Арболит

 

 

В зависимости от вида заполнителя и качества уплотнения арболитовой смеси, а также от условий эксплуатации стеновых панелей возможны некоторые отклонения их теплофизических характеристик от расчетных.

 

Внутренняя поверхность  стеновых панелей и многих обследованных  помещений сухая, без конденсации  влаги на ограждениях. При осмотре стеновых арболитовых панелей в зданиях со сроком эксплуатации 10—12 лет не отмечено отслоения фактурных слоев от арболита. Не обнаружены также трещины вертикальных стыков основных панелей нижнего ряда.

 

Деструкция арболита и наличие скоплений древоразрушающих грибков в местах отбора проб из панелей не отмечены. Структура и естественный цвет древесной дробленки, щепы и льняной костры сохранились.

 

В процессе обследования определяли размеры панелей, толщину  арболита и фактурных слоев, среднюю  плотность материалов, состояние конструкций, условия и продолжительность эксплуатации помещений. Изучались теплотехнические характеристики стеновых панелей: сопротивление теплопередаче отражений, теплопроводность в условиях эксплуатации, влажностный режим арболита и фактурных слоев. Для выявления степени агрессивности воздушной среды исследовали микроклимат зданий, при этом учитывалась эффективность использования систем приточно-вытяжной вентиляции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СЫРЬЕВЫЕ МАТЕРИАЛЫ  ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АРБОЛИТА

 

Арболит состоит из портландцемента, древесного заполнителя, химических добавок (облагораживающих органический заполнитель  и улучшающих реологические свойства смеси) и воды.

 

Таблица 4. Средний расход компонентов в кг на 1

арболита

 

Компоненты	Марка арболита
	5	10	15	25	35
Портландцемент марки 400	260/290	280/310	300/330	330/360	360/390
Древесная дробленка (сухая)	160/180	180/200	200/220	220/240	240/250
Хлористый кальций	6	6-7	7	8	8
Вода	280/330	300/360	330/390	360/430	400/460

 

 

В производственных условиях число компонентов и вид добавок  выбирают исходя из конкретных условий: качества применяемого древесного заполнителя, назначения и условий эксплуатации изделий и конструкций.

 

Минеральные вяжущие.

 

Чтобы была выдержана заданная прочность арболитового блока, рекомендуется применять портландцемент марок 400, 500 или более высоких. Расход цемента для различных конструкций и изделий из арболита в каждом отдельном случае зависит от марки цемента, марки арболита, вида заполнителя, его характеристики и т.д. Ориентировочный расход цемента рекомендуется определять следующим образом: требуемая марка арболита умножается на коэффициент 17, например, для арболита марки 15 ориентировочный расход цемента на 1 арболита составит 15 х 17 = 255 кг

Заполнители.

 

Наиболее распространенным является древесный заполнитель. К  нему предъявляются следующие требования. Не рекомендуется применять крупные  древесные частицы, так как после  увлажнения изделия последнее так  увеличивается в объеме, что это приводит к разрушению. Мелкие частицы древесного заполнителя потребуют больше цементного раствора. Основной недостаток древесного заполнителя — его химическая активность.

 

В составе всех органических отходов растительного происхождения много растворимых водой веществ, из которых самыми вредными для цемента являются сахара. Чтобы устранить сахара, древесное сырье выдерживают 3 и более месяцев на открытом воздухе или же обрабатывают органический заполнитель известковым раствором из расчета 2,2 кг извести на кубометр заполнителя и 150 — 200 л воды. Выдерживают содержимое 3 — 4 дня, один-два раза в сутки перемешивания.

 

В качестве заполнителя  применяют опилки со стружкой (соотношение 1:1 или 1:2), стружку, щепу, опилки со стружкой и щепой (соотношение 1:1:1). Пропорции даны по объему, например, состав 1:2 получаем из одного ведра опилок и двух ведер стружки. Опилки можно заменить кострой льна и стеблями конопли.

 

Костра льна для арболита является полноценным заполнителем. Однако в ее составе много сахаров, что требует обязательного применения химических добавок. Для улучшения качества арболита костру целесообразно предварительно обработать известковым молоком (50 кг извести на 200 кг костры). После обработки ее выдерживают один-два дня в куче и только после этого применяют для изготовления арболитовых блоков. Такая технология позволяет уменьшить расход цемента на 50 — 100 кг на 1 арболита.

 

Костру льна применяют  в том же виде, в каком она  бывает на льнозаводах. Стебли же конопли надо предварительно дробить на кормодробилках. Опыт показывает, что арболит получается качественней в том случае, когда заполнитель имеет форму игольчатую, удлиненную, в среднем с такими размерами частиц: длина 15 — 25 мм, ширина и толщина 2 —5 мм.

Химические добавки.

 

Технологические свойства арболитовых блоков, в первую очередь, зависят от химических добавок. Применять  их следует обязательно во всех случаях  независимо от того, в каком климатическом  районе сооружается дом из арболита . Химические добавки позволяют любой заполнитель использовать практически без предварительной выдержки, так как благодаря им, имеющиеся сахара нейтрализуются и качество изделия улучшается.

 

Химическими добавками  могут быть: хлористый кальций, растворимое стекло, известь гашеная, сернокислый алюминий. Лучшими добавками считаются хлористый кальций и сернокислый алюминий. Возрастание прочности арболита с введением сернокислого алюминия объясняется тем, что он, соединяясь с сахарами, переводит их в безвредное состояние.

 

При изготовлении арболита общее количество добавок достигает 2—4% от веса цемента или 6—12 кг на 1 арболита. Химические добавки можно применять как отдельно, так и в сочетаниях: хлористый кальции и сернокислый алюминии (1:1), растворимое стекло и известь гашеная (1:1). Перед применением химические добавки предварительно растворяют в воде и после этого вливают в арболитовую смесь.

 

Потребное количество добавок  зависит от марки арболита. Так, для  арболита марки 30 количество добавок следующее: — хлористый кальций и сернокислый алюминии (в соотношении 1:1 в количестве 4 % от веса цемента); — хлористый кальций и сернокислый натрий (1:1 в количестве 4% от веса цемента); — хлористый алюминий и сернокислый натрий (1:1 в количестве 2% от веса цемента); — хлористый кальций и хлористый алюминий (1:1 в количестве 4% от веса цемента).

 

Для получения арболита марки 35 необходимо добавить хлористый  кальций в количестве 2% от веса цемента. Следует знать, что применение хлористого кальция увеличивает прочность арболитовых блоков. Хорошие результаты дает применение жидкого стекла — водный раствор силиката натрия или кальция — 8—10 кг на 1 арболита. В твердом состоянии оно похоже на обыкновенное стекло. Растворяют его в горячей воде.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ АРБОЛИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКЦИЙ

 

Технология арболита в основном включает те же операции, что и технология обычного бетона на пористых заполнителях. Однако органический целлюлозный заполнитель как специфический материал вносит свои коррективы во все технологические операции. Технологический процесс изготовления арболитовых изделий и конструкций в большинстве действующих цехов состоит из следующих переделов: дробление и подготовка заполнителя по гранулометрическому составу, обработка заполнителя, дозировка компонентов арболита, приготовление арболитовой смеси, укладка ее в формы и уплотнение, термообработка отформованных изделий, вызревание при положительных температурах, транспортировка изделий на склад (рис. 1).

 

 

Рис. 1. Технологическая  схема производства изделий из арболита

 

1 - рубительная машина; 2 - циклон; 3 - бункер щепы; 4 - барабанный дозатор; 5 - молотковая дробилка; 6 - бункер  дробленки; 7 - виброгрохот; 8 - сетчатый  контейнер; 9 - кран-балка; 10 - дозатор химических растворов; 11 - емкость для химических растворов; 12 -центробежный насос; 13 - перфорированная труба; 14 - шиберный затвор; 15 - шнековый конвейер; 16 - бункер для песка или минеральных добавок; 17 - бункер для цемента; 18 - автовесы; 19 - смеситель для приготовления раствора для фактурного слоя; 20 - смеситель для приготовления арболитовой смеси; 21 - раздатчик; 22 - ровнитель; 23 - металлическая форма; 24 - цепной конвейер; 25 - формовочный пост; 26 - захват; 27 - накопитель; 28 - камера термообработки.

 

Важнейший из технологических факторов, влияющий на физико-механические свойства арболита и экономические показатели его производства - способ формования и уплотнения.

 

От него прежде всего зависит  макроструктура и такие ее функции, как средняя плотность тепло- и звукопроводность, влагостойкость. В отличие от производства искусственных минеральных пористых заполнителей, которое связано со значительными затратами энергии, получение заполнителя для арболита сводится к измельчению древесины до получения нужного фракционного состава. В ряде случаев может быть использован заполнитель в виде станочной стружки и лесорамных опилок, который требует только рассева на фракции. Однако получение качественного арболита на этих заполнителях затруднено в связи с тем, что они имеют большую удельную поверхность, и нормируемого количество цемента оказывается недостаточно для создания высокопрочной структуры. Лучшие результаты дает специально приготовленная дробленка из кусковых отходов древесины дровяного сырья, получаемая по типовой двухступенчатой схеме: получение щепы на рубительных машинах, а затем измельчение щепы и ее гомогенизация в молотковых мельницах.

 

Древесина — анизотропный материал, поэтому древесная дробленка  должна иметь игольчатую форму с коэффициентом формы (отношение наибольшего размера к наименьшему), равным 5—10, толщину 3-5 мм и максимальную длину до 25 мм. Частицы такой формы обладают более близкими по абсолютному значению влажностными деформациями вдоль и поперек волокон, и поэтому в отличие от заполнителя с меньшим коэффициентом формы могут снизить отрицательное воздействие влажностных деформаций древесного заполнителя на структурообразование и прочность арболита. При наличии станочной стружки и лесорамных опилок в арболитовую смесь взамен древесной дробленки можно вводить до 30% этих отходов после пропуска их через молотковую мельницу для гомогенизации и отделения на виброгрохоте пылевидных фракций. Получают арболитовую смесь практически на том же оборудовании, что и обычный бетон на пористых заполнителях. Наиболее пригодный тип смесителя — бетономешалка С-773, или С-209.

 

Большое влияние на качество смеси оказывает дозирование  и способ введения воды и химических добавок. Нестабильная влажность органического целлюлозного заполнителя обусловила необходимость на ряде предприятий замачивать заполнитель в воде (холодной или горячей) или в растворе химических добавок в течение 7—10 мин перед подачей в смеситель. Однако при этом не удается точно дозировать воду, а также нейтрализовать химически агрессивные вещества заполнителя. Рекомендовано совместное введение воды и химических веществ непосредственно в смеситель путем дождевания с помощью дозатора и системы перфорированных трубок — распылителей. В этом случае можно точно дозировать воду и добавки и равномерно распределить их, что позволяет улучшить физико-механические свойства арболита.

 

На большинстве технологических  линий арболитовые конструкции  и изделия формуются в стальных формах. Для заполнения стальных форм могут быть рекомендованы двухбункерные бетоноукладчики, например типа С-166А. Главная задача при укладке массы в форму - равномерно распределить ее по всей форме. Это достигается заполнением формы в уровень с бортами или в уровень с насадкой. Из-за упругости арболитовой смеси высоту бортоснастки формы выбирают с учетом коэффициента уплотнения. Коэффициент уплотнения назначается в зависимости от требуемой средней плотности арболита и составляет 1,2—1,6. Для средней плотности 700 кг/ при использовании дробленки хвойных пород он равен 1,5.

 

Самая ответственная  операция при изготовлении арболитовых  изделий — уплотнение смеси. Из-за упругих свойств к арболитовой  смеси неприменимы общие закономерности, характерные для смесей на минеральных заполнителях. Обычная вибрация малоэффективна из-за низких гравитационных и упругих свойств арболитовой смеси, а прессование приводит к тому, что после снятия нагрузки упругая смесь распрессовывается и нарушается целостность структуры. Эти особенности арболитовой смеси объясняются свойствами древесного заполнителя, энергично поглощающего капельную влагу в смесителе в процессе приготовления смеси, в результате чего смесь получается малоподвижной даже при больших расходах воды. Поэтому на практике приходится поддерживать высокие значения В/Ц, равные 1,1—1,3.

 

Такие свойства арболитовой  смеси заставили производственников и исследователей создавать новые  способы уплотнения смеси. В результате появились самые различные технологии уплотнения: уплотнение в горизонтальных или вертикальных формах ручными или механическими трамбовками; прессование в горизонтальных или вертикальных формах. Однако все эти способы трудоемки, слабо механизированы и применяются в настоящее время при небольших объемах производства арболита в пределах 2—10 тыс. в год.