Состав строительного блока из костры. Арболит, его состав и пропорции

Костра в строительстве применяется в двух случаях: для получения теплоизоляционных материалов и в качестве наполнителя для повышения теплотехнических характеристик. Обычно ее применяют при возведении строений с деревянным каркасом, а так же для изготовления полов. По сути костра является отходами текстильной промышленности где используются такие растения, как лен или конопля, которые по своим свойствам идентичны. В состав костры входят лигнин, целлюлоза и пентоза в виде мелких фракций размером от 20 до 30 мм и толщиной 0,1–1,5 мм.

Содержание

• Костробетон.
• Костроплиты.
• Костроблоки.
• Плюсы и минусы костры.

Костробетон

В состав костробетона входят: , костра, песок и вода в следующих пропорциях: 1: 0,5: 4: 2. Смесь приготавливают следующим образом: в первую очередь нужно перемешать костру с песком, дальше перемешивают цемент (портландцемент) с водой, а уж затем перемешивают первое со вторым до получения сплошной массы.

Ввиду того, что костра является производной льна или конопли, где содержится много вяжущих волокон, соединение получается достаточно прочным. Мало того, блоки изготовленные из костробетона со временем становятся лишь прочнее, впитывая в себя углекислый газ, который выделяется в помещении.

Костробетон обладает высокой звукоизоляцией и хорошо держит тепло, так как удельная плотность его составляет около 700 кг/м³. Материал подходит для возведения как наружных, так и внутренних стен, не боится грызунов и насекомых, не гниет. По своим характеристикам его можно приравнять к легкому бетону, являющимся одной из разновидностей арболита. Можно так же добавить, что в качестве вяжущего материала вместо цемента можно применять известь.

Костроплиты

Костроплиты получаются путем прессования костры. По своим характеристикам материал приближенный к древесине хвойных пород: он такой же жесткий и прочный. И даже по отдельным свойствам, в плане усушки и коробления, превосходит ее (древесину).

Однако, по сравнению с костробетоном имеют меньшую плотность, порядка 600 кг/м³. Плиты легко поддаются механической обработке, имеют высокую звукоизоляцию, поэтому широко применяются для отделки наружных и внутренних стен наряду с ДСП и ДВП.

Костроблоки

Костроблоки несмотря на то, что они изготовлены из отходов льна и конопли, обладают достаточно высоким запасом прочности на сжатие. Однако, этой прочности недостаточно для возведения наружных стен для многоэтажных зданий.

Как вариант, прочность можно увеличить, добавив к раствору костробетона песок с вяжущими материалами (цемент, известь), но тогда увеличится теплопроводность материала. Поэтому рациональней будет использовать костроблоки для возведения перегородок. Это касается и кирпичей из костробетона.

Плюсы и минусы костры

Плюсы:

• Экологичность.
• Невысокая стоимость.
• Хорошая звукоизоляция.
• Отличная теплоизоляция.
• Долговечность.
• Высокая паропроницаемость, стены из «костроблоков дышат».
• Защита от грызунов и насекомых.

Минусы:

Костробетон так же как и костроблоки непригоден для возведения многоэтажных домов.

Есть интересные данные, что при толщине стен 400 мм с использованием утеплителя из костры, для обогрева помещения площадью 100 м2 необходимо в зимнее время года всего 3 кВт/ч электроэнергии. Наиболее широко костра применяется для строительства частных домов и коттеджей с деревянным каркасом. Также она используется в качестве утепления и звукоизоляции полов, стен, крыш.

Костробетон и кирпичи из конопли
Костробетон - это натуральный строительный материал, который состоит из рубленной конопляной костры, побочных продуктов после обработки стебля, а также извести в качестве связующего элемента.

Материал довольно быстро восполняется: для постройки дома с площадью 120 кв. м. достаточно около 1га конопли, которая за 14 недель вырастет на целых 2-4 метра. На протяжении этого времени растение впитывает огромное количество углекислого газа и совершенно не требует пестицидов или гербицидов. В результате человек получает не только безвредный для него и окружающей среды материал, но и нечто, способное помочь природе в период производства

Как сделать замес из костры
Способов приготовления костробетона много. Это один из них. Для приготовления 1 м³ костробетона требуется:
- 35 кг цемента марки не ниже 400;
- 60 кг конопляной костры;
- 500 кг песка;
- 250 л воды;
- Связующий элемент .
Костру перемешивают с песком, затем добавляют цементное молоко, тщательно перемешивают, после чего укладывают смесь слоями по 10-15 см и трамбуют.
Костробетон имеет массу потенциально возможных областей применений, например, замена деревянных перегородок для модернизации изоляции стен. Материал уже многие годы используется в Европе для строительства жилых домов, коммерческого строительства зданий или складов.

Преимущества использования костробетона действительно многочисленные. Хотя на него и не возлагается несущая нагрузка, материал добавляет прочности всему каркасу здания, которая растёт со временем, пока субстанция постепенно затвердевает.
Довольно низкая плотность костробетона делает его и чрезвычайно лёгким. Также он обладает и свойствами изоляции, благодаря чему расходы на отопление сокращаются практически в два раза. Материал дышащий, из-за чего происходит естественная вентиляция и регуляция влажности, что предотвращает рост плесени и бактерий.

Костробетон, в отличие от кирпича, обладает широким спектром возможностей по обработке в процессе строительства и использования:
- легко пилится, рубится, сверлится, что позволяет быстро и просто подгонять блоки до нужных размеров;
- позволяет вбивать гвозди и использовать шурупы, что делает обустройство дома простым, как в деревянном строении;
- обеспечивает отличную связь с различными отделочными материалами, штукатурка прочно удерживается на стеновых поверхностях без армирующей сетки;
- способен работать на изгиб при превышении максимальных нагрузок (при колебаниях здания, вызванных усадкой) и затем легко восстанавливать свою форму, в то время как кирпич и все аналогичные материалы подвергаются растрескиванию.

Преимущества использования костры в строительстве домов:
- Повышенная устойчивость. Показатель устойчивости к внешним воздействиям таких домов в разы превышает соответствующий показатель традиционных построек;
- Низкая себестоимость. Было просчитано, что построить дом из конопли значительно дешевле, чем, например, из кирпича или бетона;
- Биологическая активность материала. Уникальные свойства растения оказывают оздоровительное воздействие на организм человека и угнетающее на представителей всех классов грибков и насекомых;
- Повышенная теплоустойчивость. Ещё одно свойство конопли, позволяющее поддерживать на более высоком уровне относительное постоянство температуры при периодически изменяющихся теплопоступлениях.

Преимущества костробетона перед кирпичом :
- М еньший вес и объём необходимых стройматериалов;
- М еньшие затраты на доставку и хранение материалов;
- В ысокая экологичность и биостойкость;
- В ысокая теплоизоляция при меньшем объёме материала;
- В ысокая сейсмостойкость и прочность;
- У прощение отделочных работ и обустройства ин терьера.

У костробетона с несущими свойствами до 3-х этажей — 600кг/м3 (он относится к группе лёгких бетонов), размеры блока — 500х300х200мм (0.03 м3). У кирпича с аналогичными конструкционными возможностями — 1500-2000кг/м3, стандартный размер — 250х120х65мм (объём 0.00195 м3). Соответственно, вес кирпича как минимум в 2.5-3.5 раза больше, чем аналогичного объёма костробетона. А с учётом различий в тепловых свойствах — требуемая масса кирпича для строительства дома аналогичного качества уже будет в 10-15 раз выше. То есть, даже одна только стоимость транспортировки материала уже делает кирпичный дом значительно дороже. Из-за такого серьёзнейшего различия проекты кирпичных домов предусматривают использование значительно более тяжёлого, а значит — и более дорогого фундамента.

Костра – непрядомая часть стебля конопли, образуется в процессе первичной переработки тресты (извлечение пенькового волокна путем трепания).

Компания ООО «Мордовские пенькозаводы», помимо традиционной продукции, производит брикеты из прессованной костры. В производстве используется костра технических сортов конопли, выращенных в экологически чистых условиях без применения инсектицидов и пестицидов. Костра составляет до 70 % массы стебля и состоит в основном из целлюлозы (45-58 %), лигнина (21-29 %) и пентозанов (23-26 %). Возделываемые сорта включены в государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию на территории Российской Федерации.

Чем же так привлекательна костра!? Костра конопли – натуральный природный «дышащий» материал, обладает высоким коэффициентом теплосопротивления (при увлажнении сохраняет свои теплоизоляционные свойства), устойчива к образованию плесени и грибка, «неинтересна» насекомым.

В производстве используется костра конопли, выращиваемой в экологически чистых условиях без применения инсектицидов и пестицидов. Благодаря современным методам выращивания и сбора урожая строительный материал имеет всегда самое высокое качество.

Технология строительства из конопли: смешивая костру конопли в различных пропорциях с цементом, гашеной известью и водой, получают однородный раствор – костробетон. Далее возможно применение двух технологий:

• нанесение раствора методом торкретирования (послойное нанесение под большим давлением)
• производство костроблоков (как для возведения перегородок, так и для утепления)

Прессованная костра упакована в п/э пакеты (брикеты), вес брикета зависит от фракции и составляет от 20 до 30 кг. Брикеты сложены на поддоны и обернуты стрейч-пленкой, поэтому удобны как в транспортировке так и в хранении (возможно хранение под открытым небом).

Костра конопляная, влажность 10%, размер фракции от 1 до 10см.

Упаковано в брикеты размером 80х40х55см (Д х Ш х В) .
Вес брикета: 25 кг (фракция 1-3 см), 20 кг (фракция 3-10 см).
15 брикетов на поддоне (в еврофуре 24 поддона, общий вес до 10 800 кг).

Костра

Непрядомая часть стебля конопли, образуется в процессе извлечения пенькового волокна путем трепания. Универсальный натуральный материал, используется в животноводстве, садоводстве и строительстве.

Волокно

Используется для производства канатно-веревочных изделий, тепло-изоляционных матов, межвенцового утеплителя. Волокно штапелированное – используется для производства тепло-изоляционных матов, нетканых материалов, пряжи.

Семена

Для производства растительного масла, пищевой продукции и кормов.

Производство арболита, как и других строительных материалов должно проводиться в полном соответствии специальным документам – требованиям ГОСТ (в конкретном случае 19222-84).

В них указаны пропорции и состав смеси, из которой изготавливаются блоки, а также множество другой информации: от маркировки до условий хранения. Но ознакомление с такой документацией довольно сложный процесс, поэтому была создана эта статья. Она написана простым языком и поможет разобраться, кокой арболит полностью соответствует ГОСТ.

Маркировка и классификация арболита по ГОСТ

В зависимости от плотности структуры, блоки могут быть следующих марок: 5, 10, 15, 25, 35, 50. Следовательно, уровень прочности подразумевает использование для четко определенной цели:

• Отделки поверхности;
• Наружного профиля;
• Теплоизоляции;
• Армирования.

По уровню плотности материал разделяется на:

1. Теплоизоляционны й. Марки: от 5 до 15. Плотность: до 500 кг/м3.
2. Конструкционный. Марки: от 25 до 50. Плотность: от 500 кг/м3 до 850.

Согласно требованиям арболитовые блоки нельзя применять для сооружения частей конструкции, которые будут подвержены воздействию влаги: стены подвальных помещений, карнизы, цокольные этажи, фундаменты. Они пригодны для эксплуатации в среде с сухим воздухом. Если процент влажности в нем будет превышать 60%, то требуется защита с помощью укладки гидроизоляционно го материала.

Каким должен быть состав арболитовых блоков?

Изучив требования ГОСТ становиться понятно, что для правильного изготовления материала в его состав должны входить следующие компоненты:

• Портландцемент и другие вяжущие вещества (например, гипс). В качестве минерализатора при изготовлении блоков из арболита согласно нормативной документации ГОСТ в состав материала должен входить минерализатор (портландцемент) , марка которого не ниже 400. Для расчета количества цемента в конкретной ситуации используют формулу: количество цемента на 1 м3 = значения марки цемента Х коэффициент 17. К примеру, если нужно изготовить блоки М25, то нужно 425 кг цемента (17х25).
• Орг. наполнитель (древесина). Наиболее часто в качестве такого компонента используют дробленку/щепу, смешанную с древесной стружкой. Их пропорции, чтобы состав был соответствующим ГОСТ, - 1:1 или 1:2. Рекомендуется использовать древесные отходы от хвойных пород, осины, березы, тополя. Также древесина может заменяться льном или коноплей (костра и стебли соответственно).
• Химические добавки (ХД). Добавление в состав такого компонента – обязательное условие. Без него блоки, изготовленные из древесины, невозможно использовать в строительных целях. Только химические вещества позволяют добиться должных эксплуатационных показателей материала. Разрешается использовать при производстве арболитовых блоков следующие ХД: алюминий сернокислый, хлористый кальций, жидкое стекло, известь гашенную. Самые эффективные из них – первый и второй вариант.

Только при добавлении в состав качественных и правильных компонентов, арболитовые блоки будут точно соответствовать ГОСТ, что позволит быть полностью уверенным в эксплуатационных характеристиках сооружения.

Правильные пропорции раствора – залог высокого качества арболита

Для более точного определения пропорций нужно знать все характеристики используемых материалов. Для этого проводят специальные исследования, что делает промышленное изготовление арболита залогом высокого качества.

Дополнительные требования ГОСТ

Согласно этому нормативному документу блоки должны:

• Соответствовать при отгрузке проектной массе изделий;
• Иметь название в соответствии с используемым наполнителем (для определения используется документ 25192–82);
• Обладать в полностью высушенном состоянии указанным в специальной таблице показателям теплопроводности;
• Для проведения в конкретной зоне строительства выбираться с оптимальным показателем морозостойкости для сооружения конструкции, способной полностью соответствовать проектировочным нормам.

Материал, изготовленный в условиях дома, должные соответствовать хотя бы базовым требованиям нормативной документации. Собственноручное изготовление всегда будет проигрывать промышленному, но при условии ответственного подхода к этому процессу, можно делать достаточно прочные строительные элементы, способные обеспечить долговечность возводимой конструкции.

Блоки из арболита, которые решено покупать у производителя, нужно проверять на соответствие существующим стандартам. Для этого стоит затребовать сертификационные документы у продавца. Обратите внимание, что не все компании до конца честные со своими клиентами, поэтому полагаться исключительно на доверие не стоит.

Арболит – это легкий бетон, изготавливаемый на основе органических заполнителей, объем которых достигает 80-90%, специальных добавок, цементного вяжущего. Материал часто принимают за опилкобетон, так как на практике разница между ними нивелируется, благодаря чему наблюдается перекос в терминологии, что неверно.

Основные компоненты – это заполнители, минеральные вяжущие, химические присадки, вода.

Вяжущее:

• портландцемент М400/М500 и выше – задает прочность готового изделия для конструкционного арболита, не ниже М300 – для теплоизоляционного;
• в качестве альтернативы можно применять сульфатостойкий портландцемент или цемент с минеральными добавками;
• расход вяжущего зависит от его марки, требуемой марки арболита, характеристик заполнителя и прочих факторов;
• ориентировочный расход определяется по простому соотношению – марка легкого бетона, который требуется получить умножается на коэффициент, принимаемый за 17.0;
• например, для материала М16 примерный расход портландцемента на 1 м³ составит 16*17 = 272 кг.

Стандарт допускает использование древесины прочих пород, но с соблюдением всех требований

Заполнители

В качестве органических добавок применяются следующие:

• отходы деревообработки (пихта, сосна, ель, тополь, береза, бук, осина);
• костра, конопляная/льняная – основные отходы переработки сырья;
• стебли хлопчатника, рисовой соломы.

Наиболее востребованным считается древесный материал, например, опилки со стружкой (1:2, 1:1), дробленка, щепа, стружка, опилки с щепой и стружкой (1:1:1) . Подобные пропорции принимаются по объему (рассчитывается состав арболита, пропорции в ведрах). Например, 1:2, — это одно ведро опилок и два ведра стружки. Опилки могут быть замещены стеблями конопли или кострой льна.

Требования к заполнителю:

• размер частиц не должен быть слишком крупным (40х10х5 мм по длине, ширине, толщине соответственно);
• слишком мелкие частицы потребуют большего расхода цемента;
• в измельченном сырье концентрация примесей коры не должна превышать 10%, листьев и хвои – 5%;

Основной недостаток материала – химическая активность . При реализации замеса использование свежесрубленной древесины всех пород и лиственницы запрещено.

Костра льна:

• выступает полноценным заполнителем;
• длина частиц – не выше 40.0 мм;
• в сухой массе заполнителя не должно наблюдаться высокое содержание пакли и очесов (не более 5%);
• наличие в составе сахаров требует обязательного введения химических добавок;
• чтобы улучшить качество легкого бетона, костру обрабатывают известковым молочком (на 200.0 кг костры/50.0 кг извести);
• после обработки материал выдерживается 1-2 дня и вводится в замес;
• использование такой технологии уменьшает расход портландцементе на 50-100 кг на 1м³ бетона;
• материал можно применять в том виде, в каком он находится на заводе.

Пригодность заполнителя определяется практическим путем, когда готовый блок достигает средней плотности и проектных значений прочности с использованием этого вещества

Арболит своими руками получается качественным в том случае, если заполнитель отличается удлиненной игольчатой формой, средние параметры частиц, которых таковы:

• толщина – 2.0-5.0 мм;
• ширина – такая же;
• длина — 15.0-25.0 мм.

В составе отходов растительного органического происхождения находится множество веществ, растворимых в воде. Для цемента самыми вредными являются сахара . Чтобы исключить негативное воздействие, сырье принято выдерживать на открытом воздухе (более трех месяцев) или вымачивать в известковом молоке 3-4 дня при перемешивании раз в сутки (150-200 мл воды/1м³ заполнителя/2.20 кг извести).

Сырье не должно содержать признаков гнили и плесени, инородных частиц, а в зимнее время – примесей снега и льда.

Химические добавки

Подобные компоненты определяют технологические свойства готовых модулей (арболит ГОСТ):

• ускорение твердения;
• регуляция пористости;
• ингибиторы коррозии;
• высокие инсектицидные и бактерицидные свойства.

Присадки рекомендовано применять в любом случае, вне зависимости от климатических условий строительства . Они позволяют использовать заполнитель без предварительной выдержки, что способствует улучшению качества изделий.

Химические добавки:

• жидкое стекло;
• кальций хлористый;
• известь гашеная;
• алюминий сернокислый.

Оптимальными присадками считаются сернокислый алюминий, кальций хлористый. С применением алюминия можно нарастить прочность арболита. Это обусловлено тем, что он вступает в реакцию с сахарами и успешно нейтрализует их, переводя в безвредное состояние.

В процессе изготовления изделий совокупное количество химических добавок не превышает 2-4 % , если вести расчет от массы портландцемента или это -12 кг/м³ арболита. Присадки могут применяться комплексно или отдельно.

Вода, используемая для приготовления арболита своими руками должна соответствовать стандарту ГОСТ 23732 79

Эффективны сочетания жидкого стекла и гашеной извести 1:1, алюминия и кальция 1:1 . Перед работой вещества предварительно растворяют в воде и вводят в рабочую смесь. Требуемое количество присадок зависит от того, какова должна быть марочная прочность бетона.

Например, для арболита марки М30 их количество таково:

• CaCl2 (кальций хлористый) и AlCl3 (алюминий хлористый) 1:1, 4% от веса цемента;
• СаСl2 и алюминий сернокислый – то же;
• AlCl3 и натрий сернокислый 1:1, 2% от веса портландцемента;
• AlCl3 и Na2SO4, 1:1, но в 4%.

Для реализации арболита марки М35, в рабочую смесь вводится кальций хлористый (2% от массы цемента), что положительно влияет на прочность готового модуля. Хороший результат показало применение растворимого стекла . Водный раствор натрия силиката (или кальция) в количестве, равном 8-10 кг, вводится на 1 м³ легкого бетона.

Арболит — пропорции замеса

При изготовлении арболита, пропорции замеса и состав должны быть четко соблюдены.

Потребность в материалах, необходимых для получения 1м³ блоков рассмотрена в табличных данных:

Пропорции арболита монолитного

Состав арболита, пропорции, химдобавки представлены в табличных данных:

Пропорционально принято замешивать 1 часть заполнителя, 1 часть вяжущего, 1.5 частей воды с растворенными добавками.

Практический опыт

Если мастер намерен изготовить блоки арболита самостоятельно, он должен понимать, что установление оптимального расхода цемента производится экспериментальным путем . Рекомендовано изготовить три вида образцов с разным расходом.

Первый – со стандартным содержанием вяжущего, второй и третий – соответственно на 15.0% меньше и больше от принятого, с коррекцией расхода воды на 5.0% в обе стороны. Содержание заполнителя остается неизменным.

Арболит, состав, пропорции видео – примерный расчет

Предположим, необходимо сделать конструкционно-теплоизоляционный блок В1.50, плотностью 650 кг/м³.

Материалы, которые есть в наличии:

• заполнитель – дробленка хвойных пород (состав соответствует стандарту), средняя плотность в сухом состоянии 120 кг/м³, влажность по массе 50%;
• вяжущее – М400 портландцемент.

Последовательность действий:

• расход портландцемента – 330 кг/м³;
• расход дробленки – 220 кг/м³ – с учетом влажности расход может возрасти до 330 кг/м³;
• расход жидкости – 390 л;
• химическая добавка – 8 кг/м³, 10% концентрации. Готовый раствор (при плотности 1.084) содержит соль 0.108 кг/л. Для введения в смесь потребуется 8/0.108 = 74.07 л, — в этом количестве раствора соли содержится 72.3 л воды (1.084*74.07-8).

Корректируем расход воды:

• с учетом раствора химдобавки, воды, содержащейся в дробленке, объем вычисляется так: 390.0 – 72.3 = 217.7 л.

• цемент = 380*15/1000 = 5.7 кг;
• дробленка = 220*15/1000 = 3.3 кг;
• вода = 390*15/1000 = 5.85 л;
• химическая добавка = 8*15/1000 = 0.12 кг.

Жесткость арболитобетона контролируется по техническому вискозиметру. Оптимальный показатель должен соответствовать 60 сек

Подобным образом реализуются все пробные замесы.

Стоимость

Арболит, цена которого колеблется в пределах 3.8-4.0 т.р/м³, — это доступный строительный материал. При желании можно приобрести блоки поштучно. Средняя стоимость одного модуля 30х25х50 см составляет 150 р, 20х25х50 см – 80 р.

Состав арболита, пропорции в литрах, ведрах, килограммах необходимо просчитывать непосредственно на месте строительства.

Как изготавливается арболит, его состав пропорции показано в видео: