Арболитовые блоки своими руками — технология

К сожалению, цены на энергоносители не показывают тенденцию к уменьшению, поэтому вопросы об эффективной термоизоляции домов всегда выходят на первый план при строительстве жилья. Существует много различных технологий утепления, таких как использование фасадных или внутренних материалов, применение специальных навесных конструкций и т.д.

Арболитовые блоки своими руками

Когда-то широко применявшийся в строительстве, он со временем был незаслуженно забыт, и многие потенциальные застройщики порой даже ничего про него не знают. Однако, арболит стал восстанавливать свои позиции востребованности, стал проявляться в продаже. Но если приобрести его возможности нет, отчаиваться не стоит – всегда есть возможность изготовить арболитовые блоки своими руками.

Что такое арболит, и каковы его основные преимущества

Материал, который принято называть арболитом, состоит из двух основных ингредиентов. Основная его масса – это наполнитель из древесной щепы и опилок, которые связаны между собой второй фракцией – портландцементом. В общую массу могут включаться специальные химические добавки, улучшающие качество древесины или повышающие пластичность получаемой смеси, но их удельное количество очень невысоко.

Основной компонентный состав арболита

Не нужно полагать, что такой деревобетон является какой-то новинкой в семье стройматериалов. Наоборот, использование растительных компонентов с минеральными связующими имеет многовековую историю – как здесь не вспомнить о древней технологии саманного строительства, где главными ингредиентами являются солома и глина. С развитием силикатного производства, когда выпуск цемента начался в массовых масштабах, стали проводиться первые эксперименты и с деревобетоном.

В 50 – 60 годы ХХ века арболит стал производиться в промышленных масштабах. Материал прошёл всесторонние испытания, получил соответствующий ГОСТ, постоянно модифицировался – над этим вопросом работали несколько научных коллективов. Ярким доказательством качества выпускаемого стройматериала может служить тот факт, что именно из арболита были возведены несколько построек на антарктических станциях, в том числе – здание столовой и кухни. Расчет себя оправдал – доставить такой легкий материал на огромное расстояние не представило большой сложности, а стенки толщиной всего в 30 см поддерживали в этих экстремальных условиях комфортный режим.

К сожалению, в дальнейшем основной упор в промышленном производстве стройматериалов был сделан на железобетон, проблемы энергосбережения и экологии тогда мало, кого волновали, и арболит незаслуженно был просто позабыт. Достаточно широкая сеть предприятий по его выпуску перестала существовать, разработок в этом направлении не проводилось.

В наши дни происходит «реанимирование» этого направления производства стеновых материалов. Арболит снова стал использоваться в строительстве, повысился спрос на него. Выпуском деревобетона занимаются многие частные предприниматели – машиностроительные предприятия даже наладили производство специальных мини-линий. Придерживаясь определенных технологии вполне можно изготовить арболитовые блоки своими руками и в домашних условиях.

Мини-линия для производства арболитовых блоков

Какими же замечательными качествами обладает этот материал, и какие выгоды дает от своего применения:

• Первое, на что обращается всегда внимание – отличные термоизоляционные характеристики. Древесина «теплая» сама по себе, плюс большую роль играет «воздушность» арболита. Сравним – всего 300 – 400 мм деревобетонной кладки так же эффективно противостоят холоду, как кирпичная стена толщиной около 2 метров!

Дом, возведенный из арболита, не боится никаких морозов

• Арболит – отличный звукоизолятор. В дом, выстроенный их него, не будут проникать уличные шумы.

Легкость материала значительно упрощает процесс строительства и уменьшает нагрузки на фундамент

• Материал легкий – его плотность от 400 до 850 кг/м³. А это и удешевление перевозок, строительства (не нужна специальная подъемная техника), снижение нагрузок на основание здания, и есть возможность применить более простой и недорогой фундамент.
• Легкость арболита вовсе не означает его хрупкость. Наоборот, у него завидная пластичность и амортизационные качества (сжатие — до 10 % объема) при хорошей прочности на изгиб. При нагрузках он не треснет и не раскрошится, а после снятия усилия пытается восстановить прежнюю форму – сказывается армирующее действие древесной щепы. Сильные акцентированные удары, которые разрушают другие стеновые материалы, на нем ограничиваются лишь промятой поверхностью, но без нарушения общей структуры блока.

Это особо важно при возведении зданий на проблемных грунтах или в регионах с повышенной сейсмической активностью – стены дома не дадут трещин.

• Арболит является экологически чистым материалом. При правильной предварительной обработке сырья он не станет питательной средой для микроорганизмов, плесени, насекомых или грызунов. В нем не происходит процессов прения и гниения материала с выделением вредных для здоровья человека веществ. Вместе с тем, у него отменная паропроницаемость, стены получают возможность «дышать», в них не скапливается конденсат.
• Материал практически негорючий, несмотря на высокое компонентное содержание древесины. При критически высоких температурах намного дольше удерживает заданную форму, нежели другие утеплительные блоки на базе полимеров.
• Арболитовые стены легко поддаются любым видам внешней отделки, показывая отличную адгезию с большинством используемых строительных растворов и смесей, даже без использования дополнительных армирующих сеток.
• Пластичность исходного материала позволяет формовать строительные блоки практически любой, даже самой причудливой конфигурации, что открывает широкий простор для архитектурного проектирования.

Арболитовые блоки легко поддаются любой обработке

• Одно из важных достоинств – простота обработки арболитовых блоков. Они легко режутся даже обычной пилой, их можно точно подогнать под требуемый размер по ходу строительства. Помимо этого, в стенах их этого материала легко высверлить отверстие любого диаметра, в них отлично ввинчиваются саморезы и удерживаются забитые гвозди.

Видео: положительные качества арболита

«Азы» технологии производства арболита

Прежде всего, нужно оговориться, что все сказанное выше и то, о чем пойдет речь в дальнейшем, относиться именно к арболиту, то есть деревобетону. Дело в том, что под подобным термином часто преподносят и опилкобетон (изготавливают из опилок мелкой фракции с добавлением песка), но между этими материалами больше, скорее, различий, нежели сходства.

• Для производства арболита используется древесная щепа, получаемая методом дробления древесины. На выходе из дробильной машины получают фрагменты длиной 15 ÷20 мм, шириной около 10 и толщиной 2 ÷3 мм. В промышленных условиях это выполняют специальные установки, быстро перерабатывающие нетоварную древесину – сучья, горбыль, верхушки спиленных деревьев, отходы деревообрабатывающих предприятий.

Древесная щепа для производства арболита

Кстати, далеко не все виды древесины подходят для производства арболита. В основном это, конечно, хвойные породы – сосна, пихта, ель, но вот лиственница для этих целей не применяется. Хороший материал получается и из отдельных лиственных пород – тополь, осина, береза. Отходы бука для деревобетона применять нельзя.

• Полученная древесная масса в обязательном порядке подвергается специальной химической обработке. В структуре древесины содержится немало водорастворимых веществ группы сахаров, которые не только снижают эксплуатационные качества самого материала и существенно удлиняют сроки полного схватывания цемента, но могут и вызвать процессы брожения в толще уже готовых блоков. Это может закончиться образованием пустот, вспучиванием поверхности и другими негативными последствиями.

Нейтрализацию этих веществ проводят растворами хлористого кальция, сернокислого алюминия или «жидкого стекла» в определённой пропорции. Кроме того, для предотвращения развития различных форм биологической жизни в толще материала, древесную щепу обрабатывают антисептическими составами.

• Следующий этап производства – смешивание стружечной массы со связующим компонентом – портландцементом. Его удельная масса составляет примерно от 10 до 15 %. Могут добавляться пластификаторы, но не более 1 % массы.
• Полученная пластичная масса поступает на участок формовки. Технология может быть разной – прессование или уплотнение на вибростенде, в зависимости от целевого предназначения получаемых изделий.

Формовочный станок для арболитовых блоков

• После полного заполнения форм они перелаются на участок сушки, где поддерживается определенный температурно-влажностной режим. Затем идет снятие форм (распалубка), и полученные блоки высушиваются еще в течение 2 суток при температуре порядка 60 ºС.
• При необходимости готовые изделия проходят механическую доработку и затем поступают на склад для упаковки и отправки потребителям.

Процентный состав компонентов не является четко обозначенной величиной – он может варьироваться в определенных пределах в зависимости от конкретных изделий и их целевого предназначения.

При производстве крупногабаритных деталей может применяться их дополнительное армирование, в том числе с установкой закладных технологических платин и такелажных петель.

Крупногабаритные арболитовые изделия необходимо армировать

Выпускаемый в промышленных условиях арболит (можно встретить названия «урмалит», «тимфорт», «вудстоун», «дюризол» — они несколько различаются между собой процентным содержанием дополнительных полимерных компонентов) подразделяется на конструкционный и термоизоляционный:

• Плотность конструкционного деревобетона достигает 850 кг/м³, поверхностная прочность порядка М-50, термоизоляционные свойства не слишком высоки – теплопроводность 0,14 – 0,17 Вт/(м×°С).
• У термоизоляционного арболита картина другая – плотность до 500 кг/м³, показатель прочности в пределах М-5 ÷ М-15, но вот теплопроводность очень низкая – 0,08 ÷0,1 Вт/(м×°С).

Как изготовить арболитовые блоки самостоятельно

Количество мини-предприятий по производству арболитовых блоков растёт (для некоторых мастеров-предпринимателей это становится весьма доходным бизнесом), и материал все чаще встречается в свободной продаже. Но никогда не переведутся домашние умельцы, которые всегда и все стараются сделать самостоятельно.

Что необходимо для изготовления арболитовых строительных деталей:

• Прежде всего, необходим самый главный материал – древесная щепа. Понятно, что ее нужно много – затевать процесс из-за нескольких блоков просто не имеет смысла. Хорошо, если поблизости есть деревообрабатывающие мастерские, где можно договориться о недорогом приобретении подобных отходов. Самостоятельное приготовление щепы в больших масштабах -– дело очень непростое, если, конечно, в хозяйстве нет специальной дробилки. Народные умельцы находят оригинальные решения, конструируя подобные установки своими силами.

Видео: самодельный станок для дробления древесины

• Обязательно потребуется бетономешалка – вручную приготовить значительное количество качественной древесно-цементной смеси не получится.
• Заранее готовится требуемое количество форм. Их можно изготовить из дерева (доски, толстой фанеры или ОСП), причем лучше, если они будут разборными – намного упростится процесс распалубки. Обычно делают длинную форму с перемычками, чтобы в ней сразу изготавливать несколько блоков. Для того чтобы раствор не приставал к деревянной поверхности, внутренние стенки можно обшить старым линолеумом.

Один из вариантов разборных форм для производства арболитовых блоков

Другой подход – сварная или тоже разборная конструкция из листового металла с ячейками бля блоков определенной конфигурации и размера. При желании, можно приобрести или заказать заводские формы, часто даже, с приспособлениями для формовки и прессования – они позволят изготовить блоки сложной конфигурации, в том числе – пустотелые.

Установка для формовки пустотелых блоков

• Для уплотнения сырой массы в формах необходимо подготовить трамбовку. Можно применить и методику вибропрессования. Самый простой способ – использование в этих целях перфоратора с передачей его вибрации на стенд с подпружиненной поверхностью. Другой метод – изготовление стенда с установленным на нем электродвигателем, на ротор которого установлен маховик-эксцентрик.

Подобный вибростенд для формовки можно изготовить и самостоятельно

• Для обработки древесины могут понадобиться определённые химикаты – о них речь чуть позже.
• Требуется подготовить площадку под навесом, для размещения заполненных форм и изготовленных блоков для прохождения цикла сушки.

В какой последовательности выполняется работа по изготовлению арболитовых блоков:

1. Готовят древесную массу. Она должна быть очищена от грязи, земли, трухи. Общее объёмное содержание побочных компонентов (коры, хвои или листьев) не должно превышать 5%.

Отличное средство для предварительной обработки щепы — хлористый кальций

Древесную щепу необходимо освободить от растворенных сахаров. Самый простой способ – выдержать ее на открытом воздухе, периодически перемешивая. Однако это потребует немало времени – порядка 3 месяцев. Чтобы ускорить процесс лучше ее обработать 1,5% раствором технического хлористого кальция из расчета 200 л раствора на 1 м³ древесины. Выдерживают массу в таком состоянии до 3 суток с регулярным ежедневным перемешиванием. Однако, следует помнить, что этот метод подходит только для хвойных пород.

Другой способ – обработка «жидким стеклом», но ее следует проводить уже при замешивании раствора, так как силикатные компоненты могут привести к спеканию стружечной массы. И здесь есть нюанс – «жидкое стекло» может применяться с любым типом древесины, но оно существенно снизит пластичность получаемых блоков, повысит их хрупкость.

«Жидкое стекло» — ускоряет застывание раствора, но повышает хрупкость изделий

2. Перед началом дальнейших работ следует обработать древесную щепу известковым раствором. Он должен до конца нейтрализовать все химические составляющие дерева, плюс к этому – придать ему антисептические свойства.

Стружку замачивают в растворе гашеной извести (5÷10%) на 3 часа. Затем ее выкладывают на сетку, чтобы дать воде стечь. Сырая древесина уже не высушивается, а сразу используется для дальнейшего приготовления рабочей формовочной массы.

3. Готовится смесь для формовки. Для этого в бетономешалке вначале перемешиваются щепа с водой, с добавлением «жидкого стекла» (не более 1% от общей массы планируемого количества раствора). При получении полужидкой кашицы начинают добавлять цемент (не ниже М-400) и постепенно увеличивать количество воды. Общая пропорция должна выдерживаться в таких пределах: 4 части воды на 3 части древесины и 3 части цемента.

Замешивание дерево-цементной массы для формовки

Здесь следует сразу предостеречь от распространенной ошибки начинающих мастеров, которые начинают отмерять компоненты в объемном соотношении. Приведенные пропорции касаются исключительно массы вводимых в смесь материалов.

Раствор перемешивается до полной однородности и разбивания всех возможных комков. В итоге получаемая масса должна быть пластичной, но достаточно рассыпчатой. При сжатии комка в ладони он должен сохранить форму, не рассыпаясь после снятия усилия.

4. Следующий этап – формовка. Когда смесь полностью готова, формы необходимо слегка промазать жидким цементным молочком или масляной отработкой. Древесно-цементная массы выкладывается в них поэтапно, в 3—4 захода, с тщательной трамбовкой каждого слоя. Если есть вибростенд, то это значительно упростит задачу. Имеет смысл при трамбовке несколько раз проткнуть смесь заточенной арматурой, чтобы облегчить выход воздушным пузырям.

Можно оставить сверху свободное пространство, примерно 20 мм, и заполнить его штукатурным раствором, разровняв шпателем поверхность. Это позволит получить блоки с уже оштукатуренной ровной стороной.

Одну из сторон можно сразу делать «оштукатуренной»

Есть и другой способ декорирования блоков. На дно форм укладывают камешки, плитку – целую или фрагментами, затем заливают обычным плотным бетонным раствором на толщину порядка 20 мм, и лишь потом проводят окончательную формовку блока.

Можно применить и другие методы внешнего декорирования арболита

Если требуется армирование блока, то вначале укладывается слой арболита, затем устанавливается арматурная сетка и заливается слой бетона, полностью покрывающий ее, и сверху опять идет слой деревобетона.

Заполненные массой формы отправляются к месту предварительной сушки.

Сушка арболитовых блоков потребует достаточно большой площадки

5. Спустя сутки можно проводить распалубку или извлечение схватившихся блоков из форм. Они укладываются под навесом для дальнейшего высыхания и упрочнения. Обычно это занимает две — три недели, в зависимости от температуры воздуха и влажности.

Видео: пример производства арболита в домашних условиях

Грамотно организованный процесс, при наличии достаточного количества форм и средств «малой механизации» позволит выпускать при такой ручной формовке до 80—100 блоков в день. Это должно полностью обеспечит бесперебойность строительства дома, возводимого из арболита.