Заповнювачі на основі органічних відходів

Штучні пористі заповнювачі виготовляються також на основі органічної сировини - відходів деревини та іншої сировини рослинного походження, на яких виробляють такі будівельні матеріали: арболіт, цементно-стружкові плити, тирсовий бетон, короліт.

Для виробництва заповнювачів застосовують тирсу, стружку, кору і кускові відходи, які можуть перероблятися на технічну щепу, а потім на стружку, дрібняк, волокнисту масу.

При виробництві зазначенирх матеріалів перевагу надають хвойним породам, так як в їх складі менше водорозчинних екстрактивних речовин і цукрів, дубильних і смолянистих речовин, які негативно впливають на твердіння портландцементу. Для зменшенння екстрактивних речовин в деревних відходах їх витримують на складах 4...6 місяців. Шкідливі для цементу речовини деревини знешкоджуються шляхом мінерализації - просочуванням відходів розчинами солей: хлориду кальцію, сірчанокислого глинозему, розчинного скла та ін.

Тирса - один з найбільш масових відходів лісопиляння і дерево переробки, фракційний склад якої залежить від способу обробки і перебуває в межах 10...0,2 мм. Частинки менше за 0,2 мм називаються деревним борошном.

При пилянні колод за допомогою рами утворюється тирса крупністю до 7 мм за формою, що наближається до кубічної, яка має більші розміри поперек волокон ніж вздовж, вона негативно впливає на механічні властивості виробів. При обробці деревини на круглопиляльних верстатах одержують тирсу волокнистої структури з розміром 1...2 мм.

Технічна щепа - продукт первинного подрібнення кускових відходів і неділової деревини, яку одержують на дискових чи барабанних рубальних машинах. Вимоги до щепи обумовлюються її призначенням: нормуються розміри щепи, вміст гнилизни до 5%, кори до 12...15% і мінеральних домішок до 1%.

Заповнювачі для арболіту виготовляють з таких порід деревини, як ялина, сосна, кедр, ялиця, допускається застовувати березу, вільху, липу, тополю, осику та інші породи деревини, або їх суміші після лабораторної перевірки.

Деревний заповнювач має ряд негативних властивостей: викликає значні об’ємні деформації при зволоженні і розвиток тиску набухання, анізотропію, високу проникність, низьку адгезію до цементного каменю, пружність при ущільненні, хімічну агресивність.

Для виробництва арболіту з деревними відходами застосовують дрібняк або стружку, одержані із щепи за допомогою молоткових млинів і стружкових верстатів. Дрібняк повинен мати коефіцієнт форми 5...10 і товщину 3...5 мм, найбільшу довжину стружки до 25 мм.

Стружка для арболіту повинна мати мінімальну товщину 0,1...1 мм, довжину 2...20 мм і може вироблятися з відходів лісопиляння без попередньої їх переробки на щепу. Сировина перед переробкою на стружку підлягає спеціальній підготовці: сортуванню, гідротермальній обробці, видаленню гнилизни і кори.

Гідротермальна обробка деревини відбувається під впливом пари під тиском 0,25...0,3 МПа або вимочуванням її у воді при температурі 70...85°С. Нагрівання і охолодження деревини зменшують шорсткість стружок, скорочують кількість дрібної фракції. Деревина для переробки на стружку повинна мати вологість 30...40% і температуру 10...50°С.

Виробництво заповнювачів з деревини включає наступні операції: відходи деревини, що витримані на складі переробляють у щепу на рубильних машинах, а потім подрібнюють на молоткових млинах, в дробарках або на стружкових верстатах. В суміш для виготовлення арболіту з деревним дрібняком можна вводити до 30% відходів стружок від верстатів і рамної тирси після пропускання їх крізь молотковий млин. Заповнювачі також обробляються хімічними добавками. Нестабільна вологість заповнювача обумовлює необхідність замочувати його у холодній чи гарячій воді або розчинах хімічних добавок протягом 7...10 хв. перед подаванням до змішувача.

Для виготовлення арболіту застосовуються сільськогосподарські відходи рослинного походження: стебела конопель, льону, подрібнені стебла бавовнику тощо. Після первинної обробки костриці довжина частинок становить 10...70 мм, ширина - до 3 мм і товщина - 0,2...0,3 мм, середня густина - 100...120 кг/м³.

Арболіт залежно від середньої густини у висушеному стані поділяють на теплоізоляційний (з середньою густиною до 500 кг/м³) класів В0,35...В1,0 та конструкційний (середня густина - 500...850 кг/м³) класів В1,5....В3,5. Для арболіту з середньою густиною 400...850 кг/м³ на основі подрібненої деревини теплопровідність становить 0,08...0,17 Вт/(м·К), на основі подрібненого стебла бавовнику і рисової соломи, костриці льону і конопель 0,017...0,12 Вт/(м·К).

Цементно-стружкові плити - листовий матеріал, що виробляють із підготовленої стружки, портландцементу і мінеральних добавок. Сировиною заповнювача є деревина хвойних порід; ялини, ялиці, сосни і листяних порід, при яких міцність готового матеріалу знижується на 10...15%.

Технологія виготовлення заповнювача у вигляді стружки складається з наступних етапів: зберігання деревини на лісоскладі протягом 2 місяців, одержання стружки товщиною 0,2...0,3 мм і довжиною 10...30 мм за допомогою верстатів з ножовими валами, подрібнення стружки в молоткових дробарках, зберігання стружки у проміжному бункері, розсів стружки у сепараторі з відокремленням грубих фракцій стружки.

Середня густина цементно-стружкових плит становить 1100...1200 кг/м³, міцність при стиску - 15 МПа, при згині - 8,6...18 МПа. Вони призначені для влаштування панелей і перегородок, плит покриттів, елементів підвісних стель, підлог, огорож лоджій, підвіконних дощок тощо.

Тирсові бетони виробляють з використанням тирси хвойних порід фракцій 1,5...5,0 мм і мінеральних заповнювачів: пісок, гравій та мінеральних в'яжучих речовин. Тирсовий бетон, який характеризується середньою густиною 300...700 кг/м³ і міцністю при стиску 0,4...3 МПа, використовують як теплоізоляційний матеріал; бетон з середньою густиною 700...1200 кг/м³ та міцністю при стиску до 10 МПа - як конструкційно-теплоізоляційний.

Короліт - матеріал, який виготовляють на основі мінеральних в'яжучих і кори, яку попередньо підсушують, подрібнюють і пропускають крізь сито для видалення пилу. Міцність такого бетону на основі портландцементу становить 3,0...3,5 МПа, теплопровідність - 0,14 Вт/(м·⁰К).