Характеристики и описание материала арболит

В 70-е гг. XX в. в мире появился целый ряд новых технологий по созданию дешевых и прочных стройматериалов на базе бетонных смесей. Одним из них стал арболит — сочетание цементного раствора с отходами деревообработки и сельского хозяйства.

В строительстве получили распространение арболитовые блоки, хотя что это такое и какими свойствами они обладают, сегодня знают не все. В 90-е гг. этот материал был вытеснен с рынка популярными пено- и газобетонами, но в последние 5-6 лет интерес к нему стал постепенно возвращаться.

Описание материала

Арболит (в переводе с французского «древобетон») — композит, относящийся к классу легких крупноячеистых бетонов, отличающийся прочностью, простотой изготовления и возможностью применения в любых климатических поясах.

В качестве заполнителя при его формировании используется древесная щепа, отчего он и получил свое название.

Ранее при изготовлении использовались любые органические отходы:

• стружка;
• опилки;
• тырса;
• солома;
• дробленые стебли льна и хлопчатника;
• лузга семечек.

Однако прочность блоков на такой основе не соответствует стандартным эксплуатационным требованиям и поэтому никак не регламентируется.

Современная технология изготовления арболита предусматривает использование только калиброванной щепы, подвергшейся химической обработке и связанной цементным раствором.

Производство блоков и их эксплуатация определяются нормативными документами, такими как:

1. Технические условия и характеристика — ГОСТ 19222-84.
2. Проектирование, изготовление и применение — инструкция СН 549-82.

Разновидности арболита

По назначению различают 2 вида этого материала:

1. Конструкционный. Это блоки, которые предназначаются преимущественно для наружных стен, внутренних перегородок, арматурного пояса и перемычек над архитектурными проемами. Для них характерна увеличенная доля цемента, придающего изделию усиленные плотность и прочность (по регламенту, несущие конструкции должны иметь прочностную характеристику не менее 500 кг/м³), обеспечивающие зданиям малой (не более 3) этажности надежность и долговечность.
2. Теплоизоляционный. Это панели, плиты и монолитная заливка, которые применяются для утепления полов и стен. Дополнительной функцией является шумопоглощение. В сравнении с конструкционным он отличается меньшим содержанием цемента и большим — щепы, отчего прочность материала снижается, но сам он становится намного дешевле.

Вес материала

Эта характеристика зависит от соотношения наполнителя и цементного теста при изготовлении блока. Конструкционные блоки весят больше, чем теплоизоляционные.

Тип арболита	Класс по прочности на сжатие	Марка прочности	Удельный вес 1 м³, кг
Теплоизоляционный	B 0,35	М 5	350-470
B 0,75	М 10	350-500
B 1	М 15	400-500
Конструкционный	B 1,5	М 20	500-650
B 2	М 25	650-700
B 2,5	М 35	600-750
B 3,5	М 50	750-850

Кроме состава, на вес влияет и технология производства: прессование утяжеляет изделие, заливка в распалубку обеспечивает меньшую нагрузку на фундамент. Стандартный арболитовый блок весит около 20 кг, а 1 м³ — от 600 до 650 кг.

Размер

Наиболее распространенными размерами кладочного блока долгое время были 500х300х200 мм.

Однако с увеличением спроса производители решили разнообразить свою продукцию, предложив покупателю на выбор множество типоразмерных вариантов:

• 500х250х300 мм — для кладки до 3-го этажа и под плиты перекрытий;
• 500х250х200 мм — для домов не более 2 этажей;
• 500х250х150 мм — узкие, предназначенные для перегородок и утепления бань, хозпостроек;
• 1500х250х300 мм — для перемычек.

Сегодня каждое предприятие само определяет параметры своей продукции, ориентируясь на потребности рынка. Например, для районов Севера и восточнее Поволжья, где рекомендованная толщина стен — 41-45 см, получили распространение блоки 600х410х200 и 450х250х300.

Химический состав блоков

При изготовлении блоков из арболита используются:

1. Калиброванная щепа, размеры которой не должны превышать установленных параметров 40х10х5 мм. Оптимальными считаются длина от 15 до 22 мм, ширина 5-10 мм и толщина 3-5 мм. Наиболее употребительны дешевые отходы сосны и ели, реже — лиственных пород деревьев. От сорта древесины зависят количество добавляемых в смесь минерализаторов и качество получаемого материала. Наличие в сырье посторонних примесей ограничено: коры не должно быть более 10%, а листвы или хвои — не более 5%.
2. Химические добавки. Ими обрабатывается щепа для снижения содержания сахарозы, которая негативно влияет на сцепление с цементным раствором и вызывает брожение органики в готовом изделии. Для этого используются хлориды кальция и аммония, сульфат алюминия, известь, сернистый глинозем или жидкое стекло.
3. Вода. Раствор с выбранной химдобавкой готовится заранее. Для нормальной гидратации его температура должна быть не ниже 15ºC.
4. Цемент. В производстве блоков используется марка М-400. Т.к. цемент теряет свойства при длительном хранении, для конструкционных изделий рекомендуется М-500.

В каких областях строительства применяется

Главная область применения арболита — частное малоэтажное строительство, для чего используются блоки, панели и монолитная заливка.

Кроме того, его применяют в следующих случаях:

• изготовление фундамента под гараж или хозяйственные постройки;
• возведение пентхаусов и мансард многоэтажных зданий (преимущественно за границей);
• строительство промышленных объектов;
• заполнение стен колодезных кладок;
• заливка каркасных построек с целью тепло- и звукоизоляции.

Физические характеристики арболита

Помимо привлекательных свойств (прочности, теплопроводности, огнестойкости), возвращение арболита на рынок обусловила его экологичность. Он не выделяет в процессе эксплуатации никаких вредных веществ, легко поддается обработке и распиловке, что упрощает подгонку стыков и сложных соединений.

Плотность блока

Для стройматериалов плотность имеет определяющее значение. ГОСТ установлено, что у несущих конструкций этот показатель должен быть не ниже 500 кг/м³.

Арболит, не отвечающий этому требованию, может использоваться только в качестве теплоизолятора. Однако практика показывает, что стены из монолитного арболита плотностью 350 кг/м³ по несущим свойствам соответствуют каменной кладке (550 кг/м³).

В зависимости от состава и технологии изготовления арболитовые блоки имеют плотность от 300 до 850 кг/м³.

Замеряется она только тогда, когда изделие высушено и вся влага из него удалена. Следует учитывать, что чем выше этот показатель, тем больше вес блока и хуже его изолирующие свойства.

Теплопроводность материала

Коэффициент теплопроводности арболита составляет 0,07-0,17 Вт/мК. Это один из лучших показателей среди стройматериалов. Чем он меньше, тем лучше удерживается тепло в доме.

Сравнительная таблица:

Материал	Плотность, кг/м³	Теплопроводность, Вт/мК
Арболит	300-850	0,07-0,17
Газобетон	600-800	0,18-0,28
Пенобетон	200-1200	0,14-0,36
Шлакоблоки	900-1400	0,2-0,6
Силикатный кирпич	1700-1950	0,85-1,15
Керамический	1550-1700	0,6-0,95
Древесина	450-600	0,15-0,32

Низкая теплопроводность блоков позволяет использовать их при строительстве в любых климатических поясах. Нормой для умеренных широт, согласно ГОСТ, считается толщина арболитовых стен в жилом доме не менее 380 мм.

Размеры стандартного блока обеспечивают необходимый запас, а также устраняют необходимость в дополнительных утеплителях при внешней и внутренней отделке дома.

Это позволяет долго сохранять в помещении комфортную температуру без побочных эффектов: духоты, образования конденсата и т. п.

При строительстве неотапливаемых или редко отапливаемых сооружений (бань, хозпостроек) стеновые блоки рекомендуется ставить на ребро для экономии материала.

Показатели прочности

Эта характеристика арболита зависит от его плотности и характеризует стройматериал по 2 параметрам:

1. Прочность на изгиб — показывает, как ведет себя блок при неравномерных нагрузках, насколько подвержен разлому и растрескиванию, как быстро способен восстановить прежнюю форму. Средний показатель арболитового блока составляет 0,7-1 МПа.
2. Ударная прочность — показывает, какое давление он может выдержать при кратковременном воздействии (0,5-5 Мпа).

В зависимости от результатов испытаний арболит делится на марки от М 5 до М 50, где числовое значение указывает, какое среднее давление выдерживает изделие на 1 см².

Показатель зависит от состава арболита, качества и калибра щепы, соблюдения технологии при изготовлении и формовании. Арболит марок М 5, М 10 и М 15 используется только как теплоизоляционный, а блоки М 25, М 35 и М 50 пригодны для возведения несущих конструкций, но имеют худшую теплопроводность.

Стойкость к низким температурам

Эта характеристика показывает, насколько устойчив материал к воздействию низких температур и оттаиванию. Малое влагопоглощение (замерзающая влага внутри изделия разрушает бетон) позволяет арболиту выдерживать без последствий до 50 циклов заморозки-размораживания, что превосходит показатели газо- и пенобетонов, не превышающие 35.

Так, советская полярная станция в Антарктиде была построена из арболитовых блоков и прекрасно себя зарекомендовала. Но это не слишком показательный пример, т. к. температура в самое холодное время там редко опускается ниже -19°C.

Однако и в более суровых условиях русского Севера и Сибири арболитовые блоки демонстрировали такую же морозоустойчивость.

Звукоизоляционные качества

Для достижения лучших показателей по степени шумопоглощения рекомендуется использовать легкие ячеистые материалы, к которым относится и арболит.

Эффект достигается за счет воздушных пустот между щепой в теле изделия. Звукоизоляционный коэффициент у него составляет 0,17-0,6 при частоте звука в диапазоне от 125 Гц до 2 тыс. Гц. Это превосходит аналогичные показатели кирпича, у которого они составляют менее 0,04 при частоте до 1200 Гц.

Поглощение влаги

Как и все ячеистые бетоны, арболит обладает высокой степенью влагопоглощения, что обусловлено его структурой. Щепа, связанная цементным раствором, располагается в произвольном, случайном порядке, что создает пустоты и поры, легко заполняемые жидкостью.

Если блок поливать водой, то она может проходить сквозь него. Но задерживаться в теле влага не сможет, потому что пропитанный химикатами и минерализаторами заполнитель невосприимчив к ее набору.

Допустимой степенью влагопоглощения считается:

• для теплоизоляционных изделий — 85%;
• для конструкционных — 75%.

По этой причине использование арболита без внешней отделки не рекомендуется. Стены должны быть защищены штукатуркой или накладными защитными покрытиями: сайдингом, плиткой, облицовочным камнем и т. п.

Процент усадки

Арболит почти не подвержен усадке. Незначительный ее процент — 0,5-0,8 % — обусловлен либо недостаточной сушкой изделия, либо тяжестью надстраиваемых элементов (перекрытий, кровли).

Однако мастера не советуют приступать к отделке раньше чем через 3-4 месяца после завершения строительства, чтобы избежать повреждений, вызванных подвижкой грунтов или усадкой материала.

Огнестойкость блоков

Хотя основную часть смеси составляет древесная щепа, арболит не относится к горючим, легковоспламеняемым или дымообразующим стройматериалам. В каждой из этих категорий ему присвоена высшая степень безопасности (Г 1, В 1 и Д 1).

Негорючесть его деревянных составляющих обеспечивается химической пропиткой и обработкой.

Стендовые испытания показали, что поверхность блока после часа в интенсивном пламени может лишь незначительно обуглиться.

Паропроницаемость материала

Те же условия, которые определяют влагопроницаемость арболита, позволяют ему достаточно свободно пропускать воздух. Показатель его паропроницаемости составляет 35%.

В закрытом помещении с неоштукатуренными стенами из арболитовых блоков могут даже ощущаться порывы ветра. Но это обеспечивает отсутствие сырости и комфортный микроклимат воздушной среды вне зависимости от времени года.

Сравнение с похожими материалами

Сравнение арболита с другими схожими стройматериалами в большинстве случаев оказывается в его пользу.

По многим параметрам он превосходит аналоги, что видно из сравнительной таблицы:

Стеновые блоки	Плотность, кг/м³	Классы прочности	Предел прочности на сжатие, МПа	Морозостойкость, циклы	Теплопроводность, Вт/м*К	Водопоглощение, %
Арболит	400-850	до B3,5	0,5-2,5	25-50	0,08-0,17	60-85
Пенобетон	600-800	B1-B3,5	1-5	35	0,12-0,21	14
Газобетон	400-800	B1,5-B3,5	1,5-5	35	0,10-0,14	20
Полистиролбетон	450-600	B1-B2,5	1-2,1	100	0,12-0,15	5
Шлакобетон	500-1000	B3-B4,5	4-5	20	0,30-0,50	———
Керамзитобетон	700-1400	B3,5-B10	4,5-13	25	0,15-0,45	18-20
Краснокирпичная кладка	1550-1770	——	2,5	25	0,60-0,95	10-12

Единственным материалом, который превосходит арболит, считается газобетон. Это сочетание песка, цемента, воды и газообразователя.

Благодаря последнему и создается мелкопористая структура, обеспечивающая высокую прочность, хорошую теплопроводность и четкую геометрию изделий. При сравнении арболита и газобетона большую роль играет и цена, которая у последнего в полтора раза ниже.

Подводя итоги

В интернете выкладывается все больше текстов и видео об арболите, что говорит о растущем интересе к нему.

Однако часто информация носит рекламный характер и заостряет внимание пользователей только на положительных свойствах материала:

• легкости и прочности;
• экологичности;
• удобстве работы с ним;
• пожаробезопасности и биологической стойкости (препятствует появлению и распространению грибков, плесени и паразитов);
• устойчивости к низким температурам, усадке, подвижке грунтов и сейсмической активности.

Однако существуют и отрицательные моменты, к которым можно отнести:

• нечеткую геометрию блоков, обусловленную особенностями состава, из-за чего для обеспечения герметичного прилегания при кладке тратится большое количество раствора;
• необходимость в дополнительной отделке арболитовых стен для защиты от влаги;
• большое количество кустарных производителей и некачественного товара на рынке;
• высокую цену из-за отсутствия широкомасштабного производства.

Маркетологи утверждают, что востребованность арболита со временем будет только возрастать, т. к. он отвечает всем необходимым требованиям, которые предъявляются к стройматериалам при постройке частного жилья.

Таким образом, можно сделать вывод, что изделия из арболита имеют хорошую перспективу для промышленного производства в России, чему способствуют экологичность материала, его прочностные характеристики и возможность применения от самых южных районов страны до Крайнего Севера.