Pórobeton, známý také jako lehký autoklávový beton, je druh lehkého betonu (objemová hmotnost < 2000 kg/m3 v suchém stavu) s dobrými tepelně a zvukově izolačními schopnostmi. Jedná se o beton tzv. přímo lehčený, což znamená, že vylehčení bylo dosaženo při výrobě vytvořením pórů přímo do vlastní hmoty betonu.
Výroba
Pórobeton se stejně jako klasický beton vyrábí ze třech základních složek – plniva, pojiva a vody. V případě pórobetonů se jako plnivo používá křemičitý písek nebo elektrárenský popílek (popř. škvára nebo struska). Jako pojivo se používá cement, vápno, nebo směs cementu s vápnem.
Dělení pórobetonu dle jeho složení:
plynobeton – pojivem je cement a vylehčení se dosahuje plynem, který vzniká chemickou reakcí v důsledku vložení hliníkového prášku nebo pasty,
plynosilikát – pojivem je vápno a vylehčení se dosahuje stejně jako v případě plynobetonu,
pěnobeton – pojivem je cement a vylehčení se dosahuje vmícháním pěnotvorné přísady – stabilní pěny.
Složky pórobetonu
Plnivo
Používá se jednak přírodní (křemičité drobné kamenivo nebo horniny vulkanického původu), jednak umělé (nejčastěji elektrárenský popílek, popřípadě vysokopecní strusku, škváru apod.).
Křemičité drobné kamenivo neboli písek (bílý pórobeton) – je plnivem v plynobetonu. Používá se buď přírodní naváté nebo plavené, které je odpadem při výrobě kaolínu. Vhodné jsou pouze jemné frakce nejvýše s 10% zbytkem na sítě 2 mm a s obsahem nejméně 90 % oxidu křemičitého. Vlhkost kameniva smí být nejvýše 8 %. Kamenivo musí být naprosto čisté, bez organických látek.
Létavé elektrárenské popílky (šedý pórobeton) – nejčastěji se používají do plynosilikátového betonu. Elektrárenské popílky mají hydraulické vlastnosti, malou objemovou hmotnost, jsou velmi jemné a odolné proti agresivním vodám. Oxid křemičitý SiO2 ve spojitosti s vazbou na hydroxid vápenatý Ca(OH)2, uvolňující se při hydrataci vápna nebo cementu, je nositelem hydraulické vaznosti ve hmotě.
Vazba oxidu hlinitého Al2O3, oxidu železitého Fe2O3, popřípadě oxidu hořečnatého MgO, a jejich krystalická forma je druhým kvalitativním znakem vhodnosti popílku. Létavé elektrárenské popílky vhodné pro výrobu pórobetonu obsahují nejméně 45 % oxidu křemičitého, nejvýše 35 % oxidu hlinitého, nejvýše 18 % oxidu železitého a maximálně 2 % síry SO3 a oxidu hořečnatého. Jsou velmi jemné. Zbytek na sítě 0,2 mm může být maximálně 5 % z hmotnosti vzorku na sítě 0,063 v rozmezí od 20 do 35 %. Popílek má pórovitou strukturu, která má vliv na množství mikropórů. Mikropóry jsou faktorem ovlivňujícím objemové změny při změně vlhkosti.
V oblasti šedého pórobetonu, tedy materiálu s příměsí popílku, existují jisté kontroverze. Popílek vzniklý spalováním uhlí může obsahovat malé množství zdraví nebezpečných látek, například olovo, kadmium a rtuť, či arzén.[1][2] V současné době neexistuje žádná odborná studie, která by potvrzovala stabilitu těchto látek v pórobetonu. Není tedy známo, zda nemůže stopové množství nebezpečných látek z popílku unikat do okolí (především do půdy a podzemních vod).[2] Navíc při řezání a demolici pórobetonových tvárnic tak může teoreticky docházet k inhalaci prachu. I proto se objevují hlasy pro zařazení popílku do nebezpečných látek na území Evropské unie.[3]
Bílý pórobeton (příměsí je písek) je v současné době považován za šetrnější variantu, neboť je vyráběn z materiálů přírodního původu. Při výrobě bílého pórobetonu lze navíc použít odpad vzniklý jeho produkcí a všechny komponenty se mohou po demolici budovy znovu použít. Bílý pórobeton je oproti šedému chemicky i mechanicky stabilnější, neboť písek obsahuje více oxidu křemičitého, který zvyšuje podíl přírodní stabilizační substance – tobemoritu. Na druhou stranu šedý pórobeton má na základě testů několikanásobně vyšší smrštivost a po letech může být nestabilní. Bílý pórobeton nemá tendenci v průběhu let měnit svou strukturu, praskat, či se odlupovat.
Pojivo
Vápno – používá se pro výrobu plynosilikátů. Získává se pálením čistých uhličitanů vápenatých pod mez slinutí. Vápno ve vyžíhaném stavu obsahuje maximálně 90 % oxidu vápenatého a maximálně 2 % oxidu hořečnatého. Aktivita vápna se vyjadřuje maximální teplotou exotermické reakcehašení vápna (minimálně 70 °C za 4 až 10 minut hašení). Pro výrobu pórobetonu jsou vhodná jen vápna, která mají maximální množství oxidu vápenatého a která se hasí v době od nalití do formy do počátku tuhnutí.
Cement – používá se pro výrobu plynobetonu, a to portlandský i struskoportlandský cement tříd 325 nebo 400. Protože teprve vhodný poměr minerálů v cementu dává předpoklady k dosažení požadovaných pevností, jsou tyto cementy označovány UTB (cement vhodný pro urychlování tvrdnutí betonu).
Další přísady
Sádrovec – dvojmocný síran vápenatý CaSO4 x 2H2O se přidává při výrobě pórobetonu v různých krystalických hmotách ve čtyřech jakostních třídách, které se od sebe liší obsahem dihydrátu. Sádrovec reguluje počáteční hydrataci vápna, přispívá k mrazuvzdornosti pórobetonu a ovlivňuje kladně výslednou pevnost. Předpokládá se, že přes vazbu reaktivního oxidu hlinitého Al2O3 z popílku na krystalizacioxidu vápenatého Ca(OH)2.
Hliníkový prášek – má obsahovat nejméně 94 % aktivního kovu. Proti oxidaci a případnému samovznícení je chráněn tukovým povlakem. Obsah tukových součástí smí být nejvýše 1,3 % z hmotnosti vzorku. Prášek má jemné zrnění. Propad sítem 0,2 mm musí být 100 %, zbytek na sítě 0 musí splňovat základní požadavky pro výrobu betonů.
Autoklávovaný pórobeton
Autoklávovaný pórobeton je lehký beton vyrobený z křemičité jemnozrnné vápenné, cementové nebo cementovápenné malty vylehčené plynem, který vzniká chemickou reakcí hliníkové přísady, a vytvrzený parou pod tlakem.
Vlastnosti pórobetonu
Lehké stavební hmoty umožňují snižovat hmotnost nejen občanských, ale i průmyslových a zemědělských staveb, a tím i snižovat stavební náklady. Hlavní úspory vyplývají z měřené spotřeby stavebních hmot. V důsledku toho jsou nižší náklady na dopravu, a to jak surovin, tak i hotových prefabrikátů.
Hmotnost výrobků z lehkých stavebních hmot lze snižovat jen do určitých mezí v souladu s požadavky statickými a tepelně i zvukově izolačními.
Pórobeton určený pro výrobu zdících prvků se dle pevnosti dělí do skupin: P1,8, P2, P3, P4, P6. Čísla udávají zaručenou pevnost v tlaku MPa.
Objemová hmotnost pórobetonů je od 115 (lehké tepelné a protipožární izolace), u kusového zdiva od 300 do 700 kg/m3.
Tepelná vodivost v suchém stavu je dána jejich objemovou hmotností, a to od 0,040 u izolací, u zdiva od 0,080 až do 0,170 W/m.K.
