Какие преимущества и недостатки у деревобетона и стружкобетона

Общая информация

Деревобетон не является новым элементом на рынке строительных материалов. Сама идея изготовления была основана на примере строительства домов из саманного кирпича. Первые испытания деревобетона проводились еще в 20-х годах прошлого столетия и были удачными.

В промышленных масштабах деревобетонный материал стали изготавливать в 60-х годах как на территории СССР, так и за границей. В Советском Союзе он прошел все испытания и был признан ГОСТом. Кроме того, в лабораториях велись работы по улучшению свойств. Деревобетон доказал свою эффективность в суровых условиях Антарктиды, где из него было сооружено несколько корпусов на станции «Молодежная». Для обеспечения нормальной температуры была использована стена толщиной лишь в 300 мм.

К сожалению, в то время стройматериал не получил широого распространения, так как все силы были брошены на строительство железобетонных крупнопанельных домов, а вопросы экономии и экологии были подзабыты. Полностью производство деревобетона, конечно же, не прекращалось, и на территории Союза функционировали десятки предприятий, которые были лишь каплей в море в масштабах огромной страны.

В настоящее время материал обретает популярность, что приводит к открытию новых предприятий по его производству.

Производство деревобетона

Арболит, в отличие от опилкобетонного материала, где наполнителем служат мелкие опилки, содержит в составе древесную щепу большей фракции. Эта процедура позволяет снизить массу изделий и повысить изоляционные характеристики. Кроме того, волокнистый состав придает армирующие свойства, что придает материалу устойчивость к ударным нагрузкам.

Древесная щепа, лежащая в основе деревобетона, должна быть определенного размера: 17−25 мм длиной, шириной не больше 12 мм и толщиной 2−3. Для этой операции существуют специальные дробильные установки, которые могут переработать сучья деревьев, древесные отходы и др. Чаще всего материалом для опилок служат хвойные виды — сосна, пихта, ель, но можно использовать и лиственные — осину, березу или тополь.

Непосредственно перед началом работ древесную щепу обрабатывают различными растворами для улучшения эксплуатационных характеристик. Обычно опилки обрабатываются жидким стеклом, раствором хлористого кальция или сернокислого алюминия. Далее, готовую древесину смешивают с портландцементом, составляющим около 15% от общей массы. После этого в смесь добавляют минеральные компоненты в количестве 1% от массы всего состава. Следующим пунктом является формовка, которая бывает нескольких видов.

Заполненные формы отправляются на специальные площадки с определенным режимом температуры. Конечным этапом является механическая чистка, которая удаляет заусеницы.

Состав деревобетона в процентном соотношении может варьироваться в зависимости от назначения материала:

• Конструкционные панели имеют плотность 800−850 кг/куб. м и теплоизоляционные свойства — 0,15−0,18 Вт/(м*К).
• Теплоизоляционные изделия имеют низкую теплопроводность (0,08−0,09 Вт/(м*К)) и небольшую плотность — до 500 кг/куб. м.

Современные технологии позволяют изготавливать деревобетон разной формы — от маленьких блоков до больших панелей.

Применение бетонно-стружечных плит

Из-за невысокой прочности на сдавливание этот материал не применяют для создания несущих стен многоэтажных домов. Даже двухэтажное строительство допустимо лишь с деревянными перекрытиями, да и то, материал будет обладать низкими теплоизоляционными свойствами.

Тем не менее, этот материал применяют для:

• создания стен малоэтажных зданий с малой нагрузкой;
• утепления;
• заполнения пространства между железобетонными несущими колоннами.

Создание стен малоэтажных зданий

Несмотря на то, что ГОСТ Р 54854— 2011 не допускает использования стружкобетона для строительства жилых зданий, дома из него стоят уже много десятилетий, а для строительства хозпостроек его применяют с середины прошлого века.

Такого срока достаточно, чтобы сделать вывод о том, что при:

• правильном подборе компонентов;
• грамотном составлении проекта;
• правильно подобранной отделке;
• соблюдении технологии,

дома высотой 1–2 этажа получаются довольно прочными и теплыми.

Однако такие дома желательно ставить лишь в регионах со:

• стабильным климатом;
• небольшим количеством осадков;
• небольшими перепадами суточных температур.

Нарушение любого из этих пунктов сокращает срок службы стен. Нестабильный климат, равно как и обильные осадки означают резкие перепады влажности воздуха, а значит и влажности древесины в составе стружкобетона.

Изменение размеров стружки, вызванное изменением влажности, приводит к изменению размеров древесных отходов. Когда древесина наполняется водой и увеличивается в размерах, она легко разрушает цементный камень, что приводит к ослаблению стружкобетона.

Тем не менее, даже в регионах, не соответствующих этим требованиям, дома из стружкобетона показали себя довольно хорошо. Однако это было достигнуто ценой падения паропроницаемости.

Для этого в состав бетона добавляют жидкое стекло и другие гидрофобные присадки, препятствующие впитыванию воды древесиной, благодаря чему сокращается амплитуда изменений, вызванная влажностным набуханием и усушкой древесины.

Утепление

Для утепления используют материал с минимальным содержанием цемента и песка, кроме того, он не испытывает тех нагрузок, которые переносят блоки из деревянной стружки и бетона в несущих стенах.

Поэтому небольшое снижение прочности, вызванное разбуханием и усушкой стружки, не влияет на теплоизоляционную способность.

Такой утеплитель нельзя оставлять открытым, потому что он сильно впитывает влагу не только от дождей, но и из воздуха.

Добавление жидкого стекла не влияет на теплоизоляционные свойства, но снижает способность стружкобетона транспортировать влагу от стен к атмосфере, низводя его по этому параметру до уровня глиняного кирпича.

Для утепления стен стружкобетоном используют те же методы, что применимы для утеплителей на основе опилок, поэтому мы рекомендуем внимательно прочитать эту статью. Добавление в готовый к заливке бетон небольшого количества глины делает застывший утеплитель менее чувствительным к изменению влажности стружки.

Заполнение пространства между железобетонными колоннами

В каркасных домах с железобетонными колоннами для зашивки пространства между колоннами используют разные виды легких бетонов, в том числе стружкобетон. По теплоизолирующим способностям при равной плотности его превосходит только полистиролбетон, а остальные виды легких бетонов аналогичны или уступают стружкобетону.

При плотности 500–700 кг/м3 прочности стружкобетона достаточно для заполнения пространства между несущими колоннами и создания ненесущих стен.

Однако даже в теплых регионах такие дома нуждаются в утеплении, ведь теплопроводность железобетона очень высока, поэтому без утепления на месте несущих колонн появятся мосты холода.

Преимущества материала

Имея в своем составе щепу и портландцемент, деревобетон обладает некоторыми преимуществами по сравнению с конкурентными стройматериалами.

• 
  Низкие теплопроводные свойства приводят к значительному сокращению расходов строительного материала. Как утверждают производители, дома из деревобетона толщиной в 30 см ничем не уступают двухметровой кирпичной кладке.
• Отличная звукоизоляция, превосходящая показатели железобетонных и кирпичных стен.
• Материал не содержит вредных веществ, не подвергается гниению и разложению. Кроме того, деревобетон паропроницаем, что не приводит к образованию на его поверхности конденсата.
• Деревобетон выдерживает высокие температуры и почти не горит, в отличие от пенополистирола.
• Небольшой вес материала удобен при транспортировке и строительстве.
• Деревобетон прекрасно сочетает в себе прочность и пластичность. Он не разрушается и не трескается при механических воздействиях, отлично восстанавливает форму после снятия нагрузки.

Еще одно немаловажное качество стройматериала — доступность обработки. Части материала легко нарезать и подогнать под нужный участок, а стены можно штукатурить без армированной сетки. Помимо этого, стены легко просверливаются, в них можно вкручивать шурупы и забивать гвозди.

«Дюрисол»

«Дюрисол» — это не только материал, но и оригинальная строительная технология, в основе которой лежит применение изготовленных в заводских условиях полых стеновых блоков, играющих роль несъёмной опалубки. Цена: 130–340 руб. за 1 шт. 

В процессе возведения стен блоки устанавливают рядами друг на друга, но без применения связующего. Обязательное условие — внутренние полости блоков всех рядов стены должны совпадать по вертикали, но при укладке между соседними рядами необходимо смещение на половину блока. При этом в выемки, имеющиеся наверху блоков в каждом ряду, горизонтально укладывают арматурные прутки, которые сращивают по длине внахлёст проволочной скруткой. По центру прямо­угольных полостей блоков устанавливают вертикальную арматуру (длина не более 1,5–1,8 м), связав её с горизонтальной проволочной скруткой (а при необходимости — с заранее «залитыми» в фундаменте анкерами).

Точно так же укладывают второй, третий и даже четвёртый ряды блоков, надевая их на вертикальную арматуру. После этого образовавшиеся в собранной стене вертикальные полости заполняют бетоном марки В15, В20, В25 или В30. Его заливают вручную или с применением бетононасоса. Залитый в полости бетон уплотняют вручную (метод штыкования) либо глубинным вибратором. Расход товарного бетона на 1 м² стены колеблется в пределах 0,075–0,125 м³. Затем устанавливают следующие четыре ряда и повторяют процесс заливки бетоном (по мере роста стены вертикальные прутки наращивают). В результате внутри возведённой стеновой конструкции возникает монолитная армированная бетонная решётка с мощными вертикальными несущими столбами, связанными более тонкими горизонтальными рядными перемычками. Высокая прочность такого каркаса позволяет делать его опорой для перекрытия из бетона — сборных или монолитных. 

Состав системы «Дюрисол»

Она включает в себя блоки для сооружения заборов, несущих стен неотапливаемых строений и межкомнатных перегородок, а также блоки с вставками из пенополистирола для возведения наружных стен с высокими теплосберегающими свойствами — для жилых строений. В состав серий кроме блоков для формирования рядов входят специальные угловые блоки-половинки и способные заменить их универсальные блоки, которые используют и для выполнения перемычек над проёмами. 

«Дюрисол»

Фото: В. Ковалёв/Burda Media. Из блоков «Дюрисол» можно изготавливать стеновые конструкции нестандартной или криволинейной формы, например эркерные. При этом необходимые элементы делают на месте
Для соединения арматуры внешней и внутренней стен в боковых стенках наружных блоков прорезают канавки
От смещения относительно друг друга блоки удерживают имеющиеся на их торцевых плоскостях пазы и гребни, также выполняющие роль лабиринтных уплотнений
Эркерные конструкции стен

Самостоятельное изготовление

В стране становится все больше предприятий, производящих деревобетон, и купить эту продукцию не составит труда. Однако, всегда найдутся мастера, которые предпочитают все делать своими руками. Если в наличии имеются все необходимые материалы, почему бы не попробовать? Существует несколько технологий изготовления, которые отличаются структурным составом и технологией формовки. Описание одной из них:

• 
  Щепа должна быть тщательно очищена от пыли и грязи, высушена или же обработана силикатным клеем. Метод сушки обычно применяют к хвойным породам, которые затем становятся пластичными. Обработка жидким стеклом (силикатный клей) может существенно сократить сроки сушки и применяется ко многим видам древесины, но материал становится более хрупким.
• Дополнительно рекомендуется использовать мелкий песок, так как соблюсти правильный размер опилок в домашних условиях довольно затруднительно. Если деревобетонные блоки будут использоваться как несущие, можно применять вместо песка мелкий щебень до 10 мм.
• Замешивание всех компонентов придется вести вручную, потому что бетономешалки с такой работой справляются плохо. Первоначально советуют обработать опилки известковым раствором, затем смешать с портландцементом до полного обволакивания и понемногу засыпать песок и воду. Из полученной смеси не должна сочиться вода, а комок не должен рассыпаться.
• Чтобы масса приобрела определенную форму, следует изготовить опалубки нужной формы, которые предварительно нужно обработать отработкой машинного масла.
• Извлекать детали из опалубков следует как минимум через сутки (при нормальной температуре воздуха). После изъятия они еще несколько дней отвердевают, а затем отправляются досушиваться под укрытие на две недели.

Частые ошибки при изготовлении

Негативные отзывы о стружкобетоне, которые можно встретить в интернете, чаще всего связаны с ошибками, допущенными во время приготовления или использования этого материала.

Далее расскажем о наиболее частых из них.

Игнорирование суперпластификаторов и гидрофобных присадок

Достаточно часто пользователи игнорируют и не используют суперпластификаторы.

Эти вещества снижают количество воды, необходимое для создания раствора нужной вязкости, благодаря чему возрастает прочность застывшего бетона.

Добавление суперпластификаторов желательно при заливке блоков, ведь это увеличивает их прочность, и необходимо при монолитной заливке стен.

Бетон с этой присадкой более пластичный и легче заполняет опалубку при том же количестве воды.

Из-за игнорирования гидрофобных присадок увеличивается количество влаги, которая поступает к древесине, поэтому даже заполнение пор минералами не может сократить впитывание воды до безопасного уровня. Часто от присадок отказываются, потому что боятся снижения паропроницаемости, но они не влияют на этот параметр.

Пар движется по частицам цементного камня с очень маленькой скоростью, поэтому паропроницаемость стружкобетона всегда ниже этого параметра древесины и находится на одном уровне с кирпичом или бетоном. Добавление гидрофобных присадок снижает паропроницаемость на 2–5%, поэтому никакого серьезного влияния не оказывает.

Выбор стружки и пренебрежение ее замачиванием

Распространенным упущением также является неправильный выбор вида стружки. Ошибочно использование стружки «сладких» пород древесины. К таким породам относят березу, клен, иву, ольху, плодовые деревья.

Древесина этих пород пропитана различными сахарами и глюкозой, которые нарушают химическую реакцию, приводящую к образованию цементного камня.

Известь частично нейтрализует негативное воздействие сахаров, но в сладких породах глюкозы слишком много. Зато в хвойных породах сахаров мало и известь почти полностью блокирует этот негативный эффект.

Кроме того, стружку предварительно не замачивают в известковом молоке. Эту операцию выполняют не для обеззараживания древесных отходов, ее цель – заполнение пор минералами, благодаря чему снижается способность древесины впитывать воду, а значит, возрастает:

• прочность бетона;
• несущая способность;
• срок службы.

Песок и вода

Ошибкой также является использование гладкого мелкого песка. Чем крупней песок и неровней форма каждой песчинки, тем тяжелей с ним работать, но и тем выше прочность бетона.

Ведь с гладкого песка цементное молоко быстро сползает, тогда как на неровной поверхности оно задерживается до застывания.

А увеличение количества воды делает бетон более удобным в работе, но ослабляет цементный камень, в результате чего падает прочность блока или стены.

Пренебрежение пеной на основе древесной омыленной смолы

Для утепляющих плит снижение теплопроводности цементного камня важней некоторой потери прочности из-за превращения цементного камня в аналог губки, ведь эти плиты не используют в качестве несущих элементов.

Добавление пены и других реагентов увеличивает теплоизоляционные свойства плиты на 5–15%, что приближает ее по теплоэффективности к минеральной вате и пенопласту.

Некачественная наружная отделка

Очень важно не забывать о качественной внешней отделке стружкобетона. Добавление гидрофобных присадок и заполнение каналов минералами снижает чувствительность древесины к водяному пару, однако контакт с водой дает слишком много влаги, которая пропитывает бетон и вызывает расширение древесных отходов.

Особенно опасна такая ситуация поздней осенью, ведь стружка не успевает отдать избыток влаги до наступления морозов, в результате чего к расширению от воды прибавляется и расширение от замерзания.

При переходе из жидкого в твердое состояние объем воды увеличивается на 11%, поэтому чем выше влажность перед наступлением морозов, тем сильней будет удар по цементному камню во время замерзания воды внутри древесины.

Методологическая схема выполнения исследований. Методы исследования

Эксперименты показали (табл. 1.5), что адгезионная прочность на отрыв у моделей II типа на 22 % превышала аналогичную величину у моделей I типа, а при модифицировании цементного теста поливинилацетатом (до 12 % массы цемента) — на 24 %. При испытании моделей II типа на растяжение при изгибе эти значения соответственно составляли 22,2 и 25,8 % значений на отрыв (растяжение при отрыве). Понимание специфических особенностей сцепления композиции «древесина-цементный камень» помогает правильно ориентироваться при выборе способов повышения адгезионной прочности сцепления в структуре деревобетона [2].

Повышение прочности сцепления древесины с цементным камнем в структуре деревобетона можно обеспечить следующими способами: — физико-химической обработкой древесного заполнителя с целью повышения адгезионной прочности сцепления его с цементным камнем; — повышением механического сцепления в структуре, увеличением объема растворной части цементного камня путем ввода в состав растворной смеси тонко измельченных фракций минеральных добавок; — введением в состав растворной смеси химических и полимерных добавок для повышения (адгезионной и когезионной прочности) сцепления в системе «древесина — цементный камень» и увеличения предельной растяжимости адгезионного соединения. Сущность химических способов заключается в обработке древесных частиц химическими веществами для перевода Сахаров в нерастворимые или нейтральные соединения, а также для образования на поверхности древесных частиц непроницаемых пленок. К физическим способам обработки относится воздействие на древесину воды, тепла, солнечной энергии и кислорода воздуха. Из физических способов обработки древесных частиц наиболее простой — окисление их в естественных условиях. При выдерживании древесины на воздухе дубильные вещества окисляются, впитываясь в стенки клеток древесины. Водорастворимые сахара в процессе брожения также частично окисляются и кристаллизуются, переходя в нерастворимые соединения. Часть легкогидролизуемых веществ, находящихся в гемицел-люлозах, переходит в лигнины. Недостаток этого способа — длительность процесса. Один из способов физического воздействия — обработка древесных частиц водой (вымачивание в специальном бассейне). Положительное действие вымачивания проявляется при использовании сплавного леса, а также древесины, долгое время находившейся под дождем. В такой древесине водорастворимых веществ значительно меньше, чем в древесине, хранящейся под навесом.

Модификация органического заполнителя синтетическими полимерами проводится для улучшения физико-химических и механических свойств материала, получения изделий с повышенными эксплуатационными характеристиками. Под модификацией понимается пропитка древесины жидкими олигомерами или мономерами с последующим отверждением их в порах и получением при этом на стенках пор защитного пленочного покрытия, в результате чего древесина приобретает ряд ценных свойств: коррозионную стойкость, водо- и биостойкость, высокую прочность и сопротивляемость различным воздействующим факторам.

Для модификации наиболее пригодны смолы, обладающие низкой вязкостью, легко проникающие в древесину и отверждающиеся при температурах до 100-150 С. К таким смолам относятся фенолоспирты, фурановые соединения, полиэфирные смолы, стирол, метилметакрилат, фенолформаль-дегидные смолы.

Стирол и метилметакрилат применяются при радиационно-химическом способе отверждения, который отличается высокой стоимостью. Полиэфирные смолы очень дефицитны и поэтому их применение не является целесообразным. Фенолоспирты, фенолоформальдегидные смолы менее дефицитны, их изготавливают в Кемерово, Орехово-Зуево, Горловке, Фергане. Отвержда-ются термокаталитическим способом, что достаточно дешево. Основные требования к модификаторам [42,43,44]: — Модификатор должен иметь предельно низкую вязкость, малую испаряемость, обладать полярностью для лучшего проникновения в капиллярную структуру древесины и физико-химического взаимодействия с компонентами древесины. — Отверждение модификатора не должно сопровождаться значительной усадкой, требовать сильного нагревания. — Отвержденный модификатор должен обладать высокой стойкостью к действию воды, кислот, щелочей и других агрессивных агентов, быть прочным при статическом и динамическом нагружении, иметь хорошие релаксационные характеристики [29,30,31]. Одним из возможных путей получения деревобетона с требуемыми физико-механическими свойствами, является разработка метода нейтрализации водорастворимых веществ в древесном заполнителе, повышение устойчивости древесины к деформациям, повышение прочности, долговечности, что позволяет использовать в производстве малоценные лиственные породы древесины. Среди известных способов модификации в наших исследованиях наиболее приемлем способ капиллярной пропитки с поверхности на сравнительно небольшую глубину без приложения давления или создания вакуума. Выбор модификатора в каждом конкретном случае решается индивидуально в зависимости от исходных сырьевых материалов.

Расчет необходимых материалов для приготовления блоков из стружки и бетона

Для получения качественного бетона важно соблюсти не только пропорции исходных компонентов, но и весь порядок действий, в противном случае прочность материала окажется ниже ожидаемой. Также нарушение порядка действий приведет к увеличению способности впитывать воду, из-за чего сократится срок службы бетонной конструкции.

 

Вот порядок действий, который применим для приготовления стружкобетона любого назначения:

1. Подготовить формы для заливки блоков. Мы рассказывали о том, как это сделать, в этой статье.
2. Растворить в воде свежегашеную известь (1 кг на 20 л воды) и замочить в этом молоке стружку. Мелкую стружку (толщина 0,1 мм и меньше) замачивать сутки, среднюю (толщина свыше 0,2 мм) — 48 часов, крупную (толщина 0,4 и больше) — 72 часа.
3. В бетономешалке смешать цемент, песок и негашеную известь в нужных пропорциях.
4. Стружку выловить из емкости с известковым молоком и дать стечь 10–15 минут, после чего высыпать нужное количество в бетономешалку и тщательно перемешать.
5. Подготовить воду, для этого добавить в нее суперпластификатор в количестве ¼ от рекомендованного в инструкции к нему. Также нужно добавить гидрофобные присадки, например, Силоксил (инструкция по использованию на упаковке). Если вы делаете утепляющий бетон, то добавьте также пену древесной омыленной смолы или другую воздухововлекающую присадку (потребуется пеногенератор). При этом действуйте строго по инструкции на упаковке с реагентом.
6. Добавить нужное количество воды (учитывайте влажность песка и известковое молоко в стружке, поэтому сократите количество воды на 2–5%) и тщательно перемешайте.
7. Распределите бетон по формам.
8. Если не успели выработать весь бетон за 5 минут, то перемешайте еще раз.

Вот расчет материалов для изготовления бетонно-стружечных плит различного назначения:

	Количество компонентов в кг (для воды в литрах)
Назначение	Цемент	Песок	Известь	Стружка	Вода
Утепляющий	10 (М400)	2	8	100	3
Утепляющий и для ненесущих стен нежилых строений	10 (М400)	10	10	100	3
Несущие стены нежилых конструкций или ненесущие стены жилых	20 (М500)	50	20	100	9,5
Несущие стены жилых одноэтажных домов	40 (М500)	100	50	100	20
Несущие стены двухэтажных домов	40 (М500)	100	50	50	19

Определение оптимального состава деревобетона

Метод рационального планирования эксперимента использовался для выбора оптимального состава деревобетонной смеси путем математического метода планирования эксперимента [71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79] с последующей проверкой в лабораторных условиях.

Методика изготовления деревобетонных образцов. Экспериментально нами разработан специальный метод определения объема растворной части (мелкозернистого бетона) и коэффициента заполнения объема бетона древесными отходами. Порядок проведения эксперимента был следующий: — определяется объем подготовленной формы; — форма послойно заполняется песком и отходами древесины; — после заполнения формы с помощью мерного цилиндра определяется объем, занимаемый песком в форме; — по разнице между объемом формы и объемом песка в форме определяется объем, занимаемый древесиной; — для определения необходимого количества раствора (мелкозернистого бетона) на формовку учитывается пустотность песка, и с ее учетом готовится раствор в соотношении цемента к заполнителю 1:3 с учетом коэффициента заполнения древесиной. — расчетным путем определяется расход материалов на 1 м3 деревобетона. Исходя из того, что при формовании лабораторных образцов-кубов коэффициент заполнения древесиной получается значительно ниже возможного (0,15; 0,31; 0,42), при расчете расхода материалов на 1 м деревобетона учитывается максимальный коэффициент заполнения — 0,73. Следовательно, 1 м3 деревобетона состоит из 0,73 м3 древесины и 0,27 м3 раствора. Так как раствор готовится в соотношении Ц : П = 1:3, то 0,27 м раствора скла 59 дывается из 1 части цемента и 3 частей заполнителя. Цемент составляет 0,068 м3, масса цемента тц = Vu р ц ; V3an = 0,203 м3.

При подборе состава деревобетона особое внимание было уделено органическому заполнителю из отходов древесины. Использование отходов древесины разного размера способствует лучшему сцеплению растворной части смеси и дерева, что приводит к повышению прочности стеновых строительных конструкций и снижению расхода растворной части смеси, а следовательно и вяжущего, за счет плотной упаковки. Расположение древесного заполнителя должно обеспечить наиболее плотную упаковку с минимальной площадью температурных мостиков. Варианты расположения древесного заполнителя приведены на рис. 3.1. Наиболее оптимальным расположением заполнителя в конструкции является вариант — 3 при коэффициенте заполнения К3 = 0,73. Вариант — 4 несмотря на высокий коэффициент заполнения (К3 = 0,715) при расположении деревянного заполнителя (4 шт. диаметром по ПО мм и 12 шт. диаметром 90 мм или К3 = 0,78 с укладкой 16 шт. балансов диаметром 110 мм не обеспечивают должного качества цементирующей связки.

Представление о деревобетоне как композиционной структуре, согласуются с общими положениями теории искусственных строительных материалов-композитов, разработанной В.И. Соломатовым, а также результатами исследований В.Н. Юнга, Б.Г. Скрамтаева, Н.А. Попова, И.А. Рыбьева, Ю.Б. Корниловича, И.А. Иванова [80-86,87,88], которые считают одним из основополагающих факторов упрочнения структуры бетона улучшение сцепления заполнителя с прослойками цементного камня. Это предопределило необходимость изучения процессов и явлений, определяющих сцепление древесины с цементным камнем, т.е. двух разных по своей природе материалов, пределяющее прочность и долговечность деревобетона.

С целью определения прочности адгезионного сцепления между древесиной и цементно-песчаным раствором нами применен и метод, предназначенный для оценки сцепления цементной массы с различными минералами (заполнителями) и металлами (арматурой), предложенные Н.А. Кротовой. Надежность адгезионного сцепления древесины с цементно-песчаным раствором оценивалась по пределу прочности при растяжении (отрыве) стандартных восьмерок на разрывной машине РМА — 500. Для расчета принималась средняя величина нагрузки, соответствующая нарушению сцепления масс по контактной плоскости. Адгезия определялась как усилие, приложенное перпендикулярно плоскости сечения образца. Она определяется силой, отнесенной к единице площади контакта. Результаты проведенного эксперимента представлены в таблице 3.1. Проведенные исследования в системе «древесный заполнитель-мелкозернистый бетон» на основе различных видов мелкого заполнителя установили: максимальная прочность сцепления (0,25 — 0,28 МПа) раствора с древесиной обеспечивается в случае использования в качестве заполнителя металлургического шлака и молотого кварцевого песка. При использовании в качестве заполнителя керамзитового песка или золы адгезия к древесному заполнителю снижается до 0,15 — ОД 6 МПа.

Для определения оптимального содержания древесины были изготовлены партии образцов деревобетона (кубов размером 15х 15×15 см) с оди „ наковым количеством древесных элементов (по 16 шт.) диаметром 2 и 3 см. Расстояние между элементами диаметром 2 см в образцах составляло 13,3 мм, а в образцах с элементами диаметром 3 см — 3,3 мм. Одна часть образцов твердела в нормальных условиях, остальные образцы подвергались тепловлажностной обработке при температуре + 70 — 80С по режиму 3 + 6 + 3 ч. В лаборатории формовались образцы — кубы с ребром 15 и 42см. В качестве отходов древесины использовались обрезки круглого леса для образцов — кубов с ребром 15 см образцы древесины диаметром 2 и 3 см, длиной 13см. В форму укладывались отходы древесины, очищенные от коры. Пустоты между ними заполнялись раствором с осадкой конуса 7-8 см, состоящим из цемента и мелкого заполнителя в соотношении 1:3. Форма заполнялась послойно: слой раствора, слой древесных брусков и т.д. После уплотнения смеси на вибростоле образцы выдерживались в течение 2 часов Результаты исследования представлены в таблице 3.2

Примечание: В условном обозначении: ДБ — 2 и ДБ — 3 — образцы с заполнителем из древесины диаметром 2 и 3 см на кварцевом песке, твердеющие при пропаривании; ДБН — 2, ДБН — 3 то же нормального твердения.

«Арболит»

Материал разработан и стандартизирован в 1960-е гг. в СССР, где было построено более 100 заводов. Затем он был на длительное время забыт, но сегодня переживает второе рождение. «Арболит» (от лат. arbor — «дерево» и греч. lithos — «камень») по сути является разновидностью лёгкого бетона. 
Существует три вида «Арболита»: теплоизоляционный (плотность — до 450 кг/м³), конструкционно-теплоизоляционный (450–600 кг/м³) и конструкционный (600–850 кг/м³). Наибольшим спросом сегодня пользуется последний вариант, поскольку именно он применяется в строительстве в виде готовых крупноформатных блоков, из которых возводят несущие стены и перегородки зданий.

К недостаткам «Арболита» можно отнести высокую влагопроницаемость и пониженную влагостойкость, для борьбы с которыми желательно поддерживать влажность воздуха в помещениях в пределах 75 %, а наружные поверхности стен обязательно должны иметь защитно-отделочный слой. Кроме того, необходимо предусмотреть хорошую гидроизоляцию фундамента, достаточный подъём цоколя дома над отмосткой и увеличенные вылеты свесов крыши. Следует отметить, что разовое воздействие воды для блоков не опасно — они его выдержат, однако постоянное намокание недопустимо.

Процесс производства блоков заключается в следующем. Специально отобранную древесину дробят, затем сортируют, чтобы отобрать частицы определённой величины (используется сито с калиброванными отверстиями), обеспыливают, а далее она вместе с цементом, водой и химическими добавками поступает в смеситель. Готовый «раствор» разливают в металлические формы и уплотняют с помощью вибропресса. Пока смесь полностью не затвердеет, её выдерживают в форме и только потом вынимают полученное изделие. Заказчику готовый блок отправляют не ранее чем через 2 нед.

Крупные компании наряду с изделиями размером 500 × 300 × 200 мм изготавливают «половинки» — 500 × 300 × 150 мм, блоки с «канавкой» (для создания перемычек над проёмами), а также облегчённые блоки (с выемками) для сооружения перегородок второго этажа и др. Цена блоков — от 4500 руб. за 1 м³.

Арболитовые блоки укладывают практически так же, как и другие крупномерные блоки. Перед монтажом междуэтажного перекрытия наружные и внутренние стены увенчивают монолитным бетонным армопоясом, который не только выравнивает уровень стен, но и способствует равномерному распределению нагрузки, создаваемой перекрытием и вышележащими строительными конструкциями, а также обеспечивает дополнительную прочность и сейсмостойкость дома. 

«Арболит»

Фото: «АрбоCтрой». Приведённое сопротивление теплопередаче стены из «Арболита» толщиной 30 см без допол­- нительного утепления равно 3,25 м2 • °C/Вт
Для усиления стеновых конструкций, сложенных из блоков «Арболита», отдельные участки кладки армируют стальной сеткой
Из «Арболита» пилят даже нестан-дартные элементы
Подготовка к заливке армопояса, венчающего стену

«Велокс»

Комплексная технология строительства монолитных энергоэффективных домов с использованием несъёмной опалубки из щепоцементных плит Velox («Велокс») была запатентована в Австрии ещё в 1956 г. и сегодня успешно применяется более чем в 40 странах мира, а с недавних пор и в России. 

Основным элементом строительной системы «Велокс» являются плиты размером 2000 × 500 мм, которые предлагаются в основном в двух модификациях: однослойные плиты толщиной 25, 35, 50 и 75 мм, используемые для устройства опалубки внешних и внутренних стен; двухслойные теплоизоляционные плиты, изготовленные из однослойных (35 мм) путём наклеивания пенополистирола (ППС) толщиной 150 мм, что позволяет возводить стеновые конструкции с приведённым сопротивлением теплопередаче на уровне Rо = 4,37 (м2 • ℃)/Вт. Существуют плиты с увеличенным до 200 мм слоем ППС. Цена плит: 300–1200 руб. за 1 шт.

В состав системы также входят: потолочные плиты (200 × 500 × 25 мм); короба (2000 × 380 × 170–260 мм, высота зависит от длины перекрываемого пролёта) для изготовления облегчённых ребристых монолитных перекрытий; одно- и двухсторонние монтажные металлические стяжки длиной 320 и 480 мм, обеспечивающие заданное расстояние между стенками внешней и внутренней опалубки одного ряда, соединяющие плиты разных рядов по высоте; пространственные каркасы — тригоны, используемые в основном в силовых рёбрах монолитного перекрытия.

Из этих базовых элементов с соблюдением определённых правил и возводятся как мало-, так и многоэтажные строения. Монтаж начинается с одного из внешних углов здания, при этом плиты на стыке скрепляют между собой гвоздями длиной 100 мм, которые вбивают под разными углами. Затем к собранному угловому узлу последовательно пристыковывают плиты, которые образуют внешнюю и внутреннюю стенки опалубки первого ряда, соединяя их попарно стяжками. 

В результате постепенно возводят прямые и угловые участки стен, с предусмотренными проектом проёмами (их «окантовывают» торцевыми плитами толщиной 75 мм). Закончив монтаж опалубки наружных стен, приступают к созданию «оболочек» для несущих внутренних стен и перегородок. Когда монтаж первого ряда по всей площади дома полностью завершён, внутрь опалубки в предусмотренных проектом местах устанавливают вертикальную арматуру (тригоны) и заливают бетон марки не ниже М200 (вручную или бетононасосом). Далее монтируют следующие ряды опалубки, смещая вертикальные стыки плит в смежных рядах как минимум на 250 мм. 

Технологию возведения стен органично дополняет оригинальный способ  сооружения облегчённых ребристых монолитных перекрытий. Основа последних — армированные стальными тригонами бетонные балки шириной 120 мм и высотой от 185 мм до 275 мм, расположенные с шагом 620 мм и составляющие монолит с бетонными стенами.

«Велокс»

Фото: «ЭкоДомоСтрой». Плиты «Велокс» скрепляют друг с другом гвоздями, вбиваемыми под углом
Заданное расстояние между внешней и внутренней стенками опалубки обеспе-чивают металлические стяжки
Тригоны используют также для вертикального армирования, что значительно сокращает расход стали
При сооружении ребристых монолитных перекрытий сплошной настил делают из плит «Велокс» толщиной 25–35 мм

Разновидности состава

Наиболее популярным материалом, изготовленным на основе деревобетона, был арболит, метод изготовления которого придуман больше полувека назад. Арболит отлично подходит для строительства небольших монолитных зданий. Главным недостатком материала считается высокая влагопроницаемость — стены снаружи должны быть обработаны защитным слоем. Помимо этого, существуют определенные требования к влажности помещения — она не должна превышать 72−75%.

Производители деревобетона постоянно предпринимали шаги для улучшения свойств материала и освоили выпуск урмалита в 90-х годах. Новый материл, благодаря современной технологии смешения цементной части и пластификаторов, получил дополнительную прочность. Кроме того, уменьшилось время изготовления продукции.

С 2009 урмалит стали производить под другим названием — тимфорт. Если арболит считается чистым деревобетоном, то тимфорт больше деревополимеробетон. Он прочнее и менее подвержен водопоглощению.

Деревобетон имеет отличные перспективы в условиях повышения требований к экологичности. В регионах с большой переработкой древесины изготовление стройматериала решит проблемы с отходами. Кроме того, это прекрасный бизнес — стройматериалы нужны всегда. Подобное дело можно открыть даже в небольших масштабах, организуя мини-линии.