Aeroc ja Maxit Estonia (5)

PÄRNUMAA KUTSEHARIDUSKESKUS
ÜLDEHITUS

Virko Mägi
AEROC , MAXIT
Referaat


Pärnu 2007
AEROC
AEROC MATERJAL ON UNIKAALNE
AEROC on kaubamärk, mille all Aeroc AS valmistab poorbetoontooteid oma tehases Kunda lähistel ning turustab neid lisaks Eestile Lätis, Leedus, Taanis, Rootsis, Soomes ja Sankt -Peterburgi piirkonnas Venemaal.
AEROC põhitoorained on kõik puhtad eestimaised looduslikud mineraalsed materjalid, mis kõik tarnitakse tehase vahetust lähedusest – tsement Kundast, lubi Rakkest ning liiv Aeroc AS Toolse liivakarjäärist. Oluline on siinkohal märkida, et AEROC toodete valmistamisel ei kasutata põlevkivituhka, mistõttu võrreldes nn Narva tuhaplokiga on tegemist nii toorainete koostiselt kui omadustelt põhimõtteliselt erineva materjaliga .
AEROC on kergeim ehituses kasutatav kivimaterjal, millel on samas piisav tugevus ka mitmekordsete hoonete kandeseinte ehitamiseks. Kõrgekvaliteediliste toorainete ning kaasaegse valmistamistehnoloogia koosmõjus saavutatud AEROC toodete mahukaalu ning survetugevuse suhte näitajad esindavad maailma selle ala absoluutset tipptaset.
AEROC materjali suletud poorides, mille mõõdud on 0,5 – 2,0 mm, paiknev õhk annab toodetele suurepärased soojusisolatsiooni omadused ja hea tulekindluse. Samuti on materjal väga hästi töödeldav ning vee- ja külmakindel. Lühidalt võibki öelda, et AEROC on puidu parimate omadustega kivi, mis erinevalt puidust ei põle, ei mädane ega karda niiskust.
AEROC on ökoloogiline materjal, mis ei sisalda ega erita mingeid kahjulikke aineid. Oma emissiooniklassilt kuulub AEROC vastavalt Soome RTS kvalifikatsioonile parimasse M1 klassi.
Kõige kergematest AEROC plokkidest AEROC EcoTerm saab ehitada ühekihilise väga hästi sooja pidava välisseina ilma täiendavaid soojusisolatsioonimaterjale kasutamata. Selline massiivne „hingav“ ning soojust akumuleeriv välisseina konstruktsioon loob ruumides tervisliku ja meeldiva mikrokliima , mis on võrreldav täispalkmajadega. AEROC EcoTerm välissein tasandab järske välistemperatuuri kõikumisi, külmal talveööl on sellises majas hubaselt soe ning kuumal suvepäeval meeldivalt jahe.
 
AEROC TOOTMISPROTSESS
AEROC tootmisprotsess on võrreldav leiva valmistamisega.
Põhimaterjalide ja vee segusse („tainas“) lisatakse reaktsioonitekitajana alumiiniumpulbrit („pärmi“), mille tulemusel segu kerkimise ja tardumisega samaaegselt moodustub vesinikugaaside eraldumise käigus materjali suletud pooridega struktuur.
Pärast tardumist („taigna kerkimist“) lõigatakse umbes plastiliini tugevuse saavutanud segumassiiv lõikemasinal traatidega õigete mõõtudega toodeteks („leivapätsideks“). Lõpliku tugevuse saavutavad AEROC tooted autoklaavides („leivaahjus“) nende termilisel töötlemisel auruga kõrge temperatuuri ja rõhu režiimil.
Autoklaavimisprotsessi käigus tekib lähteainetest uus homogeenne mineraal - tobermoriit, mis koos poorse struktuuriga annabki materjalile üheaegselt tema tugevuse ning kerguse.
Pärast autoklaavimist pakitakse AEROC tooted puitalustele ja kaetakse kilega.
Soojuslikud omadused
Poorbetooni soojaisolatsiooniomadused kuivana sõltuvad eelkõige materjali mahumassist (tihedusest) ning pooride struktuurist. Tervikliku seinakonstruktsiooni soojaisolatsiooniomadusi mõjutavad lisaks eeltoodule veel vuukide kvaliteet ja arv ning seina kasutamistingimused. Erinevate AEROC toodete soojajuhtivuse näitajad on toodud alljärgnevas tabelis:
 
Toode
Tihedusklass
(kg/m³)
Soojaerijuhtivus
λn
(W/mK)
Niiskussisaldus
(%)
EcoTerm 1)
400
0.10
6
Classic 2)
500
0.10
4
 
1) Kehtib krohvitud välisseintele normaalsetes kasutustingimustes
2) Kehtib siseseintele ja mineraalvillaga soojustatud välisseintes normaalsetes kasutustingimustes
λn -näitajad kehtivad normaalmõõtmetega plokkidele (200x600 mm) paigaldatuna liimvuugil. Muude plokkide suuruste ja vuukide paksuste korral võib vuukide osakaal muuta λ - väärtusi.
 
AEROC EcoTerm välisseina soojajuhtivus (U-arv)
Piirde soojapidavus saadakse konstruktsioonimaterjalide ja pinnakihtide soojatakistuste summana.
R = Rs + ∑di/λi + Rv
Võttes Rs = 0,13 m²K/W ( sisepinna soojatakistus)
Rv = 0,04 m²K/W (välispinna soojatakistus)
λn = 0,10 W/mK (poorbetooni soojaerijuhtivus, tihedusklass 400 kg/m³)
AEROC EcoTerm 375 välisseina soojatakistus R = 0,13 + 0,375/0,10 + 0,04 = 3,92 m²K/W
Soojajuhtivus U = 1/R = 1/3,92 = 0,255 W/m²K
Vastavalt EPN 11.1 järgi peaks välisseina soojajuhtivus U ≤ 0,28 W/m²K.
Seega ei vaja AEROC EcoTerm 375 välissein enam täiendavat lisasoojustust.
 
Õhutihedus
Energia säästmise seisukohalt on U-arvust tähtsam näitaja hoopis õhutihedus. Erinevates soojustatud sõrestikkonstruktsioonides on võimalik saavutada väga head arvutuslikud soojajuhtivuse näitajad. Seina paksus on samas suhteliselt väike. Kui aga ehitamise käigus tehakse midagi pisut valesti ja majakonstruktsioonides leidub väiksemaidki õhupilusid, mõjutab see suuresti küttekulutusi. Samuti võivad hoonete ekspluatatsiooni käigus tekkivad konstruktsioonide erinevad liikumised ja soojustusmaterjalide deformatsioonid põhjustada soovimatute õhupilude teket.
AEROC majade juures on seinakonstruktsioonid niivõrd lihtsad, et ehitusvigade ja pragude tekkimise oht on viidud minimaalseks. Poorbetoon on suletud pooridega ja seega õhutihe. Kasutades lisaks plokkidele ka poorbetoonsilluseid ja paneele on kogu maja automaatselt õhutihe. Ja mis veelgi olulisem on välistatud külmasildade teke, mis erinevate materjalide liitumisel võib nõuda keerukaid lahendusi.
Poorbetoonmaja püsib õhutihedana aastakümneid kuna ei muutu aastatega hapramaks, ei mädane ega pole karta näriliste tekitatud kahjustusi.
Niiskus
Ehitusaegne niiskus
Niiskus tungib ehituselementidesse nii hoone ehitamise käigus kui kasutamisel . Lisaks jääb ehitusmaterjalidesse toomisprotsessi käigus teatud hulk niiskust, mis poorbetoonil on 30 – 35%. Seega on hoones kasutamise algetapil tunduvalt rohkem niiskust.
Normaalsetes kasutamisoludes tasakaalustub poorbetoonkonstruktsioonide niiskusesisaldus praktiliselt esimese kütteperioodi jooksul nn tasakaaluniiskuseni, mis sõltuvalt konkreetsetest tingimustest jääb enamikus vahemikku 3...6% kaalu järgi.
A – niiskust läbilaskev viimistlus nii sees kui väljas
B – niiskust mitte juhtiv välisviimistlus, näiteks soojustus vahtpolüstürooliga 
AEROC välisseina kuivamine

Nagu graafikult näha sõltub kuivamise kiirus kasutatavate viimistlusmaterjalide auruläbilaskvusest. Ideaalne ehitusniiskuse eraldumine aurumise teel saavutatakse mõlemalt poolt difusioonile avatud seinas. Niiskus liigub kergemini soojast keskkonnast külma suunas. Seepärast on AEROC seinakonstruktsioonide puhul eriti tähtis, et seina välisviimistlus oleks piisava auruläbilaskvusega ( mineraalne krohvisegu). Ka mitmekihiliste soojustatud AEROC seinakonstruktsioonide puhul soovitame kasutada soojustusmaterjalina mineraalvillasid.
Alati ei ole võimalik konstruktsiooni kuivatamine väljapoole (poorbetoonpaneelidest katuslaed). Sellisel juhul peab sisepinna viimistlus olema tingimata selline mis võimaldab kuivamist ruumi suunas.
Kõikide poorbetoonist konstruktsioonide puhul kehtib põhimõte, et nad peavad vähemalt ühelt poolt saama kuivada ehk konstruktsioonis olev või sinna sattuv niiskus saaks pidevalt eralduda.
 
Elamisniiskus
Hoone kasutamise käigus tekib samuti niiskust, mis võib samuti põhjustada konstruktsioonide niiskuskahjustusi. Sõltuvalt ruumi kasutusotstarbest võib õhuniiskus kõikuda küllalt suurtes piirides. Tänu poorbetooni struktuurile ei ole seinte tasakaaluniiskus niisketes ruumides oluliselt suurem, kui eluruumides.
Poorbetoonseinte tasakaaluniiskus sõltuvalt ruumide õhu relatiivsest niiskusest
 
Kastepunkt
Soe õhk võib veeauru kujul vastu võtta rohkem niiskust kui külm õhk. Õhu jahtudes tõuseb suhteline niiskus seni, kuni saavutatakse küllastumistase ja veeaur hakkab kondenseeruma. Seda nimetatakse kastepunktiks. On levinud arvamus, et ühekihilises seinas, kohas kus temperatuur on 0ºC, tekib kondensaat . Sellepärast soovitatakse seina soojustada. Graafikul 2.3 on kujutatud normaalsetes kasutustingimustes (seina sisepinna temperatuur +20ºC ja suhteline õhuniiskus RH=40%; välispinna temperatuur -15ºC ja RH=90%) olevat 375 mm paksust AEROC poorbetoonseina. Nagu näha jääb tegelik niiskus allapoole küllastusniiskuse taset. Seega ei ole sellises välisseinas karta kondensaadi tekkimise ohtu.
AEROC EcoTerm plokkidest viimistletud (väljas krohv ja sees pahtel )
välisseina temperatuuri ja niiskuse graafikud
 
Mikrokliima
Hea mikrokliima on oluline, et tunneksime ennast toas mugavalt nii suvel kui talvel. On arvatud, et loomuliku niiskusrežiimiga tervisliku elukeskkonna tagab kõige paremini täispalkmaja. Poorbetoonil on samuti rida omadusi, mis tagavad ruumis samaväärsed elutingimused võrreldes palkmajaga. Tänu poorsele struktuurile on poorbetoon võimeline mingil määral koguma õhus sisalduvat niiskust ja seda hiljem ka loovutama. See võimaldab tagada parema ruumi niiskusrežiimi ka talvel intensiivsema kütmise perioodil. Poorbetooni väike soojajuhtivus ja piisav soojuse akumuleerimise võime (soojainerts) tagavad ruumis stabiilse temperatuuri. Seepärast ongi massiivsete poorbetoonseintega majades kuumadel suvepäevadel meeldivalt jahe ja külmal talveööl hubaselt soe. See tuleneb sellest, et poorbetoon eglustab suurte temperatuuri kõikumiste mõju. Alljärgnevalt graafikult on näha, et seina välispinna suure temperatuuri kõikumise juures kõigub seina sisepinna temperatuur ainult ~2ºC võrra.
AEROC välisseina soojusinerts
 
Poorsus ja pooride maht
AEROC toodetes on tahket ainet umbes 20 %, 0,5 … 2 mm makropoore umbes 50 % ja makropooride vahelises osas mikropoore umbes 30 %.
Heliisolatsioon
Ehitiste projekteerimisel ja ehitamisel tuleb jälgida, et oleks tagatud rahuldavad müratingimused ruumis vastavalt nende otstarbele.
Heliisolatsiooni küsimused on väga olulised siis, kui küsimus puudutab paarismajade, ridamajade või väikeste korruselamute erinevate korterite vahelist isolatsiooni.
 
Õhumüraisolatsioon
Seina õhumüraisolatsioon sõltub peamiselt seina kaalust ehk selle paksusest ja materjali tihedusest.
Ühekihiliste AEROC seinakonstruktsioonidega saavutatavad õhumüra isolatsiooni näitajad on toodud alljärgnevas tabelis.
 
AEROC seina
paksus (mm)/
tihedus (kg/m³)
Pinnaviimistlus
Õhumüra isolatsioon
Rw (dB)
100 / 500
Pahtel + pahtel
36
150 / 500
Pahtel + pahtel
40
200 / 500
Pahtel + pahtel
44
250 / 500
Pahtel + pahtel
45
300 / 500
Pahtel + väliskrohv
46
375 / 400
Pahtel + väliskrohv
47
 
Tabeli näitajad kehtivad eeldusel, et seina kõik vuugid on nõuetekohaselt täidetud ja muude konstruktsioonide kaudu toimivad kõrvalnähtused ei nõrgenda isolatsiooni.
Parema helipidavuse saavutamiseks on erinevaid võimalusi:
- seinte krohvimine on selleks kõige lihtsam moodus;
- seinte vooderdamine plaatkattega (näit. kipsplaat) parandab samuti tunduvalt helipidavust;
- mitmekihilised AEROC seinakonstruktsioonid:
 
Mitmekihilised AEROC seinad
Seinte krohvimine
Mõlemalt poolt krohvitud seinte helipidavus paraneb 2 – 4 dB. See sõltub muidugi krohvi tüübist ja krohvikihi paksusest.
Seinte vooderdamine

Seinte helipidavuse paranemine vooderdamisega
Kõik heliisolatsiooni nõudmistele vastavaid seinakonstruktsioone võib ehitada kasutades mitmekihilisi AEROC seinakonstruktsioone.
Vastavad õhumüraisolatsiooni näitajad on toodud alljärgnevas tabelis:
 
Seinakihtide paksused (mm)
Rw (dB)
d1
d2
d3
d4
d5
100
75
75
100
275
52
100
100
50
100
300
55
150
50
30
150
350
55
150
70
70
150
375
55
150
100
75
150
400
60
 
Rw – väärtus sõltub ka külgnevatest konstruktsioonidest ja nendega liitumisest.
Mitmekihilise seina erinevaid kihte ei tohi kinnitada teineteisega müürisidemete või spetsiaalsete konstruktsioonidega, sest sellisel juhul langeb isolatsioonivõime järsult.
Tulepüsivus
AEROC poorbetoon on mittepõlev materjal, mis talub eriti hästi kõrge temperatuuri mõju mitmeid tunde. AEROC poorbetoon kuulub tuletundlikkusklassi A1. Poorbetoon talub hästi ka hetkelist väga kõrge temperatuuri mõju kuna poorne struktuur kaitseb materjali tavalisele betoonile omasest aurustuva vee põhjustatud kahjustustest. Tasakaaluniiskusest allapoole kuivamine põhjustab poorbetooni kahanemise. Tugevam kahanemine toimub 200...300 °C vahel mitmeid tunde kestnud põlengu jooksul. Seejärel jääb kahanemine konstantseks, kuni see umbes 700 °C juures taas kasvab.
Kuna tulekuumus tungib materjali eriti aeglaselt, tekib isegi tugevate lühiajaliste põlengute korral tavaliselt ainult poorbetooni pinna kahanemisest tingitud pragude võrk, mis ei mõjuta materjali tugevusomadusi.
Füüsikaliselt ja keemiliselt seotud vee aurustudes väheneb põlengu jooksul ka materjali mahukaal.
Survetugevus püsib temperatuuri tõustes kuni +700 °C. Seejärel see langeb peaaegu sirgjooneliselt nii, et +800 °C juures on survetugevus 50 % algsest väärtusest ja +900 °C juures null.
 
Müüritise paksus (mm)
Tulepüsivus
300
REI 240
375
REI 240
250
REI 241
200
REI 242
150
R 120; EI 240
100
EI 120
Tehnilised näitajad
Toodete kaal
Transpordi kaal
AEROC toodete maksimaalne transpordi kaal tehasest väljastamisel on 1,3 kordne kuivtihedus (sisaldab ka aluse ja pakendi kaalu). Näiteks kuivtihedusega 450 kg/m³ väljakuivamata niiskusega AEROC toodete suurim transpordikaal on seega 600 kg/m³.
Arvutuskaal
Dimensioneerides kandekonstruktsioone kasutatakse AEROC'i omakaaluna vähemalt 1,1-kordset kuivtihedust.
 
AEROC’i keemilised omadused
AEROC on keemiliselt leeliseline materjal. Selle keemilise tüve moodustavad kaltsiumhüdrosilikaadid. Autoklaavimisest tingitult erineb poorbetooni keemiline struktuur tavalisest betoonist, kuna autoklaavis lubi ja peeneks jahvatatud liiv reageerivad keemiliselt teineteisega. Reaktsiooni tulemusel tekivad kaltsiumhüdrosilikaadid, mis mõjutavad soodsalt survetugevust, mahu püsivust ja vee liikumistakistust.
Mahumuutused
Nagu kõigis betoonides, võime täheldada ka autoklaavses poorbetoonis niiskuse muutumisest tingitud mahumuutusi.
Poorbetooni mahukahanemise suuruseks on vähem kui 0,3 ‰ (0,3 mm/m), kui niiskussisaldus langeb veega küllastatud olekust (~60%) tasakaalustunud niiskuseni (4-6 %), kus siseruumide suhteline õhuniiskus on ~43%. Reaalsetes konstruktsioonides, nagu plokksein, võib mahukahanemise arvutamisel kasutada väärtust 0,2‰ (0,2 mm/m). Tuleb arvestada ka seda, et poorbetooni mahukahanemine on märgatavalt suurem, kui konstruktsiooni niiskussisaldus langeb alla 3%. Seepärast tuleks vältida konstruktsioonide kuivatamist tõhusa kuivatusseadmega.
Roome
Dimensioneerides AEROC plokkidest müüritist võetakse roome mõju arvesse pikaajalisest koormusest tekitatud vormimuutuste arvutamisel jagades lühiajalise elastsusmooduli 2,0-ga.
Soojuspaisumine
Poorbetooni joonpaisumiskoefitsient on 8 x 10-6/K, mis on pisut väiksem kui betoonil või terasel (betoonil 1,2 x 10-5/K ja terasel 1,0 … 1,4 x 10-6/K).
 
Kokkupuutumine teiste materjalidega
Metallid
Kuna AEROC on poorne materjal, võivad selles sisalduvad hapnik ja võimalik niiskus suhteliselt vabalt liikude AEROC'iga seotud kaitsmata metallide ümbrusse ja põhjustada nende korrosiooni. Sellepärast tuleb raud kaitsta korrosiooni eest (värvida) või tuleb kasutada näiteks roostevaba terast või alumiiniumi.
Puit
Aurustuv ehitusaegne niiskus võib kahjustada puitkonstruktsioone, mis on asetatud tihedalt vastu poorbetooni. Selle vältimiseks tuleb puitkonstruktsioonid (katuse- ja laetalad, ning sisevooder) eraldada poorbetoonist sobiva niiskustõkkega (bituumen rullmaterjal ).
 
AEROC ja keskkonnamõjud
AEROC'i võib elu- ja viibimiskeskkonna materjali keemilise koostise osas võrdsustada betooniga . See ei eralda keskkonda mürgiseid gaase või seda tüüpi koostisosasid.
Mõju sisekliimale
Soome Keskkonnaministeeriumi tellimusel on uuritud sisekliimat mõjutavaid pinnakatte- ja ehitusmaterjale. Selle alusel on koostatud siseõhu kontroll- ja projekteerimisväärtuste klassifikatsioon ning juhendid nende klassidega sätestatud nõudmiste saavutamiseks.
Pinnakattematerjalide saasteklassifikatsioon esitab nõudmised töö- ja eluruumides kasutatavatele materjalidele, jagades materjalid kolme klassi neist eralduva saaste ( lenduvad org. ühendid, kantserogeenid jne.) alusel. Ohtlikele lendavatele ühenditele on kehtestatud piirnormid ja määratud materjalide lõhna piirväärtused.
Uuringute tulemusena on poorbetoon tunnistatud ülalnimetatud saasteklassifikatsiooni parimasse klassi. Samasse klassi kuuluvad muud materjalid on näiteks looduslik kivi, tellis , klaas, puit.
Bioloogilised omadused
Mineraalmaterjali alusel valmistatud AEROC ei mädane ega hallita.
Ökoloogilised omadused
AEROC'i põhimaterjalid on mineraalainete alusel: liiv ning savi ja lubjakivi , mida kasutatakse tsemendi toormena. Lisaks sellele kasutatakse kipskivi, mis on looduslik kipsi vorm.
AEROC tehases toodete lõikamisel moodustuvad jäätmed kogutakse tootmisprotsessi tooraineks ja autoklaavitud AEROC jäägid peenestatakse ning seda kasutatakse killustiku ja kuivsegude valmistamiseks.,
Lammutatud AEROC konstruktsioonid on sageli korduvkasutatavad. Materjali võib tükkidena või peenestatult kasutada pinnase täitmiseks, täitematerjalina keltsa tõrjeks või muuks isolatsiooniks.
Kiirgusomadused
Kiirguskaitsekeskus on uurinud ehitusmaterjalide radioaktiivsust ja selgitanud välja erinevate materjalide kiirgustasemed ruumides.
Ehitusmaterjalidele kehtib sanitaarnõue, et gamma-indeks (Bq/kg)
peab olema alla 1. AEROC poorbetooni vastav näitaja on 0,05-0,1. Seega on poorbetoonist eralduv kiirgusdoos vaid kümnendik lubatavatest näitajatest.
 
Moodulid
AEROC poorbetoontooteid valmistatakse teatud kindlate mõõtmetega. Sellepärast tasub juba projekteerimise staadiumis järgida kokku lepitud moodulite mõõtusid. AEROC toodete puhul on põhimoodul horisontaalsuunas 2M ja vertikaalsuunas 2M. Moodulmõõt M = 100 mm. Tehnoloogilistest võimalustest tulenevalt valmistame ainult teatud standartsete mõõtmetega tooteid.
 
Horisontaalmoodulid
Hoone projekteerimisel panna teljed paika sammuga n•2M. Välisseinad tuleks telgedega siduda selliselt , et ploki siseserv on 150 mm kaugusel teljest. Hoone sisemised kandvad vaheseinad on soovitav paigutada nii, et telg asub seina mõlema pinna vahel ja vähemalt 100 mm seina pinnast seespool. Mõlemalt poolt koormatud vaheseina minimaalne paksus on seega 200 mm. Sellega on tagatud AEROC paneelide vajalikud toetuspikkused seintele .
Ka akna- ja ukseavade laiused on soovitav projekteerida 2M kordsetena (vt. tüüpsilluste pikkused)
Sokli ja keldri välisseina seotakse ülapoolel oleva välisseina suhtes nii, et valmis välispindade vahel on 15...35 mm aste.
Plokkidest müüritise arvutustugevused
AEROC poorbetoonplokid kuuluvad müürikivide I kvaliteediklassi. AEROC plokiliimi puhul on tegemist peenmördiga, mille survetugevus on > 5 N/mm².
Nõuetekohaselt laotud AEROC plokkidest laotud müüritise normsurvetugevuse saame leida avaldisega (EPN 6.1.1 p.3.6.2.3 avaldis 3.2):
fk = 0,8 x fb0,85
Tihedusklass ρ
kg/m³
Normsurve-tugevus fk
N/mm²
Paindetugevus
Elastsusmoodul Em = 650 fk
N/mm²
Purunemine sidumata vuugis 1) fxk1
N/mm²
Purunemine seotud vuugis 2) fxk
2N/mm²
400
1,74
0,26
0,17
1131
500
2,32
0,26
0,3
1508
1)
2)

PAIGALDUS
AEROCi kasutamine vaheseintes