4897

3

УДК 674.816.2 Производство товаров народного потребления. Оборудование и технология из-

готовления стеновых блоков из арболита [Текст]: метод. указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальностей 250301, 250201, 080502 / Ф.В. Пошарников, В.Т. Яковлев, А.Н. Мильцин, Г.В. Папченков, Р.А. Щеглов; Фед. агентство по образованию, Государственное учреждение высш. проф. Образования, Воронеж. гос. лесотехн. академия. – Воронеж, 2006. – 36 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТА Рецензент д-р техн. наук проф. ВГАУ К.Р. Казаров

Научный редактор проф. Ф.В. Пошарников

4

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время в малолесных районах России возникла необходимость в изыскании дополнительных ресурсов древесины, так как основные источники древесного сырья, имеющие промышленное значение, находятся на большом расстоянии.

Древесные ресурсы в Европейской зоне представлены лесами 1 и 2 группы, имеющими природно-санитарное значение. В этих лесах ведутся только рубки промежуточного пользования (санитарные, ухода, прореживания), в результате чего в переработку поступает низкокачественное сырье и древесина малоценных пород. Можно более полно использовать древесную массу, перерабатывая лесозаготовительные отходы (сучья, ветви, тонкомерные деревья) и отходы лесопереработки (кусковые отходы лесопиления).

В данном методическом указании рассматривается один из возможных способов переработки низкокачественного древесного сырья – в производстве стеновых блоков для малоэтажных строений (арболитное производство, стружкобетон и т.д.).

Производство стеновых блоков с наполнителем из древесинных отходов позволяет снизить стоимость строительства и повысить быстроту возведения построек, так как кладка выполняется быстрее, чем аналогичная из кирпича. Спрос на такую продукцию в настоящее время очень велик, а себестоимость организации такого производства невысока.

5

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Бетон – один из древнейших строительных материалов. Из него построены галерей египетского лабиринта (3600 лет до н. э.), часть Великой Китайской стены (III век до н. э.), ряд сооружений на территории Индии, Древнего Рима и в других местах.

Однако массовое использование бетона и железобетона для строительства началось только во второй половине XIX в., после получения и организации промышленного выпуска портландцемента, ставшего основным вяжущим веществом для бетонных и железобетонных конструкций. Вначале бетон использовался для возведения монолитных конструкций и сооружений. Применялись жесткие и малоподвижные бетонные смеси, уплотнявшиеся трамбованием. С появлением железобетона, армированного каркасами, связанными из стальных стержней, начинают применять более подвижные и даже литые бетонные смеси, чтобы обеспечить их надлежащее распределение и уплотнение в бетонируемой конструкции. Однако применение подобных смесей затрудняло получение бетона высокой прочности, требовало повышенного расхода цемента. Поэтому большим достижением явилось появление в 30-х годах способа уплотнения бетонной смеси вибрированием, что позволило обеспечить хорошее уплотнение малоподвижных и жестких бетонных смесей, снизить расход цемента в бетоне, повысить его прочность и долговечность. В эти же годы был предложен способ предварительного напряжения арматуры в бетоне, способствовавший снижению расхода арматуры в железобетонных конструкциях, повышению их долговечности и трещиностойкости.

В России еще в самом начале ХХ века в Санкт-Петербурге, Москве, Нижнем Новгороде и других городах России появились станки «Москва», «Цубербиллер» и другие, работавшие по принципу удара, когда бетонная смесь жесткой консистенции, содержащая портландцемент, песок, щебень помещалась в форму с пустотообразователями (пуансонами), уплотнялась штыкованием,

6

трамбованием и, после твердения в течение 21-28 дней, отправлялась потребителю.

Производство пустотелых бетонных камней велось согласно ВТУ, принятым ХIII цементным съездом в Петрограде 15.05.1910 г.

В 40-50 гг появились станки вибрационно-ударного действия, облегчения стеновых камней из шлакобетона, опилкобетона, увеличилась их производительность. В 60-70 гг стали внедряться технологические автоматизированные линии по производству стеновых вибропрессовых камней из легких бетонов на пористых заполнителях: керамзите, аглопорите, термозите, вспученном перлите, вермикулите и других.

Возникновение конструкций из бетонных блоков обусловлено тем, что этот вид материала имеет ряд преимуществ перед кирпичом: трудоемкость возведения блочных стен в 1,5…2 раза меньше, чем из кирпича. В результате дом возводится быстрее. А коэффициент теплопроводности стен из блоков гораздо ниже, чем у кирпичных стен. Наконец, по стоимости стеновые блоки на 20…30

%дешевле кирпича.

Сточки зрения использования лесосечных и лесоперерабатывающих отходов можно рекомендовать производство стеновых блоков: из опилкобетона и арболита. На рис. 1 представлена схема по использованию древесных отходов в строительстве.

Опилкобетон – легкий бетон из смеси древесных опилок с вяжущим компонентом. Получают теплый и огнестойкий стеновой материал. По теплозащитным качествам он эффективнее полнотелого кирпича, а по санитарногигиеническим показателям из всех бетонных материалов считается самым комфортным для жилых зданий. Однако стены из опилкобетона нуждаются в устройстве дополнительной изоляции от влаги окружающей среды. Для этого с наружной стороны стены штукатурят цементно-песчаным раствором или облицовывают кирпичом, с внутренней – обшивают досками, фанерой, древесноволокнистыми плитами, гипсокартоном и тому подобными изделиями. Между

7

Рис. 1 Технологическая схема использования древесинных отходов в строительстве

8

обшивкой и блоками прокладывают пароизоляцию (пергамин, синтетическую пленку). В качестве заполнителя блоков используют опилки деревьев хвойных пород, так как они мало подвержены биологическому распаду. Лучший вяжущий компонент для формирования опилкобетона – цемент. Для уменьшения расхода цемента часть его заменяют известью или глиной.

Стены из опилкобетона обычно выкладывают из готовых блоков, ибо возводить их монолитными технологически сложно (опилкобетонная смесь медленно сохнет, деформируется).

Стеновые блоки из опилкобетона, как и шлакоблоки, изготовляют в разборных формах. Однако в связи с тем, что у опилкобетона необходимая прочность наступает не сразу после формования, требуется несколько таких форм, используемых одновременно. Размеры блоков выбираются также с учетом толщины стен, способов укладки и удобства переноски. Отформованные блоки толщиной свыше 20 см долго сохнут, тяжелые (более 20 кг), их неудобно переносить и укладывать в стеновую конструкцию.

Толщину наружных стен определяют в зависимости от плотности опилкобетона и расчетной температуры наружного воздуха. В условиях, например, Московской области при плотности блоков 800 кг/м3 она должна быть не менее 30 см. Внутренние капитальные стены выкладывают такой же толщины. Для повышения несущей способности простенки и столбы армируют металлической сеткой из проволоки диаметром 4…6 мм с ячейками 6…12 см. Ее вводят в

горизонтальные швы через 1…2 ряда блочной кладки. Над дверными и оконными проемами в стенах из легкого бетона укладывают перемычки. Выполняют их по ходу кладки в виде монолитного железобетонного пояса высотой 4…5 см. Бетон для этого укладывают в опалубку, сделанную из деревянных брусков высотой, равной одной двадцатой ширины проема. Длина опорных частей перемычек должна составлять 40…50 см.

Долговечность стен, выложенных из легкобетонных блоков любого типа, значительно увеличится, если вместо наружной штукатурки применить кир-

9

пичную облицовку. К шлакобетону такая стенка может примыкать непосредственно, а от опилкобетона должна отстоять на 3…5 см. Крепление облицовки к стене выполняют металлическими связями диаметром 4…6 мм, установленными друг от друга на расстоянии 1…1,5 м по фронту кладки, через 4…6 рядов ее высоты. Для защиты от коррозии проволочные связи покрывают битумом или цементным раствором.

Арболит – бетон на цементном вяжущем, органических заполнителях и химических добавках, в том числе регулирующих пористость. В табл. 1 представлены марки арболита в зависимости от плотности.

Таблица 1

Марки конструкционного арболита по плотности

Такой материал может использоваться не только как конструкционный материал (возведение жилых домов, ферм, гаражей, хозяйственных построек), но и как изоляционный (утепление полов и перекрытий). Значения теплопроводности арболита приведены в табл. 2. Арболитовые блоки имеют высокую теплоизоляцию: стена в один кирпич из арболитовых блоков сохраняет тепло, равное теплу, сохраняемому стеной в три кирпича.

Таблица 2

Теплопроводность арболита

Теплопроводность арболита Вт/ м·°С, при средней плотности, кг/кб.м

Теплопроводность арболита, высушенного до постоянной массы определяемая при температуре (20±5) °С.

10

Поскольку современные технологии позволяют изготавливать стеновые камни и блоки с минимальным (до 1 мм) отклонением в геометрических размерах от стандартных размеров, то можно вести, так называемую, тонкошовную кладку с использованием кладочных клеев на основе тонкодисперстных сухих смесей с размером частиц заполнителя не выше 1…2 мм. В результате толщина кладочного шва составляет всего несколько миллиметров (в отличие от традиционного шва – около 10 мм), что приводит к значительной экономии кладочного раствора и при этом практически исчезают «мостики холода» в кладке.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА СТЕНОВЫХ БЛОКОВ ИЗ

АРБОЛИТА

1 Цель работы: Изучить технологию производства стеновых блоков из арболита.

2 Содержание задания

2.1 Изучить возможные варианты технологии производства стеновых блоков из арболита.

2.3 Представить отчет по выполнению работы.

3 Методическое и материально-техническое обеспечение

3.1Методические указания к выполнению работы.

3.2Плакаты.

3.3Нормативно-справочная литература.

4 Методические указания по выполнению работы

4.1 Общие указания.

Упрощенно технологию изготовления стеновых блоков из арболита можно разделить на следующие операции:

−составление смеси,

−замес смеси до состояния «пластилина»,

−укладка смеси в формы,

11

−помещение формы в установку по изготовлению стеновых блоков,

−вибропрессование,

−сушка.

При изготовлении опилкобетона главное требование – масса вяжущих компонентов должна быть не меньше сухой массы заполнителей. Например, если для получения бетонной смеси взято 20 кг опилок, то и цемента, и воды в сумме должно быть не менее 20 кг. Повышения прочности и уменьшения усадки достигают, добавлением песка. Ориентировочный состав опилкобетона приведен в табл. 3.

Таблица 3

Составляющие опилкобетона

Технология приготовления опилкобетонной смеси: вначале перемешивают песок, опилки и цемент до получения однородной массы, которую затворяют малыми порциями воды. Затем снова добавляют воду и снова все перемешивают. Готовность опилкобетонной смеси определяют так: при сжатии в кулаке смесь должна образовать не рассыпающийся комок с вмятинами от пальцев.

Материалы для арболита

В качестве вяжущих материалов для изготовления арболитовой смеси следует применять портландцемент, портландцемент с минеральными добавками, сульфатостойкий цемент (кроме пуццоланового), соответствующие требо-