Elementy drobnowymiarowe

XVII OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA WARSZTAT PRACY PROJEKTANTA KONSTRUKCJI
Ustroń, 20 ÷ 23 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.
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.
2.1. 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-06250. Beton zwykły) oraz wypełnianie dodatkowo komór wewnętrznych betonem różnych klas. Istnieje więc możliwość wykonywania wewnątrz ściany
słupów żelbetowych (o wymiarach przekroju poprzecznego dochodzących do 230∗200
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 30÷40 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. 25÷26 – SWW 145135, 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. 120∗240∗480 mm, przy masie ~30 kg. Do wznoszenia wyższych kondygnacji w dowolnych obiektach budowlanych można wtedy stosować pustaki ścienne np. „Alfa-Nexpol” o
dostosowanych wymiarach (240∗240∗480 mm) i masie 43 kg.
Poprawa jakości takich pustaków została uzyskana poprzez zastosowanie agregatów
wibroprasujących (np. Zenith 913).
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.
21÷22, ZN-95/01, certyfikat nr B/08/262/98 – listopad 1998 r.), który składa się z elemen-
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 [m2K/W].
Do elementów konstrukcyjnych zalicza się pustaki o wymiary 390∗190 mm i zróżnicowanej grubości – 90, 140, 190, 240 i 290 mm – rys. 4a, cegły o wymiary 250∗120∗65 mm
– rys. 4b, nadproża o wymiary 390∗190 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 150÷300 mm, pozostałe – 2,7÷5,5 m przy grubości 150÷300 mm, ściany
nienośne – zewnętrzne – 2,7÷5,5 m przy grubości 150÷300 mm, wewnętrzne – 5,5÷11,0 m
przy grubości 150÷300 mm).
Do elementów konstrukcyjnych w tym systemie zalicza się (należy podkreślić szczególnie szeroką gamę elementów): cegłę (wymiary 190∗90∗55 mm – waga 2,3 kg – rys. 5a),
bloczki (wymiary 390∗190 i zróżnicowanej grubości – 40, 60, 90, 140, 190, 240, 290 mm –
rys. 5b), pustaki proste (wymiary 390∗190 i zróżnicowanej grubości – 90, 140, 190, 240,
290 mm – rys. 5c, grubość ścianki lica odpowiednio 19, 23, 30, 32, 35 mm, opór cieplny R
[m2K/W] odpowiednio 0,32, 0,35, 0,37, 0,39, 0,41, ciężar odpowiednio 12, 15, 19, 21, 25
kg), pustaki prosto-wklęsłe (wymiary 390∗190 i zróżnicowanej grubości – 140, 190, 240,
290 mm – rys. 5d), pustaki wklęsłe (wymiary 390∗190 i zróżnicowanej grubości – 140, 190,
240, 290 mm – rys. 5e), pustaki dylatacyjne (wymiary 390∗190 i zróżnicowanej grubości –
140, 190, 240, 290 mm – rys. 5f) zalecane do tworzenia dylatacji i pustek okiennych, pustaki połówkowe (wymiary 190∗190 i zróżnicowanej grubości – 90, 140, 190, 240, 290 mm –
rys. 5g) zalecane do przewiązań w narożnikach, pustaki dołówkowe (wymiary 390∗190 i
zróżnicowanej grubości – 140, 190, 240, 290 mm – rys. 5h) zalecane do przewiązań w narożnikach, belki „U” (wymiary 390 ∗ 190 i zróżnicowanej grubości – 140, 190 mm – rys. 5i)
zalecane do stosowania ze zbrojeniem poziomym – wieńce, nadproża, belki „U” wybijane
(wymiary 390∗190 i zróżnicowanej grubości – 190, 240, 290 mm – rys. 5j) zalecane do
stosowania ze zbrojeniem poziomym – wieńce, nadproża, belki „W” (wymiary 390∗190 i
zróżnicowanej grubości – 240, 290 mm – rys. 5k) zalecane do stosowania ze zbrojeniem
poziomym – wieńce, nadproża, narożniki „L” (wymiary 390∗190∗140 mm – rys. 5l), kanały
(wymiary 390∗190∗140 mm – rys. 5m) zalecany do prowadzenia instalacji, nadproża (wymiary 190∗390 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.
Rys. 5. Elementy systemu „AmerBlok” [76].
2.2. 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.
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 Uo < 0,30 W/m2K 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 310∗240∗490 mm i
wytrzymałości 20 MPa waży jedynie 35 kg (910 kg/m3).
2.3. Beton komórkowy
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 1951÷52.
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 Uo ≤ 0,45 W/(m2K) ściana jednorodna z bloczków z betonu komórkowego odmiany 500 grubości 390 mm (beton komórkowy 360 mm + 2∗15 mm –
tynk zewnętrzny i wewnętrzny) na ciepłochronnej lub cienkościennej zaprawie klejowej
charakteryzuje się współczynnikiem przewodzenia ciepła Uo ≤ 0,43 W/(m2K) [48].
Wytwórnie autoklawizowanego betonu komórkowego znajdują się w czterdziestu krajach na wszystkich kontynentach. Przegląd wytwórni na świecie wykazuje różnorodność
zdolności produkcyjnych (40÷450 tys.m3/rok), różnorodność stosowanych surowców i sposobów ich przygotowania. W Polsce beton komórkowy produkuje 27 wytwórni (o łącznej
zdolności produkcyjnej ~ 5 mln m3/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-
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.
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 60÷100 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.
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 590÷600 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 400 ÷ 700.
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.
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.
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 (351÷450 kg/m3), 500
(451÷550 kg/m3), 600 (551÷650 kg/m3) oraz 700 (651÷750 kg/m3). 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.
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/m3, 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
przekroje prostokątne otworów o wymiarach od 60∗120 mm do 200∗350 mm lub kołowe o
średnicy φ100÷245 mm. Mały ciężar elementów (w przypadku wymiarów zewnętrznych
460∗480∗600 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/m3
(320÷350 kg/m3) tj. poniżej zakresu uwzględnianego przez normę PN-89/B-06258 (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 Uo [w/m2K]
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 – fk = 0.8 (fb)0,65 przy fb < 2,4 MPa (fb – 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-06258 (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-06258.
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 –
np. „Termor” lub zaprawą klejową) grubości 360 mm charakteryzująca się współczynnikiem Uo = 0,26 W/m2K przy zastosowaniu „Termorexu” odmiany 400 (Uo = 0,34 W/m2K
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-06258.
Z betonu komórkowego „Termorex” są wykonywane typowe bloczki i płytki ([67],
[75] – str. 15÷16, 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 Uo = 0,29 W/(m2K) [50].
a) do łączenia na pióro i wpust – na dwa wpusty
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.
Rys. 15. Moduł-bloki i zbrojone elementy systemu „Ytong” 1998.
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/m3.
Dla systemu „Ytong” wydane są zeszyty techniczne opisujące szczegółowo między innymi problemy projektowania konstrukcyjnego [28] i zalecenia wykonawcze [30].
Rys. 16. Nadproża w systemie „Hebel”.
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/m3 (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 Uo = 0,28 W/m2K, a grubości 300 mm – Uo = 0,35 W/m2K.
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 m2 ściany potrzebne są jedynie 2 bloki.
2.4. 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”.
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 20” – 200∗240∗590 mm (ściany działowe, bloczek dźwiękochłonny), „Jugat 32” – 320∗240∗590 mm i „Jugat 34” – 340∗240∗590
mm (ściany samonośne i wypełniające), „Jugat 38” – 380∗240∗590 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 – Uo = 0,249 W/m2K, odmiany 600 – Uo = 0,272 W/m2K, „Jugat 32” warstwa
elewacyjna i konstrukcyjna z betonu komórkowego odmiany 500 – Uo = 0,280 W/m2K,
odmiany 600 – Uo = 0,302 W/m2K.
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).
2.5. 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/m3, 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
500∗300∗200 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 Uo ≤ 0,30 W/m2K, przenoszącą obciążenia
od stropów, ścian usztywniających oraz samonośnych w budynkach o wysokości do 12 m
(zgodnie z Aprobatą Techniczną ITB nr AT-15-3004/99).
Rys. 18. Bloczek podstawowy systemu „Felco”.
2.6. 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 Uo = 0,30 W/m2K 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
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 Uo = 0,29
W/m2K.
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 600÷700 kg/m3. 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 40÷51 dB, bardzo niska paroprzepuszczalność, mała nasiąkliwość, dobra
przyczepność zapraw i betonów do pustaków.
2.7. 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 (365∗240∗500 mm)
[10] oraz „Izoblok – rys. 23b (290∗240∗400 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.
2.8. Trocinobeton
Na rynku budowlanym pewne zastosowanie mają również elementy wykonywane z
zastosowaniem trocin jako dodatku do betonu. Pustaki takie są wytwarzane na ogół w
dwóch wersjach (np. KM-15 [65]) – izolacyjnej odmiana 700 (gęstość objętościowa trocinobetonu 700 ÷ 900 kg/m3) i konstrukcyjnej odmiany 600 (900 ÷ 1200 kg/m3).
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 380∗380∗190 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 Uo ≤ 0,05 W/m2K.
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-15.
2.9. 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 190∗190∗390
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.
3.1. 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 –
500∗250÷400∗230 mm, które są wykonane z betonu klasy B20, a ciężar ich waha się w
granicach 23÷28 kg. Szerokość otworów służących do wypełnienia betonem tzw. rdzenia
wynosi 190 lub 330 mm, a ich wymiary przekroju wynoszą od 105∗190 mm poprzez
360∗190 mm do 270∗330 mm.
Rys. 26. Szalunkowe pustaki betonowe systemu „Sembet” [78].
3.2. 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 – 500∗365∗250 mm, skrajnego 610∗365∗250 mm.
Rys. 27. Szalunkowe pustaki systemu „Termat” [79].
3.3. 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.
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 400∗190 ∗600 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 Uo = 0,25 W/m2K. 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 300∗300 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.
3.4. 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.
Rys. 29. Przykładowy układ ściany zewnętrznej systemu „Velox”.
Aprobata [71] obejmuje dwa odmiany płyt: „Velox WSD 35” o grubości 35 mm (gęstość około 730 kg/m3) do stosowania po wewnętrznej stronie ścian zewnętrznych oraz
szalunków ścian wewnętrznych i „Velox WS 50” o grubości 50 mm (gęstość około 560
kg/m3) do stosowania po zewnętrznej stronie ścian zewnętrznych. Długość płyt wynosi 2000
mm, a szerokość 500 mm. W ścianie zewnętrznej od wewnątrz ułożone są płyty o grubości
35 mm, a od zewnątrz płyty o grubości 50 mm. Dodatkowo stosuje się warstwę izolacyjną z
płyt styropianowych. Grubość płyty izolacyjnej zależy od lokalnych wymagań ochrony
cieplnej budynków. Grubość ściany bez tynku wynosi 335, 355, 385 mm, przy grubości
izolacji cieplnej odpowiednio 100, 120, 150 mm i stałej grubości rdzenia betonowego równej 150 mm. Współczynnik przenikania ciepła w zależności od grubości izolacji wynosi Uo
= 0,296 ÷0,241 w/m2K. Podczas montażu ścian w systemie Velox pierwszą warstwę płyt
układa się na płytę fundamentową za pomocą klamer jednostronnych. Po ułożeniu podstawowego rzędu płyt, na górny brzeg nakłada się klamry obustronne. Między płyty wkłada się
stalowe lub drewniane drabinki montażowe, które przebiegają przez całą wysokości kondygnacji. Następnie wykonuje się pierwsze betonowanie do wysokości 40 cm. Przez układanie
następnych warstw płyt na rząd podstawowy montuje się ścianę aż po strop i cała kondygnacja jest przygotowana do betonowania.
3.5. Zrębko-wiórowo-cementowe
Systemy budownictwa wykorzystujące tworzywo zrębko-wiórowo-cementowe (bardzo
podobne jak materiał zrębkowo-cementowy) znane są od lat siedemdziesiątych w Szwajcarii, Austrii i Niemczech. Od początku lat 90-tych zaczęły pojawiać się w Polsce. Składają
się one w 70% ze zrębków i wiór drewnianych, cementu portlandzkiego marki 35 i mineralizatora drewna oraz wody. W systemie „Famabloc” [4] wykonywane są drobnowymiarowe
elementy w postaci nienośnych bloczków na ściany zewnętrzne (typ podstawowy N-30 –
1200∗300∗250 mm – rys. 30), na ściany wewnętrzne (typ podstawowy N-24 –
1200∗240∗250 mm), do wykonywania słupów żelbetowych (typ S-30 – 300∗300∗250 mm).
Rys. 30. Bloczek podstawowy N-30 systemu „Famabloc” [4].
Sposób wykonania ściany polega na układaniu na sucho (bez zaprawy) maksimum do
4 warstw bloczków (wysokość – 1,00 m), a następnie wypełnienie ich betonem. Podczas
wznoszenia ścian bloczki pełnią oczywiście rolę tzw. szalunku traconego do przestrzennego
monolitycznego ustroju konstrukcyjnego, a w trakcie eksploatacji rolę izolacji termicznej i
akustycznej. Elementami nośnymi są natomiast słupy betonowe, ewentualnie żelbetowe
powstałe przez wypełnienie bloczków betonem. Tą metodą można budować obiekty do
czterech kondygnacji włącznie. Mur zewnętrzny wykonany z tych bloczków może mieć
maksymalną grubość rdzenia betonowego równą 210 mm (przy całkowitej grubości ściany
bez tynku – 300 mm), natomiast przy zastosowaniu wkładki izolacyjnej o grubości 50÷70
mm ze styropianu lub poliuretanu w płytach rdzeń zmniejsza się o jej grubość. Przy zastosowaniu wkładki wykonanej z poliuretanu (70 mm) współczynnik Uo ≈ 0,30 W/m2K. Inny
wariant ściany zewnętrznej (bez wkładki izolacyjnej) przewiduje docieplenie ścian za pomocą metody lekkiej mokrej. Budynki wykonane z bloczków „Famabloc” charakteryzują
się ustabilizowanym mikroklimatem i dobrą izolacyjnością akustyczną, wymaganą ognioodpornością oraz trwałością równorzędną z konstrukcjami wykonanymi z materiałów tradycyjnych. W ścianach tych nie występuje kondensacja pary wodnej, a przeprowadzona mineralizacja wiórów chroni je przed korozją biologiczną i zagrzybieniem.
3.6. Styropian
Od ponad 10 lat wznosi się w Polsce budynki ze styropianowych klocków wypełnionych materiałem konstrukcyjnym – betonem. Technologia ta została sprowadzona z Europy
Zachodniej i Ameryki Północnej. Rozwinięta została w Polsce w postaci systemów [41] –
„Thermodom” (pierwszy atest ITB nr 918/92), „Isohome 2000P” (atest ITB nr 247/92 z
aneksem z 1993 roku) i „Styromur” (świadectwo ITB nr 940/93). Elementy podstawowe
poszczególnych systemów wznoszenia ścian pokazano na rys. 31a („Thermodom”), rys. 31b
(„Isohome”), rys. 31c („Styromur”).
Rys. 31. Elementy podstawowe systemów wznoszenia ścian z kształtek styropianowych
[41].
Styropianowe klocki to pustaki wytwarzane z samogasnącego, twardego styropianu
gęstości 23÷25 kg/m3.
Na ogół pustaki wykonane są wyłącznie z materiału termoizolacyjnego i składają się z
dwóch zewnętrznych warstw okładzinowych przewiązanych łącznikami, które utrzymują
stały dystans pomiędzy nimi i umożliwiają wypełnienie materiałem konstrukcyjnym. Uformowana wewnątrz nich ściana jest regularnie perforowana przez te łączniki – w sumie powstaje do kilkudziesięciu otworów na 1 m2 powierzchni ściany. Ściany tak zbudowane nazwane zostały gęsto perforowanymi i poddane badaniom i opisom przez autora niniejszego
wykładu na reprezentatywnym przykładzie systemu „Thermodom” (np. [23], [18], [19],
[20], [22], [24]). Opisując rdzeń betonowy tego typu ściany można stwierdzić, że składa on
się z szeregu „słupków” betonowych o „małym” przekroju (np. 150∗110 mm) powiązanych
przewiązkami.
Możliwie jest również uniknięcie tej perforacji (rdzeń betonowy staje się wtedy pełną
ścianą betonową o grubości najczęściej 150 mm) poprzez łączenie na budowie odpowiednio
przygotowanych styropianowych płyt okładzinowych poprzecznymi złączami z tworzywa
sztucznego np. jak na rys. 31c lub wykonanie wtopionych w te warstwy złączy metalowych
już w zakładzie produkcyjnym.
W każdym z 3 systemów układając pustaki jeden na drugim konstruuje się ścianę, we
wnętrzu której umieszcza się mieszankę betonową o odpowiedniej konsystencji. Powstaje
monolityczna ściana grubości np. 150 mm z dwoma warstwami izolacji po 50 mm każda.
Stąd ściana wykonywana w tej technologii ma najczęściej grubość 250 mm i współczynnik
przenikania ciepła Uo ≤ 0,30 W/m2K.
Pustaki te łączy się na sucho nakładając je na siebie i dociskając. Odpowiednio wyprofilowane powierzchnie górne i dolne pustaków tworzą zamek podobny jak w popularnych
klockach dla dzieci.
Teoretycznie można zestawiać elementy do wysokości 3 m, a następnie układać we
wnętrzu mieszankę betonową za pomocą pompy ze specjalną końcówką (prędkość podawania ≤ 15 m3/h). Konieczne jest wtedy specjalne wzmocnienie montażowe ścian (powierzchni
górnych i bocznych). Metoda ta jest poleca doświadczonym firmom budowlanym powiadającym odpowiedni sprzęt i umiejętności ciągłego kontrolowania geometrii ścian, zwłaszcza
wyboczenia ścianek bocznych dolnych warstw pustaków.
W przypadku samodzielnego betonowania zalecane jest ułożenie do 3 warstw pustaków i ręczne zalewanie betonem przygotowanym na placu budowy, a stosowana mieszanka
powinna mieć półciekłą konsystencję. Do zagęszczania masy betonowej nie wolno używać
wibratorów.
Do wykonania otworów okiennych i drzwiowych w systemach stosowane są specjalne
kształtki narożne oraz bloczki nadprożowe, które zbroi się zgodnie z zaleceniami projektanta.
Do zewnętrznego wykończenia ścian wznoszonych w tych systemach najczęściej używa się tynków cienkowarstwowych zbrojonych siatką z włókna szklanego, natomiast od
wewnątrz do wykończenia stosuje się gips w postaci płyt suchego tynku przyklejanych
bezpośrednio do pustaków.
Nowości ostatnich kilku lat w tych systemach polegają przede wszystkim na zwiększaniu grubości termoizolacyjnych warstw okładzinowych, poszerzaniu rdzenia oraz uzupełnianiu kształtów pustaków do wykonywania np. ścian kolistych.
W systemie „Thermodom” produkuje się obecnie 14 typów elementów [2] o różnym
przeznaczeniu. Grubość ściany wynosi 250 lub 300 mm (okładzinowa warstwa zewnętrzna
styropianu ma grubość powiększoną do 100 mm). Współczynnik przenikania ciepła dla
ściany o grubości 300 mm maleje do wartości Uo = 0,20 W/m2K. Odporność ogniowa pozwala na budowanie obiektów do 25 m.
Dzięki elementom przegubowym w systemie „Thermodom” można wznosić ściany
pod kątem innym niż 90o, wykorzystując inne elementy również ściany koliste.
W systemie „Izodom” (14 rodzajów elementów) [26] produkowane są pustaki o różnych grubościach – 250, 350 i 450 mm, w których zwiększono grubość warstw izolacyjnych. Przy ścianach o największej grubości współczynnik przenikania ciepła wynosi jedynie
Uo = 0,10 W/m2K. Ze względu na zapotrzebowanie na kształtki do budowy hal o dużych
rozpiętościach od 1998 roku produkuje się elementy o pogrubionym do 200 mm rdzeniu. Do
wykonywania ścian działowych wytwarzane są kształtki grubości 150 mm z 70 mm rdzeniem.
Projektowanie ścian tworzonych w opisanych systemach (jak również czasami dla innych opisanych wcześniej pustaków szalunkowych, w przypadku występowanie w ścianie
tzw. przekrojów o małej powierzchni) powinno być wykonywane zgodnie z nowo wprowadzono normą „żelbetową” (PN-B-03264:1999 – Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone. Obliczenia statyczne i projektowanie). Należy zwrócić więc szczególną uwagę na zmiany jakie zaszły przy określaniu częściowych współczynników bezpieczeństwa, które pociągają za sobą konsekwencje przy projektowaniu ścian zdefiniowanych powyżej jako gęsto
perforowane.
„Stara” norma żelbetowa zobowiązywała do stosowania mnożników γb1, γb2, γb3 korygujących współczynniki materiałowe γb i γbb (np. γb1⋅γb lub γb1⋅γbb , itp.). Mnożnik γb1 należało uwzględnić przy obliczaniu elementów ściskanych o małej powierzchni przekroju poprzecznego betonu Fb ≤ 0,09 m2. W razie spełnienia warunku 0,04m2 < Fb ≤ 0,09 m2 wartość mnożnika wynosiła γb1 = 1,15, natomiast przy mniejszych przekrojach Fb ≤ 0.04 m2
wartość tego mnożnika zwiększano zgodnie ze wzorem γ b1 = 1,15 ⋅ 0,04 Fb . Inny mnożnik γb2 = 1,15 zalecano stosować do obliczania elementów betonowanych warstwami nie
grubszymi niż 1,5 m z każdorazowym zagęszczaniem betonu. Natomiast mnożnik mniejszy
od jedności γb3 = 0,9 obowiązywał w przypadku sprawdzania konstrukcji w stadiach realizacji.
Wartości zastosowanych obecnie częściowych współczynników bezpieczeństwa γc są
ok. 15% większe od podstawowych współczynników γb i γbb znajdujących się w poprzedniej
normie. Zwiększeniu wartości tych współczynników towarzyszy jednocześnie rezygnacja z
dodatkowych mnożników ujmujących w normie PN-84/B-03264 szczególne przypadki
konstrukcyjne i wykonawcze. Opisy porównawcze obu norm, również w tym zakresie, zostały dokonane w [21].
W normie PN-84/B-03264 zasadnicze rozgraniczenie wartości częściowych współczynników bezpieczeństwa przeprowadzono ze względu na rodzaj naprężenia oraz typ konstrukcji. W nowej normie PN-B-03264:1999 zaniechano tego podziału i wprowadzono
zróżnicowane wartości w zależności od okresu działania obciążeń (trwałe, przejściowe i
wyjątkowe) oraz typu konstrukcji z betonu (zbrojonej i nie zbrojonej).
4. Inne elementy ścienne
Spośród innych elementów ściennych pewnych nowości można doszukać się w elementach do wykonywania ekranów akustycznych, elewacyjnych i ciągów kominowych.
4.1. Ekrany akustyczne
Ekrany akustyczne znajdują coraz to większe zastosowanie ze względu na konieczność
ochrony przed hałasem budynków mieszkalnych wokół nowo budowanych ciągów komunikacyjnych.
4.1.1. Beton lekki
Dla tego materiału można wyróżnić elementy do wykonywania przeciwhałasowych
ekranów dźwiękochłonno-izolacyjnych z betonu lekkiego np. „Lusaflor” [72], służące do
usytuowania przy autostradach, drogach, ulicach, torach kolejowych, lotniskach oraz innych
obiektach emitujących hałas. Pełnią one rolę zarówno akustyczną, jak i urbanistyczną.
Produkowane są z betonu lekkiego klasy LB 7,5. Kształt i wymiary pustaka pokazano
na rys. 32. W murze elementy ustawiane są na fundamencie betonowym na przemian w
kierunku podłużnym i poprzecznym (rys. 33), bez użycia zaprawy. Po ustawieniu każdy
element wypełniany jest żwirem w 75% oraz w 25% gruntem próchnicznym.
Rys. 32. Element „Lusaflor”.
Rys. 33. Sposób układania elementów „Lusaflor” w murze.
Wysokość i długość ekranu oraz jego usytuowanie jest określana w indywidualnym
projekcie akustycznym, uwzględniającym geometrię układu: źródło hałasu – punkt obserwacji. Maksymalna wysokość muru układanych bez zaprawy (na sucho), w zależności od
strefy wiatrowej i ekspozycji terenu mieści się w granicach 2,7 ÷ 3,9 m.
W aprobacie [72] podane są szczegółowe właściwości akustyczne.
4.2. Elementy elewacyjne
W krajach wysoko rozwiniętych beton często stosowany jest jako materiał elewacyjny.
Popularność zawdzięcza estetyce rozwiązań i trwałości. Dostępne technologie prefabrykacji
(np. opisana w pkt. 2.1.) pozwalają wykonać elementy o dużej dokładności wymiarów, ale
również bogatej gamie faktur zewnętrznych i kolorów.
4.2.1. Beton zwykły
Opisany wcześniej system elementów ściennych „Teknoblok™” składa się z również z
elementów elewacyjnych [75].
Do elementów elewacyjnych zalicza się pustaki Tekno „Split Face” (wymiary 390∗190
i zróżnicowanej grubości – 95, 140, 190, 240 – rys. 34a), cegły Tekno „Split Face” (wymiary 390∗95∗95 mm – rys. 34b).
Rys. 34. Elementy elewacyjne systemu „Teknoblok™” [75].
Wszystkie elementy dostępne są w szerokiej gamie kolorystycznej (szary, czerwony,
grafitowy, brązowy, żółty, zielony i biały).
Wyroby produkowane są wyłącznie z naturalnych materiałów tj. piasek, żwir i cement
bez dodatków popiołów lotnych. Dzięki dużej dokładności wymiarów oraz gładkiej powierzchni wyroby nie wymagają tynkowania.
Jako elementy elewacyjne można wykorzystywać pustaki produkowane w systemie
„AmerBlok” [76] – por. pkt. 2.1. Elementy mają zróżnicowane wymiary (por. rys. 5), co
zapewnia projektantom duże możliwości tworzenia wzorów elewacji, zarówno płaskich jak i
przestrzennych. Opisane w [1] elementy mają pewne szczególne właściwości. Kolor elementu uzyskiwany jest przez dodawanie pigmentów podczas mieszania betonu. Można
również elewację wymalować po wymurowaniu. Oprócz pigmentów na kolor elementu
wpływa również barwa kruszywa i cementu oraz inne stosowane dodatki oraz metoda formowania i dojrzewania. Trwałość koloru uzyskiwana jest przez stosowanie pigmentów na
bazie tlenków metali o dużej odporności na działanie środowiska alkalicznego oraz promieniowania UV. Duży wpływ na wygląd elewacji ma faktura powierzchni zewnętrznej. Prefabrykaty mogą mieć powierzchnie gładką, nacinaną, żebrowaną, łupaną, szlifowaną lub polerowaną. Na uwagę zasługuje fakt, że faktura łupana powstaje przez rozłupanie betonu, nie
zaś przez kształt formy, dzięki czemu do złudzenia przypomina naturalny kamień.
Betonowe elewacje współpracują z konstrukcją stalową i żelbetową.
4.3. Elementy kominowe
4.3.1. Ceramiczno-keramzytobetonowe
Przykładem tego typów elementów są trójwarstwowe, dwuścienne prefabrykaty kominowe – ceramiczno-betonowe ERU-therm VG-HL [73].
Prefabrykaty kominowe złożone są z szamotowych profili wewnętrznych (prasowanych pod ciśnieniem, o gęstości 2050 kg/m3 i wytrzymałości ≥ 30 MPa), z warstwy izolacyjnej z wełny mineralnej oraz z obudowy z pustaków keramzytobetonowych (o gęstości
1400 kg/m3 i wytrzymałości na ściskanie 5 MPa) – rys. 35.
Rys. 35. Prefabrykaty kominowe – ceramiczno-betonowe ERU-therm VG-HL.
Pustaki obudowy łączone są na wysokości prętami zbrojeniowymi wprowadzanymi do
kanałów montażowych. W połączeniu prętów stosowane są tuleje stalowe ze śrubami dociskającymi. Kanały montażowe wypełniane są następnie zaprawą cementową.
Profile szamotowe są łączone kitem kwasoodpornym, a pustaki betonowe zaprawą
cementowo-wapienną.
Przewody kominowe wykonuje się jako konstrukcje samonośne, oddzielone od elementów nośnych budynku.
4.4. Elementy ścian oporowych i pochodne
4.4.1. Beton zwykły
W przytoczonych wcześniej systemach ([76], [75]) , w których pustaki wykonywane
są w nowoczesnej technologii wibroprasowania istnieją również elementy do wznoszenia
ścian oporowych. Np. w systemie elementów ściennych „Teknoblok™” występuje pustak
„Tekno Oporowy” do budowania ścian oporowych (wymiary 390∗190∗290 mm – rys. 36
[75]). Do wznoszenia takich ścian można stosować również pustaki systemu „AmerBlok”.
Wszystkie takie elementy dostępne są w kolorach: szarym, czerwonym, grafitowym,
brązowym, żółtym, zielonym oraz białym i dzięki dużej dokładności wymiarów oraz gładkiej powierzchni wyroby nie wymagają tynkowania.
Rys. 36. Pustak „Tekno Oporowy” systemu „Teknoblok™”.
W ostatnim okresie pojawiły się elementy produkowane na bazie wibroprasowanego
betonu pokazane na rys. 37 [77] systemu „Leromur”. Szczególną ich cechą jest to, że ze
względu na ukształtowanie powierzchni górnej i dolnej pustaka możliwe jest wznoszenie
murów oporowych bez użycia zaprawy. Wzajemne unieruchomienie kolejnych elementów
następuje poprzez systemy rowków. Pustaki te mogą być stosowane do wznoszenia zarówno murów oporowych o dużej wysokości, jak i ekranów antyhałasowych i ogrodzeń pionowych. Pojedynczy element o długości 1,00 m i ciężarze 54 kg można podzielić ręcznie na
maksimum cztery części o długości 0,25 m każda (ze względu na występujące wewnętrzne
nacięcia – rys. 38).
Rys. 37. Element systemu „Leromur”.
Rys. 38. Sposób dzielenia elementu systemu „Leromur” na części.
Ukształtowanie powierzchni pustaka (systemy rowków) umożliwia przy wznoszeniu
muru uzyskanie czterech kątów 0°÷38,93° jego nachylenia w stosunku do pionu – rys. 39.
Rys. 39. Możliwe sposoby wznoszenia muru z elementów systemu „Leromur”.
4.4.2. Beton lekki
Z wibroprasowanego betonu lekkiego z kruszywem „Pollytag” wykonywane są również wielofunkcyjne kształtki betonowe do budowy murów, parkanów obudowywania skarp
i tarasów ziemnych oraz organizacji przestrzeni skwerów, parków i ogrodów (np. „Termat
System” – [79]). Produkowane one są także tradycyjnie w odmianie żwirobetonowej.
Kształtki oferowane są w kolorze szarym, czerwonym, żółtym i czarnym.
Kształt elementów podstawowych pokazano na rys. 40a („Michał”) i rys. 40b („Grzesiek). Wymiary kształtek wynoszą odpowiednio – 750 ∗ 400 ∗ 300 mm i 750 ∗ 470 ∗ 300
mm. Ciężar elementu tradycyjnego – 70 ÷ 80 kg, lekkiego 40 ÷ 50 kg.
Rys. 40. Wielofunkcyjna kształtki systemu „Termat”.
Ze względu na kształt elementów można uzyskać bardzo zróżnicowaną budowę ściany
– np. mur pojedynczy prosty rys. 41a, przemienny w pionie – rys. 42b (wyłącznie z kształtek „Michał”), mur pojedynczy z użyciem kształtek „Grzesiek” – rys. 42c. Istnieje również
możliwość tworzenia murów podwójnych.
Kształtki zestawione w murze (dolne 3 warstwy zaleca się układać na zaprawie cementowej marki 10) tworzą tzw. kieszenie stanowiąc w ten sposób szalunek, w który można
umieścić beton, w razie potrzeby zbrojony prętami. Przekrój poprzeczny tak wytworzonych
słupów ma wymiary – 190∗200 mm (dla kształtek „Michał”) i 430∗410 mm z ściętymi
narożnikami (dla kształtek „Grzesiek”).
W zależności od rodzaju (ilości zestawionych kształtek – mur pojedynczy lub podwójny) i głębokości fundamentu (0,70 ÷ 1,50 m) oraz strefy wiatrowej można zaprojektować
mur o wysokości ≥ 5,00 m.
Rys. 41. Przykładowe sposoby układania kształtek systemu „Termat” w murze.
5. Elementy dachowe
Jak wiadomo jedynie poprawne zaprojektowanie pokrycia dachowego gwarantuje jego
niezawodność w całym okresie użytkowania. Mianem niezawodności rozumieć tutaj należy:
zapewnienie nośności oraz szczelności. Jest to szczególnie istotne w wypadku dachów o
znacznych pochyleniach na których projektuje się pokrycie w postaci blachy (płaska, falista), blachodachówki, papodachówki czy też dachówki. Istnieje więc potrzeba, aby na nowych dachach, jak również na dachach budynków remontowanych znajdowały się materiały
dobrej jakości, dużej wytrzymałości i odporności, nie wymagające konserwacji, niedrogie i
oczywiście o estetycznym wyglądzie.
Materiałem często stosowanym na pokrycie dachów jest dachówka ceramiczna, a konkurencją dla niej są nowoczesne cementowe elementy dachowe.
5.1. Produkcja
Proces produkcji dachówek cementowych ([9], [54]) dalece odbiega aktualnie od
wcześniejszych wyobrażeń na ten temat. Nie ma mowy o ręcznym dozowaniu składników,
mieszaniu ich w betoniarce i dodawaniu wody zarobowej według własnego uznania. Obecnie nad procesem produkcyjnym czuwają komputery sterujące zautomatyzowanymi liniami
produkcyjnymi. Urządzenia automatyczne kierują tokiem produkcji, odbierając i analizując
sygnały dochodzące z zainstalowanych na liniach czujników. Nad całością procesu czuwa
operator który ma dostęp poprzez konsole komputera do wszystkich procesów zachodzących na linii technologicznej.
Bardzo ważnym elementem całego procesu produkcyjnego jest dozowanie wody do
betonu, która odpowiada za niezwykle istotny w technologii produkcji betonu mrozoodpornego współczynnik w/c. Przyjmuję się, że dla uzyskania betonu o wysokiej mrozoodporności stosunek w/c powinien być mniejszy od 0,5.
Dachówki betonowe wytwarzane są z betonu barwionego w masie, pokryte dwukrotnie
specjalną farbą akrylową, która przeciwdziała osadzaniu się wapnia i porastaniu dachu
mchem.
Podstawowym surowcem do produkcji dachówek jest kruszywo, które musi mieć odpowiednią granulację i powinno zawierać co najmniej 85% kwarcu oraz piasku o ziarnistości 0÷2 mm. Zapewnia to uzyskanie wyrobu spełniającego odpowiednie normy. Pozostałe
surowce to oczywiście cement (portlandzki 35 i 45), pigmenty do barwienia dachówek w
masie nie rozpuszczalne w wodzie. Odpowiednio przygotowana mieszanka betonowa trafia
do maszyny formującej, gdzie jest kształtowana w masywnych podkładach aluminiowych.
Zagęszczenie podczas formowania na podkładach uzyskuje się przez tzw. prasowanie betonu za pomocą walca i elementu zgładzającego. Po uformowaniu dachówki malowane są na
,,mokry beton”.
Odpowiedniej jakości dachówka powinna mieć gładką fakturę, bez pęknięć, rys itp.,
skupisk cementu, a po przełamaniu jednolitą strukturę.
5.2. Montaż
Dachówki betonowe [54] można układać przy nachyleniu połaci dachowej 22°÷60°,
ale również możliwe są skrajne wartości mniejsze niż 20° i większe niż 60°. W zależności
od tego stosuje się dodatkowe zabezpieczenia w postaci pełnego szalowania dachu, folii
dachowej paro przepuszczalnej z szalowaniem bądź nie w zależności od wymagań i warunków atmosferycznych oraz dodatkowe mocowanie większej liczby dachówek na połaci
zarówno przy dużych, jak i małych pochyleniach.
Koszt 1m2 dachówki betonowej jest dużo mniejszy niż dachówki ceramicznej. Wiąże
się to z tym, że liczba dachówek na 1 m2 połaci dachowej jest mniejsza (ok. 10 szt.) niż
dachówek ceramicznych. Ciężar 1 m2 połaci dachowej z dachówki betonowej wynosi ok.
40÷48 kg, a np. dachówki ceramicznej karpiówki ok. 55÷62 kg bez względu na to czy jest to
ułożenie w łuskę, czy w koronkę.
5.3. Wyroby
Producenci systemów dachówek betonowych w swoich ostatnio prezentowanych
ofertach [13], oprócz podstawowych dachówek, posiadają wiele dodatkowych elementów,
których umiejętne dobranie i zestawienie czyni dach kompletnym.
Można wyróżnić następujące elementy i detale: gąsiory (podstawowy, kalenicowy początkowy, końcowy, przejściowe, narożnikowe rys. 42a), dachówki betonowe krawędziowe
prawe i lewe, dachówki betonowe wywietrznikowe (rys 42b), dachówki wentylacyjne wraz
z rurami przyłączeniowymi, dachówki betonowe pod ławy kominowe (rys 42c), dachówki
antenowe, dachówki betonowe połówkowe, dachówki betonowe z podwójnym skrzydłem w
wypadku rezygnacji z dachówki krawędziowej.
Rys. 42. Profilowane dachówki betonowe [13].
Dachówki takie cieszą się powodzeniem, ale należy zauważyć, że są to materiały o
zróżnicowanej jakości. Można niestety jeszcze spotkać dachówki nie barwione w masie lub
niemalowane.
6. Elementy brukowe
Kostka brukowa, jak wiadomo, jest prefabrykowanym elementem budowlanym wykonanym z betonu niezbrojnego metodą wibrowania lub wibroprasowania, przeznaczonym
do budowy nawierzchni drogowych, placów, parkingów, podjazdów, ciągów ruchu pieszego, hal fabrycznych oraz dróg i pasaży w obiektach sportowych i rekreacyjnych.
Powszechność stosowania kostek brukowych w krajach zachodnich od prawie 50 lat
[3], ich zalety, takie jak duża trwałość nawierzchni, możliwość przenoszenia dużych obciążeń, odporność na zmienne warunki klimatyczne, możliwość łatwego remontu nawierzchni
oraz tworzenia dowolnej jej kolorystyki, a także łatwość utrzymania eksploatacyjnego spowodowały gwałtowny rozwój stosowania tego typu nawierzchni również w Polsce. Pierwsza
produkcja kostek brukowych miała miejsce u nas w kraju już w połowie lat 70-tych w Gdyni, lecz była to produkcja jednostkowa, natomiast dynamiczny rozwój nastąpił od 1988 r.
6.1. Produkcja kostki brukowej
6.1.1. Kostka wibrowana
Jednym z dwóch podstawowych sposobów produkcji betonowej kostki brukowej jest
jej formowanie w sposób tradycyjny przez wibrowanie objętościowe w formach z tworzywa
sztucznego [37]. Jak określa to firma wytwarzająca takie formy jest to technologia alternatywna do produkcji w bardzo drogich wibroprasach. Wyroby z takich form posiadają wysoką wytrzymałość mechaniczną, niską ścieralność oraz nasiąkliwość i są mrozoodporne.
Pierwszym zjawiskiem niekorzystnym przy produkcji wibrowanych kostek brukowych
jest skurcz. Na wielkość skurczu poza wilgotnością środowiska wpływają również inne
czynniki. Jest on przede wszystkim uzależniony od spoiwa. Przy jednakowym rodzaju kruszywa i jednakowym wskaźniku wodno-cementowym w/c skurcz jest oczywiście tym większy im więcej jest cementu. Z punktu widzenia technologii zjawiska skurczowe tworzyw
cementowych są groźne jeżeli prowadzą do obniżenia jakości tworzywa np. przez zwiększenie przepuszczalności w wyniku powiększenia porów kapilarnych lub powstania rys
skurczowych i większych pęknięć. W efekcie zwiększa się nasiąkliwość i zmniejsza mrozoodporność wyrobów. Proponowane dozowanie do betonu zbyt dużych ilości cementu jest
niekorzystne z punktu widzenia technicznego i ekonomicznego.
Drugim zjawiskiem negatywnym podczas produkcji wibrowanych betonowych kostek
brukowych, ze względu na niewielką wytrzymałość mechaniczną form plastykowych jest
stosowanie mieszanek o konsystencjach plastycznych.
Trzecim negatywnym zjawiskiem wynikającym z konieczności stosowania mieszanek
betonowych o konsystencji plastycznej jest ich sedymentacja podczas wibrowania podczas
zagęszczania przez wibrowanie. Zjawisko to jest szczególnie widoczne przy produkcji kostek dwuwarstwowych.
Kolejnym negatywnym zjawiskiem występującym praktyczne w każdej kostce brukowej wytwarzanej w foremkach z tworzywa sztucznego jest jej nierówna górna powierzchnia. Wynika to z konstrukcji foremek, sposobu ich podparcia podczas dojrzewania wyrobów, a także odkształceń foremek w czasie eksploatacji. Najistotniejszym problem związanym z produkcją takich kostek brukowych jest uzyskiwanie znacznie niższych właściwości
mechanicznych w stosunku do kostek wibroprasowanych.
6.1.2. Kostka wibroprasowana
W stosowanych urządzeniach zagęszczanie mieszanki betonowej w pierwszej fazie
odbywa się przez wibrowanie objętościowe z dociskiem pasywnym lub aktywnym. Podczas
wibroprasowania parametry drgań i ciśnienia pracującego powinny być dostosowane do
składu mieszanki betonowej. Maksymalne ciśnienie prasujące wg [3] wynosi 0,1 MPa.
Kostki brukowe mogą być produkowane jako jednowarstwowe lub dwuwarstwowe.
Jednowarstwowe wykonywane są z jednego rodzaju betonu. Z tego też względu produkowane są szybciej niż dwuwarstwowe. Ich wadą jest jednka konieczność stosowania drobniejszego kruszywa do betonu, nieco większej ilości cementu, duże zużycie barwnika, gdyż
zachodzi konieczność barwienia całej masy betonu i gorszy wygląd górnej powierzchni
elementu.
W kostkach brukowych dwuwarstwowych dolne warstwy wykonane są z betonu zawierającego kruszywo grubszych frakcji, a górne – frakcje drobniejsze. Intensywnemu barwieniu poddawana jest tylko warstwa grubości 8÷10 mm, natomiast do betonu dolnej warstwy dodaje się niewielkie ilości barwnika w stosunku do cementu (~0,6÷0,8%) i może być
on gorszej jakości. Kostka brukowa w technologii wibroprasowania może być wykonywana
wg trzech metod – dwóch stacjonarnych i przejezdnej.
Pierwsza metoda stacjonarna polega na tym, że rozformowane na palecie produkcyjnej
kostki brukowe usuwane są wraz z paletą z zasięgu pracy wibroprasy, a wytworzona w
następnym cyklu formowania warstwa kostek rozformowywana jest na następnej palecie.
Druga metoda stacjonarna polega na tym, iż na palecie produkcyjnej rozformowywana
jest pierwsza warstwa wyrobów, na której w następnym cyklu – rozformowywana jest następna warstwa wyprodukowanych kostek, na drugiej warstwie trzecia, na trzeciej czwarta
itd. aż do wysokości ograniczonej zdolnością produkcyjną maszyny.
Metoda przejezdna produkcji polega na tym, że wibroprasa przemieszcza się po szynach lub przestawia się ruchem kroczącym nad ułożonymi na powierzchni terenu paletami
produkcyjnymi rozformowując na każdej z nich warstwę kostki brukowej.
Podstawowym warunkiem technologicznym w produkcji kostek brukowych jest przestrzeganie ogólnych zasad technologii betonu. W celu uzyskania wyrobów o dużej wytrzymałości na ściskanie, małej nasiąkliwości i ścieralności, dużej odporności na działanie mrozu i środków odladzających, dużej odporności na korozję chemiczną oraz estetycznym wyglądzie muszą być przestrzegane liczne zasady tj. wytrzymałość normowa stosowanych
cementów powinna być jak najwyższa i powinny one charakteryzować się wysoką dynamiką narastania wytrzymałości początkowej na ściskanie. Należy więc stosować cementy
czyste bez dodatków, o najjaśniejszej barwie (maksymalna ilość cementu w 1 m3 mieszanki
betonowej nie powinna przekraczać 450 kg), a stosowane kruszywa powinny być marki
min. 30 o frakcjach do 9 mm, o krępym kształcie i porowatej powierzchni, a stos okruchowy
powinien być tak dobrany, aby suma jego jamistości i wodożądności była najmniejsza. W
celu uzyskania lepszej urabialności mieszanki betonowej wskazane jest użycie plastyfikatorów. Stosowane do barwienia betonu pigmenty powinny być materiałami nieorganicznymi,
trwałymi i odpornymi na działanie czynników atmosferycznych. Dodatki mineralne powinny zwiększać urabialność mieszaki betonowej, zmniejszać porowatość betonu, zwiększać
jego wytrzymałość. Konieczne jest stosowanie mieszarek betonowych o pracy wymuszonej,
w celu lepszej homogenizacji mieszanek betonowych zwłaszcza z barwnikami wskazane
jest użycie mieszadeł planetarnych. W celu właściwego rozprowadzenia barwników proszkowych lub w postaci granulatu należy dozować je do mieszanki kruszynowej i mieszać ok.
40 s, a następnie dodawać cement, dodatki mineralne, plastyfikatory i wodę. Czas mieszania
może dochodzić do 4 minut. W zależności od wydajności maszyny formującej należy stosować urządzenia mieszające zapewniające stałą pracę wibroprasy przy nie zmienionej w
czasie konsystencji mieszanki betonowej.
6.2. Normy, badania i wymagania
Prace nad projektem normy dotyczącej kostek brukowych ENV1338 trwają od 1994 r.
([12], [3]). Do czasu jej ustanowienia jedyną jednostką uprawnioną do wydawania aprobat
technicznych jest Instytut Badawczy Dróg i Mostów (IBDiM), zgodnie z Rozporządzeniem
Ministra Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa z 1994 r. w sprawie aprobat i kryteriów
technicznych dotyczących wyrobów budowlanych,.
W projekcie normy określono dwie klasy betonowych kostek brukowych. W kostkach
klasy „1” maksymalna różnica pomiędzy pomiarami dwóch przekątnych nie może być
większa niż 5 mm, klasy „2” nie może być większa niż 3 mm. Badania cech fizycznych i
mechanicznych dotyczą odporności na zamrażanie i rozmrażanie, wytrzymałości na rozciąganie oraz odporność na poślizg. Kolejne badania dotyczą wytrzymałości na rozciąganie
przy rozłupaniu. Minimalna wytrzymałość kostki na rozciąganie przy rozłupaniu nie może
być mniejsza niż 3,6 MPa, a żaden pojedynczy wynik nie może być mniejszy niż 2,9 MPa, a
obciążenie niszczące na długości mniejsze niż 250 N/mm. Norma dopuszcza dwie metody
badania ścieralności: pierwsza metoda dotyczy szerokokątnego koła ściernego oraz alternatywną na tarczy „Boehmego”. Badanie odporności na poślizg wykonywane jest w wyjątkowych wypadkach, gdy ustalenie takiej odporności jest wymagane. W normie podano również wymagania dotyczące wyglądu kostek, tekstury powierzchni i barwy. Kostki dwuwarstwowe nie mogą wykazywać rozdzielenia między warstwami. W celu oceny przydatności
kostki do jej wbudowania w nawierzchnię powinny być spełnione następujące parametry
[44]: wygląd zewnętrzny, kształt , wymiary, wytrzymałość na ściskanie, mrozoodporność,
nasiąkliwość, ścieralność oraz szorstkość. W tabeli 1 podano wymagania techniczne IBDiM,
normy DIN oraz projektu normy europejskiej dotyczące betonowych kostek brukowych.
Tabela 1 Zestawienie wymagań z wybranych norm dotyczących betonowych kostek brukowych [44], [59].
Norma
Tolerancje
wymiarowe
dł./szer./wys.
[mm]
Wytrzymałość
Wytrzymałość
na
ściskanie
[MPa]
na
Wymagania
IBDiM
±3/±3/±5
fc ≥ 50 (odm.1)
fc ≥ 35 (odm.2)
DIN 18501
±3/±3/±5
f c ≥ 60
ENV 1338
±2/±2/±3
±3/±3/±4
h>100
_
-
Nasiąkliwość
masowa
[%]
Ścieralność
[mm]
Mrozoodporność
-
≤5
≤ 3 (odm.1)
≤ 4 (odm.2)
50 cykli
∆G ≤ 5 [%]
∆fct ≤ 20 [%]
-
-
-
-
≤ 4 (kl..2)
28 cykli, 3 [%] NaC
nasiąkliwość ≤ 6 [%]
(kl.1)
∆G ≤ 1 [kg/m2]
(kl.2)
rozłupanie
[MPa]
fct ≥ 3,6
fct min ≥ 50
-
6.3. Poprawa jakości i uszlachetnianie
W zachodniej Europie do wytwarzania kostki brukowej powszechnie stosowane są
pyły dymnicowe ze spalania węgla dzięki czemu produkcja jest bardziej efektywna, a wyrób
ma lepsze własności [58]. W wyniku zastosowania pyłów dymnicowych uzyskuje się lepsze
zagęszczenie mieszanki betonowej. W efekcie beton staje się bardziej szczelny niż uzyskiwany obecnie, w którego składzie brakuje frakcji piasku drobniejszego niż 0,25 mm, ponieważ nie występuje ona w pokładach dostępnych w Polsce. Tę lukę wypełniają pyły. Składniki betonowe stosowane obecnie to: cement P-50, płukane i przesiewane kruszywo (piasek,
żwir i grys), barwniki w postaci granulatu i proszku, plastyfikatory oraz domieszki zwiększające wytrzymałość betonu oraz intensywność barwy. Komputerowe sterowanie surowcami jest połączone z urządzeniami do pomiaru ich wilgotności. Podstawowe kolory kostki
brukowej to: szary, grafitowy, jasnoczerwony, ciemnoczerwony, żółty i brązowy.
Płukanie, młotkowanie i śrubowanie to najpopularniejsze nowoczesne metody uszlachetniania kostki brukowej [32]. Celem każdej z nich jest zastąpienie gładkiej i zamkniętej
powierzchni kostki strukturą bardziej atrakcyjną optycznie i funkcjonalnie. W wyniku
uszlachetniania kruszywo znajdujące się w warstwie licowej zostaje nie tylko uwidocznione
ale również otwarte. Powstały w ten sposób efekt można dodatkowo wzmocnić przez dodanie kruszyw o intensywnej barwie. Uszlachetniona kostka, oprócz efektownego wyglądu,
uzyskuje chropowatą powierzchnię o dobrej przyczepności.
Płukanie kostki odbywa się bezpośrednio w cyklu produkcyjnym. Urządzenie chwyta
przejeżdżającą paletę, unosi ją i za pomocą systemu dysz spryskuje kostki wodą. W ten
sposób z ich lica zostają usunięte najdrobniejsze cząstki i powstaje charakterystyczna chropowata struktura z uwidocznionymi ziarnami kruszywa. Woda użyta w procesie płukania
musi zostać oczyszczona i ponownie wprowadzona do obiegu.
Młotkowanie odbywa się z zastosowaniem taśmowej maszyny młotkującej. Podczas
procesu uszlachetniania system młotków uderza z dużą częstotliwością w kostkę. Głębokość
młotkowania zależy od zmiany częstotliwości pracy młotków. Podczas młotkowania z tzw.
fazą, obróbce poddana jest jedynie wierzchnia strona kostki, a jej krawędzie pozostają nienaruszone.
Śrutowanie natomiast polega na bombardowaniu kostki brukowej stalowym ścierniwem. Kostka przed śrutowaniem i młotkowaniem powinna dojrzewać 3÷5 dni. Z doświadczeń producentów wynika, że najlepsze rezultaty uzyskuje się po pięciodniowym sezonowaniu produktów.
W wyniku śrutowania czy młotkowania nie stwierdzono pogorszenia parametrów
kostki, takich jak nasiąkliwość i odporność na sól.
W polskich realiach uszlachetnianie kostki brukowej to nowość stosowana w nielicznych zakładach produkcyjnych. Przy stosunkowo dużej liczbie producentów rynek powoli
zostaje nasycony zwykłą kostką i należy przypuszczać, że w najbliższym czasie, chcąc oferować nowy, atrakcyjny produkt, będą oni zmuszeni do zainwestowania w różne techniki
uszlachetniania.
Dodatki chemiczne [14], [31] ułatwiają przygotowanie betonu i polepszają jakość gotowych elementów. Używając tylko niewielkiej ilości dodatków, mniej niż 5% w stosunku
do wagi cementu, można kształtować właściwości tego „kamienia”. Najważniejszym warunkiem uzyskania szczelnego betonu jest utrzymanie jak najmniejszej ilości wody w stosunku do cementu. Pozwoli to na zastosowanie plastyfikatorów lub upłynniaczy. Dzięki
dodaniu tych środków można zaoszczędzić do 15% wody, a wyprodukowany beton nie
straci swojej urabialności i plastyczności. Składnikami domieszek są m.in. sulfoniany celulozy, sulfoniany naftaliny lub melaniny. W celu poprawienia odporności betonu na działanie
mrozu stosuje się domieszki powodujące powstanie porów w betonie. Te rozpuszczalne w
wodzie detergenty pochodzenia żywicznego lub syntetycznego tworzą w świeżym betonie
stabilną pianę. Podczas tężenia powstaje cały system równomiernie rozmieszczonych drobnych, okrągłych porów powietrza. Spełniają one rolę ,,dodatkowych pomieszczeń” dla zamarzającej wody. Pory te są bardzo drobne i hydrofobowe, dlatego też woda nie może się w
nie dostać, nawet w wypadku filarów mostu, które są przez cały czas zanurzone. W wypadku autostrad lub pasów startowych lotnisk w celu zabezpieczenia przed skutkami ataków
mrozu, powodującymi ogromne utrudnienia w ruchu i poważne koszty, dodawanie środków
powodujących powstawanie porów w betonie jest dziś obowiązkowe. Uszczelnienie betonu
przeciwko wnikaniu cieczy organicznych jest zadaniem, które ma coraz większe znaczenie
w związku z zaostrzonymi przepisami dotyczącymi ochrony środowiska.
Impregnacyjna kostek następuje poprzez dodawanie do betonu kompozycji epoksydowych składających się z ciekłej żywicy epoksydowej, środków modyfikujących, wypełniaczy mineralnych, pigmentów i rozcieńczalników oraz utwardzacza lub kompozycji poliuretanowych składających się ze spoiwa poliuretanowego, środków modyfikujących, pigmentów mineralnych oraz rozcieńczalnika organicznego, względnie kompozycji akrylowych
składających się ze spoiwa akrylowego, wypełniacza mineralnego, pigmentu mineralnego i
środków modyfikujących oraz utwardzaczy. Stosowane są również kompozycje epoksydowo-poliuretanowe składające się z modyfikowanej żywicy epoksydowej, poliuretanu, plastyfikatora, środków modyfikujących i utwardzacza aminowego lub kompozycje silikonowe
z żywicy silikonowej oraz rozcieńczalnika.
Najlepsze rezultaty jak wykazują badania laboratoryjne [31], jeżeli chodzi o podciąganie kapilarne wykazują dwuskładnikowe żywice epoksydowe oraz jednoskładnikowy roztwór silikatowy. Przed nasiąkliwością skutecznie chroni żywica epoksydowa w koncentracie
wodnej emulsji. Przed wnikaniem wody chronią kompozycje dyspersji akrylowej i polimeru
na bazie akrylu. Natomiast zabezpieczenie przed wnikaniem oleju mogą stanowić systemy
dyspersji akrylowej. Kompozycja składająca się z dwuskładnikowej żywicy epoksydowej
chociaż zabezpiecza przed wnikaniem wody oraz oleju nie może być stosowana w wypadku
posadzek, ponieważ pod wpływem wody zaimpregnowana powierzchnia jest bardzo śliska.
6.4. Wyroby
Najstarsze wzory kostek to ,,Uni-stone” i ,,Behaton” [15]. Ta druga znana na rynku
pod nazwą ,,Podwójne T” lub ,,TT” [75], produkowane są zresztą po dzień dzisiejszy (rys.
43). Dzięki swoim właściwościom okazały się przydatne do stosowania na nawierzchniach
przemysłowych. Kostki te charakteryzują się dużą wytrzymałością na ściskanie ok. 50 MPa,
nasiąkliwością < 4%, mrozoodpornością rzędu F125 [75] oraz ścieralnością na tarczy
„Boehmego” od 4,5 do 3,5 mm w zależności od grubości kostki. Ich wzajemne zazębianie
się dzięki przemyślnemu ukształtowaniu powierzchni bocznych powoduje, iż po zasypaniu
piaskiem wypełniającym spoiny pomiędzy sąsiadującymi kostkami, zespalają się one w
„monolityczną” nawierzchnię.
Rys. 43. Najczęściej spotykane kształty kostek brukowych i sposoby ich układania.
Początkowo produkowano wyłącznie kostki brukowe grubości 60 i 80 mm. Z kostek
cieńszych układano chodniki, natomiast z grubszych drogi i nawierzchnie o dużych obciążeniach. Do kostek drogowych i chodnikowych zaliczyć można elementy zwane ,,Cegła”,
,,Młotek”, ,,Młotek W”, ,,Fala” [75].
Kolejną innowacją są tzw. kostki bez fazy. Nawierzchnia bez wyraźnych rowków na
stykach znakomicie nadaje się na ścieżki rowerowe czy parkingi przed centrami handlowymi, gdzie używa się wózków na zakupy.
Jest parę przyczyn złego doboru nawierzchni do otoczenia. Przede wszystkim kostki
przemysłowe, od lat stosowano powszechnie w Niemczech, automatycznie przeniosły się do
Polski. Po drugie do produkcji nowoczesnych systemów niezbędne są nowoczesne linie
produkcyjne i spore inwestycje w liczne formy, a ponieważ cena jest w dalszym ciągu podstawowym kryterium w przetargach, wygrywa powszedniość. Po trzecie brakuje wiedzy o
nowoczesnych produktach.
Do systemów kostek (system w tym przypadku to kilka kształtów pojedynczych kostek
tworzących określony wzór) dopełniających różnorodne formy architektury należą: systemy
miejskie, systemy przestrzenne, betonowe bruki.
Należy rozważyć, jakie argumenty przemawiają za rozszerzeniem posiadanych podstawowych rodzajów kostki o kształty uzupełniające, a jakie za wprowadzeniem nowych na
rynku systemów [8]. Odpowiednie dobranie kilku systemów w programie produkcji umożliwia pokrycie zapotrzebowanie na drobnowymiarowe elementy betonowe w różnych dziedzinach zastosowania. Produkowanie kilku systemów umożliwia łączenie ich ze sobą, a
szersza oferta przyciąga odbiorców.
Poniżej zostaną przedstawione więc niektóre możliwości wzbogacania kształtów podstawowych kostki oraz nowych systemów.
Na przykładzie kostki przemysłowej, zwanej potocznie „Holland”, prostokątnej o wymiarach 100∗200 mm, bardzo popularnej w układaniu można dostrzec, że ze względu na
symetrię i prosty kształt stwarza ona wiele możliwości układania wzorów. System ten charakteryzuje się następującymi parametrami (różniącymi się nieznacznie w zależności od
producenta): nasiąkliwość ≤ 4% , mrozoodporność F150, wytrzymałość na ściskanie prowadzona na całych kostkach 50 MPa [75]. Podstawowe układy to: równoległy przesunięty, w
jodełkę blokowy (parkietowy) oraz układy pochodne – podwójny i przesunięty układ parkietowy. Dodatkowo zastosowanie ma pojedyncza „Czapka Biskupia”, przy wykończeniu
układu diagonalnego, stwarza całkiem nowe możliwości (rys. 44). Układy można wzbogacić
kwadratami 100∗100 mm oraz kwadratem 200∗200 mm (rys. 45, 46).
Rys. 44. Układ „Czapka Biskupia”.
Rys. 45. Układ „Czapka Biskupia” – wzbogacona.
Rys.46. Układ „Czapka Biskupia” – podwójna.
Układy kostki prostokątnej można dodatkowo wzbogacić kostką komplementarną nazywaną modułem prostokąta (rys. 47).
Rys. 47.
Na rys. 48 pokazano, że kostka ta może samodzielnie tworzyć różne wzory. Również
układana z „Hollandem” daje poszerzone możliwości. W dalszej kolejności system ten
można wzbogacić o ośmiokąt. Palisada, na bazie modułu prostokąta, umożliwi m.in. ograniczenie obszaru zielonego oraz kombinację z obrzeżem trawnikowym szerokości 10 cm.
Rys. 48.
Kolejnym systemem stanowiącym uzupełnienie kostki prostokątnej jest „La Linia”.
Podstawowe formy to 100∗100, 200∗200, 200∗300, 300∗300 mm oraz „Czapka Biskupia”.
Powierzchnia kostki ma niedużą fazę. Przez lekkie piaskowanie staje się lekko chropowata i
uwidoczniają się w ten sposób szlachetne domieszki zawarte w „nadbetonie” w kolorze
granitu lub antracytu rys. 49.
Rys. 49.
Do kategorii kostki dekoracyjnej zaliczyć można kostkę „Classico” składający się z
pięciu podstawowych formatów: trzech prostokątnych, dwóch trapezowych do układania
kół i łuków. Dzięki lekko zaokrąglonym narożom i lekko beczkowatym liniom bocznym
możliwe jest uzyskanie najbardziej fantazyjnych wzorów, układów regularnych charakteryzujący się różnym kierunkom układania pasów rys. 50.
Rys. 50.
Kostka rustykalna (rys. 51) ma imitować ręcznie układany stary bruk, przypominać
naturalny kamień harmonizujący szczególnie z historyczną architekturą. Charakteryzuje się
równomierna, strukturalną fazą, prostą lub nieregularną linią boczną, liniowym przebiegiem
spoin w kierunku układania i przeważnie nieliniowym (załamanym) w drugim kierunku,
szczególnie w przypadku użycia więcej niż jednego formatu. Powierzchnia kostki może być
gładka lub nieregularna, tzw. strukturalna. Kostka o powierzchni gładkiej nadaje się do
układania na dużych placach ze względu na mniejsze zmęczenie nóg przechodniów. Parametry kostki, podobne jak w poprzednich przypadkach, to: wytrzymałość na ściskanie badana na całych kostkach 50 MPa, nasiąkliwość ≤ 4%, mrozoodporność F150 [75].
Rys. 51. Układ i widok gotowej nawierzchni z kostki rustykalnej.
Stworzenie wrażenia bruku miejskiego jest również możliwe dzięki tzw. kostce bez fazy, natomiast ze strukturalną powierzchnią rys. 52. Powierzchnię łupka czy też granitu uzyskuje się dzięki procesowi frezowania płytki stemplowej, kontrolowanego komputerowo.
Rys. 52.
Kolejny rodzaj to kostka ekologiczna rys. 53. Pojęcie to dotyczy ogólnie kostki odwadniającej oraz ażurowej. Stosuje się ją tam gdzie brak jest systemów odwadniających lub
gdzie zachodzi konieczność oszczędności na systemie odwadniającym. Kostka odwadniająca charakteryzuje się najczęściej szeroką spoiną (6÷10 mm) lub wycięciem.
Rys. 53.
Drugim przykładem kostki „eko” jest kostka ażurowa z otworami w środku lub jeszcze
szerszymi spoinami dochodzącymi do 30 mm – rys. 54 [75]. Zapewniona jest wówczas
powierzchnia odwadniająca – 15÷20%.
Rys. 54.
Elementy ażurowe oprócz zastosowania do wykonywania nawierzchni chodników
znajdują również zastosowanie w realizacjach konstrukcji ogrodzeń (rys. 55).
Rys. 55. Elementy ogrodzeniowe wykonywane z płyt ażurowych.
Zastosowanie kostki ekologicznej [27] umożliwia uzyskanie nawierzchni przepuszczających wodę, czyli przesiąkliwych. Z badań berlińskiego Instytutu Urbanistyki i Polityki
Strukturalnej wynika, że wykonanie nawierzchni z kostki ekologicznej możliwe jest na 30%
mniej uczęszczanych dróg w Niemczech.
Istnieje kilka sposobów osiągnięcia przesiąkliwości nawierzchni pokrytej kostką betonową – stosowanie szerokiej spoiny między kostkami za pomocą profilowania dużych odstępników na kostce lub wbudowanie wkładek dystansowych z betonu, użycie tworzywa
sztucznego czy drewna podczas układania nawierzchni, stosowanie specjalnego kształtu
kostki z nie przywierającymi powierzchniami bocznymi lub kostki z dużymi otworami,
wytwarzanie kostki z betonu o przesiąkliwej strukturze, czyli betonu jamistego. Ten ostatni
sposób musi budzić wątpliwości w naszych warunkach klimatycznych.
Nawierzchnie ekologiczne mogą występować w kilku odmianach – jako elementy drenujące (działają podobnie jak kanalizacja umożliwiając szybki odbiór wód opadowych),
kostki przepuszczalne (dzięki porowatej strukturze działają jak filtr i umożliwiają przenikanie wody do podłoża), kostki o szerokich fugach (przepuszczają wodę dzięki szerszym odstępom pomiędzy kostkami) lub kostki trawiaste [75].
Decydując się na stosowanie ekologicznej kostki brukowej należy pamiętać by stosować nachylenie powierzchni 1%, aby najwięcej wody wsiąkło w podłoże (w przypadku
zwykłej kostki brukowej w celu odprowadzenia wody z nawierzchni stosuje się nachylenie
powierzchni co najmniej 3%). Przy dużej przesiąkliwości takiej nawierzchni bardzo ważne
jest dobranie podbudowy, która będzie w stanie przyjąć i odprowadzić nadmiar wsiąkającej
wody. Razem z wodą do nawierzchni z kostki ekologicznej dostają się różnego rodzaju
elementy mineralne i organiczne. Po dłuższym czasie mają one ujemny wpływ na przesiąkliwość nawierzchni, co dotyczy wszystkich systemów. Zarastanie trawą szerokich spoin
między kostkami również ogranicza przesiąkliwości nawierzchni, ma jednak walor estetyczny.
Betonowe bruki obejmują szeroką kategorię kostek o kształcie przypominającym naturalne kamienie. Systemy takie składają się z kilku kamieni o przypadkowym kształcie (jak
bruk granitowy).
Oprócz kształtek brukowych produkowanych w bardzo nowoczesnych urządzeniach
coraz częściej podobną technologię stosuje się do wykonania typowych elementów drogowych. Mianem takim nazwać można: obrzeża chodnikowe do budowy nawierzchni chodników i ciągów pieszych, krawężniki prostokątne ścięte czy płyty drogowe sześciokątne-
trylinka. Elementy te wykonywane są z betonu klasy B25÷B30 [75], poprzez wibrowanie
lub wibroprasowanie.
6.5. Projektowanie i wykonanie nawierzchni drogowych
Podjęcie decyzji o wyborze kostki betonowej na nawierzchnię drogową wynika zwykle
ze względów estetycznych. W porównaniu z nawierzchniami asfaltowymi nawierzchnie z
kostki mają jeszcze bardzo korzystne właściwości: kałuże znikają z kostki brukowej kilka
razy szybciej niż z asfaltu i nie tworzą się na nich trwałe zastoiny błota, a kostka nie odkształca się termicznie jak masy asfaltowe.
Wpływa to w bardzo istotny sposób na trwałość, estetykę, a także funkcjonalność nawierzchni z kostki podczas upalnego lata. Inna bardzo ważna zaleta wynika z możliwości
rozebrania nawierzchni z kostki brukowej, wykonania np. remontów instalacji podziemnych, a następnie ponownego ułożenia z rozebranego materiału. Technologia ich wykonania
gwarantuje wytrzymałość 50 MPa. Niewielka objętość pojedynczej kostki eliminuje konsekwencje skurczu termicznego (przestrzenie między kostkami są naturalnymi dylatacjami).
Fazowanie krawędzi zabezpiecza je przed kruszeniem. Czynnikiem wpływającym na pogorszenie estetyki nawierzchni z kostki są zabrudzenia olejami samochodowymi [36]. Użytkownicy radzą sobie z nimi w różny sposób. Niektórzy je ignorują, inni czyszczą środkami
chemicznymi, jeszcze inni zamawiają u wytwórców kostkę o podwyższonej odporności na
utrwalanie się plam, którą czyści się znacznie łatwiej (stosowanie odpowiednich impregnatów [31]).
Na nawierzchnie z kostki brukowej należy zawsze wykonać projekt techniczny. Niewłaściwe zaprojektowanie konstrukcji drogi kończy się często zniszczeniem jej nawierzchni
niezależnie od tego, z jakiego materiału jest wykonana. W ekstremalnych warunkach kostka
betonowa zostanie zmiażdżona przez sąsiednie kostki, a czynnikiem sprawczym będą nienośna podbudowa i koła samochodu.
Przy projektowaniu nawierzchni drogowych pod kostkę betonową należy pamiętać o
kilku czynnikach. Zawsze o największym wrogu wszelkich budowli drogowych i ziemnych
czyli o wodzie. Konstrukcje z nawierzchnią z kostki muszą być zabezpieczone przed wodami opadowymi i napływowymi. Nawierzchnie z kostki są częściowo przepuszczalne dla
wody co stanowi ich ogromną zaletę, ale wymagają też sprawnie działających systemów
odwodnieniowych, zwłaszcza gdy grunty rodzime pod konstrukcją drogi mogą ulec uplastycznieniu.
Warstwy konstrukcyjne podbudowy nawierzchni kostkowej (rys. 56) projektuje się
analogicznie jak dla dróg asfaltowych i muszą spełniać one te same kryteria będące funkcją
obciążenia i parametrów geotechnicznych gruntu rodzimego. Odmienne wymagania stawiać
możemy dwóm najwyżej usytuowanym warstwom tj. samej kostce i podsypce. Najczęściej
stosuje się jedną z trzech rodzajów podsypek: piaskową, cementowo-piaskową, lub żwirową.
Podsypka piaskowa jest najłatwiejsza w wykonaniu i najtańsza. Do jej wykonania należy używać piasku różnoziarnistego co praktycznie eliminuje piasek rzeczny. Taka podsypka jest również najbardziej podatna na wymywanie przez wodę oraz ma ograniczenia w
postaci wykonania jej w temperaturze poniżej 0oC. Wymywanie podsypki piaskowej może
być wyeliminowane przez zastosowanie warstwy separującej z geotkaniny lub geowłókniny.
Podsypka cementowo-piaskowa ma inny zakres stosowania. Powinna być projektowana na obszarze ścieków przykrawężnikowych i wokół studzienek – w miejscach wzmożonej
penetracji wody.
Podsypka żwirowa jest zdecydowanie najlepszą pod kostkę brukową jeśli chodzi o
późniejszą pracę konstrukcji. Żwir stanowi bardzo dobrą podsypkę w warunkach zimowego
układania kostki, nie jest łatwo wymywany jak piasek.
Bardzo ważne jest odpowiednie dobranie materiału na wypełnienie przestrzeni pomiędzy kostkami. Do tego celu można używać piasku łamanego lub kopalnianego charakteryzującego się dużym stopniem różnoziarnistości.
Rys. 56. Typowy układ warstw nawierzchni z betonowej kostki brukowej.
Podsypka piaskowa pod kostkę powinna mieć grubość 30÷50 mm. W zakres jej przygotowania wchodzi dowiezienie materiału na miejsce, wbudowanie, rozścielenie, zagęszczenie zagęszczarkami płytowymi oraz zniwelowanie.. Podsypka cementowo-piaskowa i
żwirowa powinny być wykonane w sposób analogiczny, z tym że ich grubość może być
większa. Nie zaleca się podsypek grubości większej niż 100 mm. Po przygotowaniu podsypki można przystąpić do układania kostki: sposobem ręcznym lub mechanicznym. Bardzo
łatwo jest popełnić błąd wykonawczy polegający na ułożeniu kostki nie w płaszczyźnie,
niezachowaniu linii prostych ułożonej kostki lub wykonaniu dużej liczby linii podziałów.
Często również pojawia się błąd polegający na tym, że projektant nie przewiduje wzmocnionej konstrukcji w miejscach parkowania samochodów na chodnikach. Zwykle w takim
wypadku nawierzchnia ulega deformacjom lub zniszczeniu.
Piśmiennictwo
[1]
[2]
[3]
Adamski D.: Prefabrykaty elewacyjne z betonu. ,,Materiały Budowlane” nr 9/2001
str. 56.
Andreasik M., Sekienda K.: System Thermodom. ,,Materiały Budowlane” nr
9/1999 str. 58÷59.
Bielawski J.: Produkcja kostek brukowych. ,,Materiały Budowlane” nr 3/1996
str. 3÷8.
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
Bocheńczak P.: Ściany z bloczków zrębkowo-wiórowo-cementowych „Famabloc”.
,,Materiały Budowlane” nr 5/1996, str. 39÷40.
Bociąga A.: Spoiwo cienkowarstwowe w konstrukcjach murowych. ,,Materiały
Budowlane” nr 3/2000 str. 93,125.
Bodzak J., Zapotoczna-Sytek G.: „Termorex” – elementy z autoklawizowanego
betonu komórkowego o wysokiej izolacyjności cieplnej. ,,Przegląd Budowlany” nr
6/1997 str. 8÷11.
Bodzak J., Zapotoczna-Sytek G.: Ściany z betonu komórkowego. ,,Materiały Budowlane” nr 4/1999 str. 28÷29.
Boiński R.: Nowe kształty i rodzaje kostki brukowej. ,,Materiały Budowlane” nr
2/1999 str. 6÷11.
Czechowicz T.: Proces produkcji dachówek. ,,Przegląd Budowlany” nr 4/2000
str. 33÷34.
Dauksza P.: Bloczki keramzytobetonowe „Optiroc”. ,,Materiały Budowlane” nr
4/1999 str. 72÷75.
Dobrowolski A.: Ciepły i zdrowy dom w systemie „Optiroc Blok”. ,,Materiały
Budowlane” nr 2/2001 str. 20÷21.
Dobrzański M.: Stan normalizacji w dziedzinie betonowej kostki brukowej.
,,Materiały Budowlane” nr 2/1999 str. 12.
Elementy betonowe firmy ,,Braas”. ,,Materiały Budowlane” nr 6/1996 str. 42.
Fabisiewicz T.: Dodatki chemiczne poprawiające jakość betonu. ,,Materiały Budowlane” nr 3/1996 str. 8.
Goetz K., Fudała D.: Nowoczesne nawierzchnie brukowe. ,,Materiały Budowlane”
nr 2/1999 str. 2÷5.
Jak to się naprawdę robi ? Budowanie z betonu komórkowego. Poradnik-katalog.
Zeszyt 2. Z czego i czym budować? czyli Katalog Wyrobów i Narzędzi. Stowarzyszenie Producentów Betonów, 2001.
Jaśkiewicz W.: Ściany w systemie „Hebel”. ,,Materiały Budowlane” nr 2/2000
str. 26.
Jóźwiak I.: Nośność i odkształcalność ścian betonowych gęsto perforowanych pod
obciążeniem ściskającym – badania laboratoryjne. Inżynieria i Budownictwo, nr
1/2000, str. 37÷42.
Jóźwiak I.: Stosowanie kształtek ze sztywnej pianki polistyrenowej jako elementów
szalunkowych i nośnych. Materiały budowlane, 2/2000 r., str. 70÷72.
Jóźwiak I.: Badania laboratoryjne wpływu ściskania na nośność i odkształcalność
ścian betonowych gęsto perforowanych poddanych ścinaniu. Inżynieria i Budownictwo, nr 12/2000, str. 678÷679.
Jóźwiak I., Kliszczewicz R., Zybura A.: Zasady projektowania konstrukcji żelbetowych według PN-B-03264:1999. Wydawnictwo Arkady, Warszawa 2001.
Jóźwiak I., Starosolski W.: Z badań nad zastosowaniem kształtek „Thermodom”.
XXVII Konferencja problemowa nt.: Aktualne problemy Budownictwa, Gdańsk –
Kołobrzeg, czerwiec 1991, tom: referaty, str. 1÷11.
Jóźwiak I., Starosolski W.: O wpływie sposobu kształtowania ściennych pustaków
termoizolacyjnych na nośność ich rdzenia betonowego. Przegląd budowlany, marzec 1994 r., str. 10÷13.
Jóźwiak I., Starosolski W.: O oddziaływaniu kształtowania cieplnego i montażo-
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
[33]
[34]
[35]
[36]
[37]
[38]
[39]
[40]
[41]
[42]
[43]
[44]
[45]
wego elementów ściennych na nośność ścian na przykładzie stosowania kształtek
„Thermodom”. II konferencja Naukowo-Techniczna nt.: Problemy projektowania,
realizacji i eksploatacji budynków o niskim zapotrzebowaniu na energię, Kraków,
październik 1994, tom: referaty, str. 245÷252.
Kozakiewicz Z., Piechocki R., Pietkiewicz J., Płodowski A.: Modernizacja procesów krojenia w zakładach betonu komórkowego. . ,,Materiały Budowlane” nr
3/1998 str. 6÷7.
Kozłowska J.: System „Izodom 2000” Polska. ,,Materiały Budowlane” nr 9/1999
str. 67.
Leśniak S., Pieczkowski J.: Ekologiczna kostka brukowa. ,,Materiały Budowlane”
nr 10/1999 str. 91.
Lewicki B., Sieczkowski J.; Projektowanie konstrukcyjne budynków ze ścianami z
bloczków Ytong wg PN-B-03002:1999. Zeszyty techniczne – 1. Projektowanie
konstrukcyjne, Ytong. Wydanie III, styczeń 2001.
Lewicki B., Szczygielski A.: Badania wytrzymałości muru na cienkie spoiny z
bloczków Ytong. ,,Materiały Budowlane” nr 3/1998 str. 10÷15.
Majewski A., Sieczkowski J.; Zalecenia wykonawcze. Zeszyty techniczne – 9.
Zalecenia wykonawcze, Ytong . Wydanie I, styczeń 1999.
Małasiewicz A., Różek M.: Zabezpieczenie kostki brukowej przed wnikaniem
cieczy organicznych. ,,Materiały Budowlane” nr 8/2000 str. 72÷102.
Męczyński R.: Uszlachetnianie betonowej kostki brukowej. ,,Materiały Budowlane” nr 2/1999 str. 14÷15.
Michalak J.: System elementów do murowania Prefabet Śniadowo. ,,Materiały
Budowlane” nr 3/1998 str. 8.
Michalak J.: System „Prefbet Śniadowo”. ,,Materiały Budowlane” nr 2/1999
str. 41.
Nowak-Klucz J., Ruś J.: System bloczków keramzytobetonowych Optiroc.
,,Materiały Budowlane” nr 9/1999 str. 44÷47.
Nowakowski T.: Nawierzchnie z betonowych kostek brukowych. ,,Materiały Budowlane” nr 3/1996 str. 17÷19.
Nowakowski T.: Wibrowana betonowa kostka brukowa. . ,,Materiały Budowlane”
nr 3/1996 str. 14, 26.
Pawłowska E.: System „Ytong 1998”. ,,Materiały Budowlane” nr 3/1998 str.
14÷15.
Poręcki J.: System budowlany „Velox”. ,,Materiały Budowlane” nr 4/2001 str. 26.
Poręcki J.: Ściany w technologii „Hebel”. ,,Materiały Budowlane” nr 4/2001
str. 25÷26.
Prokop M.: Budowanie ze styropianowych elementów szalunkowo-izolacyjnych.
,,Materiały Budowlane” nr 2/1996 str. 26÷30.
Prokop M.: Prefabrykaty trocino- i wiórobetonowe. ,,Materiały Budowlane” nr
3/96 str. 77÷80.
Repta J.: System „Felco”. ,,Materiały Budowlane” nr 9/1999 str. 74÷76.
Rogala K.: Badania betonowych kostek brukowych. ,,Materiały Budowlane” nr
3/1997 str. 16÷18.
Rycińska T., Kiernożycki W.: Keramzytobeton – materiał izolacyjno–konstrukcyjny. ,,Przegląd Budowlany” nr 1/1999 str. 11÷14.
[46]
[47]
[48]
[49]
[50]
[51]
[52]
[53]
[54]
[55]
[56]
[57]
[58]
[59]
[60]
[61]
[62]
[63]
[64]
Serafinowski T.: System Murotherm z keramzytobetonu. ,,Materiały Budowlane”
nr 4/2001 str. 39.
Siejko J.: Poradnik dla projektantów i wykonawców budynków z betonu komórkowego. ,,Materiały Budowlane” nr /2001 str. 11÷15.
Siejko J.: Ranga polskiego betonu komórkowego. ,, Materiały Budowlane” nr
1/1997 str. 124.
Smyk Z.: Bloczki termoizolacyjne ,,Jugat” . ,,Materiały Budowlane” nr 4/2001
str. 33.
Sokołowski I.: Spoiny cienkowarstwowe w konstrukcjach murowych. ,, Materiały
Budowlane” nr 9/2000 str. 106÷127.
Szudrowicz B., Różkiewicz H.: Badania właściwości dźwiękoizolacyjnych ścian z
betonu komórkowego firmy ,,Ytong – Ostrołęka”. ,,Materiały Budowlane” nr
3/1998 str. 17÷20.
Ściany w systemie „Hebel”. ,,Materiały Budowlane” nr 9/1999 str. 48÷49.
Śliwiński K.: Beton komórkowy – materiał budowlany na dziś i na jutro. ,,Przegląd
Budowlany” nr 7-8/2000 str. 16÷18.
Tarasiewicz M., Lis A.: Betonowe pokrycia dachowe. ,,Materiały Budowlane” nr
6/1996 str. 45÷46.
Trzaskoma W.: Bloczki „Fortis-GT”. ,,Materiały Budowlane” nr 5/1998 str. 7÷8.
Walczak K.: Efektywność materiałów do łączenia bloczków z betonu komórkowego. ,,Materiały Budowlane” nr 3/1998 str. 24÷53.
Wincel U.: ,,Ytong” w Polsce. ,,Materiały Budowlane” nr 10/1996 str. 85.
Wiśniewska K.: Zachodni poziom w polskiej firmie. ,,Materiały Budowlane” nr
3/1996 str. 11÷12.
Zalecenia IBDiM udzielania aprobat Technicznych Nr Z/96-03-002. Betonowa
kostka brukowa Wydanie II. Warszawa 1998 r.
Zapotoczna-Sytek G., Bodzak J.: Ściany z betonu komórkowego. ,,Materiały Budowlane” nr 5/1997 str. 20-24.
Zapotoczna-Sytek G.: Przemysł betonów komórkowych w świecie i w Polsce.
,,Materiały Budowlane” nr 3/1998 str. 2, 20.
Zapotoczna-Sytek G., Szudrowicz B., Kowalski R., Romanowski J.: Beton komórkowy odmiany 300 z ,,Prefabetu Bielsko-Biała”. ,,Materiały Budowlane” nr 6/2000
str. 108÷110.
Zapotoczna-Sytek G.: Ściany z betonu komórkowego. ,,Materiały Budowlane” nr
4/2001 str. 19÷24.
Zapotoczna-Sytek G.: Polski beton komórkowy – przełom w technologii wytwarzania. ,,Przegląd Budowlany” nr 11/2000 str. 4÷8.
Aprobaty Techniczne
[65]
[66]
[67]
[68]
Aprobata Techniczna Instytutu Techniki Budowlanej AT-15-2273/96. Trocinobetonowe pustaki ścienne typu KM-15.
Aprobata Techniczna Instytutu Techniki Budowlanej AT-15-2382/96. Betonowe
pustaki ścienne i wentylacyjne typu AL.
Aprobata Techniczna Instytutu Techniki Budowlanej AT-15-2442/96. Elementy
drobnowymiarowe z autoklawizowanego betonu komórkowego o wysokiej izolacyjności cieplnej TERMOREX.
Aprobata Techniczna Instytutu Techniki Budowlanej AT-15-2636/97. Keramzyto-
[69]
[70]
[71]
[72]
[73]
[74]
betonowe pustaki ścienne LECHBLOK.
Aprobata Techniczna Instytutu Techniki Budowlanej AT-15-2700/97. Elementy
murowe YTONG z betonu komórkowego.
Aprobata Techniczna Instytutu Techniki Budowlanej AT-15-2776/97. Pustaki
ścienne DREWNOMUR.
Aprobata Techniczna Instytutu Techniki Budowlanej AT-15-2892/98, Płyty zrębkowo-betonowe „VELOX”.
Aprobata Techniczna Instytutu Techniki Budowlanej AT-15-3330/98, Elementy
pustakowe z betonu lekkiego „LUSAFLOR” do wznoszenia ekranów akustycznych.
Aprobata Techniczna Instytutu Techniki Budowlanej AT-15-3503/99, Ceramiczno
– betonowe prefabrykaty kominowe typu „ERU-therm VG-HL”.
Aprobata Techniczna Instytutu Techniki Budowlanej AT-15-3608/99, Bloczki z
autoklawizowanego betonu komórkowego z wkładką styropianową „Jugat”.
Katalogi
[75]
[76]
[77]
[78]
[79]
Katalog Budownictwa. Prefabrykowane Wyroby Betonowe. CEBET, COIB, Warszawa 1999 + Suplement CEBET, COIB, Warszawa 2000.
Katalog elementów AmerBlok Polska sp. z o.o. – Betonowe budownictwo murowe,
Świerze Górne, 26-900 Kozienice 1, PO Box 25.
Katalog firmy „Libet S.A.” – Elementy modułowe do murów oporowych 32-590
Libiąż, ul. Krakowska 52
Katalog firmy „Sembet” – Wytwórnia materiałów budowlanych, Kraków-Sidzina,
ul. Skotnicka 254a.
Katalog - system budowlany „Termat” – Termat System S.A. Produkcja Materiałów Budowlanych, 55-300 Środa Śląska, ul. Żytnia 1a.