Арболит

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Арболит — легкий бетон  крупнопористой структуры, получаемый подбором состава смеси из органического  целлюлозного заполнителя (растительного  происхождения), минерального вяжущего, воды и химических добавок. Особенность арболита по сравнению с такими аналогичными материалами, как фибролит, деревобетон, ксилолит и др., состоит в том, что для его получения пригодна более широкая номенклатура органических целлюлозных заполнителей различной природы (древесная дробленка, костра льна и конопли, сечка тростника, стеблей хлопчатника, рисовой соломы и др.), т.е. отходы производства, запасы которых в нашей стране практически неограниченны.

 

В сельскохозяйственном строительстве изделия из арболита широко применяются в виде стеновых панелей и блоков. Haкоплен определенный опыт применения арболита при строительстве промышленных сооружений, жилых и культурно-бытовых зданий. На основе арболита можно также получать плиты покрытия и перекрытия, плиты основания под линолеум и паркет, теплоизоляционные изделия, пространственные конструкции и др.

 

За рубежом использование  отходов деревообработки для  получения строительных материалов, подобных арболиту, на минеральном  вяжущем и органическом целлюлозном  заполнителе получило широкое распространение. Эти материалы, вырабатываемые по различным технологиям, имеют фирменные названия: "дюризол" в Швейцарии, "вундстроун" в США, "пилино-бетон" в Чехии, "чентери-боад" в Японии, "дурипанель" в Германии, "велокс" в Австрии. Изделия хорошо зарекомендовали себя и широко применяются при возведении одноэтажных и высотных зданий различного назначения. Отечественный и зарубежный опыт свидетельствует о том, что по строительным, экономическим и эксплуатационным свойствам арболит является эффективным строительным материалом.

 

Производство и применение арболита позволяет снизить материалоемкость, энергоемкость, массу здания и удельные капитальные затраты на изготовление 1 стенового материала по сравнению с бетоном на пористых заполнителях. Одновременно решается и другая важная задача — защита окружающей среды от загрязнения отходами промышленного и сельскохозяйственного производства.

 

При современных темпах развития капитального строительства наблюдается интенсивный  рост потребления местных материалов и продуктов их переработки. В то же время рост перерабатывающей промышленности опережает рост объема лесозаготовок, что истощает запасы леса в традиционных районах лесозаготовок, а освоение лесов в северных и восточных районах страны требует больших дополнительных капитальных вложений на строительство дорог. Поэтому неотложной становится задача комплексного использования сырья, максимальной утилизации отходов древесины.

 

Неполное использование отходов  лесоматериалов — большая экономическая потеря для народного хозяйства. Известно, что коэффициент выхода продукции при переработке древесины крайне низок. Так, для получения 1 погонажных изделий расходуется 2,8—3,3 , для выработки 1 фанеры — 4 , на изготовление мебельных изделий, соответствующих в пересчете 1 древесины, более 5 , а на изготовление несущих клееных деревянных конструкций (КДК), содержащих 1 древесины, расходуется 2,6—2,8 бревен 2-го и 3-го сорта. Необходимо изыскивать пути рационального и эффективного использования древесных отходов, в том числе и для создания строительных материалов, тем более что из 1   отходов древесины (в плотных ) можно получить более 2 строительных материалов, например фибролита, арболита, древесностружечных плит и др.

 

Один из наиболее эффективных и рентабельных способов использования древесных отходов — выпуск арболита, так как технология его относительно несложна, а производство не требует больших капитальных вложений. Эффективность применения арболита и практически неограниченные сырьевые возможности дают право рассматривать развитие производства арболита, как одно из важных направлений в освоении местных строительных материалов. Применение арболита обеспечивает снижение расхода цемента. На изготовление 1 стены из арболита (приведенной толщины по теплозащите) требуется цемента на 30—35 кг меньше, чем при использовании керамзитобетона (хотя расход вяжущего на 1 конструкций у арболита несколько больше), что обусловлено значительным уменьшением толщины стены из этого материала из-за его более высоких теплофизических свойств. Применение арболита для ограждающих конструкций позволяет также сократить энергозатраты. Арболитовая стена благодаря крупнопористой структуре материала обеспечивает высокое термическое сопротивление конструкции, а это дает возможность тратить меньше энергии на отопление. Последнее обстоятельство имеет особое значение для животноводческих помещений, где для поддержания нормальных условий требуются большие эксплуатационные затраты на вентиляцию.

 

Эффективность применения конструкций и изделий из арболита определяется возможностью существенного  снижения массы зданий и сооружений и повышения их теплозащиты, уменьшения перевозок за счет использования  местных материалов, снижения стоимости строительства. 1 древесных отходов, использованных при производстве арболита, заменяет в строительстве 1,5 пиловочника. При приведенной толщине стены по условиям теплопередачи масса ее 1 из арболита в 7—8 раз меньше, чем из кирпича, и в 2—3 раза меньше, чем из керамзитобетона.

 

Эффективность применения арболита обусловлена также уменьшением  удельных капитальных вложений на создание производственной базы, которые в 2 раза меньше, чем при организации выпуска панелей из бетона на пористых заполнителях. Изделия из арболита небольшой средней плотности (400-800 кг/ ) обладают ценными строительными свойствами: они хорошо пилятся, гвоздятся, держат штукатурку и шурупы, обрабатываются режущим инструментом, трудно сгораемы и биостойки. Большое народнохозяйственное значение имеет развитие производства арболитовых конструкций в нефтедобывающих районах Западной и Восточной Сибири, а также в районах Крайнего Севера и Дальнего Востока, где осваиваются богатые природные ресурсы, а жилищное и промышленное строительство сдерживается из-за недостатка природных и искусственных минеральных пористых заполнителей для изготовления бетона. При строительстве малоэтажных зданий конструкции и изделия из арболита эффективно заменяют кирпич, керамзитобетон, ячеистые бетоны и древесину, а по ряду эксплуатационных свойств превосходят их.

 

 Все эти достоинства  арболита способствовали широкому  его применению при строительстве  одноэтажных и двухэтажных жилых домов, гражданских и сельских производственных зданий. Дальнейшее расширение и совершенствование производства и применения арболитовых изделий и конструкций в строительстве позволяет решить такую неотложную задачу, как улучшение качества, повышение долговечности, обеспечение стабильных физико-механических свойств арболита при эксплуатации и повышение индустриальности конструкций из него.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СТРОИТЕЛЬНЫЕ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АРБОЛИТА

 

 Арболит - легкий  бетон, получаемый на минеральном вяжущем и органическом целлюлозном заполнителе растительного происхождения. Поэтому арболиту присущи прочность, огнестойкость, биостойкость бетона и небольшая плотность, теплопроводность, легкость обработки режущим инструментом, гвоздимость древесины .

 

Поскольку больше всего  изготовляется арболитовых изделий  и конструкций на древесном заполнителе, наиболее изучен этот вид арболита. Средняя плотность этого материала (высушенного до постоянной массы) в  зависимости от его марки и  вида древесного заполнителя приведена в табл. 1.

 

Таблица 1. Средняя плотность арболита

 

Марка	Средняя плотность, кг/
	Древесная дробленка  из отходов		Одубина
	лесопиления и деревообработки	лесозаготовок
5	400	500	550
10	500	550	600
15	600	650	700
25	650	700	750
35	700	750	800

 

 

 

Арболит, отвечающий требованиям  ГОСТ 19222—73 "Арболит и изделия  из него", имеет марки 5, 10, 15, 25, 35. Арболит  марок 5 и 10 (со средней плотностью до 550 кг/ ) является теплоизоляционным, а марок 15, 25 и 35 — конструкционно-теплоизоляционным материалом. Его механическая характеристика приведена в табл. 2.

 

Таблица 2. Техническая характеристика арболита

 

Показатели	Заполнитель – дробленка  из отходов
	лесопиления	лесозаготовок
Средняя плотность, кг/м3	400-700	500-750
Прочность при сжатии, МПа	0,5-3,5
Прочность при изгибе, МПа	0,7-1,0
Модуль упругости, МПа	200-1600	200-1200
Морозостойкость не менее, циклы	25-50
Водопоглощение, %	40-85
Усадка, %	0,4-0,5
Сорбционное увлажнение (при относительной влажности 40-90%)	4,5-12
Биостойкость	Биостойкий (V группа)
Огнестойкость	Трудносгораемый (огнестойкость 0,75-1,5 ч)
Коэффициент звукопоглощения (при частотах звука от 125 до 2000 Гц)	0,17-0,6

 

Как видно из табл. 2, у арболита со средней плотностью 400-800 кг/ предел прочности при сжатии 0,5-3,5 МПа. Такие невысокие прочностные характеристики могут объясняться химической агрессивностью заполнителя и его подверженностью значительным влажностным объемным деформациям. Установлено, что на прочность арболита значительно влияет его влажность. Особенно сильно изменяется его прочность при влажности от 0 до 25%, т.е. в пределах водонасыщения древесного волокна. Максимальную прочность имеет арболит, влажность которого равна 16-17%.

 

Прочность сцепления  арболита с металлической арматурой  в зависимости от марки арболита, вида профиля стержней (гладкий, периодический) и защитной обмазки равна от 0,1 до 0,4 МПа. Сцепление же фактурного слоя из цементно-песчаного раствора 1:3 (цемент, песок) составляет 1,5-1,6 МПа. Деформация арболита при кратковременной нагрузке (показатель сжимаемости) примерно в 8-10 раз больше, чем у бетонов на минеральных пористых заполнителях. Показатель сжимаемости равен 7,5-10-3, коэффициент Пуассона - 0,15-0,2.

 

Сорбционное увлажнение арболита зависит от его средней  плотности, вида применяемого органического  целлюлозного заполнителя и введенных  добавок и при относительной  влажности воздуха 40-90% находится  в пределах 4,0-12%. Так как сорбционное  увлажнение арболита невелико, материал - негигроскопичен. Он характеризуется достаточно большим значением водопоглощения, однако преимущество его заключается в том, что он легко отдает поглощенную воду, т.е. быстро высыхает. Уменьшить водопоглощение арболита в конструкциях можно, защитив его открытые поверхности различными покрытиями. С учетом повышенной усадки, изделия из арболита до монтажа должны иметь минимальную влажность, чтобы в зданиях не было усадочных деформаций. Долговечность ограждающих конструкций из арболитовых изделий характеризуется III степенью. По биостойкости арболит относится к V группе в соответствии с классификацией, предложенной ЦНИИСК. Арболит со средней плотностью выше 400 кг/ трудносгораем. Применяют его для изготовления изделий, эксплуатируемых в сборных и монолитных зданиях различного назначения. Наружная поверхность ограждающих конструкций из арболита, соприкасающихся с атмосферной влагой, независимо от влажностного режима внутренних помещений должна иметь защитный отделочный слой. С внутренней стороны панели предусматривается фактурный слой из цементно-песчаного раствора толщиной до 2 см. Арболит обладает более высокими теплозащитными и звукоизоляционными свойствами, чем бетоны на минеральных пористых заполнителях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АРБОЛИТА

 

Изучение теплотехнических характеристик показало, что хорошие  теплофизические характеристики арболита позволяют ему с успехом конкурировать  с другими бетонами на минеральных  пористых заполнителях. Теплофизические характеристики арболита как теплоизоляционно-конструктивного материала для ограждающих конструкций регламентируются главой СНиП II-3-79 "Строительная теплотехника". Эти характеристики для арболита со средней плотностью 600 и 800 кг/ при условиях эксплуатации А и Б (определяемых по прил. 2 к главе СНиП 11-3-79) представлены в табл. 3.

 

Таблица 3. Теплофизические  свойства арболита при условиях эксплуатации А и Б

 

Средняя плотность арболита в сухом состоянии, кг/	Удельная теплоемкость в сухом состоянии, кДж/(кг∙ )	Расчетная влажность  по массе, %		Расчетные коэффициенты
		А	Б	теплопроводности, Вт/(м∙ )			теплоусвоения, Вт/( ∙ )		паропроницаемости, мг/(м∙ч∙Па)
				сухое	А	Б	А	Б	А и Б
600	2,5	10	15	0,116	0,175	0,233	4,54	5,44	0,105
800	2,5	10	15	0,163	0,244	0,302	6,20	7,15	0,105