Опилкобетон — применение в строительстве
Опилкобетон
– это строительный бетон, состоящий из древесных опилок, песка, воды и вяжущих – цемента и извести. Применяется в основном в частном домостроении для возведения стен, несущих, самонесущих и ненесущих. Применяется как в виде стеновых опилкоблоков, так и для заливки монолитных конструкций. Наличие большого количества в его составе древесных опилок придает ему ряд свойств, близких к дереву, таких как пониженная теплопроводность, хорошая звукоизоляция, относительно невысокий вес, благоприятная атмосфера внутри построенных из него помещений. При этом, в отличие от дерева, он не пожароопасен и не гниет.
Что такое арболит, его состав
Современным языком, это называется «композитный материал» — сочетание нескольких компонентов – основы, связующих и добавок для улучшения качества исходного материала. Состав арболита и его пропорции найдены удачно – новый материал получает преимущества старых, а также частично или полностью избавляется от их недостатков.
Методика изготовления разработана в Голландии, где были созданы монолитный арболит и блочный – что это такое, мир узнал еще в 1930-е годы. Новый материал стал достаточно быстро популярен в Европе, США и СССР, куда он пришел в 1960-е года.
Получаемый в промышленных условиях арболит состоит из следующих компонентов:
Древесные щепки (щепа), размерами 3-5х5-10х25 мм. Лучший арболит получается из измельченной хвои, но использовать для изготовления можно и другие породы, а также костру (одеревеневшие части стеблей), рисовую солому или хлопчатник. Этот компонент дает материалу теплоизоляционные свойства деревянного бруса.
- Наполнители. Их основной задачей является нейтрализация сахаров, находящихся в древесине и провоцирующие ее последующее гниение. Они же привлекают термитов и прочих насекомых, питающихся деревом. В промышленных условиях арболит в свой состав включает сульфат алюминия – известная пищевая добавка E520, реже применяется хлорид или нитрат кальция. В частном строительстве, при невозможности достать эти компоненты, в раствор добавляют жидкое стекло.
- Цемент. Это главный связующий элемент, также напрямую влияющий на свойства получаемого материала – от него зависит плотность и сопротивление механическим повреждениям. Чаще всего применяется марка 500.
- Вода. Растворитель наполнителей, инициатор и катализатор реакции цемента.
В состав арболита компоненты входят в таких соотношениях: цемент – 25 кг, щепа – 120-150 л, вода – 40 л, жидкое стекло – 0,5 л.
Наглядно про арболит на видео:
Щепа для арболита: как получить или где купить
Лучшая щепа для арболита получается из сосны и ели. Можно использовать и лиственницу, но при замесе необходимо удвоить количество химических добавок. Из лиственных пород ГОСТ допускает использование осины, бука, березы, тополя. ОСтальные требования такие:
- Максимальные размеры 40*10*5 мм. Опытным путем установлены оптимальные параметры щепы — длинна около 25 мм, ширина — 5-10 мм, толщина 3-5 мм. Из такого сырья получаются самые прочные арболитовые блоки.
- Количество коры не должно превышать 10%.
- Не должно быть пыли, песка, грунта, посторонних примесей. От мелких фракций, пыли и песка щепу избавляют при помощи сита, а крупные посторонние включения удирают вручную (часто это куски грунта или камни).
- Не должно быть видимой плесени и гнили.
Пример щепы для арболита
Самая лучшая щепа получается из кусковых отходов древесины. Ее сначала пропускают через рубительные машины, а потом измельчают на молотковой дробилке. Использовать для этого можно следующие механизмы:
- Дисковые рубительные машины с регулируемыми ножами. Не все из них можно подстроить для получения щепы требуемого размера, но размеры будут близкими.
- Роторно-ножевые дробилки. С них выходит узкая и неширокая щепа, а длинна регулируется. То есть, это — хороший вариант. Есть только одно «но»: ножей много и при длительном использовании их надо менять или наплавлять (они не точатся). К плюсам добавим, что дробилки этого типа можно использовать для повторного дробления технологической щепы, полученной при первом дроблении (после перенастройки).
- Шредеры или валковые измельчители. Это дорогое оборудование (около 1 млн. руб), причем в основном импортного производства, но оно отлично подходит, так как изготавливается под определенные размеры щепы.
Если делать арболитовую щепу самостоятельно — не вариант, ее можно купить. Если получится, можно договориться на заводе, где производят арболит. Только параметры щепы проверяйте. Если такового поблизости нет, можно взять стружку из-под калибровочных станков. Некоторые из них можно настроить так, чтобы стружка была нетолстой.
Достоинства и недостатки арболитовых блоков
Следует отметить, что в прошлом веке арболит использовался не только для изготовления стеновых блоков, но также выпускался в виде листов, которые применяли для утепления и звукоизоляции полов.
Сегодня в этом качестве древобетон практически не используется, потому что его основные достоинства раскрываются при возведении малоэтажных зданий. Перечислим их более подробно.
— Низкая теплопроводность
Стеновые блоки из арболита относятся к категории эффективных теплоизолирующих материалов. Об этом говорит следующий факт: стена из арболита толщиной всего в 30 см так же хорошо удерживает тепло, как кирпичная кладка метровой толщины.
Поэтому в отзывах владельцев домов из арболитовых блоков в первую очередь отмечается существенная экономия топлива даже в самые холодные зимы.
— Прочность
Прочность арболитовых блоков напрямую зависит от их плотности. Для конструкционно-теплоизоляционного древобетона плотностью 600-650 кг/м3 она составляет от 20 до 35 кг/см2. По данному показателю арболит практически не отличается от своих главных конкурентов – пено и газобетона.
Важным плюсом является пластичность этого материала. Данный факт объясняется тем, что в состав арболитовых блоков входит древесная щепа, армирующая этот материал. Поэтому под нагрузкой древобетон не трескается, а только немного деформируется без потери целостности.
Возводя дом из арболита, вам не придется тратить лишние деньги и время на заливку бетонного армированного пояса, который необходим для хрупких стен из газо и пенобетонных блоков.
— Морозостойкость
У арболита морозостойкость (количество циклов замерзания-оттаивания в водонасыщенном состоянии) составляет от 25 до 50. На практике это означает, что дом из этого материала простоит не менее 50 лет (подтверждено исследованиями существующих зданий). У пеноблоков сопротивляемость замораживанию и оттаиванию не превышает 35 циклов.
Говоря о плюсах арболита, следует также сказать о его низкой карбонизационной усадке. Этим термином обозначают процесс потери прочности цементным камнем из-за реакции с атмосферным углекислым газом, в результате которой получается мягкий мел.
— Хорошая звукоизоляция
У арболитовых блоков в акустическом диапазоне от 125 до 2000 Гц коэффициент звукопоглощения составляет от 0,17 – 0,6. У кирпича этот показатель хуже почти в четыре раза. У древесины он находится в границах от 0,06 до 0,1, что так же существенно меньше, чем у древобетона.
— Легкий вес
1 м3 блоков из конструкционно-теплоизоляционного арболита весит почти в 3 раза меньше кирпича и почти в 1,5 раза меньше керамзитобетона. Это позволяет существенно снизить затраты на возведение фундаментов под арболитовые стены.
— Экологичность и долговечность
Древобетон – один из самых экологичных строительных материалов, поскольку в его состав входят только натуральные компоненты – цементный камень, древесная щепа, вода, хлористый кальций (используется в пищевой промышленности) или обычное известковое молоко.
В стене этот материал ведет себя превосходно, поскольку не гниет, не боится плесневых грибков и не горит. Кроме этого, древобетон хорошо дышит и регулирует влажность воздуха в помещении, поглощая избыток влаги и отдавая ее при недостатке.
— Негорючесть
Арболит относится к группе трудногорючих материалов (группа горючести Г1). Кроме этого, древобетон является трудновоспламеняемым (группа воспламенямемости В1) и малодымообразующим материалом (Д1).
— Легкость обработки
Древобетон легко обрабатывается любым механическим инструментом. Его можно пилить и сверлить, он хорошо держит гвозди и шурупы. Шероховатая поверхность блоков является идеальной основой для нанесения штукатурных растворов без использования армирующих сеток.
К минусам арболитовых блоков можно отнести невысокую точность геометрических размеров. Поэтому стены из этого материала требуют выравнивания штукатурными растворами или листовыми отделочными материалами (гипсокартон, магнезит, вагонка, сайдинг).
Поскольку технология изготовления арболита основана на использовании древесной щепы – достаточно дорогого материала, то стоимость блоков из древобетона превышает цену газобетона в среднем на 15-20%.
Оборудование для изготовления
Описанный выше способ считается малозатратным. Он пригодится тем, кто желает возвести небольшую хозяйственную постройку. В случае, если планируется серийное изготовление шлакоблоков, необходимо специальное оборудование, цена которого может различаться по некоторым показателям.
Оборудованием для изготовления шлакоблоков является вибростанок. Цены за штуку на него бывают совершенно разные, и могут отличаться по ряду показателей:
- производитель;
- мощность;
- производительность.
| Вибростанок | Производительность шт | Цена |
| РМУ-3 | 300-450 шт./8 часов | 21 000 руб. |
| Марс-2 | 60 шт./1 час | 14 990 руб. |
| Торнадо | 60 шт./1 час | 10 990 руб. |
Состав
Как и всякий бетон, материал включает в себя цементирующее вещество и наполнитель – только органического происхождения, а также различные добавки. Происхождение и свойства ингредиентов влияют на качества конечного продукта.
Органические наполнители сообщают арболиту очень значительные тепло- и звукоизоляционные свойства. По прочности материал мало чем уступает бетону с такими же показателями плотности. Такое сочетание качеств возможно лишь при правильном выборе сырья.
О том, как сделать щепу для производства арболита своими руками поговорим ниже.
Более подробно о том, как подобрать состав для арболита и опилкобетонов, расскажет этот видеосюжет:
Органические компоненты
В виде древесного наполнителя применяют несколько видов материала. Далеко не всякая стружка годится в качестве сырья – не стоит путать материал с опилкобетоном. Новый ГОСТ четко регулирует размеры и геометрию добавляемых в арболит фракций.
Щепа – получают ее методом дробления нетоварной древесины – горбыля, сучков, верхушек и тому подобного. Для производства арболита используют щепу длиной в 15–20 мм – не превышая 40 мм, шириной в 10 мм и толщиной в 2–3 мм. В промышленных условиях дробление выполняют специальные установки. Практические исследования утверждают, что для достижения лучшего качества при изготовлении дробленая щепа для арболита должна иметь игольчатую форму и быть меньше в размерах: длина до 25 мм, ширина – 5–10 мм, толщина 3–5 мм. Дело в том, что древесина по-разному впитывает влагу вдоль и против волокна, а указанные выше размеры уравнивают эту разницу.
Годится для щепы не всякое дерево: можно использовать ель, сосну, осину, березу, бук, а вот лиственница нежелательна. Древесный материал перед использованием обязательно обрабатывают антисептическими составами, чтобы предупредить развитие плесени или грибков.
- Измельченные кора и хвоя также может применяться. Однако доля их меньше: коры должна быть не более 10% от массы продукта, а хвои – не более 5%.
- Сырьем может выступать рисовая солома, костра льна и конопли, а также стебли хлопчатника. Материалы измельчают: длина не должна превышать 40 мм, ширина – 2–5 мм. Очесы и пакля, если они оказываются в наполнителе, не превышают 5% от массы. ГОСТ 19222-84 регламентирует размеры фракций, которые получают при измельчении того или иного сырья. И хотя в пропорции ингредиентов допускаются отклонения, отступать от стандартов сырьевых нельзя.
Лен содержит большое количество сахаров, а последние, вступая в реакцию с цементом, разрушают его. Предварительно костру льна вымачивают в известковом молоке – 1–2 дня, или выдерживают на воздухе 3–4 месяца.
Неорганические компоненты
Вяжущим в деревобетоне, а именно так называют арболит, выступают следующие вещества:
- портландцемент – традиционный материал и наиболее популярный;
- портландцемент с минеральными дополнительными компонентами – обычно, таким образом повышают морозостойкость блоков;
- сульфатостойкий цемент, за исключением пуццоланового, обеспечивает стойкость к химически агрессивным веществам.
Согласно требованиям ГОСТ использоваться может лишь материал соответствующей марки:
- не менее, чем 300 для теплоизоляционного деревобетона;
- не менее, чем 400 для конструкционного.
А теперь поговорим про пропорции химдобавки в составе арболита.
Химические добавки
Общее количество дополнительных ингредиентов может достигать 2–4% от веса цемента. Большинство из них повышают прочность деревобетона: вещества взаимодействуют с сахарами, которые наличествуют в древесине, и образуют безвредные для цемента соединения.
Конкретное количество ингредиентов определяется маркой арболита. Например, в состав деревобетона марки 30 могут входить:
- хлорид кальция и сульфат алюминия в пропорции 1:1 – не более 4% от массы цемента;
- хлорид кальция и сульфат натрия в пропорции 1:1 – не более 4%;
- хлористый алюминий и сульфат алюминия в пропорции 1:1 – не более 2%;
- хлорид кальция и хлористый алюминий в пропорции 1:1 – не более 2%.
В тех же целях может использоваться и жидкое стекло – силикаты натрия и калия.
Вода
ГОСТ регламентирует степень чистоты воды, но на практике используют любую – центральный водопровод, колодцы, скважина. Для качества арболита принципиальным является температура воды. В состав она добавляется вместе с дополнительными ингредиентами.
Чтобы скорость гидратации цемента была достаточной, нужна вода с температурой не менее +15 С. Уже при +7–+8 С скорость схватывания цемента заметно падает.
Далее будет рассмотрен рецепт, состав пропорции смеси на куб (1м3) арболита своими руками.
Состав
При изготовлении арболитовых блоков применяют натуральные и химические компоненты. При их грамотном соединении с соблюдением пропорции можно получить изделие необходимой марочной прочности, которое в последующем можно будет использовать для возведения одноэтажных или двухэтажных построек.
Древесина
Дерево относится к органическим материалам, так что в его клетках содержится вода. Кроме воды, дерево содержит сахар, от которого необходимо избавиться. Процесс изготовления начинается с того, что щепку нужно нарубить.
Для этого используют сырую древесину. Затем она должна побыть рядом с химическими реагентами, чтобы весь сахар покинул ее. Как известно, дерево – это материал, имеющий низкие адгезивные свойства. Если не соблюдать технологии, то это станет причиной разрушения блока непосредственно в руках.
На фото-щепки в арболитовых блоках:
Размер щепки оказывает влияние на количество используемого цемента для получения 1 м3 арболита. Если задействовать щепки из сухой древесины, то фракция получится мелкой. Она будет иметь игольчатую структуру, а это потребует использование большего количества цемента. Щепка игольчатой формы должна присутствовать только в определенном количестве.На 1 м3 арболита потребуется
Всего на 1м3 арболита необходимо:
- 8-10 кг химических составляющих;
- 250 кг цемента;
- 250 г щепы.
При замесе щепки ее нужно хорошенько смочить, чтобы вся свободная влага не выделялась, а сама щепка была укрыта слоем цемента. Именно он при трамбовки блока сможет соединить щепки между собой.
Сернокислый алюминий
Этот компонент используют при изготовлении арболита, а относится он к химическим составляющим. Его задача – это расщеплять сахара.
На фото – арболитовые блоки с алюминием
При добавлении сернокислого алюминия в смесь удается сократить время, которое требуется для набора прочности. При этом на схватываемость это не влияет.
Хлористый кальций
При использовании его в сочетании с сернокислым алюминием удается побороть всех микроорганизмов в дерево. Еще этот компонент оказывает противогнилостные свойства и не дает возникать очагам внешнего поражение готовых блоков.
На фото- арболитовые блоки с хлористым калием
Если хлористый кальций отсутствует, заменить его может хлористый алюминий.
Жидкое стекло
При помощи этого компонента можно закрыть поры в древесине и избежать проникновения влаги внутрь щепы. Применять жидкое стекло рекомендуется после того, как были устарнены все сахара и есть необходимость в защите от проникновения влаги
Жидкое стекло могут применять в качестве модификатора для схватывания строительной массы, но только делать это предельно осторожно.Трудности и ошибки во время работыСамостоятельное производство всегда связано с риском, ведь, если не следовать пропорциям или неправильно обработать щепки, то впоследствии материал вспучится либо рассыплется
На производстве весь процесс налажен и автоматизирован.
При самодельном же изготовлении элементов есть вероятность, что влага и сахар будут не до конца выведены из щепок из-за того, что используется непрофессиональное оборудование.
Если нет бетономешалки, то перемешать раствор вручную будет непросто
Важно следить, чтобы щепки не образовывали комки, а все компоненты были утоплены в цементе
Нельзя пренебрегать добавлением химических реагентов. Они улучшают свойства арболита. А поскольку он изготовлен самостоятельно, то технология не всегда может соответствовать ГОСТу. Поэтому изделиям нужна помощь дополнительных химикатов, которые компенсируют недостатки самостоятельного изготовления элементов.
Также на самодельном оборудовании тяжело добиться того, чтобы щепки соответствовали жёстким требованиям к своим размерам – максимум 5 мм по толщине и 25 мм по длине.
Пошаговая инструкция возведения дома
1. Ленточный фундамент.
Необходимо учесть все характеристики деревобетона. Вид основы можно принять любым, так как даже при существенной усадке благодаря высокой прочности и способности блоков переносить изгибающие нагрузки стены здания не растрескиваются. Возможно применение основания, строительство которого будет наиболее выгодным и целесообразным в конкретных условиях, самой подходящей конструкцией является ленточная.
Арболит обладает высокой влагопроницаемостью, потому обязательна гидроизоляция по технологии:
- возвышение фундамента над уровнем земли — не мене 0,5 м;
- на такую же высоту выполняется подложка из кирпича, впитывающая влагу в себя.
2. Укладка стен.
Технология практически ничем не отличается от схемы работы с кирпичом или пенобетоном за исключением того, что блоки способны к поглощению влаги из раствора. Поэтому арболит во избежание «высушивания» швов заранее увлажняют.
Кладку рядов начинают с углов, проверяя уровнем возможные отклонения, материал легко обрабатывается. Толщина шва принимается от 10 до 30 мм в зависимости от геометрии элементов и этажности здания.
Нанесение раствора выполняется по краям предыдущего ряда. Создается воздушный терморазрыв, компенсирующийся теплопроводностью цементно-песчаной смеси. Часто применяется дополнительное утепление кладки при помощи деревянных реек или пенополистирольной ленты. Такая прокладка создает разрыв шва, исключая возникновение мостиков холода.
Оптимальная толщина стен дома — 30 см. Для двухэтажного жилища — не менее 40, так как нагрузки на нижние ряды арболита возрастают. При условии облицовки кирпичом либо внутреннего или наружного дополнительного утепления допускается принимать толщину несущих стенок 20 см.
Необходимо придать жесткость стенам путем их армирования полимерной сеткой либо стальными прутками, обработанными антикоррозионным составом. Усилению подлежат углы здания, дверные и оконные проемы, места сопряжения наружных стен. Для домов, построенных из арболита, выполнять укрепление кладки не обязательно, но многие, подстраховываясь, размещают сетку через каждые 3-4 ряда. С отзывами застройщиков вы можете ознакомиться здесь.
Руководство по работе с арболитом указывает на необходимость одновременного выкладывания не более трех рядов. Затем сделать суточный перерыв для высыхания раствора. Именно по этой причине часто возводят внутренние стены совместно с наружными. Для ускорения набора прочности цементом и сокращения времени строительства в состав вводятся различные добавки.
3. Внешняя и внутренняя отделка.
Поверхность шероховата, благодаря чему обеспечивается надежное сцепление материала и черновой штукатурной смеси, исключается дополнительная обработка стен. Фасад дома из монолитного арболита или блочного также может быть окрашен акрилоуретановой краской.
При внешней отделке желательно применять изделия, обладающие надежным сцеплением с деревобетоном. Если плоскость недостаточно ровная, допускается устройство деревянной обрешетки. Способ декорирования внутренних стен своими руками выбирается любым. Уровень влажности в помещении при выполнении работ не должен превышать 75 %
4. Кровля.
Важно правильно рассчитать нагрузки и распределить их на стены, толщина которых должна быть достаточной для обеспечения надежности и устойчивости крыши. Проще всего по окончании укладки последнего ряда блоков устроить армированную стяжку из цементного раствора
Состав и пропорции замеса в ведрах
Для замеса опилкобетона своими руками нам потребуется:
- вода (обычная вода из крана или дождевая);
- древесные опилки;
- песок (лучше использовать речной песок мелкой фракции);
- цемент марки 400 (узнайте пропорции бетона из цемента м400).
Опилкобетон (арболит) пропорции объема ведрами на один замес для возведения стен
- 1 ведро (10 л.) цемента;
- 4 ведра опилок;
- 1 ведро песка;
- 2 ведра воды.
Плотность смеси зависит от соотношения песка и древесных опилок. Чем меньше песка пошло на изготовление опилкобетона, тем меньше плотность. В этом случае улучшаются теплотехнические свойства но снижается прочность материала. С увеличением количества песка и вяжущих материалов прочность возрастает.
Последовательность действий при замесе опилкобетона
Заливаем в бетономешалку ведро воды. Добавляем ведро цемента. Ждем 1-2 минуты до образования цементной эмульсии. Следом, добавляем пол ведра песка и два ведра опилок. Разбавляем строительную смесь 5 литрами воды
Очень важно хорошо промешивать. Загружаем в бетономешалку последние 2 ведра опилок и пол ведра песка
Разбавляем 5л воды.
Опилкобетон (арболит) пропорции объема ведрами, замес на 1м3
- 20 вёдер (10 л.) цемента;
- 80 вёдер опилок;
- 20 вёдер песка;
- 40 вёдер воды.
Общий вес опилкобетона 1м3 равен 800 кг.
Как мы уже говорили, иногда для экономии средств часть цемента заменяют известью, в таком случае пропорции арболита смотрите в таблице:
