Технология производства арболита в домашних условиях

Арболит (он же деревобетон) все чаще используется в малоэтажном строительстве. Во многом это связано с простотой производственной технологии и доступностью исходных компонентов. Именно о технологии, оборудовании и способах производства я расскажу в этой статье.

Производственное оборудование

Оборудование для производства арболита не отличается особой сложностью и габаритами. Его можно разместить на приусадебном или дачном участке, в любом боксе, цеху или просто на улице под навесом. Главное условие – наличие электроэнергии и удобство эксплуатации. Полный перечень заводского оборудования, необходимого для промышленного производства арбоблоков выглядит следующим образом:

• Шредер – измельчитель органических наполнителей (щепы, соломы и т.д.).
• Ёмкость для приготовления и розлива химических компонентов.
• Дозатор цемента.
• Дозатор органических наполнителей.
• Дозатор заполнителей для бетонного раствора.
• Бетоносмеситель для арболита принудительного типа действия.
• Подъёмно-поворотный бункер для приёма и дальнейшего розлива готового арболитового раствора.
• Система лебёдок для погрузочно-разгрузочных работ.
• Самозапечатываемые формы для отливки блоков.
• Вибропресс для арболита.

При кустарном производстве деревобетона, для собственных нужд, могут использоваться самодельные станки.

Состав арболита

Состав арболита регламентируется ГОСТ №19-222-84. Готовая к заливке арболитовая смесь состоит из следующих компонентов:

• Цементный раствор;
• Химические добавки;
• Органические наполнители.

Цемент

В качестве связующего компонента в производстве используется раствор на цементной основе. По ГОСТу, портландцемент для приготовления арболита должен иметь марку не ниже М-400.

Таблица . Технические характеристики цемента М-400

Добавлять песок в состав арболитного раствора не рекомендуется, так как это ухудшает показатели сцепки органических наполнителей с цементным вяжущим веществом. В результате блоки становятся менее прочными и склонными к расслоению и растрескиванию.

Химические добавки

Химические добавки предназначены для улучшения эксплуатационных характеристик арболита. В состав арболита входят следующие химические компоненты:

1. Сернокислый алюминий, он же сульфат алюминия – неорганическая соль, хорошо растворимая в воде. При изготовлении арболита он используется в качестве гидроизолятора, увеличивающего стойкость материала к воздействию сырости.
   

   Из-за высокой гигроскопичности, хранение сернокислого алюминия должно производиться в помещениях с низким уровнем влажности и в герметичной упаковке.

2. Хлористый кальций – химический элемент, получаемый при промышленном производстве соды. Добавляется в арболитную смесь для связывания сахаров, содержащихся в органических заполнителях, что значительно повышает прочностные характеристики получаемого цементного раствора и позволяет повысить степень его сцепления с древесными компонентами.
3. Жидкое стекло – водорастворённые силикаты натрия или калия. При изготовлении смеси для деревобетона, жидкое стекло выполняет роль отвердителя, а также для придания цементному раствору кислотоупорных и гидроупорных свойств.
4. Гашёная известь добавляется в раствор для нейтрализации содержащихся в органических добавках природных сахаров и улучшения связующих качеств цемента и древесины.

Органические заполнители

В качестве наполнителя при производстве арболита используются отходы деревообрабатывающего производства. Главное отличие арболита от других видов лёгких бетонов состоит в том, что в его состав входят достаточно крупные компоненты – древесная щепа, костра льна, конопляная солома и т.д. От процентного содержания органического наполнителя зависят основные показатели материала: плотность, гигроскопичность, коэффициент теплопроводности и т.д.

• Древесная щепа – наиболее часто используемый заполнитель. Согласно ГОСТу, её размер не должен превышать 4 х 1 х 0,5 см. В связи с этим, технические характеристики арболитовых конструкций отличаются от характеристик опилкобетона и фибролита (стружкобетона).
  

  Древесная щепа – главная составляющая арболитового блока

  Нужный размер органической фракции получают при помощи специального станка-щепореза (шредера). Содержание щепы в общем объёме арболита может быть разным, и составлять от 30% до 90%.

• Льняная костра добавляется в таком же виде, в каком она получается на льноперерабатывающем заводе после предварительной обработки сырья.
• Конопляную солому перед использованием следует перемолоть в шредере.

Согласно техническим нормативам, льняные и конопляные наполнители должны иметь следующие размеры:

• Длина – от 15 до 25 мм.
• Ширина – от 2 до 5 мм.

В разных регионах для производства арболитовых блоков и панелей могут применяться и другие органические заполнители: рисовая и гречневая солома, отходы обработки хлопчатника и т.п.

В таблице даны технические характеристики арболита, изготовленных с применением разных органических наполнителей:

Технология производства

Технология производства арболита имеет ряд отличительных особенностей, которые касаются подготовки сырья, рецепта приготовления, дозировки компонентов. Её соблюдение обязательно как при промышленном выпуске, так и при производстве арболита своими руками в домашних условиях.

Подготовка органических заполнителей

Для деревобетона может использоваться щепа древесины хвойных пород – ели, сосны, пихты, а также лиственных деревьев с твёрдой древесиной – дуба, ясеня, берёзы.

Не рекомендуется применять в производстве щепу лиственницы и бука из-за химического состава – их древесина содержит значительно больше сахаров, что приводит к значительному снижению качества блоков. В крайнем случае, при производстве раствора с лиственничной или буковой щепой, придётся, как минимум, вдвое увеличить количество химдобавок – извести или хлористого кальция.

Щепа березы и ясеня – лучший наполнитель для арболитового блока

Первым шагом древесные отходы измельчаются посредством щепореза до размеров, регламентируемых ГОСТ №19-222-84 – не более 40х10х50 мм. Фактически же оптимальными размерами древесной фракции для формовки блоков являются 25х5х3 мм, так как более крупные компоненты хуже связываются цементным раствором и более склонны к расслаиванию в процессе эксплуатации.

После измельчения щепа просушивается. На крупных производственных линиях для этих целей применяют специальные сушилки барабанного типа, в которые подаётся горячий воздух.

Если арболит производится в домашних условиях, щепу складируют для просушки под навесами на срок не менее месяца, при температуре воздуха +15С.

Непосредственно перед замешиванием щепа замачивается на 6-8 ч в растворе воды с химическими добавками. Вода для этого должна соответствовать ГОСТу №23-732-79, где регламентируется её химический состав, кислотность и т.д. На деле же, при кустарном производстве деревобетона применяется любая доступная вода – из водопровода, реки или колодца. Единственное необходимое условие – она должна быть чистой и иметь температуру не ниже +15…+20С. После замачивания древесный наполнитель должен иметь влажность не более 30%.

Костра льна и солома конопли, для удаления из неё излишков сахаров, выдерживается на открытом воздухе не менее 2 – 3 месяцев при плюсовой температуре, либо замачивается в известковом молоке на 3-4 дня. Известковый раствор приготавливается в следующих пропорциях на 1 куб. м органики.

Пропорции смеси

Пропорции замеса могут незначительно изменяться, в зависимости от класса прочности деревобетона. Для получения более высокой марки арболита увеличивают долю цемента в общем объёме раствора. Ниже представлены рекомендуемые пропорции замеса раствора для деревобетона различных марок на куб готового раствора:

Химические добавки могут добавляться как по отдельности, так и комплексно. К примеру, строительные нормативы СН №54982 допускают смешивание сернокислого алюминия с известью в пропорции 8 кг и 4 кг на куб раствора.

Очерёдность загрузки

При замесе раствора важно соблюдать не только пропорции, но и очерёдность загрузки компонентов. Для изготовления качественной арболитной смеси обычные бетоносмесители, используемые для замеса бетона, не подойдут – щепа в них не сможет хорошо перемешаться с цементным раствором. Бетономешалка для арболита должна быть принудительного типа, например отечественные модели серии СБ, РН, импортные ZZBO и т.д. В них перемешивание компонентов производится не вращением барабана, а расположенным внутри него шнеком или лопастью.

Таблица 3. Технические характеристики принудительных смесителей серии СБ:

1. Первым шагом в барабан смесителя насыпается подготовленная щепа в нужной пропорции.
2. Затем бетоносмеситель запускается и в него заливается вода с растворёнными в ней химическими добавками. Органический заполнитель размешивается с химраствором в течение 30-60 секунд, чтобы щепки хорошо пропитались.
3. После этого добавляется цемент и продолжается размешивание смеси в течение 3-5 минут, до получения однородной массы.

Формирование блоков

Формовка арбоблоков происходит с помощью специальных матриц, в которые заливается готовый раствор. Они изготавливаются из нержавеющей стали разборной конструкции для более лёгкого извлечения блоков.

Также такие формы можно изготовить самому из дерева или фанеры, обив их изнутри линолеумом или жестью. Размеры ячеек матрицы могут быть различными, в зависимости от потребностей в блоках тех или иных габаритов.

Трамбовка производится вручную, либо для этого используется вибростанок. В первом случае раствор заливается в формы слоями толщиной в 5 см, каждый из которых уплотняется металлической трамбовкой.

Во втором случае уплотнение раствора производится на вибростоле, которым обычно оборудуется промышленный станок для производства арболита.

Также при формовке для уплотнения раствора можно использовать ручной или механический пресс. Чтобы из уплотняемых блоков лучше выходил воздух, они периодически прокалывается металлическим стержнем.

Сушка

Сушка готовой продукции является завершающим этапом производственного процесса. В связи с особенностью конструкции, наилучшим вариантом является мягкий режим просушки.

Пропаривать арбоблоки по примеру железобетонных конструкций, не рекомендуется, так как материал теряет прочность из-за возрастающих внутренних напряжений. По этой же причине не следует пытаться ускорить высыхание блоков при помощи сушильных камер и других приспособлений.

Оптимальный режим просушки для арболита – температура 40-50 градусов, при влажности воздуха порядка 70-80%. В этом случае блоки набирают необходимую для распалубки прочность уже спустя 18-20 ч. что составляет около 1/3 от окончательной марочной. Дальнейшая выдержка материала производится при температуре 15-20 С в течение одной-двух недель – за это время деревобетон набирает окончательную прочность.