Технология, пропорции и состав при производстве арболитовых блоков своими руками

Из чего состоят арболитовые блоки?

Арболит является одним из представителей легкого бетона и используется при строительстве зданий и сооружений любого предназначения. Возведение загородных домов, дач и надворных построек станет бюджетным мероприятием, если в качестве основного материала выбрать арболит. Его применяют в виде блоков для устройства наружных несущих стен и внутренних перегородок, а также из него изготавливают различные плиты и панели.

1. Из чего состоит арболит?
2. Пропорции компонентов и нюансы изготовления
3. Плюсы и минусы

Технические характеристики:

Состав блоков

Арболит производят из древесного наполнителя, связующего, химических составляющих и воды. Древесный заполнитель присутствует в виде отходов деревообработки (ель, пихта, осина, сосна, береза, тополь) и растениеводства (льняная костра, рисовая солома, стебли хлопчатника). Очень крупные частицы после намокания увеличиваются в объеме, это может привести к последующему разрушению, а мелкие возьмут на себя больше цементного раствора. Оптимальный их размер – 40х10х5 мм. Его химическая активность является основным недостатком, поэтому введение древесины свежесрубленных деревьев в состав арболитовых блоков крайне не рекомендуется.

Наиболее востребованным органическим составом считается стружка древесная и щепа в пропорции 1:1 или 1:2. Помимо опилок можно брать отходы льна. Костра должна быть игольчатой формы, шириной 2-5 мм и длиной 15-25 мм. В составе сырья недопустимо присутствие инородных частиц, признаков плесени и гнили, а в зимний период – льда и снега.

Находящийся в льне сахар разрушает цемент, поэтому необходимо ввести в состав арболита химические вещества. Для улучшения качества легкого бетона, костру нужно обработать известковым молочком (2,5 кг извести растворить в 150-200 литров воды на 1 м3 наполнителя) выдержать 2 суток и перемешивать каждый день. Использование этой технологии снизит расход цемента до 100 кг на куб бетона. Еще один способ нейтрализовать сахар – это поместить костру 3-4 месяца на свежем воздухе, что придаст блокам дополнительную прочность.

Минеральным связывающим в составе смеси является портландцемент марки 400, 500 и выше. Чтобы рассчитать количество цемента на 1 куб арболита 16, нужно увеличить его значение в 17 раз. Получается: 16х17= 272 кг. Химические добавки определяют свойства арболитового блока. Независимо от климатического пояса, где будет возводиться сооружение или здание из этого строительного материала, введение их в состав обязательно. Благодаря способности нейтрализации сахара, химические вещества сделают возможным использовать древесные наполнители без ее обработки.

Такими добавками могут служить: растворимое стекло, K2SO4, гашеная известь и CaCl2. Сернокислый алюминий, соединяясь с сахарами, нейтрализует их действие увеличивая при этом прочность готового изделия. Химические вещества применяют как отдельно, так и в сочетании: Al2(SO4)3 и CaCl2 в пропорции 1:1, гашеная известь и растворимое стекло – 1:1. Перед использованием их разводят в воде, после чего соединяют с арболитовой смесью. Общая масса присадок в 1 кубометре не должно превышать 4% от всего веса цемента.

Арболит марки 30 включает добавки: Al2(SO4)3 и CaCl2 – 1:1; Na2SO4 и CaCl2 – в таком же соотношении и в количестве 4 % от всего веса цемента. Na2SO4 и AlCl3 – 1:1 в 2 % от массы связывающей части. При производстве арболита пропорции на 1 м3 замеса должны быть строго соблюдены.

Как сделать арболит своими руками

После оценки основных рабочих моментов можно начинать процесс производства арболита

При этом важно учитывать, для каких целей будет использоваться материал — частных, или коммерческих. В первом случае не обязательно покупать дорогостоящие агрегаты и оборудование

Оборудование

Ключевым агрегатом для домашнего изготовления арболитовых блоков является щепорез. Его можно соорудить своими руками, заказав главную деталь у токарей. В таком случае расходы снизятся в 4 раза. Режущие элементы следует устанавливать под минимальным углом, а горловину для подачи щепы закреплять вертикальным образом.

Самодельный щепорез состоит из таких узлов:

1. Автомобильная рессора.
2. Металлические шпильки.
3. 2 подшипника на ось.
4. Ось.

Для изготовления последней детали лучше задействовать шестигранник, предварительно организовав посадочные места для подшипников. В интернете существует масса обучающих видео и инструкций по реализации подобного проекта.

Создание молотковой машины

На следующем этапе придется соорудить молотковую машину. В 2 дисках для осей нужно проделать отверстия и закрепить шайбу шириной 10-20 мм. На одной стороне оси следует нарезать резьбу под гайку. При наличии токарного станка лучше обработать вал и снять с него ножевой диск, чтобы создать прямоугольный выступ для крепления второго диска.

По возможности необходимо организовать 2 перепада высот для дисков, при этом конечная толщина вала должна составлять как минимум 50 мм.

Готовый вал закрепляется на подшипниках и опоре. Если величина наружного кожуха меньше, чем требуется, придется его заменить или переделать. Выходное отверстие заделывается стальной сеткой с оптимальным диаметром.

Бункеры и формы

Промышленные бункеры и формы продаются в стандартных размерах, которые соответствуют параметрам блоков из полистиролбетона или пенобетона. Для арболита характерны размеры в 20, 40 или 60 см. Создавать заготовки своими руками проблематично, поэтому лучше раскроить болгаркой металлические листы и подготовить наборную форму.

Отработка технологии

Наиболее сложным этапом является отработка технологии с целью определения всех тонкостей работы оборудования. Внесение химикатов лучше разделить на несколько отдельных этапов. Для начала вносится хлористый натрий и сернокислый алюминий, а остальные добавки помещаются в бункер перед замесом.

Жидкое стекло используют позже, когда щепа будет готова. Конечный раствор заливается в формы, трамбуется и оставляется на некоторое время для твердения. Процесс схватывания занимает 2-3 дня, после чего формы демонтируются, а блоки помещаются для просушки.

Преимущества и недостатки

За длительное время использования арболитовых блоков мастера выявили все их достоинства и недостатки. При строительстве нужно соблюдать главное правило — нельзя возводить из материала здания в три этажа и выше.

Чтобы получить качественный арболит, первоначально нужно брать использовать качественные материалы

Среди его преимуществ выделяют:

• высокую устойчивость к механическим повреждениям;
• незначительную массу, что позволяет обойтись без мощного фундамента;
• технологию изготовления, благодаря которой материал не привлекает насекомых, а также обладает устойчивостью к плесени и грибкам;
• значительные размеры, что даёт возможность использовать меньше материала, чем кирпичей или бетона, для постройки одного здания;
• лёгкость обработки — арболит легко распиливать, сверлить, забивать в него гвозди;
• в некоторых случаях материал можно использовать в качестве утеплителя;
• экологическая чистота — в смеси нет вредных химических веществ;
• паропроницаемость — не нужно устанавливать дополнительную вентиляцию, стены могут насыщаться кислородом;
• длительность срока эксплуатации — чистый материал прослужит 40-50 лет, а при использовании штукатурного покрытия этот срок можно значительно увеличить.

Материал обладает невысокой ценой из-за низкой себестоимости. Но необходимо два-три человека для производства арболита на специальных станках. Материал гигроскопичный, поэтому требует дополнительной облицовки, иначе после осадков блоки впитают влагу и испортятся.

Арболитовый блок – из чего он состоит

Арболит, из которого формируют арболитовые блоки для кладки, состоит из 3 основных компонентов:

• заполнитель;
• минеральное вяжущее;
• химические добавки и вода.

Путем соединения всех этих элементов получается арболитовый раствор, который впоследствии используется для формирования блоков. Состав достаточно простой и каждый сможет сделать материал для своих целей. Сам по себе материал легкий, поэтому блоки идеально подходят для кадки. Их достоинством, по сравнению с газоблоками и пеноблоками, является большая граница прочности. Они стойкие к трещинам и ударам.

Несмотря на то что главным компонентом является древесные опилки (щепа), арболит высоко ценится и не уступает по характеристикам традиционным материалам. Наоборот, арболитовые блоки хорошо сохраняют тепло и создают хороший микроклимат в помещении.

Технические характеристики материала

Второе название материала – древобетон или древоблок, он получил из-за наличия в нем большого количества дерева. Арболитовые блоки в свой состав включают 90% щепы – желательно хвойной. Но нельзя воспринимать их как полный аналог дерева — стандартизирован арболит именно как бетон или строительный камень.

Технические характеристики арболита объединяют в себе свойства древесины и цемента, что выделяет его даже среди аналогов – пенобетона и газобетона.

Как минимум, по показаниям теплопроводности, простоте обработки и укладки, арболит значительно превосходит кирпич.

Характеристика материала в таблице:

Многие характеристики материала зависят от его плотности, которая варьируется из-за использования различных сортов цемента и наполнителей. В первую очередь это влияет на плотность и теплопроводность.

Параметры водопоглощения изменить невозможно, но для их уменьшения, как и с остальными материалами, применяется оштукатуривание стен или декоративные фасадные панели.

Преимущества и недостатки

За счет особых эксплуатационных характеристик арболит совмещает в себе преимущества 2 стройматериалов.

Он может использоваться в качестве:

1. Материала для возведения всевозможных сооружений.
2. Утепляющего слоя.

Решение обладает как плюсами, так и минусами, которые мешают применять его во всех направлениях строительства. Ключевым недостатком блоков является их уязвимость к воздействию влаги. Однако если вовремя оштукатурить поверхность снаружи и внутри здания, проблема будет устранена.

Плюсы

Среди ключевых достоинств арболита выделяют такие пункты:

1. Большой срок службы. Постройки на основе таких блоков могут простоять без деформаций больше 100 лет — при условии, что строителями были соблюдены все правила и технологические моменты.
2. В материале отсутствует точка росы, что исключает проблему его промерзания.
3. Простота монтажа и обслуживания.
4. Соответствие всем экологическим стандартам и требованиям.
5. Снижение финансовых затрат.
6. Возможность установки на любом фундаменте.

Минусы

Список минусов относительно небольшой, но его нужно учитывать при изготовлении арболита своими руками:

1. Чрезмерное поглощение влаги при несоблюдении технологии производства арболита. Материал нуждается в хорошей гидроизоляции, в противном случае он будет подвергаться разрушительному воздействию высокой влажности.
2. Специалисты рекомендуют использовать блоки на основе арболита в регионах с преобладающими отрицательными температурами.

Формирование блоков перемычек

В подходящие формы раствор заливается с помощью ведер или лопат. Трамбовочное приспособление создается из бруса и применяется только после полного заполнения емкости раствором с образованием небольшой горки сверху.

Не нужно проводить трамбовку после выливания каждого слоя. Хаотичность смеси обеспечивает высокое качество. При укладке можно немного прижимать отдельные участки, чтобы материал плотно укладывался. Трамбовка неполной формы является ошибкой и приводит к разграничению слоев и низкому качеству их схватывания.

Смесь должна побыть в форме 2-3 дня, после чего ее нужно демонтировать и поместить содержимое на открытый воздух для просушивания. При отсутствии финансовых ограничений рекомендуется приобрести вибростол, обеспечивающий уплотнение материала в формах.

Самые эффективные методы модификации цементного раствора

Из вышеперечисленных методов наибольшую эффективность показали применение добавок ускорителей процессов схватывания и твердения цемента и добавки-пластификаторы. Добавление высокомолекулярных соединений и воздухововлекающих компонентов – это дорогой и сложный процесс, поэтому в практике производства арболита широкого применения они не нашли.

Не многие знают, что помимо применения известного и описанного в ГОСТе хлористого кальция и сульфата алюминия для арболита существует очень большое количество других химических компонентов. Многие составы скрыты от наших глаз патентами. Однако согласно многолетним исследованиям можно выделить следующие эффективные химические добавки для арболита ускоряющие твердение цемента: хлористый кальций, хлористый алюминий, хлористое железо, сульфат натрия, сода, жидкое стекло, соляная кислота, хлористый магний, хлористый барий, хлористый бериллий. Из эффективных добавок, выступающих в качестве пластификатора известны: СМ-1, СМ-2, ГП-1, С-3, Реламикс и др.

Чтобы уменьшить влияние древесных сахаров, и в то же время улучшить показатели прочности известна практика совместного применения ускорителей и пластификаторов.

Хлористый кальций для арболита

Самая популярная добавка для производства арболита как в странах бывшего Советского Союза, так и для производства деревобетона за рубежом это хлористый кальций.

Хлористый кальций

Хлористый кальций выступает в роли пластификатора для бетонной смеси. Даже небольшое количество хлористого кальция способно ускорить схватывание и твердения бетонного раствора.

Поговорим о недостатках. Цемент для арболита по составу различается. Например, на практике российский состав цемента может отличаться от европейского состава, даже если будет указана одна и та же марка. А хлористый кальций очень чувствительный к составу и его пропорцию нужно подбирать для каждого из цементов только опытным путем. Он сильно поглощает влагу из воздуха (гигроскопичность) и поддерживает постоянную влажность бетона. Это свойство немного ухудшает показатели прочности арболита, как и ухудшает теплоизоляционные характеристики. Из-за использования хлористого кальция на поверхности бетона появляются выцветы, а его химическая стойкость по отношению к другим химикатам уменьшается.

Несмотря на вышеперечисленные недостатки, хлористый кальций и сейчас активно применяют в производстве арболита, потому что это очень сильный ускоритель твердения.

Сульфат алюминия (сернокислый глинозём)

В сравнении с хлористым кальцием сульфат алюминия не обладает сильной гигроскопичностью, на поверхности арболита не образует выцветов, а химическая стойкость бетона не ухудшается.

Сульфат алюминия

Но в то же время введение сульфата алюминия уменьшает прочность арболита на 10-12%.

Жидкое стекло

Жидкое стекло в арболите работает по-другому, нежели хлористый кальций и сернокислый глинозем: образует пленку, которой обволакивает щепу, таким образом, защищает цемент от древесных ядов щепы.

Но изготовленный арболит на жидком стекле имеет на 50% более низкую прочность, в сравнении с хлористым кальцием.

Поэтому, если и использовать жидкое стекло, то только совместно с другими модификаторами. Известно совместное использование жидкого стекла и хлористого кальция. Определена пропорция: 1% жидкого стекла и 4% хлористого кальция от массы цемента. Применения этой комплексной добавки требует проведения термообработки древесного заполнителя, что увеличивает затраты при производстве, а соответственно стоимость изделия из арболита.

Известно также применение комплексной добавки состоящей из сернокислого глинозема и жидкого стекла. Это сочетание повышает прочность арболита в 1,5-2 раза, при этом щепу не обязательно подготавливать (вылеживать, минерализовать и т.д.).

Теплопроводность арболита

Теплопроводность для арболита является одним из ключевых параметров.

Она растет с увеличением его плотности в следующей прогрессии:

Рекомендованная ГОСТом толщина ограждающих конструкций из арболита в умеренных широтах составляет 38 см. Но стены такой толщины возводятся редко. На практике для стен жилых домов блоки 500×300×200 мм кладут плашмя в один ряд. Вместе с внутренней и наружной отделкой этого достаточно для поддержания комфортной температуры в помещениях без появления проблем с выпадением конденсата.

Дополнительная теплоизоляция часто выполняется с помощью теплых штукатурных систем толщиной 1,5-2 см с добавкой перлита. Для не отапливаемых или периодически отапливаемых помещений (бани) нередко применяют кладку блоков на ребро.

Первый ряд кладки

От правильной разметки и установки первого ряда кладки во многом зависит правильность геометрии всего строения. Для того чтобы произвести разметку, определяем места дверных проемов и места примыканий внутренних стен к внешним. Лучше всего это делать с помощью самих же арболитовых блоков (естественно, разложенных без использования раствора – на сухую). В результате вам удастся разметить ряд с наибольшей точностью и определить местоположение неполных (распиленных) блоков.

Начинаем выполнять кладку с того, что устанавливаем с каждого угла по два целых блока (образующих прямой угол), которые будут выполнять функции маяков. Сухие блоки перед кладкой смачиваем водой, чтобы они не забирали жидкость из раствора (арболит имеет высокую гигроскопичность). Смесь наносим на основание и на торцевую часть одного блока. Ширина шва зависит от размеров стройматериала. Все установленные маяки должны находиться на одной горизонтали: добиваемся этого с помощью лазерного уровня.

Совет! Для первого ряда используйте наиболее ровные и совпадающие по размерам изделия.

Далее устанавливаем остальные блоки первого ряда, являющиеся основой для всей кладки. Для того чтобы они были выставлены правильно, между угловыми блоками натягиваем строительный шнур. Смесь наносим не только на поверхность основания, но и на боковую часть блока, которая будет находиться в соприкосновении с первым.

Важно! Каждый ряд кладки проверяем уровнем. Естественно, при возведении стен понадобятся блоки неполного размера (доборные), которые легко изготовить с помощью болгарки или электрической пилы (арболит легко пилится)

Естественно, при возведении стен понадобятся блоки неполного размера (доборные), которые легко изготовить с помощью болгарки или электрической пилы (арболит легко пилится).

Важно! Доборные блоки обмазывают с трех сторон раствором и укладывают в промежутки. Укладку последующих рядов возобновляем только через сутки (если в смесь добавлены затвердители, то можно раньше)

Укладку последующих рядов возобновляем только через сутки (если в смесь добавлены затвердители, то можно раньше).

Для отделки стен под котел

Правильные пропорции раствора залог высокого качества арболита

В нормативной документации ГОСТ рекомендуется соблюдать следующие пропорции:

• Приготовление арболитового раствора

  В состав материала не должно входить древесины (органического наполнителя) в таком количестве, чтобы ее процент в уже изготовленном блоке составлял больше 90.

• Количество воды на 1 куб наполнителя: от 150 до 200 литров.
• Что касается ХД, то пропорции следующие: при условии использования хлорида кальция или сульфата алюминия их количество среди общей массы должно быть равно 1% (в общем 2–4%). Для жидкого стекла и гашеной извести пропорции будут другими: 9 +- 1 кг и 2.5 кг на 1 м3 соответственно.
• Портландцемент. Его количество полностью зависит о прочности, которой должны обладать готовые блоки. Для расчета используется приведенная выше формула, но также нужно учитывать характеристики органического наполнителя, входящего в состав. Недостаточные показатели прочности последнего компенсируются добавлением портландцемента в большем количестве или использованием с более высокой маркой.

Сравнение характеристик блоков из арболита с другими строительными материалам

Для того, чтобы понять подходит ли для строительства арболитовые блоки, стоит произвести сравнительный анализ свойств наиболее популярных стройматериалов.

Сравнение свойств арболита, бруса, ячеистого бетона и кирпича:

Паропроницаемость блоков из арболита лишь немного меньше показателя древесины. Благодаря данному свойству в домах из деревобетона уровень влажности всегда оптимальный. Прочность арболитовых блоков не зависит от степени впитывания и испарения влаги, поэтому при её передаче стены не разрушаются.

Сравнение арболита с другими строительными материалами

На качество деревобетона оказывает существенное влияние степень просушки опилок. Если использовалась только сухая щепа, то величина внутренней влажности блоков никогда не станет критичной, поэтому возведённой из них стене будут не страшны морозы. Когда же использовались влажные опилки, не исключено, что через несколько зим арболит начнёт терять прочность. Ведь при отрицательных температурах вода будет замерзать, увеличиваясь при этом в объёме, что приводит, в свою очередь, к разрушению вяжущего компонента.

Из других практичных свойств этого материала стоит выделить:

• не страшны нагрузки на растяжение;
• стойкость к плесени и гнили;
• не боится огня.

Арболитовые блоки могут иметь разнообразную форму, благодаря чему во время строительства можно обойтись без подгонки и обрезки обычных элементов

Благодаря последнему свойству степень пожароопасности арболитовых домов ближе к этому показателю каменных и кирпичных зданий, чем деревянных сооружений. Однако, если масштабное возгорание произойдёт внутри постройки, или она окажется в зоне большого пожара, стены лишатся значительной части прочности. К таким последствиям в меньшей степени предрасположены железобетон, камень и кирпич, чего не скажешь о других видах лёгкого бетона.