В последнее время все чаще стали применять в строительстве арболитовые изделия и конструкции и поэтому не удивительно, что многих людей этот вопрос заинтересовал и они бросились искать ответ на волнующий их вопрос: а собственно, что такое арболит и что он из себя представляет. Сегодня в данной статье мы поговорим именно об арболите, из чего он состоит и для чего он нужен.
Арболит это легкий бетон, которого получают на минеральном вяжущем и органическом целлюлозном заполнителе растительного происхождения, химических добавок и воде. Поэтому арболиту присущи биостойкость бетона, прочность, огнестойкость, небольшая плотность, небольшая теплопроводность, легкость обработки любым доступным режущим инструментом и хорошая гвоздимость, как у древесины.
Таблица-1. Технические характеристики арболита
Производство арболита регламентируется правилами ГОСТ 19222-84, и таким образом материал имеет следующие марки 5; 10; 15; 25; 35 и 50. В зависимости от средней плотности в высушенной до постоянной массы состоянии, арболит подразделяется на теплоизоляционный ( средняя плотность до 500 кг/м³), и конструкционный ( со средней плотностью свыше 500 до 850 кг/м³). Средняя плотность материала в зависимости от вида и класса арболита а также от вида заполнителя приводится в таблицу-2.
Читай далее на http://stroivagon.ru дом из арболита
Таблица-2.Средняя плотность арболита в зависимости от вида заполнителя
Марка арболита по морозостойкости в изделиях конкретных видов в зависимости от режима их эксплуатации и климатических условий района строительства должна приниматься в соответствии с нормами проектирования и указываться в стандартах или технических условиях на конкретные изделия и не должна быть менее F 25.
Теплопроводность арболита, высушенного до постоянной массы в зависимости от вида заполнителя которая определяется при температуре 20 ± 5°С, не должна превышать указанной в таблице-3. Как видно из таблицы-3, невысокие прочностные характеристики арболита объясняются химической агрессивностью заполнителя и его подверженностью значительным влажностным объемным деформациям. Установлено, что на прочность арболита значительно влияет его влажность.
Таблица-3. Теплопроводность арболита в зависимости от вида заполнителя
Особенно сильно изменяется его прочность при влажности 0…25 %, то есть в пределах водонасыщения древесного волокна. Максимальную прочность имеет арболит с влажностью 16…17 %. Прочность сцепления арболита с металлической арматурой в зависимости от марки арболита, вида профиля стержней ( гладкий, периодический) и защитной обмазки составляет 0,1…0,4 МПа. Сцепление же фактурного слоя из цементно -песчаного раствора 1 : 3 ( цемент, песок) -1,5…1,6 МПа.
Деформация арболита при кратковременной нагрузке( показатель сжимаемости) примерно в 8…10 раз больше, чем у бетонов на минеральных пористых заполнителях. Показатель сжимаемости равен 7,5 ·10 -3 , коэффициент Пуассона -0,15…0,2. Сорбционное увлажнение арболита зависит от его средней плотности, вида применяемого органического целлюлозного заполнителя и введенных добавок и при относительной влажности воздуха 40…90 % составляет 4,0…12%.
Так как сорбционное увлажнение арболита не велико, то материал негигроскопичен. Долговечность ограждающих конструкций из арболитовых изделий характеризуется III степенью. По биостойкости арболит относится к V группе. Арболит со средней плотностью выше 400 кг/м³ относится к трудносгораемой категории. Наружная поверхность ограждающих конструкций из арболита, соприкасающихся с атмосферной влагой, независимо от влажностного режима внутренних помещений должна иметь защитный отделочный слой. С внутренней стороны панели предусматривается фактурный слой из цементно-песчаного раствора толщиной до 2 см.
Арболит обладает более высокими теплозащитными и звукоизоляционными свойствами, чем бетоны на минеральных пористых заполнителях. Для изготовления конструкций из арболита применяют следующие материалы: вяжущее ( портландцемент и его разновидности ), заполнители ( отходы лесозаготовок, лесопиления и деревообработки, одубина), химические и порообразующие добавки ( хлорид кальция, жидкое стекло, сернокислый алюминий и другие), арматуру, материалы для антикоррозионной защиты арматуры и отделки поверхностей конструкций.
Вяжущие должны удовлетворять требованиям следующих стандартов: портландцемент и быстротвердеющий портландцемент -ГОСТ 10178-85*; цемент сульфатостойкий -ГОСТ 22266-76*; портландцемент белый-ГОСТ 965-78; портландцемент цветной -ГОСТ 15825-80. Заполнители приготовляют из следующих пород древесины: сосны, ели, пихты, кедра. Допускается также использование древесины таких пород как липа, ольха, береза, тополь, осина и другие после лабораторной проверки.
Древесный заполнитель как и многие другие органические целлюлозные заполнители наряду с присущими им ценными свойствами ( малая средняя плотность, хорошая смачиваемость, легкость обработки, в частности дроблением и другие) имеет и отрицательные качества, которые затрудняют получение материала высокой прочности из высокопрочных компонентов ( цементный камень, и древесина). К специфическим особенностям органического целлюлозного заполнителя, отрицательно влияющим на процессы структурообразования, прочность и стойкость арболита к влагопеременным воздействиям относятся:
Повышенная химическая агрессивность, значительные объемные влажностные деформации и развитие давления набухания; резко выраженная анизотропия , высокая проницаемость , низкая адгезия по отношению к цементному камню, значительная упругость при уплотнении смеси. Таким образом эти специфические свойства древесного заполнителя в разной степени влияют на процессы структурообразования и физико-механические свойства арболита, однако для получения высококачественных изделий и конструкций должны учитываться в технологии их производства.
Кусковые отходы древесины и дровяное долготье должны измельчаться в щепу и выдерживаться в кучах под навесом не менее месяца при положительной температуре. Применение свежесрубленной древесины всех пород для производства арболита допускается только при показателе пригодности ( удельный расход цемента на единицу прочности арболита при сжатии) не более 15 % и содержании водорастворимых редуцирующих веществ не более 2 %.
Выдержанные отходы древесины превращают в щепу на рубильных машинах а затем измельчают в дробленку ( ГОСТ 19222-84) на молотковых мельницах, в дробилках или на стружечных станках. Химические добавки для арболитовой массы должны удовлетворять требованиям следующих стандартов : хлорид кальция-ГОСТ 450-77*, жидкое стекло -ГОСТ 13078-81*; силикат-глыба-ГОСТ 13079-81*; оксид кальция ( известь) ГОСТ 9179-77.
Допускается введение порообразующих добавок, используемых при производстве поризованных легких бетонов а также других химических добавок, в том числе комплексных , после лабораторной проверки по согласованию с базовой организацией. Химические добавки для арболитовой массы применяют в виде водных растворов требуемой плотности как в отдельности, так и в сочетании друг с другом. Плотность замеряется денсиметром.
Жидкое стекло должно иметь модуль 2,4…3. Модуль жидкого стекла определяется по ГОСТ 13078-81*. Для быстрой предварительной оценки модуля жидкого стекла может быть применен полевой способ согласно инструкции по технологии приготовления жаростойкого бетона. Вода для затворения арболитовых смесей и бетона ( раствора) отделочных слоев должна удовлетворять требованиям ГОСТ 23732-79.
Для армирования конструкций из арболита должна применяться арматура классов А-I, A-II, A-III, диаметром не более 16 мм и проволочная арматура класса Вр-I. Арматурные изделия и металлические закладные детали должны удовлетворять требованиям ГОСТ 19222-84 и 10922-75, а также дополнительным указаниям приведенным в рабочих чертежах конструкций. Арматура должна иметь заводской сертификат с указанием марки стали. Применение арматурных изделий и закладных металлических деталей со следами ржавчины, грязи, масла не допускается.
Заполнители для бетона ( раствора) наружных и внутренних отделочных слоев конструкций из арболита должны соответствовать требованиям : плотный песок -ГОСТ 8267-82; 8268-82; неорганические пористые мелкий и крупный заполнители -ГОСТ 9757-83. Предельную крупность щебня или гравия применяют 20 мм при толщине бетонного слоя более 30 мм и 10 мм при толщине слоя 30 мм.
Производство арболита
Для рекомендуемых составов СН 549-82 (инструкция по проектированию, изготовлению и применению конструкций и изделий из арболита ) древесно-цементное отношение в арболите принимают 0,6 а в В/Ц — в пределах 1,1…1,3. Средний расход компонентов на 1 м³ арболита приведен в таблицу-4. В производственных условиях число компонентов и вид добавок выбирают исходя из конкретных условий : качества применяемого древесного заполнителя, назначения и условий эксплуатации изделий и конструкций.
Таблица -4. Ориентировочный расход компонентов , кг на 1 м³ арболита
Технология арболита в основном включает те же операции что и технология обычного бетона на пористых заполнителях. Однако органический целлюлозный заполнитель как специфический материал вносит свои коррективы во все технологические операции. Технологический процесс изготовления арболитовых изделий и конструкций в большинстве действующих цехов состоит из следующих переделов: дробление и подготовка заполнителя по гранулометрическому составу, обработка заполнителя химическими растворами, дозировка компонентов арболита, приготовление арболитовой смеси, укладка ее в формы и уплотнение, термообработка отформованных изделий, вызревание при положительных температурах, транспортировка изделий на склад ( смотри рисунок-1).
Рисунок-1. Технологическая схема производства изделий из арболита
1-рубительная машина, 2-циклон, 3-бункер щепы, 4-барабанный дозатор, 5- молотковая дробилка, 6- бункер дробленки , 7- виброгрохот, 8- сетчатый контейнер, 9-кран балка, 10-дозатор химических растворов, 11- емкость для химических растворов ; 12- центробежный насос, 13-перфорированная труба, 14-шиберный затвор, 15-шнековый конвейер, 16-бункер для песка или минеральных добавок, 17-бункер для цемента, 18-автовесы, 19-смеситель для приготовления раствора для фактурного слоя , 20-смеситель для приготовления арболитовой смеси, 21-раздатчик, 22-ровнитель, 23- металлическая форма, 24-цепной конвейер, 25- формовочный пост, 26-захват, 27- накопитель, 28-камера термообработки.
Важнейший из технологических факторов влияющий на физико-механические свойства арболита и экономические показатели его производства является способ формования и уплотнения. От него зависит прежде всего макроструктура и такие ее функции, как средняя плотность, теплопроводность, звукопроводность, влагостойкость и другие. Арболитовую смесь получают практически на том же оборудовании, что и обычный бетон на пористом заполнителе.
Для производства арболита используют бетоносмесители С-773, С-951, СБ-138 или лопастный растворосмеситель типа С-209, СМ-290. Большое влияние на качество смеси оказывают дозирование и способ ведения воды и химических добавок. нестабильная влажность органического целлюлозного заполнителя обусловила необходимость на ряде предприятий замачивать заполнитель в воде ( горячей или холодной) или в растворе химических добавок в течении 7-10 минут перед тем как подать заполнитель в смеситель.
Однако при использовании такого метода не удается точно дозировать воду а также нейтрализовать в достаточном количестве химически агрессивные вещества заполнителя. Проведенные исследования и производственная проверка способов введения воды и химических веществ позволяют рекомендовать их совместное введение непосредственно в смеситель путем дождевания с помощью дозатора и системы перфорированных трубок -распылителей. В этом случае можно точно дозировать воду и добавки а также равномерно распределять их, а это в свою очередь позволяет улучшить физико-механические свойства арболита.
Арболитовые изделия и конструкции на большинстве технологических линий формуются в стальных формах. Для заполнения стальных форм могут быть рекомендованы двухбункерные бетоноукладчики типа С-166А. При укладке смеси в форму, главная задача состоит в равномерном распределении ее по всей форме. Достигается это путем заполнения формы в уровень с бортами или в уровень с насадкой. Из-за упругости арболитовой смеси высоту бортоснастки формы можно определить с помощью коэффициента уплотнения по формуле:
Н ф = ℜ упл ·hизд,
где h изд- проектная толщина изделия, см;
ℜ упл -коэффициент уплотнения;
Н ф — высота бортоснастки формы.
Коэффициент уплотнения назначают в зависимости от требуемой средней плотности арболита в пределах 1,2…1,6. Для средней плотности 700 кг/м³ при использовании дробленки хвойных пород, коэффициент равен 1,3. При изготовление арболитовых изделий самая ответственная часть операций является уплотнение смеси. Из-за упругих свойств к арболитовой смеси неприменимы общие закономерности, характерные для смесей на минеральных заполнителей. Обычно вибрация малоэффективна из-за низких гравитационных и упругих свойств арболитовой смеси а прессование приводит к тому, что после снятия нагрузки упругая смесь распрессовывается и нарушается целостность структуры.
Эти особенности арболитовой смеси объясняются свойствами древесного заполнителя, энергично поглощающего капельную влагу в смесителе в процессе приготовления смеси, в результате чего смесь получается малоподвижной даже при больших расходах воды. Поэтому на практике приходится поддерживать высокие значения В/Ц равные 1,1…1,3.
Такие свойства арболитовой смеси заставили производственников и исследователей создавать новые способы уплотнения смеси. В результате появились самые различные способы уплотнения: уплотнение в вертикальных или в горизонтальных формах ручными или механическими трамбовками. Прессование в горизонтальных или в вертикальных формах; силовой вибропрокат, вибропрессование, вибрирование с погрузом, послойное уплотнение, циклическое прессование.
Производство арболита и его применение по сравнению с традиционными строительными материалами имеют ряд преимуществ: утилизируются неиспользованные отходы деревообработки для получения заполнителя. Снижается масса зданий, упрощается монтаж конструкций при строительстве зданий, отсутствует необходимость в высококвалифицированных монтажниках и в механизмах большой грузоподъемности для монтажа зданий.
Возможность изготовления панелей полной заводской готовности размером на комнату с вмонтированными оконными и дверными блоками, электропроводкой, то есть обеспечивается возможность обеспечения полносборности строительства. Также появляется возможность устраивать стены меньшей толщины , так как по теплотехническим характеристикам арболит лучше традиционных материалов ( легкие бетоны, керамзит и другие).
За счет небольшой массы арболита возможно изготовление арболитовых изделий имеющие небольшую массу , как например стеновые блоки или панели размером 600 х 300 х 20 см при средней плотности 700 кг/м³ и имеющие массу до 2,7 тонн. Изделия с такой массой можно монтировать с помощью любых серийно выпускающиеся кранов средней грузоподъемности.
Производство арболита позволяет сэкономить от 35 до 55 кг цемента на приготовление 1 м² ограждения по сравнению с керамзитобетоном при равном термическом сопротивлении. При этом снижается стоимость арболитовых изделий «в деле», например стоимость панелей из арболита на 1,5…2 раза дешевле, чем стоимость деревянных облегченных панелей.