Он используется для возведения несущих стен и ограждающих конструкций зданий. Его плотность колеблется от 500 до 800 кг/м3 в зависимости от качества. Конструктивный раствор состоит из блоков или жидкого раствора для возведения монолитных конструктивных элементов.
Строительный материал арболит (деревобетон): из чего делают, его свойства и характеристики
Для строительства малоэтажных зданий используются различные строительные материалы, которые характеризуются долговечностью при низкой стоимости. Одним из таких материалов является Arvolit, который относится к категории легких бетонов. Он используется для строительства частных домов уже более полувека, но практически не известен большинству жителей нашей страны. Качественные свойства этого бетона позволяют использовать его практически во всех климатических широтах.
- Области применения и форма выпуска
- Химический состав
- Минеральные вяжущие
- Заполнители
- Химические добавки
- Вода
- Испытания для контроля качества
- Теплоизоляционный тип
- Конструкционно-теплоизоляционный тип
Что такое Arvolit и как выглядит этот материал? Арболит является одним из видов бетона и относится к категории легких бетонов. Он состоит из следующих компонентов:
- цемента, в качестве основного вяжущего;
- химических добавок;
- органических заполнителей (измельченные деревянные отходы, дробленые стебли льна, хлопчатника, камыша, конопли, рисовая солома, лузга подсолнечника и др.).
После смешивания ингредиентов (в определенном соотношении) добавляется вода. Полученную арболитовую смесь формуют и подвергают вибрации для получения плит или блоков. Поскольку в качестве наполнителей используется сырье органического происхождения, у Арволита есть второе название — деревобетон.
Отечественный биобетон является аналогом голландского бетона, произведенного по оригинальной технологии Durisol.
Основными наполнителями для биобетона, производимого в нашей стране, являются древесная щепа и опилки. Готовый блок имеет рельефную структуру, на которой хорошо видна текстура наполнителя. Структура бетона может быть плотной, пористой или высокопористой. Материал, содержащий больше фрагментов, чем опилки, имеет более высокий выход.
Области применения и форма выпуска
Легкий бетон из органических заполнителей и строительные материалы из него, используемые для строительства малоэтажных жилых домов и других зданий, несущих стен, не подверженных большим сжимающим нагрузкам. Согласно ГОСТ Р 54854-2011, Арволит применяется в следующих областях:
- в качестве монолитной теплоизоляции и звукоизоляции кровель, чердаков, перекрытий, трехслойных панелей, плит перекрытий и покрытий, полов;
- для возведения несущих, внешних стен и внутренних перегородок;
- для сборно-монолитных стен;
- как элементы несъемной опалубки.
Качество бетона зависит от нагрузок, которым подвергаются конструкции. Снаружи и внутри блок должен быть покрыт верхним слоем. Это обеспечивает их защиту от чрезмерной влаги и связанного с ней гниения.
Существует несколько видов арволита. К ним относятся:
- Крупные строительные блоки. Применяют для возведения стен малоэтажных домов, хозяйственных построек и промышленных объектов. Самый распространенный размер блока составляет 500×300×200 мм.
- Плиты покрытия для кровель и стен. Используются в качестве теплоизоляционного и звукоизоляционного внешнего покрытия.
- Жидкая смесь или монолитный арболит. Применяется для заливки опалубки при возведении монолитных частей конструкции.
Биобетон производится в соответствии с требованиями СП 63.13330.2012 и СН 549-82. Установленных стандартных размеров для размеров конструктивных элементов нет. Она зависит от внутренних правил компании и может отличаться у разных производителей.
Во время отливки деталей или заливки жидкой смеси рекомендуемая температура должна быть не менее 15 0 C.
Химический состав
Технология производства и состав арболитовой смеси зависят от производителя. Состав органического легкого бетона регламентирован в ГОСТ 27006-86 (Правила подбора состава бетона) и во внутренней технической документации. Для его производства используются различные компоненты.
Минеральные вяжущие
Портландцемент является основным компонентом, связывающим органические заполнители в легком бетоне. В соответствии с требованиями ГОСТ 10178-85 и ГОСТ 31108-2003 марка используемого цемента должна быть не ниже М400. Если арболитовая смесь производится зимой, рекомендуется использовать портландцемент класса ПЦ 500Д0. Можно использовать мелкозернистые клинкерные цементы с минеральными добавками (MCB), вяжущие с низкой водопотребностью (LWC) и тонкомолотые цементы (FCB).
Заполнители
Самым важным заполнителем для деревобетона является древесная щепа, получаемая при переработке хвойных и лиственных деревьев. В качестве наполнителей используется как один вид органического материала, так и сложное сочетание различных наименований и фракций растительного сырья. При использовании древесного наполнителя достигается лучшее качество бетона.
Древесные заполнители должны отвечать следующим требованиям:
- максимальный размер частиц калибруется в пределах 5 мм по толщине, 30 мм по длине и 10 мм по ширине;
- содержание полисахаридов в сырье не должно превышать 2%;
- допустимый процент примеси листьев и хвои (в сухой массе) должен находиться в пределах 5% и 10%, соответственно.
Органическое сырье должно быть очищено от плесени, гнилостных частиц и инородных включений (почва, металлические частицы, глина, лед и т.д.). Если в качестве наполнителя используются древесные стружки, опилки или их смесь, размер сырья не регламентируется.
Химические добавки
Поскольку арболит состоит из органических агрегатов, необходимо добавление химических компонентов. Химикаты сохраняют целостность органического сырья и ускоряют сцепление с цементом, тем самым сокращая время твердения бетона. Они также регулируют пористость конечного продукта и помогают предотвратить коррозию взаимодействующих стальных элементов. Для производства органических бетонных смесей необходимы следующие вещества:
- сульфат алюминия;
- нитрат кальция;
- хлорид кальция;
- хлорид аммония;
- сернокислый глинозем;
- жидкое стекло.
Критерии эффективности химических добавок регламентируются ГОСТ 24211-2008. Добавки смешиваются с водой, а затем добавляются в цементно-древесную смесь. Эти добавки не наносят никакого вреда здоровью.
Вода
Качество воды, используемой для производства деревобетона, определено в ГОСТ 23732-79. Оно должно быть свежим и не содержать жира и его производных, а также красящих примесей. Необходимое содержание поверхностно-активных веществ, фенолов и полисахаридов — не более 10 мг/л, ионов хлора — не более 300 мг/л.
Вода и химический раствор подлежат лабораторному контролю. Это делается для каждого нового источника воды или для каждой партии приготовленного химического раствора. Качество воды может быть оценено органом гигиены, осуществляющим мониторинг качества воды.
Описание материала
Арболит (в переводе с французского «деревобетон») — это композитный материал, относящийся к категории крупноячеистых легких бетонов и отличающийся прочностью, легкостью конструкции и возможностью использования в любых климатических условиях.
В качестве инертного материала для его производства используется древесная стружка, поэтому он и получил такое название.
В прошлом все органические отходы использовались в производственном процессе:
- стружка;
- опилки;
- тырса;
- солома;
- дробленые стебли льна и хлопчатника;
- лузга семечек.
Однако прочность блоков на этой основе не соответствует обычным эксплуатационным требованиям и поэтому никак не регламентируется.
В современной технологии производства Arvolit используются только калиброванные блоки, прошедшие химическую обработку и скрепленные цементным раствором.
Производство блоков и их эксплуатация регулируются такими нормативными документами, как:
- Технические условия и характеристика — ГОСТ 19222-84.
- Проектирование, изготовление и применение — инструкция СН 549-82.
Разновидности арболита
В зависимости от предназначения существует два типа этого материала:
- Конструкционный. Это блоки, которые предназначаются преимущественно для наружных стен, внутренних перегородок, арматурного пояса и перемычек над архитектурными проемами. Для них характерна увеличенная доля цемента, придающего изделию усиленные плотность и прочность (по регламенту, несущие конструкции должны иметь прочностную характеристику не менее 500 кг/м³), обеспечивающие зданиям малой (не более 3) этажности надежность и долговечность.
- Теплоизоляционный. Это панели, плиты и монолитная заливка, которые применяются для утепления полов и стен. Дополнительной функцией является шумопоглощение. В сравнении с конструкционным он отличается меньшим содержанием цемента и большим — щепы, отчего прочность материала снижается, но сам он становится намного дешевле.
Вес материала
Это свойство зависит от соотношения наполнителя и цементной пасты, используемой при изготовлении блока. Строительные блоки весят больше, чем теплоизоляционные блоки.
Тип арболита Класс по прочности на сжатие Марка прочности Удельный вес 1 м³, кг Теплоизоляционный B 0,35 М 5 350-470 B 0,75 М 10 350-500 B 1 М 15 400-500 Конструкционный B 1,5 М 20 500-650 B 2 М 25 650-700 B 2,5 М 35 600-750 B 3,5 М 50 750-850 Помимо состава, технология производства также влияет на вес: уплотнение делает продукт тяжелее, заливка путем разрыхления обеспечивает меньшую нагрузку на основание. Типичный блок Arvolit весит около 20 кг, а 1 м³ — 600 — 650 кг.
Размер
Долгое время наиболее распространенным размером кладочного блока был 500х300х200 мм.
Однако с ростом спроса производители решили разнообразить свою продукцию и предложить покупателю несколько размеров на выбор:
Физические характеристики арболита
Помимо своих привлекательных свойств (прочность, теплопроводность, огнестойкость), возвращение арболита на рынок обусловлено также его экологической чистотой. Он не выделяет загрязняющих веществ во время использования, легко обрабатывается и распиливается, что упрощает монтаж стыков и сложных соединений.
Плотность блока
Плотность имеет решающее значение для строительных материалов. ГОСТ предусматривает, что несущие конструкции должны иметь плотность не менее 500 кг/м³.
Арболит, не отвечающий этому требованию, может использоваться только в качестве теплоизоляционного материала. Однако практика показывает, что стены из монолитного арболита плотностью 350 кг/м³ имеют такую же несущую способность, как и кирпичная кладка (550 кг/м³).
В зависимости от состава и технологии производства плотность блоков Arvolit составляет от 300 до 850 кг/м³.
Она измеряется только тогда, когда продукт сухой и из него удалена вся влага. Чем выше значение, тем тяжелее блок и тем хуже его изоляционные свойства.
Теплопроводность материала
Коэффициент теплопроводности арболита составляет 0,07-0,17 Вт/мК. Это один из лучших показателей среди строительных материалов. Чем он ниже, тем лучше сохраняется тепло в доме.
Материал Плотность, кг/м³ Теплопроводность, Вт/мК Арболит 300-850 0,07-0,17 Газобетон 600-800 0,18-0,28 Пенобетон 200-1200 0,14-0,36 Шлакоблоки 900-1400 0,2-0,6 Силикатный кирпич 1700-1950 0,85-1,15 Керамический 1550-1700 0,6-0,95 Древесина 450-600 0,15-0,32 Низкая теплопроводность блоков позволяет использовать их в конструкциях во всех климатических зонах. Согласно ГОСТу, стандартом для умеренной ширины является толщина арболитовых стен в доме не менее 380 мм.
Размеры стандартного блока обеспечивают необходимую свободу действий и устраняют необходимость в дополнительной изоляции снаружи и внутри дома.
Таким образом, вы можете поддерживать комфортную температуру в помещении в течение длительного времени без удушающего давления, конденсата и т.д.
При строительстве неотапливаемых или редко отапливаемых зданий (ванные комнаты, хозяйственные постройки) рекомендуется устанавливать облицовку стен сбоку для экономии материала.
Показатели прочности
Это свойство арволита зависит от его плотности и характеризует строительный материал по 2 параметрам:
- Прочность на изгиб — показывает, как ведет себя блок при неравномерных нагрузках, насколько подвержен разлому и растрескиванию, как быстро способен восстановить прежнюю форму. Средний показатель арболитового блока составляет 0,7-1 МПа.
- Ударная прочность — показывает, какое давление он может выдержать при кратковременном воздействии (0,5-5 Мпа).
В зависимости от результатов испытаний арволит делится на категории от М 5 до М 50, где числовое значение указывает на среднее давление, которое может выдержать продукт на 1 см².
Стоимость зависит от состава арволита, качества и калибра изделий, а также соблюдения технологии изготовления и формовки. Марки М 5, М 10 и М 15 используются только для теплоизоляции, а М 25, М 35 и М 50 подходят для строительства несущих конструкций, но имеют более низкую теплопроводность.
Сравнение с похожими материалами
Сравнение арволита с другими аналогичными строительными материалами в большинстве случаев говорит в его пользу.
По многим параметрам он превосходит свои аналоги, о чем свидетельствует сравнительная таблица:
Стеновые блоки Плотность, кг/м³ Классы прочности Предел прочности на сжатие, МПа Морозостойкость, циклы Теплопроводность, Вт/м*К Водопоглощение, % Арболит 400-850 до B3,5 0,5-2,5 25-50 0,08-0,17 60-85 Пенобетон 600-800 B1-B3,5 1-5 35 0,12-0,21 14 Газобетон 400-800 B1,5-B3,5 1,5-5 35 0,10-0,14 20 Полистиролбетон 450-600 B1-B2,5 1-2,1 100 0,12-0,15 5 Шлакобетон 500-1000 B3-B4,5 4-5 20 0,30-0,50 ——— Керамзитобетон 700-1400 B3,5-B10 4,5-13 25 0,15-0,45 18-20 Краснокирпичная кладка 1550-1770 —— 2,5 25 0,60-0,95 10-12 Единственный материал, который превосходит арболит — это легкий бетон. Он представляет собой сочетание песка, цемента, воды и карбюратора.
Это позволяет получить мелкозернистую структуру, которая обеспечивает высокую прочность, хорошую теплопроводность и четкую геометрию изделия. При сравнении газобетона с легким бетоном играет роль и цена газобетона, которая в полтора раза ниже.
Достоинства
К наиболее важным преимуществам Арболита относятся:
- Арболит несет в себе все положительные черты от исходных компонентов. Он будет прочным как бетон, а также аккумулирующим тепло как древесина.
- Прочность. Блоки из арболита класса В2,5-B3,5 могут прекрасно подойти для строительства 3-этажного здания.
- Теплопроводность. Это эффективный строительный материал, который обладает хорошим коэффициентом теплопроводности.
- Морозостойкость. Арболит можно отнести к классу ограждающих конструкций (F50).
- Огнестойкость. Арболит — это трудногорючий материал, который может выдержать 90 минут под действием огня без изменения формы.
- Стойкость к воздествиям биологического характера. Строительный материал устойчив к воздействию плесени, гнили, жизнедеятельности грызунов.
- В составе присутствует древесина, которая позволяет материалу дышать.
- Небольшой вес, благодаря малой плотности. Это позволяет снижать стоимость из-за малых затрат на перевозку, на грузчиков, на устройство фундамента.
- Экологичность. В состав не входят вредные компоненты, которые будут небезопасны для людей.
- Длительный срок использования. Здания существуют более 50 лет.
- Стоимость. Все компоненты недорогостоящие. В процессе изготовления используются также отходы от древесины, благодаря чему цена падает.
Читайте также: Этапы строительство бани из арболита своими руками
Недостатки блоков
Все недостатки Арволита вытекают только из свойств его компонентов. К ним относятся:
- Поглощение воды от 40 до 80% массы арболита. Для снижения характеристики этого материала нужно штукатурить готовые конструкции.
- Если производитель недобросовестный, то арболит изготавливается на предприятиях без соблюдения определенной технологии и без применения присадок. В результате этого он не отвечает заявленным стандартам качества.
- Несоблюдение размеров как один из минусов. Отклонения возникают из-за того, что в арболитовом кирпиче содержится малое количество цемента, которое при передозировке водой ведет к потерям по габаритам. Если отклонение не превышает установленные в стандартах значения, то волноваться не нужно. В противном случае применять не рекомендуется.
Виды арболитовых блоков
Компоненты арболита могут быть изготовлены в стандартизированной форме. Арболит может быть изготовлен в стандартных формах. Также возможно изготовление других линейных размеров:
- Пазогребневая форма для перемычек и перегородок.
- Пустотелый вариант, где количество пустот может достигать до 45% от общего объёма.
- Лицевые. Обычно они облицовываются слоем бетона с одной или нескольких сторон. Отделка позволяет применять компонент без дальнейшей доработки. Здесь присутствует возможность обшивать готовые конструкции.
Размеры блоков из арболита
Наиболее востребованные потребителями товары имеют размеры:
- 500 x З00 x 200 мм;
- 500 x 250 x 200 мм;
- 500 x 250 x 150 мм;
- 500 x 250 x З00 мм;
- 600 х 300 х 200 мм.
Стеновые блоки также могут иметь размеры 400 x 300 x 200, 400 x 250 x 350 и 400 x 400 x 200 мм, а перегородочные блоки — 300 x 150 x 200 и 500 x 150 x 250 мм.
Преимущества и недостатки арболитовых блоков
Технология производства и состав материала придают ему множество свойств, полезных в строительстве.
- Экологическая безопасность для потребителя (блоки не выделяют в атмосферу вредных человеку и животным веществ).
- Низкая теплопроводность (ниже, чем у изделий из других видов бетона, за исключением некоторых разновидностей пенобетона).
- Отличная звукоизоляция (превышает аналогичный параметр обычного кирпича в 4 раза).
- Негорючесть.
- Достойная морозостойкость.
- Достаточная прочность, которую гарантирует крепко сцепленная между собой щепа.
- Небольшой вес материала, облегчающий процесс укладки и снижающий нагрузки на фундамент.
- Небольшая усадка (до 0,5%).
- Легкость обработки, позволяющая обрезать изделия и устанавливать в них крепеж.
- Стойкость к образованию трещин под воздействием нагрузки.
- Отсутствие необходимости в использовании штукатурной сетки при отделке стен из блоков.
Однако следует учитывать и некоторые недостатки блоков Arvolit:
- высокое влагопоглощение (до 85%), с чем приходится бороться при помощи гидроизоляции;
- плохую геометрию, что требует увеличения расхода кладочного раствора и приводит к потерям тепла;
- высокую стоимость готовых изделий;
- не слишком эстетичный внешний вид материала, требующий обязательной отделки;
- при кладке в полости, являющиеся теплоизоляторами, попадает значительная часть раствора (но при этом конструкция становится крепче).
Перед покупкой товара необходимо проверить документацию, иначе есть вероятность, что это изделия «ручной работы», что часто приводит к снижению качества.
Как правило, проблемы с геометрией возникают из-за распаковки блоков сразу после прессования. Эластичная смесь расширяется, что может привести к отклонениям в размерах до 2 см.
Ряд недостатков устраняется новым видом продукции — железобетонными блоками с внешним слоем из пенобетона. Используемое пенообразующее вещество должно быть органическим, чтобы продукция была экологически безопасной.
Технология изготовления арболитовых блоков
Форму производственной линии для выпуска продукции Arvolite можно увидеть на рисунке.
Блок-схема производства мини блоков арволита.
Производственный цикл выглядит следующим образом:
-
Органический наполнитель загружается в горизонтальный двухосевой смеситель,
Блоки можно использовать для строительства примерно через три недели после производства. Если используются добавки для ускорения отверждения, этот период сокращается.
Многие производители используют отработанное машинное масло для смазки внутренних поверхностей форм, что, конечно, дешевле, чем Эмульсол. Однако остатки масла могут оставаться на блоках, вызывая проблемы с поверхностью стен (покрытие не должно лежать на поверхности).
Состав
Арболит состоит из цемента, древесного наполнителя и добавок для стабилизации состава. Вода добавляется в раствор для обеспечения текучести материала (при формовке или заливке). Коэффициент смешивания раствора зависит от используемых реагентов и предназначения материала.
Заполнитель
Вес арболита и его свойства (теплопроводность и прочность) зависят от массовой доли наполнителя, которая составляет от 75 до 90 % в зависимости от марки и производителя. В качестве наполнителя используются древесные отходы, дополнительно пропущенные через дробилку.
Использование отходов хвойных пород (за исключением древесины лиственницы) улучшает свойства смеси. Допускается использование измельченных отходов лиственных пород (например, березы или тополя).
Свойства арболитовых изделий зависят от содержания влаги и размера кусков. Использование свежесрубленной древесины строго запрещено, так как сырье содержит вещества, влияющие на прочность блока или плиты. Для получения гладкой поверхности в смесь добавляют стружку или опилки.
Если в качестве наполнителя используются сельскохозяйственные отходы (например, солома от переработки льна или конопли), то это не классический арболит.
Цементное вяжущее
Для связывания заполнителя используется портландцемент М400 или М500. Прочность полученной смеси зависит от количества связующего вещества. Количество цемента, необходимое для смеси, зависит от состава заполнителей и качества вяжущего.
Вода
При контакте воды и древесины выделяются органические вещества, которые оказывают негативное воздействие на арболит. Для уменьшения негативного воздействия древесные отходы вымачиваются в ваннах с водой на открытом воздухе. Время выдержки составляет до 90 дней, в зависимости от типа древесины.
Для ускорения процесса воду можно заменить водным раствором извести (время выдержки: 72-96 часов). Дополнительная вода, необходимая для образования цементной связи, добавляется в арболитовую смесь во время смешивания.
Химические добавки
В смесь добавляют дополнительные реагенты для нейтрализации органических веществ, вымытых из древесины водой. Процесс обработки называется минерализацией, и в арболит добавляется сульфат алюминия или хлорид кальция (также может использоваться карбонат кальция или десульфат глинозема).
Существует 2 метода добавления примесей — путем предварительной обработки кусков или путем добавления их в раствор во время смешивания ингредиентов. Добавки дополнительно ускоряют процесс твердения цементного вяжущего и повышают прочность материала.
Применение в строительстве
Промышленность выпускает различные виды арболита:
- Материал конструкционного типа, отличающийся повышенным содержанием портландцемента. За счет введения дополнительного материала повышается плотность вещества (находится в интервале от 500 до 800 кг/м³). Повышенная прочность раствора позволяет делать несущие стены из арболита, что снижает стоимость постройки жилого или промышленного объекта.
- Теплоизоляционный вариант, отличающийся введением в состав увеличенного объема древесных отходов. За счет снижения объема цементного раствора удается сократить плотность до 500 кг/м³. Материал используется при возведении межкомнатных перегородок, для повышения теплоизоляции применяются двойные переборки с воздушным промежутком (или с заполнением минеральной ватой).
- Материал комбинированного типа, используемый как для отделки внутренних частей зданий, так и для возведения внешних несущих стен. Арболит называется конструкционно-теплоизоляционным, обладает плотностью в интервале от 450 до 650 кг/м³.
Готовые блоки или плиты из кристаллического арволита используются для строительства зданий. Структурные конструкции могут быть залиты жидким раствором (с использованием опалубки).
Прочность материала считается достаточной для строительства трехэтажных жилых домов. Материал используется для дополнительной тепло- или звукоизоляции стен или перекрытий между этажами зданий.
Плюсы и минусы
- Пониженная теплопроводность, что снижает потери тепла из помещения или охлаждение внутреннего объема в зимнее время. Проведенные замеры показали, что стены из арболита удерживают тепло в 3 раза лучше, чем переборки, изготовленные из вспененного бетона с обшивкой из минеральной ватой или полистиролом. Морозостойкость материала зависит от количества впитанной влаги, максимальную устойчивость имеет обезвоженный арболит.
- Материал пропускает пары воды (параметр немного уступает древесине). Арболит не воспламеняется при воздействии открытого огня и не склонен к тлению. При длительном нахождении в пламени материал не выделяет дыма.
- Арболитовые стены и перекрытия допускают растяжение без возникновения трещин или разломов (например, при усадке дома).
- Низкий вес блоков и плит, изготовленных из арболита, позволяет использовать грузоподъемные механизмы с упрощенной конструкцией.
- Для крепления элементов допускается использовать шурупы или гвозди. При соединении деталей не появляются трещины и не возникает срыв резьбы, нарезанной в теле плит шурупами.
Недостатки материала зависят от способа приготовления, соблюдения технологического процесса и состава раствора (качество и соотношение исходных компонентов). При хранении материала следует учитывать, что арболит не допускает образования влаги в закрытом помещении. Если приток свежего воздуха отсутствует, грибок начинает расти на поверхности и разрушает древесный наполнитель.
Классический арболит имеет меньшую прочность по сравнению с кирпичом или бетоном, что ограничивает этажность возводимого здания. При этом следует помнить, что прочность арболитовых изделий сопоставима с аналогичными показателями блоков из кремнеземистого дыма или пенобетона.
Введение дополнительных добавок может повысить прочностные характеристики, но довести их до уровня бетонных смесей не представляется возможным.
