Правильный арболит: состав пропорции на 1м3

Вы не найдёте один идеальный и четко обозначенный нормами ответ. Арболит, состав и пропорции на 1м3 этого материала подбираются в зависимости от типа органического наполнителя (см. п. 5.1.2 ГОСТ Р 54854-2011) и косвенных факторов.

Делается это в лабораториях производителя. Но при соблюдении общих технологических требований можно сделать и в домашних условиях арболит, состав и пропорции которого будут выверены и надёжны.

На примере марки 35, арболит имеет следующие пропорции замеса на куб: вода- 480 л; цемент- 400 кг; щепа- 250 кг. И улучшающие добавки, 2-4 % от общей массы. Это конструкционный арболит, пригодный для строительства стен.

Ну а подробности в статье далее.

Из чего состоит арболит

Другое название материала — деревобетон.

Состав арболита.

1. Вяжущее вещество. Используется сульфатостойкий (кроме пуццоланового) или портландцемент. С целью повышения морозостойкости может применяться материал со специальными добавками. По ГОСТ 19222-84 арболит изготавливают из цемента следующих марок: для теплоизоляционного — не ниже М300, для конструкционного — М400 или выше.
2. Вода. Вступает в реакцию с вяжущим компонентом, что приводит к образованию прочной кристаллической структуры.
3. Наполнитель. Применяются древесная щепа или растительные остатки.
4. Химические добавки.

Компоненты должны соответствовать ряду требований.

Древесная щепа

Сырьем для производства наполнителя служат:

• отходы деревообрабатывающей промышленности;
• горбыль, сучья, верхушки, тонкие ветки и прочая некондиционная древесина.

Применяется т.н. игольчатая щепа со следующими размерами:

• длина — 15-25 мм;
• ширина — 5-10 мм;
• толщина — 3-5 мм.

При указанных геометрических параметрах нивелируется разница по впитыванию влаги вдоль и поперек волокон, что требуется для качественной обработки наполнителя.

Опилки не используют: материал с таким наполнителем изготавливается по другой технологии.

Для изготовления щепы лучше использовать хвойные деревья (пихту, сосну, ель) по причине низкого содержания сахаров.

Сахар в древесине, если оставить его как есть, значительно снизит прочность блоков.

Допускается применять и некоторые лиственные деревья:

• березу;
• осину;
• тополь;
• дуб.

Однако, в этих породах уровень сахаров выше, значит, увеличится расход химреагентов на стадии подготовки наполнителя.

Лиственницу и бук не используют совсем, т.к. для их минерализации придется увеличить расход добавок вдвое.

Более подробно про щепу для арболита есть отдельная статья на сайте, расположена тут

Химические вещества

Крайне важны. Арболит, состав которого химически чист, крайне сложно довести до необходимого качества.

Выполняют они комплексную функцию.

1. Расщепляют углеводы, содержащиеся в органическом наполнителе. Без этого они в условиях щелочной среды цементной смеси распадаются на водорастворимые сахара (химия процесса имеет вид гидролиза), делающие бетон рассыпчатым.
2. Уничтожают споры грибов, бактерии и прочую биоту, способную вызвать гниение органики.
3. Закупоривают поры растительных остатков, вследствие чего те не впитывают воду из раствора. Без этого наполнитель разбухал бы, приводя к появлению трещин в материале (вспучиванию блока).

Основными добавками являются.

1. Сернокислый алюминий. Расщепляет сахара в органическом наполнителе за 1 неделю и ускоряет созревание бетона (но время схватывания остается тем же). Применяется в большинстве случаев.
2. Хлористый кальций. Подмешивается к сернокислому алюминию в качестве антисептика. Уничтожает бактерии в наполнителе и предотвращает их появление в щепе на гранях блока. Ускоряет отвердение. Допускается его замена на хлористый алюминий.
3. Силикат натрия или калия (жидкое стекло). Закупоривает поры в органике, предотвращая впитывание влаги с последующим разбуханием. Применяется после расщепления сахаров.

Вместо сульфата алюминия и хлористого кальция, если те недоступны, можно использовать гашеную известь. Она расщепляет сахара и уничтожает микроорганизмы с меньшей скоростью, поэтому время обработки сырья увеличивается до 2 месяцев — при пересыпке сухим реагентом, и 1 месяца — с применением известкового молока.

Известковое молоко- удобный и надёжный способ обработки щепы. Для его приготовления 50 кг извести разводят в 200 л воды. Таким объемом обрабатывают 4 куб.м щепы.

Сахара расщепляются и естественным образом, но для этого измельченный наполнитель следует сушить на открытом воздухе в течение 3 месяцев.

В состав арболита по ГОСТ, кроме основных добавок, включаются дополнительные.

1. Ускоритель отвердения — нитрат кальция. Стимулирует схватывание раствора.
2. Пенообразователь из жидкого стекла на основе канифоли и едкого натра. Снижает плотность материала и его теплопроводность.
3. Воздухововлекающие — смола древесная омыленная. Повышают морозостойкость и пластичность смеси, снижают риск ее расслоения.
4. Гидрофобизатор — этилсиликонат натрия или полигидросилоксан. Снижает водопроницаемость.

Органика в составе

Кроме щепы, в качестве наполнителя применяют следующие растительные остатки:

1. Измельченную кору (не более 10% массы раствора).
2. Хвою (до 5%).
3. Солому риса.
4. Одревесневшие части стеблей прядильных растений (костру). В основном используют лен, коноплю и хлопчатник. Допускается содержание пакли и очесов не более 5% от массы раствора.
5. Сухие листья и мелкие ветки (в соотношении 1:10).

Сырье измельчают до размеров, указанных в ГОСТ 19222-84: длина фрагмента менее 40 мм, ширина — 2-5 мм.

Требуется точно соблюдать процедуру подготовки органического наполнителя, иначе в нем остаются сахара, придающие бетону рассыпчатость. Особенно богат углеводами лен.

Для замеса используется чистая вода (из централизованной сети, скважины или колодца).

Вот, собственно и всё, из чего делают арболитовые блоки.

Далее немного нормативов.

Требования по ГОСТу

Норматив регламентирует состав смеси, размеры блоков и технические характеристики материала.

Арболит, изготовленный с соблюдением технологии, имеет следующие параметры.

1. Плотность — 400-850 кг/куб. м (зависит от марки).
2. Прочность на сжатие — 0,5-1,0 МПа.
3. Коэффициент теплопроводности — 0,08-0,17 Вт/м*С.
4. Прочность на изгиб — 0,7-1,0 МПа.
5. Морозоустойчивость — 25-50 циклов.
6. Водопоглощение — 45-80%.
7. Упругая деформация — 0,4-0,5%.
8. Классификация по биостойкости — 3-я группа.
9. Огнеупорность — 0,75-1,5 часа.
10. Коэффициент звукопоглощения для частот 126-200 Гц — 0,17-0,80.

Концентрация химии в составе

В 1 кубометре арболита содержится в среднем от 6 до 12 кг химических реагентов, что составляет 2-4% от общей массы.

Химические добавки можно комбинировать.

1. Сернокислый алюминий и хлорид кальция. Берутся в равных количествах (1:1). Общая концентрация не превышает 4% от массы цемента.
2. Хлористый кальций и сернокислый натрий. 1:1, не более 4%.
3. Хлористый и сернокислый алюминий. 1:1, не более 2%.
4. Хлористые кальций и алюминий. 1:1, не более 2%.

Для повышения прочности материала жидкое стекло тоже смешивают с хлористым кальцием в соотношении 1:4.

Отклонения в размере и форме блоков

ГОСТ предусматривает следующие допуски:

• по длине — +/- 5 мм для модулей размером до 3 м и +/- 7 мм для диапазона 3-6 м;
• по высоте и толщине — +/- 5 мм;
• по размерам конструктивных элементов (выемок, ребер, полок и т.д.) — +/- 5 мм.

Отклонения указанной величины могут быть нивелированы изменением толщины шва.

Преимущества и недостатки самодельного арболита

Изготовление строительного материала в домашних условиях дает следующие выгоды.

1. Блоки обходятся значительно дешевле покупных.
2. Изделия могут иметь любые размеры и геометрию, какие удобны мастеру, в т.ч. нестандартные.
3. Состав арболитовых блоков заведомо качественен: свежий цемент, правильно обработанная и потому не подверженная гниению щепа и т.д.

Недостатки.

1. Большие затраты труда и времени.
2. Потребность в специальном оборудовании. Его аренда или приобретение для производства небольшой партии могут быть нецелесообразны.

Кроме того, по прочности и долговечности домашний деревобетон уступает заводскому, если тот произведен с соблюдением технологии и из качественных материалов.

Компромиссным вариантом является изготовление арболитовых блоков из покупной щепы, что позволяет обойтись без дорогих станков.

Необходимое оборудование

Для производства потребуются:

• щепорез дисковый;
• молотковая дробильная машина;
• бункеры для органического наполнителя и цемента;
• емкости для химреагентов;
• чистая бочка для воды;
• формы для блоков;
• вибростол;
• сушильная камера.

Выпускают 2 вида щепорезов:

• бытовые;
• промышленные.

Первые оснащены маломощным двигателем и узкими ножами, потому способны перерабатывать только мелкие отходы и ветки. Более крупный материал придется предварительно измельчать.

Промышленные щепорезы работают с древесиной любого размера. Наиболее качественный наполнитель производят станки-шредеры, нарезающие доски на узкие полосы.

В сочетании со щепорезом может использоваться молотковая дробильная машина. Нанося удары по деревянной пластине, она расщепляет ее вдоль волокон на игольчатую щепу.

Если арболит изготавливается для собственных нужд, станки можно попробовать сделать своими руками по опубликованным в интернете чертежам.

Пропорции смеси на 1 м3

Состав арболита, пропорции составляющих подбираются с учетом желаемой прочности блоков.

В среднем применяют следующие пропорции арболита:

• вяжущее вещество — 1,5 объемной части;
• наполнитель — 1 часть;
• вода с растворенными химическими добавками — 2 части.

Вычислить объем необходимых материалов поможет нижеприведенный состав блоков, возьмём пропорции арболита на 1 куб:

• химические добавки — 8-10 кг;
• цемент — 400 кг;
• щепа — 250 кг.

Более конкретно арболит, состав пропорции на 1 м3, зависит от марки конечного продукта.

Арболит делится на 2 разновидности:

1. теплоизоляционный — марки М5-М15;
2. конструкционный (пригоден для строительства несущих стен зданий высотой до 3 этажей) — М25-М50.

Рецепт приведен в таблице:

Класс/марка	Портландцемент М400, кг	Щепа, кг	Вода, л
Теплоизоляционный
В0,35/М5	280	170	300
В0,75/М10	300	190	430
В1,0/М15	320	210	360
Конструкционный
В2,0/М25	380	230	440
В2,5/М35	400	250	480

Как корректировать состав

Изменения в рецептуру вносят в случае несоответствия стандарту марки цемента или влажности щепы.

Перерасчет вяжущего вещества осуществляют с применением коэффициентов для:

• 1,05 -М300;
• 0,96 — М500;
• 0,93 — М600.

В таблице приведены нормы сухого древесного наполнителя. В реальности щепа поступает в работу влажной. Значит, табличное значение надо увеличить.

Для этого надо:

1. % влажности разделить на 100%.
2. К полученному числу прибавить 1.
3. Норму щепы умножить на расчетный коэффициент.

Пример:

Влажность щепы составляет 30%.

30%:100%=0,3

0,3+1=1,3

В случае с арболитом М35 наполнителя потребуется 250х1,3=325 кг.

Рецептура

Изготовление деревобетона начинают с обработки щепы.

1. Химреагенты, например сернокислый алюминий и хлористый кальций, берут в нужном количестве в соотношении 1:1 и смешивают.
2. Полученный объем разделяют на 2 части в пропорции 2:3.
3. Меньшее количество растворяют в воде из расчета 300 г на литр и увлажняют этой смесью щепу, тщательно перемешивая. Оставшийся порошок хранят в емкости. В процессе приготовления арболита его нужно будет высыпать в воду, подаваемую в раствор.
4. Выдерживают материал положенное время. При обработке сульфатом алюминия — 1 неделю, известковым молоком — 1 месяц. Периодически щепу перемешивают, обеспечивая вентиляцию всех слоев.
5. Смачивают наполнитель жидким стеклом.

Далее приступают к приготовлению раствора. Ввиду относительно небольшого количества воды он является густым, поэтому рекомендуется использовать бетономешалку.

Компоненты загружают в следующем порядке:

1. щепа;
2. сухой цемент с добавками;
3. после тщательного перемешивания — вода с растворенными в ней химреагентами. Ее температура должна быть не менее +15°С.

Массу перемешивают в течение 1 минуты.

Очень подробно описано, как самому сделать арболит, состав, пропорции на 1м3 в видео ниже.

Как подготовить арболит к использованию

Материал применяют 2 способами:

1. отливают из него монолитные стены;
2. формуют блоки, затем из них складывают конструкции.

В первом варианте на этапе приготовления раствора в воду рекомендуется добавить суперпластификатор, например полипласт. Он делает смесь более подвижной, в результате все узкие места опалубки будут заполнены.

Конструкцию армируют стальными прутьями по аналогии с железобетоном. В качестве несъемной опалубки рекомендуется применять фибролитовые плиты. Стена получится паропроницаемой, что позволит снизить кратность вентиляции, а значит, и теплопотери.

Для изготовления блоков и перемычек используют формы. Рекомендуется разборный вариант, облегчающий выемку готового изделия. Оптимальный размер — 20х40х60 см.

Придерживаются правил.

1. Форму ориентируют вертикально, чтобы уменьшить площадь трамбовки.
2. Весь раствор загружают за 1 прием с небольшой горкой. При поэтапной загрузке с послойной трамбовкой блок будет состоять из нескольких частей, мало связанных одна с другой. Хаотичное расположение щепы во всем объеме обеспечивает монолитную структуру изделию.
3. Трамбовку осуществляют деревянным брусом.

Наилучший результат дает формовка на вибростоле.

Распалубку производят через 2-3 дня. Далее блоки сушат на воздухе в течение 2 недель при температуре не ниже +10°С. Использовать блоки в строительстве можно через месяц после их формовки. При необходимости размеры блоков корректируют ножовкой.

Деревобетон чувствителен к влаге, поэтому сразу после строительства его оштукатуривают. А в остальном, это довольно прочный, теплый и недорогой материал.

Качество и долговечность зависят от соблюдения технологии, особенно при обработке органического наполнителя. Размеры щепы строго регламентируются, этим определяются характеристики блока.

Напоследок ещё одно видео про состав арболита и работу с ним от толкового парня.