Производство арболита

Как сделать арболитовые блоки самостоятельно

арболитовые блоки своими руками

Арболит – это тип легкого ячеистого бетона, который состоит из щепы и высокомарочного цемента. По удельному весу, изгибной прочности и теплоизоляционным свойствам этот материал превосходит древесину, газобетон и кирпич. При изготовлении арболитовых блоков своими руками нужно соблюсти пропорцию наполнителя и связующего, правильно подготовить щепу и обеспечить равномерную плотность изделий.

Арболитовый блок
Арболитовый блок превосходит древесину, газобетон и кирпич по теплоизоляционным свойствам.

Дробилка для изготовления щепы

Основным органическим наполнителем для арболита является древесная щепа. Для ее изготовления применяются дисковые, барабанные, роторные и молотковые измельчители. В домашних условиях наиболее эффективны дисковые и дисково-молотковые дробилки.

Комбинированные щепорезы подходят для переработки заготовок произвольной формы. Размеры исходного сырья ограничиваются только параметрами приемного бункера дробилки.

Характеристики блоков, изготовленных дома

Прочность арболитовых блоков напрямую зависит от их плотности. Марка материала соответствует среднему результату испытаний на сжатие, поэтому при постройке здания этот параметр берется с большим запасом. Класс арболита, напротив, соответствует действительной прочности, поскольку по стандартам ему должны соответствовать более 95% испытанных образцов.

Соответствие плотности, класса и марки деревобетона

Плотность, г/см³ Класс Марка
0,4-0,5 В 0,35 М5
0,45-0,5 В 0,75 М10
0,5 В 1 М15
0,5-0,65 В 1,5
0,6-0,7 В 2 М25
0,6-0,75 В 2,5 М35
0,7-0,85 В 3,5 М50

Соответствие марки и класса арболита зависит от соблюдения технологии и культуры производства. При самостоятельном изготовлении щепы и прессовании прочность блоков может быть на 1-2 класса ниже, чем у полученных в заводских условиях. Свойства готового деревобетона зависят от марки цемента и усилия формовки.

Несмотря на то что к классу конструкционных относят арболиты не ниже класса В1,5, для возведения зданий высотой до 2-3 м разрешается использовать материал прочностью от В1. Для постройки коттеджа в 2-3 этажа потребуются блоки классов В2 и В2,5. Достичь требуемого уровня прочности при домашнем производстве достаточно сложно, поэтому для высоких зданий рекомендуется закупать заводской деревобетон с установленными эксплуатационными свойствами.

При постройке важно учесть, что сопротивление арболита сжатию относительно невелико даже при точном соблюдении пропорций и технологии. Если используется слишком мелкая щепа или дерево с примесью опилок, повышаются звукоизоляционные свойства материала, но ухудшается теплоизоляция и прочность.

Большое количество пустот между частицами наполнителя позволяет достигнуть хорошего уровня шумоизоляции. При частоте звука от 125 Гц до 2 кГц материал отражает от 17% до 60% акустических волн.

Водопоглощение изоляционного деревобетона может достигать 85%, а конструкционного – 75%. Ввиду низкой гигроскопичности он плохо вбирает влагу из воздуха, но при постоянном воздействии воды может накапливать жидкость. Постройки из арболитовых блоков требуют обязательной гидроизоляции.

Теплопроводность блоков составляет от 0,07 до 0,16 Вт/(м×°С). Этот параметр обратно зависит от плотности арболита: чем меньше вес и прочность материала, тем выше его изоляционные свойства. Паропроницаемость материала составляет до 30-35%.

Низкая гигроскопичность обуславливает устойчивость деревобетона к низким температурам. Блочный арболит имеет класс морозостойкости от F25 до F50, что означает, что он выдерживает 25-50 полных циклов замораживания и оттаивания без существенного снижения прочностных свойств.

Готовые блоки устойчивы к воспламенению: предел их огнестойкости составляет 60-90 минут.

Характеристики блока
Характеристики арболитового блока.

Состав арболитовой смеси

Смесь для деревобетона состоит из следующих компонентов:

  • наполнитель (щепа);
  • связующее вещество (цемент, вода);
  • технологические добавки.

Органические компоненты смачиваются раствором, который твердеет и образует прочный материал. Связующее вещество распределяет нагрузку между отдельными кусочками дерева.

Какими должны быть компоненты

Требования к компонентам для арболитовых блоков изложены в ГОСТ 19222-84. Стандарт регламентирует состав и фракцию наполнителя, марку связующего, типы реагентов, а также свойства и плотность готового материала.

Основные элементы

Основными компонентами смеси для деревобетона являются:

  • цемент марки М400 или М500, в редких случаях – М300;
  • вода;
  • органические компоненты (деревянная щепа, сухие стебли промышленных культур);
  • технологические добавки.

Вяжущая составляющая

В качестве связующего применяются следующие виды цемента:

  • портландцемент;
  • морозостойкий, с дополнительными минеральными компонентами;
  • сульфатостойкий (кроме пуццоланового).

Марка связующего подбирается в зависимости от нужной плотности арболита. Для теплоизоляционных блоков допускается применение цемента марки от М300, для конструкционного – не ниже М400.

Вода для изготовления арболита должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732-79. На практике применяется жидкость из колодца, скважины или центрального водопровода. Чтобы обеспечить достаточную скорость схватывания, температура воды должна быть не ниже +15…+20°С.

Цемент марки М400 или М500
Цемент марки М400 или М500 – основной компонент для изготовления арболитового блока.

Органические компоненты

Согласно этому стандарту, щепа должна иметь рваную форму и размеры до 40*10*5 мм. Предпочтительно использование хвойных пород дерева, но допускается и измельчение бука, березы, тополя и осины. В других лиственных породах содержится большое количество сахаров и дубильных веществ, которые негативно влияют на прочность материала.

Наполнитель не должен содержать мусора, камней, снега, льда, металлы и глины. Опилки и стружка в него не добавляются, но разрешается смешивание древесины со стеблями хлопчатника, кострой льна и рисовой соломой.

Перед измельчением древесина хранится от 2 до 4 месяцев. Сырье должно иметь естественный уровень влажности. Слишком сухое дерево дает более мелкую щепу, которая не подходит для изготовления арболита.

Дополнительные химические добавки

Дополнительные химические добавки вводятся для удаления вредных примесей из древесины, ускорения твердения цемента, повышения огнестойкости материала и др. Для обработки щепы используется хлористый кальций, хлорная известь, сульфат алюминия и жидкое стекло. Эти вещества называются минерализаторами.

При добавлении реагентов непосредственно в арболитовую смесь их содержание должно составлять 2-5% от массы цемента.

Рекомендуемое содержание минерализаторов в арболите

Тип реагентов Пропорция веществ в минерализаторе Содержание (относительно веса связующего)
Кальция хлорид 2-4%
Известь Применяется только для вымачивания
Жидкое стекло 2,5-4%
Алюминия сульфат, хлористый кальций 1:1 4%
Хлористый алюминий и кальций 1:1 2%
Натрия сульфат, кальция хлорид 1:1 4%
Сернокислый и хлористый алюминий 1:1 2%
Гашеная известь и жидкое стекло 1:1 2%

Как избавиться от токсичных веществ в составе

Древесина содержит дубильные вещества, сахара, алкалоиды, тропонины, эфирные масла, смолы, альдегиды, хиноны и другие соединения. Породы, которые применяются для производства арболита, нетоксичны для человека, но длительное вдыхание пыли при работе дробилки может привести к раздражению глаз, кожи и легких. Опасность представляет хвоя пихты, древесина березы, бука и ели, а также пыль всех используемых деревьев.

Сахара нарушают процесс отверждения блоков. Попадая во влажную щелочную среду, углеводы переходят в цементный раствор, делая его рыхлым. Другие вещества (танины, кислоты, минеральные соли) усугубляют пагубное воздействие сахаров.

Для удаления вредных добавок применяются следующие методы:

  1. Обработка химическими реагентами. Наполнитель вымачивается в ванне с жидким стеклом, хлористым кальцием или известью в течение 12-48 часов. Например, если щепа обрабатывается перед загрузкой, то для удаления вредных примесей из 1 м³ древесины используется раствор из 150-200 л воды и 2-3 кг извести.
  2. Окисление под солнечными лучами. УФ-излучение и нагрев переводят сахара в нерастворимую форму. Наполнитель выдерживается под солнцем в течение 1-2 месяцев.
  3. Вымачивание в воде, нагрев. При кипячении и выдержке в бассейне растворимые примеси переходят из древесины в воду. Продолжительность вымачивания при +20…+25°С составляет от 6 часов.

Большое количество сахаров содержится в льняной костре. Чтобы избежать разрыхления цемента, этот наполнитель нужно выдержать 1-2 суток в известковом растворе или 3-4 месяца – на открытой площадке.

Вымачивание древесины
Вымачивание древесины – один из способов удаления вредных добавок в наполнителе.

Правильные пропорции для блоков

Соотношение компонентов зависит от класса прочности и назначения блоков.

Пропорция составляющих для деревобетона

Класс Количество цемента М500, в ведрах (10 л) Количество воды, в ведрах Количество щепы, в ведрах Содержание хлористого кальция, кг Назначение блоков
В1,5 (М15) 16 16 100 3,4-6,8 Хозпостройки, одноэтажные дома, гаражи, эффективное утепление стен
В2 (М25) 18 18 100 4,7-9,4 Наружные и несущие стены коттеджей, дач, частных домов
В2,5 (М35) 20 18-20 100 5,2-10,4 Стены двухэтажных построек

При использовании лиственных пород дерева содержание минерализаторов рекомендуется увеличить до 20-30 кг на 1 м³. Доля химических реагентов подбирается по небольшой порции цемента. Если при добавлении 4-5% химиката на поверхности связующего появляются белые следы (высолы), то его содержание снижают до 2-3%.

Разновидности и размеры

Размеры арболитовых блоков подбираются в зависимости от толщины и длины стены. Изделия из деревобетона подразделяются на основные и доборные. Первые имеют форму параллелепипеда и стандартные размеры, удобные для постройки стен.

Доборные изделия выпускаются для того, чтобы избежать подгонки и обрезки. Они имеют нестандартную геометрию, которая удобна для заполнения пустот. Доборные изделия могут быть выполнены в виде половинок стандартного блока, уголков и др.

Распространенные размеры стандартных изделий

Длина, см Ширина, см Высота, см
50 30 20
50 30 25
50 20 20
50 25 20
50 40 25
60 30 20
Для северных регионов
60 41 20
45 25 30

Максимально допустимое отклонение по длине изделия составляет 5 мм, разница диагоналей – 10 мм, а нарушение прямолинейности – не более 2-3 мм.

Формирование блоков из арболитовой смеси

Процесс изготовления арболита своими руками состоит из нескольких этапов:

  1. Отбора и подготовки древесины.
  2. Измельчения и обработки щепы.
  3. Подбора состава связующего компонента.
  4. Замеса деревобетона.
  5. Формовки и прессования блоков.
  6. Выдержки готовых изделий.

После получения арболита желательно провести лабораторный контроль прочности нескольких изделий из разных партий.

Подготовительные этапы

При выборе древесины нужно обращать внимание на ее влажность и отсутствие признаков гнили, плесени и повреждения жучками. Перед измельчением материал должен вылежаться в течение нескольких месяцев.

Крупные стволы разделяют на несколько кусков для удобства загрузки. После получения щепы ее сортируют с помощью сит с нужным размером ячеек, а затем обрабатывают реагентами или промывают.

Чтобы получить оптимальный состав, рекомендуется сделать 3 тестовых замеса. Один из них выполняется строго по приведенной пропорции, второй – с увеличением количества цемента и воды на 15% и 5% соответственно, а третий – с уменьшением содержания этих компонентов.

Замешивание смеси и формирование блоков

Для соединения компонентов используется бетономешалка принудительного типа. В ней смешивание происходит за счет вращения вала с лопастями, а не самой емкости с цементом. Смеситель принудительного типа позволяет ускорить процесс в 4-5 раз и повысить однородность массы.

Первой в емкость загружается щепа с небольшим количеством воды, затем – раствор реагентов. Загружать портландцемент можно только после того, как древесина хорошо промокнет, иначе связующее не будет обладать нужной адгезией к наполнителю.

При ручном замешивании или заливке монолитной стены с арматурой в раствор рекомендуется добавить до 1% суперпластификатора для цемента. Это сделает материал более текучим и позволит более плотно заполнить опалубку.

Перед тем как сделать арболитовые блоки, нужно поставить формы на ровную поверхность. Если прессовать материал планируется вручную, то заполнять емкости нужно послойно. При механическом или вибрационном уплотнении допускается единовременная загрузка. Для получения равномерной плотности блоки в нескольких местах прокалываются.

Формовка арболитовых блоков
Формовка арболитовых блоков.

Прессовка в домашних условиях

Для прессовки блоков применяется 2 основных метода:

  1. Выдержка под гнетом или прессом. Поперечная статическая нагрузка позволяет уплотнить блок, но не обеспечивает равномерной прочности по всему срезу. При слишком раннем снятии гнета возможен частичный возврат формы, поэтому блоки оставляют под прессом в течение суток.
  2. Уплотнение с помощью вибропресса (вибролитье). В этом случае статическое нагружение и встряхивание происходят циклично. Это позволяет достичь равномерной плотности блока и сохранить его геометрические размеры при распалубке сразу после прессовки.

Сушка изделий

Сушку можно производить в специальной камере или под пленкой. После застывания блоков нужно выдержать их на площадке не менее 2-3 недель. За время выдержки прочность материала повышается на 50-60%.

Необходимые условия для изготовления

Для производства арболита необходима площадка для формования и замеса, территория для выдержки готовых блоков и склад для их хранения. Участок для отстаивания деревобетона должен быть защищен от дождя, осадков и сквозняков.

Для замешивания цемента желательно, чтобы температура окружающей среды была не ниже +12…+15°C.

Видео о домашнем производстве

В видео подробно описываются необходимые компоненты и последовательность их загрузки. Выгрузка арболитовой смеси производится послойно, с уплотнением после загрузки каждого слоя.

Вывод

При соблюдении технологии изготовления получить прочный арболит можно и в домашних условиях. Для подготовки смеси потребуется дробилка и бетономешалка, а для уплотнения блоков – вибропресс. Чтобы избежать растрескивания самодельного материала, нужно тщательно высушить и выдержать готовые изделия после формовки.

Comments

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *