6.2. Арболит

Легкий бетон, получаемый на минеральном вяжущем и органическом целлюлозном заполнителе растительного происхождения, химических добавок и воде. Поэтому арболиту присущи прочность, огнестойкость, биостойкость бетона и небольшая плотность, теплопроводность, легкость обработки режущим инструментом и гвоздимость.

Арболит имеет марки 5, 10, 15, 20, 35 и 50, а в зависимости от средней плотности в высушенном до постоянной массы состоянии подразделяется на теплоизоляционный – со средней плотностью до 500кг/м, конструкционный – со средней плотностью свыше 500-850кг/м.

Техническая характеристика арболита

Таблица 9

Наименование показателей	Заполнитель – дробленка из отходов лесопиления
кг/м	400-800
R МПа	0,5-5,0
Rизг МПа	0,7-1,0
Модуль управления МПа	250-2300
МРЗ	Не менее циклов 25-50
Водопоглощение, %	40-85
Усадка, %	0,-0,5
Биостойкость	Биостойкий (Vгр)
Огнестойкость	Трудносгораемый (огнест.0,75-1,5г)
Коэффициент звукопоглощения	0,17-0,6

Зависимость теплопроводности арболита

от вида заполнителя

Таблица 10

Вид заполнителя	Теплопроводность арболита, вт/м.гр., при кг/м
	400	450	500	700	800
Измельченная древесина	0,08	0,09	0,095	0,14	0,17
Измельченные стебли хлопчатника	0,07	0,075	0,08	0,12

Установлено, что на прочность арболита значительно влияет его влажность. Особенно сильно изменяется его прочность при влажности 25%, т.е. в пределах водонасыщения древесного волокна, максимальную прочность имеет арболит с W=16-17%.

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

Сорбционное увлажнение арболита зависит от его средней плотности, вида применяемого органического целлюлозного заполнителя и введенных добавок и при относительной влажности воздуха 40-90% составляет 4-12%, т.к. сорбционное увлажнение арболита невелико, материал негигроскопичен. Долговечность ограждающих конструкций из арболитовых изделий характеризуется IIIстепенью, по биостойкости арболит относится кVгруппе.

Арболит со >400кг/мтрудносгораем. Наружная поверхность ограждающих конструкций из арболита, независимо от влажностного режима внутренних помещений должны иметь защитный отделочный слой. С внутренней стороны панели предусматривается фактурный слой из цементно-песчаного раствора толщиной 2 см. Арболит обладает более высокими теплозащитными и звукоизоляционными свойствами, чем бетоны на пористых минеральных заполнителях.

Для изготовления конструкций из арболита применяют следующие материалы: вяжущее (ПТУ и его разновидности), заполнители (отходы лесозаготовок, лесопиления и деревообработки), химические и порообразующие добавки (CaCl, жидкое стекло, (NH)SO), арматуру, материалы для антикоррозийной защиты арматуры и отделки поверхностей конструкций (рис. 7 прил.).

Вяжущее должно удовлетворять требованиям стандартов: ПТЦ и БТЦ, цемент сульфатостойкий, ПТЦ белый.

Заполнители приготовляют из следующих пород древесины: ели, сосны, кедра, пихты. Допускается использовать березу, ольху, липу, тополь, осину и другие породы древесины.

К специфическим особенностям органического целлюлозного заполнителя, отрицательно влияющим на процессы, структурообразование, прочность и стойкость арболита и влагопеременным воздействиям, относятся повышенная химическая агрессивность, значительные объемные влажностные деформации и развитие давления набухания; резко выраженная анизотропия, высокая проницательность, низкая адгезия по отношению к цементному камню.

Кусковые отходы древесины и дровяное долготье должны измельчаться в щепку и выдерживаться в кучах под навесом не менее месяца при положительной температуре. Выдержанные отходы древесины превращают в щепу на рубильных машинах, а затем измельчают в дробленку на молотковых мельницах, в дробилках или на струженных станках.

Расход компонентов в зависимости от марки арболита

Таблица 11

Компонент	Марка бетона
	5	15	35	50
ПТЦ М400 кг	240/190	280/330	360/390	390/420
Древесная дробленка кг	140/180	180/200	240/250	250/280
CaCl (кг) Вода (л)	6260/310	7300/360	8400/460	9420/480

Химические добавки для арболитной массы должны удовлетворять требованиям стандартов:CaCl, жидкое стекло, силикат глыба.

Химические добавки для арболитной массы применяют в виде водных растворов требуемой плотности.

Вода для затворения арболитных смесей и бетона отделочных слоев должна удовлетворять нормативным требованиям.

Для армирования конструкций из арболита должна применяться арматура классов А-I,A-II,A-III.не16мм и проволочная арматура классаBp-1.

Технология арболитных изделий и конструкций.

Древесно-цементное отношение в арболите принимают 0,6; а В/Ц – в пределах 1,1..1,3.

Технологический процесс изготовления арболитовых изделий и конструкций состоит из следующих переделов: 1) дробление и подготовка заполнителя по гранулометрическому составу, 2) обработка заполнителя химическими растворами, дозировка компонентов арболита, приготовление арболитовой смеси, укладка ее в формы и уплотнение термообработки отформованных изделий, вызревание при положительных температурах, транспортировка изделий на склад.

От способа формования и уплотнения зависит макроструктура и также ее функции: средняя плотность, тепло и звукопроводность, влагостойкость.

Приготавливают арболитовую смесь на том же оборудовании, что и бетоны на пористых заполнителях. Наиболее пригодны бетоносмесители С-773, С-951, СБ-138 или лопастной растворосмеситель типа С-209, СМ-290.

Нестабильная влажность органического целлюлозного заполнителя обусловила необходимость замачивать заполнитель в воде (холодной или горячей) или в растворе химических добавок в течение 7-10 минут перед подачей в смесителе.

Исследования, проведенные в ЦНИИЭПС, позволяют рекомендовать совместное введение непосредственно в смеситель путем дождевания с помощью дозатора и системы перфорированных трубок – распылителей.

Арболитовые изделия формуются в стальных формах. Самая ответственная операция при изготовлении арболитовых изделий – уплотнение смеси. Вибрация малоэффективна из-за низких гравитационных и упругих свойств арболитовой смеси, а прессование приводит к тому, что после снятия и нагрузки упругая смесь распрессовывается и нарушается целостность структуры, это объясняется свойствами древесного заполнителя энергично поглощающего капельную влагу в процессе приготовления смеси, в результате чего смесь получается малоподвижной, и даже при больших расходах воды приходится поддерживать высокие значения водоцементного отношения.

Появились новые способы уплотнения: уплотнение в горизонтальных или вертикальных формах ручными или механическими трамбовками, прессование в горизонтальных или вертикальных формах, силовой вибропрокат, вибропрессование, вибрирование с пригрузом, послойное уплотнение, циклическое прессование.

В НИИЖБ были проведены исследования по улучшению реологических свойств арболитовой смеси (удобоукладываемости) путем введения в нее технической пены, что и позволило формовать изделия на стандартном вибростоле.

Применение арболита в строительстве.

Многолетняя эксплуатация зданий и сооружений из арболита подтверждает его долговечность.

Изготавливают панели, блоки, плиты покрытия для совмещенных кровель и плиты перекрытия, усиленные железобетонными брусками или несущей основой, перегородочные плиты для первых этажей культурно-бытовых зданий и магазинов, тепло – и звукоизоляционные плиты.

Благодаря крупнопористой структуре арболит обладает ценными свойствами: высокой теплоизоляцией и способностью поддерживать осушающий режим в помещениях, не конденсируя влаги на поверхности и не повышая влагосодержания в стенах.

НИИЖБ разработал рабочие чертежи на «Однослойные стеновые панели из арболита для сельскохозяйственных зданий» толщиной 200,250,300 и 350 мм; длиной 6; 4,5; 3; 1,8; 1,5 м; высотой 0,6; 0,9; 1,2 м.

Арболит нашел широкое применение в сельском жилищном строительстве.

В практике строительства в нашей стране нашли применение 3 типа конструктивных систем применительно к сельским домам усадебного типа: 1) дома из мелкоштучных элементов, круглоблочные дома, крупнопанельные дома с панелями размером на комнату.

Стеновые блоки имеют следующие размеры: 2290х1180хб мм; 2290х580хб мм; б=240, 280; б внутренних блоков200мм. Стеновые блоки выполняют из арболита м25, с 2-х сторон офактуривается цементным раствором. Марка по прочности на сжатие наружного слоя 100. Марка раствора внутреннего отделочного слоя 50. Толщина фактурного слоя 10 мм.

В Грузии (г.Гори) налажено производство мелкоштучных блоков и перегородочных плит 800х400х800мм, средняя плотность для блоков 600-700кг/м,=0,15-0,18вт/м.гр.,Rсж=2,5-3,5МПа, для домов усадебного типа 600х300хб; 600х150хб; 300з300хб; 600х100хб; 600х200хб, где б=200,250мм.

Панели из арболита для жилищного строительства имеют максимальный размер 478х2520х300 мм, толщина наружных панелей для tнар. воздуха=-40составляет 300 мм.

Экономическая эффективность применения арболита в строительстве

У арболита по сравнению с перлито- и керамзитобетонами имеется ряд преимуществ:

1. Утилизируются неиспользованные отходы деревообработки для получения заполнителя;

2. Снижается масса зданий;

3. Упрощается монтаж конструкций;

4. Отсутствует необходимость в механизмах большей грузоподъемности для монтажа зданий;

5. Сравнительно низкие капитальные удельные вложения на изготовление 1мконструкций (стоимость панели в 1,5-2 раза меньше, чем у деревянных конструкций.);

6. Невысокие затраты;

7. Возможность изготовления панелей полной заводской готовности;

8. Экономия цемента на 35-55кг на 1мограждения.

Применение арболита позволяет снижать массу здания в 1,3-1,5 раза, снизить энергозатраты как в процессе изготовления материала, так и при эксплуатации. Заполнитель не требует создания карьерного хозяйства дополнительного строительства специальных заводов по вспучиванию сырья.

Приготовление и подготовка органического целлюлозного заполнителя практически сводится к измельчению древесного сырья и его фракционирования, а в ряде случаев просто к отделению пылевидных фракций.

Сравнительные технико-экономические показатели применения различных стеновых материалов

Таблица 12

Наименование показателей	арболит.	керамбет	ячеистый бетон	кирпич
, кг/м	700	900	700	1800
б, см	22	25	24	66
масса, кг	154	270	200	1200
Приведение затрат	8,5	14,1	12,9	21,2
Трудоемкость Чел./час	2,7	4,0	3,6	8,6

Внедрение в строительство арболитовых стеновых панелей позволит снизить массу зданий, уменьшить трудоемкость и стоимость, улучшить качество возведения объектов и микроклимат в помещениях.

Примерный расход материалов на 1марболитовых изделий, кг:

1. Портландцемент марки 400-320-380.

2. Органический заполнитель 160-250

3. Вода-330-500

4. CaCl-5-9

5. Стальная арматура (для стеновых панелей размером 6х1,2х0,6)=11-16

Основные свойства:

- - 400-900;

- =0,07-0,16;

- МРЗ 25-35;

- Вт % - 50-60;

- Усадка – 2-4мм/м.