Производство арболита технология: Технология производства арболита

Мини-завод по производству арболитовых блоков

Представленный ниже материал будет интересен энергичным людям, которые хотят организовать весьма прибыльный производственный бизнес или разнообразить уже имеющийся.

Мало для кого является секретом, что одним из наиболее стабильных и востребованных производств на рынке является производство строительных материалов. Объемы строительства в нашей стране увеличиваются с каждым годом, и все большее количество людей предпочитают жилью в многоквартирных домах индивидуальное строение на собственном земельном участке.

Наряду с большим выбором строительных материалов, представленных на рынке, существует один, который является не только конкурентноспособным, но и единственным, объединяющим положительные свойства каждого из них, сохраняя при этом полную экологичность и долговечность. Называется этот материал АРБОЛИТ.

В СССР арболит был разработан в 60-х годах ХХ века и прошел все технические испытания, был сертифицирован и стандартизирован. Именно из этого материала была построена станция в Антарктиде.

Арболит представляет собой композиционный материал, сформованный в виде блока или панели, состоящий из наполнителя, каждая частица которого обернута цементной оболочкой. В качестве наполнителя используются различные природные материалы: древесина, отходы льнопроизводства, отходы маслосемян и т.п. Однако наиболее перспективным наполнителем является древесина в виде щепы определенного размера и фракции. При этом нет необходимости использовать деловой круглый лес, так как подойдут любые отходы лесозаготовок, отходы деревообрабатывающих производств и т.п.

По своим прочностным характеристикам данным материал является конструкционным, а по теплопроводным характеристикам – теплоизоляционным. Учитывая тот факт, что арболит изготавливается из полностью природных материалов, это ставит его вне конкуренции.

Цена на арболит, на первый взгляд, может показаться высокой по сравнению с некоторыми другими материалами, однако стоимость готового дома оказывается минимум на 30 % ниже, чем при строительстве из любого другого материала при полном соответствии строительным нормам (СниПам). Экономия получается за счёт толщины стен, отсутствия дополнительных утеплителей, облегченного фундамента, дешевизны отделки (как наружной, так и внутренней). Известны случаи, когда строительные компании, построив несколько домов из арболита, полностью отказываются строить из других материалов.

Целью данной статьи является обоснование производственных подходов по изготовлению арболитовых блоков.

Одним из основных тормозов развития данной темы до недавнего времени было отсутствие качественной технологии производства и разработанного под эту технологию оборудования. Однако в настоящее время эта проблема решена предприятием «Опытно-Конструкторское Бюро «СФЕРА». Основной вид деятельности фирмы – разработка и изготовление нестандартного оборудования. У конструкторов данного предприятия имеется многолетний опыт в проведении научно-исследовательских и экспериментальных работ, в том числе с оборонной и деревообрабатывающей промышленностью.

Последние три года предприятие вплотную занимается технологией и оборудованием по изготовлению арболита. Проведенный патентный поиск за последние 50 лет по нескольким странам мира позволил определить состояние вопроса и сделать выводы о возможности применения полученных знаний в современных условиях. Кроме того, был проведен анализ арболитовых блоков современных производителей на предмет соответствия производимого материала ГОСТу, который еще никто не отменял. Данная работа проводилась совместно с предприятием ООО «ЭкоДревПродукт». Выводы оказались неутешительными: ни по прочности, ни по геометрии; исследуемый материал ГОСТу не соответствовал. Основной причиной являлась неправильная формовка блока с последующей моментальной распалубкой. На основании полученных данных стало очевидно, что основным оборудованием, отвечающим за качество производимого материала, являются вибропресс и формы. Данное оборудование было спроектировано и изготовлено на предприятии ООО «ОКБ «СФЕРА». На сегодняшний день оборудование прошло эксплуатационные испытания и стадию доводки. При этом используемая технология предполагает запечатывание арболитовой смеси в блоке с последующей выдержкой. Уплотнение смеси в форме обеспечивается вибрацией формы на столе вибропресса в процессе ее заполнения с последующим сжатием. Таким образом, плотность получаемого блока, его прочность и геометрия полностью обеспечиваются.

Однако только основного оборудования для производства арболитовых блоков недостаточно. Необходимо иметь измельчитель (шредер), который производит щепу определенного размера из отходов древесины, а также бетоносмеситель.

Компоновка технологической линии может сильно отличаться в зависимости от уровня механизации всего технологического процесса. Именно поэтому предприятием были разработаны две производственные линии для изготовления арболитовых блоков. Качество получаемого материала на обеих линиях одинаково и соответствует ГОСТу, однако стоимость оборудования отличается в десятки раз. При этом суммарная производительность отличается незначительно. К тому же использование большого количества вспомогательного оборудования (нории, транспортеры, пневмотранспорт, компрессоры, бункеры-накопители и т. д.) требуют квалифицированного обслуживания. Такая сложная линия была установлена и успешно эксплуатируется в г. Тейково Ивановской области.

Однако мы считаем, что наибольший коммерческий интерес имеют линии с минимальным набором вспомогательного оборудования, где механизированы только очень тяжелые (в физическом плане) операции. К тому же такие линии являются весьма мобильными и не требуют сложной инфраструктуры помещений. Эти производства можно поставить где угодно, лишь бы по близости был источник сырья. Все оборудование находится в одном ярусе, и достаточна высота от пола до потолка 2,5 м.

На схеме представлена технологическая линия мини-производства по изготовлению арболитовых блоков.

технология, станок для блоков, оборудование

Содержание

1. Состав
2. Технология
3. Процесс получения древоблоков
4. Оборудование
5. Производство своими руками
6. Отзывы и рекомендации специалистов при самостоятельном производстве блоков

Производство арболита — особенная технология изготовления стройматериала, который по своим свойствам приближен к натуральной древесине. Деревобетон отличается низким уровнем теплопроводности и достаточно доступной стоимостью. Блоки из арболита обладают рядом положительных качеств, главное из которых – это пригодность к возведению стен любых зданий. Особенности производства были популярны еще во времена Советского Союза, потом схему изготовления заменили другие технологии. Популярность этих плит возвращается на современный строительный рынок.

Оборудование для производства арболита позволяет изготовить доступный и практичный строительный материал, который отвечает требованиям ГОСТ 54854-2011. Легкие бетоны на органических наполнителях растительного происхождения имеют множество достоинств:

• стойкость к биологическим воздействиям;
• материал обладает паропроницаемостью;
• хорошая звукоизоляция;
• блоки из арболита устойчивы к огню;
• простота монтажа и легкая обработка поверхности.

Состав

Компонентная составляющая арболита – это важный этап технологии производства, который нуждается во внимательном соотношении всех компонентов. При изготовлении древоблоков важно чтобы качество приобретаемых материалов было высоким. Любой бетон включает в себя вяжущие элементы, песок, наполнитель (может быть легким либо тяжелым).

Важно! При замесе щепы ее следует смочить таким образом, чтобы не выделялась лишняя влага, а сам слой игольчатой структуры был покрыт цементным составом. При процессе трамбовки цемент послужит связующим звеном, наружные поры у блоков закроются, таким образом, изделие станет не продуваемым.

Размеры щепы влияют на количество цемента, который будет использоваться при приготовлении одного кубометра арболита. Когда щепа изготовлена из сухого дерева, получается мелкая фракция. Игольчатая структура для скрепления между собой требует большего количества цемента. Необходимый объем материалов для изготовления одного кубометра арболита:

• 8-10 кг химических препаратов;
• 250 кг цемента;
• примерно 200-250 кг щепы.

В щепу добавляют такие материалы:

• гашеную известь;
• раствор жидкого стекла;
• портландцемент;
• хлористый калий;
• алюминиевую и сернокислую кальциевую смесь.

Технология

Изготовление блоков из арболита организовывают как в домашних условиях, так и налаживают масштабное производство, как прибыльный бизнес. Для этого учитывают все аспекты и стадии изготовления, руководствуются нормативными документами.

Технологию производства арболита по ГОСТУ необходимо начать с подготовки нужных ингредиентов, из которых 85 % составляет деревянные компоненты. Применяется древесная щепа, опилки, стружка. Наиболее подходящие породы древесины: сосна, пихта, ель, тополь, осина, береза. Допускается присутствие коры, листьев и хвои – не больше 5 % от общего объема. Заготовки пропускаются через станок для щепы и измельчаются. Рекомендуемый размер частичек 5х25 мм. Разнофракционный состав будет обеспечивать нужную плотность арболита.

Производство плит из арболита крупных габаритов требует дополнительное армирование изделия. В форму, заполненную на половину, следует поместить арматурный каркас из арматуры и далее заполнить деревобетонным составом.

Технология подготовки древесного сырья в домашних условиях производится различными методами – сооружение щепореза своими руками либо заключение договора с лесопилкой о поставке отходов деревообработки.

В промышленном производстве в сырье добавляют химические реагенты – хлористый кальций, сернокислый алюминий, жидкое стекло. При домашнем изготовлении рекомендуется выдерживать щепу три месяца на улице при этом опилки следует периодически перемешивать. Чтобы ускорить процесс в насыпь добавляют окись кальция – на один кубометр идет 200 литров 1.5 % раствора.

В роли вяжущего элемента подойдет портландцемент 400 – 600 марки. Смесь состоит на 10-15 % из цемента и не более 1% пластификаторов и деминерализаторов. Перед смешиванием составляющих частей, древесный компонент заливают 10 % раствором извести, потребуется выдержать 3 часа. На промышленных предприятиях такая методика вымачивания в технической емкости занимает до 3 дней.

Все компоненты смешиваются в бетономешалке. В итоге получится однородная масса без комков. Состав воды-щепы-цемента равен 4:3:3. Смесь должна быть немного рассыпчатой по консистенции и при сжатии держать форму.

Процесс получения древоблоков

На стадии формовки используются лотки, которые придают изделиям стандартные размеры. Если требуется сделать блоки нестандартных габаритов, в формы вставляются пластины, которые увеличивают размер и массу изделия. Плита может быть треугольной или трапециевидной.

Для ускорения затвердевания в раствор добавляют сухую хлористо-кальциевую смесь. Заливание раствора делают слоями в три этапа в заранее обработанные формы известью. Далее смесь потребуется утрамбовать.

Верхнюю поверхность блоков рекомендуется выровнять шпателем или правилом. После залить штукатурной смесью, примерно на 20 мм.

Когда образовалась у стройматериала форма, его уплотняют при помощи деревянного приспособления обитого металлической рамой. Наиболее прочным и надежным является стройматериал, который выстоял и затвердел на протяжении 10 суток при температуре +150 градусов Цельсия. Чтобы блоки не пересыхали, их периодически поливают водой.

Оборудование

Нужные агрегаты по изготовлению арболита продаются в сборе и включают в себя все циклы обработки и приготовления. Передовые технологии позволяют делать различные объемы стройматериала с разными размерами. Для сооружения станка своими руками, понадобятся такие агрегаты:

• щепорез, который также можно сконструировать своими руками;
• бетонорастворомешалка либо смесительный аппарат;
• пресс-формы;
• вибростанок.

Производить арболит можно самостоятельно организовав выпуск блоков, и при этом минимизировать затраты на нужную технику. Станок для дробления щепы также изготавливается своими руками при помощи использования подручных устройств. Для экономии средств вибросито заменяют на ручной метод просеивания.

Агрегат для изготовления рабочего раствора рекомендуется заменить автобетономешалкой. Ручной способ замешивания в методике недопустим, так как имеется риск образования в растворе комков и сгустков.

Формы требуемой величины делают из обычных деревянных ящиков. Дно и бока рекомендуется, заслать линолеумом либо пленкой из полиэтилена, это позволит составу не влипать в стенки.

Когда формы будут залиты по технологии, смесь уплотняют. Для этого понадобится молоток для простукивания стенок в емкости и дрель, которой делают вибропресс. Также используют самостоятельно сделанный вибростол. Этот аппарат уменьшит время изготовления и повысит производительность.

Если условия для сушки материала не подходят, рекомендуется воспользоваться сушильной камерой. Такой метод сушки увеличит затраты на производство и сделает прочность блоков выше.

Станок для блоков арболита своими руками чертеж

1. Вибропресс с механизмом фиксации формы.
2. Форма с функцией самозапечатывания.
3. Подъемно-поворотный бункер с механической подвеской.
4. Лебедка для управления бункером.
5. Смеситель.
6. Лебедка для подъема дозаторов с подвеской.
7. Тележка с дозатором для щепы.
8. Дозатор для цемента на тележке.
9. Емкость для приготовления древесного консерванта.
10. Платформа наклонная.
11. Поддон.
12. Рокла.
13. Металлическая конструкция.

Производство своими руками

Технология самостоятельного изготовления арболита не сложная при наличии необходимого инструмента и устройств. Если соблюдать все правила и критерии изготовления, правильно рассчитать компоненты продукт будет иметь высокое качество и прочность.

Материалы и приспособления:

1. Специальная емкость для компонентов.
2. Вибрирующий стол.
3. Поверхность с ударно встряхивающими функциями.
4. Металлические поддоны.
5. Для того чтобы получить качественный раствор необходима автобетономешалка. Если смешивать собственноручно, то для получения раствора нужной консистенции понадобится много времени и сил.
6. Специальные пластиковые формы необходимых размеров. Арболитовые блоки имеют прямоугольную форму, стандартные размеры – 500х189х300 мм и 500х188х200 мм.
7. Специальный станок профессионально измельчит щепу.
8. При помощи пресса получается высокая плотность материала. При процессе трамбовки из материала по максимуму убирается воздух.
9. Камера для сушки блоков из арболита превращает структуру в твердый однокомпонентный материал.
10. Лопаты для того чтобы загрузить смесь в формы.
11. Армирующая сетка применяется для скрепления древоблоков.

При наличии таких приспособлений в среднем производится за месяц от 400 до 500 кубометров строительной смеси. Рекомендуемая минимальная величина производственного помещения 500 м2. Расходы электроэнергии составят 15-45 кВт?ч. При подготовительных работах органические компоненты заливают жидким цементом до образования однородной массы. Соблюдая пропорции и расчеты, получившаяся смесь должна быть сыпучей.

Бункеры и формы имеют стандартный размер 20х40х60 см их можно сварить или сделать наборными из раскроенных листов металла. Рекомендуется блоки при изготовлении располагать вертикально, это упростит трамбовку при малой площади пресса.

Отзывы и рекомендации специалистов при самостоятельном производстве блоков

Эксперты и частные строители, практикующие изготовление арболитовых блоков оставляют отзывы, в которых советуют следовать правилам, помогающим достичь высокого качества продукции.

1. В технологии производства рекомендуется применять не только щепу больших размеров, но и применять опилки и деревянную стружку.
2. Консистенцию древесины обрабатывают таким образом, чтобы из нее удалился сахар. Методика позволит предотвратить дальнейшее вспучивание готового материала, что категорически недопустимо в постройке домов.
3. В процессе изготовления раствор нужно тщательно перемешать и проследить, чтобы все части были в цементном растворе. Этот момент важен для качественного и прочного скрепления древесных и прочих материалов в блоках.
4. При изготовлении важно добавлять алюминий, гашеную известь и прочие компоненты. Например, добавленное в состав жидкое стекло не будет позволять впитывать влагу готовому стройматериалу, а гашеная известь обладает антисептическими свойствами.
5. Хлористый калий не позволит образоваться в структуре микроорганизмам и прочим веществам, влияющим неблагоприятно на материал.
6. При смешивании компонентов рекомендуется следить за пропорциональностью, чтобы приготовленная смесь соответствовала требованиям производства блоков из арболита.

Обзор исследований: древесно-бетонные композитные системы – строительные технологии

Перейти к содержимому

Описание

Древесно-бетонные композиты представляют собой системы перекрытия и настила, состоящие из бетонной плиты, неразрывно соединенной с деревянными балками или ламинированной деревянной плитой под ней с помощью соединителя, работающего на сдвиг. Использование соединителя на сдвиг может значительно повысить прочность и жесткость настила (примерно в 2 и 4 раза соответственно) по сравнению с несвязанной конструкцией, что приводит к высокоэффективному использованию материалов. Звуковые и вибрационные характеристики, а также огнестойкость также улучшены по сравнению с деревянными полами. Добавленная бетонная плита также часто может придать зданию дополнительную боковую жесткость. Эта система хорошо подходит как для реставрации, так и для нового строительства.

Основным преимуществом цельного соединения бетона с деревом является композиционное действие. Дерево и бетон действуют в унисон и, таким образом, достигают общей жесткости и прочности, которые превосходят любой из компонентов, действующих по отдельности. В результате действия композита бетонная плита испытывает преимущественно напряжения сжатия, а древесина испытывает преимущественно напряжения растяжения, что позволяет наилучшим образом использовать структурные свойства каждого материала. Конечным результатом является исключительная прочность и жесткость, а также меньший вес по сравнению с эквивалентной цельнобетонной секцией.

Древесно-бетонная балка Александра Шрейера на Sketchfab

Современное использование древесно-стружечных плит распространено по всей Европе. Несколько компаний предлагают металлические соединители, специально предназначенные для соединения бетонных плит с деревянными балками для достижения комбинированного действия. Среди них вклеенный растянутый металл, диагонально вставленные шурупы, стальные или бетонные ключи, армированные арматурой, и многие другие. Примеры недавних проектов в Европе можно найти здесь: TICOMTEC

Экономические преимущества этой системы заключаются в экономии труда за счет использования древесины в качестве несъемной опалубки, использования меньшего количества материала для фундаментов в результате меньшей статической нагрузки на пол (дерево легче чем бетон или сталь), и, в случае реставрации, сочетание конструктивных функций (улучшенная система пола и добавление жесткой диафрагмы), а также более быстрое время выполнения работ по сравнению с заменой пола.

Компания BCT изучила множество различных аспектов древесно-бетонных композитных систем. Мы проверили прочность на сдвиг и жесткость различных крепежных элементов на сдвиг, а также общие характеристики деревянно-бетонной плиты – как для внутренних, так и для наружных работ. Мы также накопили опыт в анализе и проектировании этих систем. Для получения дополнительной информации см. список публикаций ниже.

Эта технология использовалась при строительстве здания Olver Design Building в Университете Массачусетса в Амхерсте, где на площади около 50 000 квадратных футов используется система BCT, протестированная и опубликованная в прошлом. См. верхнее изображение на этой странице для изображения этой установки.

Документы

• КЛОУСТОН, П.; ШРЕЙЕР, А. 2012. « Экспериментальная оценка соединительных систем для деревянно-бетонных композитных полов при реконструкции мельничных зданий ». Международный журнал искусственно созданной среды, Vol. 2
• КЛОУСТОН, П.; SCHREYER, A. 2011. Ферменные пластины для использования в качестве соединителей при сдвиге в ламинированных пиломатериалах – железобетонные композитные системы. Proceedations, 2011 Конгресс структур ASCE SEI, Лас-Вегас, Невада, США
• КЛОУСТОН, П.; SCHREYER, A. 2008. Проектирование и использование древесно-бетонных композитов . Практическое издание ASCE по структурному проектированию и строительству., 13(4), стр. 167–175

.

• КЛОУСТОН, П.; SCHREYER, A. 2006. Древесно-бетонные композиты: структурно эффективный вариант материала . Практика гражданского строительства. Секция Бостонского общества инженеров-строителей (BSCE) / Американское общество инженеров-строителей (ASCE). Весна/Лето 2006
• КЛОУСТОН, П.; БАТОН, Л.; ШРЕЙЕР, А. 2005. Прочность на сдвиг и изгиб новой древесно-бетонной композитной системы . Журнал строительной инженерии ASCE. 131(9), стр.1404-1412
• КЛОУСТОН, П.; ЦИВЖАН, С.; BATHON, L. 2004. Экспериментальное поведение непрерывного металлического соединителя для древесно-бетонной композитной системы . Журнал лесных товаров. 54(6) стр. 76-84
• Больше публикаций…

Вовлеченный преподавательский состав

• P. Clouston, UMass BCT
• А. Шрейер, UMass BCT
• Л. Батон, Рейн-Майнский университет, Висбаден, Германия
• С. Цивьян, UMass CEE

Загрузки

• BCT WCC Research Spot

Поиск:

Исследование в BCT

• MAJOR IN BCT (BS)
• ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ MS
• ИССЛЕДОВАНИЯ MS И PHD
• ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
• СВИДЕТЕЛЬСТВО О ВЫПУСКЕ

Присоединяйтесь к нашим информационным сессиям

Нет предстоящих событий.

Новости BCT

Подписка на новости по электронной почте

Введите свой адрес электронной почты, чтобы подписаться на наши новости и получать уведомления.

Вновь открытый старый материал: деревобетон

Дерево и бетон — два материала, которые едва ли могут быть более разными. Каждый из них имеет свои качества, преимущества и недостатки по сравнению с другим, и поэтому в основном это принципиальный вопрос, строить ли с одним или с другим. Но сейчас есть комбинации этих двух материалов, которые пользуются большой популярностью. А вот композит из двух — как деревянно-бетонный — встречается гораздо реже. До сих пор он в основном использовался для ненесущих компонентов, например, в дизайне интерьера или дизайне фасада. Ученые из Национальной исследовательской программы Resource Wood в Швейцарии усовершенствовали композитный материал для несущих стен и потолков.

© iTEC/HTA-FR

Композитные материалы из дерева и цемента не являются чем-то новым. В 1930-х годах голландец Ричард Хандл запатентовал «способ производства легкого строительного материала из древесных отходов и цемента». В годы Второй мировой войны арболитов применялись в Германии в жилищном строительстве. Чтобы восполнить нехватку цемента, связанную с войной, использовались заменители, такие как шлак из бурого угля, но с ограниченным успехом из-за плохой защиты от влаги. В ГДР, напротив, хорошая тепло- и звукоизоляция достигалась за счет ненесущих плит, изготовленных из более качественной арболитовой смеси.

Современный арболитовый бетон

Интерес к арболитовому бетону возродился благодаря общему повышению осведомленности об устойчивости в последние годы. С начала тысячелетия Мюнхенский технический университет занимается исследованиями деревянных легких бетонов . Основное внимание уделяется потенциалу противопожарной защиты и визуальному дизайну фасадов и интерьеров. В Университете Баухаус в Веймаре, green:house , экспериментальное деревянно-бетонное здание, построенное в период с 2009 по 2010 год, сочетающее в себе положительные структурные и физические свойства дерева (такие как способность к диффузии) и свойства бетона (такие как звукоизоляция) и в то же время может быть предварительно изготовлен и обработан в каркасной конструкции, такой как древесина. Композитный материал состоял исключительно из древесной стружки и цемента.

Инновация: экологичный деревянно-бетонный дом

Уже построен первый цельный деревянно-бетонный дом с применением облегченных методов строительства. Но теперь ученые разработали несущий древесно-бетон в рамках Национальной исследовательской программы (NRP 66) «Ресурсная древесина» в Швейцарии, который даже может заменить обычный бетон в бетонном строительстве. Прекрасная полированная древесина заменяет обычный гравий и песок. Исследователи экспериментировали с различными составами разного веса, каждый из которых весил не более половины веса обычного бетона. В самой легкой смеси объем древесины составляет более 50 процентов, а вес арболита настолько мал, что он даже плавает на воде.

Помимо малого веса, новый арболит характеризуется повышенной огнестойкостью и лучшей теплоизоляцией по сравнению с обычным бетоном. Кроме того, доля деревянного, безусловно, тоже положительно влияет на экологию. И последнее, но не менее важное: древесина с песком и гравием имеет большое преимущество в том, что она возобновляема. И, прежде всего, энергию можно получать из арболита после его сжигания на мусоросжигательном заводе.