.A. Abang Ali "Properties and applications of foamed concrete; a review", "Constr. Build. Mater." 101/2015, pp. 990-1005.
15. M. Kadela, M. Kozłowski, "Foamed concrete layer as sub-structure of industrial concrete floor", "Procedia Engineering" 161/2016, pp. 468-476.
16. M.R. Jones, A. McCarthy, "Preliminary views on the potential of foamed concrete as a structural material", University of Dundee, Magazine of Concrete Research, 2005.
17. PN-EN 1992-1-1:2008, "Projektowanie konstrukcji z betonu, Część 1–1: Reguły ogólne i reguły dla budynków".

DOŁĄCZ DO NEWSLETTERA – kliknij tutaj »

[pianobeton, właściwości pianobetonu, produkcja pianobetonu, betony lekkie, betony, materiał konstrukcyjny, mieszanka pianobetonowa, beton komórkowy, izolacyjność termiczna]

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 11/12/2017

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Najlepszy system stropowy?


Betonowe stropy można produkować na różne sposoby – z betonu przygotowanego na placu budowy lub w fabryce, gdzie panują kutemu optymalne warunki. ZOBACZ »


"Wirtualne malowanie" - wykonaj sam symulację online »

Dobierz najlepszy materiał izolacyjny »

Obok wiedzy na temat produktów, równie istotna jest znajomość technologii, którą... czytaj dalej » Niski poziom ochrony cieplnej generuje wysokie koszty utrzymania budynku, stanowiące duże obciążenie budżetu... czytaj dalej »


Zgarnij bony o wartości 100zł. Zobacz jak »

Jak dobrać posadzkę do obiektu?

3 kroki do Super CashBack
czytaj dalej »

Wybierz posadzkę, która będzie funkcjonalna i łatwa w czyszczeniu... czytaj dalej »

Czym skutecznie zaizolować fundament?

Zadaniem hydroizolacji jest zablokowanie dostępu wody i wilgoci do wnętrza obiektu budowlanego. Istnieje kilka rodzajów izolacji krystalizujących, a ich znajomość ułatwia zaprojektowanie i wykonanie szczelnej budowli. czytaj dalej »

 


Jak zapewnić trwałość mocowania elewacji?


Wsporniki przejmują ciężar muru i za pomocą zabetonowanych szyn kotwiących lub kotew przekazują go na ścianę nośną... ZOBACZ »


Płynne membrany poliuretanowe - gdzie je stosować?

Uszczelnianie obiektów inżynieryjnych - jak to robią specjaliści?

Siła związania do podłoża przekraczająca 20 kg/cm2, wysoka odporność na niszczące czynniki eksploatacyjne...
czytaj dalej »

Jak prawidłowo chronić ściany fundamentwe i zapewnić gwarancję żywotności obiektu? czytaj dalej »

Jak wykonać trwałe posadzki?

Jakich technologii oraz materiałów użyć do wykonania podłóg przemysłowych, naprawy betonów lub przeprowadzenia renowacji posadzek?  czytaj dalej »


Dowiedz się więcej o hydroizolacji dachów »

Chcesz ograniczyć straty ciepła z budynku? Zobacz »

Dostarczamy innowacyjne systemy hydroizolacji oraz pokryć dachowych, mające na celu zmianę sposobu życia i pracy naszych klientów... czytaj dalej » W obecnych czasach rosnące ceny energii cieplnej i elektrycznej skłaniają do analizy strat ciepła w budynkach mieszkalnych. Jedynym sposobem ograniczenia kosztów jest... czytaj dalej »

Jak mocować elewacje wentylowane?


Jak w realnych warunkach zachowują się różne systemy mocowań elewacji wentylowanych? ZOBACZ »


Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Jak zabezpieczyć rury przed stratami ciepła?

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » Czym powinieneś kierować się przy wyborze odpowiedniej izolacji rur? czytaj dalej »

Innowacyjny system kompozytowych wzmocnień konstrukcji »


W przypadku gdy temperatura przekroczy temperaturę zeszklenia, wówczas żywica nie jest... ZOBACZ »


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
Alpha Dam Alpha Dam
O FIRMIE Alpha Dam Sp. z o.o. produkuje od ponad 10 lat profesjonalne materiały wodochronne i przeciwwilgociowe dla budownictwa.  Do 2008...
9/2019

Aktualny numer:

Izolacje 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Nowoczesne rozwiązania elewacyjne
  • - Jakość wykonania izolacji z szarego styropianu
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.