Cостав арболита: пропорции, химдобавки, технология изготовления

Арболит – строительный материал, являющийся разновидностью легкого бетона, в нашей стране еще недостаточно широко распространен. В то время как за границей он существует под названиями дюризол и велокс и служит теплоизоляционным и конструктивно - теплоизоляционным материалом.

Основу арболита составляет древесный заполнитель и цемент. Его не следует путать с опилкобетоном, потому что щепа для него изготавливается специально и имеет свою фракцию и геометрию. Эти особенности утверждены ГОСТОМ 19222-84 «Арболит и изделия из него». Изделия из этого материала производят в виде блоков, плит, панелей.

Изделия из арболита классифицируют, в зависимости от назначения:

Арболит разделяется в зависимости от марок: 5; 10; 15; 25; 35; 50. Марки означают прочность арболитовых блоков, в зависимости от их предназначения. Теплоизоляционный имеет плотность до 500 кг/м3, конструкционный - плотность свыше 500 до 850 кг/м3. К теплоизоляционному относится арболит М 5,М 10, М15; к конструктивному М 25, М 35, М50.

Арболит используется при возведении жилых, гражданских, производственных зданий не более двух этажей, в качестве наружных несущих конструкций и внутренних стен помещений, теплоизоляции.

Преимущества и недостатки арболита

Однако, арболитовые конструкции без применения пароизоляции допущены к эксплуатации только в условиях сухого и нормального влажностного режима. При относительной влажности воздуха внутри помещения более 60% стены из него должны быть защищены пароизоляционным материалом.

Арболит не применяют для строительства цокольных этажей, карнизов, стен подвалов. Арболит следует защищать от атмосферных осадков путем гидрофобной окраски.

Состав арболита

Арболит изготавливается из древесного заполнителя, минерализатора, химических добавок и воды.

Органические составляющие

В качестве древесного наполнителя используют отходы древесины (сосна, ель, пихта, береза, осина, тополь) камыш, костру конопли, льна. Наиболее используемым древесным составом является деревянная щепа или дробленка и древесная стружка в соотношении 1:1 или 1:2. Вместо опилок можно использовать конопляные стебли или костру льна. Костру льна, из-за содержания в ней сахаров, разрушающих цемент, необходимо предварительно погрузить в известковое молоко (расход 50 кг извести на 200 кг костры) и выдержать 1-2 дня в куче. Другим способом является — выдерживание костры конопли, льна на открытом воздухе в течение 3-4 месяцев, тогда арболитовые блоки будут соответствовать показателям прочности. Форма костры имеет важное значение - она должна быть игольчатой длиной от 15 до 25 мм, шириной в 2-5 мм.

Минеральные вяжущие составляющие

Минерализатором в составе арболита выступает портландцемент 400, 500 или более высоких марок. Его расход зависит от его марки заполнителя арболита.

Обычно расход цемента рассчитывают следующим образом: для приготовления 1м3 арболита марки 15, необходимо умножить его значение на на коэффициент 17, например, 15 х 17 = 255 кг.

Химические составляющие арболита

Технические и строительные свойства арболита определяются химическими добавками. Их применение обязательно вне зависимости от климатических условий, в которых будет сооружаться здание из арболита. Именно химические вещества позволят использовать любой древесный наполнитель без предварительной обработки и выдержки, благодаря их способности нейтрализовать сахара.

В производстве арболита используют следующие химические добавки: хлористый кальций, гашеная известь, сернокислый алюминий, растворимое стекло. Наиболее эффективными являются хлористый кальций и алюминий. Сернокислый алюминий в соединении с сахарами нейтрализует их, обеспечивая возрастание прочности арболита.

Общее количество химических добавок в 1 м3 арболита составляет 2-4 % от общего веса цемента (около 6-12 кг). Добавки применяют как отдельно, так и смешивая алюминий с хлористым кальцием в пропорции 1:1, либо соединяя гашеную известь и растворимое стекло (1:1). Перед соединением с арболитовой смесью эти добавки необходимо растворить в воде.

Необходимые пропорции добавок зависят от вида арболита. Для арболитовых блоков марки 30 соотношение добавок следующее: сернокислый алюминий и хлористый кальций (1:1) в пропорции 4% от веса цемента; сернокислый натрий и хлористый кальций (1:1) в объеме 4% от веса цемента; сернокислый натрий и хлористый алюминий (1:1) в пропорции 2% от веса цемента; хлористый алюминий и хлористый кальций (1:1) в пропорции 4% от веса цемента.

Для арболитовой смеси марки 35 хлористый кальций добавляют в пропорции 2% от всей массы цемента. Использование хлористого кальция повышает прочность арболита. Для этого применяется жидкое стекло — силикат натрия или кальция, растворенные в горячей воде в количестве 8—10 кг на 1 м3 арболита.

Технология изготовления арболита

Производственная схема содержит следующие стадии:

Дробление и придание необходимой формы заполнителю.

Перед дроблением куски и отходы древесины складываются в кучи и выдерживаются под навесом около месяца при положительной температуре. Затем эти отходы необходимо превратить в щепу на специальных машинах.

Отходы от деревопереработки, лесопиления подаются на приемную площадку, там они складируются, потом направляются в принимающую воронку рубильного механизма (ДУ-2). Для измельчения древесины рекомендуют пользоваться барабанной рубительной машиной, имеющей широкий спектр применения. Она может обработать практически каждый тип древесных отходов — рейки, кругляки, горбыль, обрезки, отторцовку, кривоствольную древесину. Обработанная таким образом щепа направляется в бункер, а затем идет в молотковую дробильную машину (ДМ-1), после этого древесная дробленка отправляется на вибрационный грохот, в целях отсеивания отходов и слишком крупных частиц.

На выходе дробленка представляет собой фракции древесины игольчатого или пластинчатого вида длиной от 2 до 20 мм, шириной от 2 до 5 мм, толщиной не больше 5 мм.

Предварительная обработка органического заполнителя химическими составами

Измельченная щепа с необходимым гранулометрическим составом направляется через промежуточный бункер в бак с водой для вымачивания и удаления, вредных для производства сахаров и веществ. Туда же направляют хлорид кальция. Вымачивание щепы при гидромодуле 1:10 продолжается 6 часов при температурном режиме 20°С. Применение предварительной гидротермической обработки улучшает физико-механические качества арболита. В воде древесина разбухает и этот процесс происходит до насыщения влагой волокна на 30%, при этом объем древесины и отдельные ее составляющие увеличиваются.

Дозирование составляющих компонентов для арболитовой массы

Важным условием однородности состава арболитовой массы и ее высокой стабильности является точное дозирование и качественное смешивание всех компонентов. Древесную щепу дозируют с помощью объемно - весового способа, с учетом коррекции насыпной плотности материала. Дробленке перед подачей на дозирование нужно иметь положительную температуру.

Для дозирования воды и химических добавок (хлорида кальция) используют автоматические дозаторы турбинного типа, работающие в цикличном либо непрерывном режиме. Возможен вариант дозирования добавок с помощью весового дозатора воды. При расчете дозировки воды и химических наполнителей учитывается влажность органического заполнителя и, соответственно, корректируются объемы добавляемой жидкости. Расчет доз цемента производится с помощью автоматических весовых дозаторов.

Загрузка и дозирование составляющих арболитовой смеси должна идти в следующей последовательности:

3) Вода или водный раствор химических компонентов, регулируемый через расходомер.

4) Химические добавки, поступающие в течение всего процесса.

Подготовка арболитовой смеси

После вымачивания, дробленные деревянные фракции направляют в циклический смесительный механизм, являющийся бетономешалкой с принудительным действием. В смеситель подают из дозаторов вяжущие компоненты, воду, химические добавки. Там происходит смешивание всех составляющих до однородного состояния. Во время смешения вводят хлорид кальция с помощью метода дождевания и дозирования из перфорированных труб-распылителей. Данный способ точно вводит хлорид кальция и равномерно распределяет его, улучшая технологические свойства арболита. Все составляющие примешиваются в течение 10 минут. После смешивания из массы можно формировать арболитовые блоки.

Формирование арболитовых блоков

Приготовленная арболитовая смесь направляется через специальные бункеры-укладчики в металлические формы или разборные деревянные формы, там смесь утрамбовывается и уплотняется, с помощью пресса, силового вибропроката и виброштампования. Чтобы арболит, произведенный на стандартном портландцементе , достиг 50% прочности от марки, его выдерживают в формах 5 суток при температуре 15° С и относительной влажностью воздуха около 60-70%.

Можно также залить арболитовую массу в формы и выдержать ее в течение 24 часов при температуре 40° С и аналогичной влажностью. В таких условиях блоки выдерживаются 2 суток с сохранением постоянной температуры не ниже 15° С.

Далее происходит распалубка смеси на блоки, панели и изделия поступают на склад.

Наряду с описанной выше технологией, существует вариант приготовления арболитовых блоков, с древесным заполнителем из одубины — щепы древесины дуба, являющейся отходом производства экстрактов дуба.

Процесс производства арболита из одубины более прост, так как данный заполнитель не нуждается в дополнительном измельчении. Также существует технология изготовления арболита из высокопрочного гипса, которая гораздо проще, чем на базе цемента. Это происходит из-за того что гипс, взаимодействуя с водой, образует нейтральную среду, а не щелочную, которая вызывает выделение сахара из дерева. Так как нет факторов, снижающих отвердение цемента, то использование минерализующих добавок в производстве не требуется. Технология упрощается еще и в связи с тем, что используя высокопрочный гипс, можно применять дробленку гораздо крупнее по фракции, прошедшую только одно измельчение в рубильном механизме.

Таким образом, производство арболита на основе гипса менее затратное, чем при использовании цемента.