Арбел – белорусский стеновой материал нового поколения

Арболит – легкий бетон на основе цементного вяжущего и органических заполнителей – известен также под названием древобетон. Этот материал обладает повышенной прочностью на изгиб, очень хорошо поглощает звуковые волны, не поддерживает горение, удобен для обработки. Но он не лишен и некоторых недостатков, устранить которые помогает запатентованная добавка модификатор, разработанная белорусскими учеными.

Дома, как правило, строят из дерева, кирпича или железобетонных панелей. В последнее время для решения задач удешевления стены возводят из газосиликатных блоков или из панелей с утеплителем и обшивкой из древесины, сайдинга. Однако каждый из этих видов стеновых материалов имеет свои недостатки. Так, в домах, возводимых из железобетонных панелей, из-за недостаточной влажности у жильцов обостряются астматические заболевания. В домах со стенами из ячеистых газосиликатных блоков наблюдается плесень, грибок на стенах, что приводит к аллергическим заболеваниям. Кроме того, материалы должны быть экологичными, иметь низкую себестоимость. В условиях рыночной экономики у застройщика должен быть выбор. Стеновые материалы должны отвечать новым современным требованиям по созданию благоприятного микроклимата в жилых помещениях.

Многовековой опыт строительства домов в Беларуси предусматривает использование древесины – это бревенчатые дома, в которых сочетается оптимальный микроклимат: зимой – тепло, летом – прохладно. Достоинства жилых зданий из древесины признаны строительной наукой. Эти здания приняты за эталон, им присвоен коэффициент комфортности 1 по условиям проживания, микроклимату в помещениях. К недостаткам таких домов следует отнести трудоемкое строительство, высокую пожароопасность, подверженность гниению, и, следовательно, потребность в постоянном уходе и проведении текущих ремонтов.

С учетом вышесказанного нужно признать, что в настоящее время незаслуженно забытым является прекрасный материал на основе древесины – арболит. Арболит относится к числу биостойких и трудносгораемых материалов, имеет высокие теплоизоляционные и звукоизоляционные свойства, хорошо отделывается цементным раствором, пилится и гвоздится, надежно удерживает крепежные элементы, обладает хорошим звукопоглощением, имеет повышенную трещиностойкость, что позволяет при превышении максимально допустимых нагрузок без повреждений переносить осадки здания. Материал обеспечивает необходимый воздухообмен и регулирует влажность в помещениях.

Основой арболита является древесная щепа, в качестве вяжущего элемента используется цемент. Использование вторичных сырьевых ресурсов обеспечивает низкую себестоимость стеновых блоков и позволяет получить при внедрении экономический эффект. Так, в настоящее время для возведения малоэтажных зданий в больших объемах применяются газосиликатные блоки. Экономическое сравнение отпускной стоимости газосиликатных блоков с блоками из арболита показывает, что при переходе на использование последнего возможно снижение стоимости стенового материала примерно на 25 %. В Советском Союзе 150 заводов выпускали из него изделия. Продукция из арболита отличается не только невысокой себестоимостью, но и обеспечивает достаточно высокие темпы строительства с минимальным применением грузоподъемной техники, при этом возможно обеспечить низкие теплопотери через ограждающие конструкции. Эффективность применения изделий из арболита, а также практически неограниченная сырьевая база дают право рассматривать развитие их производства не как временное мероприятие по ликвидации дефицита стеновых материалов, а как одно из важнейших направлений в освоении новых прогрессивных строительных материалов.

Арболитовые изделия применяются для возведения наружных стен и перегородок, а также в качестве теплоизоляционного и звукоизоляционного материала в зданиях различного назначения. Они получили распространение в ведущих индустриальных странах: Австрии, Англии, Германии, Голландии, России, США, Швейцарии, Японии.

В Полоцком государственном университете разработана новая технология изготовления арболитовых изделий с использованием древесной щепы – доступного местного сырья.

При работе над новой технологией удалось решить ряд непростых технических задач. Так, сложность при получении изделий из арболита заключается в необходимости нивелирования вредного влияния древесного заполнителя, содержащего сахаристые водорастворимые соединения, вызывающие резкое снижение прочностных показателей арболита.

В настоящее время известно большое количество добавок-модификаторов для изготовления арболита. Состав большинства из них скрыт патентами производителей. Многие используемые добавки разрабатывались еще в начале ХХ века. В качестве основной при изготовлении арболита в действующих нормативных документах предлагается использовать хлористый кальций. Он обеспечивает набор прочности, но при этом удерживает в изделиях воду. Это приводит к появлению в помещениях сырости и, соответственно, всех остальных неприятностей.

В материале Арбел используется запатентованная авторская добавка-модификатор, лишенная указанных недостатков. Для Арбела предложена новая технология направленной укладки арболитовой смеси в формах, получившая название «технология колебательного уплотнения».

Сегодня разработано множество способов уплотнения арболитовой смеси: вибропрессование, силовой вибропрокат, вибрирование с пригрузом и т. д. Отличительной особенностью технологии колебательного уплотнения является обеспечение направленной укладки древесного заполнителя – щепы, ориентированной в одном направлении. Это позволило решить задачу повышения теплозащитных характеристик арболита. Ведь известно, что в бревенчатых стенах высокие теплозащитные характеристики обеспечиваются за счет того, что древесные волокна располагаются перпендикулярно направлению теплового потока.

Комплексное решение, найденное при разработке материала Арбел, позволило получить стеновой материал, соответствующий по показателям плотности, теплопроводности, сорбционной влажности показателям природной древесины. Выполнены все необходимые исследования по оценке нового материала на соответствие эксплуатационным показателям и требованиям действующих нормативных документов. Среди основных характеристик следует отметить:

• класс арболита по прочности на сжатие В 2,5;
• марка по морозостойкости F 25;
• средняя плотность 550 кг/м³;
• теплопроводность 0,12 Вт/(м•^оС).

По огнестойкости арболит относится к группе Г. 1, показатель сопоставим с огнестойкостью полистиролбетона, минеральной ваты. Коэффициент звукопоглощения стеновых блоков из арболита от 0,17 до 0,6 (при частотах звука 125–2000 Гц), в то время как у кирпича при 1000 Гц звукопоглощение менее 0,04, а у дерева 0,06–0,1. Блоки из арболита обладают крупнопористой структурой, что обеспечивает прекрасный воздухообмен и регулирование влажности в жилых помещениях.

Выполнено теоретическое обоснование способа колебательного уплотнения арболитовой смеси. Он позволяет повысить прочностные свойства арболита до 70 % и снизить теплопроводность до 20 %.

Рассчитаны математические модели для определения прочности и плотности материала в зависимости от расхода основных компонентов смеси и параметров колебательного уплотнения. Разработана методика подбора состава модифицированного арболита с использованием полученных математических моделей.

Получение щепы для арболита обеспечивается использованием рубительной машины МР 25–02 Минского тракторного завода. Данное оборудование установлено во всех лесхозах Республики Беларусь.

Разработан проект технологического регламента на изготовление блоков из арболита. Составлен бизнес-план на открытие их производства. Срок окупаемости проекта составит 1,5–2 года.

Считаем, что бескорыстный энтузиазм разработчиков позволил пройти половину расстояния на пути введения нового материала в строительной отрасли. Нужна заинтересованность во внедрении, в организации выпуска формующей оснастки. Со стороны разработчиков гарантируется научное сопровождение.