Арболит
Содержание
Введение
.Свойства и характеристики арболита
2.Применение арболита в строительстве
.Технические характеристики арболита
.Химические добавки для арболита
.Повышение прочности арболита
.Формирование изделий из арболита
Введение
Арболит - строительный материал, разновидность легкого бетона на основе древесной щепы (90% в составе) и связующего - высокосортного цемента (10% в составе), который прошел все технические испытания и был стандартизован в 1960-х годах. С 1984 года производство арболита и изделий из него регулируются ГОСТом 19222-84. На территории бывшего СССР работало несколько десятков заводов по производству арболитовых плит. Строительство домов и объектов промышленного назначения из арболита велось на всей территории центральной части России, Сибири, несколько строений было построено даже в Антарктиде.
Но арболит, как строительный материал, в то время выпускали в виде панелей, похожих на те, из которых строили многоэтажные дома. Для строительства многоэтажек в советское время утвердили бетонные панели, ввиду их лучших несущей и конструктивной характеристик. А индивидуального жилищного строительства, как сейчас, в то время не было - поэтому арболит попросту забыли.развалом СССР к нам пришла рыночная экономика со всеми ее минусами и плюсами, в том числе появилась и частная собственность на земельные участки. Индивидуальное жилищное строительство продолжалось и во время кризиса, Россияне стремились вложить обесценивающиеся с каждым днем денежные знаки в недвижимость. Загородные коттеджи, дачные домики, гаражи, подсобные помещения - лучшего материала для строительства, чем арболит, для них не было. Но потенциальных покупателей нужно было убедить в преимуществах арболита по сравнению с другими материалами. Арболит должен быть качественным, экономичным и удобным для транспортировки и строительства материалом.
Арболитовые панели, к сожалению, отвечали не всем этим требованиям и не могли привлечь частного застройщика. Так родилось решение о выпуске арболита в виде полнотелых блоков с размерами, удобными для кладки и перевязки стен, а также легкими по весу.
Арболит в виде блоков не мог не заинтересовать - по совокупности свойств и теплофизических характеристик ему не было аналогов среди других стеновых материалов.
Способ изготовления арболита.
При изготовлении арболита нужно учесть одну особенность. В органических наполнителях имеется определенное количество сахаристых веществ, значительно снижающих прочность бетона. Их надо нейтрализовать. Делают это так. На 1 куб.м. опилок (или других наполнителей) берут 2,5 кг извести-пушонки. Известь растворяют в 200 литрах воды и этим раствором поливают опилки, тщательно их перемешивая.
Прочность арболита определяется двумя факторами: маркой цемента и специальными минеральными добавками.
В качестве добавок применяют следующие соли металлов:
сернокислый алюминий,
хлористый магний,
хлористый алюминий,
хлористый кальций,
сернокислый натрий,
аммиачная селитра.
Любую из этих солей добавляют в арболит в количестве 3% от объема наполнителя. Кроме этого, добавляют столько же извести-пушонки.
1. Свойства и характеристики арболита
Арболитовый блок или древоблок (ГОСТ 19222-84), в зависимости от марки, может содержать в своем составе до 90% древесной щепы, что делает его экологически чистым продуктом. В арболите сочетаются лучшие качества камня и дерева. Благодаря высокой пористости арболит обладает хорошими теплозвукоизоляционными свойствами. Теплозащитные качества арболита в 2-3 раза превосходят керамзитобетон, а кирпич - в 4-5 раз.
Арболит имеет высокий коэффициент теплоемкости, то есть при нагревании он способен поглощать тепло, а при охлаждении - отдавать. Высокая теплоемкость способствует созданию ровного климата в помещении, поэтому дневные и ночные колебания температуры не будут особо заметны. Для простоты понимания приведем доступный пример: если вы приехали зимой на дачу и начали ее отапливать, то в доме из пенобетона или кирпича сначала будут прогреваться стены, и только после этого все внутреннее помещение. Это обусловлено тем, что теплоемкость воздуха (1,005 кДж/кгК) выше, чем теплоемкость пенобетона и кирпича.
Если стены дома вашей дачи будут построены из арболита, то сначала в помещении прогреется воздух, а уже потом начнут прогреваться стены, так как теплоемкость арболита (2,3кДж/кгК) выше теплоемкости воздуха. Эта характеристика арболита имеет огромное значение в холодных регионах (особенно при нерегулярных системах отопления) для поддержания устойчивого температурного режима в помещении.
В домах, построенных из арболитовых блоков, как правило, никогда не бывает сырости, в связи с тем, что арболит хорошо впитывает и отдает влагу. Стены из арболита способны «дышать», поэтому в помещении происходит естественный воздухообмен, что можно рассматривать как дополнительный, а в некоторых случаях и единственный, источник вентиляции. Не смотря на то, что в состав арболита входит большое содержание древесной щепы, он не является пожароопасным и, в отличие от дерева, не поддерживает горение. Огнестойкость арболита составляет 0,75-1,5 часа.
Вес одного арболитного блока, имеющего размеры 500х250х300 мм, будет составлять около 24 кг. Вес 1 м² стены при толщине 300 мм не превысит 200 кг, следовательно, конструкция получится достаточно легкой для того, чтобы сделать облегченный тип фундамента. Но, не смотря на то, что арболит является материалом легким, он обладает повышенной сопротивляемостью к ударным нагрузкам и высоким пределом прочности при изгибе. Также нельзя не отметить, что арболит является единственным материалом среди легких бетонов, который работает на изгиб.
Арболит является материалом морозостойким ((F25-F50), он не подвержен воздействию бактерий, гнили и грызунов (5 группа биостойкости). Однако арболит имеет и свои недостатки, главными из которых являются его неустойчивость к действию агрессивных газов и высокий уровень водопоглощения - 40-85%, что несколько ограничивает его применение в условиях высокой влажности.
Средняя стоимость арболитовых блоков составляет 3800-4000 руб/м³. Арболитовые блоки можно купить и поштучно, цена одного блока зависит от его размера и наличия облицовки. Так, арболитовый блок без облицовки размером 500х250х150 мм стоит порядка 80 руб. за 1 шт., размером 300х200х500 мм - порядка 140 руб. за 1 шт. Арболитовый блок с облицовкой размером 510×188×300 мм будет стоить около 200 руб. за 1 шт.
2. Применение арболита в строительстве
Арболит имеет следующие марки: 50, 35, 25, 15, 10, 5. В зависимости от того, какую среднюю плотность в высушенном состоянии имеет арболит, он подразделяется на теплоизоляционный (средняя плотность составляет до 500 кг/м³) и конструкционный (средняя плотность - 500-850 кг/м³).
Из арболита изготавливают стеновые панели и блоки. Блоки, имеющие размеры 300х200х500 мм, предназначаются для возведения наружных стен, а блоки с размерами 200х200х500 мм - для устройства внутренних перегородок. Арболитовые панели чаще всего имеют размеры 2300х1200 мм при толщине 200 или 280 мм. Обычно их применяют в качестве теплоизоляционного материала.
Все выше приведенные размеры не являются единственно возможными, так как производители изготавливают блоки из арболита и других размеров. Кроме того, арболитовые изделия, согласно ГОСТ 19222-84, могут иметь цементно-песчаное или цементно-песчано-известковое внутреннее покрытие. арболит строительство изделие
Арболит широко применяется в гражданском и промышленном малоэтажном строительстве. В зависимости от марки арболита его можно использовать для строительства 2-3-х этажных жилых зданий, сельскохозяйственных и складских помещений.
Также арболит хорошо зарекомендовал себя в качестве материала для строительства гаражей, подсобных помещений, заборов и других ограждающих конструкций. Однако Дом советов отмечает, что здесь необходимо знать, что наружная поверхность ограждающих конструкций, выполненных из арболита, подлежит дополнительной отделке материалом, имеющим с арболитом надежное сцепление (например, декоративный бетон) для защиты от влажности. С той же целью при строительстве домов из арболита, цоколь выполняют из кирпича или бетона, а карниз выносят не менее чем на 50 см.
Кстати, за границей, в таких странах, как, например, Швейцария и Германия, для термоизоляции жилых домов в основном используют плиты из арболита. Специалистами было подсчитано, что стоимость стен из арболита приблизительно в два раза ниже, чем из керамзитобетона, и более чем в два раза меньше, чем из кирпича и панелей, утепленных минераловатой. Более того, уменьшается и стоимость фундамента, так как арболитовые плиты имеют более низкий объемный вес.
3. Технические характеристики арболита
- экологически чистый материал
Арболит состоит до 90% ( в зависимости от марки) из древесного наполнителя (щепы), его минерального связующего - высокосортного цемента и отвердителя - экологически безопасной химической добавка, применяемой также для очистки воды .
- высокая биостойкость и слабая поражаемость микрофлорой, грибками, плесенью и химическими веществами
низкая теплопроводность
Теплопроводность - способность материала передавать через свою толщу тепловой поток, возникающий вследствие разности температур на противоположных поверхностях. Различные материалы проводят теплоту по-разному: одни быстрее (например, металлы), другие медленнее (теплоизоляционные материалы).
Она характеризуется количеством теплоты (Дж), проходящей в течение 1 ч через образец толщиной 1 м, площадью 1 м2, при разности температур на противоположных плоскопараллельных поверхностях в 1 К. Еë выражают в Вт/(м К).
Теплопроводность зависит от средней плотности материала (с увеличением средней плотности теплопроводность возрастает), его структуры, пористости, влажности и средней температуры слоя материала.
Чем выше пористость (меньше средняя плотность) материала, тем ниже теплопроводность. С увеличением влажности материала теплопроводность резко возрастает, при этом понижаются его теплоизоляционные свойства. Поэтому все теплоизоляционные материалы хранят в помещении или под навесом, а в теплоизоляционной конструкции защищают от попадания влаги покровным слоем.
- хороший воздухообмен
В помещении из арболитовых блоков никогда не бывает сырости. Арболит хорошо впитывает влагу и также хорошо ее отдает. С верху монолитное ж/б перекрытие покрытое капельками влаги. Арболитовые блоки заштукатурены и на них отсутствует какая- либо влага.
- высокая теплоемкость
Теплоемкость - свойство материала при нагревании поглощать теплоту, а при охлаждении - отдавать ее. Показателем теплоемкости служит удельная теплоемкость.
За счет химической природы одни материалы способны передавать энергию, оставаясь устойчивыми, а другие - накапливать ее.
Другими словами, неорганические вещества, являются проводниками тепла, а органические вещества - накопителями или изоляторами.
Высокая теплоëмкость строительной детали приводит к ровному климату в помещении, так как сокращаются сильные колебания температуры (день -ночь, перемена погоды). Климат в помещении существенным образом обуславливается теплоëмкостью строительных деталей.
- высокая огнестойкость
Арболитовые блоки в отличии от дерева не поддерживают огонь.
- небольшая масса, что позволяет сокращать расходы на возведение фундамента:
Вес одного блока размером 500х250х300 мм составляет около 24 кг. Для возведения 1 м.кв. стены, шириной 300 мм, потребуется около 8 шт. арболитовых блоков. Следовательно вес 1 м.кв. стены будет составлять не более 200 кг., что позволяет делать фундаменты облегченной конструкции.
- повышенная сопротивляемость к ударным нагрузкам, а также высокий предел прочности при изгибе:
высокая скорость строительства
экономичность эксплуатационная:
Снижаются расходы на отопление и вентиляцию, не требуется дополнительной звукоизоляции.
4. Химические добавки для арболита
Древесный заполнитель, как и другие органические заполнители, обладает высокой химической активностью по отношению к минеральным вяжущем веществам. Это вызвано наличием в них легкорастворимых, химически активных веществ. Поэтому при проектировании состава арболита следует внимательно подходить к подбору химических добавок, используемых в качестве минерализаторов. Согласно нормативам рекомендуются три вида "минирализатора": хлорид кальция, жидкое стекло и комплексная добавка из сернокислого алюминия и извести-пушенки.
Максимальный расход химических добавок кг/м3 для приготовления арболита (в пересчете на сухое вещество):
Химические добавкиВиды заполнителяДревесная дробленкаКостра конопли или льнаХлорид кальция Стекло натривое жидкое Комплексная добавка: сернокислый алюминий + известь пушенка 8 8 20+256 9 15+20
. Ускорители твердения: хлорид кальция СаCl2 (ХК), нитрат кальция (Са(NO3)2 (HК), нитрит-нитрат-хлорид кальция(ННХК), сернокислый глинозем(СГ), жидкое стекло+хлорид алюминия (ЖС+ AlCl2), хлорид кальция + оксид кальция (CaCl2 + CaO), гидрооксид кальция Ca(OH)2.
. Образующие пленку на поврхности заполнителя: стекло натриевое жидкое(ЖС), жидкое стекло+хлорид кальция (ЖС+ХК), жидкое стекло+сернокислый глинозем (ЖС+СГ), жидкое стекло+фуриловый спирт (ЖС+ФС).
.Пенообразующие: жидкостекольный пенообразователь ЖСПО (ЖС+канифоль+ NaOH), алкилсульфаная паста СП-1, вещество жидкое моющее СП-3.
.Воздухововлекающие: смола древесная омыленная (СДО), смола нейтрализованная воздухововлекающая (СНВ), омыленный древесный пек ЦНИПС-1.
.Гидрофобизирующие: этилсиликонат натрия ГКЖ-10, метилсиликонат натрия ГКЖ-11, полигидросилоксан ГКЖ-94.
5. Повышение прочности арболита
. Прочность арболита, как уже было ранее сказано, определяется сцеплением органического заполнителя с цементным камнем, а сцепление в свою очередь зависит от анизотропных свойств органического заполнителя.
. При постоянном расходе портландцемента существенное влияние на прочность арболита оказывает удельная поверхность древесного заполнителя. При изменении ее в пределах от 17,56 до 2,57 м2/кг прочность возрастает от 2,4 до почти 4 МПа, при этом толщина прослойки цементного камня соответственно увеличивается от 0,054 до 0,365 мм.
. С увеличением шероховатости древесного заполнителя до некоторого предела значение адгезии возрастает до тех пор, пока отдельные относительно крупные гребни (более 0,1…0,2 мм) не противодействуют образованию сплошной прослойки цементного камня.
. Прочность сцепления цементного камня с древесным заполнителем зависит от того, какая древесина - поздняя или ранняя - находится в зоне контакта с цементным камнем. Сила сцепления ранней древесины почти в 2 раза выше, чем поздней.
. Для повышения структурной прочности арболита имеет смысл модифицировать цементный камень с помощью бутадиенстирольного и дивинилстирольного латексов, а также поливинилацетатной дисперсии, которые широко применяются в строительстве и промышленности. Такие добавки, кроме того, что повышают прочность арболита, еще и увеличивают его гидрофобность - при увлажнении частицы полимеров, находящихся на поверхности заполнителя, набухают и закупоривают поры, чем препятствуют проникновению влаги внутрь заполнителя. Что в свою очередь ведет к повышению долговечности арболита.
. Формирование изделий из арболита
Арболитовая смесь - это сыпучее тело, состоящее из частиц древесины, вяжущего (цементное тесто), влаги внутри заполнителя и воздуха.
Обычная вибрация при формовании изделий из арболита малопригодна из-за легкого веса органического заполнителя и его упругих свойств. Частично эти препятствия в формовке арболита на вибростоле можно обойти с помощью поризации смеси, используя пенообразующие и воздухововлекающие вещества. Коэффициент уплотнения смеси в этом случае всего 1,0…1,02. Из чего следует, что сырье для арболита при формовании только с вибрацией должно быть очень качественным и по фракционному составу, и по обработке с помощью минерализаторов, а сама технология изготовления должна строго выдерживаться. Порядок получения поризованной арболитовой смеси следующий. Сперва в смеситель помещают древесную дробленку, затем к ней добавляют раствор геля, предварительно полученного при смешивании хлористого кальция, жидкого стекла и 1/3 воды затворения. Щепа с гелем перемешиваются 5 минут. Затем в смеситель подается цемент и оставшаяся часть воды. В приготовленную таким образом смесь вводят пену, полученную с помощью с центробежного насоса и продолжают перемешивание в течении 30 секунд. Готовая смесь через раздатчик поступает в металлическую форму, установленную на вибростоле, где происходит формование. Вибростол представляет собой металлическую плиту, опирающуюся на четыре резиновые опоры, к тыльной стороне которой приделан вибратор. Далее форма снимается со стола и арболит в ней в зависимости от окружающих условий выдерживается до получения распалубочной прочности.