Оборудование для производства пенобетона > Статьи > Прочее > Бетоны на основе органических (древесных) заполнителей

Бетоны на основе органических (древесных) заполнителей

Посмотреть все статьи

(отрывок из книги “Основы бетоноведения”)

 

Древесные отходы без предварительной переработки (опилки, стружка) или после измельчения (щепа, дробленка, древесная шерсть) могут служить заполнителями в строительных материалах на основе минеральных вяжущих. Эти материалы, которые можно отнести к легким бетонам, характеризуются невысокой средней плотностью (р0=300…800 кг/м3) и теплопроводностью (l = 0,093…0,23 Вт/(м|.С)), а также хорошей обрабатываемостью.

По назначению бетоны на основе органических заполнителей так же, как и другие виды легких бетонов, делятся на теплоизоляционные, конструкционно-теплоизоляционные и конструкционные.

В композиции с древесными заполнителями могут применяться все виды минеральных вяжущих, основным среди которых является портландцемент.

Биостойкость и трудносгораемость материалов на основе древесных заполнителей обеспечивается пропиткой заполнителей минерализаторами и последующим смешиванием их с минеральными вяжущими. Недостатками бетонов на древесных заполнителях являются высокое водопоглощение и сравнительно низкая водостойкость.

Главный представитель группы бетонов на древесных заполнителях и минеральных вяжущих – это арболит.

Арболитлегкий бетон на заполнителях растительного происхождения, предварительно обработанных раствором минерализатора. Он применяется в промышленном, гражданском и сельскохозяйственном строительстве в виде панелей и блоков для возведения стен и перегородок, плит перекрытий и покрытий зданий, теплоизоляционных и звукоизоляционных плит. Арболитовые конструкции эксплуатируют при относительной влажности воздуха помещений не более 60%, при большей влажности необходимо устройство пароизоляционного слоя.

Не допускаются систематические воздействия на арболит агрессивных сред и температур свыше 50|С и ниже –40|С.

Наружная поверхность конструкций из арболита, соприкасающаяся с атмосферной влагой, независимо от влажностного режима эксплуатации должна иметь отделочный (фактурный) слой.

Плотность и теплопроводность арболита при постоянной прочности могут изменяться в зависимости от вида заполнителей (табл.9.8). Для арболита на измельченной древесине со средней плотностью 400…850 кг/м3 теплопроводность составляет 0,08…0,17 Вт/(м.|С), на измельченных стеблях хлопчатника и рисовой соломы, костре льна и конопли – 0,07. ..0,12 Вт/(м.|С).

На прочность арболита влияет порода древесины (рис. 1) и влажность, особенно в диапазоне от 0 до 25%. Максимальную прочность этот материал приобретает при влажности 16…17%. Деформация при кратковременной нагрузке (показатель сжимаемости) у арболита примерно в 8…10 раз больше, чем у легких бетонов на минеральных пористых заполнителях.

 

Таблица 1

Физико–механические свойства арболита

Вид арболита

Класс по прочности на сжатие

Марка по прочности при осевом сжатии

Средняя плотность, кг/м3, арболита на

измельченной

древесине

костре льна или дробленых стеблях хлопчатника

костре конопли

дробленой

рисовой соломе

Теплоизо-ляционный

В0,35

В0,75

В1,0

М5

М10

М15

400…500

450…500

500

400…450

450…500

500

400…450

450…500

500

Конструк-ционно–теплоизоляционный

В1,5

В2,0

В2,5

В3,5

М25

М35

М50

500…650

500…700

600…750

700…850

550…650

600…700

700…800

500

550…650

600…700

600…700

Арболит имеет достаточно большое значение водопоглощения. Однако преимуществом этого материала является легкая отдача поглощенной воды, т. е. быстрое высыхание.

Морозостойкость арболитовых изделий назначается в зависимости от режима их эксплуатации и климатических условий района строительства; во всех случаях она принимается не менее F25.

 

Для изготовления заполнителей из древесины исходный продукт для снижения количества вредных экстрактивных веществ определенное время выдерживают на складах (хвойные породы – не менее 2 мес, лиственные – 6 мес) . При положительной температуре выдержка сокращается до 1 мес при условии дальнейшего измельчения древесины в щепу. Дробленку хвойных и особенно лиственных пород обязательно замачивают в воде или в растворах минеральных солей. Последние, нейтрализуя действие вредных веществ в древесине, одновременно ускоряют твердение цемента.

Состав арболита определяют расчетно-экспериментальными методами. Для теплоизоляционного арболита классов В0,35…В1 расход цемента М400 составляет 260…360 кг/м3, а конструкционно-теплоизоляционного классов В1,5 и В2,5 – 330…450 кг/м3. Минимальный расход цемента достигается при использовании дробленки из отходов лесопиления и деревообработки хвойных пород, а максимальный – из отходов лесозаготовок смешанных пород и костры. Расход хлорида кальция и жидкого стекла не превышает 8…9 кг/м3, сульфата алюминия – 15…20 кг/м3.

Технология изготовления арболитных изделий включает подготовку сырьевых материалов, приготовление арболитовой смеси и ее укладку в формы, твердение и сушку, отделку и складирование. Наряду с неармированными изделиями из арболита изготавливают изделия, армированные стальной арматурой. При относительной влажности среды свыше 60% арматуру располагают в защитном слое из бетона, который обеспечивает надежную пассивацию стали. Рекомендуется также защищать стальную арматуру специальными покрытиями по аналогии с ячеистыми бетонами.

Арболитовая смесь из-за свойственных ей упругих свойств не подчиняется общим закономерностям, присущим бетонным смесям на других видах заполнителей. При уплотнении смеси обычная вибрация малоэффективна, а прессование приводит к тому, что после снятия нагрузки происходит распрессовка смеси и нарушение уплотненной структуры. Эти особенности арболитовой смеси объясняются свойствами древесного заполнителя – легкого, упругого, пористого материала, энергично поглощающего влагу в процессе приготовления смеси, в результате чего смесь малоподвижна даже при больших расходах воды. Потому на практике приходится поддерживать высокие значения В/Ц, равные 1,1 –1,3, а в случае получения теплоизоляционного арболита на базе костры – еще выше.

К механизированным способам уплотнения арболита относятся вибросиловой прокат, виброштампование, вибрирование с пригрузом.

Завершающим этапом технологического процесса является тепловая обработка изделий до набора отпускной прочности. Пропаривание арболита по обычным для бетонов режимам приводит к потере прочности, что объясняется возникновением внутренних напряжений за счет объемных деформаций заполнителя, которые разрушают структуру твердеющего цементного камня; одновременно усиливается выделение сахаров в раствор, что способствует “отравлению” цемента. Лучшие результаты достигаются при низкотемпературной обработке по мягким режимам, аналогичным для древесины при ее сушке – температуре 50…60|С и относительной влажности воздуха 70.. .80 %. При таком режиме арболит приобретает распалубочную прочность через 18. ..20 ч. Она не превышает 25…40 % марочной, а влажность остается в пределах 30…35 %. Для дальнейшего набора прочности и снижения влажности до отпускных величин изделия дополнительно выдерживают на закрытом складе в течение 7 дней при температуре 16…18 |С.

При применении арболита снижается трудоемкость монтажа конструкций. Становится возможным изготовление панелей полной заводской готовности размером “на комнату” с вмонтированными оконными и дверными блоками, электропроводкой и т. д. Арболит имеет лучшие теплотехнические характеристики, чем керамзитобетон, что позволяет возводить стены меньшей толщины. В некоторых сооружениях замена традиционных материалов арболитом позволяет снизить массу здания в 1,3…1,5 раза. При эквивалентной толщине стены по условиям теплопередачи масса 1 м2 ограждения из арболита в 7…8 раз ниже чем из кирпича и в 2…3 раза чем из керамзитобетона.

 

Леонид Иосифович Дворкин, доктор техн. наук, профессор;

Олег Леонидович Дворкин, доктор техн. наук, профессор,

Национальный университет водного хозяйства и природопользования, г. Ровно, Украина