Арболитовые блоки: что это такое, плюсы + минусы, оборудование для изготовления

– набирающий популярность строительный материал с широким спектром полезных свойств. Чтобы лучше понять, где и как его лучше всего применять, нужно узнать о его свойствах и характеристиках, достоинствах, особенностях применения. В таком случае удастся наиболее полно использовать положительные свойства арболита и минимизировать влияние отрицательных.

Арболитовые блоки и их изготовление

Арболит – разновидность крупнопористого лёгкого бетона, наполнителем в котором выступает древесная щепа. В монолитную структуру она связывается бетоном – цементным тестом. Качество выполнения этапов процесса производства арболитовых блоков – залог наименьшего количества недостатков в готовом материале.

В строительстве используют арболит в следующих формах:

• крупноформатные кладочные блоки;
• пустотелые блоки;
• теплоизоляционные плиты;
• смеси для заливки ограждающих конструкций.

Наиболее широко распространены кладочные блоки, и часто именно они подразумеваются, когда говорят об арболите. Самый популярный типоразмер арболитовых блоков: 500х300х200 мм, однако сейчас производители предлагают купить изделия и других размеров.

Несмотря на то что изготовить арболитовые блоки несложно, существуют строгие требования нормативной документации, которые необходимо соблюдать, если в названии продукции используется слово «арболит». К документации относятся.

• ГОСТ 19222-84 «Арболит и изделия из него. Общие технические условия».
• СН 549-82 «Инструкция по проектированию, изготовлению и применению конструкций и изделий из арболита».

Отзывы мастеров

На просторах интернета можно найти множество отзывов об арболите. Почти все пользователи пишут о хороших теплоизоляционных и звукоизоляционных параметрах этого материала. Также большинство из них отмечают легкость блоков, благодаря чему с возведением дома может справиться и один человек.

Большинство мастеров отмечают то, что круглый год, и в знойную жару, и в лютые морозы, внутри дома сохраняется оптимальная температура.

Из недовольств можно отметить большой расход штукатурки.

Если в целом посмотреть на отзывы мастеров, то почти все из них подчеркивают положительные стороны и качества этого материала и рекомендуют использовать деревобетонные блоки в строительных целях.

Состав блоков

Арболитовые блоки обычно изготавливаются из таких материалов:

• древесная щепа;
• вода;
• цемент;
• химические добавки.

Древесная щепа

Прочность готового изделия напрямую зависит от калибра используемой щепы. Чтобы получить арболит со свойствами, соответствующими нормативам, нужно использовать щепу, размеры которой указаны в ГОСТе, а это означает, что размер частиц не должен превышать 40х10х5 мм.

Наилучшими свойствами обладают блоки с размерами щепы в таких интервалах:

• по длине – до 25 мм;
• по ширине – от 5 до 10 мм;
• по толщине – от 3 до 5 мм.

Важно использовать для смеси с цементом именно древесную щепу, не содержащую сторонних примесей, например, кору, листья деревьев или грунт. Опилки, древесная стружка, солома, тырса и прочие подобные материалы для производства качественного арболита не подходят. Несмотря на это считается допустимым, хоть и не желательным, наличие в составе до 10% древесной коры и до 5% листвы. Такое процентное содержание примесей не оказывает существенного влияния на итоговые характеристики арболита.

Часто причина некачественного материала кроется в том, что арболит изготавливают на непрофильных предприятиях: зачастую это деревоперерабатывающие предприятия, где при заготовке щепы в неё попадают примеси.

При подготовке щепы на специализированных предприятиях обычно используют мощное оборудование: валковые дробилки, которые способны создавать щепу нужного калибра.

Сорт древесины, из которой делается щепа, не важен для окончательного потребителя, однако по технологии изготовления арболита он влияет на дозировку минерализаторов и степень уплотнения. Например, при использовании щепы лиственницы требуется в два раза больше минеральных добавок, чем для других хвойных пород. Наиболее распространена щепа из ели и сосны, а вот лиственные породы деревьев используются редко.

Химические добавки

Древесина содержит в своём составе соединения сахара, которые являются препятствием для полной адгезии вяжущей составляющей (цементного теста) с частицами дерева.

Существует два основных способа повышения адгезии между составляющими арболита:

1. древесное сырьё заранее просушивают на протяжении нескольких месяцев;
2. поверхность щепы подвергают минерализации в специальном химическом растворе.

Однако наилучшего связывания компонентов можно добиться при комбинировании перечисленных выше методов. Одновременно они помогают решать и некоторые другие важные проблемы при изготовлении арболита, такие как повышение биоустойчивости, а также понижение влагопроницаемости готового материала.

Среди химических компонентов, используемых для минерализации щепы, вещества, соответствующие стандартам: хлорид кальция (ГОСТ 450-77), жидкое стекло (ГОСТ 13078-67), силикат-глыба (ГОСТ 13079-67), сернокислый глинозём (ГОСТ 5155-74), известь (ГОСТ 9179-77).

Вода

Для того чтобы готовый арболит обладал полным набором заявленных свойств, водный раствор минерализаторов готовится заранее, при этом принимают следующие пропорции компонентов:

На первой стадии процесса щепа помещается в специальный смеситель, где вода с растворённым в ней минерализатором равномерно распределяется по её поверхности. Гравитационные бетономешалки для этого не используются, так как в них невозможно добиться должной степени гомогенизации. Перемешивание щепы с минерализующим раствором происходит в течение 20 секунд. На второй стадии к смеси добавляется цемент, перемешивание с ним длится 3 минуты.

Цемент

Большое значение для прочности готового материала играет марка используемого цемента. По стандартам изготовления арболита она должна быть не ниже 400, однако даже сразу после выхода с завода цемент зачастую успевает потерять марку при хранении, поэтому при производстве арболитовых конструкционных материалов желательно использование цемента 500 марки.

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.

Арболитовые блоки и процесс их формирования

Блоки необходимо полностью сформировать не позднее 15 минут после смешивания компонентов. Часто при формировании используют механические средства. Выделяют несколько видов формирования:

• ручное формирование без вибрирования;
• ручное формирование с вибрированием;
• производство на вибростанке;
• производство на вибростанке с пригрузом.

Механизация процесса позволяет добиться большей стабильности механических параметров и линейных размеров, получить более высококачественные арболитовые блоки.

При кустарном производстве зачастую смесь для блоков оказывается слишком жидкой, и блоки приходится вынужденно выдерживать в опалубке, пока не произойдёт загустение. В общем же случае, при соблюдении технологии производства, формы снимают с блоков без выдержки, и сырые блоки оставляют для просыхания на полу цеха или на специальном съёмном поддоне.

Уплотнение арболитовых блоков производят вовсе не с целью повышения их плотности: основной целью является достижение максимально равномерного распределения щепы в цементном тесте, так, чтобы ориентация её частиц была произвольной, а поверхность была полностью укрыта. Даже при одинаковом составе арболитовые блоки могут обладать различными характеристиками, если были подвергнуты разному уплотнению. Вибрация может привести к осаждению цемента, поэтому используется при уплотнении умеренно. При уплотнении блоков не происходит деформации зёрен щепы, изменяется лишь площадь их взаимного соприкосновения и ориентация в пространстве. Цемент выступает в качестве клея, и при разной степени уплотнения изменяется толщина слоя цементного клея, покрывающего частицы щепы. Поэтому после уплотнения изменения размеров блока не происходит.

Минеральное вяжущее

Вам никак не сделать раствор своими руками без вяжущего компонента. Он делает арболитовые блоки прочными и пригодными для кладки. В качестве вяжущего вещества используется портландцемент марки М400, М500 или еще выше.

Его расход зависит от вида заполнителя, крупности частиц, марки цемента, характеристик и т. д. Чтобы немного ориентироваться, можно определить расход таким образом: коэффициент 17 нужно умножить на требуемую марку арболита. К примеру, вам нужно приготовить раствор, маркой 15 (B1). В таком случае на 1 м3 арболита потребуется 255 кг цемента.

Точность при изготовлении арболита

Очень важно, чтобы производство осуществлялось в соответствии с ГОСТом, и отклонения при дозировании компонентов были не более нескольких процентов. При недостаточном количестве воды в смеси будет смочен не весь цемент, а в результате её избытка может быть снижена прочность изделия, оно приобретёт чрезмерную гибкость, увеличится время, в течение которого произойдёт первичное схватывание высыхающего блока.

Оптимальные пропорции минерализирующих веществ подбирают опытным путём, так как в нормативах указаны дозировки для щепы определённого калибра при влажности 25%. Правильно подобранные пропорции обеспечат долгий срок службы готовых блоков.

Важно подобрать и температуру воды для минеральной смеси: она должна быть не меньше 15 °С, поэтому в холодное время воду подогревают, используя механический или химический подогрев (с минерализатором CaCl2).

Немного истории, или Всё новое — хорошо забытое старое

Арболит — материал не новый, но незаслуженно забытый в 90-е годы.

ГОСТ стандарт 19222-84 на арболит утвердили в 1984 году, хотя уже в 60-х годах из него начали строить корпуса полярной станции на южном полюсе. В то время по всему Союзу арболит производили более 100 заводов. До сих пор в Архангельской области сохранились многоквартирные дома из арболитовых плит 70-80-х годов постройки. По отзывам жильцов, в этих домах очень тепло, несмотря почтенный для домов возраст. Это говорит о том, что данный строительный материал долговечен и со временем не теряет свои теплоизоляционные показатели.

Прародителем арболита, можно по праву считать один из древнейших строительных материалов — саман. В те времена заменой цементу служила глина, а вместо древесного наполнителя была солома. Идея смешивать вяжущее с натуральными наполнителями и привела к созданию арболита.

В Советское время на территории всего Союза активно развивалась лесная промышленность, оставляя неисчисляемое количество неиспользованные отходов производства. Было решено найти полезное применение отходам с лесозаготовок в производстве арболита. Так арболит пришел в Союз, а теперь активно применяется в современном строительстве.

Аналог арболита Durisol был запатентован в Щвейцарии более 60 лет назад и до сих пор успешно применяется на территории западной Европы не только в малоэтажном строительстве, но и для промышленных зданий, и коттеджей в премиум сегменте. Европейцы ценят его за натуральность.

Физические свойства арболита

Одним из важнейших физических свойств арболита является его плотность. По назначению готовых изделий материал принято делить на два вида:

• теплоизоляционный;
• конструкционный.

В качестве теплоизоляционного используют арболит с плотностью, не превышающей 500 кг/м3. Такой материал может использоваться всюду, где нагрузка распределяется на другие элементы конструкции, например, даже в качестве теплоизоляции наружных стен, если вес кровли и перекрытий воспринимается другими несущими частями.

Конструкционный арболит обычно обладает плотностью в диапазоне от 550 до 700 кг/м3, однако встречаются изделия с экстремально высокой плотностью до 850 кг/м3. Несмотря на превосходство в прочности, такие образцы уступают более лёгким в теплоизоляционных свойствах. Измерение плотности блока производится после полного его высыхания.

Для изготовления стен возможно использование литого арболита, их итоговая плотность составит около 300 кг/м3, при этом несущая способность таких стен будет соответствовать каменным, обладающим плотностью 550 кг/м3.

Рецептура состава и расход составляющих на 1 куб арболита

Пропорции для замеса всех компонентов между собой такие:

цемент : наполнитель : вода с внесенными химикатами — 1 : 1 : 1,5.

В таблице приведены примерные значения расхода цемента, щепы и добавок в зависимости от плотности блока из расчета на 1 м3 готовой продукции:

Для изготовления блоков нужна хорошо высушенная щепа, цемент марки от М300 и выше — для устройства теплоизоляции, от М 400 — для стеновых камней.

Химические добавки составляют 2–4% от общей массы. Применяются следующие пропорции добавок:

• хлорид кальция и сульфат алюминия в соотношении 1:1 – менее 4% от массы цемента;
• хлорид кальция и сульфат натрия в соотношении 1:1 – менее 4%;
• хлористый алюминий и сульфат алюминия в соотношении 1:1 – менее 2%;
• хлорид кальция и хлористый алюминий в соотношении 1:1 – менее 2%.
  Силикаты натрия или калия используют в аналогичных пропорциях.

Кратко о технологии и рецептуре. Щепа и цемент смешиваются до однородного состава, причем важно, чтобы цемент не осел вниз емкости. Затем смесь затворяют водой с растворенными химическими добавками.

Полученный арбобетон разливают по формам в течение получаса.

При промышленном производстве используют вибростолы и разъемные формы, при построечном изготовлении смесь готовят в бетономешалке, в формы заливают послойно с трамбованием. Затвердение смеси происходит в форме в течение суток, затем блоки выставляют на дозревание.

При изготовлении блоков своими руками главное — соблюдение пропорций и использование качественных исходных компонентов.

Прочность блоков

Основной характеристикой блоков, используемой для классификации их несущей способности, является прочность на сжатие, которая даёт изделию класс и марку. Она определяется по средним результатам испытаний, производимых над всей партией образцов. Класс арболита определяет его гарантированную прочность, и его наличие у партии означает, что хотя бы 95% её образцов ему соответствуют.

Между маркой и классом принято устанавливать зависимость при помощи коэффициентов вариации. Разрыв между этими характеристиками может многое рассказать об особенностях организации работы производства. Принято считать, что чем он меньше, тем организация работы выше. Допустимым разрывом для первой категории является значение не более 18%, для высшей – 15%.

Класс обычно имеет смысл присваивать крупным кладочным камням, к которым относятся и арболитовые блоки, в то время как к мелкой кирпичной кладке это понятие не применимо.

Существуют рекомендации по использованию классов в зависимости от задачи. Так, для несущих стен одноэтажных зданий (высота до трёх метров) следует использовать материалы от В 1.0 класса, если же высота стен больше трёх метров – от В 1.5 класса. При строительстве двухэтажных и трёхэтажных зданий нужны блоки классов В 2.0 и В 2.5, соответственно.

Арболит обладает рядом преимуществ по своей прочности в сравнении с пенобетоном, газобетоном и другими пористыми видами бетона: он в гораздо меньшей степени подвержен образованию трещин, так как обладает высокой прочностью на изгиб (от 0.7 до 1.0 МПа), а значение его модуля упругости может составлять 2300 МПа. При этом его прочность на сжатие не меньше – она является типичной для пористых бетонов.

Размеры

Наиболее популярны изделия двух разновидностей:

1. 500×300×200 мм.
2. 500×300×250 мм.

Востребованность этих блоков обозначилась не на ровном месте. Всё дело в оптимальном соотношении размеров:

• Длина. Показатель в 500 мм позволяет возводить стены, по длине кратные метру. Допустим, для стены 8 м понадобится 16 блоков в один ряд. Это удобно. Не нужно пилить материал.
• Ширина. Базовых 300 мм вполне хватает, чтобы не задумываться о дополнительном утеплении стен. Достаточно сделать кладку, как говорят, «в полблока».
• Высота. Тут всё зависит от стены. Если она будет высотой 2400 мм, то подойдёт первый блок, а если 2250 мм, то лучше с задачей справится второй древобетон.

Теперь перейдём к размерам конкретных разновидностей опилкобетона, указанных в ГОСТ.

Для кладки стен

Как видно из названия, эти блоки используют для формирования основы дома — его стен. Традиционная форма — прямоугольник. Бывают полнотелые и с пустотами, в которые можно заливать раствор для более надёжной фиксации. В некоторых видах есть замок типа «шип-паз». Размеры таковы:

* Этот вид называют «северным». Его используют в холодных регионах. Укладывают перевязкой «в один блок». В результате получается тёплая стена толщиной в 410 мм.

Несъёмная опалубка

Такой арболит используют для возведения монолитных стен и утепления существующих, например, железобетонных. Есть блоки с термовкладышем и без. Форма, как правило, прямоугольная, с внутренними пустотами. Размеры:

Акустические

Предназначены для тепловой и шумоизоляции. Из них делают межкомнатные перегородки. Это идеальное решение, если дом стоит вблизи железнодорожных путей или автомобильных дорог с высоким трафиком. Размеры:

При этом ГОСТ накладывает ограничения на максимально допустимые отклонения (не более):

Теплопроводящие свойства арболита

Ещё одним очень важным параметром арболита является его теплопроводность. Её зависимость от плотности материала проиллюстрирована графиком:

Существует рекомендованная ГОСТом толщина ограждающих конструкций, изготавливаемых из арболита. Для умеренных широт она составляет 38 см, однако на практике это значение несколько завышено, и очень часто при строительстве жилых домов используют блоки с размерами 500х300х200 мм, выкладывая их в один ряд. При наличии внешней и внутренней отделки таких стен внутри помещения будет поддерживаться нормальная температура.

Распространённый вид дополнительной теплоизоляции – перлитосодержащие тёплые штукатурные системы (толщина 1,5 – 2 см).

При строительстве бани и других помещений, в которых отапливание происходит периодически, часто используют специальный вид кладки блоков: на ребро.

Как осуществляется кладка блоков из арболита

Арболит – это щепобетон, самый прочный из легких бетонов на органическом наполнителе. Для кладки блоков могут быть использованы смеси:

1. Цементно-песчаная. Не лучшая альтернатива для строительства жилых зданий, в связи с высоким проведением тепла. Но в случае, когда сохранение тепла не является приоритетным (постройка гаража, сарая), использование этой смеси допустимо.
2. Перлитовая смесь – мелкодисперсная вулканическая порода, блоки на основе которой хорошо сохраняют тепло и более приемлемы в жилом строительстве.
3. Идеальным вариантом считается клей для ячеистых бетонов – прочный и экономичный, работа с таким составом более проста, по сравнению с предыдущими вариантами.

Шаг 1

Укладка гидроизоляции – чаще всего 2 слоев рубероида – на фундамент (таким шагом выполняется защита от попадания влаги в блоки). Материал укладывать на 10-15 см шире толщины будущих стен.

Шаг 2

Монтаж начинать с углов. С помощью кельмы наносится раствор для кладки, толщина слоя около 6 мм (часть состава уйдет в полости). Проверить правильность уровнем, при необходимости поправить блок, используется киянка из резины.

Шаг 3

Установить уровень монтажа для всего ряда: это сделать очень просто с помощью бечевки, натянутой между блоками с наружной стороны.

Шаг 4

На вертикальную грань с торца нанести раствор, плотно в стык установить второй блок, и далее за ним по тому же принципу – следующий.

Продолжать этот алгоритм действий до конца ряда. Если нужно подогнать блок по размеру – воспользоваться пилой, и сразу же обработать место среза антисептическим составом, подходящим для древесины. После укладки ряда – основное правило: перерыв на несколько часов (в это время раствор схватится).

Шаг 5

Укладка армирующей сетки на блоки готового ряда. Дальнейшее ее использование обязательно через каждые 3-5 рядов.

Шаг 6

Продолжать укладку, нанося раствор на горизонтальную поверхность и на торцевые части. Установка идет с перевязкой и периодическим контролем уровня конструкции. После установки первого ряда начинать с углов не обязательно.

Одним из неоспоримых преимуществ блоков из арболита является возможность распилить их при необходимости. Повредить же случайно такой стройматериал практически невозможно. При распиле там, где происходит обнажение щепы обязательна обработка антисептиком для предотвращения скрытых проблем в будущем – образования плесени и гнили. Дому из арболита не нужна окосячка, в отличие от строительства из материалов, требующих усадки. Неприхотливость блоков при хранении зимой – так же весомый плюс.

Возможность изготовить строительный материал своими руками – основная характеристика, отличающая его от других видов блоков.

Если взвесить все плюсы и минусы при выборе, основываясь на отзывах реальных владельцев домов, то положительные мнения все же возьмут верх. Люди, уже живущие в этих домах, отмечают хорошую теплоизоляцию, что для суровых русских зим весомое преимущество.