Материалы и пропорции для производства арболитовых блоков

Опубликовано: 26.12.2016

Материалы и пропорции для производства арболитовых блоков своими руками

Конструктивные особенности арболитовых блоков регламентируются двумя основными стандартами: ГОСТ 19222-84 «Арболит и изделия из него» и СН 549-82 «Инструкция по проектированию, изготовлению и применению конструкций и изделий из арболита». С ними должен ознакомиться каждый, кто собирается заняться производством арболита. Мы же начнем статью с рассмотрения вопроса о целесообразности производства арболитовых блоков своими силами.
Конечно, задумав организовать серьезное производство с приличными объемами (речь идет о производстве материала на продажу), необходимо грамотно оценить свои финансовые возможности. Дело в том, что производство арболита в чистом виде характеризуется сравнительно низкой рентабельностью. Поэтому, занимаясь изготовлением этого материала, приходится искать пути для увеличения прибыли.
Но совсем другое дело – производство блоков для собственных потребностей.
Или запуск смежного производства. Для этого случая предусмотрено несколько вариантов: оказание строительных услуг с использованием арболитовых блоков собственного изготовления (ведь покупатель арболита – потенциальный заказчик строительных услуг) или совмещение производства блоков с деревообработкой.

Мнение. Производство арболита нужно совместить с каким-либо деревообрабатывающим производством, что бы одно дополняло другое. Щепа – своя. Аренда, свет, вода – тоже. На 2 производства бухгалтерия тоже одна. Мы даём работу круглый год, поэтому люди соглашаются работать за меньшие деньги с куба, но суммарно, в течение календарного года, они получают больше.
Действительно, спрос на арболитовые блоки – явление сезонное, но для обеспечения стабильной прибыли производство должно работать круглый год, а для этого понадобятся оборотные средства. Как показывает практика, грамотно организованное производство, даже при наличии сравнительно небольших площадей (до 200 м?), вполне имеет право на существование.

Технология производства
Соблюдение технологического процесса при изготовлении арболитовых блоков сводится к использованию подходящих материалов, к определению и соблюдению оптимального соотношения добавок, к применению соответствующего (в зависимости от способов изготовления) оборудования.
В состав арболитовых блоков входят следующие компоненты:
Древесная щепа
Цемент (в настоящее время используется М500 и выше)
Минеральные добавки
Вода

Рассмотрим более подробно характеристики каждого компонента.

Арболитовая щепа
Древесная щепа (заполнитель) и цемент – вот два основных компонента, которые используются при изготовлении арболитовых блоков. Все остальное – это техническая вода и добавки, которые позволяют улучшить характеристики блоков. В качестве заполнителя (взамен древесной щепы) можно использовать отходы льняного производства (костру льна) или костру конопли. Но с приобретением подобного сырья могут возникнуть сложности, поэтому в настоящей статье мы будем рассматривать вариант только с древесной щепой.
Для изготовления качественных блоков подходит древесина хвойных пород (ель, сосна, пихта или лиственница), а также некоторых лиственных (береза, осина, тополь или бук).
Арболитовой щепой принято считать измельченные отходы деревообрабатывающего производства, имеющие максимальные размеры – 40х10х5мм и игольчатую форму. Эти параметры прописаны в промышленной технологии. На практике же владельцу небольшого цеха бывает очень трудно обеспечить свое производство арболитовой щепой, обладающей идеальными размерами. Впрочем, это не является неразрешимой проблемой.

В составе арболитовых блоков используется именно щепа, а не опилки. Из опилок изготавливается другой материал – опилкобетон.
Получить щепу требуемой конфигурации можно с помощью дробилки для измельчения древесных отходов. Нужна дробилка, конструкция которой предусматривает регулировку размеров щепы, получаемой на выходе (геометрия щепы регулируется расстоянием между ножами и размером отверстий в решете дробилки). Как правило, требуемого размера щепы можно достичь только опытным путем. Например, если древесина имеет повышенную влажность (50%…80%), то можно использовать сито с размером отверстий – 20 мм. Для лежалой древесины, имеющей влажность – 20–25%, подойдет сито с размером ячейки 15 мм (так, во всяком случае, поступает пользователь Chomba).
Дисково-молотковую дробилку можно изготовить самостоятельно, а можно приобрести уже готовое устройство.
Щепа длиной 2-3 см имеет вполне подходящий размер для производства блоков. Но при этом, отлаживая технологию производства, необходимо контролировать прочность изготовленных из нее блоков.
В целом, процесс производства арболитовый щепы можно наладить собственными силами, при этом некоторые пользователи предпочитают приобретать уже готовое сырье, предварительно договорившись о размере фракции с представителями деревообрабатывающих компаний. Если наполнитель содержит большое количество опилок и пылевидных фракций, то для их удаления рекомендуется использовать вибросито.
Размер отверстий в сите нужно подбирать опытным путем: в зависимости от того, какая у вас щепа (а она у всех разная). Для начала попробуйте обыкновенную стальную проволочную сетку с диаметром ячейки 1,5мм. А дальше корректируйте по результату.
Арболитовая щепа может содержать до 30% опилок и столярной стружки, что не ухудшает качество готовых блоков, но может привести к перерасходу цемента.

Щепа для производства арболитовых блоков должна соответствовать ряду дополнительных требований:
Содержание коры не должно превышать 10% от общей массы исходного сырья, а для листьев и хвои этот показатель не должен быть выше 5%.
К производству не допускается щепа, имеющая видимые очаги плесени и грибка.
Материал не должен содержать посторонних примесей (земля, глина и т. д.).
Не допускается также перемешивание щепы со снегом или льдом.
Если производство функционирует круглый год, то температура в производственном цехе должна быть стабильной и не должна опускаться ниже +12С.
Немаловажным фактором, влияющим на качество арболитовых блоков, признана влажность щепы. От нее напрямую зависит прочность готовых изделий.

С сухой щепой работать гораздо легче. В ней сахаров меньше, и ведут они себя предсказуемо. Влажная щепа каждый раз отличается по своим свойствам, поэтому приходится постоянно реагировать на изменения. Самая капризная щепа получается из переувлажненного леса свежей рубки и из древесины, полученной после продолжительных дождей. Из такой щепы сделать качественный блок крайне трудно.
Сахар – это неизменный атрибут влажной древесины (сухая щепа почти не содержит в своем составе сахарозы). А сахар, как известно, негативно влияет на процесс затвердевания цемента. Например, если добавить в цемент всего лишь 0,05% сахара (от общего веса цемента), то прочность суточного цементного раствора падает практически до нуля. При этом через 3 суток бетон на основе такого раствора сможет набрать только 50% от расчетной прочности.
Проблема появления сахара в составе арболитовой щепы решается двумя способами:
Сырье для производства щепы (отходы деревообработки) 3–4 месяца сушат на открытом воздухе.
Уже готовую, но переувлажненную щепу обрабатывают специальными добавками (например, известью).
Вывод: сухая щепа, в любом случае, будет предпочтительнее, а к разговору о химических присадках мы еще вернемся.

Цемент
Для производства арболитовых блоков лучше всего подходит цемент марки М500 и выше (минимум – М400). Но на минимум ориентироваться не стоит, ведь качество цемента в России, как правило, несколько ниже того, что заявлено производителем. Поэтому, купив цемент М500, вы фактически становитесь обладателем материала, характеристики которого приближены к марке М400.

Химические добавки и минерализаторы
Без предварительной обработки арболитовой щепы специальными реагентами степень ее сцепляемости с цементом может быть неудовлетворительной, а прочность готовых изделий – очень низкой. Поэтому технологией предусмотрена пропитка наполнителя водным раствором на основе специальных химических добавок и минерализаторов.
Основная задача минерализаторов состоит в удалении сахара из щепы. А вот основной задачей хим. добавок является ускорение твердения, увеличение прочности материала и только потом – скоростная минерализация щепы.
Проще говоря, хим. добавки следует использовать в тех случаях, когда требуется быстрое затвердевание смеси (например, при немедленной распалубке блоков). Если используется технология, подразумевающая распалубку блоков спустя некоторое время после прессования, то применение негашеной извести (ГОСТ 9179–77) в качестве минерализатора будет оптимальным вариантом.
Негашеная известь признана лучшим минерализатором для древесины. Она эффективно нейтрализует сахар, но, к сожалению, не ускоряет процесс затвердевания бетона.
Если у вас блоки лежат в форме больше 4-5 часов после изготовления, то рабочим вариантом будет предварительное замачивание щепы в негашеной извести, а потом замес такой щепы с использованием цемента и небольшого количества негашеной извести (50 кг/м3). При этом вполне можно обойтись без всяких хим. добавок.
Рекомендуется добавлять в замес от 50 до 100 кг извести на 1 м3 готового арболита (если не использовать дополнительные добавки). Точное количество определяется опытным путем.
Для предварительного замачивания заполнителя используется известковый раствор слабой концентрации.

Для устранения сахаров древесное сырье выдерживают 3–4 и более месяцев на открытом воздухе или же органический заполнитель обрабатывают известковым раствором (из расчета: 2–3 кг извести на 1 м3 заполнителя и 150–200 л воды).
Можно практиковать вымачивание арболитовой плиты (для заливки монолита) в яме с растворенной известковой пылью. По времени подобный метод минерализации занимает 12 часов и производится накануне замеса.
Если распалубку блоков планируется производить сразу после формовки, то без химических добавок, обладающих одновременно свойствами минерализатора и ускорителя твердения, не обойтись:
Сернокислый глинозем (химические синонимы: сернокислый алюминий или сульфат алюминия) – эффективно нейтрализует сахар и ускоряет твердение (схватывание) бетона (материал должен соответствовать ГОСТу 5155–74);
Хлористый кальций (ХК) – минерализатор, эффективно ускоряющий схватывание блоков (должен соответствовать ГОСТу 450–77).
Стекло натриевое жидкое (ЖС) – обладает обволакивающим действием (запирая сахар во внутренней структуре наполнителя, он увеличивает прочность арболита), помимо этого ЖС ускоряет твердение цемента, увеличивает огнестойкость арболита и является хорошим антисептиком (материал должен соответствовать ГОСТу 13078–67).
Список хим. добавок, применяемых для производства арболитовых блоков, гораздо шире. Мы перечислили лишь те, которые чаще всего используются на практике.

Количество добавок рассчитывается следующим образом: 10…12 кг на 1м3 арболита (если используется щепа из лиственницы, то количество добавок увеличивается в 2 раза).
В ГОСТе 19222-84 имеется информация о возможности комбинированного использования различных химических добавок. Например, сернокислый глинозем следует использовать совместно с известью, а хлорид кальция – с жидким стеклом. Но у такого метода минерализации есть свои противники, поэтому в процессе отработки технологии лучше экспериментировать с одиночными добавками.
При использовании сухой и вылежавшейся щепы ХК можно добавлять непосредственно в замес (без предварительного замачивания). При использовании свежего и влажного наполнителя, его следует минерализовать (используя метод предварительного вымачивания), а затем уже добавлять ХК в замес. Пользователь a991ru рекомендует производить предварительное замачивание в течение 2-х суток, используя для этого раствор хлористого кальция с концентрацией 3 кг/м?.
Сернокислый глинозем подходит как для сухой, так и для влажной щепы. Предварительную минерализацию при использовании этой добавки можно не производить.
В соответствии с требованиями СН 549-82 жидкое стекло (ЖС) следует использовать в таких же количествах, в каких используются остальные химические добавки. В арболитовую смесь ЖС добавляется после щепы и других химических добавок (но перед внесением цемента). Модуль жидкого стекла может варьироваться в пределах – от 2,4 до 3.
Кстати, многие производители арболита, зарегистрированные на нашем портале, полностью отказались от использования жидкого стекла. Причем, по их утверждению, подобный отказ не привел к заметному снижению прочности блоков. Тем не менее, целесообразность применения этой добавки можно определить лишь, исходя из практического опыта.

Химические добавки (в том числе и жидкое стекло) следует вносить в замес в виде готового водного раствора, имеющего рекомендуемую плотность. Плотность измеряется денсиметром. Для раствора хлористого кальция, к примеру, она ориентировочно должна быть равна – 1,084 г/см? (концентрация – 10%), а для раствора жидкого стекла – 1,3 г/см?. Сернокислый алюминий разводится в следующем соотношении: 9 кг добавки на 100 л воды.
Мы перечислили параметры растворов, продиктованные технологическими требованиями. На практике плотность раствора зачастую не соответствует указанным показателям (кто-то делает ее больше, а кто-то – наоборот).
Если вы решили использовать комбинацию различных добавок, то их общее количество не должно превышать 4% от массы цемента в арболите. Например, 2% хлористого кальция и 2% сернокислого алюминия.
Еще немного о том, как правильно выбирать добавку.
Если тебе надо лучший минерализатор, это будет сульфат алюминия. Если тебе надо ускоритель твердения, то добавь хлористый кальций. Если ты хочешь защитить цемент от воздействия сахара, но не хочешь его растворять, то добавляй жидкое стекло.

Вода
Для производства арболита подходит вода, основные параметры которой регламентируются ГОСТом 23732-79 – «Вода для бетонов и растворов». На практике используется водопроводная и техническая вода, а также вода из скважин, колодцев и других доступных источников.
Основное внимание при подготовке воды для арболита следует обратить на ее температуру: для лучшего схватывания цемента водный раствор, подаваемый в смеситель, должен иметь температуру – от +12 до +15°С и выше. Как обеспечить такую температуру – каждый производитель решает самостоятельно. Кто-то подогревает воду, кто-то в производственном помещении имеет большой резервуар, в котором вода за время хранения успевает нагреться до нужной температуры. Кстати, сухой хлорид кальция, при растворении в воде, благодаря своей химической активности способен значительно увеличить температуру водного раствора.

Пропорции арболитовой смеси
Четкое соблюдение пропорций – это 90% успеха при производстве прочных арболитовых блоков.
Строгих норм, регламентирующих количество цемента и арболитовой щепы на 1м3, не существует. Есть только рекомендуемые пропорции, которые зависят от того, какую марку и какой класс прочности материала нужно получить в конечном итоге. По классу прочности (В0,3 – В3,5) арболитовые блоки можно разделить на 2 категории – теплоизоляционные и конструкционные.

Каждому классу соответствует свой показатель прочности на сжатие:
Блоки В0,35 имеют прочность на сжатие – 5,1 кгс/см3
В0,75 – 10,9 кгс/см3.
В1,0 – 14,58 кгс/см3.
В1,5 – 21,8 кгс/см3.
В2,0 – 29,16 кгс/см3.
В2,5 – 36,45 кгс/см3.
Прочность блоков В3,5 примерно равна 51 кгс/см3.
Ознакомившись с перечисленными параметрами, можно вычислить примерное содержание цемента, которое понадобится для достижения требуемой прочности. Например, для получения конструкционного арболита минимальное количество цемента равно 300 кг (на 1м3 готовых блоков). На практике пользователи нашего портала добавляют в смесь от 300 до 400 кг цемента марки М500.
На стружке минимум по цементу у вас будет – 300 кг (М500). Если будете класть меньше, то результаты могут быть не очень.
Ориентировочный расход сухого заполнителя должен соответствовать данным, представленным в таблице.

Как видим, расход сухой арболитовой щепы примерно составляет 220 кг на 1м3 конструкционного арболита. Если щепа имеет влажност

__________________________________________________

Почитать еще:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *