Арболитовые блоки

Крупнопористый (легкий) бетон, роль наполнителя в котором исполняет древесная щепа, называется арболит. Древесный наполнитель принимает монолитную структуру в составе бетона благодаря цементному тесту – им связывается щепа.

При возведении объектов применяются следующие формы бетона с щепой:

• блоки кладочные (конструкционные);
• блоки пустотелые (теплоизоляционные);
• плиты теплоизоляционные;
• смеси для утепления ограждающих конструкций, применяемые путем отливки в опалубку.

Широкую популярность получили кладочные блоки – под названием «арболит» обычно понимаются именно они. Обычно изготавливаются блоки типоразмера 500х300х200 мм, хотя некоторые производители выпускают их в нескольких габаритных размерах.

Наладить производство блоков довольно просто. Однако в процессе их изготовления важно соблюдать условия ГОСТ 19222-84 и СН 549-82, иначе называть продукцию деревобетоном будет, говоря мягко, неправильно.

Положительные и отрицательные характеристики

Блоки и плиты из этого материала обладают многими плюсами:

• значительная прочность конструкционного арболита. В малоэтажном строительстве стены из деревобетонных блоков допускает возводить без армирования кладки;
• малый вес. Потребности в тяжелом фундаменте для построек с арболитовыми стенами нет;
• легкая обработка. Блоки можно обрабатывать, придавая им необходимую форму непосредственно на месте строительства;
• упругость. Деревобетонные дома способны противостоять колебаниям земли при землетрясениях и не получать при этом значительных повреждений;
• паропроницаемость. Стены из арболитных блоков способны поглощать и отдавать влагу из атмосферы помещений (при условии «дышащей» финишной отделки стен), тем самым способствуя нормальному уровню влажности в доме;
  • низкая теплопроводность. Частные дома, чьи стены выведены из арболита, не нуждаются в дополнительной теплоизоляции;
• низкая звукопередача. Арболитные блоки плохо проводят звуковые волны, т.е. усиливать звукоизоляционные свойства стен, возведенных из деревобетона, нет необходимости;
• огнестойкость. Блоки и стены, выстроенные из них, способны выдерживать высокотемпературный нагрев на протяжении долгого срока. Арболит трудногорюч, практически не образует дыма, не может служить источником пожара и не распространяет его;
• экологическая безопасность. В структуре арболита нет токсичных веществ, т.е. никаких выделений в жилые комнаты из него происходить не будет.

Среди недостатков деревобетонных блоков следует отметить следующие:

• нестабильная геометрия. Неточность в размерах блоков создает затруднения в процессе кладки – приходится наращивать швы, что вызывает перерасход раствора, понижает темпы кладочных работ и снижает теплоизоляционные свойства стен из арболита. Источник проблемы – ручное изготовление блоков. Чтобы сохранить теплоизоляцию стен, приходится выполнять кладку на теплый раствор с перлитовым наполнителем;
• влагопроницаемость арболитовых стен. Для защиты от атмосферных явлений, требуется производить отделку внешней стороны стен влагонепроницаемыми материалами;
• блоки низкого качества. В условиях кустарного производства, характеристики дереобетона оказываются невысоки и не соответствуют нормам ГОСТ. Однако в провинциях сложно найти изделия, выпущенные на специализированном предприятии;
• высокая цена. Объемы выпуска блоков из арболита, как правило, не высокие, а автоматизация процесса изготовления – низкая. Поэтому расценки на изделия часто превышают стоимость блоков из пено- и газобетона на 50%.

Состав блоков

Они производятся из древесной щепы, цемента, воды и специальных минеральных добавок, улучшающих характеристики блоков.

Древесная щепа. Прочностные свойства арболита прямо связаны с размерами щепы в его составе. Согласно ГОСТ, размеры фрагментов щепы должны быть в пределах 40х10х5 мм. Как показала практика домостроения, щепа для деревобетона обеспечивает изделию наилучшую прочность, если ее параметры таковы:

• длина не более 25 мм;
• ширина в диапазоне 5-10 мм;
• толщина в диапазоне 3-5 мм.

Важно, чтобы щепа древесная при введении в растворную смесь не содержала посторонних примесей – листья, частицы грунта, кору.И еще – блоки, в которых наполнителем служит древесная стружка, тырса, рубленая солома и т.п. полноценным арболитом не являются. Именно низкокачественный наполнитель является причиной выпуска некачественных блоков – такие часто производятся на деревообрабатывающих предприятиях, не соблюдающих технологию выпуска конструкционных изделий.

Щепа для деревобетона производится на мощных валковых дробилках, способных вырабатывать ее с необходимыми размерами. Сорта древесины, идущей на щепу, для строителей не имеют значения – их выбор важен лишь для производителей, поскольку лиственные породы требуют вдвое большей закладки минеральных компонентов, что повышает затраты на изготовление. Чаще всего используется щепа сосны и ели.

Цемент. Минимальная марка цементного вяжущего, применимая в производстве арболита – М400. Однако в процессе хранения, даже кратковременного, цемент утрачивает марочные свойства, поэтому арболитовые блоки лучше выпускать с применением цемента М500, не ниже.

Вода. Ее характеристики должны соответствовать ГОСТ 23732-2011.

Минеральные добавки. В составе древесины значительное количество сахаров, серьезно препятствующих адгезии цементного теста со щепой. Способов улучшить ситуацию два:

• просушка древесины в течение многих месяцев;
• минерализация щепы путем ее выдерживания в водном растворе особых химикатов.

Тем не менее, максимальный качественный результат дает комбинация обеих методов. Одновременно это позволяет улучшить биоустойчивость готовых изделий и снизить их влагопроницаемость.

Минерализация древесной щепы проводится хлоридом кальция, силикат-глыбой, известью (окисью кальция), сернокислым глиноземом или жидким стеклом.

Технология производства арболита

Минеральные компоненты смешиваются с водой (ее температура должны быть не ниже +15^оС) перед тем, как начинается процесс смешивания компонентов деревобетонного раствора. Его составляют поэтапно.

Минерализация щепы. Подготовленный раствор воды с минеральными добавками заливается в смеситель специальной конструкции, обеспечивающий равномерное распределение воды. Классические бетономешалки (гравитационные) для этой операции не подходят. Следом в смеситель помещается щепа – она промешивается в растворе 20 секунд.

Ввод цемента. В смеситель, содержащий минеральный раствор и щепу, засыпается цемент. Дальнейшее промешивание выполняется в течение 3 минут.

Формовка блоков. На их изготовление с момента получения готового арболитового раствора должно уйти не более 15 минут. Блоки формируются с помощью механических средств, основных способов их создания четыре:

• формовка вручную без вибрирования;
• формовка вручную с вибрированием;
• формовка на вибростанке;
• формовка на вибростанке с пригрузом.

Благодаря механизации процесса обеспечивается наилучшая сохранность механических характеристик блоков арболита и их линейных параметров, т.е. удается создать продукцию максимально высокого качества.

В условиях небольшого производства (по сути – кустарного) готовая арболитная смесь часто выходит излишне жидкой, приходится выдерживать блоки в опалубке и дожидаться их частичного отверждения. Если же технология производства соблюдена, то в выдержке нет необходимости – формы снимаются с еще сырых блоков, их выставляют на просушку в цеху на съемный поддон или на пол.

Вибрирование формы при создании деревобетона проводится не с целью их уплотнения – оно позволяет равномерно распределить в цементном тесте щепу, обеспечить ее произвольную ориентацию и достичь полного укрытия поверхностей. Характеристики блоков находятся в прямой зависимости от интенсивности уплотнения (вибрации). Поскольку вибрация может привести к нежелательному эффекту – осаждению цемента – ее необходимо применять умеренно. В процессе вибрационно-уплотнительной операции частицы щепы не деформируются, разве что меняется площадь их соприкосновения и ориентация в составе формующегося блока. Поскольку цементное тесто выполняет роль клеевого компонента, при вибрациях с разной интенсивностью меняется лишь толщина жидкого цемента на частицах древесной щепы, но изменений габаритов изделия не происходит.

Физические характеристики арболита

Плотность данного материала является его наиболее значимым свойством с позиции применения в строительстве. Деревобетон выпускается двух типов в зависимости от назначения – теплоизоляционный и конструкционный.

Арболитовая теплоизоляция. В этой роли используются изделия, плотность которых менее 500 кг/м³. Они могут быть применены в качестве утеплителя на объектах, где несущие функции выполняют иные конструкционные элементы, в т.ч. для теплоизоляции фасадов.

Деревобетонные конструкционные блоки. Их плотность обычно находится в диапазоне 550-700 кг/м³, хотя некоторые производители выпускают материалы с большей плотностью – до 850 кг/м³. Поскольку этот параметр достигается за счет повышенного содержания цементной составляющей, теплоизоляционные характеристики легких блоков выше, чем у тяжелых и более плотных. Для замера плотности необходимо полностью высушить арболитный блок.

Допускается построение стен из литого арболита – их плотность будет примерно равна 300 кг/м³. Отмечается, что несущие характеристики литых деревобетонных стен равны возможностям каменных стеновых конструкций, чья плотность соответствует 550 кг/м³.

Теплопроводность арболита. Согласно ГОСТ, оптимальный слой арболитно-теплоизоляционной отделки в умеренном климате равен 380 мм. Практика строительства показывает, что достаточную теплоизоляцию в жилом домостроении обеспечивают блоки меньшей толщины – достаточно изделий с габаритами 500х300х200 мм, при однорядной кладке. Если следом выполнить двухстороннюю отделку стен (с внешней и внутренней стороны), то помещение будет качественно теплоизолировано. Для этого применяются штукатурные смеси с перлитовым наполнителем – их наносят на деревобетонную стену 15-20 мм слоем. Для утепления отдельно стоящих помещений, отапливаемых периодически (например, бани), кладка арболитовых блоков ведется на ребро.

Реакция на влагу. Теплоизоляционные блоки обладают более высоким поглощением влаги – 85%, конструкционные чуть меньше – 75%. Вода не накапливается внутри арболита, т.к. их смачиваемость низкая – жидкость вытекает насквозь. По этой причине важна фасадная отделка стен из арболита, выполняемая штукатурными растворами или навесными защитными системами класса «вентилируемый фасад».

Паропроницаемость. Для деревобетона она примерно равна 35% - этот материал хорошо пропускает воздух, поддерживая приемлемую влажность воздуха в помещениях. Т.е. на таких стенах не появится плесенный грибок.

Минусовые температуры. Причиной разрушения конструкционных и отделочных материалов в условиях низких температур является влага, накопившаяся в их порах – она замерзает и расширяется. Соответственно, высокое влагопоглощение материала означает, что его морозоустойчивость низкая. Арболит имеет низкую сорбционную влажность, поэтому он стоек к замерзанию – стены из этого материала, даже не будучи защищенными от проникновения влаги, способны исправно служить более 7 лет.

Усадка деревобетонных блоков. Ее процессы по большей части завершаются на стадии производства изделий. В первые месяцы после монтажа конструкций из деревобетона усадка составляет 0,4-0,8%, в основном из-за веса кровли и перекрытий. В связи с этим отделку арболитовых стен рекомендует выполнять не раньше, чем через 4 месяца после построения основных конструкций здания.

Звукоизоляция. По эффективности шумоподавления блоки из арболита превосходят кирпич и обычную древесину. В диапазоне частот звука от 135 до 2000 Гц коэффициент поглощения шума у них будет примерно 0,17-0,6, что очень хорошо для конструкционно-строительных материалов.