Nadívané tvárnice

Mezi materiály s velmi dobrými tepelně izolačními schopnostmi, kterými se „zabijí dvě mouchy jednou ranou“, tedy vystaví se dům a vyřeší se i dostatečné tepelné izolace obvodových zdí, se do popředí zařadily tvárnice s vnitřní výplní pěnovým polystyrenem. V rozměrných blocích z liaporbetonu (u stěnových tvárnic je to tzv. mezerovitý beton), který se vyrábí ze směsi písku, kameniva (nebo liaporu), kvalitního cementu a vody ve vibrolisovacím zařízení je „uvězněna“ vložka z tvrzeného stabilizovaného samozhášivého polystyrenu (styroporu).Tento základní konstrukční sendvičový prvek se nijak dál neupravuje (vytvrzováním párou, vypalováním v peci atd.). Výroba je proto ekonomická i ekologická.

Tyto tvárnice jsou určeny pro jednovrstvé obvodové nosné i výplňové zdivo o tloušťce 300 mm, jsou vhodné pro stavby s požadavkem na vysoký tepelný odpor a tepelnou akumulaci stěny při zachování malé tloušťky obvodového zdiva. Zdivo z takových tvárnic je výhodné pro stavby vesnických rodinných domů i městských vilek a činžáků. Samozřejmě je možné použít je pro stavby průmyslové i pro stavby občanské vybavenosti s omezením do výšky max. 4 až 5 podlaží.

Samy stěny nadívaných tvárnic mají vynikající tepelně izolační vlastnosti. Speciální technologií vzniknou v betonu, což je směs pojiv (vápno, cement), plniv (drobné kamení, písek) a přísad (zrychlovače tuhnutí, provzdušňovací přísady, plastifikátory, protizmrazovací a hydrofobizační přísady, barviva), mezery snižující hmotnost tvárnic a zejména zlepšující tepelně-izolační vlastnosti. Takové tvárnice mají prakticky nezmenšenou pevnost, zato hmotnost podstatně nižší a tepelně izolační schopnosti neporovnatelně vyšší.

Ještě výrazněji se na vlastnostech tvárnic projeví obsah keramické složky – Liaporu. Protože jde o zajímavý lehký materiál, získají tvárnice vlastnosti, které na první pohled nejsou logické – například velká tvárnice SIP-N/4 P3 o rozměrech 40×30×19 cm má hmotnost 30,7 kg, což je o polovinu méně než váží stejně objemný cihelný blok, o plných cihlách nemluvě. Tepelně izolační vlastnosti se ještě dále zvyšují vlivem „zazděného“ styroporu, takže zdivo z tohoto materiálu dosahuje velice nízkého součinitele tepelné vodivosti; ta se pohybuje u tvárnic v nejnepříznivějším případě kolem hodnoty 0,77 W.m-1.K-1 (znamená to, že schopnost tepelně izolovat je i u „těžkých“ tvárnic zhruba čtyřikrát lepší než je tomu u cihel). Většinou se spíš setkáme s tvárnicemi se součinitelem tepelné vodivosti kolem 0,15 W.m-1.K-1 (údaje jsou převzaty z tabulky „Tepelně izolační vlastnosti lehkých betonů z Liaporu“).

Nadívané tvárnice: Beton

Beton je směs cementu, hrubého a drobného kameniva, vody, přísad a příměsí, která získá své konečné vlastnosti hydratací cementu.Cement je hydraulické pojivo, tj. jemně mletá směs sloučenin obsahujících oxid vápenatý, oxid křemičitý, oxid hlinitý, oxid železitý a oxid hořečnatý. Po smíchání s vodou vytváří kaši, která tuhne a tvrdne v důsledku hydratačních procesů a reakcí. Po zatvrdnutí si zachovává svoji pevnost a stálost také ve vodě.Kamenivo je anorganický pevný materiál, který tvoří kostru betonové směsi. Skládá se z několika frakcí – většinou z drobnějších kamenů a praného říčního písku.Příměsi jsou jemnozrnné pevné látky, které ovlivňují vlastnosti betonu v čerstvém i ztvrdlém stavu; je to například mletá struska, vápenec, kamenná moučka, křemičitý úlet (tzv. mikrosilika) a popílek.Přísady jsou chemické látky, které se přidávají do betonu během míchání pro zlepšení vlastností čerstvého nebo ztvrdlého betonu nebo získání zcela nových vlastností (např. provzdušněné nebo samozhutnitelné betony).

Mezerovitý beton

Speciální výplňový beton, ve kterém se na místo oddělených a uzavřených pórů vyskytují navzájem propojené mezery. Mezerovité betony se vyrábějí většinou s použitím pouze hrubé frakce kameniva, bez jemného písku. Jednotlivá zrna kameniva se při míchání betonové směsi obalí filmem z cementové kaše a při zhutnění v bednění se navzájem spojí. Podstatná část mezer mezi nimi však zůstane nevyplněna. Takový beton je lehčí (objemová hmotnost do 2000 kg/m3), je však nadále kompaktní. Je vhodný pro výrobu tvárnic, zejména vyráběných pomocí vibrolisovacích zařízení.

Nadívané tvárnice: Liaporbeton

V tomto betonu je kamenivo zčásti nahrazeno kuličkami Liaporu (v některých lehčených betonech je použit liapor drcený), takže výsledná hmota je oproti běžnému betonu velmi lehká. Se zvyšujícím se množstvím liaporu se zmenšuje jeho objemová hmotnost z 2000 kg.m-3 až na 600 kg.m-3; zároveň se snižuje součinitel jeho tepelné vodivosti; ta se pohybuje od 0,14 do 0,77 W.m-1.K-1. Tomu odpovídá i pokles pevnosti z 28 až ke 2 MPa. Jako drobné kamenivo se používají frakce Liapor 1-4 nebo drcený Liapor 0-4D, většinou kombinované s drobným hutným kamenivem. Namísto hrubého kameniva je v liaporbetonu frakce Liapor 4-8, 4-8 a 8-16.

Nadívané tvárnice: Vibrolisovací zařízení

Tvárnice vysoké kvality se vyrábějí pomocí vibrolisování. Lis je plně automatické zařízení sloužící zejména k výrobě složitějších tvarů a sendvičových tvárnic. Betonová směs dopravená do násypek vibrolisu se rozprostírá dávkovacími vozíky s měnitelným objemem do instalované formy, kde se postupně hrubá a jemná frakce tlakem a vibracemi zhutňuje. Nejnáročnější částí vývojářského programu, který umožnil vibrolisy provozovat i pro výrobu tvárnic z nehomogenních materiálů, bylo zavedení technologie zabraňující tomu, aby lehké kuličky liaporu v mnohem těžším betonu „vyplavaly“ do horních částí forem. V současné době je metodika zvládnuta, takže tvárnice jsou zcela homogenní a jejich pevnost je vysoká.

Nadívané tvárnice: Liapor

Při vypalování speciálních jílů (údajně jde o třetihorní cypřišové jíly) v rotačních pecích vznikají keramické kuličky – perly, které mají zajímavé vlastnosti. Protože při výpalu došlo k expandaci těchto jílů, vznikly lehké a přitom překvapivě lehké kulovité útvary s vysokou pevností a naprostou tepelnou odolností. Protože je zpracováván při teplotě 1100–1200 °C, pak prakticky stejnou teplotu snáší. Používá se proto nejen jako sypaná izolace u výkonných tepelných zařízení (tzv. obsyp keramických a sklářských pecí), ale jakožto složka lehčeného betonu i pro stavbu krbů a pecí. Hlavní složkou je SiO2 (oxid křemičitý) a Al2O3 (oxid hlinitý). Pro své vynikající fyzikálně chemické a mechanické vlastnosti se vmíchává i do betonů, které jsou pak výrazně lehčí, žáruvzdorné a výborně tepelně i zvukově izolují, přičemž zůstávají pevné a mrazuvzdorné.Porézní struktura zrn dává Liaporu velmi nízkou hmotnost. Sypná hmotnost Liaporu je od 250 do 900 kg/m3. Objemová hmotnost zrn Liaporu je od 500 do 1500 kg/m3. Specifická hmotnost materiálu je 2300 až 2600 kg/m3. Mezerovitost volně sypaného Liaporu je 40 až 50 %. Liapor se dříve prodával pod označením Keramzit. Pod tímto názvem se používá k provzdušňování půdy v květináčích i pro pěstování rostlin v živných roztocích.

Nadívané tvárnice: Polystyren EPS

Tvrzený stabilizovaný samozhášivý polystyren (styropor) má oproti „obyčejnému“ pěnovému polystyrenu mnohem vyšší odolnost vůči teplotě i vlastním chemickým změnám. Starší typy pěnového polystyrenu používané jako tepelná izolace například pod rozpálenou střešní krytinou někdy úplně vysublimovaly (měly bod tavení přibližně 70 °C, deformovaly se i při nižších teplotách). Stabilizovaný pěnový polystyren má vyšší tepelnou odolnost (70 °C) a vyšší mechanickou pevnost (v tlaku při 2% deformaci 2000 kg/m3); protože je samozhášivý, byl zařazen do kategorie materiálů se zvýšenou požární bezpečností (stupeň hořlavosti „B“ - „nesnadno hořlavý“ dle ČSN 730862).

Jak se staví dům z plněných tvárnic se podívejte zde.