И. X. НАНАЗАШВИЛИ
Строительные
материалы
из древесно-
цементной
композиции
ЛЕНИНГРАД «СТРОЙИЗДАТ»
ЛЕНИНГРАДСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ 1990
УДК 691.115:674.816.2
Наназашвили И. X. Строительные материалы из древесно-
цементной композиции. — 2-е изд., перераб. и доп. — Л.: Строй-
издат, 1990 —415 с.: ил. —ISBN 5-274-00758-9.
Изложены научные основы структурообразования древесно-цементных
композитов (ДЦК) и пути повышения их качества. Уделено внимание спе-
цифическим свойствам целлюлозосодержащнх заполнителей, их влиянию на
качество арболита и других ДЦК, а также специфической адгезии компози-
ции «древесина — цементный камень» н ее деформативностн. Освещен опыт
производства древесно-цементных материалов, приведена экономическая эф-
фективность их применения в строительстве. Издание 1-е вышло в 1984 г.
под названием «Арболит — эффективный строительный материал». Издание 2-е
переработано и дополнено сведениями о фибролите, цементно-структурных
плитах, кснломете, скопо-, камыше- и бамбукобетоне, получаемых с исполь-
зованием дикорастущих растений, а также отходов деревопереработкн и сель-
хозпроизводства.
Для научных и инженерно-технических работников научно-исследова-
тельских, проектных и строительных организаций. Книга может быть полезна
также индивидуальным застройщикам при строительстве малоэтажных домов
усадебного типа.
Печатается по решению секции литературы по технологии строительных
материалов редакционного совета Стройиздата
Isaac Hiskovich Nanazashvili „Buil-
ding materials from woodcement com-
posits. Scientific edition**
SUMMARY
Scientific approach to evaluation of ecological economic and social aspects
of the expediency for extending the production and use of building materials
based on the wastes of timber processing, agricultural production wastes as
well as wild, cellulose-containing aggregates (wood, flax shive, hemp, jute,
chopped cotton, reed, bamboo, rice straw and busk, coconut fibres etc. is pre-
sented).
Scientific fundamentals of structural formation of building materials based
on mineral and synthetic binders with the use of the aggregate of vegetable
origin are examined. Attention is paid to the specific properties of cellulose-
containing aggregates and to their influence on the quality of building pro-
ducts and structures as well as to the specific adhesion „wood-cement stone**.
Production practice of wood-cement materials (WCM) — fibrolite, arbolite,
cement-chipboard slabs (CCS)—skopoconcrete, xylolite, etc. is described. Eco-
nomic efficiency of their application for individual and mass construction is
provided.
First edition was published in 1984 under the title „Arbolit — efficient
building material**.
„3306000000—181
H 047(01)—90	121—90
© Стройнздат, 1984
ISBN 5-274-00758-9.
© Наназашвили И. X., 1990
ВВЕДЕНИЕ
Значительным резервом повышения эффективности строи-
тельства является снижение материалоемкости и использование
вторичных ресурсов при производстве строительных материалов
и конструкций. Это становится возможным при широком приме-
нении прогрессивных научно-технических достижений, ресурсо-
и энергосберегающих технологий, последовательном сокращении
расхода материальных и трудовых ресурсов на единицу продук-
ции. В целях ресурсосбережения целесообразно наращивать тем-
пы использования древесных отходов и довести ежегодное по-
требление эффективных строительных материалов на их основе
до 70...75 млн м3.
Такая программа должна содействовать существенному рас-
ширению номенклатуры древесных композитов на цементном
вяжущем (ДЦК), производимых на новом техническом уровне,
таких как фибролит, арболит, цементно-стружечные плиты
(ЦСП), скопобетон, ксилолит. Для их изготовления могут быть
использованы тонкомер, фаунтная и дровяная древесина, отходы
лесозаготовки и лесопильно-деревообрабатывающих предприя-
тий, сучья, ветви, горбыль, срезки, торцы, а также мягкие отходы
в виде отсевок щепы, станочной стружки и лесорамных опилок.
Другим значительным сырьевым ресурсом для производства
композитов с использованием целлюлозосодержащих заполните-
лей, главным образом для производства арболита и ЦСП, явля-
ются отходы сельскохозяйственного производства и дикорасту-
щие растения: костра льна, конопли, джута, кенафа, стебли
хлопчатника, тростника, рисовой соломы и др., а также шелуха
риса.
Для изготовления скопобетона стабильной сырьевой базой
могут стать отвалы скопа — отходов картонажно-бумажного
производства.
Эффективность применения древесно-цементных композитов
(ДЦК) и практически неограниченная сырьевая база дают пра-
во рассматривать развитие их производства не как временное
мероприятие по ликвидации дефицита на стеновые материалы, а
как на одно из важнейших направлений в освоении новых про-
грессивных строительных материалов.
Эффект от применения отходов обрабатывающих предприя-
1
3
тий возрастает в тех случаях, когда они используются без спе-
циальной энергоемкой подготовки и из отвалов (например, при
производстве ксилолита и скопобетона).
Расширение применения ДЦК позволит наряду с более пол-
ным удовлетворением потребностей массового и индивидуаль-
ного строительства решать параллельно и экологическую задачу
по очистке территорий от производственных отходов.
Впервые сделана попытка с единых теоретических позиций
рассмотреть процессы структурообразования древесно-цемент-
ных композитов и выявить закономерности, влияющие на дефор-
мативность и другие важные свойства этих материалов, оценить
влияние специфических свойств древесины и других целлюлозо-
содержащих растений, применяемых для их изготовления На
примере арболита установлена зависимость прочностных свойств
композитов от адгезионной прочности отдельных их компонентов
(зависимость оаРб—То композиции «древесина — цементный ка-
мень»). Сделана попытка ответить на вопросы о виде напряжен-
ного состояния, при котором связь Паре и то будет проявляться
наиболее отчетливо и, следовательно, о том, какие испытания
лучше проводить для изучения зависимости оаРб—т0.
Высказано предположение, что для таких специфических ма-
териалов, как ДЦК, марочная прочность не всегда может харак-
теризовать прочностные свойства материала в эксплуатационных
условиях, так как древесина как анизотропный материал под-
вержена значительным самопроизвольным влажностным дефор-
мациям от 0,01% вдоль волокна до 12% в тангенциальном на-
правлении. Если учесть, что цементный камень набухает всего
1/100%, то можно предположить, что в процессе структурообра-
зования и в эксплуатационных условиях повышение в контактной
зоне напряжений, близких к пределу прочности материала, не
исключается. Поэтому, а также учитывая и то, что при влажно-
стных деформациях древесины возможно развитие удельного
давления набухания порядка 4...4,5 МПа, большое значение при-
дается фракционному составу целлюлозосодержащего заполни-
теля.
Проведенные исследования позволили автору убедиться, что
структурообразование ДЦК сопряжено с двумя противоположно
направленными процессами. С одной стороны, идут конструкци-
онные процессы, связанные с твердением вяжущего, с другой
стороны, наблюдаются деструкционные процессы, характеризуе-
мые подверженностью целлюлозосодержащих заполнителей зна-
чительным влажностным деформациям (набухание, усушка, ко-
робление) . Это обстоятельство делает целесообразным введение,
наряду с коэффициентом размягчения КР, коэффициента проч-
ности при полной усушке Ку (абсолютно сухом состоянии), а
также определение прочности материала после пяти циклов
увлажнения и высушивания. Новый состав композита может быть
4
признан более высокого качества, если остаточная прочность
после пяти циклов увлажнения и высыхания больше, чем у из-
вестных составов.
Разработка автором новых составов арболита с улучшен-
ными прочностными и деформативными свойствами для приме-
нения в строительстве, защищенных авторскими свидетельства-
ми, велась на принятой научной основе с учетом специфической
особенности древесного заполнителя, что подтвердило правиль-
ность методологии подхода.
Важной специфической особенностью древесного заполни-
теля, существенно влияющей на структурную прочность компо-
зита, является его анизотропность не только в различных на-
правлениях среза (поперечном, радиальном, тангенциальном) и
частях ствола (заболони и ядра), но и в пределах одного годич-
ного слоя на участке ранней и поздней древесины, которые по
плотности отличаются примерно в два раза. Как показали наши
исследования, адгезионная прочность на этих участках также
существенно различается.
Из-за неоднородности анатомического строения древесины и
других сырьевых материалов растительного происхождения про-
водимость в разных их частях различна. Вследствие этого сле-
довало ожидать неодинаковую степень «минерализации» древес-
ного заполнителя — блокирования или перевода в менее раство-
римое состояние легкогидролизуемых веществ, содержащихся в
растительном сырье и отрицательно влияющих на процессы гид-
ролиза и гидратации цемента. Поэтому было сделано предположе-
ние, что при разрушении ДЦК центры деструкции в структуре
будут в контактных зонах, зонах с наличием частичек заполнителя
ядровой древесины и на участках поздней древесины, предраспо-
ложенной к развитию больших самопроизвольных объемных
влажностных деформаций и давления набухания, обладающей
меньшей адгезионной прочностью к цементному камню; дальней-
шее разрушение происходит уже по ослабленным контактам
структуры.
Управление качеством ДЦК должно осуществляться с учетом
всех специфических особенностей заполнителя растительного
происхождения: повышенная химическая агрессивность по отно-
шению к цементу; значительные объемные влажностные дефор-
мации и развитие давления набухания; резко выраженная анизо-
тропия; высокие проницаемость и проводимость; низкая адгезия
по отношению к цементному камню; значительная упругость при
уплотнении смеси. Проведенные автором исследования позво-
лили количественно оценить воздействия специфических свойств
целлюлозосодержащих заполнителей, что создало предпосылки
максимального их учета в технологии ДЦК.
В зависимости от древесно-цементного отношения (Д/Ц) в
композициях, степени уплотнения, вида и формы заполнителя
5
можно получить композиты существенно различными физико-
механическими свойствами. Так, если фибролит представляет со-
бой теплозвукоизоляционный материал со средней плотностью
300...500 кг/м3, а арболит — конструкционно-теплоизоляционный
материал со средней плотностью 400...850 кг/м3, то ЦСП —
плитный материал характеризуется средней плотностью
1100...1300 кг/м3.
Несмотря на различие физико-механических и строительных
свойств этих материалов, их структурообразование и повышение
качества подчиняются общим закономерностям. Рассматривая
эти закономерности можно отметить, что существенными отличи-
тельными признаками вышеперечисленных материалов являются
удельная поверхность применяемого древесного заполнителя (S)
или других целлюлозосодержащих заполнителей и степень
уплотнения (Р). Поэтому выведенная для арболита зависимость
оптимальной прочности от удельной поверхности заполнителя и
фактора фазового отношения (Д/Ц, В/Д) в композиции в неко-
тором приближении справедлива для других ДЦК, в частности
фибролита, ЦСП и др.
В связи с этим можно утверждать, что пути повышения ка-
чества таких материалов идентичны, они зависят от оптимизации
формы и размеров древесных частиц, повышения степени сцеп-
ления цементного камня с заполнителем (в том числе путем хи-
мического облагораживания заполнителя), степени уплотнения,
количества, активности и химического состава вяжущего, а так-
же сближения показателей деформативности заполнителя и це-
ментного камня путем его модифицирования.
Область применения этих материалов определяется их физи-
ко-механическими и эксплуатационными свойствами, а также
экономической целесообразностью использования в различных
частях жилых и производственных зданий.
Фибролит отличается наименьшей плотностью, поэтому име-
ет наилучший показатель теплоизоляционных свойств, на его из-
готовление расходуется наименьшее количество портландцемен-
та и химических добавок. Однако к недостаткам фибролита
можно отнести необходимость использования древесных отходов
в виде чураков длиной не менее 50 см, тогда как для арболита
можно применять практически все виды отходов лесопиления и
деревообработки (горбыль, срезки, сучья, стружки, опилки). Ар-
болит нашел широкое применение в ограждающих конструкциях.
Высокие прочностные показатели ЦСП расширили номенклатуру
получаемых на их основе ограждающих и несущих конструкций
для жилых, общественных и производственных зданий.
Выполнение программы строительства на селе домов усадеб-
ного типа без снижения объемов строительства производствен-
ных и промышленных объектов, а также городского строитель-
ства невозможно без максимального вовлечения местных сырье-
6
вых ресурсов и побочных продуктов (отходов) промышленного
и сельскохозяйственного производства для изготовления эффек-
тивных местных строительных материалов.
Прогресс в области строительства, широкая программа по
увеличению выпуска индустриальных малоэтажных домов уса-
дебного типа для села и культурно-бытовых зданий повышенной
комфортности требуют увеличения выпуска плитных, конструк-
ционно-изоляционных и изоляционных материалов повышенного
качества, совмещающих несколько функций: например, тепло-
изоляцию, звукоизоляцию и возможность придания им архитек-
турно-декоративной выразительности при достаточно высоких
производственных показателях.
Современный уровень строительства предъявляет высокие
требования к строительным материалам в части повышения теп-
лозащиты, долговечности, экономичности и эстетичности. Разра-
ботка композитов с улучшенными изоляционными свойствами и
их широкое применение в строительстве в условиях строжайшей
экономии теплоэнергетических ресурсов приобретают большое
народнохозяйственное значение. Этим требованиям в большей
мере отвечают древесные композиты на основе цемента (фибро-
лит, арболит, ЦСП, скопобетон и др.).
В нашей стране ежегодно образуется более ПО млн м3 отхо-
дов на лесопильных и деревообрабатывающих производствах и
35 млн м3 отходов лесозаготовок. Существенная их часть пока
остается неиспользованной. Значительные сырьевые ресурсы для
изготовления ДЦК образуются и в сельскохозяйственном произ-
водстве, где объем неиспользуемых отходов ежегодно составля-
ет: костра льна и конопли — около 0,9 млн т; стебли хлопчатни-
ка — 2...2,5 млн т; рисовая солома — 1 млн т. Если учесть и то,
что производство нетоксичных ДЦК, обладающих положитель-
ными свойствами древесины и цементного камня, базируется на
использовании некондиционной древесины, отходов ее перера-
ботки и ежегодно возобновляемых дикорастущих растений, эту
отрасль можно считать стабильно обеспеченной сырьем и пер-
спективной. Такой подход к развитию производства ДЦК обос-
нован и заботой человечества о неизменности ландшафтов и русл
рек, которые из-за непомерно большой добычи щебня, гравия,
глины и песка претерпевают значительные, иногда непоправи-
мые, экологические изменения.
В связи с этим следует предположить, что дальнейшему раз-
витию ДЦК, наряду с другими ресурсосберегающими материа-
лами, будет оказано должное внимание с учетом достижений
науки и совершенствования технологии конструкций и изделий
на их основе.
Значительный вклад в развитие науки и в практику произ-
водства ДЦК внесли следующие отечественные и зарубежные
специалисты: А. А. Агчабаев, Г. А. Батырбаев, Г. А. Бужевич,
7
Б. И. Бухаркин, Г. Е. Евсеев, М. И. Кауфман, М. И. Клименко,
Е. Д. Маев, И. П. Мещерякова, А. И. Минас, Б. Н. Понамаренко,
И. А. Рыбьев, В. И. Савин, Р. Б. Сироткина, С. Г. Свиридов,
Н. И. Склизков, Б. Н. Смирнов, М. М. Чернов, Л. М. Шмит,
А. С. Щербаков, Т. Ваврин, И. Граф, С. Дал, Нгуен Ван Тхинь,
Д. Пакер, А. Карлсон, Ф. Кольман, В. Сареток, Шварц и др.
Автор надеется, что монография окажется полезной научным
подразделениям при разработке ими новых эффективных, более
стойких к эксплуатационным влагопеременным воздействиям
ДЦК с улучшенными деформативными свойствами, практикам
производства и проектировщикам, занимающимся совершенство-
ванием технологии с учетом всех специфических особенностей
заполнителя растительного происхождения, а также специали-
стам, изучающим проблему повышения качества ДЦК.
Глава 1
ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ
СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ
ИЗ ДРЕВЕСНО-ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИТОВ
1.1.	Специфические особенности
целлюлозосодержащих заполнителей растительного
происхождения и их влияние на структурообразование
древесно-цементных композитов
Для производства строительных композиционных материа-
лов — арболита, фибролита, стружкобетона, скопобетона, опило-
бетона, цементно-стружечных плит, королита, ксилолита, приме-
няются различные целлюлозосодержащие заполнители раститель-
ного происхождения (низкосортная и некондиционная древесина,
тонкомер, дровяное долготье, неделовой горбыль, срезки, торцы,
станочная стружка, щепа, лесорамные опилки, одубина; отходы
сельскохозяйственного производства — костра льна, конопли,
кенафа, джута, стебли хлопчатника, рисовой соломы, камыша;
отходы целлюлозно-бумажного производства (ЦБП) — скоп и
др.). Все эти заполнители как целлюлозосодержащий раститель-
ный продукт характеризуются рядом общих специфических
свойств, оказывающих существенное влияние на процессы струк-
турообразования, структурно-механические и строительные свой-
ства композитов.
В качестве минерального связующего для получения ДЦК
используются портландцемент, шлакощелочное вяжущее и др.
В настоящее время многие вопросы теории и практики про-
изводства ДЦК остаются пока еще не вполне решенными, вслед-
ствие чего ряд положений заимствуется из теории производства
бетона на минеральных заполнителях. Однако при наличии об-
щих свойств у органического целлюлозосодержащего заполни-
теля растительного происхождения и у минеральных по-
ристых заполнителей имеются и существенные различия,
без учета которых трудно получить композиты высокой
прочности со стабильными физико-механическими свойст-
вами.
В связи с большей изученностью влияния на процессы струк-
турообразования и структурно-механические свойства ДЦК спе-
цифических особенностей древесного заполнителя, а также учи-
тывая, что примерно 80...90% их производства у нас в стране и
мировой практике осуществляется с использованием древесины,
9
будем в дальнейшем более полно рассматривать композиты на
основе заполнителя этого вида.
Древесный заполнитель, как и многие другие целлюлозосо-
держащие заполнители растительного происхождения, наряду с
присущими им ценными свойствами (малая средняя плотность,
недефицитность, хорошая смачиваемость, легкость обработки, в
частности дроблением, и др.) имеет и отрицательные качества,
которые затрудняют получение материала высокой проч-
ности из высокопрочных компонентов (цементный камень и дре-
весина).
К специфическим особенностям целлюлозосодержащих за-
полнителей, отрицательно влияющим на процессы структурооб-
разования, прочность и стойкость ДЦК к влагопеременным воз-
действиям, а также на технологические процессы производства,
относятся:
повышенная химическая активность;
значительная степень объемных влажностных деформаций
(усушка, разбухание) и развитие давления набухания;
сравнительно высокие проницаемость и проводимость;
наличие упругопластических свойств;
низкая адгезия по отношению к цементному камню;
резко выраженная анизотропия (ортотропность) не только в
разных структурных направлениях (для древесного заполнителя
даже в пределах одного годичного слоя древесины);
значительная упругость при уплотнении смеси.
Степень влияния этих свойств заполнителей растительного
происхождения на процессы структурообразования и физико-ме-
ханические свойства ДЦК различна, однако для получения вы-
сококачественных изделий и конструкций должна учитываться
в технологии их производства.
1.2.	Химическая агрессивность заполнителя
растительного происхождения по отношению
к клинкерному цементу
Из всех специфических особенностей целлюлозосодержащих
заполнителей наиболее хорошо изучена их агрессивность по от-
ношению к клинкерному цементу. Исследование свойств компо-
зиции «древесина — цементный камень» началось с 1924 г. Было
выдвинуто предположение, что низкая прочность этой компози-
ции связана с химическим составом древесины (табл. 1.1).
Древесина представляет собой сложный комплекс веществ
главным образом органического происхождения. Она состоит из
целлюлозы (примерно 50% всей массы древесины), лигнина, ге-
мицеллюлозы и небольшого количества экстрактивных ве-
ществ — таннидов (дубильных и красящих веществ), жиров,
10
Таблица 1.1. Химически# состав некоторых пород древесины
Составные части. %	Ель	Сосна	Осина	Бук
Целлюлоза (определяется по хлорному методу без пентозанов)	58,3	55,6	54,1	47,9
Лигнин (определяется по сернокислому методу)	28,3	26,5	20,1	22,5
Гемицеллюлоза (легкогидролизуемые пен- тозаны)	10,3	9,6	22,4	26,0
Экстрактивные вещества, растворимые в горячей воде	1.9	2,3	2,3	2,4
эфирных масел, органических кислот, водорастворимых сахаров,
минеральных солей.
Целлюлоза и лигнин, составляющие основную массу клеточ-
ных оболочек растений и определяющие их механическую проч-
ность, являются достаточно стойкими веществами и вредного
влияния на процесс твердения клинкерных цементов не оказы-
вают. Гемицеллюлозная часть древесины представляет собой
сложные органические вещества (полисахариды), способные в
щелочной среде (которой является цементный раствор, покры-
вающий древесный заполнитель) гидролизоваться и переходить
в водорастворимые сахара. Водорастворимые сахара — сильней-
шие «цементные яды».
Экстрактивные вещества — танниды имеют большие размеры
молекул, порядка 100 мкм. Они вымываются из древесины толь-
ко горячей водой или горячим раствором «минерализатора» и хо-
рошо осаждаются. Вследствие этого танниды не оказывают су-
щественного влияния на процесс твердения цемента.
Простейшие водорастворимые сахара (сахароза, глюкоза,
фруктоза) содержатся в древесине в небольшом количестве
(0,1...0,5% от ее массы). Благодаря малому размеру молекул,
порядка 1 мкм, водорастворимые сахара легко вымываются из
нее раствором «минерализатора» и, попадая б цементное тесто,
могут в значительной степени замедлить процесс его твердения.
Смолистые вещества, содержащиеся в древесине, также не
оказывают влияния на процесс твердения цемента. Смоляные
кислоты, выделяющиеся из древесного заполнителя, при взаимо-
действии со щелочами, которые находятся в цементном тесте,
образуют мыльные растворы. При значительном содержании
смолистых веществ в древесине прочность ДЦК может несколь-
ко снизиться вследствие уменьшения смачиваемости частиц дре-
весины и ухудшения сцепления с цементным тестом (камнем).
Первые исследования показали, что древесина содержит лег-
когидролизуемые и экстрактивные вещества — «цементные яды»,
вредные для цемента, которые и замедляют набор прочности
изделиями. Поэтому все усилия исследователей и практиков бы-
ли направлены на нейтрализацию такого вредного влияния.
Позднее работами, проведенными отечественными и зарубеж-
11
ними исследователями, было установлено, что наиболее вредное
воздействие оказывают легкорастворимые простейшие сахара:
сахароза, глюкоза, фруктоза и часть гемицеллюлозы, способной
в определенных условиях перейти в форму таких сахаров, и в
меньшей степени опасны крахмал, танниды и смолы. Щелочная
среда цементного теста способствует выделению «цементных
ядов», количество которых изменяется в значительных пределах
в зависимости от породы древесины, условий и сроков ее хране-
ния.
Было выявлено, что воздействие водорастворимых веществ
древесины на твердеющий цемент проявляется в стабилизирую-
щем эффекте аналогично действию поверхностно-активных ве-
ществ (ПЛВ). «Цементные яды», состоящие в основном из угле-
водных групп НОСН, осаждаясь на поверхности частичек мине-
ралов цемента 3CaOSiO2 (трехкальциевый силикат) иЗСаОА12О3
(трехкальциевый алюминат), образуют тончайшие оболочки,
которые изолируют частицы цемента от воды, замедляют ход
процессов гидролиза и гидратации цемента.
Содержание полисахаридов в различных видах растительного
сырья значительно отличается, наименьшее их количество, как
видно из табл. 1.2, содержится в древесине ели (17,3%), наи-
большее— в стеблях хлопчатника (в сечке гуза-паи), и вино-
градной лозе (соответственно 26,4 и 27,1%). Для уменьшения
отрицательного влияния водорастворимых экстрактивных и лег-
Таблица 1.2 Содержание полисахаридов в различных видах
растительного сырья
Вид сырья и место произрастания	Количество полиса- харидов. % от аб- солютно сухого ве- щества	
	легко-	трудно-
	гидрОЛИ	Iидролн
	чуемых	зуемых
Древесное сырье
Ель (Ленинградская обл.)
Сосна (Восточная Сибирь)
Пихта (Восточная Сибирь)
Лиственница (Восточная Сибирь)
Лиственница (Западная Сибирь)
Кедр (Дальний Восток)
Береза (БССР)
Береза (Дальний Восток)
Береза (Западная Сибирь)
Осина (БССР)
Бук (Кавказ)
Отходы сельскохозяйственных культур
Подсолнечная лузга
Рисовая лузга
Хлопковая шелуха
Гуза-пая
Костра кенафа
Виноградная лоза
Тростник
17,3	48,0
17,8	47,8
14,9	44,2
24,8	37,6
22,0	45,0
26,7	35,0
25,0	3<,9
21,6	43,9
26,5	41,3
19,4	43,5
23,5	41,6
и дикорастущих растений	
21,5	27,0
18,1	29,0
26,4	41,5
20,5	38,3
21 9	37,4
27,1	30,8
20,4	40,0
12
когидролизуемых веществ на прочность ДЦК были предложены
различные способы и технологические приемы, сущность кото-
рых заключалась в частичном удалении этих веществ из древес-
ного заполнителя, в переводе простейших сахаров в нераствори-
мые или безвредные для цемента соединения, в ускорении твер-
дения портландцемента (т. е. в сокращении времени воздействия
сахаров на процессы твердения). В большинстве своем предло-
женные способы «минерализации» древесного заполнителя пре-
дусматривают достаточно сложные технологические процессы,
требующие многоступенчатой обработки заполнителя различны-
ми химикатами с последующим кипячением или промывкой, вы-
держки в силосах для стабилизации его свойств или сушки и др.
Из многочисленных добавок, опробованных в отечественной
и зарубежной практике, приняты такие, при которых «минерали-
заторами» заполнителя растительного происхождения служат
хлористый кальций и жидкое стекло (исключение составляет
технология, используемая фирмами «Велокс» и «Дюризол»). Од-
нако применяемые способы «минерализации» древесного запол-
нителя, хотя и повышают скорость нарастания прочности в на-
чальный период, все же, как видно из табл. 1.3, не позволяют
получать достаточно прочный материал.
Таблица 1.3. Прочность и расход компонентов композиции
«древесина — цементный камень»
Материал	Средняя плотность, кг/м3	Прочность, МПа		Расход компонентов, кг на 1 м3 арболита			
		при изгибе	при сжатии	древесный заполнитель	цемент	химические добавки	вода
Арболит марок 10 . .35 (ГОСТ 19222—84) Дюризол Велокс Пилинобетон (в абсолютно сухом состоянии)	500...800 600...700 550...600 700	0,5...0,95 0,9..1,2 1,2..2,2 1.45	1,0 ..3,5 1,5 3,5 1,97	180...240 200...230 366...414 166	280...400 325...350 200 411	8 37 16 16,5	300...400 70...100 150 284
Проведенные исследования [35, 46, 41] показали, что при
почти полном удалении легкогидролизуемых веществ из древес-
ного заполнителя прочность арболита удается увеличить лишь
на 10... 15%. Следовательно, наличие таких веществ в заполни-
теле можно рассматривать лишь как один из его недостатков.
Это означает, что кроме химической агрессивности (содержание
экстрактивных и легкогидролизуемых веществ) древесный за-
полнитель обладает и другими специфическими свойствами, ко-
13
торые отрицательно воздействуют на структурную прочность
ДЦК и поэтому должны учитываться в технологии их производ-
ства.
1.3.	Влажностные деформации
древесного заполнителя и развитие
давления набухания
Существенным недостатком древесного заполнителя и других
органических целлюлозных заполнителей, отрицательно влияю-
щих на прочность ДЦК и их стойкость при переменном влаж-
ностном режиме, являются объемные влажностные деформации
заполнителей, меняющиеся в широких пределах в зависимости
от влажности и температуры среды. К таким деформациям от-
носятся усадка-усушка вдоль волокон (0,1...0,3%) в радиальном
(от 3 до 5%) и в тангенциальном (6... 12%) направлениях, набу-
хание, изменение формы (коробление). Для сравнения укажем,
что усадка цементного камня из портландцементного клинкера
составляет всего лишь 0,3...0,4%.
Древесный заполнитель, как и другие целлюлозосодержащие
заполнители растительного происхождения, в процессе твердения
и сушки ДЦК, а также и при эксплуатации конструкций на его
основе подвержен объемным деформациям: может попеременно
усыхать и набухать в зависимости от атмосферных условий, из-
менять форму и размеры, что способствует возникновению внут-
ренних напряжений и деструкции контактных зон, снижению
прочности структуры композита. Взаимосвязанное стеснение
деформаций твердеющего минерального вяжущего— цементного
камня и самих частиц древесного заполнителя может, по-види-
мому, явиться основным источником, обусловливающим началь-
ное напряженное состояние твердеющего ДЦК. Однако суммар-
ное напряженное состояние, возникающее в процессе структуро-
образования в конгломерате типа арболита, не ограничивается
действием только усадочных напряжений клеевой прослойки —
цементного камня и древесного заполнителя. На определенных
этапах на образование структуры арболита могут повлиять на-
пряжения влажностные, температурные и от упругого дейст-
вия органического целлюлозного заполнителя, особенно на ста-
дии уплотнения и формирования изделий. Эти составляющие на-
пряженного состояния арболита и их количественные значения
изучены пока недостаточно.
Наиболее значительными самопроизвольными объемными де-
формациями древесного заполнителя являются влажностные де-
формации (усушка, набухание), которые сильно отличаются по
величине в различных направлениях его морфологического строе-
ния из-за анизотропности древесины и могут достигать соотно-
шения 1:120. При этом объемная усушка древесного заполни-
Н
теля может составить 15...20%, тогда как объемная усадка це-
ментного камня — всего 0,9...1,2%. Естественно предположение,
что напряженное состояние в структуре композита типа ар-
болит зависит в большей мере от напряжений, возникающих в
результате усушки и набухания древесного заполнителя, чем от
усадки или набухания цементного камня (так как усадка древес-
ного заполнителя в десятки раз больше, чем цементного камня),
вто время как у многих бетонов на минеральном заполнителе это
состояние обусловливается деформациями цементного камня.
Целесообразность уменьшения усадочных деформаций арбо-
лита определяется и тем, что отпускная влажность изделий и
конструкций из него, регламентированная ГОСТ 19222—84, при-
нята равной 25%, древесный же заполнитель интенсивно усыха-
ет при удалении гигроскопической влаги (при снижении влаж-
ности от 27...30% до нуля), т. е. возможна усадка арболита в
уже возведенных зданиях. Обследование стеновых панелей из
арболита в животноводческих и птицеводческих зданиях, прове-
денное ЦНИИЭПсельстроем в разное время года, подтвердило
высказанные нами опасения. Результаты этого обследования по-
казали (табл. 1.4), что к концу зимнего и началу весеннего пе-
Таблица 1.4. В ла госо держание стеновых панелей зданий различного назначения
Здание
Коровник на 200 голов,
совхоз «Рассвет» Калуж-
ской обл.
Коровник на 200 голов,
совхоз «Красный партизан»
Горьковской обл.
Коровник на 200 голов,
совхоз «Блииовский» Кра-
снодарского края
Телятник на 400 голов,
совхоз «Нахимовский» Смо-
ленской обл.
Птичник на 5 тыс. кур,
совхоз «Приволжский» Са-
ратовской обл.
Средняя плотность, КГ/М'1	Толщина слоя арболита, мм	Число фактурных слоев	Толщина фактурного слоя, см	Время обследования	Влажность слоев			
					арболита.			%
					внутреннего	среднего	наружного	среднее значение
700	20	2	2	Февраль Август	26,2 16,4	22,5 17,3	7,8 13,3	18,8 15,6
700	27	1	2	Апрель	14,6	13,4	12,7	13.6
700	13	2	2	Март	11,2	9,0	7,6	9,3
650	25	2	2	Февраль	14,2	20,0	19,9	18,0
650	16	2	2	Февраль Август	23,8 5,6	23,3 11.5	21,8 5,3	23,0 7,5
риода влажность арболита в стеновых панелях составила в сред-
нем 9,3...23% (по СНиП II-3—79 допустимое значение влажности
арболита во влажных условиях эксплуатации равно 15%). В
летнее время за счет естественного высушивания сооружений
содержание влаги в арболите снижалось до 7,5... 15,6%. Большой
градиент влажности внутри его слоев— от 7,8% (наружный
слой) до 26,2% (внутренний слой) —показывает, что при высы-
15
хании в арболите могут развиваться значительные влажностные
напряжения, вызывающие вследствие неравномерной усадки
слоев деструкционные процессы. Следовательно, резервом полу-
чения арболита высокой прочности со стабильными физико-ме-
ханическими показателями можно считать уменьшение отрица-
тельного влияния влажностных деформаций древесного заполни-
теля, т. е. снижение влажностных напряжений.
В процессе твердения цементного теста и тепловой обработки
арболита при температуре выше 35...55° С в структуре послед-
него возникают незначительные температурные напряжения, ко-
торые можно не учитывать. При этом перепад между температу-
рами окружающей среды (цеха) и сырья не превышает 20...30 °C,
температурный коэффициент линейного расширения древесного
заполнителя вдоль волокон составляет 4,5- 10-6°С-1; поперек
волокон — 46,2- 10~6°С-1. В работе Я. В. Столярова показано,
что изменение температуры в пределах 4...55°C заметно не влия-
ет на линейное расширение бетонов на минеральных заполните-
лях. Практическое значение имеют влажностные деформации
ДЦК, вызываемые набуханием, усушкой и короблением (измене-
нием формы) заполнителя.
При исследовании влажностных объемных деформаций, раз-
вивающихся в структуре арболита как в процессе его твердения,
так и при эксплуатации, значительный интерес представляют ра-
боты по выявлению влияния влажностных деформаций на проч-
ность бетона на минеральном заполнителе, проведенные А. В. Бе-
ловым, С. В. Александровским, А. А. Гвоздевым, Н. X. Арутюня-
ном, И. И. Улицким, Г. Д. Дибровым, М. М. Королевым и др.
Важное значение имеют работы Б. Н. Уголева, В. М. Хрулева,
изучавших влияние режимов сушки на напряженное состояние
клееной древесины [11, 12, 16, 32, 41, 82, 84], и ряд фундамен-
тальных работ по гидротехническим бетонам, работающим в ус-
ловиях увлажнения и высыхания, которые характерны и для
ДЦК.
Влияние влажностных напряжений на прочность бетонов на
минеральном заполнителе в основном обусловлено деформация-
ми цементного камня и может быть в некоторой степени объяс-
нено на основе концепций о расклинивающем действии тонкого
слоя воды, развитых Б. В. Дерягиным, а также представлений
П. А. Ребиндера о двухмерной миграции молекул водной фазы
и участии ее в появлении раздвигающих усилий в микрощелях.
Однако деструкционные процессы, возникающие в бетоне типа
арболит под воздействием переменного влагосодержания в про-
цессе твердения и эксплуатации, носят несколько более сложный
характер. Помимо влажностных деформаций, в цементном камне
появляются более опасные объемные влажностные деформации
органического целлюлозного заполнителя.
Другой важной специфической особенностью древесного за-
16
полнителя является значительное давление набухания, влияние
которого на процессы структурообразования ДЦК, в частности
арболита, до проведения нами исследований f35, 41] не изуча-
лось, хотя из результатов работ Ю. М Иванова и И. Д. Грачева
следует, что при увлажнении древесины развивается большое
давление набухания. Для принятых размеров образцов и пород
древесины Ю. М. Иванов определил, что давление набухания на-
ходится в пределах 0,76... 1,5 МПа для радиального направления
и 0,86. .3,1 МПа для тангенциального направления; для ранней
зоны годичного слоя древесины сосны оно составило 1,68 МПа,
для поздней древесины — 4,47 МПа. Столь близкие значения дав-
ления набухания отдельных участков древесины в контактных
зонах и прочности арболита, как нам представляется, определен-
ным образом сказываются на структурной прочности композита,
поэтому изучение степени влияния давления набухания за-
полнителя и самого арболита в частично стесненных условиях,
близких к реальным условиям эксплуатации изделий и конструк-
ций, имеет как научный, так и практический интерес.
Таким образом, арболит можно рассматривать как специфи-
ческий легкий бетон, в котором самопроизвольные влажностные
деформации заполнителя (древесины и др.) и, как следствие,
возникновение значительного давления набухания проявляются
особенно сильно. Следует отметить, что до настоящего времени
изучению влияния самопроизвольных влажностных деформаций
на структурную прочность и стойкость арболита в условиях пе-
ременного увлажнения и высыхания уделялось мало внимания.
В 1972—1974 гг. нами начато исследование отрицательного
влияния влажностных деформаций древесного заполнителя на
структурную прочность арболита и его стойкость во влагопере-
менных условиях (в частично стесненных условиях) и способов
улучшения прочностных свойств этого материала. Результаты
исследований доложены на производственно-техническом семи-
наре, организованном Госстроем СССР в 1974 г. в Краснодаре.
1.4.	Анизотропные свойства древесины
Древесный заполнитель представляет собой анизотропный,
ортотропный материал неоднородного строения в трех взаимно
перпендикулярных плоскостях (поперечный, радиальный, танген-
циальный срезы). Исследование технологических свойств древес-
ного заполнителя, влияющих на качество арболита, затруднено
не только из-за анизотропности различных частей дерева (ко-
мель, ствол, ветви, заболонь, ядро), но и вследствие неоднород-
ности строения в пределах одного годичного слоя ранней и позд-
ней древесины. Рыхлые клетки древесины образуются весной в
период роста дерева, более плотные клетки поздней древесины —
17
осенью. В единице объема поздней древесины содержится боль-
ше древесного вещества, чем в ранней, поэтому поздняя древе-
сина подвержена большим влажностным деформациям, вызывае-
мым изменением содержания гигроскопической (связанной)
влаги. Высокая степень анизотропности механических свойств
древесины (и другого органического целлюлозного сырья) явля-
ется также следствием ее морфологического строения.
В зависимости от породы древесины и направления нагрузки
сопротивление сжатию поперек волокон в 6... 18 раз меньше чем
вдоль волокон (для сосны средние значения, соответственно
5,8 МПа и 41,8 МПа).
Предел прочности при разрыве поперек волокон в радиаль-
ной плоскости у всех пород выше, чем при разрыве в тангенци-
альной плоскости (для сосны — соответственно 84,1...11,5 МПа и
3,2...2,5 МПа). Очевидно, что в последнем случае разрыв происхо-
дит преимущественно по слабой ранней зоне годичных слоев,
тогда как при разрыве по радиальной плоскости он идет по ран-
ней и плотной поздней зонам. С учетом этих свойств древесины,
с нашей точки зрения, целесообразно использовать получаемую
из нее дробленку с возможно меньшими размерами в радиаль-
ном направлении, а если принять во внимание набухание и усуш-
ку в тангенциальном направлении, то с сечением минимальным
в двух поперечных направлениях. При работе на скалывание для
древесины характерна хрупкость; сопротивление скалыванию
сосны в радиальном направлении равно 6...8 МПа, в тангенци-
альном направлении — 5,9...7,7 МПа.
Установлено, что прочность на разрыв поздней' и ранней дре-
весины сильно различается; поздняя древесина ели почти в три
раза прочнее на разрыв, чем ранняя. По данным В. Е. Вихрова,
физико-механические свойства ранней и поздней древесины ли-
ственницы также неодинаковы. Поздняя древесина более чем в
два раза тяжелее ранней (плотность ранней древесины —
383 кг/м3, поздней — 863 кг/м3) ; для поздней древесины характер-
на почти вдвое большая усушка. Прочность поздней древесины по
сопротивлению на статический изгиб в три—пять раз выше, чем
ранней (250 МПа и 48,3 МПа), сопротивление растяжению более
чем в два раза выше (151,0 МПа и 44,2 МПа). Поверхностная
пористость (в %), наоборот, у ранней древесины более чем в три
раза выше чем у поздней (66 и 21%), объемная пористость пер-
вой почти в два раза больше чем у второй (75,3 и 46,7%).
В табл. 1.5 приведены значения тангенциальной усушки эле-
ментов годичного слоя древесины хвойных пород. Из таблицы
видно, что разница между величиной усушки ранней и поздней
древесины у лиственницы значительно больше, чем у сосны и
ели, причем абсолютные значения усушки поздней древесины у
лиственницы гораздо выше, чем у сосны и ели. Это в значитель-
ной степени объясняет, почему в древесине лиственницы возни-
18
Таблица 1.5. Сравнительная деформативиость элементов
годичного слоя
Породы	Усушка, %		
	ранней дре- весины Ур	поздней дре- весины уп	У„/У„ в' р
Ель	8,10	ю,зо	1,27
Сосна	8,05	11,26	1,39
Лиственница	7,87	13,87	1,76
кают сравнительно большие скалывающие напряжения вдоль
годичного слоя при высыхании. В. Е. Вихров мотивирует это тем,
что в единице объема поздней древесины содержится около 53%
древесного вещества, а в ранней — только 25%.
Видимо, одной из причин малой пригодности заполнителя из
лиственницы является наибольшая, по сравнению с другими
хвойными породами, анизотропность ранней и поздней древеси-
ны, способствующая развитию различных по величине влажност-
ных деформаций в контактных зонах, что нарушает целостность
структуры арболита. Между тем до настоящего времени получе-
ние арболита низкой прочности на дробление из лиственницы
объясняли исключительно большим содержанием в ней легкогид-
ролизуемых веществ, замедляющих твердение цемента.
1.5.	Проводимость и проницаемость древесного
заполнителя
Древесина, как и другое сырье растительного происхождения,
представляет собой капиллярно-пористоколлоидное тело, или
ограниченно набухающий гель. Это позволяет вводить в нее ино-
родную жидкость, т. е. возможна пропитка древесины раство-
рами [57]. Вода, проникая в волокна древесины, разрыхляет ми-
целлярные ряды, разрывает водородные связи между гидрокси-
дами смежных молекул и таким образом разрыхляет структуру
волокна. Присутствие сорбированной жидкости в древесине не
только меняет ее механические характеристики, но и обусловли-
вает проводимость древесиной жидкостей.
Из-за неоднородности анатомического строения древесины в
одном срезе заболони, по которой проходит восходящее сокодви-
жение, и ядра, отличающегося наибольшей плотностью и состоя-
щего из мертвых затилованных клеток, ход и характер пропитки
древесины химическими растворами различен. Вследствие этого
следует ожидать неодинаковую степень «минерализации» раз-
личными химическими растворами-добавками отдельных частиц
древесного заполнителя, полученного из заболонной и ядровой
частей древесины.
Можно предположить, что при разрушении ДЦМ, центры де-
19
струкции в структуре будут в зоне наличия частичек ядровой дре-
весины и на участках частиц заполнителя поздней древесины,
предрасположенной к большим самопроизвольным деформациям
и характеризуемой меньшей адгезией с цементным камнем.
Степень «минерализации», или определение процента погло-
щения пропиточного раствора а (по сухому веществу) по отно-
шению к сухой массе древесины должно определяться лабора-
торным путем.
Изменение влажности ДЦК прежде всего связано с мигра-
цией влаги в древесном заполнителе. Находящаяся в древесине
влага в зависимости от местонахождения и степени связи по-раз-
ному проявляет себя. Свободная влага размещается в капилля-
рах или полостях клеток, а также между клетками, достаточно
легко мигрирует и удаляется из древесины. Связанная влага ча-
стично образует на мицеллах целлюлозы адсорбированные плен-
ки, частично вклинивается между мицеллами в виде субмикро-
скопических прослоек. Химически же связанная влага входит в
состав древесного вещества самих клеточных оболочек.
При изменении влажности древесины за счет связанной влаги
в пределах от абсолютно сухого состояния до точки насыщения
волокна и наоборот древесина изменяет линейные размеры, а
следовательно, и объем. Только в абсолютно сухом состоянии и
при влажности, равной точке насыщения волокна и выше (И/=
=30%), объем древесины становится постоянным. Такое изме-
нение размеров древесины обусловливается раздвижной межми-
целлярной структуры водными прослойками.
Из-за сравнительно высокой проницаемости органический
целлюлозный заполнитель обладает большим водопоглощением,
чем любой минеральный пористый заполнитель. Чтобы предот-
вратить отбор воды из приготовленной смеси и обезводить кон-
тактную зону (что противоречит основополагающим положениям
теории прочности бетона), при приготовлении, например, арбо-
литовой смеси приходится поддерживать высокие значения В/Ц
(1...1.3), а это ведет к значительным усадочным деформациям и
снижению прочности материала. Наличие влаги в древесине и
влажностные деформации отрицательно влияют на процессы
структурообразования арболита, поэтому одним из путей полу-
чения арболита с постоянными физико-механическими показате-
лями следует считать стабилизацию объема древесного заполни-
теля.
1.6.	Адгезия древесины с цементным камнем
Крупнопористая структура арболита, как и других ДЦК с не-
заполненным межзерновым пространством (80.. .90% объема
твердого тела занимает древесный заполнитель и только 10...20%
20
приходится на цементный камень), характеризуется [45] объе-
мом цементного камня, недостаточным для заполнения пустот
между частицами органического целлюлозного заполнителя.
Прочность и долговечность неплотной структуры арболита в
значительной степени обусловливается сцеплением древесного
заполнителя с минеральным вяжущим, т. е. адгезией древесины
с цементным камнем. Поэтому получение арболита на древесном
заполнителе марок 5...35 (ГОСТ 19222—84) при расходе цемента
260...400 кг на 1 м3 предположительно может быть объяснено
недоиспользованием прочности его компонентов, что обусловли-
вается ослаблением структуры конгломерата из высокопрочных
компонентов, вызываемым нарушением сцепления между
ними.
Представление об арболите как о композитной структуре, у
которой непрерывный каркас образует тонкие пленки цементного
камня, согласуется с общими положениями теории искусствен-
ных строительных материалов — композитов, разработанной
В. И. Соломатовым, а также с результатами исследований
В. Н. Юнга, Б. Г. Скрамтаева, Н. А. Попова, И. А. Рыбьева,
Ю. Б. Корниловича, И. А. Иванова [30, 32, 37, 68, 69, 76, 80],
которые считают одним из основополагающих факторов упроче-
ния структуры бетона улучшение сцепления заполнителя с про-
слойками цементного камня. Это предопределило необходимость
глубокого изучения процессов и явлений, имеющих отношение к
сцеплению древесины (заполнителя со специфическими свойст-
вами) с цементным камнем, так как рассматриваемое свойство
двух разных по своей природе материалов (органического цел-
люлозного заполнителя и цементного камня) является важным
условием, определяющим прочность и долговечность арболита.
Особое значение для повышения структурной прочности арболи-
та может иметь изучение прочности сцепления древесины с це-
ментным камнем с учётом склонности древесного заполнителя к
значительным влажностным деформациям, так как в процессе
твердения и сушки арболита эти деформации влияют определен-
ным образом на структурную прочность композиции «древеси-
на — цементный камень».
В настоящее время нет общепризнанной теории адгезии, по-
этому объяснение природы адгезионных процессов для таких
сложных по своему составу материалов, как портландцемент и
древесина, представляется затруднительным. Результаты, полу-
ченные разными исследователями, весьма разноречивы и из-за
отсутствия единой методики испытаний практически несопоста-
вимы.
В нашей стране первые работы по определению сцепления
древесины с цементным камнем были связаны с изучением воз-
можности применения деревобетона (бетон с деревянной арма-
турой) в строительстве. Деревобетон представляет собой конст-
21
Таблица 1.6. Влияние различных факторов на силу сцепления древесины с бетоном, раствором н цементным камнем
Примечание. В числителе — после первых суток, в знаменателе — в возрасте 28 суток.
22
руктивное соединение двух материалов, характеризующихся раз-
личными структурно-механическими свойствами. Проблема за-
ключается в необходимости обеспечения совместной работы его
составляющих. Трудность решения этой задачи в том, что при
тепловой обработке и применении насыщенной водой арматуры
возникает опасность нарушения сцепления между бетоном и дре-
весиной (деревянной арматурой) из-за усушки последней и об-
разования вокруг нее сквозного зазора, при использовании же
сухой арматуры в бетоне образуются трещины в результате раз-
бухания дерева.
Проблему сцепления древесины с цементным камнем в нашей
стране изучали [41] проф. И. А. Кириенко, М. А. Киения (1930—
1931 гг.), Г. Д. Цискрели (1933 г), В. П. Петров и И. М. Пуш-
кин (1935—1937 гг.). Было установлено, что сцепление древе-
сины с цементным раствором и бетоном зависит от В/Ц смеси,
условий хранения конструкций, влажности, шероховатости и
формы деревянных стержней (брусков). В зависимости от при-
нятых условий величина сцепления колебалась от 0,05 до 1,25
МПа (из-за несовершенства принятой методики (см. табл. 1.6)
истинное сцепление значительно меньше).
Г. А. Евсеевым [25] показано существенное влияние водорас-
творимых сахаров, содержащихся в древесине, на ее сцепление
с цементным камнем. Аналогичный вывод сделан в 1960 г.
Л. М. Шмидтом [86]. Было получено значение адгезии древеси-
ны с цементным камнем 0,26...0,3 МПа. К сожалению, резуль-
таты этих исследований значительно различаются (табл. 1.6) и
трудно сопоставимы по следующим причинам: в опытах исполь-
зовались разные методики; применялась древесина неодинако-
вых пород, с разными плотностью, направлением волокон в зоне
склеивания и начальной влажностью; виды и качество обработки
древесины (шероховатость) были различными; неодинаковыми
принимались размеры склеиваемых образцов и характер разру-
шения сцепления, активность и степень помола вяжущего, а так-
же толщина клеевого шва; на величину сцепления, кроме сил
адгезии, влияли силы защемления (трения при выдергивании
деревянных стержней).
До настоящего времени в лабораторной практике не сущест-
вует общепринятой методики определения величины сцепления
древесины с минеральными вяжущими веществами. Методы оп-
ределения сцепления арматурной стали (выдергивание или вы-
давливание стержней из затвердевшего бетона) при замене
стержня деревянным бруском не могут быть приняты нами из-за
того, что при вытягивании бруска из затвердевшего раствора
фиксируется не только сила сцепления материалов, но также
сила трения материала о затвердевший раствор, на которую
влияет защемление, вызываемое набуханием деревянного бруска
или его короблением.
23
В ЦНИИМЭ опробовалась методика [17], испытывались об-
разцы, полученные методом формования цементной призмы 40Х
X40X160 мм, с деревянной пластинкой 40X40X20 мм (образцы
до распалубки хранились 14 суток), расположенной в середине.
Однако зарегистрировать приборами величину сцепления не уда-
лось. По нашему мнению, это объяснялось тем, что в экспери-
ментах не исключалось нарушение сцепления вследствие усадоч-
ных процессов в начальные сроки, так как силы трения и сцеп-
ления частей цементной призмы со стенками формы в начальные
сроки превышали величину сцепления призм с деревянной пла-
стинкой. В принятой нами методике в целях предотвращения от-
рыва деревянной пластинки от твердеющего тела призмы образ-
цы рекомендовано распалубливать через 24 ч и в дальнейшем
хранить в вертикальном положении во влажных опилках до ис-
пытания.
Определение сцепления путем помещения в форму деревян-
ной пластины в виде стандартной восьмерки сечением 5 см2 с по-
следующим заполнением формы цементным раствором из-за не-
точности показаний также не может быть рекомендовано, так
как возможно нарушение сцепления вследствие разницы объем-
ных деформаций материалов в местах наибольшей концентрации
напряжений по периферии (опасного сечения восьмерки).
Методика Л. М. Шмидта [86], измененная позднее Г. А. Ев-
сеевым [25], для определения адгезионной прочности при склеи-
вании двух деревянных пластин (с площадью склеивания
100 см2) портландцементом также не может быть рекомендова-
на, так как на результаты существенно влияют деформативные
и анизотропные свойства крупных образцов (100X100 мм). Не-
эффективно и определение силы сцепления древесины с цемент-
ным камнем по ГОСТ 3056—74 * и ГОСТ 10636—78 * (определе-
ние прочности клеевого шва при склеивании древесины на маши-
не УМ-5), поскольку затруднена регистрация малых величин, а
в начальные сроки цементный камень слабо сцепляется с древе-
синой (в первые сутки сила удельного сцепления равна 0...0,005
МПа), из-за чего образцы, склеенные цементным тестом, разру-
шались, когда их помещали в приспособление для испыта-
ния.
Возникла необходимость разработки методики, учитывающей
все специфические особенности древесины. Нами была предло-
жена методика определения адгезии композиции «дерево — це-
ментный камень», которая позволяет определять величину сцеп-
ления, обусловленную только способностью данных материалов
к склеиванию и исключающую возможность повышения сцепле-
ния вследствие защемления древесины раствором вяжущего.
Предложенная методика дает также возможность выявить спе-
цифическую адгезию элементов годичного слоя (ранней и позд-
ней древесины).
24
В результате изучения специфической адгезии древесины с
цементным камнем для получения сопоставимых результатов
была предложена методика, учитывающая особенности древе-
сины: содержание ранней древесины в контактной зоне, плос-
кость среза (радиальная или тангенциальная); направление во-
локон, шероховатость поверхности, толщину прослойки цемент-
ного камня, условия изготовления и хранения моделей.
В гл. 4 представлены результаты исследования адгезии дре-
весины с цементным камнем с учетом анизотропных свойств суб-
страта, влажностных деформаций и повышенной проницаемости
древесины.
1.7.	Проявление упругих свойств
при уплотнении древесно-цементной смеси
Арболитовая смесь представляет собой сыпучее тело, которое
можно охарактеризовать как дискретную систему, включающую
частицы древесины, связующее (цементное тесто), влагу (внутри
заполнителя) и воздух. Древесина проявляет упруговязкопла-
стичные свойства. Арболитовая смесь, состоящая на 80...90% по
объему из древесного заполнителя, в процессе формования и
уплотнения также проявляет эти свойства. Податливость ее —
сжимаемость при формовании — зависит от доли свободного
объема. Древесно-цементные смеси до уплотнения содержат зна-
чительное количество воздуха между частицами заполнителя и
внутри них, поэтому обладают очень высокой сжимаемостью,
чему способствует эластичность тонких нежестких частиц древе-
сины.
В процессе структурообразованйя с изменением влажности
древесного заполнителя меняются такие его свойства, как жест-
кость и пластичность, что естественно отражается на его струк-
туре и прочности. Известно, что древесина характеризуется срав-
нительно большой жесткостью (большим значением модуля уп-
ругости) — способностью сопротивляться упругому деформиро-
ванию. С увеличением влажности жесткость древесных частиц
заполнителя уменьшается, а с увеличением плотности древе-
сины — увеличивается. Наибольшее влияние на процессы уплот-
нения и структурообразование арболита оказывает такое свой-
ство древесного заполнителя, как упругость. При динамической
нагрузке в процессе уплотнения арболитовой смеси упругость ее
может характеризоваться следующими значениями живого упру-
гого сопротивления: сосна — 20...30; ель — 50... 100; береза — 50.
Упругость древесины зависит от морфологического строения
и средней плотности породы. На такое свойство древесины, как
пластичность (обратное упругости), существенно влияет влаж-
ность; пластичность при изгибе сильно возрастает при увлажне-
25
нии и особенно резко — при вымачивании в горячей воде. Пла-
стичность древесного заполнителя зависит также от его морфо-
логического строения. Хвойные породы обладают меньшей пла-
стичностью, чем лиственные, причем более пластичными оказы-
ваются породы с пористым строением древесины. Древесный за-
полнитель, полученный из заболонной части древесины (отходы
лесопиления — горбыль, срезки и др.), обладает более высокой
пластичностью, чем из ядра (твердые и мягкие отходы дерево-
обработки) .
В процессе уплотнения (прессования) древесно-цементной
смеси частицы древесины проявляют, кроме пластичности при
изгибе, пластичность при давлении (податливость). На величину
пластичности также существенно влияет влажность древесины.
Со снижением влажности частиц древесины повышается их со-
противление сжатию, так как уменьшение количества воды меж-
ду мицеллами повышает коэффициент внутреннего трения.
В связи с тем, что древесина проявляет упругопластические
свойства, для древесно-цементной смеси характерны такие же
свойства Поэтому процесс ее уплотнения сопровождается реде-
формацией (распрессовкой) отформованного изделия после сня-
тия приложенной нагрузки. В зависимости от средней плотности
формуемых изделий и фракции древесного заполнителя коэффи-
циент уплотнения (для арболитовой смеси) варьирует от 1,2 до
1,8 и более, что также влияет на редеформацию. Поэтому для
обеспечения восприятия упругой составляющей при уплотнении
арболитовой смеси иногда применяют формы с фиксированными
крышками (по способу вибропрессования). Используют и другие
способы: силовой вибропрокат, послойное уплотнение (укатка).
Однако отрицательное влияние упругости арболитовой смеси на
структурообразование и напряженное состояние отформованного
изделия из арболита наблюдается во всех случаях
В целях оптимизации процесса уплотнения и улучшения фи-
зико-механических свойств ДЦК необходимо учитывать специ-
фические структурно-механические процессы, происходящие при
формовании и уплотнении изделий из упругой древесно-цементной
смеси, в зависимости от высоты формуемых изделий и их плот-
ности. В связи с этим значительный интерес представляют иссле-
дования Г. И. Горчакова, Б. В Гусева, Ю. М. Баженова и ряда
других ученых [14, 23, 24], изучавших уплотнение различных ви-
дов бетонов на минеральных заполнителях во взаимосвязи со
структурными изменениями, происходящими в процессе уплотне-
ния.
26
Глава 2
СЫРЬЕВЫЕ КОМПОНЕНТЫ ДЛЯ КОМПОЗИТОВ
С ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩИМ ЗАПОЛНИТЕЛЕМ
2.1.	Сырье для органического целлюлозосодержащего
заполнителя в ДЦК
2.1.1.	Древесина
В производстве композитов с целлюлозосодержащим запол-
нителем наиболее широкое применение нашли различные хвой-
ные и лиственные породы древесины. Это объясняется большей
доступностью древесного сырья и сосредоточенностью его в боль-
ших количествах в отходах на местах переработки в виде вто-
ричных ресурсов.
Все древесные отходы, которые могут быть использованы для
получения ДЦК по месту их образования можно разделить на
три группы:
отходы лесозаготовительной промышленности — образуются
на делянках при заготовке леса и на нижних складах; к ним от-
носятся вершины, ветви, тонкомер, сучья, откомлевки, дровяное
долготье (дровяная древесина), козырьки, опилки, кора;
отходы лесопильного производства — образуются при перера-
ботке деловой древесины; к ним относятся горбыли, рейки, срез-
ки, отрезки, опилки, кора;
отходы деревообрабатывающей промышленности — образуют-
ся при изготовлении строительных конструкций, изделий и дета-
лей, а также столярных изделий и мебели; имеют место отходы
в виде отдельных кусков цельной древесины, а также «мягкие»
отходы — станочная стружка и опилки (горбыль, рейки, отрезки,
срезки, карандаши — отход фанерного производства, отструг —
часть бруса или ванчеса, образуемого при получении строганого
шпона, шпон-рванина, обрезки шпона, стружки, опилки).
В производстве ДЦК при возможности выбора отходам дере-
вообрабатывающих предприятий отдается предпочтение по срав-
нению с такими же отходами лесопильного производства, так
как при изготовлении строительной и мебельной продукции дре-
весину сначала подвергают воздушной и камерной сушке, что су-
щественно влияет на снижение содержания в ней легкогидроли-
зуемых водорастворимых веществ, а следовательно, улучшает
структурно-механические свойства ДЦК.
Отечественными и зарубежными специалистами отмечалось,
что в силу неодинакового содержания легкогидролизуемых ве-
ществ в разных породах древесины и ее различной морфологи-
ческой структуры для получения высококачественных ДЦК вы-
бор породы древесины имеет принципиальное значение.
27
Таблица 2.1. Пригодность некоторых
пород древесины для композиции
«древесина — цемент»
Порода древесины	Содержание водораство- римых ве- ществ. %	Степень пригод- ности дре- весины
Ель	1.12	1
1ополь	1.29. . .1,45	2
Береза	2,67	3
Сосна	3,16. . .6.2	4
Дуб	2,55. .7.33	5
Ясень	2.24. . .5,81	6
Лиственница	10,6	7
Зандерман и Ден в своих
работах на примере фибролита
установили степень пригод-
ности различных пород дре-
весины для изготовления ДЦК
(табл. 2.1).
Древесный заполнитель яв-
ляется сложным материалом,
так как в отличие от стабиль-
ного минерального заполните-
ля, применяемого для произ-
водства различных видов бе-
тона, способен при изменении влажностных условий среды из-
менять свойства ДЦК.
Свежесрубленная древесина вообще считается не пригодной
для изготовления фибролита и других ДЦК, поэтому древесное
сырье необходимо длительное время выдерживать в естествен-
ных условиях, для того чтобы в древесине протекали процессы
перекристаллизации, а также био- и физико-химические процес-
сы, снижающие содержание вредных водорастворимых химичес-
ких веществ.
Как показали отечественные специалисты, наиболее пригод-
ными древесными породами для изготовления ДЦК являются
ель, пихта, сосна, тополь, осина, береза, бук, дуб, лиственница.
Существенное влияние на технологию и качество ДЦК оказы-
вают физико-механические, анизотропные свойства и микроско-
пическое строение древесины.
Классификация древесных отходов, применяемых в производ-
стве ДЦК, приведена на рис. 2.1.
Малоценная древесина — хворост (маломерная древесина),
здоровый валежник и обломки стволов в процессе заготовки
леса.
Отходы кроны — сучья, вершинки, ветви, древесная зелень;
отходы раскряжевки — опилки, козырьки, откомлевки. Физико-
механические й химические свойства древесины отходов раскря-
жевки такие же, как и стволовой древесины соответствующей
породы.
Пни и корни остаются при валке деревьев на лесосеке; по
своему строению, физико-механическим и химическим свойствам
древесины они мало отличаются от древесины ствола. Строение
корня отличается от строения древесины ствола тем, что в дре-
весине корня содержится меньшее количество волокон.
Неделовая древесина должна удовлетворять требованиям
ОСТ 13-76—79. Сырье древесное для технологической переработ-
ки. Диаметр сырья устанавливается от 2 см и выше, длина от 1
до 6 м с градацией через 1 м. В зависимости от качества сырье
делится на три сорта — I, II, III. В сырье не допускаются такие
28
Рис. 2.1. Классификация отходов древесины
дефекты, как наружная трухлявая гниль, обугленность; ядровая
гниль ограничивается в зависимости от сорта; остальные пороки
и дефекты допускаются.
Сырье поставляется любых хвойных и лиственных пород, с
корой и в окоренном виде. Обмер и учет древесного сырья дли-
ной до 3 м производят по ГОСТ 3243—46 **, а длиной более
3 м — по ГОСТ 2292—74*. Допускается геометрический метод
определения объема древесины. Сырье поставляется в пакетиро-
ванном и непакетированном виде; при длине лесоматериалов ме-
нее 2 м — только в пакетах.
Дровяная древесина (ТУ 13-01-06—66) и кусковые отходы ле-
созаготовок и лесопильно-деревообрабатывающих производств
толщиной не менее 8 см, длиной 47+3 см могут быть использо-
ваны для производства фибролита (для других ДЦК размеры
кусковых отходов не регламентируются).
Тонкомерная древесина получается в основном при проведе-
нии рубок ухода и представляет собой круглый, неокоренный, с
обрубленными ветками лесоматериал. Диаметр в верхнем отрубе
тонкомера хвойных пород 2...6 см, лиственных 2...8 см, длина
I...3 м с градацией через 0,5 м.
Из сучьев может быть получена технологическая щепа
(ТУ 13-396—77). Размеры щепы: длина 10...60 мм, толщина не
более 20 мм. В щепе допускается содержание коры до 25%, гни-
ли до 3%, зелени (хвоя, листья) до 5%, минеральных примесей
29
до 1%. Содержание кондиционной щепы 70%. Разрешается по-
ставка щепы смешанных пород.
Кусковые отходы лесопиления и деревообработки — горбыли,
рейки, отрезки бревен и пиломатериалов, обрезки фанеры
и плит.
Горбыль представляет собой отпиленную периферийную
часть бревна, у которой с одной стороны пропиленная пласть, с
другой — необработанная поверхность Количество горбылей за-
висит от метода раскроя, диаметра и сбега бревен, правильности
расчета поставок, подбора бревен по диаметрам и многих дру-
гих факторов.
Рейки являются отходами лесопиления и деревообработки,
получающимися при обрезке и раскрое пиломатериалов по ши-
рине.
Отрезки получаются при поперечном раскрое, когда размеры
пиломатериалов не кратны размерам заготовок по длине, при
торцовке бревен и пиломатериалов или при вырезке дефектов и
пороков древесины.
Обрезки получаются при раскрое фанеры, лущеного и стро-
ганого шпона, древесных плит на заготовки.
Отходы фанерного производства — карандаш, отструг, отрез-
ки чураков, шпон-рванина.
Карандаши — часть фанерного чурака, остающаяся после лу-
щения шпона.
Шпон-рванина представляет собой куски шпона, получаю-
щиеся в процессе лущения, строгания, сушки, сортировки и руб-
ки шпона по формату.
Отструг — часть бруса или ванчеса, остающаяся после стро-
гания, в виде досок нестандартных размеров при изготовлении
строганого шпона.
Мягкие отходы лесопиления и деревообработки — опилки,
стружка, шлифовальная пыль.
Опилки — частицы древесины, образующиеся при поперечной
и продольной распиловке круглых лесоматериалов, пиломатериа-
лов, при раскрое плит и фанеры.
Стружка станочная образуется при строгании, фрезеровании
и сверлении пиломатериалов, заготовок и деталей на фуговаль-
ных, рейсмусовых, фрезерных и других станках. Форма и разме-
ры стружек зависят от типа станков и характера обработки.
Кора по своему химическому составу резко отличается от
древесины. В ней содержится большое количество минеральных
экстрактивных веществ, лигнин. Кора многих древесных по-
род (дуба, ели, лиственницы, ивы) содержит растительные тан-
ниды.
Древесный заполнитель как частица цельной древесины, яв-
ляясь по строению одновременно гетеропорозным телом и эла-
стичным гелем, представляет собой капиллярно-пористый колло-
50
Рис. 2.2. Схема микроскопического
строения древесины сосны
1 — окаймленная пбра; 2 — сердцевин
ные лучи; 3 — ранние трахеиды; 4 —
лучевые трахеиды; 5 — вертикальный
смоляной ход; 6 — годичный слой; 7 —
поздиие трахеиды; 8 — многорядный
луч с горизонтальным смоляным ходом
идный материал и обладает
свойствами как капиллярно-
пористых, так и коллоидных
материалов.
В состав древесины в
естественном состоянии вхо-
дят субстанция древесного
вещества и многочисленные
пустоты, капилляры в виде
полостей клеток и сосудов.
Эти полости весьма малы по
своим размерам и многочис-
ленны, их удельная внутрен-
няя поверхность составляет
около 32 м2 на 1г древеси-
ны. Вся система полостей и сосудов древесного заполнителя со-
общается между собой определенными путями. Стенки клеточ-
ных полостей и сосудов эластичны и при поглощении влаги фор-
моизменяются (увеличиваются в размерах), что усугубляется
высокой степенью анизотропности.
Если наличие пустот характерно для капиллярно-пористых
тел, то эластичность свойственна коллоидным. Это и является
одним из специфических отличий органического целлю-
лозного заполнителя от минерального пористого заполни-
теля.
Так как одним из важных условий адгезии цементного теста
(камня) с древесиной является смачивание, а также В/Ц в кон-
тактной зоне, то водопроводящие свойства древесного заполни-
теля могут оказывать большое влияние на структурную проч-
ность арболита.
Миграция влаги и растворов в древесном заполнителе в про-
цессе приготовления смеси и твердения ДЦК происходит по ши-
рокоразвитой водопроводящей системе макро-, микро- и субми-
кроскопического строения, которое зависит от проницаемости и
проводимости древесины.
Специфичность анатомического строения различных пород и
частей дерева (заболони, ядровой или спелой древесины) необ-
ходимо учитывать во всех технологических переделах (миграция
влаги и жидкой фазы в процессе «минерализации» и приготов-
31
Рис. 2.3. Схема микроскопического строения древесины березы
1 — сердцевинные лучи: 2 — сосуды, 3 — древесное волокно либриформ. 4 — годичный
слой
ления арболитовой смеси, формирования и твердения арболито-
вых изделий).
Микроскопическая структура древесины хвойных и листвен-
ных пород принципиально различается (рис. 2.2 и 2.3).
Основными проводящими элементами древесины хвойных по-
род служат трахеиды, которые, по данным О. И. Ванина, состав-
ляют 90,4...95,3% общего объема. Л. А. Иванов приводит сле-
дующие данные о размерах трахеид хвойных пород: длина —
2,6...4,4 мм, ширина полости — 0,024...0,075 мм (рис. 2.4).
Даже в пределах одного годичного слоя трахеиды ранней и
поздней древесины значительно отличаются друг от друга фор-
мой и размерами полости. В ранней древесине трахеиды имеют
форму неправильного многоугольника, средний размер ширины
полости которого равен 20...40 мкм (в тангенциальном направле-
нии), а в поздней — округлопрямоугольную.
Водогазообмен между трахеидами зависит от размера не их
32
1	2
J
4
5
Рис. 2 4 Микроэлементы мнцернрованной древесины хвойной и лиственной
пород
/ — радиальный разрез трахеиды. 2 — древесное волокно с порами: 3 — либриформ. 4 —
перфорированный сосуд; 5 — сосуд а—стенка; б — полость в — перфорация
А	Б	В
©
Рис. 2.5. Схема строения пор разных
типов в стенках клеток и их струк-
турные элементы
А — трахеида; 5 — типы пор и их элемен-
ты: а — пора простая: б — полуокаймлен-
ная; в — окаймленная; г — торус (утол-
щение) — на изогнутой пленке закрыл
входное отверстие в пору; / — отверстие
поры. 2—мембрана; 3 — торус в замыкаю-
щей пленке; В — структурные элементы
окаймленной поры: 1 — срединная пластин-
ка; 2 — стенки клетки; 3 — растягивающая
пленка; 4 — торус
полостей, а окаймленных пор (рис. 2.5), через которые трахеиды
сообщаются. Диаметр отверстий таких пор колеблется от 4 до
8 мкм (по данным Л. М. Перелыгина). Согласно данным
Л. И. Джапаридзе и Н. Н. Брегадзе, количество закрытых пор в
древесине ели и пихты уменьшается в направлении от спелой
древесины к заболони. Ширина заболони у сосны довольно зна-
чительна, у деревьев в возрасте 120—150 лет она составляет
25...33% радиуса ствола. С возрастом увеличивается процент яд-
ровой древесины. Таким образом, решающее влияние на прони-
цаемость хвойных пород в процессе «минерализации» и приго-
товления арболитовой смеси оказывает суммарная площадь от-
верстий окаймленных пор и их состояние.
В практике производства арболита и других ДЦК из лист-
венных пород нашли применение рассеяннососудистые породы —
бук, частично береза и осина, используемые в качестве примеси
до 20...30% к хвойной древесине [5—8, 10, 17, 41], а также коль-
цесосудистые породы — дуб в виде отдубины (отход экстрактив-
ного производства).
Древесина лиственных пород имеет весьма сложное, неодно-
родное строение. Основные анатомические элементы ее — сосу-
ды, которые в основном выполняют проводящие функции (см.
рис. 2.4). У лиственных пород диаметр мелких сосудов колеб-
лется в пределах от 0,005 до 0,1 мм, у крупных — от 0,2 до
0,4 мм, в ранней древесине дуба диаметр сосудов почти 0,5 мм.
Объем сосудов в зависимости от породы древесины составляет
от 7 до 43% ее общего объема.
Проницаемость древесины лиственных пород может сильно
понижаться в результате закупоривания сосудов и сосудистых
трахеид тиллами — выростами клеток древесной паренхимы, вне-
дряющимися в полость проводящих элементов. Проницаемость
древесины хвойных пород по сравнению с лиственными меньше
как в радиальном, так и в тангенциальном направлениях. Это
может быть объяснено почти полным отсутствием пор на боко-
вых стенках элементов хвойных пород, состоянием горизонталь-
ных смоляных ходов, а также смолистостью.
Установлено значительное различие проницаемости древеси-
ны разных пород, а в пределах одной породы — проницаемости
заболони и ядра (спелой древесины). У хвойных пород прони-
цаемость ядровой и спелой древесины значительно ниже прони-
цаемости их заболони: например, у ели — в 200, у кедра — в 76
раз [12, 161. Это следствие структурной анизотропии древесины,
с которым следует считаться на разных стадиях технологии про-
изводства арболита и других ДЦК (особенно в процессах зама-
чивания и «минерализации»), Дробленка из заболонной части
древесины чаще всего получается из отходов лесопильного про-
изводства (горбыль, срезки), из ядровой (или спелой) —из отхо-
дов деревообработки (торцы, срезки, отбракованные детали, ста-
34
ночная стружка), хотя может содержать до 20...25% дробленки
из заболонной части.
Высокая степень анизотропности механических свойств дре-
весины (и другого целлюлозосодержащего сырья) является след-
ствием ее анатомического строения.
Механические свойства древесины изменяются в большем
диапазоне, чем у других природных и искусственных материалов.
Это обусловливается различными причинами: неоднородностью
строения в разных направлениях, изменчивостью плотности в
зависимости от возраста дерева, места в стволе, условий роста,
влияния влажности, наличия пороков и др.
Анизотропность свойств наблюдается не только в различных
частях древесины (корни, ствол, ветви, заболонь, ядро), но и
в пределах одного годичного слоя (для ранней и поздней древе-
сины) .
Исследованиями Яхонтова, Баумана и др. показано, что ме-
ханические свойства древесины хвойных пород зависят от про-
цента содержания поздней древесины. По опытам Яхонтова со-
противление древесины сосны на сжатие вдоль волокон увеличи-
вается с ростом процента содержания поздней древесины:
Содержание поздней
древесины, %
21	23	26	29	30	34	38
Сопротивление сжа-
тию вдоль волокон,
МПа
30	35	40	45	50	55	60
Однако, как показал В. Е. Вихров [16], у сосны при влаж-
ности более 30% с увеличением процента содержания поздней
древесины временное сопротивление на сжатие увеличивается в
значительно меньшей степени, чем при влажности до 30%.
В зависимости от породы и направления нагрузки сопротив-
ление древесины сжатию поперек волокон в 6... 18 раз меньше со-
противления сжатию вдоль волокон (для сосны среднее значение
сопротивлений составляет соответственно 5,8 МПа и 41,8 МПа).
Предел прочности при разрыве поперек волокон в радиальной
плоскости выше, чем при разрыве в тангенциальной плоскости
(для сосны соответственно 3,2 МПа и 2,5 МПа). Очевидно, в
последнем случае разрыв происходит преимущественно по сла-
бой ранней зоне годичных слоев, тогда как по радиальной плос-
кости он идет по ранней и плотной поздней зонам. Учитывая эти
свойства древесины, дробленку из нее надо использовать по воз-
можности меньших размеров в радиальном направлении, а учи-
тывая большую набухаемость и усушку — в тангенциальном на-
правлении (по нашему мнению, дробленка должна иметь мини-
мальное сечение в двух поперечных направлениях).
Древесина слабо сопротивляется скалыванию вдоль волокон.
Работа ее на скалывание носит хрупкий характер: для сосны в
2*
35
радиальном направлении оно равно 6...8, в тангенциальном —
5,9...7,7 МПа.
По исследованиям Баумана и Мелехова, поздняя и ранняя
древесины сильно различаются по своей прочности на разрыв.
Так, например, поздняя древесина ели почти в три раза прочнее
на разрыв, чем ранняя.
По данным В. Е. Вихрова, физико-механические свойства
ранней и поздней древесины лиственницы неодинаковы. Поздняя
древесина более чем в два раза тяжелее ранней (плотность ран-
ней древесины составляет 0,383, поздней — 0,863 г/см3), имеет
почти вдвое большую усушку. Прочность поздней древесины по
сопротивлению статическому изгибу в 4—5 раз выше, чем ран-
ней древесины (соответственно 151 и 44,2 МПа). Поверхностная
пористость ранней древесины (в %), наоборот, больше более
чем в 3 раза (66 и 21%), а объемная пористость — почти в 2
раза (75,3 и 46,7%). Плотность поздней древесины сосны в 2 ра-
за выше чем ранней (соответственно 0,775 и 0,383 г/см3).
Различие в усушке ранней (7,87%) и поздней (13,87%) дре-
весины лиственницы значительно больше, чем у сосны и ели (со-
ответственно 8,05 и 11,26%; 8,1 и 10,1%). Абсолютные значения
усушки поздней древесины у лиственницы гораздо больше чем у
сосны и ели. Это в значительной степени объясняет наличие в
древесине лиственницы при высыхании сравнительно больших
скалывающих напряжений вдоль годичного слоя. Обусловлива-
ется это тем, что в единице объема поздней древесины дре-
весного вещества содержится около 53%, в ранней — только
25%.
При насыщении древесины водой в единице объема поздней
древесины гигроскопической влаги разместится по объему боль-
ше, чем в ранней, а это приведет к большому абсолютному сни-
жению прочности и значительному разбуханию поздней древе-
сины. По этим причинам, а также из-за большого содержания
легкогидролизуемых веществ в древесине лиственницы ее приме-
нение при производстве арболита в- качестве заполнителя за-
труднительно.
Таким образом, изучение анатомического строения трахеид,
толщины оболочек, поверхностной пористости древесины позво-
ляет в первом приближении объяснить ряд явлений, связанных
с изменением формы и размеров частиц древесины, а также сде-
лать вывод о том, что при прочих равных условиях стабильность
элементарных частиц хвойных пород (лиственницы и др.) будет
более высокая, если эти частицы получены из радиальной дре-
весины (ствола, т. е. заполнитель из отходов столпрного произ-
водства, а не лесопильного). При этом чем тоньше частицы за-
полнителя, тем стабильность их выше при переменных влажно-
стных режимах.
Древесина представляет собой капиллярно-пористоколлоид-
36
ное тело или ограниченно набухающий гель [56, 57J. Благодаря
такому ее строению возможно введение в нее инородной жид-
кости, т. е. пропитка химическими растворами.
Вода, проникая в волокна древесины, разрыхляет мицелляр-
ные ряды, разрывает водородные связи между гидроксидами
смежных молекул и тем самым изменяет структуру волокна (од-
новременно повышая химическую активность древесного запол-
нителя). Таким образом, присутствие сорбированной жидкости
в древесине не только меняет ее механические характеристики,
но и обусловливает проводимость древесины жидкостями.
Наличием в древесине полярных гидроксильных групп объяс-
няется ее связь с молекулами воды: целлюлоза и ее спутники
поглощают из атмосферы пары воды до тех пор, пока не насту-
пит равновесие. Явление сорбции отражает гетерогенность фи-
зической структуры волокна, внутренняя поверхность которой,
имея значительную площадь (32 м2 на 1 г древесины), содержит
валентные или полярные группы, способные адсорбировать
влагу.
Процесс адсорбции воды на активных участках внутренней
поверхности сопровождается тремя характерными явлениями:
выделением теплоты адсорбции, возникновением давления набу-
хания, проявлением объемного сжатия. Все эти явления опреде-
ленным образом влияют на структурообразование ДЦК.
Одним из значительных недостатков качества целлюлозосо-
держащего заполнителя надо считать самопроизвольные (объем-
ные) вынужденные деформации, которые возникают под воздей-
ствием изменений среды (влажности, температуры, экзотермии
цемента, влияния агрессивных сред и т. п.). К ним относятся
усадка (усушка заполнителя), набухание, линейное расширение,
температурные деформации и т. д.
Изменение влажности арболита прежде всего связано с ми-
грацией влаги в древесном заполнителе. Находящаяся в древе-
сине влага в зависимости от местонахождения и степени связи
по-разному проявляет себя. Свободная влага, размещаемая в ка-
пиллярах или полостях клеток, а также между клетками, доста-
точно легко мигрирует и удаляется из древесины. Одна часть
связанной влаги образует на мицеллах целлюлозы адсорбиро-
ванные пленки, другая — вклинивается между мицеллами в виде
субмикроскопических прослоек. Химически же связанная влага
входит в состав древесного вещества самих клеточных обо-
лочек.
При изменении влажности древесины за счет связанной вла-
ги в пределах от абсолютно сухого состояния до точки насыще-
ния волокна и обратно древесина изменяет свои линейные раз-
меры, а следовательно, и объем. Только в абсолютно сухом со-
стоянии и при влажности, равной точке насыщения волокна
(^=27...30%) и выше, объем древесины становится постоянным
37
Такое изменение размеров древесины обусловливается раздви-
жением межмицеллярной структуры водными прослойками.
Работы, проведенные К. М. Ханмамедовым по изучению зако-
номерностей разбухания древесины, показали, что, начиная с
14... 16 %-ной влажности, набухание возрастает не только за счет
раздвижки мицелл, но и вследствие капиллярной конденсации.
Наличие влаги в древесине и влажностные деформации от-
рицательно влияют на процессы структурообразования арболи-
та, поэтому основным направлением получения его со стабиль-
ными физико-механическими показателями надо считать стаби-
лизацию объема древесного заполнителя.
Структурно-механические свойства ДЦК отражают структур-
ное состояние, деформативность и сопротивляемость в процессе
формования — уплотнения ее в изделии и конструкции (структу-
рообразование, закономерность распределения и релаксации на-
пряжений, текучесть).
2.1.2.	Отдубина
Отдубина — отход заводов дубильных экстрактов. Последние
используются в кожевенной промышленности, для обработки и
облагораживания натуральной кожи.
Исследования подтвердили возможность организации произ-
водства арболита на отдубине фракции 2,5...10 мм. Полученный
на этих отходах арболит имеет объемную массу около 650 кг/м3
и прочность 1,5...2 МПа.
По данным Семипалатинского кожмехобъединения, ежесуточ-
ный выход отдубины с заводов дубильных экстрактов только в
Казахской ССР составляет 100 т. Кроме того, имеется огромное
количество отдубины, накопившейся в отвалах. Поскольку отду-
бина является отход эм производства, в стоимость арболита вхо-
дят только затраты на ее перевозку. Себестоимость 1 м3 арболи-
товых изделий на основе отдубины на предприятии мощностью
20 тыс. м3 в год составляет 16,5 руб., стоимость 1 м2 стены из
арболита на этих отходах равняется 6,96 руб.
Эффективность организации производства арболита на отду-
бнне подтверждается опытом работы Вольского завода строи-
тельных изделий Саратовского Облмежколхозстроя, который вы-
пустил за последние 4 года более 25 тыс. м3 арболитовых бло-
ков на основе отдубины и получил экономию более 260 тыс. руб.
Значительные запасы дубильно-экстрактовых отходов в виде
отдубины имеются в городах Уфе и Можге.
2.1.3.	Кора
Количество коры у деревьев различных пород зависит от диа-
метра ствола, места произрастания дерева, части ствола.
38
По данным Союзлеспрома, количество коры на стволах де-
ревьев различных пород в процентах к объему стволов составля-
ет (при ступени толщин ствола от 8 до 64 см): для сосны —
11...17, ели — 9...16, березы—13...15, осины—11...18, дуба —
16...23, лиственницы — 22...24, кедра—11. .16, пихты—И...15%.
С учетом потерь коры в процессе заготовки и транспортировки
леса ресурсы ее только от окорки всего пиловочного и балансо-
вого сырья составляют ежегодно около 17 млн м3.
До недавнего времени древесная кора считалась безвозврат-
ным отходом и вывозилась в отвалы, при этом затрачивалось
2,0...2,5 руб. в расчете на 1 пл. м3 коры. Кроме того, в месте ее
скопления образовывались высококонцентрированные фенольные
стоки, которые и в настоящее время наносят существенный вред
окружающей среде.
Эффективность окорки разными способами различна. При
сопоставимых условиях потери древесины в процессе окорки до-
стигают: на ножевых станках — 18; механическим способом —
0,8; фрикционным — 3%. Таким образом, отходы, получаемые от
окорки, отличаются от коры содержанием частиц древесины, что
имеет принципиальное значение с точки зрения использования
отходов.
Отечественные и зарубежные специалисты в последнее время
проводят научно-исследовательские работы по разработке эф-
фективной технологии утилизации отходов окорки В 1971 г. в
ЦНИИМОД получен новый строительный материал — королит,
состоящий из смеси измельченных отходов окорки, обработанных
химическими растворами портландцемента и воды.
Качество этого материала зависит от химического состава и
физико-механических свойств коры. Для королита наиболее при-
годна кора хвойных деревьев, доставленная сплавом, так как в
ее составе существенно ниже содержание легкогидролизуемых
веществ.
Кора ствола у взрослых деревьев состоит из трех слоев: луба
(или вторичной корки), феллодермы и пробковой ткани (корки).
В результате окорки древесины получаются отходы, отличаю-
щиеся по структуре и свойствам от коры. В табл. 2.2 и 2.3 при-
ведены данные о их структурном и гранулометрическом составах.
Таблица 2.2. Структурный состав отходов окорки, %
Вид окорки	Луб	Корка	Отщеп
Механическая Барабаииая	59,8 86,4	36,8 9,5	3,4 4,1
Кора, как и древесина, способна интенсивно поглощать воду.
Поэтому у сплавной древесины влажность коры заметно отли-
39
Таблица 2.3. Гранулометрический состав отходов окорки
Порода	Характеристика отходов	Остатки, % по массе, иа ситах с диаметром отверстий, мм					
		30	20	10	5	2	поддон
Соси а	От окорочных станков ОК-66М	62	14	13	8	1	2
	От окорочных станков K-2G	63	19	11	3	2	2
	Измельченные на мельнице МК (с двумя рядами бил)	—	6	22	40	30	2
	То же, с четырьмя рядами бил	—	—	13	38	34	15
Ель	Измельченные на мельинце МК с двумя рядами бил	—	8	27	36	16	13
	То же, с четырьмя рядами бил	—	—	7	43	29	21
чается от коры свежесрубленного дерева. Влажность коры дре-
весины, заготовленной в мае и июне, в среднем составляет 100%
(в том числе луба — 213% и корки — 35%)- Влажность коры
свежесрубленной ели 78...89%, сосны—100%; при нахождении
древесины в воде влажность коры ели повышается до 141%,
сосны — до 195%.
Физические свойства (влажность и плотность) коры не толь-
ко одной породы древесины, но и в пределах одного дерева зна-
чительно отличаются в зависимости от места нахождения ее на
стволе (табл. 2.4).
Таблица 2.4. Физические свойства коры
Порода	Влажность, %	Средняя плотность, кг/м1		Коэффициент объемной усушки, %
		в абсолютно сухом состоянии	при влажности 50%	
Сосновые бревна: комлевые	75,0	473	497	0,66
срединные	139,5	735	772	0,60
вершинные	150,4	796	834	0,77
В среднем	120,4	652	688	0,66
Еловые бревна: комлевые	107,8	686	711	0,72
срединные	115,5	737	752	0,80
вершинные	113,7	725	748	0,85
В среднем	112,2	715	737	0,79
Березовые бревна: комлевые	63,1	709	719	0,93
срединные	56,1	733	744	0,91
вершинные	58,5	764	774	0,98
В среднем	57,8	736	746	0,92
Механические свойства коры деревьев одной и той же породы
различаются ввиду неоднородности ее строения и разных соот-
ношений отдельных слоев, при этом они находятся в определен-
ной зависимости от плотности и других физических свойств дре-
весины.
40
Механические свойства коры зависят от влажности и изменя-
ются в больших пределах. Так, при увеличении влажности коры
сосны от 20 до 70% временное сопротивление растяжению вдоль
волокон снижается в 2,3 раза, поперек волокон — в 6,7 раз, вре-
менное сопротивление срезу поперек волокон — в 2,1 раза, вдоль
волокон—в 3,8 раза. Для ели эти показатели еще ниже (соот-
ветственно в 2,0; 8,0; 2,7 и 4,0 раза).
Работы Свердниипредрева по определению хрупкости коры в
зависимости от влажности показали, что хрупкость луба и корки
различна. Наибольшее расхождение наблюдается у коры ели
при влажности 28%, сосны — при 17%, березы — при 10%. Опы-
ты показали, что корка сосны и ели, луб коры березы являются
хрупкими при любой влажности. Луб еловой коры сохраняет
хрупкость при влажности О...ЗЗ%, причем при повышении влаж-
ности от 0 до 14% имеет место полный излом, при повышении
влажности до 33%—неполный. При влажности, превышающей
33%, луб полностью теряет хрупкость, становится пластичным.
Полный излом луба коры сосны наблюдается при влажности
0...10%, неполный — при 10...23%, в случае большей влажности
излома не происходит.
У влажной коры прочностные показатели заметно повышают-
ся при ее замерзании, а силы сцепления с древесиной увеличива-
ются до пределов, граничащих с силами сцепления между во-
локнами древесины.
По элементарному химическому составу кора несколько от-
личается от древесины и имеет следующие показатели по содер-
жанию отдельных элементов: в корке — 54,7% углерода; 6,4%
водорода; 38,8% кислорода; в лубе — соответственно, 53,3; 4,7 и
40,8%.
Химические составы луба и корки различны. В лубе содер-
жится больше экстрактивных веществ, урановых кислот и пенто-
Таблица 2.5. Химический состав коры, %
Составные части коры	Сосна		Ель		Лиственница		Береза		Осина
	луб	к,орка	луб	корка	луб	корка	луб	корка	луб
Вещества. экстрагиру- емые этанолом	3,85	3,48	1,70	2,62	6,27*	2,89*	24,28	13,ю	7,50
То же, водой	21,82	15,09	33,80	28,63	39.76	28,42	4,49	21,80	31,81
Целлюлоза	19,36	17,70	25,23	16,40	16,97	14,93	3,85	19,30	10,90
Лигиин	17,12	46,63	15,57	27,44	19,57	23,53	-__	24,70	27,70
Пентозаны	12,24	6,75	9,65	7,10	8,64	14,05	4,80	12,50	11,80
Урановые кислоты	6,04	.2,17	5,99	3,95			7,60	2,70	7,35	3,56
Суберин	—	2.85	—	2,82				7,16	34,40	—	0,91
Полисахариды легко- гидролизуемые	16,10	9,00		17,10	13,98	16,50	—	18,14	13,95
То же. трудногидроли- зуемые	12,42	12,73	—	17,28	—	23,72**	—	17,11	16,38
* Экстрактируемые спиртово-бензольной смесью
** Содержатся в клеточной стенке (без экстрактивных веществ).
41
занов, но меньше лигнина (табл. 2.5). В корке имеется ряд ве-
ществ, которых в лубе либо нет, либо их содержание ничтожно.
Значительная часть водорастворимых веществ в процессе
сплава вымывается из коры, при этом соответственно повышает-
ся содержание в ней нерастворимых в воде веществ: целлюлозы,
лигнина, золы и др. Поэтому сплавная древесина более пригодна
для изготовления ДЦК
Наибольшая влажность отходов окорки древесины после
сплава наблюдается в июле—августе, наименьшая в январе—
марте. В среднем влажность составляет для ели 194% и для сос-
ны 246%.
Химический состав коры резко отличается от состава древе-
сины. Это различие обусловливается их разным анатомическим
строением. Кора содержит значительно больше экстрактивных
веществ, чем древесина. Клетки тканей луба отличаются от кле-
ток корки повышенным содержанием урановых кислот и пенто-
занов, отсутствием суберина. Оболочки ситовых клеток состоят
из целлюлозы и гемицеллюлозы, не содержат лигнина.
Таблица 2.6. Химический состав коры древесины
в свежесрублеином состоянии, %
Группа веществ	Сосна		Ель	
	луб	корка	луб	корка
Водный экстракт без воды Спиртовой экстракт Зола общая Целлюлоза без пентозанов Гексозаны Пентозаны Урановые кислоты Суберин Лигнин Летучие кислоты Метоксиды, за исключением содержа- щихся в лигнине	20,84 3,85 2,19 18,22 16,30 12,14 6,04 17,12 1,73 1,84	14,20 3,48 1,39 16,43 6,00 6,76 2,17 2,85 43,63 1,25 3,70	38,08 1,70 2,33 23,20 9,30 9,65 5,98 15,57 1,11 1,90	27,91 2.62 2,31 14,30 7,70 7,10 2.82 2,82 27,44 0,69 2,90
При сплаве из коры свежесрубленной древесины вымываются
органические вещества, изменяется физико-химическое состояние
смол. В табл. 2.6 и 2.7 приводятся для сравнения химические со-
ставы коры сосны и ели сплавной и несплавной древесины.
Таблица 2.7. Химический состав коры древесины
после сплава, %
Группа веществ	Сосна	Ель
Экстрактивные вещества:	8,04	15,54
экстрагируемые водой	6,88	13,02
во дор астзор нм ы е	2,64	6,04
танииды	5,30	5,56
Вещества, экцгэагчруемые эфиром	26,96	30,55
Целлюлоза	9,67	11,86
Пентозаны	—	18,58
Л егкогидроли «уемые	—-	22,39
Трудногидрол <з/емые	6,09	5,22
42
Содержание редуцирующих веществ в коре сплавной древе-
сины составляет: у ели — 0,83; у сосны — 0,75%, в коре несплав-
ной древесины — соответственно 2,25 и 2,10%.
2. Г.4. Скоп
Скоп — волокносодержащий (в том числе и целлюлозу) отход
картонного производства. В скопе, как правило, содержится око-
ло 50% волокнистой массы и 50% каолина. До настоящего вре-
мени скоп практически не используется, вывоз его в отвалы тре-
бует значительных затрат. Отвалы занимают большие площади,
зачастую пригодные для земледелия, загрязняют и прилегаю-
щие участки химически агрессивными стоками с дождевой водой.
В последнее время специалисты и производственники прово-
дят целенаправленные исследования использования скопа для
получения эффективных строительных материалов. В Мособл-
стройЦНИЛе Главмособлстроя разработали на основе скопа теп-
лоизоляционный материал «Орином». Украинскими специалиста-
ми из скопобетона получена широкая номенклатура теплоизоля-
ционных и конструкционно-изоляционных изделий.
2.1.5.	Камыш
Камыш — тростник обыкновенный (Phragmites communis
Frin)— многолетнее растение, относится к семейству злаков.
Стебли его ежегодно возобновляются, нарастая взамен отмираю-
щих в конце вегетационного периода. Высота их достигает 15 м
при диаметре до 4...5 см, урожайность тростника составляет
2... 18 т на 1 га. Камыш растет во многих районах нашей страны.
Местное название «камыш» относится к различным ботаничес-
ким видам растений. В Московской области камышом называют
рогоз, в Смоленской, Новгородской, Псковской областях — кугу,
на Сахалине — даже курильский бамбук. Однако в подавляю-
щем большинстве районов нашей страны название «камыш» от-
носится к Phragmites.
В строительстве и промышленности строительных материалов
принято народное название «камыш», а отсюда камышит, камы-
шебетон, камышесечковые плиты, камышовые фашины и брусья.
На территории СССР произрастает три вида камыша: камыш
(тростник) обыкновенный Phr. communis Frin; камыш (трост-
ник) Изиды —Phr isiace Kuntch; камыш (тростник) поздний —
Phr. serotina Кот.
Широко и повсеместно распространен только камыш обыкно-
венный. Камыш Изиды (гигантский) имеется небольшими участ-
ками в Средней Азии и в Закавказье. Камыш поздний встреча-
ется лишь в Приморском крае. Для производства плит камыши-
43
та и других строительных материалов применяется в основном
камыш обыкновенный.
Наряду с камышом определенный интерес представляет со-
бой тростник-арундо, В'—речающийся в Средней Азии и на Кав-
казе. Физико-механические показатели (сжатие вдоль и поперек
волокон, сопротивление разрыву, изгибающему усилию, скручи-
ванию и упругость) у арундо примерно в 1,5...2 раза выше, чем
у обыкновенного камыша.
Анатомо-морфологическое строение камыша. Изучение строе-
ния камыша позволяет определить наилучшие варианты сочета-
ния этого растения с вяжущими, проволокой, смолами и научно
обосновать технологию производства строительных материалов
из него. Анатомо-морфологические особенности строения стеблей
камыша определяют их физико-механические показатели, в пер-
вую очередь прочность и термоизоляционные свойства.
В Румынии д-ром Г. Илиеску проведены исследования ана-
томии стебля камыша. Краткое содержание этих исследований
сводится к следующему. От периферии к центру междоузлия по-
перечный разрез стебля позволяет различить под микроскопом
следующие концентрические слои и элементы тканей в них:
эпидермис — слой, состоящий из одного ряда крупных кле-
ток с извилистыми и утолщенными боковыми стенками;
кора — промежуточный слой клеток разной величины;
опорная ткань — состоит из удлиненных по вертикали стебля
склеренхимных волокон (в разрезе под микроскопом склеренхи-
ма имеет мелкоячеистое строение); опорная ткань переходит в
следующий паренхимный концентрический слой постепенно;
паренхима — относительно более рыхлая крупноклеточная
ткань; в паренхиму «утоплены» сосудисто-волокнистые пучки,
представляющие собой тяжи, идущие по всей длине стебля.
Внутренняя поверхность стенок междоузлия покрыта тонкой,
как папиросная бумага, воздухо- и водонепроницаемой пленкой.
Диаметр стебля пропорционален высоте лишь до некоторой сте-
пени. Более высокие стебли относительно тоньше. Нижние меж-
доузлия обычно на 2...3 мм тоньше, чем средние, диаметр узлов
на 0,5...1 мм больше диаметра междоузлия. Длина отдельных
междоузлий пропорциональна общей высоте стебля и достигает
у шести-семиметрового камыша 40...50 см; у четырех-пятиметро-
вого камыша длина наиболее крупных междоузлий не превы-
шает 30...-10 см. Количество междоузлий колеблется от 4...5 у
карликовых побегов камыша, до 30...40 — у восьмиметровых ги-
гантов.
Побег камыша растет следующим образом: вверху разверты-
ваются листья и одновременно до полного одревеснения стеблей
идет процесс их вставочного (интеркалярного) роста, т. е. удли-
нения междоузлий. В верхней трети междоузлий долго сохраня-
ется поясок (2...3 см) слабо одревесневшей ткани (меристемы).
44
Рис. 2.G. Элементы анатомического
строения стебля камыша
А — схема поперечного строения участка
стебля: а — эпидермис; б — гиподерма; в —
хлоренхима; г — воздушные полости; д —
паренхимная обкладка; е— кольцо меха-
нических волокон; ж — мелкие проводя-
щие пучки; з — то же, крупные; н— па-
ренхима основная; /> эпидермис н под
ним гиподерма в поперечном разрезе: В —
эпидермис с поверхности: Г — гиподерма
в продольном разрезе; Д — механические
волокна: Е — крупный проводящий пучок
стебля в поперечном разрезе; а и б —- со-
суды: в — флоэма; г — воздушная полость;
д — механические волокна
Клетки меристемы придают зе
леным стеблям характерную
для камыша гибкость.
Верхняя треть стебля име-
ет более короткие междоузлия,
чем средние, несет больше ли-
стьев, ткани ее менее одревес-
невшие. Узлы, по существу, об-
разованы из этих же тканей,
сжатых в более узкое кольцо.
Выше узла кольцевое сечение
междоузлия расширяется, а
просвет соответственно сужа-
ется. Перегородка узла состоит
химы.
из довольно рыхлой парен
Листья камыша состоят из листовой пластинки и стеблеобъ-
емлющей трубки. У созревающих побегов камыша нижние
листья засыхают и постепенно опадают; к концу вегетации оста-
ются лишь 3...5 верхних листьев. Трубки опавших листьев оста-
ются прижатыми к стеблю, образуя чехол, охватывающий ниж-
нюю часть стебля.
В камышебетопе остатки трубок на стеблях препятствуют
схватыванию раствора с внешними стенками междоузлия, места
эти являются очагами пониженной биостойкости.
Механические ткани в стебле камыша состоят из клеток с
одревесневшими оболочками (рис. 2.6).
Проводящие пучки (рис. 2.6, Л, ж и Е) среди основной па-
ренхимной ткани как бы разбросаны отдельными островками. В
таких пучках сгруппированы: водопроводящие ткани-сосуды
(рис 2 6, Е, б) и другие элементы, составляющие ксилему, или
древесинную часть пучка, и обращенные к центру стебля; сито-
видные трубки, проводящие органические вещества, — флоэма,
или лубяная часть пучка, обращенная в каждом пучке к пери-
ферии (рис. 2.6, Е, в).
Механические волокна располагаются вокруг проводящих
45
пучков; в стебле травянистых растений они носят название скле-
ренхимы, имеют одревесневшие оболочки (рис. 2.6, £, <?), ближе
к периферии залегают сплошной полосой (рис. 2.6, А, е); на по-
перечном срезе можно хорошо видеть утолщенные оболочки та-
ких волокон и узкие полости (при большом увеличении).
Гиподерма (подкожица)—прослойка под эпидермисом меха-
нической ткани с одревесневшими и утолщенными оболочками
(рис. 2.6, Л, б и Б). На продольном срезе (рис. 2.6, Г) можно
видеть ткань, состоящую из продолговатых клеток, которые не
являются типичными механическими волокнами. В стебле камы-
ша (тростника обыкновенного) механические волокна состав-
ляют 20.. 40% и более объема тканей (в средней части) стебля.
Соотношение массы отдельных органов зрелого камыша в
зависимости от размеров отдельных побегов (стеблей) показано
в табл. 2.8. В среднем по массе стебель составляет 78,2%, труб-
ка (стеблеобъемлющая часть листа) — 17,4%, метелка — 4,4%.
Таблица 2.8. Зависимость массы отдельных органов
камыша от высоты, диаметра и массы побегов
Характеристика побегов	Соотношение. % по массе		
	стебли	листья	метелки
1. Высота 289 см. диаметр 9,7 мм. масса 30,11 г	60,32	38,4	1,31
2. Высота 350 см, диаметр 9.1 мм, масса 44,94 г	50,23	38,0	2,77
3. Высота 400 см. диаметр II.3 мм. масса 57,33 г	68,67	27,0	4,33
4. Высота 430 см, диаметр 15,4 мм. масса 74,21 г	67,21	30,56	2,23
5. Высота 510 см, диаметр IG.fi мм. масса 137,11 г	72.95	24,81	2,24
Большое значение для соотношения массы стебля и листьев
имеет густота расположения побегов, т. е. количество их на еди-
нице площади, например на 1 м2. Чем гуще заросли, тем меньше
облиственность отдельных побегов камыша и соответственно вы-
ше средняя плотность стебля
В зависимости от условий водного режима размеры камыша
и характер его побегов резко меняются. В одних условиях ув-
лажнения развиваются гигантские экземпляры, достигающие
6...8 м, в других — карлики высотой около 10 см. Распростране-
ние камыша происходит семенным и вегетативным путем.
Применение камыша, засоренного рогозом и кугой (свыше
5...10%), ограничено теми случаями, когда по технологическому
процессу требуется измельчение стеблей, например при изготов-
лении камышесечковых плит, арболита и др.
Физико-механические свойства стеблей камыша. При исполь-
зовании стеблей камыша в строительстве и промышленности
46
строительных материалов
наибольшее значение име-
ют следующие физичес-
кие показатели:
структура тканей стеб-
ля, наличие и характер
пустот, обусловливающих
теплоизоляционные свой-
ства камыша и изделий
из него;
Табл и ц а 2 9. Изменение толщины стенок
стеблей камыша в зависимости от их диаметров
Диаметр стеблей, мм	Толщина стенок стеблей камыша, мм		
	Дельта Волги		Река Или (Алма-Атин- ская область)
8. .10	0.52.	.0.83	0,31 .0.66
12	14	0,67.	ио	0,44 .0.85
16. .18	0.74.	.1,40	0.GI. .1.00
прочность на разрыв, изгиб, сжатие вдоль и поперек стеблей,
а также их упругость.
Теплоизоляционные свойства камыша зависят от пустотности
междоузлий стебля, а также наличия пустот в тканях стенок
стеблей. С ростом последних толщина их стенок меняется
(табл. 2.9).
Исследования, проведенные П. И. Крутовым, показали, что
толщина стенок стеблей камыша возрастает с увеличением диа-
метра стебля. Толщина стенок одного стебля неодинакова не
только по его длине, но и по окружности одного разреза.
Опыты показали, что временное (разрушающее) сопротивле-
ние растяжению при изгибе зрелых стеблей камыша состав-
ляет 126,5...270 МПа, что значительно больше чем у дуба (90
МПа) и сосны (70 МПа).
При испытании пластинок из камыша, не бывшего в употреб-
лении, средний предел сопротивления на растяжение составил
279 МПа, а из стеблей камыша, пролежавшего в кладке стен
12 лет, — 276 МПа. Таким образом, механическая прочность ка-
мыша с течением времени изменяется незначительно (табл. 2.10).
Таблица 2 10 Сопротивление стеблей камыша разрыву
Место произрастания камыша	Предел прочности на разрыв, МПа, при диа- метре стеблей, мм						
	8	10	12	14	16	18	20
Дельта Волги Река Или, Алма-Атин- ская область	95,4 158	92,7 178	102,9 178	94,4 128	83,8 114	65,2 116	40 107,3
Химические анализы стеблей камыша, проведенные НИИ-
стройкамышом, показали, что содержание целлюлозы в стеблях
пятиметрового камыша на 5% выше, чем в стеблях двух-трех-
метрового, что указывает на наличие некоторой зависимости хи-
мического состава от размеров побегов и условий произрастания
этого растения. Установлено также, что камыш по своему хими-
ческому составу мало отличается от других видов растительного
сырья (соломы и др.).
47
Влажность камыша весной устанавливается устойчивая —
14... 16% (дельта Волги). Биостойкость растения определяется в
основном условиями увлажнения. В условиях сухого климата
районов центральной Азии в древнем городе Хара-Хото камыш
в глинобитных зданиях сохранился в течение 2 тыс. лет. Извест-
ны случаи, когда в условиях влажного климата г. Сочи камыш
в сооружениях подвергался порче (гниению) за 2...3 года.
После смачивания камыш высыхает сравнительно быстро.
Это объясняется трубчатым строением и глянцевитостью его стеб
лей, а также наличием воскового налета на листьях, вследствие
чего поверхность плохо смачивается. Набухание камыша значи-
тельно увеличивается зри деформации тканей.
Водопоглощение камыша детально изучено в ЦНИИСКе. Оно
достигает максимума через 14...15 суток и при массе образцов
110...120% составляет в среднем 16,2% от первоначального. У
образцов стеблей с листом (трубкой) водопоглощение оказалось
несколько большим и масса образцов соответственно достигала
140.160%.
При эксплуатации камышовых зарослей промышленного зна-
чения для получения на протяжении многих лет высоких ежегод-
ных урожаев этого растения с одних и тех же участков или мас-
сивов нужно знать и учитывать особенности его роста и разви-
тия: возобновление, урожайность, долговечность и другие биоло-
гические свойства, а также их зависимость от условий произра-
стания и способов эксплуатации.
Прочность арболита при использовании сечки камыша в зна-
чительной степени зависит от содержания в заполнителе продук-
тов распада гемицеллюлозы, которые препятствуют нормальной
гидратации цемента.
В табл. 2.11 приведены данные, показывающие изменение со-
става камыша в зависимости от вида его обработки. Так, на-
Таблица 2.И. Изменение состава заполнителей в зависимости
от метода обработки камыша
Метод обработки	Состав заполнителей, %				Зола
	Целлю- лоза	Пенто- заны	Лигиин	Экстрак- тивные вещества	
Без обработки *	43,5	22	24	2,2	5,4
То же **	44,6	28,9	20,6	3,8	2,4
Запаривание в течение 30 мин прн	45,1	26,7	19	4,6	2,6
Давлении 0,4 МПа Без обработки ***	46,5	27,7	19,8	3,7	2.3
Обработка 0,6%-ным NaOH в тече-	51,1	29,1	17,5	2,4	1,7
ине 30 мии То же, 1%-ным NaOH в течение, мин: 15	53,4	26,3	15,8	2,5	2,2
30	53,5	27,0	15,4	2.3	1,7
60	56,5	26,9	13,4	1,6	1,8
* — по данным Рудеску
** — по данным Валентннавичуса
*** — по данным Пусджукииаса
48
смеси в
Таблица 2.12. Зависимость
водопоглощеиия сечки камыша
от продолжительности нахождения
ее в воде
5
10
15
30
45
60
120
24 ч
Продолжитель-
ность
нахождения
сечки в воде,
мии
Водопоглощеиие, % к массе
сухой сечки камыша,
по данным
б. Алма- Атинского НИИСМа	Казахского отделения Гипрони- сельпрома
		157
135	158
150	158
154	161
—	161
160	180
166	—-
200	220
качестве	заполните-
пример, при запаривании сечки
при давлении 0,4 МПа в тече-
ние 30 мин, наряду с уменьше-
нием количества пентазанов и
лигнина, увеличивается содер-
жание экстрактивных веществ.
При щелочной же обработке
сечки в течение 15...60 мин ко-
личество экстрактивных ве-
ществ уменьшается, что долж-
но положительно отразиться
на скорости твердения арболи-
та (щелочную обработку при
рассматриваемом испытании
осуществляли при температуре
100°С).
Для приготовления арболитовой
ля применяют сечку камыша, полученную на соломосилосорезке
и доизмельченную на молотковой дробилке. Такая сечка сохра-
няет глянцевую поверхность исходного стебля и, согласно данным
Казахского отделения Гипронисельпрома, б. Алма-Атинского
НИИСМа и Гипросельстроя, характеризуется следующими раз-
мерами: длина — 7...35 мм, ширина — 2...6 мм, толщина	1...2 мм.
При рассеве остатки на ситах составляют, %: № 10 — 0.3...1;
№ 5 — от 7 до 36; № 2,5 — от 26 до 63; № 1,2 — от 17 до 27,
0,5 — от 1 до 14; № 0,3 — от 2 до 6 и на поддоне остается 1...9%
сечки.
При дроблении структура камыша разрушается и его физико-
механические свойства изменяются. Так, например, за счет де-
формации тканей, происходящей в результате дробления, водо-
поглощение сечки (камыш, произрастающий в низовьях реки
Или) в течение суток достигло 200...220% ее массы по сравнению
с водопоглощением стебля камыша, которое составляет
150... 160%. Основное количество воды поглощается сечкой сразу
же после погружения ее в воду. Как видно из табл. 2.12, в тече-
ние 5...15 мин нахождения сечки в воде поглощается 70...90%
воды всего объема суточного водопоглощеиия.
Средняя плотность сечки камыша Кп, определенная путем об-
Таблица 2.13. Зависимость насыпной плотности
и пустотности сечки камыша от размера частиц
Свойства	Размеры частиц, мм			
	10...5	5..2,5	2,5...1,2	1,2...0,0
Насыпная плотность, кг/м3 Межзерновая пустотность, %	62,9 88,1	93,3 82,4	97,5 81,6	121,1 77,1
49
мера объема отдельных частиц, составляет 153 кг/м3, объемная
насыпная масса 1 кг ее Ен, как видно из табл. 2.13, колеблется
в широком диапазоне в зависимости от фракционного состава.
Межзерновую пустотность, указанную в табл. 2.13, опреде-
ляли по формуле (1—VH/Vn) 100%.
2.1.6.	Стебли хлопчатника
Хлопчатник — однолетнее растение. Его стебли — гуза-пая,
которые остаются после уборки хлопка, являются отходами, так
как, согласно инструкции агрономии, должны быть убраны с по-
лей, а не запахиваться. Поэтому в таких хлопкосеящих респуб-
ликах Средней Азии, как Казахская, Узбекская, Туркменская,
Таджикская, Киргизская, а также в Азербайджане образуются
десятки миллионов тонн гуза-паи (только в Узбекской ССР их
накапливается более 5 млн т). Утилизация гуза-паи — важная
народнохозяйственная задача.
Организация производства строительных материалов из стеб-
лей хлопчатника несколько осложняется из-за большой трудоем-
кости их сбора. Однако появившиеся в последнее время агрегаты
для корчевания стеблей с укладкой их в валки, а также для под-
борки валков с одновременным прессованием их в тюки, меха-
нической погрузки и транспортировки тюков на склады значи-
тельно упрощают эту работу. На ремонтно-механическом заводе
Узсельхозтехника специально переоборудованы пресс-подборщи-
ки, которые механизируют сбор гуза-паи.
Проведенный Узглавлеспромом анализ технико-экономичес-
кой эффективности уборки и заготовки стеблей хлопчатника по-
казал, что издержки в этом случае в расчете на 1 т стеблей при
транспортировании тюков на склады, расположенные на расстоя-
нии 10...12 км, составляют около 6 руб.
Гуза-пая ко времени уборки хлопка разрастается длиной от
0,5 до 1,2 м, имеет диаметр 10...20 мм, покрыта тонкой корой.
Усредненно содержание полисахаридов в гуза-пае (в процентах
от абсолютно сухой массы) составляет: легкогидролизуемых —
20,5, трудногидролизуемых — 38,3. В зависимости от срока и ус-
ловий хранения состав гуза-паи меняется в количественном и
качественном отношении.
В стеблях хлопчатника так же, как и в древесине, присутст-
вуют водорастворимые вещества, состав которых представляет
собой сложный комплекс органических соединений. При вылежи-
вании гуза-паи в результате биологического и климатического
воздействия содержание в ней водорастворимых веществ умень-
шается (табл. 2.14).
Ввиду того, что стебли хлопчатника могут быть заготовлены
один раз в год, процесс длительного вылеживания является не-
отъемлемой частью облагораживания заполнителя. На твердение
50
Таблица 2.14. Изменение химического состава, %, стеблей хлопчатника
Дата изъятия пробы	Влага	Легкогилроли- зуемые вещества	Трудногидро- лизуемые вещества	Раствори- мые в воде продукты	Лигнин	Зольность
Ноябрь	65,12	15,71	31.9	12,0	30,0	6,5
Март	24,11	17,00	34,3	9,9	31,2	6,4
Июль	9,24	17,10	34.8	2,8	32,4	
композита на основе портландцемента (арболита) неблагоприят-
ное воздействие оказывают водорастворимые вещества гуза-паи.
Поэтому производство ДЦК на основе свежезаготовленной гуза-
паи без предварительной обработки последней затруднительно.
Замачивание дроблении в течение 15 мин и удаление водной вы-
тяжки улучшают показатель прочности арболита. Однако такая
обработка недостаточна для нейтрализации действия водораст-
воримых компонентов свежей гуза-паи. Изделия же, полученные
с использованием гуза-паи, выдержанной в течение 6 месяцев
и более, даже без применения предварительного замачивания
дают прочность бетона в 2 раза большую. Замачивание выдер-
жанной гуза-паи позволяет повысить прочность ДЦК дополни-
тельно на 10...30%.
Выделение водорастворимых веществ из гуза-паи при ее за-
мачивании начинается с момента добавления воды и обнаружи-
вается по изменению окраски водной вытяжки, образованию кол-
лоидной взмученности мельчайших частиц взвеси, размер кото-
рых составляет 5...30 мкм.
Как показали исследования по определению влияния водора-
створимых веществ гуза-паи на структурообразование цемент-
ного теста [1, 5, 15, 90], эти вещества подобно гидрофильным
поверхностно-активным веществам действуют как стабилизатор-
пептизатор системы цемент—вода, оказывая в начальный пери-
од положительное влияние на формирование структуры цемент-
ного камня. При твердении образцов в воздушно-сухих условиях
прочность цементного камня снижается.
Таким образом, для применения гуза-паи в композитах на
основе портландцемента ее предварительно необходимо обрабо-
тать. Агрегаты для заготовки стеблей (корчевание, укладка в
валки и подбор из валков с одновременным прессованием в тюки
и погрузкой их в тележки и другие способы заготовки) будут
выпускаться заводами сельхозмашин.
Совершенствованием и внедрением технологии арболита с ис-
пользованием в качестве заполнителя гуза-паи занимаются в Ал-
ма-Атинском архитектурно-строительном институте. Выполнен-
ные исследования показали, что эффективным оборудованием
для измельчения сухих и влажных стеблей хлопчатника является
кормодробилка ДКУ-2,0-1 «Украинка», у которой выходные ре-
шета с мелкими отверстиями (4...8 мм) заменены на решета с
диаметром отверстий 15 .28 мм
51
Рис. 2.7. Фракции гуза-пам
а — мелкая; б — рабочая; в — с содержанием очесов до 40%; г — полученная из отхо
дов хлопкоочистительных предприятии (ОХП)

Подготовка оптимального фракционного состава гуза-паи для
производства арболита сопряжено с отсутствием специального
дробильно-сортировального оборудования для этого вида расти-
тельного сырья. Поэтому приходится подбирать дробильные ма-
шины и саморезки, использовавшиеся в сельскохозяйственном
производстве до настоящего времени в различных целях. Были
опробованы соломорезка РСС-6, стеблеизмельчитель (конструк-
ции Ташкентского НИИстромпроекта), дробилки ДМ-1, ДКУ-М
(кормовая). В табл. 2.15 приводится фракционный состав гуза-
паи, используемой при производстве ДЦК.
Таблица 2.15. Фракционный состав гуза-паи, измельченной
на различном оборудовании
Наименование агрегатов	Частные остатки, %,				на ситах с размером ячеек, мм				
	10	7	5	3	2	1	0,5	0,25	менее 0,25
Молотковые дробилки: ДМ-1	27,2	12,9	19,0	21,9	9.0	7,0	1,0	1.2	0,8
ДМ-2 (без сита)	62,9	22,7	9.3	3,6	0.6	о,6	0,3	—	—
Дробилки кормовые: дку-м	10,0	0,0	15,3	32,0	15,3	18,4	1.8	5,0	2,6
ДКУ-М (со снятыми	29,2	16,2	15.7	13,6	14,4	6,0	1,7	2,0	1.2
решетками) Соломосилосорезки: РСС-6	48,9	18,0	14,7	12,0	2,7	2,0	0,8	0,6	0,3
РСС 6 (реконструиро-	37,1	32,8	12,8	И.4	2,7	1.8	1,2	0,1	о,1
ваиная) Стеблеизмельчитель	21,6	33,1	23,8	15,9	3,3	1.8	0,2	0,1	0,2
Из данных таблицы видно, что наиболее приемлемой маши-
ной, обеспечивающей получение оптимальной фракции гуза-паи,
является дробилка кормовая типа ДКУ-М (предназначена для
измельчения грубых растительных кормов в условиях пустынной
зоны) со снятыми решетками для регулирования степени измель-
чения.
Для обработки такого вида заполнителя, как гуза-пая и ри-
совая солома (которые содержат очесы и волокна), может быть
использована специальная роторно-пальцевая сортировочная ма-
шина РСЩ-1, разработанная в КПТМ НПО Молдавпроектме-
бель. Доизмельчение крупных фракций щепы можно осущест-
влять на измельчителе грубых кормов ФГФ-120 МК «Дарникэ»,
выпускаемом Кишиневским тракторным заводом.
На рис. 2.7 показана сечка гуза-паи с разной степенью из-
мельчения стеблей хлопчатника и различным процентом содер-
жания очесов. Наиболее приемлемая фракция приведена на рис.
27, б, в ней содержание очесов не превышает 8...10% (установка
системы Нигматова). Фракция состоит из частиц: длиной 35 мм —
20%, длиной 25 мм — 55%, длиной 10 мм — 10%; очесы и мелочь
составляют 15%. В заполнителе (рис. 2.7, а) из гуза-паи, полу-
ченном на установке Капранова, преобладают (до 70%) частицы
размером 5... 10 мм, увеличено до 25% содержание мелочи и оче-
54
сов. В заполнителе (рис. 2.7,в) из гуза-паи, измельченном на
кормоизмельчителе, частиц фракции 5... 10 мм содержится 45%,
до 40% увеличилось содержание очесов, остальное количество
составляют мелочь и частицы игольчатого типа.
В процессе проведения экспериментальных работ нами была
изучена возможность использования дополнительно в качестве
сырья для производства арболита отходов хлопкоочистительных
предприятий. Состав отходов: частицы коробочек, стеблей (диа-
метром от 1 до 6 мм, длиной 15...60 мм), хлопковое волокно и
мелкие частицы примесей (песок, мелкие фракции органики).
Усредненно в процентном отношении по массе в представленном
сырье содержалось: коробочек — 52, стеблей — 36, хлопкового
волокна — 5, минеральных примесей и мелких фракций органи-
ки— 7. В связи с затруднительностью расфракционирования
данного вида сырья на составляющие и выравнивания его гра-
нулометрического состава для подбора состава арболитовой
смеси использовался заполнитель товарного вида и состава.
2.1.7.	Виноградная лоза
После обрезки на виноградниках образуется большое коли-
чество виноградных стеблей — лоз (в масштабе страны десятки
миллионов тонн). Рациональная их утилизация — важная народ-
нохозяйственная задача. Были сделаны попытки использовать
сечку виноградной лозы в цементных композитах, однако поло-
жительные результаты, позволяющие использовать ее в промыш-
ленных масштабах, пока не получены. Необходимы дальнейшие
исследования.
Обрезка виноградных кустов заключается в ежегодном уда-
лении части однолетних стеблей (лоз), а также старых ветвей.
Это важнейший агротехнический прием, придающий кусту опре-
деленную форму, соответствующую природным условиям данной
местности, регулирующий рост куста, а также плодоношение, ко-
торое связано у винограда с ростом новых зеленых побегов, по-
скольку на них развиваются органы плодоношения.
Обрезка позволяет преобразовать лианообразное виноград-
ное растение в сравнительно небольшой куст. У виноградного
куста различаются следующие основные части стебля (рис. 2.8):
штамб — многолетняя стеблевая часть от пяточных корней
до первого ответвления; имеет надземную и подземную
части;
плечо — относительно долговечная и постоянная по длине
ветвь, составляющая либо продолжение штамба, либо отходя-
щая от него под определенным углом;
рукав — ежегодно удлиняющаяся ветвь, отходящая от плеча
или штамба; обычно подвергается периодической (через несколь-
ко лет) замене путем омолаживающей обрезки;
55
Рис. 2.8. Веерная шпалерная форми-
ровка виноградного куста
а — штамб; б — постоянные ветви (плечи
рукава): в — рожки (укороченные ветви,
несущие плодовые лозы, обрезанные на
различную длину)
рожок— укороченный двухлетний стебель на конце рукава;
он несет сучок замещения (1...3 глазка) и плодовую лозу в виде
однолетнего стебля, обрезанного на разную длину (5... 12 глаз
ков); на плодовых лозах и сучках развиваются побеги, исполь-
зуемые для получения урожая и дальнейшего формирования
куста.
Самый древний и простой метод обрезки, обеспечивающий
наименьшее удлинение стебля виноградного растения (штамба,
плеча, рукава, рожка и пр.), заключается в короткой обрезке
лозы — на 1...2 глазка от ее основания.
Одновременно с образованием сердцевины рядом с ней из
клеток меристемы возникают вытянутые в длину паренхимные
прокамбиальные клетки. Они дают начало первичным сосудисто
волокнистым пускам и камбию.
У первичного луба образуются сосуды первичной древесины
стебля, развивающиеся в центробежном направлении, у корня —
в центростремительном. Наиболее крупные сосуды первичной
древесины в стебле находятся ближе к периферии (рис. 2.9)
а 6
Рис. 2.9 Анатомическое строение стеб
ля виноградного побега на поперечном
срезе
а — эпидермис; б — колленхима; в — коровая
паренхима; г — эндодерма; д — перикамби-
альные тяжи; е — камбий; ж— первичная
флоэма; з — сосуды первичной ксилемы; и —
сердцевина; к — первичные сердцевинные
лучн
56
Весной после распускания глазков начинается деятельность
камбия и отложение им древесины и луба. В начале весны кам-
бий откладывает крупные клетки и крупные сосуды, а к сере-
дине лета — мелкие, в результате чего образуется годичное коль-
цо. Толщина колец может достигать 0,6...3,4 мм.
К моменту замедления роста побегов в середине лета проис-
ходит образование перидермы, как и в первый год роста стебля.
Перидерма второго года отчленяет перидерму первого года
вместе со старыми слоями луба, что приводит к высы-
ханию последних. Так ежегодно образуется сухая корка в
виде чешуйчато-растрескивающихся напластований отмершей
коры.
В многолетней части луба ситовидные трубки подвергаются
облитерации — сплющиванию под давлением окружающих тка-
ней лубяной паренхимы. Такие участки луба утрачивают функ-
ции интенсивного проведения органических соединений, однако
возрастает их роль как запасающих тканей.
В узлах анатомическое строение стебля несколько иное, чем
в междоузлиях: коровая колленхима развита сильнее, в верхней
части узла она иногда имеет вид сплошного кольца. Склеренхим-
ные тяжи перицикла более широкие, они одревесневают слабее.
Сердцевинные лучи расширенные. Паренхимные листовые щели
увеличивают паренхиматизацию узлов. Сосудисто-волокнистые
пучки, наоборот, сужены, и сосуды тоже более узкие. Сердцеви-
на по мере приближения к узлу расширяется. Клетки ее стано-
вятся более крупными и меньше опробковевают. На узле в по-
перечном направлении развивается особая ткань, разделяющая
полностью или частично сердцевину двух междоузлий и состав-
ляющая диафрагму (рис. 2.10). На узлах, имеющих усики, обыч-
но она полная.
На плодородной и влажной почве многолетний стебель вино-
града может достигать в толщину 25...30 см, в исключительных
случаях — 40 см и даже более, а в длину (высоту) —до 30 м и
более. Стеблевые части виноградного растения представляют
собой совокупность ответвлений разного возраста:
побеги— (стебли, несущие листья) обычно развиваются на
однолетних вызревших стеблях, называемых лозами (в ряде слу-
чаев в сутки рост может достигать 4...5 см и более);
трахеи — очень крупные клетки, видны даже невооруженным
глазом, они значительно больше трахеид (каждая трахея проис-
ходит из группы клеток камбия, а трахеида — из одной клетки;
в трахеях содержатся лишь остатки перегородок, трахеиды име-
ют обычную волокнистую форму). •
Сосуды разбросаны среди основной массы древесины, кото-
рую составляет главным образом перегородчатый либриформ —
толстостенные одревесневшие волокна с перегородками, разде-
ляющими их на ряд камер; этим либриформ отличается от за-
57
Рис. 2.10. Схема разреза стеб-
ля виноградного побега
а — диафрагма на продольном раз-
резе виноградного побега; б—
клетки диафрагмы: / — поры; 2 —
зерна крахмала
мещающих клеток, представляющих такие же волокна, но только
без перегородок.
Трахеи и трахеиды окружены паренхимной обкладкой — дре-
весной паренхимой, состоящей из живых клеток с полуокаймлен-
ными порами со стороны сосуда и простыми порами со стороны
перегородчатого либриформа.
При некоторых условиях (обычно к осени) клетки древесин-
ной паренхимы способны на двухлетних и более старых стеблях
через поры давать выросты внутрь сосудов древесины, так назы-
ваемые тиллы, а также выделять гумми, что вызывает закупор-
Рис. 2.11. Тиллы в сосудах винограда
о — паренхима, окружающая сосуд, дает выросты через поры: б — выросты закупори-
вают сосуд (поперечный разрез); в — то же, в продольном разрезе
58
ку сосудов (рис. 2.11). Тиллы и гумми образуются и при ранении
древесины.
В зависимости от сорта, возраста стебля и условий произра-
стания винограда содержание воды в одревесневших стеблях
колеблется от 30 до 52%, в зеленых — от 55 до 75%. Различное
содержание воды в стеблях указывает на зависимость физиоло-
гической влажности от разных условий. Внутренняя (физиологи-
ческая) влажность тканей винограда зависит не только от их
возраста, но и от анатомического строения. Быстрый рост стебля
обусловливает крупноклеточную структуру тканей. Такие стебли
(например, у жирующих побегов) содержат больше воды, чем
нормальные стебли с менее крупными клетками.
По данным разных исследователей, в вызревших стеблях со-
держится от 2,3 до 3,7 г золы на 100 г абсолютно сухого веще-
ства. В золе преобладает кальций (около 1/3—1/2 ее массы), за-
тем калий (приблизительно 1/4—1/3 всей золы) и фосфор (при-
мерно 1/10). На долю остальных элементов приходится незначи-
тельное количество. В зеленых стеблях содержится 3,9...4% золы
в расчете на абсолютно сухое вещество.
Крахмал по тканям стебля распределяется следующим обра-
зом: сначала и в наибольших количествах он откладывается в
древесинной части сердцевинных лучей, позже и в несколько
меньших количествах — в древесине.
Помимо пластических углеводов, ткани стеблей винограда со-
держат большое количество конституционных соединений — цел-
люлозы (клетчатки) и лигнина, не принимающих непосредствен-
ного участия в метаболизме растения, но входящих в состав кле-
точных оболочек. Пластические углеводы (включая гемицеллю-
лозы), целлюлоза и лигнин составляют до 80...85% от сухого
вещества стеблей винограда.
В табл. 2.16 показана динамика содержания в побегах ряда
пластических углеводов, целлюлозы и лигнина (результаты био-
химических анализов получены в условиях Новочеркасска для
сорта Сенсо, по Рябчуну).
Таблица 2.16. Изменение химического состава лозы в течение
вегетативного периода
Составляющие элементы	Содержание, %, к абсолютно сухому веществу по месяцам								
	15/V	10/VI	30/VI	15/VII	30/VII	15/VIII	5/1X	20/IX	10/Х
Сахара Крахмал Гемицеллюлозы I (еллюлоза Лигнин Материал, х подробно, так изучены.	Н,1 0,5 7,8 34,1 19,3 :арак как	5,2 1,1 16,7 27,2 28,5 териз компе	3,0 1,8 18,9 31,2 26,2 ующи )ЗИТЫ	2,1 3,6 18,2 32,0 27,3 Й ВИ1 с егс	2,2 4,7 17,4 35,3 24.5 iorpaj ИСПС	2,5 6,9 17,8 31,8 25,0 Шую )ЛЬЗОЕ	2,8 9,8 18,4 29,8 23,8 лозу, аниек	2,6 10,7 18,6 29,3 23,3 дан наи	2,6 11,8 18,4 29,1 22,1 более менее
59
Накопление главных составляющих (целлюлозы и лигнина)
в побегах винограда заканчивается в основном к концу июля —
середине августа. Пластические углеводы наиболее интенсивно
накапливаются после прекращения роста куста, в период с 30
июля по 20 сентября.
Химический состав и содержание сложных углеводных со-
ставляющих в виноградном стебле — лозе зависит от биохимичес-
ких и цитохимических процессов, связанных с условиями произ-
растания, сорта винограда и вида виноградных кустов. Поэтому
исследования по использованию виноградного стебля для полу-
чения композита на основе портландцемента должно осущест-
вляться с учетом специфичных характеристик конкретного сорта
винограда.
2.1.8.	Лубяные растения
По объему производства природные волокна можно располо-
жить в следующем порядке: хлопок, джут, шерсть, асбест, лен,
шелк, конопля и т. д.
Общее годовое производство джута в мире составляет около
2,5 млн т. Пз 770 тыс. т в год льна свыше 90% производится в
СССР и в Восточной Европе.
Наибольший интерес для производства ДЦК представляют
целлюлозосодержащие отходы переработки лубяных растений
(костра волокон): льна, конопли, кенафа, джута, кендыря, рами
и др. Лубяные волокна содержатся в коре (лубе) стебля расте-
ния.
Костра лубяных культур, в особенности конопли и льна,—
распространенное и дешевое сырье. Ежегодно выход только ко-
стры льна и конопли составляет более 1 млн т.
В нашей стране примерно 25 областей имеют значительные
площади посевов конопли. К таким областям относятся Орлов-
ская, Курская, Брянская, Пензенская, Черниговская, Сумская и
Полтавская. В значительном количестве конопля выращивается
в Краснодарском крае, в автономных республиках Мордовской,
Северо-Осетинской, Кабардино-Балкарской, Татарской, Башкир-
ской; в областях: Одесской, Днепропетровской, в отдельных
районах Литовской и Белорусской ССР и в других районах.
Применение отходов льняных и пеньковых заводов может удов-
летворить нужды строителей указанных выше районов в тепло-
изоляционном и конструкционно-теплоизоляционном материале
для зданий различного назначения в объеме 2 млн м3 изделий.
Лен — однолетнее растение, длина волокон которого в зависи-
мости от вида и условий произрастания может быть 4 мм и бо-
лее при ширине 0,01...0,03 мм. Для волокон льна характерны сле-
дующие черты строения: заостренные концы, узкий нитевидный
канал (полость клетки), доходящий до концов клетки, сильно и
60
Рис. 2.12. Схематический рисунок лубяных волокон из стебля льна
На нижнем рисунке показан конец волокна, на левом верхнем — средняя его часть
(видна узкая полость, доходящая до конца волокна); в толще оболочек видны про-
стые поры, на верхнем справа рисунке приведен поперечный разрез трех волокон
равномерно утолщенные оболочки, щелевидные простые поры
(рис. 2.12 и 2.13). Как видно из рис. 2 14 и 2.15, структура стеб-
ля кенафа и джута сходна со структурой льна. Все они содержат
волокнистые пучки лубяных волокон.
Из сельскохозяйственных отходов костра льна является од-
ним из самых распространенных. Она состоит из волокон длиной
до 50 мм, шириной до 3 и толщиной до 0,3 мм, содержит целлю-
лозу (77,4%), гемицеллюлозу (16,2%), водорастворимые веще-
ства (3,4%), смолы (19%), жиры и воск. Ее насыпная объемная
масса—110. 120 кг/м3, средняя влажность (в отвалах) —
15..20%, гигроскопичность 24,8%, водопоглощение — 220...
240% (по массе), температура возгорания 21О...22О°С, теплопро-
водность (в сухом состоянии) —0,04...0,37 Вт/(м - °C). В костре
льна содержится значительное количество экстрактивных ве-
ществ, в частности моносахаров, которые, по мнению исследова-
телей, отрицательно влияют на процессы твердения портландце-
мента.
Рис. 2.13. Поперечный
срез стебля льна, увели
чеиие X 280
1 — эпидермис (кожица): 2 —
покровная ткаиь (кора): 3—
волокнистые пучки: 4 — дре-
весина; 5 — сердцевина
61
Рис. 2.14 Рабочая фракция сечки
кенафа (а), поперечный срез стеб
ля кенафа (увеличение X 120 (б)
1—кожица; 2 — колленхима; 3 — мно-
горядиые пучки лубяных волокон
Во Вьетнаме для производства ДЦК широко применяются
(табл. 2.17) волокнистые сельскохозяйственные отходы от пло-
дов кокосовых пальм (кокосовое волокно) и джута.
Костра льна в отличие от костры конопли и древесных ча-
стиц незначительно изменяет свои линейные размеры даже при
трехсуточном вымачивании в воде. Однако ее применение на
основе портландцемента менее эффективно, чем использование
костры конопли, так как первая содержит значительное количе-
ство экстрактивных веществ, смолы, жира и воска, и из-за
гладкой («глянцевой») поверхности ухудшает адгезию заполни-
теля с цементным камнем. Как показала практика, для получе-
ния нормативной средней плотности и прочности изделий на со-
62
Рис. 2.15 Поперечный срез стебля джута (с) и деталь лубяного пучка (б)
1 — кожица: 2— покровная ткань (колленхима); 3 — многорядные пучки лубяных во-
локон; 4— камбиальный слой (генеративная ткань); 5 — древесина
ставах, предусмотренных СН 549—82 «Инструкцией по произ-
водству и применению конструкций и изделий из арболита» и
«Рекомендациями по расчету и изготовлению изделий из пори-
зованного арболита» (НИИЖБ. — М., 1982), предлагаемого
расхода портландцемента недостаточно.
Таблица 2.17. Химический состав и физико-механические
свойства сельскохозяйственных отходов, произрастающих в СРВ
Характеристики	Джутовое волокно	Кокосовое волокно
Содержание органических веществ, % абсолютно сухого вещества:		
целлюлоза	6,2	44,26
лигиин	20,0	45,65
пентоза	3,8	1,60
другие	14,2	8,49
Прочность при растяжении, Н/мм2	325,4	147,6
Коэффициент удлинения. %	3,16	26,0
Средняя плотность, кг/м3	1520	1380
Для производства ДЦК костра конопли имеет ряд сущест-
венных преимуществ перед кострой льна. Хорошие прочностные
показатели ДЦК (в частности арболита) на портландцементе с
использованием костры конопли объясняется тем, что на пень-
козаводах до извлечения лубяных волокон стебли конопли под-
вергаются длительной гидротермальной обработке (в течение
20. .30 суток вымачиваются, затем сушатся), что позволяет су-
щественно снизить содержание в них легкогидролизуемых ве-
ществ, тормозящих твердение портландцемента.
Применение костры конопли для производства арболита более
рационально еще и потому, что фракционный состав костры, по-
ступающей с пенькозаводов, удовлетворяет предъявляемым тре-
63
бованиям. Опыт применения костры конопли для производства
арболитовых конструкций и изделий в Краснодарском крае и
ряде областей Украины показывает целесообразность и перспек-
тивность ее использования с этой целью.
Костра конопли — отход первичной переработки стеблей ко-
нопли при получении пеньки из волокнистого луба Размеры ча-
стиц костры по длине составляют 10..70 мм, по ширине —
2...2,5 мм, средняя насыпная плотность—100. 120 кг/м3. Состав
костры конопли следующий: сырая клетчатка (57,6%), целлюло-
за (16%), лигнин (18,05%), зола (0,5%), прочие составляющие
(7,85%).
Диаметр стебля конопли обычно равняется 2...8 мм, его од-
ревесневшая часть — кольцо и сердцевина — имеет большое чис-
ло водоносных сосудов с внутренней полостью по длине стебля,
поэтому экстрагирование водой вредных для цемента веществ из
стебля конопли проходит быстрее и полнее, чем у древесины.
Стенки клеток конопли более тонки и рыхлы. Это также ускоря-
ет процесс растворения и выноса из нее веществ, вредных для
цемента. В связи с этим при производстве арболита с использо-
ванием костры конопли часто нет необходимости предварительно
замачивать ее с применением химических добавок.
С целью изучения влияния размеров частиц костры конопли
на прочность арболита были изготовлены три партии образцов:
в одних заполнителем была костра без дополнительной обработ-
ки (т. е. взятая непосредственно с заводов); в других — дробле-
ная на установке ДКУ без сеток; в третьих — дробленая на ДКУ
с сеткой (диаметр отверстий 5 мм).
Крупность частиц костры определяли рассевом навески на
ситах с отверстиями диаметром 20, 15, 10 и 5 мм. Фракционный
состав костры различных видов приведен в табл. 2.18.
Таблица 2.18. Фракционный состав костры конопли
Костра	Остаток, %, на сите с отверстиями, мм				Прошло че- рез сито с отверстиями диаметром 5 мм, %
	20	15	10	5	
Не подвергавшаяся дробле НИЮ Дробленая на установке ДКУ без сеток с сеткой диаметром отверстий 5 мм	19,4	4,7	39,4 4	25,2 79 7	п,з 17 93
Массовая влажность костры конопли в воздушно-сухом со-
стоянии колеблется в широких пределах и зависит от относитель-
ной влажности воздуха, обычно влажность костры составляет
17...22%. Показатели сорбционного увлажнения костры при тем-
пературе 20±2°С и различной влажности воздуха приведены в
табл. 2.19.
64
Таблица 2.19. Сорбционное увлажнение, %, костры конопли
в зависимости от относительной влажности воздуха
Относитель- ная влаж- ность воз- духа, %	Через 10 суток	Через 20 суток	Макси- мальное
40	7,63	7,70	7,80
60	10.15	10,24	10,30
— 80	16.83	17,10	17,20
97	25,40	26,62	26,70
100	27,43	30,10	30,20
Гигроскопичность и сорбционное увлажнение костры конопли
близки по своим значениям к таким же свойствам древесины.
После 10-суточного пребывания в воздушной среде с относитель-
ной влажностью воздуха 100% гигроскопичность костры состав-
ляет 27,43%- Костра весьма интенсивно поглощает воду, и через
8 ч влажность ее достигает 450% по массе. Это большой недо-
статок заполнителя.
Установлено повышение прочности арболита на растяжение
при изгибе с увеличением размеров частиц костры. Объясняется
это тем, что крупные частицы костры как бы армируют арболит.
Наибольшее значение предела прочности при изгибе имели об-
разцы, изготовленные на костре, не подвергавшейся предвари-
тельному дроблению. Фракционный состав костры таков, что при
изготовлении арболита она не нуждается в какой-либо обработ-
ке, кроме рассева.
До приготовления арболитовой смеси из костры должны быть
удалены отдельные комковатые включения пакли и мелкие ча-
стицы, проходящие через сито с отверстиями размером 1 мм.
Обычно количество таких частиц, включая пыль, доходит до
3,7% от массы заполнителя. Заполнитель из костры конопли не
должен иметь гнилостного запаха и видимых признаков гнили.
Массовая влажность костры должна быть не более 20%, по-
этому ее необходимо хранить под навесом или на закрытом
складе.
2.1.9.	Рисовая солома. Рисовая
и подсолнечная лузга
Арболит на рисовой соломе относится к трудносгораемым и
биостойким материалам. Рисовая солома усреднение содержит
целлюлозу (50%), лигнин (12%), пентозу (20%) и другие орга-
нические и минеральные вещества (18%).
Физико-механические свойства рисовой соломы следующие:
прочность при растяжении — 306,2 Н/мм2, коэффициент удлине-
ния— 2,21%, средняя плотность — 35...50 кг/м® (при длине из-
мельченных частиц 20...50 мм). Истинная плотность рисовой со-
ломы 1500 кг/м3.
3 Заказ № 394
65
Рис 2.16. Рабочая фракция сечки рисовой соломы
Рис. 2.17. Обеспыленная рисовая лузга
Заполнитель из рисовой соломы для приготовления арболита
должен удовлетворять определенным требованиям (рис. 2.16).
Длина частиц не должна быть более 40 мм, при рассеве на ситах
остаток частиц, % по массе, не должен превышать: на сите с
отверстием 10 мм — 30; 5 мм — 60; 2 мм — 5; на дне (0 мм)—5.
Содержание примеси листьев, рисовой шелухи, корней не
должно быть более 5% по массе. Заполнитель из рисовой соло-
мы не должен иметь видимых признаков гнили и плесени, а так-
же содержать куски грунта, растительного слоя почвы и другие
примеси.
Рисовая лузга. В качестве новых видов сырья для получения
строительных материалов все большее значение приобретает ри-
совая лузга (рис. 2.17). Из-за плохой сгораемости, высокой био-
логической устойчивости, незначительной перевариваемости жи-
вотными она практически не используется в качестве топлива,
удобрения и кормов. Влажность ее составляет 10...13%.
Насыпная плотность рисовой лузги составляет 114 кг/м3, про-
сеянной лузги— 150...180 кг/м3. На Краснодарском гидролизном
заводе разработана технология брикетирования рисовой лузги,
обеспечивающая ее транспортабельность. Наиболее приемлем
способ прессования на штемпельных прессах, где удается до-
стичь плотность брикетов 800...900 кг/м3.
В масштабах нашей страны количество образующейся рисо-
вой соломы составляет примерно 2,5 млн т.
Подсолнечная лузга. Подсолнечную лузгу поставляют масло-
бойные заводы в крытых железнодорожных вагонах, автотранс-
портом в прицепах большой вместимости, пневмотранспортом,
который рационально применять при расстояниях между завода-
ми не более 0,5...1,0 км.
Подсолнечная лузга имеет однородный гранулометрический
состав. Средний размер частиц колеблется в следующих преде-
лах: длина — 4...8 мм, ширина— 1.5...3 мм.
Как и рисовая лузга, она может храниться в куче на откры-
той площадке до 4...6 месяцев, гниению и воздействию внешних
условий подсолнечная лузга не подвергается. Однако при хране-
нии более 6 месяцев возможны самопроизвольные возгорания
куч, поэтому необходимо соблюдение противопожарных правил.
Расстояние между зданиями и кучами, а также размеры куч
принимаются по противопожарным нормам строительного про-
ектирования складов лесных материалов.
Промышленного производства ДЦК с использованием под-
солнечной лузги нет. В ЦНИИЭПсельстрое и других организа-
циях арболит с применением подсолнечной лузги получен лишь
в лаборатории.
3*
67
2.1.10.	Транспортирование, учет и хранение
древесного, сельскохозяйственного
и дикорастущего сырья
Способ доставки и учета древесного сырья зависит от вида
последнего. В производстве ДЦК в качестве древесного сырья
применяют тонкомер, дровяную древесину в виде круглых и ко-
лотых поленьев диаметром от 4 см и выше; отходы лесозагото-
вок—вершины, ветви, сучья; лесосечные отходы — мелкий круг-
лый лес диаметром менее 8 см, образующиеся от рубок, расчи-
стки площадей перед лесозаготовкой; кусковые отходы лесопи-
ления и деревообработки в виде неделового горбыля, реек, срез-
ков, торцов, обрезков брусков и досок и др.; мягкие отходы —
станочная стружка и лесорамные опилки.
Наиболее простой способ учета древесного сырья — обмер от-
ходов в складочной мере и пересчет полученной кубатуры на ку-
батуру плотной древесины путем умножения первой на коэффи-
циенты заполнения габаритного объема (полнодревесности). По-
лучаются следующие соотношения:
У,м = УсклК, ИЛИ Ускл = Упл/К,
где УПл, Ускл —объемы древесины соответственно в плотной и складочной
мере; К — коэффициент полнодревесности (заполнения).
Массу отходов можно определить по формуле
Рпл === Рскл/К, ПЛИ Р СКЛ = Р плК,
где Рпл, Рскл — масса древесины соответственно в плотной и складочной мере.
Коэффициент полнодревесности К для уложенных реек и гор-
былей в зависимости от их длины составляет 0,5...0,6, для ще-
пы— 0,4, стружек — 0,2, опилок — 0,3.
Низкокачественную дровяную древесину длиной до 3 м
укладывают в поленницы, обмеряют их в складских кубических
метрах. Плотность кладки низкокачественной древесины в по-
ленницах должна соответствовать коэффициентам полнодревес-
ности, указанным в табл. 2.20.
Коротье дровяной древесины (длиной 1,25...1,5 м) может хра-
ниться в кучах, что существенно экономичней штабельного хра-
нения. Однако хранение коротья (баланса) в кучах приводит к
его неравномерной влажности (рис. 2.18). При длительном хра-
нении баланса в поперечном сечении кучи четко различаются
три зоны: I — зона влажного хранения, внутри кучи (w =
=50...65%); II — зона полувлажного хранения, находящаяся
ближе к периферии кучи; III — зона сухого хранения у поверх-
ности кучи.
В зоне I баланс сохраняет свою начальную влажность в тече-
ние всего периода хранения и мало повреждается грибками и
червоточиной. Однако коротье в этой зоне обычно сильно засо-
рено большим количеством опилок и остатков коры, что загряз-
68
Таблица 2.20. Коэффициенты полнодревесности для перевода складочных мер
низкокачественной древесины в плотные
Группа древес- ных пород	Коэффициенты полнодревесиостн при длине кряжей, м									
	0,25	0,33	0,5	0,75	1	1.25	1,5	2	2,5	3
Круглые тонкие (толщиной 3. . .10 см>
Хвойные Лиственные	1 °-79 1 1 0,75 |	0,77 I 0,72 |	0,74 I 0,69 |	| 0,71 I 0,69 I 0,67 |	I 0,66 1 0,6	1 0,64 I 1 0,58 |	0,62 | 0,56 1	0,61 0,55
				| 0,65 | 0,63 [ 0,61 |				
Хвойные	Крупные средние и I 0,81 I 0,79 I 0,76 1			толстые (толщиной 0,74 I 0,72 I 0,71 I	более I 0,7	11 см> 1 068 1	0,67 |	0,66
Лиственные	1 0,8 |	0.78 |	0,75 1	0,72 | 0,7 | 0,68 |	0,67	1 0.65 |	0,63 |	0,62
Хвойные	I 0,77 I	0.75 I	0,73 I	Колотые I 0,71 I 0,7 | 0,69	1 0,68	I 0.66 |	0,64 I	I 0,63
Лиственные	1 0,76 |	0.74 |	0,71 |	| 0,69 1 0,68 | 0,67	| 0,65	1 0,63 |	0,62 |	[ 0,6
Хвойные	I 0,77 I	Смесь 0.75 I	(круглых 40% и колотых 0,73 I 0,72 1 0,7 I 0,69		60%) I 0,68	1 0,67	I 0,66	1 0,65
Лиственные	1 0.76 |	0.74 |	0,71	| 0,69 | 0,68 [ 0,67	1 0,66	1 0,65	1 0,64	1 0,63
няет баланс и способствует пропитке его таннидами коры. В зоне
II баланс медленно высыхает до влажности 40...50%. В верхних
слоях кучи — в зоне III —баланс сохнет довольно быстро, если
и поражается грибками за период высыхания, то только на не-
большую глубину и в незначительной степени.
По условиям сохранности качества древесины хранение в ку-
чах мало отличается от хранения в штабелях. Однако первый
способ дает больше возможности для повышения механизации
производственных процессов на складе, поэтому ему и отдается
предпочтение.
При дефиците древесного сырья арболитовые цеха большой
мощности получают щепу по кооперации с других лесопильных
и деревообрабатывающих предприятий в вагонах или автотранс-
портных единицах.
Оснобание кучи, м
Рис. 2.18. Влажность коротья (баланса) по поперечному сечению кучи после
4 месяцев хранения (начальиая влажность баланса 62. . .67%)
69
Рис. 2.19. Зависимость стоимости щепы
из отходов хвойных пород от расстоя-
ния при перевозке автотранспортом
1 — при объеме кузова 8 мэ; 2. 3, 4Т 5 — то
же. при 12, 24, 37 и 70 м3
Важными вопросами транспор-
тирования отходов является их
транспортабельность, целесооб-
разность и возможность перево-
зок по железной дороге, воде или
автотранспортом.
Важнейшим фактором транс-
портабельности отходов лесопиль-
но-деревообрабатывающей про-
мышленности является их фор-
ма — кусковые твердые, мягкие
в виде опилок, стружек или щепы,
дробленка из кусковых отходов
Вывозка кусковых отходов за
пределы предприятия, даже на
небольшие расстояния, экономически нерациональна с точки зре-
ния трудоемкости складских и погрузочно-разгрузочных работ,
сложности их механизации, малой степени использования гру-
зоподъемности подвижного состава и мощности тягового меха-
низма. Более транспортабельны отходы в виде щепы.
Для перевозки технологической щепы используют вагоны-ще-
повозы модели 22-478 вместимостью 135 м3 или открытые четы-
рехосные вагоны общего назначения вместимостью 65 м3, из ко-
торых щепу выгружзют краном, снабженным грейфером. При
доставке щепы автотранспортом применяют специализированные
щеповозы модели ЛТ-7А с самозагружающимся кузовом вмести-
мостью 37 м3.
Следует отметить, что перевозка технологической щепы авто-
транспортом с объемами кузовов 8, 12, 24, 37, 45 и 74 м3 нахо-
дит все более широкое применение. Об экономической целесооб-
разности такого способа перевозки щепы по дорогам I и II кате-
горий можно судить по данным рис. 2.19. Для дорог более низ-
кой категории затраты увеличиваются максимально на 4%.
При поступлении на завод щепы в автомашинах приемку ее
осуществляют путем взвешивания сырья на автомобильных ста-
ционарных весах с циферблатным указателем типа АЦ-10. Авто-
мобили и полуприцепы взвешивают до и после загрузки щепой
Предел взвешивания — 0,5...10 т. Весы имеют платформу длиной
5,5 м, шириной 3 м
Экономическая целесообразность использования этого вида
сырья определяется объемом кузова автомобиля и расстоянием
70
перевозки. Важным фактором, влияющим на затраты по транс-
портированию щепы, является коэффициент использования гру-
зоподъемности автотранспорта. При существующих типах авто-
транспорта максимальное расстояние перевозки, обеспечиваю-
щее экономическую целесообразность применения щепы из отхо-
дов, не превышает 160 км при объеме кузова 70 м3.
Накопление и хранение технологической щепы. Может осу-
ществляться в бункерах и бункерных галереях, реже — в кучках
на открытых складских площадках. Типовые решения склада
открытого хранения щепы (вместимостью 1...5 тыс. м3) преду-
сматривают создание площадок с твердым покрытием (из ас-
фальта, бетона) размером не менее 40X60 м. Площадка должна
иметь уклон, обеспечивающий отвод дождевых вод. По перимет-
ру ее устанавливается сетчатое ограждение высотой 2,5 м, пре-
дотвращающее унос щепы.
Максимальный объем щепы, который может храниться в
куче:
V, = [LBH — H4ga(L + В) + 4/3 • tf3tg2a]K
объем щепы, хранящейся в бунтах,
у2 = 0,131 (£>3/tga)K,
где D — диаметр основания при хранении щепы в куче, м; L, В. Н — соот-
ветственно длина, ширина и высота бунта щепы, м; а — угол естественного
откоса (для технологической щепы a = 40. . .42 °C).
Насыпная плотность (масса) щепы или масса единицы ее
объема может быть определена по формуле
Рщ = Ищ/V = рс'Хп,
где рщ — насыпная плотность щепы, кг/м3; — масса щепы, кг; V — объем,
занимаемый щепой, м3; рв-— плотность древесины (при влажности w. %),
из которой получена щепа; Кп — коэффициент иолнодревесности, характери-
зующий плотность укладки щепы- К,, = 1/Ущ (здесь Ущ— насыпной объем
щепы, полученной из 1 м3 древесины, м3).
Коэффициент полнодревесности зависит от размеров и формы
щепы, а также от степени ее уплотнения при укладке Для
щепы, применяемой в производстве арболита, К = 0,35...0,42
(табл. 2.21).
Таблица 2.21. Коэффициенты полнодревесности и насыпная плотность щепы
при различной влажности
Показатели	Порода	Влажность щепы абсолютиая/относительная, %										
		20/17	30/23	40/28	50/34	60/37	70/42	80/44	90/47	100/50	110/52	120/54
Насыпная плот-	Сосна	188	196	211	225	240	254	267	280	295	310	325
ность, кг/м3	Ель	185	192	215	226	236	245	257	266	275	287	300
Средняя плот-	Сосна	520	550	590	640	680	720	760	810	850	880	933
иость. кг/м3	Ель	460	490	520	560	600	640	670	710	750	790	820
Коэффициент	Сосна	0,362	0,357	0.358	0.351	0.353	0.353	0,351	0,346	0,347	0,348	0,349
полнодревесности	Ель	0,401	0,390	0,415	0,404	0,394	0,383	0,383	0,375	0,367	0,365	0,393
71
Насыпная масса измельченного сырья рс растительного про-
исхождения определяется по формуле рс=mc/V.
При загрузке сырья в бункер верхние слои оказывают дав-
ление на нижние, что приводит к повышению массы 1 м3 сырья
в нижних слоях. С увеличением высоты бункера будет повы-
шаться статическое давление от собственной массы раститель-
ного материала; в этом случае немаловажную роль будет играть
влажность сырья.
Насыпная масса некоторых видов сырья, приведенная к аб-
солютно сухому состоянию (т. е. учет ведется в тоннах абсолют-
но сухого сырья), приведена в табл. 2.22.
Таблица 2.22. Насыпная масса отходов сельскохозяйственного производства
и дикорастущих однолетних растений
Сырье	Насыпная масса, кг/м3	Сырье	Насыпная масса, кг/м3
Подсолнечная лузга: натуральная сплющенная Тростник (сечка)	100 130. .140 97	Гузапая (сечка) Хлопковая шелуха Рисовая лузга	ПО.. .120 190... 195 114
Насыпная масса сырья зависит от многих факторов: плот-
ности растительных материалов, из которых она получена, фор-
мы и размеров частиц, полнодревесности, размеров емкости, спо-
собов насыпания и т. д.
Влажность древесины определяется количеством содержа-
щейся в ней воды, выраженным в процентах, по отношению либо
к массе абсолютно сухой древесины (абсолютная влажность),
либо к массе влажной древесины (относительная влажность).
Для пересчета абсолютной влажности waoc в относительную
Шотн и наоборот применяются следующие формулы:
да.бс = 100wотн/(100 — wотн) ,
СИоти = 100tt),Oc/(100 + Юавс).
На практике принято вести расчеты на относительную влаж-
ность, поэтому дальнейшее изложение будет ориентировано
только на этот показатель.
Состояние древесины, при котором в ней содержится только
связанная влага, т. е. стенки клеток насыщены влагой, а их по-
лости заполнены воздухом, соответствует точке насыщения воло-
кон (имеет место примерно при 23%-ной относительной влаж-
ности). Начиная с этой точки, удаление влаги из древесины со-
провождается усушкой последней, т. е. уменьшением объема дре-
весины вследствие сжатия и коробления клеточных оболочек.
Содержание абсолютно сухого вещества на 1 м3 древесины
влажностью 23% и выше остается неизменным, тогда как плот-
ность древесины с увеличением влажности возрастает. Анало-
72
гично при влажности 23% и выше насыпная масса сырья, приве-
денная к абсолютно сухому состоянию, не меняется (если исклю-
чить влияние различных факторов).
Указанные физические свойства древесины — ее плотность,
влажность, высыхание, усушку необходимо принимать во внима-
ние при учете сырья.
Для закрытого хранения щепы используют в основном бун-
керные гелереи. Они имеют наклонное дно и боковую одно- или
двустороннюю разгрузку. Для лучшего высыпания щепы перед-
няя и задняя стенки бункера наклонены под углом до 10° к вер-
тикальной плоскости, уклон дна достигает 50...60 °. Люки для
высыпания щепы выполняются на всю ширину отсека.
Другая разновидность складов —галереи, у которых дно
представляет собой одну или две створки, открывающиеся при
помощи рычажной системы. Щепа в бункера подается скребко-
выми конвейерами с нижней рабочей ветвью или ленточными
конвейерами с плужковыми сбрасывателями. Галереи в зависи-
мости от объемов бункеров используются для загрузки щепой
железнодорожных вагонов или автомобильного транспорта.
Техническая характеристика бункерной галереи
Вместимость бункера, м3 .	.	.	.	50
Число установленных электровибраторов, шт.	6
Производительность при загрузке, т/ч	Около 50
Загрузочный конвейер:
тип	Скребковый
реверсивный
скорость движения цепи,	м/с	0,5
мощность привода, кВт	10
Габаритные размеры, мм;
длина .	12	000
ширина	6	000
высота	8	800
Значительно лучшие условия хранения создаются в бункерах.
Наиболее распространены вертикальные бункера прямоуголь-
ного или круглого сечения. Круглые бункера разгружают та-
рельчатым питателем, укрепленным на вертикальном валу в ниж-
ней сужающейся части (горловине) бункера. Вместимость бун-
керов для щепы и дробленки составляет 50...300 м3. Необходи-
мое количество бункеров определяется исходя из мощности пред-
приятия.
Головным конструкторским бюро по деревообрабатывающему
оборудованию (ГКБД) разработаны вертикальные бункера ти-
пов ДБО-ЗОО, ДБО-150 и ДБО-60 для создания запасов щепы
или дробленки с непрерывным ее дозированием. В цехах неболь-
шой мощности могут использоваться бункера типов ДБВ-1 и
ДБО-1.
Щепу можно хранить в кучах на специально созданных для
этого бетонированных площадках. Хранение древесного сырья в
73
виде щепы уменьшают встречные перевозки древесины, исклю-
чает операции складирования лесоматериалов. При формирова-
нии куч щепа различных пород перемешивается, что способст-
вует однородности по породному составу. Однако при длитель-
ном хранении технологической щепы в таких условиях часть
сырья теряется, увеличивается доля мелкой фракции. Хранить
щепу в кучах целесообразно не более 4...6 месяцев, что отвечает
условиям, регламентирующим сроки поставки и использования
древесного сырья.
Хранение дикорастущих растений и отходов сельскохозяйст-
венного производства. Хранение недревесных вторичных ресур-
сов связано со спецификой этих растений и сезонностью их за-
готовки, а их учет осуществляется теми же приемами (по фор-
мулам), что цельной и измельченной древесины.
Камыш обычно заготовляют в зимний период. Поэтому для
обеспечения бесперебойной работы арболитового завода необхо-
димо зимой создавать соответствующие запасы этого растения.
В табл. 2.23 и на рис. 2.20 приведены наиболее рациональные
формы укладки камыша в штабеля на длительное хранение,
принятые на предприятиях, где применяют этот заполнитель.
Таблица 2.23. Размеры штабелей для хранения камыша, м,
и плотность его укладки, кг/м3
Форма штабеля	Диаметр основания	Длина	Ширина	Высота	Плотность укладки
Конусообразная	4. .6	—	__	5	100
Цилиндрическая с конус-	5...6	—	—-	5	200
ным завершением					
Прямоугольная					
малый штабель	•—•	15	6	5	300
большой »	—	20	10	4	300
Надземная часть тростника состоит из стеблей, рубашек,
листьев и метелок. Заготавливается тростник высотой не менее
2 м. Снопы тростника обычно имеют влажность 12...15%. При
хранении более влажного тростника он быстро разрушается
микроорганизмами.
Тростник, связанный в снопы или упакованный в кипы, хра-
нится в скирдах. Наружные слон для обеспечения прочности
укладываются крестообразно. Внутренняя часть скирды заполня-
ется снопами, укладываемыми параллельно. Скирды выклады-
вают высотой до 8 м и завершают конусом с углом до 45...60 °.
Скирду покрывают тростником, связанным в снопы массой по
10... 12 кг из наиболее толстых стеблей, или матами. Ширина
скирды принимается 12...20 м, длина — 50...70 м. Необходимо
исключить увлажнение скирд влагой из почвы.
Стебли хлопчатника (гуза-пая) доставляют на перерабаты-
вающие предприятия автомобильным транспортом и в железно-
дорожных вагонах россыпью, в связках, кипах или в измельчен-
74
Рис. 2.20 Способы укладки камыша
а — конусообразные штабеля (шиши); б — цилиндрические штабеля с конусным за-
вершением; в — прямоугольные штабеля (скирды-кагаты)
ном виде. Спрессованные кипы стеблей хлопчатника имеют раз-
меры 45Х36Х (80...100) см. Такая кипа весит 40 кг.
Измельченные на дробилке марки ДМ-1 стебли хлопчатника
имеют среднюю длину частиц 25 мм и максимальную 50 мм.
Влажность стеблей составляет 10...15%.
Заводские склады рассчитываются на хранение запаса гуза-
паи на период прекращения подачи его от мест заготовки. Скла-
ды гуза-паи создаются на открытых площадках с хорошим сто-
ком воды. Вокруг склада делают водоотводы. В кучу заклады-
вают только сухое сырье влажностью не более 15%.
Площадку под склад выбирают с подветренной стороны. При
хранении на незабетонированной площадке место под каждую
кучу подсыпается на 30.. 40 см грунтом и покрывается старыми
сухими стеблями.
75
Солома зерновых культур (ржаная, пшеничная, рисовая и
другая) поступает на переработку в мятом виде. Непрессован-
ная солома может доставляться только из близлежащих мест.
Для облегчения перево°ки солому прессуют в кипы размером
120X66X55 см.
Кипы соломы подаются на перерабатывающие предприятия
автомобильным транспортом или по железной дороге на откры-
тых платформах. Для закрепления соломы на платформах ста-
вят стойки и скрепляют их вверху проволокой.
Прессованную солому укладывают в скирды высотой 10... 15 м,
шириной до 20 м. Скирды накрывают непрессованной соломой.
Для механизации складирования соломы применяют башенные
краны.
Места под укладку скирд окружают канавами для отвода
дождевой воды. Для уменьшения потерь можно использовать
крытые склады. Однако этот метод хранения требует значитель-
ных капитальных затрат и затрудняет механизацию. В целях
снижения потерь необходимо в скирды укладывать только сухую
солому.
Хлопковая шелуха поставляется на заводы, расположенные в
районах посева хлопка. Она представляет собой твердую обо-
лочку семян, покрытую с наружной поверхности волокнами де-
линта. Хлопковая шелуха является отходом маслоэкстракцион-
ных заводов. При расположении заводов в непосредственной
близости от поставщиков хлопковую шелуху подают на откры-
тый склад пневмотранспортом или автомобильным и железно-
дорожным транспортом. Качество хлопковой шелухи характери-
зуется сортом исходных семян. Серая шелуха снимается со зре-
лых семян и является лучшим сырьем для переработки методом
гидролиза. Желтая шелуха снимается с недозревших семян и
считается сырьем пониженного качества.
На заводы поступает хлопковая шелуха влажностью 12...15%.
Благодаря однородности состава сырья учет его легко осущест-
вляется на ленточных автоматических весах при перемещении
хлопковой шелухи по транспортерам. Хранится хлопковая шелу-
ха на открытых складах сырья в кучах. Основание кучи должно
быть забетонировано или заасфальтировано.
Противопожарными нормами строительного проектирования
складов лесных материалов предусмотрены расстояния между
зданиями и кучами, а также габаритные размеры куч. Геометри-
ческие размеры штабеля определяются так же, как для древес-
ного сырья.
76
2.2.	Сырьевые компоненты для производства ДЦК
2.2.1.	Вяжущие вещества
Вяжущие вещества, применяемые для производства ДЦК,
должны удовлетворять требованиям следующих стандартов:
портландцемент и быстротвердеющий портландцемент — ГОСТ
10178—76*; цемент сульфатостойкий — ГОСТ 22266—76*; порт-
ландцемент белый — ГОСТ 965—78; портландцемент цветной —
ГОСТ 15825—80.
Марка цемента не должна быть ниже 300 — для теплоизоля-
ционного арболита и 400 — для конструкционного.
Качество вяжущего и заполнителя должно обеспечивать ко-
эффициент пригодности (удельный расход цемента на единицу
прочности арболита на сжатие) не более 15.
Для приготовления поризованного арболита рекомендуются
портландцемент и быстротвердеющий портландцемент, а также
сульфатостойкий цемент, кроме пуццоланового, марки не ниже
400 и белитошламовый цемент.
При возможности выбора портландцемента предпочтение от-
дают алитовым цементам, содержащим в основном трехкальцие-
вый силикат. Такой’ цемент обеспечивает в первые сутки более
интенсивный набор прочности по сравнению с белитовым цемен-
том.
Для приготовления арболита по ТУ 65-484—84. Арболит на
шлакощелочном вяжущем применяют шлакощелочные вяжущие
(ОСТ 67-11—84, РСТ УССР 5024—83, РСН 336—84 Госстроя
УССР, £>СН 25—84 Госстроя УзССР).
С увеличением тонкости помола портландцемента прочность
цементного камня возрастает. Средний размер зерен портланд-
цемента— примерно 40 мкм. Глубина их гидратации через 6...12
месяцев твердения обычно не превышает 10...15 мкм. Таким об-
разом, при обычном помоле портландцемента 30...40% его клин-
керной части не участвует в твердении и формировании структу-
ры камня. С увеличением же тонкости помола цемента содержа-
ние клеящих веществ — гидратов минералов — возрастает, поэто-
му прочность цементного камня повышается. Цементы должны
иметь тонкость помола, соответствующую остатку на сите № 008
не более 15%; обычно она равна 8...12%.
Тонкость помола цемента характеризуется также удельной
поверхностью (см2/г)—суммарной поверхностью зерен (см2) в
1 г цемента. Удельная поверхность цементов — 2500...3000 см2/г.
Для повышения активности цемента и получения быстротвер-
деющего цемента тонкость его помола повышают. Условно счи-
тают, что с ростом удельной поверхности цемента на каждые
1000 см2/г его активность повышается на 2О...25%.
Существенное влияние на прочностные показатели ДЦК ока-
77
Рис. 2.21. Зависимость прочности арболита от вида цемента и его марки
/ — БТЦ марки 500 Воскресенского завода; 2 — ОБТЦ М600 Здолбуиовского завода.
3 — шлакопортлаидцемент М400 Московского элеватора; 4 — портландцемент М500 Бел-
городского завода; 5 — то же, М600 Воскресенского завода; 6 — БТЦ М500 Московского
элеватора; 7 — портландцемент М500 Подольского завода
зывает минералогический состав портландцемента, что хорошо
видно из рис. 2.21.
Применение в качестве вяжущего для ДЦК пуццоланового
портландцемента и шлакопортландцемента снижают прочность
образцов арболита по сравнению с образцами, изготовленными
на портландцементе.
Предпочтительность быстротвердеющих цементов объясня-
ется тем, что они дают возможность получить достаточную проч-
ность ДЦК в ранние сроки, до начала активного выделения
вредных веществ древесины и других целлюлозосодержащих за-
полнителей. Таким образом, процесс гидролиза и гидратации бы-
стротвердеющего цемента протекает в сокращенные сроки воз-
действия экстрагируемых полисахаридов. Гидратация минералов
портландцемента и других клинкерных цементов может быть
ускорена путем введения химических добавок.
Особо эффективны в производстве ДЦК быстросхватываю-
щиеся цементы, позволяющие увеличить оборачиваемость фор-
мующей оснастки. К таким цементам относится белитошламо-
вый цемент (БШЦ), не содержащий алита (трехкальциевый си-
ликат 3CaO-SiO2), наиболее подверженного отрицательным
воздействиям экстрактивных веществ целлюлозосодержащих за-
полнителей. Основным компонентом БШЦ является белит (дву-
кальциевый силикат 2СаО  SiO2), который в меньшей степени
подвержен действию экстрактивных веществ, содержащихся в
78
заполнителе растительного происхождения. Это вяжущее получа-
ют путем совместного помола обожженного при 650...700°C бе-
лого шлама — отхода металлургического производства и 12...15%
гипса. Значительный опыт по использованию БШЦ для произ-
водства арболита накоплен в Красноярсклеспроме.
Недостатком БШЦ, сдерживающим более широкое его при-
менение, является неоднородность состава и свойств этого вя-
жущего. —
Для производства ДЦК могут быть также использованы али-
нитовый цемент и вяжущее ВНВ (вяжущее низкой водопотреб-
ности). Алинитовый цемент ТУ 21-20-53—83 получают на основе
алинитового клинкера низкотермального синтеза (обжигом до
спекания при температуре 1000... 1200°C), содержащего хлорид
кальция (хлорид магния) и обеспечивающего преимущественное
содержание в клинкере высокоосновного хлорсиликата кальция
(алинита), а также ортосиликата, хлоралюмината, хлоралюмо-
феррита и хлорферрита. Алинитовый цемент выпускается марок
400, 500 и 550. Его целесообразно использовать для неар мирован-
ных конструкций и изделий.
Более эффективным вяжущим для производства ДЦК явля-
ется вяжущее низкой водопотребности. Его получают совместным
размолом портландцементного клинкера, песка, шлака и супер-
пластификатора С-3. ВНВ выпускается трех видов: ВНВ-100,
ВНВ-50 и ВНВ-30. Ниже приводятся показатели прочности ВНВ
в зависимости от количества вводимой минеральной добавки:
Вяжущее	ВНВ-100	ВНВ-50	ВНВ-30
Количество вводи- мого песка (шлака), %	0	50	30
Прочность на сжа- тие. МПа	80...90	60	40...50
Удельная поверхность вяжущего ВНВ — 4500...5200 см2/г. Сро-
ки схватывания его можно регулировать в широком диапазоне
от 30 мин до 24 ч при нормальных условиях. По сравнению с
портландцементом ВНВ обладает значительно меньшей водопо-
требностью (ИГ 14...16) и большей скоростью набора прочности,
что позволяет улучшить структурообразование в контактной
зоне.
Для изготовления ксилитовых изделий в качестве связующего
применяется каустический магнезит III класса по ГОСТ 1216—
87, смешанный с хлоридом магния по ГОСТ 7759—73 * (каусти-
ческий магнезит может быть заменен на каустический доломит).
Каустический магнезит хорошо твердеет только при положитель-
ных температурах (не ниже 12°C). Это гигроскопичный матери-
ал, он может гидратироваться за счет поглощения влаги из
воздуха. Поэтому каустический магнезит доставляют и хранят
в металлических барабанах или специальной бумажной или по-
79
лиэтиленовой таре. Магнезиальное вяжущее характеризуется хо-
рошим сцеплением с целлюлозосодержащим заполнителем расти-
тельного происхождения, причем композиты на его основе не
подвергаются разложению и загниванию. Однако применение
магнезиального вяжущего для производства ДЦК ограничива-
ется из-за его дефицитности и дороговизны.
Для изготовления из арболита и опилкобетона изделий, экс-
плуатируемых в зданиях с сухим и нормальным влажностными
режимами и неагрессивной газовой средой, может использовать-
ся гипсовое вяжущее (гипс технический высокопрочный, ГОСТ
195—77*) [4].
2.2.2.	Химические и минеральные добавки
При производстве ДЦК широко применяются химические до-
бавки. В смесь их вводят для повышения марочной прочности
композиции, ускорения процессов твердения, улучшения техно-
логических свойств смеси (удобоукладываемость, однородность),
повышения защитных свойств конструкций по отношению к
стальной арматуре (ингибиторы коррозии стали), улучшения
строительных свойств материала.
Добавками служат химические вещества, которые локализу-
ют замедляющее действие экстрактивных веществ, содержащих-
ся в целлюлозном заполнителе, или покрывают частицы запол-
нителя водонепроницаемой пленкой, препятствующей сопри-
косновению вредных веществ заполнителя с цементным тестом.
Многие добавки ускоряют твердение ДЦК, что позволяет сокра-
тить срок воздействия вредных веществ на гидролиз и гидрата-
цию цемента. Для поризации арболита используют пенообразую-
щие и воздухововлекающие добавки В табл. 2.24 перечислены
химические добавки, рекомендованные для приготовления ком-
позиционной смеси.
Выбор химических добавок зависит от вида и качества цел-
люлозного заполнителя, а также плотности ДЦК и степени ар-
мирования конструкций.
При использовании древесного заполнителя и других запол-
нителей растительного происхождения химическая добавка вы-
бирается в зависимости от их активности — содержания сахаров
и водорастворимых экстрактивных веществ. При применении за-
полнителя из хвойной выдержанной древесины (атмосферное
хранение в течение 3 месяцев и более) эффективным ускорите-
лем твердения арболита является хлорид кальция и комплекс-
ные добавки на его основе, а для заполнителя из свежесрублен-
ной древесины — сульфат алюминия и комплексные добавки на
его основе. При использовании заполнителя из смешанных пород
древесины или лиственницы наиболее эффективны комплексные
80
Таблица 2.24. Химические добавки для улучшения свойств арболита
Группа I добавок I	Назначение добавки	Добавки	Номер стандарта или технических условий
1 2 3 4 5	Ускорители твердения Образующие пленку на поверхности заполни- теля Пеиообразующие Воздухововлекающие Гидрофобизующие	Хлорид кальция СаС12 (ХК) Нитрат кальция (Ca(NO3)2 (НК) Нитрит-иитрат-хлорид кальция (ННХК) Сернокислый глинозем (СГ) Жидкое стекло 4- хлорид алюми- ния (ЖС + А1С12) Хлорид кальция + оксид кальция СаС12 + СаО Гидрооксид кальция Са(ОН)2 Стекло натриевое жидкое (ЖС) Жидкое стекло + хлорид кальция (ЖС + ХК) Жидкое стекло + сернокислый гли- нозем (ЖС 4- СГ) Жидкое стекло + фуриловый спирт (ЖС + ФС) Жидкостекольный пенообразова- тель ЖСПО (ЖС + канифоль + + NaOH) Алкилсульфатиая паста СП-1 Вещество жидкое моющее «Про- гресс» СП-3 Смола древесная омылеииая (СДО) Смола нейтрализованная воздухо- вовлекающая (СНВ) Омыленный древесный пек ЦНИПС-1 Этилсиликоиат натрия ГКЖ-10 Метилсиликоиат натрия ГКЖ-11 Полигидросилоксан ГКЖ-94	ГОСТ 450—77* ТУ 6-08-867—79 ТУ 6-18-194—76 ГОСТ 450—77’ ГОСТ 9179—77 ГОСТ 13078—81 ГОСТ 13078—81 ГОСТ 450—77* ГОСТ 13078—81 ГОСТ 13078 81 ГОСТ 19113—84 ГОСТ 2263—79* ТУ 38-1.07 55—80' ТУ 38-10719—77 ТУ 81-05-02—83 ТУ 81-05-16—76 ТУ 6 02-6976—76 ТУ 6-02-6976—76 ГОСТ 10834—76*
добавки: хлорид кальция + жидкое стекло и хлорид кальция +
+ известь.
Многие применяемые химические добавки, в том числе серно-
кислый алюминий и хлористый кальций, агрессивны по отноше-
нию к арматурной стали, снижают надежность сохранения неза-
щищенной арматуры. Поэтому введение их в количестве более
2% по массе цемента не рекомендуется. Кроме того, добавка
хлористого кальция в количестве более 8 кг на 1 м3 изделий по-
вышает гигроскопичность изделий.
Выбор и дозирование химических добавок для ДЦК осущест-
вляется заводской лабораторией с учетом конкретных условий и
вида заполнителя.
Химические добавки в арболитовую смесь, как и в другие
ДЦК, вводят в виде водных растворов, заменяя воду затворе-
ния полностью или частично. Для поддержания принятого В/Ц
количество воды, содержащейся в растворах, учитывается при
расчете состава арболитовой смеси. Вода для приготовления
растворов химических добавок и корректировки В/Ц арболито-
вой смеси должна удовлетворять требованиям ГОСТ 23732—79.
Растворы химических добавок готовят в специальных уста-
новках или емкостях с учетом коррозионной агрессивности этих
81
растворов. При приготовлении раствора химических добавок
пользуются следующими расчетами.
Количество сухой добавки Р для приготовления раствора ра-
бочей концентрации определяется из условия:
р = Vdpc/B,
где V -объем приготовляемого раствора, м3; dp—плотность раствора нуж-
ной концентрации, т/м3; с — концентрация приготовляемого раствора, %;
В — содержание основного вещества в товарном продукте, %.
Необходимое количество воды для заправки емкости состав-
ляет 0 = VdP— Р
При применении жидкой химической добавки количество ее
Р\ для приготовления раствора рабочей концентрации определя-
ется из выражения
Р. = (Vdp/cJ/^d,).
где В, —- концентрация исходного раствора жидкой добавки, %; di — плот-
ность исходного раствора вещества, т/м3.
Объем воды для разведения
ции Ф| = V—Pi.
Для ускорения растворения
Таблица 2.25. Количество хлористого
кальция и жидкого стекла, осаждаемых
на дробление при различной плотности
раствора
Время зама- чивания дре-		Плотность	Количество осаждаемого хлористого кальция и
весной	дроб-	раствора,	жидкого стек-
ленки.	мин	г/см3	ла на древе сине, г/% к сухой дроб- ление
Раствор хлористого кальция
10	1,02	4/2
	1,04	И/5,5
	1,06	13/6,5
	1,08	17/8,5
1 сутки	1,02	12/6
	1,04	14 7
	1,06	26/13
	1,08	35/17,5
Раствор жидкого стекла		
10	1,02	5/2,5
	1,04	13/6,5
	1,06	22/11
	1,08	24/12
Примечания: 1. Использовалась
дробленка следующего фракционного со-
става: остаток на сите с ячейками диа-
метром 10 мм—0.8% (по массе), 5 мм—
41,7%; 2,6 мм —45.2%, 1,2 мм и прошед-
шие через эти отверстия — 12.3% 2 Мас-
са навески древесного заполнителя —
200 г (в сухом виде).
добавки до рабочей концентра-
химических веществ при приго-
товлении растворов рекоменду-
ется воду подогревать до 40...
70 °C и растворы перемешивать.
Перед использованием ра-
створа следует определить его
плотность, в соответствии с ко-
торой и устанавливают дози-
ровку. При необходимости
плотность корректируют добав-
лением в раствор воды или хи-
мической добавки. Плотность
растворов определяют при тем-
пературе 18...20°С ареометром
со шкалой от 1 до 1,4 г/см3
или денсиметром.
Как показали исследования,
проведенные в ЦНИИМЭ
(табл. 2.25), количество хими-
ческой добавки, осаждаемой
на древесном заполнителе, су-
щественно зависит от плотно-
сти раствора для замачивания.
Количественное соотноше-
ние компонентов химических
добавок устанавливают с уче-
том конкретных свойств мате-
82
риалов, применяемых для приготовления арболитовой смеси.
Его корректируют при переходе на другие сырьевые мате-
риалы.
Содержание некоторых химических добавок в зависимости от
концентрации раствора приведено в табл. 2.25 — 2.30.
Таблица 2.26 Содержание хлорида кальция в растворах
Концентра- ция раствора, %	Плотность раствора при 20 ° С, Г/СМ3	Содержание безводного CaCL, кг		Концентра- ция раствора, %	Плотность раствора при 20 °C, г/см3	Содержание безводного CaCL, кг	
		в 1 л раствора	В 1 кг раствора			в 1 л раствора	в 1 кг раствора
2	1,015	0,02	0,02	23	1,208	0,278	0,23
4	1,032	0,041	0,04	24	1,218	0,293	0.24
6	1,049	0,063	0,06	25	1,228	0,307	0,25
8	1,066	0,085	0,08	26	1,239	0,322	0.26
10	1,084	0,108	о,1	27	1.249	0,337	0,27
12	1,102	0,132	0,12	28	1,26	0,353	0,28
14	1.12	0,157	0,14	29	1,271	0,369	0,29
16	1,139	0,182	0,16	30	1,282	0,385	0,3
17	1,148	0,195	0,17	31	1,293	0,401	0,31
18	1,158	0,209	0,18	32	1,304	0.417	0,32
19	1,168	0,222	0,19	34	1,326	0,451	0,34
20	1,178	0,236	0,2	36	1,35	0,486	0,36
21	1,18	0,25	0.21	38	1,374	0,522	0,38
22	1,198	0,265	0,22	40	1,396	0,558	0,4
Таблица 2.27 Содержание жидкого стекла в растаорах
Концентра- ция раствора, %	Плотность раствора при 20 °C, г/см1	Содержание безводного жидкого стекла, кг		Концентра- ция раствора, %	Плотность раствора при 20 °C, г/см3	Содержание безводного жидкого стекла, кг	
		в 1 л раствора	в 1 кг раствора			в 1 л раствора	в 1 кг раствора
	Na,  1.	69S1O2			Na2O	2,4SiO:	
1	1,007	0,010	0,01	1	1,007	0,01	0,01
2	1.017	0,020	0,02	2	1,016	0,02	0,02
4	1,036	0,041	0,04	4	1,034	0,041	0,04
6	1,056	0,063	0,06	6	1,052	0,063	0,06
8	1,077	0,086	0,08	8	1,071	0,086	0,08
10	1,098	0,110	0.10	10	1,090	0,109	о.ю
12	1,119	0,134	0,12	12	1,110	0,133	0,12
14	1,141	0,160	0,14	16	1,151	0,184	0,16
18	1.186	0,213	0,18	28	1,285	0,360	0,28
26	1,284	0,334	0,26	30	1,309	0,393	0,30
31	1,394	0,474	0,34	34	1.36	0,462	0 34
38	1,456	0,553	0,38	38	1.415	0,537	0,38
	Na2O  2	6S1O2			Na2O •	3.36SiO2	
1	1,007	0,010	0,01	1	1,006	0,010	0,01
2	1,016	0,020	0,02	2	1,014	0,020	0,02
4	1,035	0,041	0,04	4	1,030	0,041	0,04
6	1,054	0,063	0,06	6	1,047	0,063	0,06
8	1,073	0,086	0,08	10	1.083	0,108	0,10
10	1,093	0,109	0.10	14	1,120	0,157	0,14
12	1,113	0,134	0,12	18	1,159	0,209	0,18
14	1,134	0,159	0,14	22	1,200	0,264	0,22
18	1,178	0,212	0,18	26	1,244	0,323	0,26
26	1,271	0,330	0,26	30	1,290	0,387	о зо
34	1,371	0,446	0.34	34	1.339	0,455	0,34
33	1,423	0,541	0,38	38	1,393	0,529	0,38
83
Таблица 2 28 Содержание нитрата кальция в растворах
Концентрация раствора, %	Плотность растаора при 20 °C, г/см3	Содержание безводного Ca(NO3)2, кг	
		в 1 л раствора	В 1 кг раствора
1	1.010	0,010	0,01
2	1,014	0,020	0,02
3	1,021	0,031	0,03
4	1,029	0,041	0,04
5	1,037	0,052	0,05
6	1,045	0,063	0,06
7	1,050	0,074	0,07
8	1,055	0,084	0,08
9	1,062	0,095	0,09
10	1,077	0,103	0,10
15	1,117	0,173	0,15
20	1,154	0,233	0,20
25	1,211	0,303	0,25
30	1,259	0,378	0,30
35	1,311	0,459	0,35
Таблица 2 29 Содержание СаО и Са(ОН)2 в известковом
растворе (молоке) различной средней плотности
Плотность раствора при 20 СС	Содержание СаО		Содержание Са(ОН)2	
	в 1 л раствора, г	масса, %	в 1 л раствора, г	масса, %
1,0085	10	0,99	13,2	1,31
1,0170	20	1,96	26,4	2,59
1,0245	30	2,93	39,6	3,87
1,0315	40	3,88	52,8	5,13
1,0390	50	4,81	66,1	6,36
1,0460	60	5,74	79,3	7,58
1,0535	70	6,65	92,5	8,79
1,0605	80	7,54	105,7	9,96
1,0675	90	8,43	118,9	11,14
1,0750	100	9,30	132,1	12,29
1,0825	110	10,16	145,3	13,43
1,0895	120	11,01	158,6	14,55
1,0965	130	11,86	171,8	15,67
1,1040	140	12,68	185,0	16,76
1,1110	150	13,50	198,2	17,84
1,1185	160	14,30	211,4	18,90
1,1255	170	15,10	224,6	19,95
1,1325	180	15,89	237,9	21,00
1,1400	190	16.67	251,1	22,03
11475	200	17,43	264,3	23,03
1,1545	210	18,19	277,5	24,04
1,1615	220	18,94	290,7	25,03
1,1685	230	19,68	303,9	26,01
1,1760	240	20,41	317,1	26,96
1,1835	250	21,12	330,4	27,91
1,1905	260	21,84	343,6	28,86
1,1975	270	22,55	356,8	29,80
1,2050	280	23,24	370,0	30,71 '
1,2125	290	23.92	383,2	31,61
1,2195	300	24,60	396,4	32,51
Примечание. 1. Плотность негашеной извести 3,2. Средняя плот-
ность негашеной извести 0,77. . .1,07 т/м3. Теплота гашения извести СаО +
+ Н2О = Са(ОН)2 + 15,5 ккал/моль. 2. При гашении извести объем получа-
емого порошка (пушонки) в 3- . .3,5 раза больше объема негашеной извести.
3. Средняя плотность пушонки: в рыхлом состоянии — 0,403. . .0,443 т/мэ, в
слежавшемся состоянии — 0,675. . .0,704 т/мэ.
84
Таблица 2.30. Содержание нитрит-нитрат хлорида кальция
в растворах
		Содержаний безводного»	
Концентрация	Плотность	ННХК, кг	
раствора, %	раствора при 20 °C. г/см3	в 1 л	в 1 кг
		раствора	раствора
— 1	1,008	0,010	0,01
2	1,018	0,020	0,02
3	1,026	0,031	0,03
4	1,035	0,041	0,04
5	1,043	0,054	0,05
6	1,052	0,063	0,06
7	1,060	0,076	0,07
8	1,070	0,087	0,08
9	1,078	0,099	0,09
10	1,087	0,108	0,10
15	1,131	0,170	0,15
20	1,175	0,235	0,20
25	1,218	0,305	0,25
30	1,263	0,379	0,30
Введение химических веществ в смесь ДЦК можно осущест-
влять двумя способами. При первом способе химическую добав-
ку применяют в виде водного раствора определенной концентра-
ции и перемешивают с предварительно увлажненным целлюло-
зосодержащим заполнителем. При втором способе химическую
добавку предварительно растворяют в воде, предназначенной
для замачивания заполнителя. В обоих случаях химическое ве-
щество осаждается на поверхность заполнителя и частично за-
полняет его поры.
Механизм «минерализации» волокнистых материалов — цел-
люлозосодержащих заполнителей сводится к тому, что при их
погружении в ванну для замочки (пропитки) с химическим ра-
створом «минерализатора» его частички адсорбируются (погло-
щаются) внешней поверхностью заполнителя, а затем диффун-
дируют внутрь волокна. Количество адсорбированного вещества
при равновесной адсорбции зависит от ряда технологических
факторов и в первую очередь от концентрации раствора, продол-
жительности пропитки, температуры и сродства химического ра-
створа (адсорбента — «минерализатора») и частиц заполнителя.
При низких температурах наблюдается высокая выбираемость,
т. е. более высокое сродство адсорбента волокну. Количество
химического вещества, извлеченного волокнистым заполнителем,
можно определить по формуле
X = сг/т,
где С2 — разность концентраций химического вещества в растворе: Сг = с0 —
— си Со н с,—соответственно начальная и конечная концентрация раствора
в вание; т — количество адсорбента, г.
Наиболее распространено эмпирическое уравнение Фрейнд-
лиха
X = рс*/«,
85
где Р и 1/п— эмпирические константы.
После логарифмирования уравнение приобретает вид прямой:
lgX = lgp+ (l/njlgc.
Величина адсорбированного вещества «минерализатора» мо-
жет быть определена при помощи изотерм Лангмюра по уравне-
нию
X = XooKco/fKci),
где X — количество адсорбированного вещества; К—константа; X со пре-
дельное значение адсорбента.
Постепенный переход адсорбента из раствора на волокно
ограничен пределом, после достижения которого распределение
химического вещества — «минерализатора» между волокнистым
заполнителем и раствором остается постоянным, устанавлива-
ется равновесие в системе. При этом наблюдается явно выра-
женное избирательное поглощение адсорбента волокном, вплоть
до полного истощения ванны.
Проникание в волокнистый целлюлозосодержащий заполни-
тель химического вещества — «минерализатора» проявляется
вследствие диффузии адсорбента. В начальной стадии пропитки
на поверхности волокнистого заполнителя образуется слой ад-
сорбента повышенной концентрации. Наличие градиента кон-
центрации заставляет адсорбент диффундировать во внутренние
слои волокна со скоростью, пропорциональной градиенту. В ус-
ловиях пропитки древесины и других заполнителей раститель-
ного происхождения диффузия «минерализаторов» в толщу за-
полнителя происходит со скоростью, во много раз меньшей ско-
рости адсорбции частиц поверхностью, и более чем в 1000 раз
медленнее, чем в водном растворе. Это объясняется трудностью
преодоления субмикроскопической и микроскопической структур
и действия заряженности древесных волокон и заполнителя ра-
стительного происхождения.
При диффузии «минерализатора» его концентрация изменя-
ется с расстоянием нелинейно, в таком случае пользуются диф-
ференциальным уравнением, выражающим второй закон Фика:
dcB	[	dcB	\
—= — d\D —— ) dx,
dt	\	dx	/	’
где cB — концентрация адсорбента в волокне; dt—продолжительность про-
питки; dx — расстояние, на которое перемещается реагент; D — коэффи-
циент диффузии.
Коэффициент диффузии D (см2/с) представляет собой коли-
чество вещества, проникающего в единицу времени через едини-
цу площади при перепаде концентрации адсорбента также рав-
ном единице. Отрицательный знак перед скобкой означает пе-
ремещение адсорбента от участков с высокой концентрацией к
участкам с более низкой концентрацией. Скорость диффузии за-
86
висит от структуры ионов и величин pH раствора и волокна, ве-
личины набухания волокна, температуры, наличия активных
групп. На процесс диффузии благоприятно действуют высокая
дисперсность адсорбента, его молекулярный вес (малый), рых-
лость структуры ткани заполнителя растительного происхожде-
ния, повышение температуры, ослабление сил сродства и элект-
рических сил отталкивания.
Химический потенциал «минерализатора», или мера сродства
адсорбента древесине или другим целлюлозосодержащим запол-
нителям растительного происхождения, может быть определен
в г • моль/л по выражению Викерстафа:
[с].
где [с] в и [с] р — концентрации вещества адсорбента соответственно на во-
локне н в растворе; Т — абсолютная температура; R — газовая постоянная.
Как видно из табл. 2.25, при одинаковой концентрации в ван-
не раствора хлорида кальция и жидкого стекла за равные про-
межутки времени жидкого стекла осаждается на древесине боль-
ше. Это показывает, что химический потенциал, или мера срод-
ства, у жидкого стекла выше по отношению к древесине, чем у
хлорида кальция.
Для исследовательских целей глубина проникания раствора
адсорбента в капилляры структуры древесины и других запол-
нителей растительного происхождения определяется законами
Пуаза по формуле
Л2 = оВ6//(40т]),
где h — глубина проникания раствора, см; о—поверхность натяжения, Па;
В — величина смачивания (cos 6); 6 — диаметр капилляра, см; т] — вязкость,
Па/с; t — температура, °C.
Из приведенного выражения видно, что глубина проникания
раствора (вещества) в древесину в большей степени зависит от
поверхностных явлений раствора — вязкости, поверхностного на-
тяжения и смачивания.
Для однородной «минерализации» древесного и других за-
полнителей растительного происхождения способом замочки
(пропитки) в ванне с учетом выбираемости адсорбента из ра-
створа, зависящей от химического потенциала — меры сродства
с заполнителем, необходимо поддерживать концентрацию раст-
вора в оптимальном диапазоне, для чего ее следует системати-
чески проверять и корректировать.
Изложенные теоретические положения «минерализации» орга-
нического целлюлозосодержащего заполнителя для производства
ДЦК дают более правильное и полное понимание процессов и
закономерностей. Это позволяет сделать технологические про-
цессы более управляемыми, дает возможность активного втор-
жения теоретических положений в технику и технологию «мине-
87
рализации», а также интенсификации этого процесса путем ис-
пользования новых химических веществ с учетом оптимального
химического потенциала и конкретного вида заполнителя расти-
тельного происхождения. Теоретически обоснованный подход к
подготовке заполнителя в целом направлен на улучшение про-
цесса структурообразования и качества ДЦМ, увеличение дол-
говечности.
Для поризации цементного камня в арболите необходимо
применять порообразователи, обеспечивающие стабильность
свойств поризованного арболита. Арболитовую смесь поризуют
технической пеной или воздухововлекающими добавками.
Техническую пену приготовляют преимущественно из пенооб-
разователей промышленного производства на основе первичных
и вторичных алкилсульфатов (соответственно ТУ 38-10755—80,
ТУ 38-10719—77) и др. На пеногенераторе конструкции
ЦНИИЭПсельстроя можно готовить техническую пену и из жид-
костекольного пенообразователя.
В качестве воздухововлекающих добавок при приготовлении
поризованного арболита рекомендуются омыленный древесный
пек (ЦНИПС-1 по ТУ 81-05-16—76), смола нейтрализованная
воздухововлекающая (СНВ по ТУ 81-05-75—74), смола древес-
ная омыленная (СДО по ТУ 13-05-02—83).
Для изготовления изделий из поризованного арболита могут
использоваться различные химические добавки в соответствии с
классификацией ГОСТ 24211—80*.
В качестве химических добавок при приготовлении поризо-
ванного арболита рекомендуются хлорид кальция технический
(ГОСТ 450—77*); стекло натриевое жидкое (ГОСТ 13078—
81 *), сернокислый глинозем, известь-пушонка (ГОСТ 9179—
77).
Водные растворы химических добавок (хлористый кальций,
сернокислый глинозем и т. д.) при изготовлении изделий из по-
ризованного арболита допускаются к применению только в виде
комплексных добавок (в пересчете на сухое вещество): например,
жидкое стекло и хлорид кальция в соотношении 2: 1 по массе —
в количестве 2...6% массы цемента; жидкое стекло и сернокис-
лый глинозем в соотношении от 1:1 до 1 :2 по массе — в коли-
честве 5...7% массы цемента; сернокислое железо, гидроксид и
хлорид кальция в соотношении от 1 :8 : 1 до 2 : 10 : 2 по массе —
в количестве 10...12% массы цемента.
При изготовлении армированных изделий используют ком-
плексную химическую добавку, состоящую из жидкого стекла и
фурилового спирта в соотношении от 1 :0,01 до 1 :0,03 по массе,
в количестве 3,7...3,9% вяжущего.
Добавки ГКЖ-10 и ГКЖ-И (ТУ 6-02-696—72) применяются
для улучшения физико-механических свойств ДЦК; возможное
содержание ГКЖ в растворе показано в табл. 2.31.
88
Таблица 2.31. Содержание ГКЖ в растворах
Концентрация растворов, %	Плотность раствора при 20 °C, г/см3	Содержание ГКЖ в растворе, кг	
		в 1 л раствора	в 1 кг раствора
— 1	1,006	0,010	0,01
3	1,019	0,031	0,03
5	1,031	0,052	0,05
7	1,044	0,073	0,07
9	1,057	0,095	0,09
10	1,063	0,106	0,10
20	1,127	0,226	0,20
30	1,190	0,357	0,30
Для улучшения физико-механических, реологических и фор-
мовочных свойств ДЦК, а также с целью экономии вяжущего
применяются минеральные добавки в виде отходов камнепиле-
ния — известняковый штыб (отсевки — мелкая фракция), шлаки,
строительный песок и др.
2.2.3.	Хранение и транспортирование химических
добавок
Химические вещества—добавки поступают на арболитовое
производство в металлических оцинкованных барабанах вмести-
мостью 70...100 кг, в полиэтиленовых мешках или в жидком виде
в железнодорожных цистернах. Хранят химические вещества в
закрытых складах, оборудованных принудительной вентиляцией.
л
<Г“I 7	Рнс. 2.22. Насос-дозатор типа НД
J_U_L	1 — электродвигатель; 2 — редуктор
_	червячный; 3 — кронштейн; 4 — ползун;
—Г	5 — цилиндр (рабочая камера); 6, 7 —
нагнетательный и всасывающий нип-
пели
89
Жидкие химические добавки — хлорид кальция, жидкое стек-
ло и др. хранят в емкостях из нержавеющей стали.
Растворы рабочей концентрации, подготовленные в отделении
приготовления химических добавок, по трубопроводам направ-
ляются в расходные емкости смесительного отделения с по-
мощью насосов типа НД (рис. 2.22), применяемых в качестве
дозаторов химических растворов (табл. 2.32). Для этих же целей
может быть использован насос-дозатор жидкости типа СБ-32.
Таблица 2.32. Техническая характеристика плунжерных
иасосов-дозаторов типа НД
Показатель	63/16	100/10	400/16	630/10	1000/10	1600/10	2500/10
Подача максимальная, л/ч Давление нагнетания мак- симальное, МПа Диаметр плунжера, мм Ход плунжера, мм: пределы рабочий Число Двойных ходов плун- жера в 1 мин Точность дозировки, % Мощность электродвигате- ля, кВт	63 1,6 32 0...16 4...16 100 2,5 0,27	100 1 40 0...16 4. .16 100 2.5 0,27	400 1.6 40 0...60 15...60 100 2.5 1.1	630 1 50 0. ..70 15...60 100 2,5 1,1	1000 1 60 0...60 15...60 100 2,5 2,2	1600 1 80 0...60 15...60 100 2,5 3	2500 1 100 0...60 15...60 100 2,5 3
Вязкие растворы жидкого стекла перекачивают шестеренча-
тым насосом типа Г-11 с подачей 35 л/мин. Насос приводится в
действие электродвигателем ПМУ6М12У4 мощностью 1,5 кВт,
который может бесступенчато изменять частоту вращения вала
от 150 до 1500 мин-1, соответственно меняя его производитель-
ность.
2.2.4.	Техника безопасности при приготовлении
и использовании химических добавок
При применении химических добавок в производстве арболи-
та необходимо соблюдать правила техники безопасности, соглас-
но требованиям СНиП Ш-4—80. Техника безопасности в строи-
тельстве.
Хранить нитраты натрия и кальция, ННК и ННХК разреша-
ется только в специальных складах отдельно от кислот. В поме-
щении, где хранится кристаллический нитрат натрия, нельзя ку-
рить и вести работу с открытым пламенем. Жидкие концентраты
химических добавок должны храниться в соответствующих ем-
костях, твердые — в закрытой таре и в сухом помещении.
В отделении приготовления растворов добавок и арболитовой
смеси необходимо предусмотреть принудительную вентиляцию.
В процессе работы с рекомендуемыми химическими добавка-
ми следует принимать меры предосторожности, предотвращаю-
щие их попадание на кожу рабочих и в пищу.
90
Все рабочие, занятые приготовлением арболитовой смеси и
укладкой арболита, должны пройти специальный инструктаж,
иметь резиновые перчатки, брезентовую спецодежду и защитные
очки.
Находящееся под напряжением оборудование необходимо на-
дежно заземлить.
Эксплуатацию смесительного и другого электрифицирован-
ного оборудования по приготовлению, транспортированию и
укладке арболитовой смеси следует осуществлять в полном соот-
ветствии с требованиями СНиП П1-4—80.
2.2.5.	Материалы для отделочных слоев
Заполнители для бетона (раствора) наружных и внутренних
отделочных слоев конструкций из арболита должны соответство-
вать требованиям: плотный песок—ГОСТ 8736—85; плотный
щебень или гравий — ГОСТ 8267—82 и ГОСТ 8268—82; неорга-
нические пористые мелкий и крупный заполнители — ГОСТ
9757—83.
Допустимая предельная крупность щебня или гравия состав-
ляет 20 мм при толщине бетонного слоя более 30 мм и 10 мм
при толщине бетонного слоя до 30 мм.
Вода для затворения бетона и раствора отделочных слоев
должна удовлетворять требованиям ГОСТ 23732—79.
В многослойных блоках и панелях слои выполняют из це-
ментного бетона на плотных или пористых заполнителях классов
В15-В25.
Для отделки фасадных поверхностей конструкций из арболи-
та применяют коврово-мозаичную плитку (ГОСТ 17057—80),
ковры из керамической плитки «брекчия», краски ХВ-161, МЧ-
11 и полимерцементные составы.
2.2.6.	Арматурная сталь
Для армирования конструкций из арболита используют арма-
туру классов A-I, А-П и А-Ш диаметром не более 16 мм и про-
волочную арматуру класса Вр-1. Арматурные изделия и заклад-
ные металлические детали должны удовлетворять, требованиям
ГОСТ 19222—84 и ГОСТ 10922—75, а также дополнительным
указаниям, приведенным в рабочих чертежах конструкций. Ар-
матура должна иметь заводской сертификат с указанием марки
стали. Применение арматурных изделий и закладных металли-
ческих деталей со следами ржавчины, грязи и масла не допуска-
ется.
Рабочую арматуру в многослойных конструкциях следует вы-
полнять в виде сварных сеток или каркасов из стали класса Вр-1
и располагать в бетонных слоях.
91
Глава 3
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА
И ОБЛАСТЬ ЭФФЕКТИВНОГО ПРИМЕНЕНИЯ
АРБОЛИТА
3.1.	Общие сведения об арболите
Арболит— разновидность легкого бетона. Изготовляют его из
смеси органических целлюлозосодержащих заполнителей расти-
тельного происхождения (дробленых отходов деревообработки,
костры конопли, льна, сечки стеблей хлопчатника, камыша и
т. д.), минерального вяжущего (обычно портландцемента), хими-
ческих добавок и воды. Предназначен для строительства мало-
этажных сельскохозяйственных, промышленных, жилых и куль-
турно-бытовых зданий.
Производство арболита — один из наиболе эффективных и
рентабельных способов использования древесных отходов, так
как технология изготовления этого ДЦК относительно проста и
не требует больших капитальных вложений.
Значительные сырьевые ресурсы для изготовления конструк-
ций и изделий из арболита образуются и в сельскохозяйствен-
ном производстве, где объем неиспользуемых отходов ежегодно
составляет, млн т: костры льна и конопли — около 0,9; стеблей
хлопчатника — 2...2,5 и рисовой соломы—1.
Изделия из арболита, имея сравнительно невысокую среднюю
плотность (400...850 кг/м3), характеризуются отличными строи-
тельными, физико-техническими и гигиеническими свойствами,
поддаются сверлению, обработке режущим инструментом и
оштукатуриванию. В них можно забивать гвозди и ввинчивать
шурупы. Они трудносгораемы, не разрушаются в воде, морозо- и
биостойки, негигроскопичны и малотейлозвукопроводны.
Конструкции и изделия из арболита в зависимости от сред-
ней плотности разделяют: по назначению — на теплоизоляцион-
ные (плотность 400...500 кг/м3) и конструкционные (плотность
500...850 кг/м3); по структуре — обычный и поризованный; по ар-
мированию— на армированные и неармированные; по количе-
ству слоев — на однослойные и многослойные (конструкции с на-
ружным и внутренним отделочными слоями из цементно-песча-
ного раствора толщиной до 2 см относятся к однослойным).
Арболит в зависимости от прочности на сжатие образцов-ку-
бов подразделяют на классы: теплоизоляционный арболит —
классы В035, В075, В1; конструкционный арболит — классы
В 1,5, В2, В2,5, В3,5. Для изделий и конструкций, спроектирован-
ных без учета требований СТ СЭВ 1406—78, показатель проч-
ности при сжатии характеризуют марками: М5, М10, М15 — для
92
теплоизоляционного арболита; М25, М35, М50 — для конструк-
ционного арболита.
Многолетняя эксплуатация зданий и сооружений из бетона
на органическом целлюлозном заполнителе в различных регио-
нах нашей страны, а также в зарубежных странах убедительно
подтверждает долговечность арболита (срок эксплуатации зда-
ний 20...40 лет).
Благодаря положительным свойствам этот материал широко
применяют в строительстве. Из него изготовляют стеновые пане-
ли и блоки, плиты покрытия для совмещенных кровель и плиты
перекрытия, усиленные железобетонными брусками или несущей
основой, перегородочные плиты для культурно-бытовых и торго-
вых зданий, тепло- и звукоизоляционные плиты, объемно-прост-
ранственные конструкции и т. п. Имеется опыт производства и
использования в жилищном строительстве плит сборной стяжки
(класса В3,5) под линолеум и паркет. Применяется он также
для монолитного строительства.
Производство и использование арболита имеет ряд преиму-
ществ по сравнению с традиционными строительными материа-
лами: утилизируются отходы деревообработки, используемые
для получения заполнителя; снижается масса зданий; упроща-
ется монтаж конструкций при строительстве; отпадает необходи-
мость в высококвалифицированных рабочих-монтажниках и в
механизмах большой грузоподъемности для монтажа зданий;
сокращаются трудоемкость производства и монтажа, а также
удельные капиталовложения на изготовление 1 м2 конструкций;
уменьшается толщина стен благодаря лучшим теплотехническим
характеристикам этого материала; снижается расход цемента до
35 кг на 1 м2 изделия при равном термическом сопротивлении
по сравнению с керамзитобетоном (хотя на 1 м3 арболита расход
цемента выше); уменьшается стоимость конструкций в «деле»
(табл. 3.1).
Таблица 3.1. Технико-экоиомическне показатели изготовления
глухой наружной стены из различных материалов
Показатель	Арболит на техническом гипсе	Арболит на цементе	Керамзите* «бетон	Г линяный кирпич	Г азосили- катная панель
Средняя плотность, кг/м3	700	700	900	1800	700
Приведенная толщина сте-	22	22	26	66	24
иы, см Расчетная себестоимость в	5,2	7,4	10,7	16,8	8,4
«деле», руб. Удельные капиталовложе-	12,5	9,5	28	36,3	10
ния, руб. В том числе на произвол ство панелей	8,9	6,6	19	28,2	4
Приведенные затраты	6,6	8,5	14,1	21,2	12.5
Трудоемкость, чел.-ч	2,6	2,7	4	3,6	3
Широкое внедрение арболита в сельское строительство дает
возможность решить один из наиболее важных вопросов эконо-
93
мики строительства — снижение массы зданий. Так, в ряде со-
оружений замена традиционных материалов арболитом позво-
ляет в 1,3...1,5 раза и более уменьшить массу зданий.
Арболит, обладая крупнопористой структурой, обеспечивает
хороший воздухообмен в помещениях и высокие теплотехничес-
кие показатели, что обусловливает снижение расхода энергии на
отопление и вентиляцию зданий. Применение ограждающих кон-
струкций из арболита наиболее эффективно в животноводческих
зданиях, где для поддержания нормальных условий требуются
большие эксплуатационные затраты на вентиляцию.
По энергоемкости, трудозатратам и удельным капиталовло-
жениям на получение заполнителя для легких бетонов органи-
ческий целлюлозный заполнитель экономичнее искусственных
пористых заполнителей, которые требуют создания карьерного
хозяйства, строительства специального производства — заводов
по вспучиванию (керамзита, перлита, аглопорита и т. д.) с энер-
гоемким и дорогостоящим оборудованием. Приготовление и под-
готовка органического целлюлозного заполнителя практически
сводятся к измельчению древесного сырья и его фракциониро-
ванию, а при использовании костры льна и конопли, станочной
стружки — лишь к отделению пылевидных фракций. Производст-
во искусственных пористых минеральных заполнителей для лег-
кого бетона сопряжено с расходом значительного количества
тепла, вредными условиями труда, большими транспортными
расходами и другими издержками. Поэтому становится очевид-
ной эффективность производства и применения арболитовых кон-
струкций, особенно в районах с развитой деревообрабатываю-
щей промышленностью при отсутствии сырьевой базы для про-
изводства легких минеральных заполнителей.
Панели и блоки наружных и внутренних стен из арболита
предназначены для жилых, общественных, промышленных и
сельскохозяйственных зданий с относительной влажностью воз-
духа помещений не более 75% при отсутствии в них агрессивных
сред и систематическом воздействии температур не выше 4-50 °C
и не ниже —40°C. Допускается применять ограждающие конст-
рукции из арболита в животноводческих зданиях со слабоагрес-
сивной средой при устройстве на внутренних поверхностях этих
конструкций пароизоляционного слоя, который должен преду-
сматриваться в рабочих чертежах.
Плиты покрытий и перекрытий из арболита используют в
зданиях различного назначения с относительной влажностью
воздуха помещений не более 60% и при отсутствии агрессивных
сред только в виде составных конструкций в сочетании с железо-
бетоном. Арматуру в конструкциях из арболита необходимо за-
щищать антикоррозионными покрытиями.
Наружная поверхность конструкций из арболита, соприкаса-
ющаяся с атмосферной влагой, независимо от влажностного ре-
94
жима помещений должна иметь отделочный (фактурный) слой,
обеспечивающий защиту арболита от увлажнения.
Из арболита изготовляют теплоизоляционные и конструкци-
онные материалы и изделия, применяемые в зданиях различного
назначения. При соблюдении требований строительных норм и
правил по защите строительных конструкций от коррозии допус-
кается использовать арболит в стенах зданий с относительной
влажностью воздуха помещений более 60% и при наличии сла-
бо- и среднеагрессивных газовых сред.
Нормируемый коэффициент вариации прочности конструкци-
онного арболита не должен превышать 20%: для изделий и кон-
струкций первой категории качества—18%; высшей категории
качества — 15%. Для теплоизоляционного арболита показатель
вариации не нормируется.
Изделия из арболита должны изготовляться в соответствии с
требованиями ГОСТ 19222—84 и стандартов или технических ус-
ловий на конкретные виды изделий.
3.2.	Основные свойства арболита
Средняя плотность арболита в зависимости от его вида и
класса (марки), а также от вида заполнителя не должна превы-
шать значений, указанных в табл. 3.2. фактическая средняя
плотность арболита не должна быть больше проектной более
чем на 5%, а для изделий высшей категории качества — на 3%.
Таблица 3.2. Средняя плотность арболита
Арболит	Класс по прочности на сжатие	Марка по прочности прн осевом сжатии	Средняя плотность арболита, кг/м3, с заполнителем			
			измельчен- ной древе- синой	кострой льна или дроблены- ми стебля- ми хлоп- чатника	кострой конопли	дробленой рисовой соломой
Теплойзоляцион-	ВО,35	М5	400...500	400...500	400...500	500
ный	ВО, 75	М10	450...500	450...500	450 . 500	—.
	В1	.415	500	500	500	—
Конструкционный	В1.5	—	500...650	550 .. 650	550...650	600...700
	В2	М25	500...700	600. .700	600 .700	—
	В2.5	М35	600...750	700 ..800	—	—
Как следует из таблицы, арболит со средней плотностью
400. .850 кг/м3 имеет предел прочности при сжатии 0,5...5 МПа.
Такие невысокие прочностные характеристики могут объясняться
химической агрессивностью органического целлюлозного запол-
нителя
Теплопроводность арболита, высушенного до постоянной мас-
95
сы, определяемая при температуре (20±5) °C, не должна пре-
вышать указанной в табл. 3.3.
Таблица 3.3. Теплопроводность арболита
Заполнитель	Теплопроводность арболита, Вт/(м °C), при средней плотности, кг/м3									
	400	450	500	550	600	650	700	750	800	850
Измельченная дре- весина	0,08	0,09	0,095	0,105	0,12	0,13	0,14	0,15	0,16	0,17
Измельченные стеб- ли хлопчатника и рисовой соломы, ко- стра льна и конопли	0,07	0,075	0,08	0,095	0,105	0.11	0,12			
Прочность сцепления арболита с металлической арматурой
составляет 0,1...0,4 МПа, в зависимости от класса арболита,
профиля стержней (гладкий, периодический) и защитной обмаз-
ки; сцепление фактурного слоя из цементно-песчаного раствора
1 : 3 (цемент : песок) с арболитом — 1,5...1,6 МПа.
Деформация арболита при кратковременной нагрузке (пока-
затель сжимаемости) равняется 7,5 • 10-3, что примерно в 8—
10 раз больше, чем у бетонов на минеральных пористых запол-
нителях.
Сорбционное увлажнение арболита зависит от его средней
плотности, применяемого органического целлюлозного заполни-
теля и введенных добавок; при относительной влажности воз-
духа 40...90% оно находится в пределах 10...15%. Так как сорб-
ционное увлажнение арболита невелико — материал негигроско-
пичен.
Арболит характеризуется достаточно высоким водопоглоще-
нием, однако преимущество этого материала в том, что он легко
отдает поглощенную воду, т. е. быстро высыхает. Уменьшить
водопоглощение арболита в конструкциях можно, защитив от-
крытые поверхности различными покрытиями. С учетом повы-
шенной усадки изделия из арболита до монтажа должны иметь
минимальную влажность, чтобы в зданиях не было усадочных
деформаций.
Ограждающие конструкции из арболита характеризуются
III степенью долговечности. В соответствии с классификацией,
предложенной ЦНИИСКом, арболит по биостойкости относится
к V группе.
Арболит со средней плотностью выше 400 кг/м3 трудносго-
раем. Применяют его для изготовления изделий, эксплуатируе-
мых в сборных и монолитных зданиях различного назначения.
Наружная поверхность ограждающих конструкций из арбо-
лита, соприкасающаяся с атмосферной влагой, независимо от
влажностного режима внутренних помещений должна иметь за-
96
щитный отделочный слой. С внутренней стороны панелей преду-
сматривается фактурный слой из цементно песчаного раствора
толщиной до 2 см. Арболит обладает более высокими теплоза-
щитными и звукоизоляционными свойствами, чем бетоны на ми-
неральных пористых заполнителях.
Класс арболита по прочности на сжатие (В) характеризует
его гарантированную прочность. Средняя фактическая прочность
арболита на сжатие, МПа, соответствующая его классу, назна-
чается равной /?сж= 1,43В и контролируется (по действующим
государственным стандартам) на образцах 150X150X150 мм.
Нормативными сопротивлениями арболита являются сопро-
тивление осевому сжатию призм (призменная прочность) Rbk и
сопротивление осевому растяжению Rt>tk (табл. 3.4).
Таблица 3.4. Нормативные сопротивления арболита осевому сжатию 7?^
и осевому растяжению 7?^^, расчетные сопротивления предельных состояний
второй группы В.*, SCr и SCr при средней естественной влажности
по массе 15. . .20%’
Сопротивление	Обозна- чение	При классе арболита							
		ВО,5	во, 75	В1	В1.5	В2	В2,5	ВЗ	В3.5
Сжатие осевое (призменная прочность) Растяжение осе- вое		0,39 4 0,13 1,33	0,58 5,92 0,2 2,04	0,78 7,95 0,25 2,55	1,17 11,9 0,35 3,67	1,56 15,9 0,48 4,9	1,95 19,9 0,57 5,82	2,33 23,8 0,67 6,8	2,73 27,3 0,74 ~7?5
	P'bk, scr Pbtk								
	Rbtk. scr								
Примечание. Над чертой >казаны значения в МПа, под чертой - в кгс/см2.
Нормативная призменная прочность арболита при его сред-
ней естественной влажности по массе 15.. 20% принимается рав-
ной 0,78В.
Расчетные сопротивления арболита при расчете по предель-
ным состояниям первой группы определяются путем деления
нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты
надежности по арболиту (табл. 3.5):
Таблица 3.5. Расчетные сопротивления арболита на древесной дробленье
для предельных состояний первой группы
Сопротивление	Обозна- чение	Класс арболита							
		ВО,5	ВО.75	В1	В1.5	В2	В2,5	ВЗ	В3,5
Сжатие осевое	“ь	0,3	0,45	0,6	0,9	1,2	1,5	1,8	2.1
(призменная прочность)		3,06	4,6	6,1	9,18	12,2	15,3	18,3	21,4
Растяжение	Rm	0-087 0,89	0,13 1,33	0,17 1,73	0,24 2,45	0,32 3,26	0,38 3,87	0,44 4,53	0,57 5,78
Примечание, Над 4 Заказ № 394		чертой	указаны значения в			МПа, под чертой — в			кгс/см2. 97
Rb = Rbk/Vbc и Rbt = RbtklVbt,
где Vbc и Vbt — коэффициенты надежности по арболиту, приготовленному на
древесной дробленке, соответственно при сжатии и растяжении, принимаемые
как для тяжелого бетона по СНиП по проектированию бетонных и железо-
бетонных конструкций.
Расчетные сопротивления Яь и Rbt (см. табл. 3.4 и 3.5) сле-
дует умножать на соответствующие коэффициенты, учитываю-
щие условия работы арболита уц: для арболита, сформованного
методом вертикального прессования или трамбования, V6, = 0,85;
для арболита, укладываемого в вертикальные формы (кассеты)
на высоту более 50 см, независимо от способа уплотнения хы—
= 0,9; для простенков и блоков сечением менее 0,15 м2 Vb, = 0,8;
для всех элементов при расчете прочности на монтажные нагруз-
ки при влажности арболита выше 20% v61 = 0,8.
Начальный модуль упругости арболита Еь принимается по
табл. 3.6. Начальный коэффициент поперечной деформации ар-
болита (коэффициент Пуассона) принимается равным 0,2.
Таблица 3.6. Начальный модуль упругости арболита Е^
при сжатии и растяжении
Средняя плотность арболита при влажности по массе 15. . .20%	Класс арболита							
	ВО,5	ВО,75	В1	В1,5	В2	В2,5	вз	В3.5
400	250 2550	300 3060	-	-	-	-	-	-
500	340 3470	410 4180	500 5100	620 6320	—		—	—
600	440 4480	510 5200	600 6120	750 7650	1000 10200	1300 13300	—	—
700	500	590	700	900	1150	1500	1820	2140
	5100	6000	7140	9170	11700	15300	1850	21800
800	580	680	800	1050	1400	1700	2000	2300
	5900	6940	8150	10700	14300	17300	20400	23800
Примечание. Над чертой указаны значения в МПа, под чертой — в кгс/см.2.
Морозостойкость арболита в изделиях конкретных видов в
зависимости от режима их эксплуатации и климатических усло-
вий района строительства должна соответствовать нормам проек-
тирования, она указывается в стандартах или технических усло-
виях на конкретные изделия и не должна быть менее F25.
Марка арболита и бетона (раствора) наружных отделочных
слоев по морозостойкости должна соответствовать указанной в
рабочих чертежах и быть не менее: F25 — для конструкций, при-
меняемых в зданиях с относительной влажностью воздуха поме-
щений не более 60%; F35 — то же, от 60 до 75%; F50 — то же,
свыше 75%, а также для бетона (раствора) наружного отделоч-
ного слоя.
98
3.3.	Подбор состава пористого
и поризованного арболита
При подборе состава арболита основным требованием явля-
ется получение заданных значений средней плотности (марки по
плотности) и предела прочности при сжатии (класса по проч-
ности) при минимально возможном расходе цемента. В ряде
случаев выдвигаются дополнительные задачи, связанные с усло-
виями эксплуатации конструкций из арболита, например требо-
вания по получению арболита с определенной теплопровод-
ностью, морозостойкостью, стойкостью к попеременному высуши-
ванию и увлажнению и т. д.
В зависимости от структуры арболита следует различать со-
ставы обычного (пористого) и поризованного арболита. В пер-
вом вяжущее (портландцемент, портландцемент с минеральными
добавками, смешанное вяжущее и т. д.) связывает заполнитель
только в местах его контактов при частичном (неполном) за-
полнении межзерновых пустот цементным камнем, все простран-
ство между частицами заполнителя заполнено затвердевшим
вяжущим, поризованными пенообразующими, газообразующими
и воздухововлекающими добавками.
Для пористого арболита объем межзерновых пустот не нор-
мируется. В уплотненных смесях для арболита поризованной
структуры он не должен превышать 3%.
Объем вовлеченного в смесь воздуха, образующегося за счет
применения добавок, регулирующих пористость арболитовой
смеси, в конструкционном арболите не должен превышать 25%.
Для подбора состава арболитовой смеси должны быть заданы
требования к ней, а также к затвердевшему арболиту. В ча-
стности, в требованиях указываются предельно допустимая плот-
ность арболита, необходимая его структура, проектная и отпуск-
ная прочности, жесткость или подвижность смеси, а также дан-
ные о свойствах исходных материалов (вид и марка цемента,
насыпная плотноть, вид и водопоглощение по массе заполнителя,
его крупность и фракционный состав, характеристика добавок и
т. д.), возможные производственные условия приготовления,
укладки и уплотнения арболитовой смеси, режимы твердения
арболита после его укладки.
Для расчета состава арболита следует использовать только
материалы, удовлетворяющие требованиям стандартов. Предва-
рительно надо установить характеристики всех применяемых ма-
териалов: для цемента — его марку или активность, нормальную
густоту, минералогический состав (или минералогическую на-
правленность), среднюю рц и истинную р0 плотности; для запол-
нителя — насыпную плотность р3 и плотность в куске р3. к, водо-
поглощение по массе wB (качество химических добавок ХД уста-
4*
99
навливается по паспортам или на основании данных их непо-
средственного испытания).
После этого расчетным путем или по таблицам назначают
расходы материалов для приготовления первого исходного за-
меса, а затем других опытных замесов, отличающихся от
первого содержанием материалов (вяжущего, органического
целлюлозосодержащего заполнителя, воды и химических доба-
вок). При этом число переменных принимается в зависимости от
конкретных условий. Расчет имеет целью облегчить и упростить
работу по дальнейшему подбору состава арболита эксперимен-
тальным способом.
По расчетным данным приготовляют пробные замесы из ар-
болитовой смеси с заранее принятыми расходами материалов и
из каждой смеси готовят контрольные образцы по технологии,
приближающейся к производственной. Одновременно определя-
ют уточненную плотность арболитовой смеси в уплотненном со-
стоянии рарб. Затем вычисляют фактические расходы материалов
на 1 м3 уложенной арболитовой смеси в уплотненном состоянии.
Рассмотрим пример. Пусть сумма расхода всех материалов
для арболита опытного замеса
SP = Ц + 31 + В, + ХД
Для того чтобы найти расход цемента, составляем пропорцию
на основе следующих рассуждений.
Для приготовления арболита массой SP (в кг) израсходова-
но Ц цемента (в кг). Сколько цемента требуется для приготовле-
ния 1 м3 арболита? Находим
Hi : ХР = Црарб,
откуда
ц = рзроЦ./SP.
Аналогично определяем расход органического заполнителя 3,
воды В и химической добавки ХД на 1 м3 смеси:
3 = p»pf)3,/SP; В = papr.Bi/SP; ХД = раг,-.ХД/ХР.
Объем израсходованного органического заполнителя легко
найти, разделив массу заполнителя 3 на его насыпную плот-
ность в сухом состоянии р3:
Va = 3/р.,.
Как правило, арболитовые смеси готовят в помещении при
температуре 20±5°С. Для приготовления смеси применяют су-
хие заполнители.
Так как расчет и подбор состава смеси выполняют, применяя
сухие материалы, а в производственных условиях заполнители
могут оказаться влажными, надо определить естественную влаж-
ность заполнителя и содержащуюся в нем воду вычесть из по-
100
требного количества воды. Например, пусть естественная влаж-
ность заполнителя оказалась w3, % по массе, а расчетное коли-
чество сухого заполнителя 3. Тогда влаги, содержащейся в за-
полнителе, будет В3 = Зщ3/Ю0. Следовательно, для изготовления
замеса нужно ввести воды В] = В—В3. Поскольку расчет ведет-
ся для сухих заполнителей, а в действительности они могут быть
влажными (содержание влаги w3, % по массе), то было бы не-
правильно дозировать их количество по массе, не учитывая со-
держащуюся в них влагу. Поэтому надо подсчитать, сколько за-
полнителя данной влажности следует взять. Очевидно, что влаж-
ных заполнителей придется взять больше, а именно, 3В=3(1 +
4-Щз/ЮО).
3.3.1.	Расчет состава пористого арболита
Исходный состав арболита для последующего приготовления
пробных замесов может назначаться любым обоснованным спо-
собом. Обычно исходные составы определяются расчетным спо-
собом или по таблицам.
Для подбора состава арболитовой смеси задаются: требуе-
мая плотность арболита в высушенном состоянии; класс (мар-
ка) арболита по прочности при сжатии; технические характери-
стики имеющихся материалов для приготовления смеси. При
этом максимальная средняя плотность арболита в высушенном
состоянии в зависимости от класса (марки) и вида используемых
органических целлюлозосодержащих заполнителей не должна
превышать значений, указанных в табл. 3.7.
Таблица 3.7. Максимальная средняя плотность арболита
Класс	Марка арболита	Средняя плотность арболита, кг/м3, высушенного до постоянной массы, с заполнителем				
		древесной дробленной И 1 отходов		дробленой рисовой соломой	кострой льна млн дроблены- ми стеблями хлопчатника	кострой конопли
		лесопиления и деревообра- ботки	лесоза- готовок			
ВО, 35	5	450	500	500	450	450
В0.75	10	500	500	—	500	500
В1	15	550	600	500	500	500
В1.5	—	600	650	650	650	650
В2	25	650	700	700	700	700
В2.5	35	700	750	—	—	—
В табл. 3.8 приведен рекомендуемый расход портландцемента
М400 для приготовления арболита классов В0,35...В2,5 (марок
5...35). Указанные расходы цемента приведены для арболита,
твердеющего в стандартных условиях в течение 28 суток при
температуре 20±2°С и относительной влажности воздуха 70+
101
Таблица 3.8. Максимальный расход портландцемента марки 400
на 1 м3 арболита
Заполнитель	Максимальный расход вяжущего, кг/м3, в зависимости от класса (марки) арболита				
	ВО,35 (5)	ВО,75(10)	В1 (15)	В2 (25)	В2,5(35)
Дроблеика из отходов: лесопиления н деревообработки	260	280	300	330	360
хвойных пород лесозаготовок хвойных пород	280	300	320	350	380
лесопиления и деревообработки сме-	290	310	ззо	360	390
шаниых пород лесозаготовок смешанных пород	310	330	350	380	—
Дроблеика рисовой соломы	300	—	370	400	—
Костра конопли нли льна	220	310	360	450	—
Дробленые стебли хлопчатника	260	290	320	360	—
Примечание. Приведенные расходы цемента рекомендуются лишь для при-
готовления первого исходного замеса при подборе состава арболитовой смеси н не
могут служить нормами расхода вяжущих в производственных условиях.
±10%. При тепловой обработке расход цемента уточняется
опытным путем. В случае применения цемента иных марок (от-
личного от М400) величина расхода вяжущего умножается на
коэффициенты, приведенные в табл. 3.9.
Таблица 3.9. Коэффициенты изменения нормативных расходов
цемента в арболите при изменении марки цемента
Марка цемента	Арболит класса (марки)				
	ВО,35 (5)	ВО,75 (10)	В1 (15)	В2 (25)	В2,5 (35)
300	1,05	1,05	1,05	1,10	1,15
400	1	1	1	1	1
500	0,96	0,96	0,95	0,95	0,94
600	0,93	0 93	0,92	0,92	0,9
Примечание. Расход цемента М400 по ГОСТ 10178—76* условно принят за
единицу.
Таблица 3.10. Максимальный расход сухого органического целлюлозосодержащего
заполнителя, кг, на 1 м3 арболита
Заполнитель	Арболит класса (марки)				
	ВО,35 (5)	ВО,75 (10)	В1 (15)	В2 (25)	В2,5 (35)
Дроблеика из отходов: лесопиления и деревообработки хвой-	160	180	200	220	240
иых пород лесозаготовок хвойных пород	170	190	210	230	250
лесопиления и деревообработки Сме-	180	200	220	240	250
шаниых пород лесозаготовок смешанных пород	160	180	200	220	240
Дроблеика рисовой соломы	180	—	220	250	—
Костра конопли илн льиа	200	190	180	170	—
Дробленые Стебли хлопчатника	200	210	220	230	—
102
В зависимости от прочности арболита рекомендуемые расхо-
ды органического целлюлозосодержащего заполнителя в сухом
состоянии и воты принимают по данным табл. 3.10 и 3.11 (при
использовании портландцемента М400).
Таблица 1.Н. Максимальный расход воды, л, на 1 м'1 арболитовой смеси
ЗТГПолнитель	Арболит класса (марки)				
	ВО,35 (5)	ВО,75 (10)	В1 (15)	В2 (25)	В2,5 (35)
Дроблеика из отходов: лесопиления и деревообработки хвой-	280	300	330	360	4U0
иых пород лесозаготовок хвойных пород	300	330	360	400	440
лесопиления и деревообработки сме-	330	360	390	430	460
шаниых пород лесозаготовок смешанных пород	330	36(1	390	430	460
Дроблеика рисовой соломы	350	—	400	450	
Костра конопли или льна	400	470	450	420	
Дробленые стебли хлопчатника	400	460	480	510	
Следует отметить, что расход цемента, органического целлю-
лозосодержащего заполнителя и воды зависит от многих факто-
ров, в первую очередь от способа уплотнения арболитовой смеси,
поэтому расход компонентов необходимо устанавливать опытным
путем в зависимости от конкретных производственных условий.
Так, в табл. 3.8, 3.10 и 3.11 расход цемента, органического
целлюлозосодержащего заполнителя и воды приведен в зависи-
мости от коэффициента уплотнения /<у = р>Кл рХ’. характеризуе-
мого отношением плотности свежеуложенной уплотненной арбо-
литовой смеси рупл к плотности рыхлонасыпной арболитовой
смеси рнас- При этом Ку для арболита марок 5.35 (классов
В0,35...В2,5) увеличивается от 1,3 до 1,6.
Влияние удельного давления прессования, МПа, на расход
цемента, органического заполнителя и воды может быть охарак-
теризовано данными табл. 3.12.
Таблица 3.12. Зависимость расхода компонентов арболита, кг,м3.
От удельного давления прессования
Класс (марка) арболита	Материал	При удельном давлении прессования, МПа					
		0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2
В1 (15)	Цемент М400	300	260	230					
	Днобленка	160	190	220	—	—	—
	Вода	270	230	190	—	—	—
В2 (25)	Цемент М400	420	370	320	280	250	—
	Дроблеика	140	180	210	240	270	—
	Вода	340	310	280	240	200	—
В2.5 (35)	Цемент М400	500	450	400	360	330	300
	Дроблеика	130	170	200	230	260	280
	Вода	370	340	320	290	270	240
103
Серия опытных образцов готовилась методом прессования с
фиксацией крышек. В исследованиях применялись материалы со
следующими характеристиками: портландцемент М400 Воскре-
сенского завода, древесная дробленка еловая из тонкомерного
круглого леса и вершин деревьев диаметром 8.. 12 см, выдер-
жанного в течение 2 месяцев (май, июнь). Дробленка имела сле-
дующий фракционный состав: 5.. 10 мм — 71,3%; 2,5...5 мм —
28,7%; коэффициент формы частиц дроблении составлял 5,5; ис-
пользовался хлорид кальция технический (по ГОСТ 450—77*).
Древесный заполнитель, как и другие органические заполни-
тели, обладает высокой химической активностью по отношению
к минеральным вяжущим веществам. Это вызвано наличием в
них легкорастворимых, химически активных веществ. Поэтому,
как правило, при назначении состава арболита большое внима-
ние уделяется выбору вида и назначению расходов химических
добавок — «минерализаторов». В соответствии с нормативными
документами рекомендованы три вида «минерализаторов»: хло-
рид кальция, жидкое стекло и комплексная добавка из сернокис-
лого алюминия и извести-пушонки. Расход добавок может быть
принят по табл. 3.13. Вид химической добавки и ее оптимальное
количество определяют с учетом требований ГОСТ 24211—80.
Таблица 3.13. Максимальный расход ХД, кг,м3,
для приготовления арболнта (в пересчете на сухое вещество)
Химическая добавка	Виды заполнителя		
	древесная дробленка	костра ко- нопли или льна	дробленые стебли хлоп- чатника и рисовой соломы
Хлорид кальция техниче- ский	8	6	11
Стекло натриевое жидкое Комплексная добавка:	8	9	—
сернокислый алюми- ний + известь nj тонка	20+25	15+20	—
В последнее время разработаны и испытаны более эффектив-
ные «минерализаторы», например комбинации закисного или ок-
сидного сернокислого железа с известью-пушонкой и хлористым
кальцием, жидкого стекла с сернокислым алюминием или с хло-
ристым кальцием и др.
При выборе вида и количества ХД необходимо ограничивать
расход добавок из условия появления на затвердевшем арболите
высолов. Методика определения образования высолов на поверх-
ности арболита приведена в ГОСТ 24211—80*.
В армированных конструкциях следует оценивать защитные
свойства арболита с ХД по отношению к стальной арматуре.
Расчетные составы арболита проверяют в лабораторных или
производственных условиях путем изготовления и испытания
104
контрольных образцов по ГОСТ 10180—78*. Опытные образцы
для определения класса (марки) арболита по прочности при
сжатии хранятся в течение 28 суток при температуре 20±2°С и
относительной влажности воздуха 70±Ю%. Для уточнения рас-
палубочной или отпускной прочности изготовляют и испытывают
образцы в возрасте 1, 3 и 7 суток.
Рабочий состав арболита-юлжен назначаться на основании
обработки результатов испытаний контрольных образцов. Про-
верку рабочего состава осуществляют непосредственно в произ-
водственных условиях путем изготовления опытных изделий в
количестве не менее 3 шт по действующей на заводе технологии.
При этом фиксируют фактические дозировки всех материалов,
отбирают пробы заполнителей из бункера-дозатора с определе-
нием их свойств, формуют контрольные образцы-кубы и устанав-
ливают фактические расходы материалов с испытанием кубов на
прочность при сжатии по ГОСТ 10180—78* и определением
средней плотности арболита по ГОСТ 12730.1—78.
При необходимости проверки других требуемых свойств арбо-
лита из его рабочего состава должны быть изготовлены и испы-
таны образцы по действующим стандартам и техническим усло-
виям.
После производственной проверки рабочего состава арболита
следует составить таблицы объемно-весового дозирования с ука-
занием расхода всех материалов по массе, а дробленки — по
объему (с учетом колебаний по насыпной плотности)
Рабочий состав арболита должен корректироваться на осно-
ве статистической обработки фактических данных в соответст-
вии с требованиями ГОСТов при организации производства из-
делий и конструкций из этого материала, изменении проектных
характеристик арболита, а также вида и поставщика древесного
сырья или цемента, технологических режимов производства.
3.3.2.	Расчет состава поризованного арболита
При подборе состава поризованного арболита необходимо
стремиться к обеспечению требуемой подвижности или жест-
кости поризованной арболитовой смеси в процессе формования из-
делий и заданных свойств затвердевшего арболита при возмож-
но меньшем расходе цемента и минимальной стоимости мате-
риалов на его приготовление.
Состав поризованного арболита следует проектировать и под-
бирать расчетно-экспериментальным путем, который предпола-
гает следующие основные этапы: выбор и предварительную оцен-
ку пригодности имеющихся исходных материалов; расчет и
назначение исходных составов поризованного арболита для опыт-
ных замесов; приготовление опытных замесов и обработку по-
лученных результатов испытания образцов из этих замесов; ус-
105
тановление рабочего состава поризованной арболитовой смеси и
его корректировку в производственных условиях.
Выбор и предвари гельпую оценку пригодности имеющихся
исходных материалов для приготовления поризованного арболи-
та с заданной прочностью при сжатии производят по результа-
там испытания этих материалов в соответствии с действующими
стандартами и техническими условиями. Выбирать исходные ма-
териалы и предварительно оценивать их пригодность можно так-
же по техническим паспортам и сертификатам.
Объем древесной дробленки в насыпном состоянии, расходуе-
мой на приготовление 1 м3 поризованного арболита, принимается
от 1,3 до 1,7 м3.
Расход цемента для исходного замеса рекомендуется ориен-
тировочно назначать по табл. 3.14 в зависимости от требуемого
класса арболита и породы древесины.
Таблица 3.14. Максимальные расходы цемента М400,
кг/м3, для приготовле 1ия поризованного арболита
Порода древесины	Класс (марка) поризованного арболита			
	В1 (15)	В2 (25)	В2,5 (35)	В3,5 (50)
Ель Осина Смешанные породи Примечание уменьшается на 5% лита класса В2; на I	390 320 310 . При испо — для арбол )% - для ар	320 360 350 льзованин цел нта классов В болита класса	350 390 380 дента М500 и В 1.5; на 7 В2.5.	380 420 420 орма расхода % — для арбо-
Первоначально для подбора состава поризованного арболита
берут три расхода цемента: первый — по табл. 3.14, два дру-
гих— с отклонением от значений, приведенных в табл. 3.14, на
±10%. Подвижность арболитовой смеси при формовании изде-
лий в горизонтальны: формах на виброплощадках в момент
укладки принимается 1...3 см. Расход воды назначается опти-
мальным, обеспечив иощим укладку смеси при принятом способе
формования и исключающим разрушение пены при приготовле-
нии поризованной арболитовой смеси.
Ориентировочные значения В/Ц для подсчета необходимого
количества воды при приготовлении поризованной арболитовой
смеси зависят от породы древесины, вида цемента, фракционного
состава заполнителя и других технологических факторов. Для
предварительных расчетов принимают В/Ц=1...1,2. В последую-
щем эти значения уточняют опытным путем.
Количество воды для затворения поризованной арболитовой
смеси корректируют после определения влажности древесного
заполнителя по формуле
В к - В — (Дест — Дсух),
106
где Вк — количество воды, требуемое для приготовления 1 м3 поризованной
арболитовой смеси с учетом влажности древесины, кг; Дс,х— масса троб-
ленки в абсолютно сухом состоянии, кг; Дест— масса дроблении на 1 м3 ар-
болитовой смеси с учетом влажности заполнителя, кг; Дест = ДС1х(1 +
+ 0,01 w); w влажность по массе используемого древесного заполнителя, %.
Предварительный (исходный) расход воды для назначенного
по табл. 3.14 расхода цемента можно устанавливать эксперимен-
тально путем добавления такого ее количества, которое обеспе-
чивает комкование арболитовой смеси при сжатии рукой без от-
деления цементного молока до введении в нее технической пены.
Расход химических добавок для исходною замеса ориентиро-
вочно рекомендуется по табл. 3.15 в завгсимости от требуемого
класса арболита и уточняется опытным путем.
Таблица 3.15. Примерный расход химических добавок ki/m3.
для приготовления поризованного арболита
(в пересчете на сухое вещество)
Химическая добавка	Класс (марка) поризованного арболита			
	В1 (15)	В2 (25)	В2.5(35)	В3,5 (50)
Жидкое стекло натриевое Комплексные добавки:	6	7	8	9
жидкое стекло + СаС12	9 I 4,5	10 г 5	11 5.5	12 6
жидкое стекло + + A12(SO<).,	10 5 10	12-| 12	14 | 14	16 16
Расход порообразователя назначается из условия полного за-
полнения межзерновых пустот между частицами древесной дроб-
лении поризованным цементным тестом я зависит от способа
введения в арболитовую смесь порообразующей добавки или
способа приготовления пены (центробежным насосом, рецирку-
ляционным пеногенератором или механическим взбивателем), а
также от требуемой степени поризации арболита.
Для предварительных расчетов расход пенообразователя ра-
бочей концентрации ориентировочно в среднем может прини-
маться, л/м3: для арболита класса В3,5 — 30, В2,5 —40, В2 — 50,
В1 — 60 (при плотности пены в пределах от 200 до 250 кг/м3).
Ниже приводятся расходы воздухововлекающих добавок (в
пересчете на сухое вещество) для опытных замесов, % по массе
цемента:
ЦНИПС-1
СНВ
сдо
1,15 .0,25
0.1. . .0,2
0,2.. .0.3
Показанные расходы добавок ЦНИПС-1, СНВ и СДО исчислены
по товарному продукту, 10%-ный раствор которых имеет плот-
ность соответственно 1,024; 1,03 и 1,07.
Приведенные расходы порообразующих добавок уточняются
в процессе проведения опытных замесов в производственных ус-
107
ловиях с учетом особенностей смесителя, условий транспортиро-
вания и укладки смеси.
Рабочие концентрации пенообразователей различных видов,
которые могут быть изменены после предварительной проверки,
рекомендуется принимать по табл. 3.16.
Таблица 3.16. Рабочие концентрации пенообразователей
различных видов
Пенообразователь
Состав водного
раствора (пено-
образователь :
: вода), масс, ч
Синтетический пенообразователь на ос-
нове алкилсульфатов первичных спир-
тов:
сульфо па ста
скрубберная паста
То же, иа основе вторичных спиртов
Жидкостекольный
1 : 40
I : 10
1 : 40
1 : 30
После назначения расходов цемента, древесной дробленки,
воды, ХД и пенообразователя для исходного замеса устанавли-
вают расчетную ожидаемую плотность поризованного арболита
рсв. ул*
рсв. УЛ = Ц + 1 ,5рдр + В + Вп. О + ХД,
где рдР—насыпная плотность древесной дробленки в сухом состоянии, кг/м3;
Ц, Д, В, Вп. о, ХД — соответственно расходы цемента, древесной дробленки
(Д = 1,5рДР) в сухом состоянии, воды, пенообразователя рабочей концентра-
ции, химических добавок (в пересчете иа сухое вещество), кг/м3; 1,5 — опти-
мальный расход древесной дробленки в насыпном состоянии, м3 на 1 м3 ар-
болита.
При принятых расходах материалов пену следует добавлять
до достижения свежеуложенной поризованной арболитовой
СМеСЬЮ ПЛОТНОСТИ рсв. ул.
Приготовление опытных замесов из назначенных расчетом
составов поризованного арболита следует производить в лабора-
торных или производственных условиях с определением средней
плотности смеси в свежеуплотненном состоянии и фактического
расхода материалов на 1 м3 арболита, плотности арболита по
ГОСТ 12730.1—78 и прочности при сжатии по ГОСТ 10180—78*.
Из каждого замеса формуют не менее 12 образцов-кубов разме-
ром 15X15X15 см.
При введении в арболитовую смесь порообразователя необ-
ходимо визуально наблюдать за процессом поризации, сопро-
вождающимся повышением пластичности и появлением избыточ-
ного количества поризованного цементного теста в арболитовой
смеси во время ее перемешивания. Излишнее вовлечение воздуха
в смесь, характеризуемое уменьшением ее плотности по сравне-
нию с заданной по формуле, приводит к снижению прочности ар-
болита, поэтому важно, чтобы в результате опытного замеса
108
фактический расход материалов в свежесформованном пори-
зованном арболите, выход и плотность смеси отвечали принятым
значениям. При проведении опытных замесов объем вовлечен-
ного воздуха определяют по ГОСТ 10181.3—81.
Сформованные девять образцов из поризованного арболита
необходимо выдержать в условиях, близких к производствен-
ному режиму твердения изделий из этого материала. По три об-
разца каждого состава испытывают через 3, 7 и 28 суток твер-
дения в заводских условиях. Три опытных образца для опреде-
ления класса арболита хранят в течение 28 суток при темпера-
туре 20+2°С и относительной влажности воздуха 70+10%. По
результатам испытаний образцов выбирают оптимальный состав
поризованного арболита с требуемыми свойствами, а также вы-
являют влияние принятого режима твердения на его класс.
Выбранный состав поризованного арболита проверяют и кор-
ректируют в производственных условиях при изготовлении опыт-
ной партии изделий с определением влажности, плотности и
прочности при сжатии на 12 контрольных образцах (не менее)
размером 15X15X15 см.
Производственный состав поризованного арболита следует
выдавать на один замес смесителя, учитывая при этом расход
цемента, воды, ХД, порообразователя (по массе) и древесной
дробленки (по объему и массе).
3.4.	Технология изготовления арболитовых
изделий и конструкций
3.4.1.	Подготовка заполнителя
Технологический процесс производства арболитовых изделий
и конструкций состоит из следующих операций: дробления и
подготовки заполнителя по гранулометрическому составу, его
обработки, приготовления ХД, дозировки компонентов арболита,
приготовления арболитовой смеси, укладки ее в формы и уплот-
нения, термообработки сформованных изделий, вызревания при
положительных температурах и транспортирования изделий на
склад (рис. 3.1).
Технология изготовления арболита на целлюлозосодержа-
щем заполнителе в основном включает те же операции, что и
обычного легкого бетона на пористых заполнителях, однако с
некоторыми специфическими особенностями.
В отличие от производства искусственных минеральных по-
ристых заполнителей со значительными затратами энергии полу-
чение заполнителя для арболита сводится к измельчению древе-
сины до получения оптимального фракционного состава. В ряде
случаев может быть использован заполнитель в виде станоч-
109
На склад
Рис. 3.1. Принципиальная технологическая схема производства изделий из
арболита
1—рубительная машина; 2 — Цнклои; 3—бункер для щепы; 4 — барабанный дозатор;
5 — молотковая дробилка; 6 — бункер для дробленки; 7 — виброгрохот; 8— сетчатый
контейнер; 9— кран-балка, 10 — дозатор химических растворов; 11— емкость для хи-
мических растворов; 12— центробежный насос; 13 — перфорированная трубка; 14 — ши-
берный затвор; 15— шнековый конвейер; 16 — бункер для песка или минеральных до-
бавок; 17— бункер для цемента. 18— автовесы; 19— смеситель для приготовления
раствора для фактурного слоя; 20— смеситель для приготовления арболитовой смеси;
21— раздатчик; 22— ровнитель; 23—металлическая форма; 24— цепной конвейер; 25 —
формовочный пост; 26— захват; 27 — накопитель; 28 — камера термообработки
ной стружки и лесорамных опилок, который требует только рас-
сева по фракциям. Однако получение качественного арболита на
этих заполнителях затруднено в связи с тем, что они имеют боль-
шую удельную поверхность. Это приводит к увеличению выделе-
ния экстрактивных веществ в цементный раствор в процессе при-
готовления смеси, и нормируемого количества цемента оказыва-
ется недостаточно для создания структуры высокой прочности.
Лучшие результаты дает специально приготовленная по типовой
схеме дроблеика из кусковых отходов древесины, дровяного
сырья (получение щепы на рубительных машинах, а затем ее
измельчение и гомогенизация на молотковых мельницах).
Древесина — анизотропный материал, поэтому древесная
дроблеика должна иметь игольчатую форму с коэффициентом
формы (отношение наибольшего размера к наименьшему), рав-
ным 5...8, и толщину 3...6 мм. Оптимальные размеры по длине
должны быть не более 25...30 мм. Частицы такой формы обла-
дают более близкими по абсолютному значению влажностными
деформациями вдоль и поперек волокон, что позволяет снижать
110
Рис. 3.2. Дисковая рубительная машина МРНП-30 с наклонной подачей
сырья и выбросом щепы вверх
/ — рама; 2 — подшипники; 3 — наклонный патрон; 4—кожух диска; 5 — вал диска;
6 — муфта; 7 — тормоз; 8— рычаг управления тормозом; 9 — электродвигатель; 10—
патрубок выброса щепы
отрицательное воздействие влажностных деформаций древесного
заполнителя на структурообразование и прочность арболита.
Технологическое древесное сырье поставляется на предприя-
тия как отдельно по породам, так и в смешанном в различных
соотношениях виде.
Дрова и кусковые отходы укладывают, принимают и учиты-
вают в соответствии с ГОСТ 3243—46 **. Древесное технологичес-
кое сырье в круглом виде хранят в соответствии с требованиями
ГОСТ 9014.0—75*. Диаметр круглых заготовок сырья устанавли-
вается от 5 до 15 см, при диаметре более 15 см заготовки рас-
калывают на части. Раскалывание осуществляется на дровоколь-
ных станках типа КЦ-7, УТ-8 и КТ-8А.
Рис. 3.3. Дисковая рубительная машина МРГ-20Н с горизонтальной подачей
сырья и выбросом щепы вниз
/ — патрон; 2 —рама; 3, 5 — подшипники; 4— кожух; 6 — вал диска; 7 — муфта; 8 —
тормоз; 9 — рычаг управления тормозом; 10 — электродвигатель
111
В технологическом сырье допускаются пороки древесины (по
ГОСТ 2140—81 *), в том числе гниль внутренняя заболонная
мягкая и наружная трухлявая, если она занимает не более 5%
площади торца дровяного сырья или 5% общего объема партии.
Кусковые отходы древесины должны измельчаться в щепу и
выдерживаться в кучах под навесом не менее 1 месяца при по-
ложительной температуре.
Применение свежесрубленной древесины всех пород для про-
изводства арболита допускается при соблюдении следующих
требований: показатель пригодности целлюлозосодержащего за-
полнителя (удельный расход цемента на единицу прочности ар-
болита при сжатии) должен быть не более 15; содержание во-
дорастворимых редуцирующих веществ —не более 2%.
Таблица 3.17. Техническая характеристика дисковых рубительных машин
Показатель	МРНП-10	МРНП-30	МРГ 20Н	МРГ-40
Производительность, м3 щепы в 1 ч	До 10	До 30	До 20	До 40
Максимальная толщина (диаметр) пере-	220	200	200	300
рабатываемого сырья, мм				
Расположение оси загрузочного патрона	Наклонное		Г оризонтальиое	
Проходное сечение патрона, мм	250X250	250X250	220X420	350x585
Диаметр диска, мм	1270	1270	1270	1270
Частота вращения диска, мни 1	590	740	740	590
Число режущих ножей, шт.	16	16	12	10
Число контриожей, шт.	—	3	2	—
Средняя длина щепы мм	18	18	18	20
Выброс щепы	Вверх	Вверх	Вниз	Вверх
Установленная мощность двигателя при-	55	90	90	160
вода диска. кВт				
Габаритные размеры, мм:	2600	2660	2660	3610
ширина	1700	1670	1630	2440
высота	1745	1745	1370	2145
Масса, т	5.65	5,75	5,2	13,9
Выдержанные отходы древесины превращают в щепу на руби-
тельных дисковых и барабанных машинах (рис. 3.2, 3 3, табл.
3.17), а затем измельчают в дробленку на модернизированных
молотковых мельницах, дробилках или стружечных станках
(рис. 3.4, табл. 3.18)
Таблица 3.18. Техническая характеристика молотковых
ДМ-1, ДМ-4, ДМ-7 и лопастной ДМ-3 дробилок
Показатель	ДМ-1	ДМ-4	ДМ-7	ДМ-3
Производительность в пересчете на аб-	1000	1500	2000	1100
солютио сухую древесину, кг/ч Диаметр рогора по дробящим кромкам	1000	842	910	870
бил или лопастям, мм Ширина ротора, мм	—	1000	960	320
Частота вращения ротора, мии 1	2100	900	850	1440
Число лопастей * или рядов бил	32*	8	702*	6
Установленная мощность электродвига-	40	75	75	75
теля. кВт Масса, кг	1450	3200	5500	5000
112
Рис. 3.4. Принципиальные схемы дробилок для измельчения стружки
а — лопастная ДМ-3; б — молотковая ДМ-4; 1 — корпус; 2 — ротор; 3 — конические ди-
ски; 4 — разгрузочное окно; 5 — ситовая обечайка; 6 — откидная крышка; 7 — била;
8 — питатель
Из всех выпускаемых отечественной промышленностью руби-
тельных машин барабанного типа (ДУ-2, МРБ-1, МРП-800) в
производстве арболита модель ДУ-2 нашла наибольшее приме-
нение (рис. 3.5). Машина ДУ-2 предназначена для переработки
Рис. 3.5. Барабанная рубительная машина ДУ 2
/ — механизм подачи; 2 — редуктор привода верхнего подающего вальца; 3 — ножевой
барабан; 4 — станина; 5 — заточное приспособление; 6 - кожух; 7 —крышка; 8 — пиевмо-
трубопровод; 9 — вентилятор; 10— всасывающая труба; /У —смотровой люк
113
отходов лесозаготовок (сучьев и ветвей) и деревообработки (ре-
ек, горбылей , шпона-рванины и обрезков фанеры). Она состоит
из механизмов подачи и резания, приспособления для заточки
ножей и вентилятора.
Для измельчения гузо-паи в Ташкентском НИИстромпроекте
были испытаны различные рубительные, дробильные машины и
соломорезки: молотковые дробилки ДМ-1 и ДМ-2 в комплекте
со стеблеизмельчителем (разработка института), соломорезка
РСС-6, универсальная дробилка кормов ДКУ-М и ДКУ-2,0-1
«Украинка». Фракционный состав заполнителя, полученный на
испытанных машинах, приводится в табл. 3.19.
Таблица 3.19. Фракционный состав гуза-пан, измельченных на различном
оборудовании
Наименова ние остат- ков	Остатки, %, иа ситах с размером ячеек в свету, мм								
	10	7	5	3	2	1	0,5	0,25	менее 0,25
Молотковая дробилка ДМ-1
Частые Полные	I 27,2 I 1 27,2 |	1 1	19,0 59,1	1 21-9 1 1 81,0 1	9,0 90,0	1 7’°	1 1 97,0 1	1.0 1 98,0 1	4:1 1	0,8
			Соломосилосорезка РСС-6						
Частые Полные	1 48’9 1 1 48,9 |	1 1	14,7 81,6	1 12-° 1 1 93,6 |	2,7 96,3	1	2’°	1 1 98,3	1	0.8 I 99,1 1	0,6 I 99,7 |	0.3
	Соломосилосорезка РСС-6				(реконструированная)				
Частые Полные	1 1	I 32,8 | 69,9 |	12,8 82,7	1 1	2,7 96,8	1 4:1 1	99* 8 |	44 1	0,1
		Молотковая		дробилка	ДМ-2	(без сита)			
Частые Полные	1 1	I 22,7 I 1 85,6 |	9,3 94,9	1 98,5 |	0,6 99,1	1 9°:* |	0,3 | 100,0 1	= 1	-
	Стеблеизмельчитель		конструкции Ташкентского НИИстромпроекта						
Частые Полные	1 21-6 1 1 21,6 |	1 £4 1	23,8 78,5	1 15-9 1 1 94,4 |	3,3 97,7	1 4:? |	0.2 I 99,7 1	ОД I 99,8 |	0,2
			Дробилка кормовая ДКУ-М						
Частые Полные	1 10,0 I 1 10,0 1	1 10,0 |	15,3 25,3	1 32,0 I 1 57,3 |	15,3 72,6	1 £о4 1	1,8 | 92,8 1	5,0 I 97,8 |	| 2,6
	Дробилка кормовая			ДКУ-М	(со снятыми решетками)				
Частые Полные	1 29,2 I | 29,2	1 ж 1	15,7 61,1	1 Ж 1	14,4 89,1	1 4:? I	4:1 1	2,0 I 98,8 |	1 1,2
Из приведенных в таблице результатов видно, что наиболее
приемлемой машиной из выпускаемых отечественной промышлен-
ностью является дробилка типа ДКУ (предназначена для из-
мельчения грубых кормов в условиях пустынной зоны) со сня-
тыми решетками для регулирования степени измельчения.
Одним из факторов, сдерживающих использование в качестве
заполнителя для арболита лесосечных отходов (ветви, сучья,
вершины и др.), а также отходов сельскохозяйственного произ-
водства (стеблей хлопчатника, рисовой соломы и др.), является
трудность сбора и транспортировки (из-за малой насыпной
114
Рис. 3.6. Технологическая схема дробильной машины марки ТТ910Р
/—двигатель внутреннего сгорания; 2 — дробилка; 3—механизм подачи, 4—механизм
выбрасывания щепы; 5 — гидроманипулятор; 6 — кабина; 7 — рама прицепа или авто-
мобиля
плотности) их к предприятиям, производящим арболит. Эти
проблемы могут быть во многом решены при применении модер-
низированных надежных дробильных машин, установленных на
шасси автомобиля (рис. 3.6), например типа ТТ910Р финской
фирмы «Перусюхтюма», эксплуатируемых на наших предприя-
тиях.
При дроблении и рассеве необходимо использовать древесину
с равновесной относительной влажностью не более 39%, при
влажности выше этого предела нарушается нормальная работа
дробилок, сит и грохотов.
Технологическая щепа при поставке по размерам частиц и
показателям засоренности должна соответствовать требованиям
ГОСТ 15815—83*, предъявляемым к щепе, используемой для
производства древесно-волокнистых плит; дробленка должна
удовлетворять требованиям ГОСТ 19222—84.
Размеры древесных частиц измельченной древесины, допус-
каемые ГОСТ 19222—84, не должны превышать по длине 40 мм,
по ширине 10 мм, по толщине 5 мм. Содержание примеси коры
в измельченной древесине должно быть не более 10%, а хвои
и листьев — не более 5% (по массе сухой смеси заполнителя).
115
Длина частиц костры конопли и льна, измельченных стеблей
Хлопчатника и рисовой соломы должна быть не более 40 мм
Содержание очесов и пакли не должно превышать 5% от массы
сухой смеси заполнителя.
Измельченная древесина, костра конопли и льна, измельчен-
ные стебли хлопчатника и рисовой соломы должны быть без ви-
димых признаков плесени и гнили, а также примесей инородных
материалов (кусков глины, растительного слоя почвы, камней,
песка и др.), в зимнее время — без примесей льда и снега
Фракционный состав целлюлозосодержащего заполнителя
должен находиться в следующих пределах:
Размеры отверстий кон-
трольных сит, мм	20	10	5	2,5 Менее 2,5
Полные остатки на кон-
трольных ситах, % по
массе	До 5 20...40 40. ..75 90...100 До 10
Среднее значение коэффициента формы частиц (отношение
наибольшего размера к наименьшему) не должно быть более 8,
а количество частиц с коэффициентом формы более 8 — превы-
шать 20% для остатка на сите с отверстиями размером 20 мм и
10% для остатков на ситах 10 и 5 мм.
Для сортировки щепы и древесной дробленки, а также мяг-
ких отходов (станочной стружки и лесорамных опилок) исполь-
зуют механические сортировки следующих типов: качающиеся,
вибрационные и гирационные. Древесный заполнитель нужных
параметров получают с помощью установленных на сортировках
сит с определенным сечением ячеек.
Применяются преимущественно плоские вибрационные и ги-
рационные сортирующие устройства. По способу подвески коро-
ба их делят на напольные и подвесные Плоские устройства по
сравнению с барабанными имеют более высокую пропускную
способность на единицу поверхности сита, в связи с чем их га-
баритные размеры относительно меньше. Для интенсификации
процесса и повышения качества сортировки щепы большое зна-
чение имеет равномерное ее распределение по всей поверхности
сита.
Плоские горизонтально-гирационные сортировки обеспечива-
ют равномерное распределение поступающей щепы по плоскости
сита за счет центробежных сил, возникающих при круговом дви-
жении сит в горизонтальной плоскости. Промышленностью вы-
пускаются несколько типов вибрационных и гирационных сорти-
ровок: СЩ-0,2, СЩ-1, СЩ-60, СЩ-120, ВГО-1 и др. (табл. 3.20).
Наиболее широкое применение имеет горизонтально-гирацион-
ная сортировка СЩ-1, в которой установлены три плоских сита:
верхнее с ячейками размером 30X30 мм, нижнее с ячейками 6Х
Х6 мм. Технические данные сортировок приведены в табл. 3.20.
Приготовление дробленки по традиционной технологии осу-
116
Таблица 3.20. Техническая характеристика сортировок
Показатель	СЩ-1М	СЩ-120	ГВР-1	ЭВ П-1		ВГД-2
Производительность, м3 ще- пы в 1 ч	60	120	25 ..30	25.	.30	35
Количество сит, шт.	3	3	2	2		2
Угол наклона, град. Размеры отверстии- сит, мм: верхнего среднего нижнего	35x35 10X10 10X10	39X39 14X14 юхю	15 .25	15.	.25	15 . 25
Установочная мощность. кВт Масса, кг	3 1270	3 3127	3,8	3,8		5,5
ществляется двухстадийно: I стадия — получение щепы из кус-
ковых отходов на рубительной машине, II стадия — получение
дробленки с помощью дробилок и, наконец, фракционирование.
Отсутствие специального рубительного и дробильно-сортиро-
вочного оборудования для получения дробленки оптимальных
геометрических размеров (коэффициента формы) с учетом ани-
зотропии самопроизвольных влажностных деформаций древеси-
ны, а также дефицит такого оборудования, применяемого при
производстве ДВП и ДСП, которое вынужденно использовалось
и при изготовлении арболита, потребовало разработки более
экономичной схемы.
Автором настоящей монографии разработана и внедрена на
Горийском ДОЗе одностадийная схема приготовления дроблен-
ки. Дробильно-сортировочный узел работает по замкнутому цик-
лу: рубительная машина—хортировка щепы-хрубительная ма-
шина. Была модернизирована машина сортировки щепы СЩ-1М
(смонтировано дополнительное сито с ячейками (6X20 мм) и
установка дополнительного возвратного транспортера, что позво-
лило крупные частицы (широкую щепу) подавать в рубительную
машину по замкнутому циклу. Таким образом добились получе-
ния частиц дробленки с размерами, близкими к оптимальным.
Внедрение этого мероприятия было особенно важным, так как
цех арболита работал на смешанном по породам сырье и отхо-
дах лиственницы, крупные частицы которых могли развивать на
отдельных участках формируемой структуры большие по абсо-
лютным значениям давления набухания, вызывая деструкцион-
ные процессы, что обусловливало понижение расчетной проч-
ности арболита.
Опыт одностадийного получения дробленки с помощью руби-
тельной машины типа МРГН (дающий щепу шириной 20...40 мм,
длиной 20...25 мм) и сортировочной машины СЩ-1М, работаю-
щей по замкнутому циклу, может быть рекомендован для широ-
кого внедрения, так как молотковые мельницы с нужными пара-
метрами промышленностью не выпускаются.
117
Такая технология тем более экономически оправдана для це-
хов средней и малой мощности (12...24 тыс. м3 в год), так как
производительность рубительных машин, выпускаемых отечест-
венной промышленностью для целлюлозно-бумажного производ-
ства, ДВП и ДСтП, составляет 10...40 м3/ч, т. е. в одну смену
может быть получено щепы 70...300 м3, потребность же арболи-
тового цеха мощностью 12...24 тыс. м3 изделий в год составляет
25...50 м3 щепы.
Принятая одностадийная энергосберегающая схема приго-
товления дробленки опробована в течение более трех лет. Она
положительно оценивается как с технологической стороны (по-
лучается дробленка с коэффициентом формы близкой к опти-
мальной), так и с экономической (позволяет снизить единовре-
менные затраты на оборудование и затраты на эксплуа-
тацию).
Предварительная гидротермическая обработка целлюлозосо-
держащего заполнителя с целью его облагораживания способст-
вует существенному улучшению физико-механических свойств
арболита.
Так как древесина относится к группе ограниченно набухаю-
щих гелей, то набухание в воде продолжается только до точки
насыщения волокна, т. е. до влажности, составляющей 30%. Про-
цесс этот сопровождается явлением разбухания, что выражается
в увеличении размеров отдельных элементов и объема древеси-
ны в целом. Разбухание происходит в результате увеличения
расстояния между микрофибриллами и проникновения воды в
них. При этом увеличивается внутренняя поверхность клеток,
состоящая из субмикроскопических и микроскопических струк-
тур, пронизанных системой тончайших пор и капилляров.
Древесина с влажностью до 9% не разбухает, после этого
предела разбухание возрастает пропорционально влагосодержа-
нию. Самопроизвольные влажностные деформации древесины
происходят в диапазоне влажности 9...30%. Поэтому в целях
предотвращения отбора влаги (воды) древесным и другим цел-
люлозосодержащим заполнителем и обезвоживания контактной
зоны структуры арболита, что затруднило бы процессы гидро-
лиза и гидратации цемента, а также для исключения влажност-
ных деформаций (разбухания в процессе приготовления и фор-
мования изделий), влажность заполнителя должна быть не мень-
ше 30...40%. Из-за высокого водопоглощения заполнителя расти-
тельного происхождения приходится поддерживать В/Ц=
= 0,9...1,3.
Вода в арболитовую смесь может быть введена тремя спосо-
бами: в виде воды затворения, при замочке или путем введения
ее в смесь в виде химического раствора — «минерализатора». В
ряде случаев целесообразно замочку заполнителя осуществлять
либо в воде, либо в растворе «минерализатора».
118
Однако исследования показали, что продолжительная замоч-
ка в воде в течение 10...15 минут, как предполагалось рядом ис-
следователей [5, 10, 17, 29], не позволяет удалить легкогидроли-
зуемые вещества из целлюлозосодержащих заполнителей. Для
достаточно полного удаления этих веществ из древесного запол-
нителя необходима длительная замочка — в течение 6 ч при гид-
ромодуле не ниже 1:10 (при ?=20±2°С). Замочка холодной
водой (/=20“Ь2°С) для выравнивания влажности применима
лишь в случае поступления заполнителя с крайне неравномерной
влажностью.
Подогрев воды до температуры 40...60°C ускоряет процесс за-
мочки и частичного извлечения легкогидролизуемых веществ, од-
нако гидротермообработка — это более дорогой процесс, поэтому
он оправдан для цехов, расположенных в северных регионах,
там, где заполнитель хранится на открытом воздухе и подвержен
смерзанию.
3.4.2.	Дозирование и приготовление арболитовой смеси
Для обеспечения высокой стабильности состава и однород-
ности приготовляемой арболитовой смеси большое значение име-
ет точность дозирования компонентов и качество их перемеши-
вания. Древесную дробленку необходимо дозировать объемно-
весовым способом, при этом следует корректировать дозу с
учетом насыпной плотности.
Точность дозирования компонентов арболита в соответствии с
СН 549—82 принята следующей:
цемента по массе .	±2
древесной дробленки
по объему	±5
по массе .	±3
воды по массе или объему .	±2
раствора ХД по массе	и объему	±2
Для установления объема дозатора его предварительно тари-
руют с учетом насыпной плотности заполнителя. С этой целью
во время загрузки дозатора по циферблату фиксируют массу от-
дозированного по объему материала и отбирают усредненную
пробу объемом не менее 20 л, составленную из отдельных проб,
отобранных во время заполнения дозатора. Проверяют насып-
ную плотность отобранной пробы. Объем дозатора определяют
делением зафиксированной массы заполнителя в дозаторе на на-
сыпную плотность отобранной пробы по 20 ..25 навескам.
Исходя из найденного таким образом объема дозатора кдоз
и принятого расхода древесной дробленки на 1 м3 арболита VK
устанавливают объем приготовленного замеса по формуле 1/аРб =
119
= Удоз/Ук и рассчитывают расход отдельных материалов на
замес.
Воду и растворы ХД дозируют автоматическими объемными
или весовыми дозаторами. При этом допускается добавки дози-
ровать весовым дозатором для воды.
При назначении дозировки воды и заполнителей следует учи-
тывать влажность дробленки и вносить соответствующие поправ-
ки на расход воды и заполнителя, установленный по таблице
объемно-весового дозирования. В табл. 3.21 приведен примерный
расход материалов на один замес арболитовой смеси при разной
влажности древесной дробленки.
Таблица 3.21. Расход компонентов, кг, на один замес
с учетом влажности дробленки
Масса древесной дробленки в до- заторе, кг	Влажность дробленки, % по массе	Компоненты		
		цемент	хлорид кальция	вода
120	0	180	33,3	150
126	5	180	33,3	144
132	10	180	33.3	138
13S	15	180	33,3	132
144	20	180	33,3	126
150	25	180	33,3	120
156	30	180	33,3	114
162	35	180	33,3	108
168	40	180	33,3	102
174	45	180	33,3	96
180	50	180	33,3	90
Примечания: I. Раствор хлорида кальция 10%-ной концен-
трации с плотностью 1,084	2. Плотность арболитовой смеси в
уплотненном состоянии 970±20 кг/м3.
Древесную дробленку со склада к месту дозирования можно
транспортировать ленточными конвейерами, скиповыми устройст-
вами, пневмотранспортом и другими средствами, исключающими
ее загрязнение. Древесная дроблеика в момент подачи на дозиро-
вание должна иметь положительную температуру. В зимнее вре-
мя допускается замачивать ее в воде, подогретой до 70°C. Дли-
тельность замочки древесной дробленки назначается на основа-
нии результатов лабораторных испытаний и должна составлять
не менее 15 мин.
Необходимо соблюдать следующую последовательность за-
грузки смесителей составляющими арболитовой смеси:
при предварительной замочке дробленки — древесная дроб-
ленка, цемент (раствор химических добавок подается в течение
всей загрузки);
при применении дробленки влажностью больше равновесной
(относительная больше 30%) — древесная дроблеика, растворы
ХД, цемент, вода; вода может заменяться водным раствором
химической добавки и должна подаваться по трубопроводу с ре-
гулируемой подачей через расходомер.
120
Продолжительность перемешивания арболитовой смеси, счи-
тая с момента загрузки всех материалов в смеситель цикличес-
кого действия и до начала ее выгрузки, определяется опытным
путем и должна быть не менее 3 мин.
Поданная к месту укладки арболитовая смесь должна иметь:
жесткость 20...45 с по техническому вискозиметру или подвиж-
ность не менее 2 см по осадке конуса; требуемую плотность в
уплотненном состоянии с отклонениями не более ±5%; показа-
тель расслоения не более 10%; показатель отделимости цемент-
ного теста в пределах 20...30 с; температуру в пределах 10...30°C.
От смесителя к месту укладки она должна транспортироваться
бетонораздатчиками или другими транспортными средствами,
исключающими расслаивание смеси и потерю ее составляющих.
Исследования ЦНИИЭПсельстроя и производственные испы-
тания подтвердили целесообразность совместного введения воды
и ХД непосредственно в смеситель при влажности заполнителя
выше 30%)- Такой способ позволяет точно дозировать воду и до-
бавки, равномерно распределять их в бетонной смеси, что спо-
собствует улучшению физико-механических свойств арболита.
При этом влажность заполнителя должна регулярно контроли-
роваться лабораторией завода. Схема узла приготовления арбо-
литовой смеси и введения ХД (рис. 3.7), разработанная в
ЦНИИЭПсельстрое, внедрена в цехе арболитовых изделий в
г. Гори на ДОЗе объединения Грузсельстройдеталь.
Дозаторы, обеспечивающие периодическую или непрерывную
подачу материала (компонентов) в заданных по объему или мас-
се количествах, могут быть с ручным, дистанционным или авто-
матическим управлением. Объемные дозаторы по сравнению с
весовыми проще по конструкции, но при дозировании сыпучих
материалов менее точны. В практике производства арболита
объемным дозированием пользуются для дозирования древесного
заполнителя, а в ряде случаев и добавок — химических растворов.
Эти дозаторы из-за их дешевизны используют на предприятиях
небольшой мощности — до 6...12 тыс. м3 изделий из арболита в
год.
Объемные дозаторы периодического действия для заполни-
теля представляют собой мерные емкости, а при замачивании
дробленки — сетчатые контейнеры, снабженные специальными
устройствами для облегчения загрузки и выгрузки материала.
Древесный заполнитель при его замочке дозируют с помощью
сетчатых объемных контейнеров (дозаторов) с открывающимся
створчатым дном. Количество дробленки можно отмерять также
объемно-весовыми дозаторами типов 2ДБПК-800 и 2ДБПК-1600
конструкции ВНИИстройдормаша, применяемыми для пористых
заполнителей. Для дозировки древесного заполнителя могут
быть приспособлены также автоматические весовые дозаторы
АВД Ц-425 и АВДЦ-1200М. Они же используются для дозировки
121
Рис. 3.7. Схема узла приготов-
ления арболитовой смеси и до-
зирования химических доба-
вок
1 — бак-смеситель химических раст-
воров; 2 — шкаф пневмоаппарату-
ры; 3 — электрический шкаф; 4 —
дозатор химических растворов; 5 —
электроды; 6 — пневмоклапан; 7 —
распылитель; 8 — бетоносмеситель;
9 — насос
минеральных заполнителей — песка и щебня для фактурных
слоев.
Дозировку цемента производят на автоматических весовых
дозаторах типов АВДЦ-425 и АВДЦ-1200М (рис. 3.8). Ав-
Рис. 3.8. Дозатор цемента АВДЦ-1200М
1 11— рычаги; 2— груз; 3— аэропитатель; 4— конечные выключатели; 5, 12— затво-
ры; 6, 10 — пневмоцилиндры; 7— рама; 8— шкаф с воздухораспределителями; 9—
крюки; 11, 19 — чехлы; 13, 20 — тяги; 14 — площадка; 15 — циферблатный указатель;
16 — бункер; 18 — стяжка; 21 — гаситель колебаний; 22 — винт; 23 — кожух
122
Рис. 3.9. Объемный дозатор
жидких добавок и воды
/ — сливной клапан; 2 — цилин-
дрическая емкость; 3, 9 — элек-
тровоз душный клапан; 4, 8 —
электромагнит управления кла-
паном; 5 — электроды длинные:
6 — электроды короткие, регули-
рующие точность дозы в пре-
делах 2 литров; 7 — электро-
держатель; Ю — фильтрующая
сетка; 11 — впускной клапан
тематический дозатор
АВДЦ-425 так же, как
и дозатор для заполни-
телей, имеет циферб-
латный указатель с ме-
ханизмами взвешива-
ния и автоматического
управления, бункер с
затворами и пневмоци-
линдрами для загрузки
и разгрузки. Отличие
заключается в том, что
в весовой бункер можно
подавать цемент М400 или М500 винто-
выми питателями, сблокированными с затворами, управляемыми
пневмоцилиндрами.
Растворы ХД и воду дозируют мерным бачком, работающим
по принципу перелива (при дозировании постоянного объема
жидкости). Для дозирования переменного объема жидкости мер-
ный бачок снабжается автоматическим дистанционным управле-
нием. Автоматический дозатор для воды и жидких ХД с элект-
родной системой управления обеспечивает дозирование от 2 до
198 л с интервалом 2 л (рис. 3.9).
Для установления количества химических растворов и воды
могут применяться плунжерные насосы-дозаторы типа НД (см.
рис. 2.20 и табл. 2.29) и типа СБ, имеющие производительность
0.5...3, 1...6 и 2... 12 м3/ч. Изменение производительности осущест-
вляется за счет регулирования хода плунжеров.
Дозирование воды может осуществляться дозаторами турбин-
ного типа ДВК-40, которые могут работать в цикличном и непре-
рывном режиме.
Для дозирования растворов ХД и воды в цехах большой про-
изводительности (12 тыс. м3 изделий из арболита в год и выше)
применяют автоматические жидкостные дозаторы партерного
типа ДЖ-100, ДЖ-200 и дозаторы для установок башенного ти-
па АВД.
В зависимости от мощности технологических линий дозаторы
могут быть подобраны из разных серий. Технические характери-
123
Таблица 3.22. Технические характеристики дозаторов серии ВДБ
Показатели	ДЖ-200	ДИ-500	ДИ-1200	ДЦ-100	ДЦ-200	ДЖ-100
Предел взвешива-	100...500	200.,.1200	200...1200	20...100	40...200	200...10С
иия, кг Допускаемая по-	2	2,5	2,5	2	2	2
грешность, % Число заранее зада-	3	1	1	3	3	3
ваемых рецептов Масса, кг	155	240	240	210	130	135
Таблица 3.22. Технические характеристики дозаторов серии ВДБ
Показатели	АВДЦ-425М	АВДЦ-1200М	АВДЦ-2400М	АВДИ-425М	АВДИ-1200М	АВДЖ-425/1200М	АВДЖ-2400М
Пределы взвешивания, кг: наибольший	150	300	700	600	1200	200	500
наименьший	50	100	100	30	200	20	50
Допускаемая погрешность,	2	2	2	2,5	2,5	2	2
/о Число фракций	2	2	2	2	2	2	2
Цикл взвешивания, с	45	45	35	45	45	35	35
Масса, кг	490	505	1070	560	625	625	540
стики моделей автоматических дозаторов серий ВДБ и АВД
представлены в табл. 3.22 и 3.23.
Арболитовую смесь приготовляют в смесителях принудитель-
ного цикличного действия типов СБ-35 (С-773, рис. 3.10), СБ-62
(С-951), СБ-138, СБ-138А, или лопастных растворосмесителях
типов С-209, СМ-290.
Бетоносмеситель СБ-138А с объемом готового замеса 1000 л
относится к стационарным и предназначен для приготовления
жестких и подвижных бетонных смесей и строительных раство-
ров. Рабочим органом бетоносмесителя является ротор со смеси-
тельными лопастями на нем. Донные смесительные лопасти кре-
пятся к ротору подвижными держателями и снабжены пружин-
ными амортизаторами. Частота вращения ротора 23 мин-1.
Встроенный редуктор снабжается шестеренчатым насосом для
принудительного смазывания рабочих органов маслом.
В целях увеличения объема загрузки компонентов в чаши и
барабаны смесителей лопасти реконструируют. Необходимость
реконструкции лопастей стандартных смесителей, предназначен-
ных для бетонов на минеральных заполнителях, связана с не-
большой насыпной массой древесного заполнителя и его подвер-
женностью к сводообразованию, что существенно снижает каче-
ство перемешивания.
124
Рис. 3.10. Роторный бетоносмеситель СБ-35 (С-773) с принудительным пере-
мешиванием материала
а — ротор в сборе: / — рабочая лопасть. 2 — внешний очистной скребок; 3 — внутрен-
ний очистной скребок; б — общий вид бетоносмесителя: /, '2 — внутренняя и внешняя
стенки чаши; 3 — загрузочная воронка; 4 — ротор: 5 — роторный вал; 6 — электродви-
гатель; 7 — редуктор; 8~ зубчатая пара; 9 — пневмоцилиндр; 10 — люк
Арболитовую смесь можно приготовлять и в растворосмеси-
теле С-209 с частотой вращения 0,33 с Вместимость смеситель-
ного барабана по загрузке составляет 1500 л, производитель-
ность растворосмесителя — до 22 м3/ч, мощность электродвига-
теля — 20 кВт
Производительность смесительных машин периодического
действия определяется по фактическому объему одной порции
замеса в литрах и числу замесов в час. Объем годового замеса
зависит от объема барабана смесителя по загрузке, т. е. от сум-
марного объема загруженных в барабан сухих материалов и от
того, насколько этот объем уменьшается при перемешивании
вследствие заполнения мелкими частицами промежутков между
крупными.
Степень уменьшения объема смеси характеризуется коэффи-
циентом выхода Кв, или отношением объема готового замеса бе-
тонной или растворной смеси V3 к вместимости барабана или
чаши смесителя по загрузке Ve:
К. =
Коэффициент выхода смеси зависит от гранулометрического
125
состава ее компонентов: для бетонных смесей Кв=0,65...0,7, для
растворных Лв = 0,85...0,95, для арболита /fB = 0,35...0,45 (в зави-
симости от фракционного состава целлюлозного заполнителя).
Объем готового замеса К3 = Кв1/б. Число замесов в 1 ч опре-
деляют по формуле
п = 36ОО//Ц,
где /ц — время цикла, т. е суммарное время, затрачиваемое на загрузку, пе-
ремешивание и выгрузку одной порции, с.
Продолжительность загрузки скиповым ковшом составляет
15...20 с, из сборной воронки—10...15 с. Пластичную бетонную
смесь перемешивают 60...150 с, жесткую — до 240 с, перемеши-
вание растворной смеси продолжается 120...150 с, арболитовой
смеси— 180...360 с в зависимости от вида заполнителя. Разгруз-
ка длится 30...50 с.
Производительность П, м3/ч, смесительных машин периоди-
ческого действия определяют по формуле
П = VeK„n/1000.
3.4.3.	Формование и твердение арболитовых
изделий и конструкций
Важнейшим из технологических факторов, влияющих на фи-
зико-механические свойства арболита и экономические показа-
тели его производства, является способ формования и уплотне-
ния. От него, прежде всею, зависит макро- и микроструктура
материала, средняя плотность, тепло- и звукопроводность, влаго-
стойкость и т. д.
На большинстве технологических линий арболитовые конст-
рукции и изделия формуются в стальных формах. Для заполне-
ния форм могут быть рекомендованы двухбункерные бетоно-
укладчики, например типа СМЖ-166А. При укладке массы необ-
ходимо равномерно распределять ее по всей площади формы
вровень с бортами или в уровень с насадкой. Из-за упругости ар-
болитовой смеси высоту бортоснастки формы выбирают с учетом
коэффициента уплотнения смеси или определяют по формуле
Яф = Ку6„эд,	(1)
где //ф—высота бортоснастки формы, см; К,—коэффициент уплотнения;
биад—проектная толщина изделия, см.
Коэффициент уплотнения назначается в зависимости от тре-
буемой средней плотности арболита и составляет 1,2... 1,6. Для
арболита со средней плотностью 700 кг/м3 при использовании
дробленки хвойных пород Ку= 1,3... 1,5.
Уплотнение арболитовой смеси для получения изделия тре-
буемой средней плотности — ответственная технологическая опе-
рация. Для нее не характерны общие закономерности, присущие
126
бетонным смесям на минеральных заполнителях. Обычная виб-
рация в этом случае малоэффективна (из-за низких гравитаци-
онных и упругих свойств арболитовой смеси), а прессование при-
водит к тому, что после снятия нагрузки происходит распрессов-
ка упругой смеси и нарушение уплотненной структуры.
Такие особенности арболитовой смеси объясняются свойства-
ми древесного заполнителя — легкого, упругого, пористого мате-
риала, энергично поглощающего влагу в смесителе в процессе
приготовления смеси, в результате чего смесь получается мало-
подвижной даже при больших расходах воды. Поэтому на прак-
тике приходится поддерживать значения В/Ц= 1,1..1,3, а в слу-
чае получения теплоизоляционного арболита на основе костры
льна и конопли — В/Ц=2,2.
Рассмотренные свойства арболитовой смеси обусловили не-
обходимость разработки новых эффективных способов уплотне-
ния материала. В нашей стране и за рубежом появились раз-
личные методы уплотнения: уплотнение в горизонтальных или
вертикальных формах ручными или механическими трамбовка-
ми, прессование в горизонтальных или вертикальных формах.
Однако эти способы трудоемки, имеют низкий уровень механиза-
ции, поэтому для индустриального строительства не могут быть
рекомендованы.
Современными механизированными способами уплотнения ар-
болитовой смеси, успешно используемыми в настоящее время, яв-
ляются: циклическое прессование или вибропрессование, вибро-
силовой прокат, послойное уплотнение, вибрирование на вибро-
площадках и вибрирование с пригрузом.
Способ прессования. Принципиальная схема производства из-
делий из арболита методом горизонтального прессования приве-
дена на рис. 3.11. Формовочная технологическая линия представ-
ляет собой тележечный конвейер с приводом и тележкой, на ко-
торой находится форма. Тележка с помощью привода устанавли-
вается под бункером для раствора и арболита. На этом посту в
форму укладывают последовательно нижний слой фактурного
раствора, арболитовую смесь и верхний слой раствора. Затем
тележка с формой, в которой изделие зафиксировано съемной
крышкой, перемещается на пост уплотнения, оснащенный вибро-
прессом, откуда по завершении уплотнения перемещается на
пост выдержки. Изделие в форме снимается, и на тележку уста-
навливается другая форма. После этого цикл повторяется.
При прессовании обеспечиваются проектные размеры изделия
и получение арболита высокого класса (В2,5 и выше), однако
требуется применение достаточно сложных процессов. Производ-
ство характеризуется высокой металлоемкостью, особенно при
формовании крупных панелей из арболита.
Разновидностью способа циклического прессования является
циклическое многократное сжатие [41, 45]. Смесь уплотняется
127
Рис. 3 11. Схема технологической линии для производства изделий из арбо-
лита методом прессования
/ — привод тележки; 2 — бункер для раствора, 3 — бункер для арболита; 4 — тележка;
5 — форма, 6—пресс
в форме со смёнными поддонами, закрепленной на конвейере.
Уплотнение гидравлическим прессом происходит под давлением
0,5...0,9 МПа в зависимости от требуемой средней плотности из-
делий. Прессование производится путем многократного сжатия
уплотняемой массы, что позволяет в значительной степени прео-
долеть распрессовку изделия и произвести его немедленную рас-
палубку. Число циклов сжатия и сброса давления и продолжи-
тельность интервалов для протекания релаксационных процес-
сов подбираются в зависимости от вида и фракции целлюлозосо-
держащего заполнителя и толщины формуемого изделия. Для
смеси из древесной дробленки при толщине изделия 200 мм не-
обходимо 3 цикла: сжатие, выдержка 30 с, сброс давления до
нуля, выдержка 30 с и т. д. При рассматриваемом способе прес-
сования изделия получаются высокого качества, несколько сни-
жается металлоемкость опалубки, но требуется, как и в других
способах прессования, мощное прессовое оборудование.
Способ силового вибропроката. Впервые применен в 1967 г.
в Гузерипльском леспромхозе Адыгейской авт. обл. по проекту
Гипролеспрома и ЦНЙИМЭ. Сейчас конвейерная линия модер-
низирована (ПД-3) и действует в поселке Октябрьский Архан-
гельской обл. на Октябрьском ДСК. Такие линии используются
на предприятиях Минлесбумпрома СССР. Упрощенный вариант
Рис 3.12 Технологическая схема линии силового вибропроката
1 — натяжная станция. 2 — цепь; 3 — роликовый конвейер; 4— установка для нанесе-
ния фактурного слоя; 5 — укладчик арболитовой смеси; 6 — пути подвесные; 7 — вибро-
площадка; 8 — подъемная направляющая; 9— бортоснастка продольная; 10—приводная
станция (I); // — роликовый конвейер упругий. 12— вибропрокатная секция; 13 — про-
катная секция, 14—приводная станция (II); 15— роликовый конвейер (II)
128
Рис. 3.13 Формование арболитовых панелей в стальных формах на линии
силового проката
формовочной технологической линии имеет один вибровалок диа-
метром 800 мм для уплотнения арболитовой смеси.
В состав формовочной конвейерной линии ПД-3 (рис. 3.12)
входят роликовый конвейер с приводными и натяжными стан-
циями, бункер-укладчик нижнего цементно-песчаного фактурного
раствора; самоходный бункер-укладчик арболитовой смеси; виб-
роплощадка, расположенная под бункером-укладчиком арболи-
товой смеси; укатывающий ролик или вибровалок; вибропро-
катная гусеничная секция; вспомогательное подъемно-транспорт-
ное оборудование.
Формование изделий осуществляется в стальных формах
(рис. 3.13), передний и задний борта которых имеют высоту,
соответствующую толщине изделия, высоту боковых бортов при-
нимают с учетом коэффициента уплотнения.
Процесс формования изделий на линии осуществляется сле-
дующим образом. Смазанные формы с уложенной в них армату-
рой подаются с помощью кран-балки на приемный рольганг для
укладки нижнего фактурного слоя из цементно-песчаного раство-
ра. После укладки и разравнивания раствора форма движется
на виброплощадку под самоходный арболитоукладчик. В ниж-
ней его части имеется разравнивающее устройство, состоящее из
скребка и свободно вращающегося валика диаметром 250, дли-
ной 1180 мм. В процессе движения арболитоукладчика над фор-
5 Заказ № 394
129
мой валик разравнивает насыпаемую смесь и частично уплотня-
ет ее, снижая насыпную высоту, затем укладывается фактурный
отделочный слой.
После укладки и разравнивания фактурного раствора и ар-
болитовой смеси заполненная форма подвергается вибрации на
виброплощадке в течение 30 с, а затем по рольгангу с помощью
цепного механизма подается под калибрующий валик, подвешен-
ный на пружинах и совершающий вибрацию в вертикальной
плоскости. Вибрирующий валик укатывает и сжимает смесь по
всей ширине изделия в условиях воздействия двусторонней виб-
рации с вертикально направленными колебаниями, поскольку
движущаяся форма с изделием располагается на подпружинном
упругом рольганге.
После проработки вибрирующим валиком форма с изделием
передается на вибропрокатную секцию. Основной агрегат этой
секции — гусеничная лента, которая входит внутрь формы и про-
изводит плавное, постепенное сжатие и доуплотнение арболито-
вой смеси под давлением не менее 0,15 МПа в течение 2,5...4 мин
при скорости проката 0,67...1,64 м/мин. В результате этой опера-
ции снижаются упругие деформации смеси, уменьшается рас-
прессовка изделия до требуемых допусков, фиксация верхней по-
верхности после проката не требуется. Для регулирования
уплотняющего усилия и плавного перехода ленты через торцевые
борта и перегородки форм нажимные валики оборудуются спе-
циальным контрольно-амортизирующим устройством. Вибрирую-
щий валик и нажимные валики прокатной секции устанавлива-
ются после проверки высоты торцевых бортов.
Формование изделия данным способом чрезвычайно сложно,
осуществляется оно в три стадии, требующие сложную регули-
ровку, от которой зависит качество изделий.
Опыт эксплуатации линии ПД-3 выявил необходимость ее со-
вершенствования в направлении упрощения оборудования,
уменьшения его массы, снижения трудоемкости изготовления,
повышения эффективности уплотнения арболитовой смеси при
изготовлении конструкционных изделий повышенной толщины
(fi > 200 мм).
Способ вибропрессования. Разработан ЦНИИМЭ и внедрен
впервые в Шеманихинском леспромхозе Горьковской обл.
(рис. 3.14). По такому способу в модернизированном исполнении
работают две линии формования арболитовых конструкций вОят-
ской сплавной конторе Ленинградской обл. (линии ЛВ-24М и
ЛВ-125М). Изготовление арболитовых изделий осуществляется
в стальных формах с фиксирующими крышками. Форма с уло-
женными фактурными слоями и арболитом, арматурой и заклад-
ными деталями накрывается фиксирующейся крышкой и пода-
ется на тележке в вибропрессовальную установку. Под действи-
ем вибрации и сжатия гидродомкратов крышка утапливается в
130
Рис 3.14 Формующая установка, работающая по способу вибропрессования
форму, уплотняя смесь, и защелкивается. Изделие в форме с за-
фиксированной крышкой выдерживается в отапливаемом цехе до
достижения распалубочной прочности.
На формовочной линии ЛВ-24 (ЛВ-24М) возможно изготов-
ление изделий размером до 3,6X1,5X0,3 м. Производительность
ее при производстве неофактуренных изделий размером 3X1,2Х
Х0.25 м при двухсменной работе составляет 12 тыс. м3 в год.
Давление при формовании — до 0,2 МПа. Получают изделия из
арболита классов В2 и В2,5.
На экспериментальной формовочной линии ЛВ-125М возмож-
но изготовление изделий размером до 7,2X1,5x0,3 м. Проектная
производительность линии при двухсменной работе 24 тыс. м3
в год. Как на линии ЛВ-24, так и на ЛВ-125М в процессе формо-
вания форма с изделием совершает возвратно-поступательное
движение для укладки фактурных слоев и арболитовой смеси.
На линии ЛВ-125М при давлении прессования 0,2 МПа получа-
ются изделия из арболита классов В2 и В2,5.
По этому же принципу действует формовочная технологичес-
кая линия Л В-129, производительность которой по проекту при
двухсменной работе составляет 24 тыс. м3 в год. Линия работает
также при расчетном давлении до 0,2 МПа. В отличие от преды-
дущих типов линий в ней предусмотрен конвейерный способ про-
изводства.
Недостатками рассмотренных формовочных линий являются
сложность эксплуатации оборудования, неравномерная укладка
верхнего фактурного слоя, необходимость применения форм с
фиксирующими крышками (большой расход металла, поскольку
для сдерживания давления распрессовки упругой арболитовой
смеси, находящейся в напряженно-сжатом состоянии, необходи-
ма большая жесткость форм и крышек), а также невысокая на-
5*
131
Рис. 3.15. Технологическая линия роликового вибропроката
/ — укладчик нижнего слоя раствора; 2 — укладчик арболитовой смеси; 3 — вибротрам-
бующий агрегат; 4 — укладчик верхнего слоя раствора; 5 — заглаживающее устройство;
6— форма; 7 — пресс
дежность, так как гидравлические домкраты при работе вибро-
пригруза находятся под вибрацией, что снижает срок их службы.
Перечисленные недостатки препятствуют широкому внедрению
этого способа.
С учетом достоинств и недостатков формовочных линий ПД-3,
ЛВ-125 и ЛВ-129 разработана технологическая линия ролико-
вого вибропроката с формовочным агрегатом Л В-64 (рис. 3.15).
Технология работы линии ЛВ-64 следующая: форма с уложен-
ной арматурой и закладными деталями устанавливается на кон-
вейере и перемещается под укладчик нижнего слоя цементно-
песчаного раствора. На следующем посту, когда форма распола-
Рис. 3.16. Формовочный агрегат ЛВ-64 (схема уплотнения арболитовой
смеси)
/ — рольганг упругий: 2 форма с арболитовой смесью; 3 — валок выравнивающий;
4 — винт подъемный: 5 — электродвигатель; 6 — дебалаисы: 7 — вибровалок; 8 — валки
указывающие; 9 — виброизоляция
132
гается под арболитоукладчиком, производится вибрация, в ре-
зультате которой раствор растекается по днищу формы ровным
слоем. После этого форма заполняется арболитовой смесью.
Смесь укладывается и первоначально уплотняется вибрацией
вровень с бортами формы. Затем форма перемещается по кон-
вейеру на следующий пост, где установлен вибротрамбующий
агрегат. Он уплотняет смесь в процессе движения формы на за-
данную величину ниже уровня ее бортов. Далее форма переме-
щается под укладчик верхнего слоя цементно-песчаного раство-
ра. На следующем посту верхний слой раствора с помощью за-
глаживающего устройства выравнивается до уровня верха бор-
тов формы. На участке между постом заглаживания раствора и
прессом форма закрывается крышкой. С помощью пресса крыш-
ка вдавливается и фиксируется специальными замками. Сфор-
мированный пакет с зафиксированной крышкой снимается с кон-
вейера и переносится на пост вызревания и твердения.
Уплотнение арболитовой смеси при этом способе осуществля-
ется в три стадии. На первой стадии уплотнение происходит при
укладке нижнего слоя раствора и арболитовой массы при помо-
щи вибрации, на второй — с помощью вибропрокатного агрегата
методом роликового вибропроката (основное уплотнение), на
третьей — с помощью пресса (в форму с изделием впрессовыва-
ется крышка, которая, дополнительно уплотняя арболитовую
массу и верхний слой изделия, фиксирует изделие от распрессов-
ки и обеспечивает получение требуемых геометрических разме-
ров по толщине изделия).
Вибропрокат на линии, оснащенной агрегатом ЛВ-64
(рис. 3.16) может осуществляться с четырьмя скоростями: 0,64;
0,87; 1,04 и 1,67 м/мин. Однако прочность на сжатие изделий,
изготовляемых на такой линии, невысока. Поэтому для получе-
ния изделий из арболита класса В2 и выше смесь необходимо
доуплотнять в прокатной секции, т. е. дополнить линию вибро-
прокатной секцией. Еще одним недостатком линий, оснащенных
вибрирующим валком, является ограниченность ширины форму-
емого изделия длиной самого валка, что -затрудняет переход на
новую номенклатуру.
В ВНПО Союзнаучплитпром на базе описанных выше техно-
логических линий разработаны комплекты оборудования произ-
водительностью 12 и 24 тыс. м3 в год арболитовых изделий дли-
ной до 6 м.
Способ послойного уплотнения. Освоен в 1979 г. на ЭДСК в
г. Издешково Смоленской обл. С учетом имеющегося опыта Гип-
ростроммашем совместно с Саратовским ПТПО «Сельстройма-
териалы» Агропромстроя СССР и Проектным институтом № 2
Госстроя СССР разработан экспериментальный проект цеха по
производству изделий из арболита мощностью 12 тыс. м3 в год
с комплектом оборудования для изготовления крупных панелей.
133
В состав цеха входят отделение приготовления древесного за-
полнителя, рубительное отделение, склады цемента и песка, ар-
болитосмесительный узел, производственный корпус и склад го-
товой продукции.
Подача арболитовой смеси и цементно-песчаного раствора из
арболитосмесителыюго отделения в формовочное решается тра-
диционными способами, применяемыми при производстве сбор-
ного железобетона. В рассматриваемом варианте компоновочно-
го решения она осуществляется по бетоновозной эстакаде разда-
точными бункерами СМЖ-2А. Смесь или раствор перегружаются
в соответствующий бункер самоходного бетоноукладчика СМЖ-
166А, перемещающегося по рельсовому пути. СМЖ-166А укла-
дывает последовательно фактурный слой, затем арболитовую
смесь, которую уплотняет формовочная машина СМЖ-506
(рис. 3.17). Форма образуется из очищенных и смазанных под-
донов, установленных на основании формовочной установки, и
постоянной бортоснастки, перемещающейся в вертикальном на-
правлении.
Изделия формуют на поддоне, который остается во время
формования неподвижным на опорах-стойках. Подвижная опа-
лубка поднимается вверх на 1,5...2 см и в образующуюся из нее
и поддона форму укладывается нижний фактурный слой (на ко-
торый при необходимости укладывается плоская металлическая
арматурная сетка). Формовочная машина СМЖ-506 при ревер-
сном проходе разравнивает и уплотняет фактурный слой. Затем
подвижная опалубка (борта) поднимается еще на 5...7 см и бе-
тоноукладчиком СМЖ-166А укладывается вровень с бортами слой
арболитовой смеси. После этого опалубка опускается вниз на ве-
личину уплотнения смеси, осуществляется «укатка» образую-
щейся «горбушки» за 2.. 4 прохода формующей машины. Процесс
продолжается до на> эра требуемой толщины изделия Послед-
ним укладывается верхний фактурный слой, который также ука-
тывается.
После завершения формования подвижная опалубка опуска-
ется вниз, открывая изделие и поддон. Изделие на поддоне пере-
дается на пост термообработки, после чего направляется на
склад для набора отпускной прочности.
Рассмотренная технология формования и уплотнения позво-
ляет получить крупноразмерные арболитовые изделия, однако
имеет и ряд недостатков: изделия можно армировать только
плоскими сетками; верхняя сетка не фиксируется и, как показы-
вает опыт, «всплывает»; сложна установка закладных деталей;
затруднительно в процессе формования устройство пазов, что
при монтаже панелей создает трудности при заделке вертикаль-
ных стыков. При незначительном нарушении технологического
режима не исключено расслаивание изделий в процессе эксплуа-
тации; затруднительно применение жесткой смеси, получение од-
134
Рис. 3.17. Схема установки для послойного формования изделий из арболита
СМЖ-506
1 — подвижная опалубка; 2 — изделие; 3 — поддон; 4 — укатывающая тележка; 5 —
рычажная система «ножниц»; 6 — основание, 7 — стойка; 8—гидропривод
нородного по толщине и плотности фактурного слоя из цементно-
песчаного раствора, монтажные петли после формования необхо-
димо освобождать от арболита. Кроме того, при изменении но-
менклатуры выпускаемых изделий требуется довольно сложная
и длительная переналадка формующего блока, да и процесс фор-
мования достаточно продолжителен, что ограничивает произво-
дительность установки. После модернизации и устранения этих
недостатков такая линия может быть пригодна для выпуска ар-
болитовых изделий толщиной 200...250 мм.
Способ виброуплотнения (на вибростолах). Для организации
высокомеханизированного конвейерного производства изделий из
Рис. 3.18. Линия по производству изделий из поризованного арболита на
полуконвейерной линии с ямными камерами
/ передаточное устройство; 2 раздаточный бункер; 3 — бетоноукладчик- 4 — внбпо-
5 ~ кантователь; 6 — подвесной кран; 7 — тележка для вывоза готовой про-
дукции; 8 — контейнер для изделии; 9 — камеры тепловой обработки; 10 — стойки для
хранения изделий; 11 форма: 12 — привод; 13 — бетоноукладчик
135
арболита необходимы такие способы, которые могли бы сущест-
венно повысить удобоукладываемость арболитовой смеси при
формовании, сделать возможным уплотнение ее с помощью виб-
рации, т. е. традиционным способом, применяемым при формова-
нии железобетонных изделии на минеральных заполнителях. В
результате научно-исследовательских и экспериментальных ра-
бот, проведенных в НИИЖБе и других институтах, выявлена
возможность получения арболитовых смесей, улучшающих при
вибрировании такие свойства, как подвижность и удобоуклады-
ваемость. Это так называемые поризованные и легкоподвижные
арболитовые смеси, модифицированные химическими и порооб-
разующими добавками (пенообразующие и воздухововлекающие
вещества).
В результате поризации значительно упрощается процесс фор-
мования изделий, что позволяет отказаться от специального ме-
таллоемкого формовочного оборудования и использовать тради-
ционное серийное оборудование, применяемое в производстве
сборного железобетона. При поризации повышается однород-
ность арболита по прочности при сжатии и средней плотности,
увеличивается его морозостойкость, снижается теплопровод-
ность.
В качестве пенообразователей для поризованного арболита
используются жидкостекольный пенообразователь или синтети-
ческие ПАВ, выпускаемые отечественной химической промыш-
ленностью в готовом виде. Введение технической пены способст-
вует образованию в системе высокодисперсной эмульсии возду-
ха, устойчиво диспергированного в арболитовой смеси. В резуль-
тате устраняется взаимное трение частиц арболитовой смеси и
повышается ее связанность и однородность
В этом случае изделия из арболита для сельского крупнопа-
нельного жилищного строительства могут изготовляться по агре-
гатно-поточной, полуконвейерной и конвейерной технологии
практически на одном и том же оборудовании.
Гипростроммашем разработан комплект основного техноло-
гического оборудования для изготовления изделий из поризован-
ного арболита (производительность 18 тыс. м3 в год). Комплект
оборудования может меняться по составу машин в зависимости
от принятого способа производства (агрегатно-поточный, полу-
конвейерный или конвейерный) и требуемой мощности.
При производстве изделий из поризованного арболита на по-
луконвейерной линии мощностью 24,5 тыс. м3 в год с ямными
камерами (рис. 3.18) формовочный цех размещается в техноло-
гическом пролете длиной 120 и шириной 18 м. Участок выдерж-
ки изделий представляет собой пролет, оборудованный подвес-
ным краном длиной 90, шириной 18 м, высотой до крана 10,8 м
Производство поризованного арболита (опыт Домодедовского
завода, Московская область). В цехе размещена технологичес-
136
кая линия, состоящая из шестипостовой полуконвейерной линии
с девятью напольными камерами тепловой обработки ямного ти-
па. В состав полуконвейерной линии входят привод, передаточ-
ное устройство, бетонораздатчик СМЖ-166А, кантователь СМЖ-
3507, подъемные рельсы СМЖ-458 и комплект форм.
Работа на линии производится в следующей последователь-
ности. Форма с изделиями из камеры тепловой обработки мосто-
вым краном с помощью траверсы СМЖ-257А подается на пост
№ 1, где открываются борта, вынимаются вкладыши из изделия
(без кантования). Затем форму с помощью привода перемещают
на пост № 2, где изделия вынимают и кантуют. После съема
форму чистят пневмоскребком и смазывают. Затем устанавли-
вают вкладыши (проемообразователи), укладывают отделочный
слой (плитка или фактурный состав), нижняя арматурная сетка,
с помощью бетоноукладчика подается нижний слой цементно-
песчаного раствора. Бетоноукладчиком СМЖ-166А форма запол-
няется арболитовой смесью, которая уплотняется на вибропло
щадке. Затем устанавливается верхняя арматурная сетка или
пространственный каркас и укладывается верхний слой цемент-
но-песчаного раствора. На посту № 5 с помощью поверхностного
вибратора верхний фактурный слой доуплотняется, производится
ручная затирка изделия. На посту № 6 форма очищается от бе-
тона, изделия проходят технический контроль и подвергаются
выдержке перед помещением в камеру тепловой обработки. С
поста № 6 полуконвейерной линии форма с изделием с помощью
мостового крана, оборудованного автоматическим захватом, пе-
реносится в камеру тепловой обработки В каждую камеру на
пакетировщиках устанавливается по шесть форм. Искусственное
твердение изделий происходит при температуре не более 50 °C и
относительной влажности 50...60% в течение 24 ч. Формы с из-
делиями, прошедшими тепловую обработку, из камеры подают
на пост № 1 полуконвейерной линии. После распалубки изделия,
требующие отделки, устанавливают в специальные стойки, изде-
лия без отделки помещают в контейнер на участке выдержки.
Фасадные поверхности наружных стеновых панелей отделы-
вают керамической плиткой или декоративным бетоном с после-
дующей отмывкой поверхности и обнажением крупного запол-
нителя. При отделке керамической плиткой скомплектованные по
видам изделия ковры плитки доставляют в контейнерах к месту
укладки. Ковры укладывают на поддон формы перед подачей
нижнего растворного слоя.
При отделке панелей декоративным бетоном с последующей
отмывкой поверхности и обнажением крупного заполнителя при-
готовленный фактурный раствор с замедлителем твердения це-
мента в специальных емкостях доставляется к посту № 3 и нано-
сится на поддон перед укладкой нижнего фактурного слоя Об-
нажение заполнителя производится после тепловой обработки
137
Рис. 3.19. Узел приготовления растворов химических добавок
/ — емкость для хранения солей металла; 2— дозирование солей металла; 3— емкость
для хранения жидкого стекла; 4 — дозирование жидкого стекла; 5 — бак для разогрева
раствора жидкого стекла; 6 — то же, для варки канифольного мыла; 7— пробковый
кран для подачи канифольного мыла; 8 — то же, для подачи солей металла; 9— ем-
кость для приготовления пенообразователя; 10 — паровые регистры; 11 — емкость для
приготовления раствора жидкого стекла; 12 — то же, для приготовления раствора соли
металла; 13 — центробежные насосы; 14— расходная емкость пенообразователя; 15 —
то же, раствора жидкого стекла; 16 — дозировочное устройство поплавкового типа;
/7 — расходная емкость рас ‘лора соли металла; 18, 22 — электромагнитные клапаны;
19— дозировочный бак пенообразователя; 20 — дозатор раствора жидкого стекла; 21 —
то же. раствора соли металла; 23 — трубопровод подачи пены, 24 — накопитель пены
на замес, 25 — бетоносмеситель принудительного действия; 26 — вентиль для регули-
рования иодачи пенообразователя; 27 — центробежный насос для взбивания пены
специально предусмотренным устройством СМЖ-239 методом
смыва. Внутренняя поверхность изделий доводится с помощью
шпаклевочной машины СО-21А или заточной машины СО-86.
Поризованную арболитовую смесь и цементно-песчаный ра-
створ приготовляют в арболитосмесительном отделении и разда-
точными бункерами по эстакадам подают в бетоноукладчики.
Для приготовления технической пены и растворов ХД в сме-
сительном узле устанавливают дополнительное оборудование.
Технологическая схема приготовления технической пены и ра-
створов ХД, разработанная в ЦНИИЭПсельстрое, показана на
рис. 3.19. Узел приготовления технической пены укомплектовы-
вается рециркуляционным пеногенератором (рис. 3.20), на ко-
тором можно готовить техническую пену и жидкостекольный
пенообразователь. Техническая пена может быть приготовлена
также с помощью центробежных насосов консольного типа
(4К-6, 4К-8, 6К-6, 6К-8, 4НФ) и механических пеновзбивателей
с лопастным валом, вращающимся с частотой 240 мин-1.
Приготовление технической пены сводится к разбавлению
концентрата пенообразователя водой в расчетном соотношении.
Синтетический пенообразователь со склада через дозатор по-
дается в емкость, оборудованную системой трубопроводов для
перемешивания водного раствора сжатым воздухом, автомати-
ческой системой поддержания температуры с точностью ±2 °C
при помощи паровых регистров и датчика температуры, а также
датчиками контроля заданной концентрации или плотности. В
случае применения стабилизатора пены в виде водного раствора
стекла или электролитов материалы со складов через дозаторы
подаются в емкость. Приготовленные емкости должны иметь
Рис. 3.20. Пеногенератор конструкции ПНИИЭПсельстроя
/- бак: 2 — разбрызгивающее устройство: 3 — трехходовой кран; -/ — всасывающий тру-
бопровод, 5—центробежный насос
139
слив в канализацию. Во избежание засорения посторонними при-
месями систему не реже одного раза в неделю необходимо тща-
тельно промывать горячей водой, выходные отверстия у емко-
стей должны иметь защитные сетки. Для ускорения процессов
растворения синтетических пенообразователей и жидкого стекла
применяют воду, подогретую до 50...80°C. Для растворов ХД
температура растворения выбирается в зависимости от вида до-
бавки. Перед смешиванием растворы пенообразователя и ХД
следует охладить до 15 °C.
При отсутствии автоматической системы контроля концентра-
ции или плотности растворов вода в емкости подается через до-
заторы. Из емкостей растворы поступают в соответствующие ра-
сходные емкости, каждая из которых должна обеспечивать бес-
перебойную работу смесителей не менее чем в течение 1 ч. В
расходных емкостях целесообразно устанавливать датчики уров-
ня с соответствующей автоматикой.
Поризация арболитовой смеси позволяет использовать для
формования изделий стандартное оборудование. Однако при по-
ризации арболитовой смеси изделия и конструкции приобретают
стабильные структурно-механические свойства только при чет-
ком соблюдении технологического режима и стабильном по ка-
честву древесном заполнителе, поэтому работе заводской лабо-
ратории придается особо важное значение.
Способ вибрирования с пригрузом. Разработан в ЦНИИЭП-
сельстрое для формования стеновых панелей из арболита. На
технологической линии, работающей по такому способу, можно
формовать также мелкоштучные блоки (размером 400Х200Х
Х200 мм, 500X300X250 мм и др.) и перегородочные плиты (раз-
мером 800X400X80 мм и др.). Такие линии изготавливаются
Апрелевским экспериментальным заводом ЦНИИЭПсельстроя,
внедрены на Горийском ДОЗе Грузагростроя, в пос. Майна
Ульяновской обл., в г. Орле и др.
Выпуск промышленной партии изделий на Горийском ДОЗе
показал, что формующая установка при немедленной распалуб-
ке обеспечивает уплотнение арболитовой смеси и получение из-
делий с четкими гранями и допусками размеров, соответствую-
щими требованиями ГОСТ 19222—84. Годовая проектная произво-
дительность формовочной линии—12 тыс. м3 стеновых панелей
размером 2980X1485X200 мм (при двухсменной работе).
Формовочная линия (рис. 3.21) состоит из виброуплотняю-
щей установки (рис. 3.22), укомплектованной пригрузом и стан-
дартной вибрационной площадкой СМЖ-200А, одной металли-
ческой формой с делительными вкладышами и комплектом щи-
товых поддонов, тросовым конвейером для перемещения формы,
раздатчиками арболитовой смеси и раствора фактурного слоя.
Приготовленная арболитовая смесь из смесителя выдается в
бетонораздатчик, а затем — в движущуюся форму, в которую
140
Рис. 3.21. Технологическая схема производства арболита методом вибриро
вания с пригрузом
/ — вентилятор подачи дробленки; 2 — циклон; 3 — бункер для дробленки; 4 — буйке
для цемента. 5 — смеситель; 6 — бункер для арболитовой массы; 7 — бункер укладк
раствора в—форма; 9 — растворомешалка; /0 — прнгруз подвижный; //—тросовый кo^
вейер; 12 — виброплощадка типа СМЖ-200А; 13 — кран балка; 14— привод перемещу
ния формы; 15 — готовое изделие на поддоне
Рис. 3.22. Виброуплотияющая установка с пригрузом
предварительно закладывается поддон. По мере продвижения
формы смесь в ней разравнивается ровнителем скребкового типа.
Заполненная форма для уплотнения тросовым конвейером пере-
мещается в формовочную установку, где центрируется с по-
мощью конусных направляющих на виброблоках вибрационной
площадки под пригрузом.
После опускания пригруза в форму на уплотняемую смесь
включается вибрационная площадка, действующая в течение
3,5...4 мин. Затем пригруз поднимается с помощью пневмоци-
линдров и форма перемещается на пост распалубки. Сформован-
ная панель или мелкоштучные изделия на поддоне переносятся
кран-балкой на пост твердения.
При виброуплотнении с пригрузом частицы древесного запол-
нителя, перемещаясь относительно друг друга, занимают в струк-
туре арболита положение, обеспечивающее наибольшую площадь
контактных зон, при этом уменьшается величина распрессовки.
При обычном же способе прессования арболитовой смеси для
получения изделий идентичной плотности частицы древесного
заполнителя в отдельных контактах сжимаются, вызывая упру-
гие деформации, что ведет к распрессовке сформованного изде-
лия и в конечном результате — к снижению прочности.
Арболитовые стеновые панели и мелкоштучные блоки и пере-
городочные плиты, полученные способом вибрирования с при-
грузом, имеют хороший товарный вид, высокую однородность
структуры и хорошие физико-механические свойства.
Достоинством способа виброуплотнения с пригрузом является
возможность немедленной распалубки полученных арболитовых
изделий. Это обеспечивает существенное снижение металлоем-
Таблица 3.24. Выбор способа уплотнения арболитовой смеси
в зависимости от вида формуемых изделий
Способ формования	Производи- тельность линии, тыс. м3 в год		Внд выпускаемой продукции	Свойства формуемой смеси
Силовой вибропро- кат	16.	.24	Стеновые блоки шири- ной до 1.2 м, длиной до 3,6 м, перегородоч- ные блоки тех же раз- меров. плнты покрытий и перекрытий	ГОСТ 19222—84
Вибропрессованне	12. . .24		То же. размером 7,2Х Х1,2 м	То же
Послойное уплотне- ние	12		Стеновые панели раз- мером 6,4X3,28 м	»
Вибрирование иа внброплощадке	12. . .36		Стеновые блоки, пане- ли любых размеров (6,4X3,28 м), кроме плнт покрытия и перекрытия	Легкоподвижные арбо- литовые смеси («Реко- мендации по расчету и изготовлению изделий из поризованного арбо- лита» )
Вибрирование с при- грузом	6. .	.24	Стеновые блоки, мелко- штучиые блоки, перего- родочные плиты, по- крытия и перекрытия размером до 6X1,5 м	Арболитовая смесь и изделия по ГОСТ 19222—84, легкоподвиж- ные арболитовые смесн
142
кости (на 120...150 т) по сравнению с действующими линиями
аналогичной мощности за счет сокращения парка форм и массы
формовочной установки. Масса такой формовочной линии 9 т,
стоимость 20 тыс. руб.
Выбор способа уплотнения арболитовой смеси определяется
производительностью линии, типом изделий, свойствами формуе-
мой смеси и может быть произведен с помощью табл. 3.24.
В табл. 3.25 приведены усредненные данные по режиму
уплотнения для арболитовой смеси (ГОСТ 19222—84). Показа-
тели могут отклоняться в зависимости от подвижности смеси,
что, в свою очередь, определяется видом применяемой добавки.
При повышении подвижности смеси за счет воздухововлекающих
добавок, пластификаторов и др. усилие прессования в несколько
раз уменьшается, а коэффициент уплотнения увеличивается.
Таблица 3.25. Режимы уплотнения арболитовой смеси
Способ уплотнения	П родолжнтельность процесса, мнн		Усилие прес- сования, МПа	Коэффици- ент уплот- нения	
	вибрирова- ние	вибропрес- сованне			
Силовой внбропрокат	3	5	0.1. . .0.2	1.2.	. .1.25
Внбропрессованне	1,5. .2	5	0.3. . .0.5	1,3	. .1.6
Послойное уплотнение	—	—	0,1 .0.2	1,2.	. .1,25
Вибрирование на внбро-	3...5	—	—	1.0.	. .1,02
площадке					
Вибрирование с пригрузом	3,5. . .4	—	0.005. . .0.02	1.1.	. .1,25
Аналогично влияет на усилие прессования и фракционный со-
став заполнителя: с уменьшением крупности заполнителя снижа-
ется усилие прессования и возрастает коэффициент уплотнения
смеси. От расхода цемента усилие прессования и коэффициент
уплотнения смеси зависят мало.
Анализ отечественного и зарубежного опыта производства
арболита позволяет сформулировать основные требования, кото-
рым должна удовлетворять эффективная технология получения
этого материала:
формование изделий должно производиться в горизонтальных
формах, что позволяет получать изделия, офактуренные с двух
сторон в процессе их изготовления;
формование следует осуществлять в металлической матрице
со сменными поддонами и бортовой оснасткой из деревянных
брусков; это позволяет исключить из технологической схемы ка-
меры тепловой обработки, последняя происходит за счет исполь-
зования теплоты, образующейся в процессе гидратации цемента.
Для уменьшения металлоемкости уплотняющего оборудова-
ния и полного отказа от прессового оборудования рекомендуется
применять способ вибрирования с пригрузом или вибрирования
при поризации арболитовой смеси. С целью снижения уровня
143
шума виброплощадки рекомендуется заменять ударными уста-
новками с гашением удара
Известные способы формования арболитовых изделий требу-
ют больших капиталовложений, значительных затрат на метал-
лоформы, отличаются сложностью технологического оборудова-
ния. Поэтому при выборе способа формования должны быть уч-
тены не только технические, но и экономические показатели.
Твердение и тепловая обработка изделий из арболита. Завер-
шающим этапом технологического процесса является тепловая
обработка и твердение изделий до набора отпускной прочности.
Проведенные исследования не дают возможности рекомендовать
интенсифицированные режимы термообработки. Попытка пропа-
ривать арболит как обычный бетон привела к снижению проч-
ности. Это объясняется тем, что при пропаривании в арболите
возрастают внутренние напряжения за счет объемных деформа-
ций заполнителя, которые нарушают целостность структуры ма-
териала, одновременно увеличивается выделение сахаров из дре-
весного заполнителя, что способствует «отравлению» цемента.
Наилучшие результаты получены при низкотемпературной об-
работке арболита по мягким режимам: температура сушки
40,..50°С и относительная влажность воздуха 70.80%. При та-
ком режиме арболит приобретает распалубочную прочность че-
рез 18...20 ч. Однако прочность его при этом не превышает
25...40% марочной, а влажность остается в пределах 30...35%.
Для дальнейшего набора прочности и снижения влажности до
регламентируемых величин требуется дополнительная выдержка
изделий на закрытом складе при 16...18 °C не менее 7...14 дней.
После этого изделия можно отправлять на склад с любым тем-
пературно-влажностным режимом (естественное хранение, ис-
ключающее увлажнение).
Твердение изделий — важная технологическая операция в
производстве арболита, поэтому изучение процессов твердения и
выбор оптимальных способов их ускорения имеют большое прак-
тическое значение.
Нормальными условиями для твердения арболита считаются:
температура 20±2°С и относительная влажность окружающего
воздуха 70±10% Арболит на цементе со средней активностью
40 МПа, изготовленный из клинкера с 50. .56%, трехкальциевого
силиката и умеренным количеством (до 8%) трехкальциевого
алюмината, твердеет постепенно. Установлено, что прочность ар-
болита с ХД при нормальных условиях твердения повышается,
как и в обычном бетоне, приблизительно пропорционально лога-
рифму времени:
Rn = /?28>g n/lg 28,
где Rn — прочность арболита (предел прочности на сжатие) в любой срок,
МПа; /?28 — прочность арболита в возрасте 28 суток; 1g п — десятичный ло-
гарифм возраста арболита, сутки.
144
Эта формула применима только для обычного алитового
портландцемента М400 и М500 и дает удовлетворительные ре-
зультаты, начиная с и = 3.
Нарастание прочности арболита на обычном алитовом порт-
ландцементе может быть охарактеризовано данными табл. 3.26.
Таблица 3.26. Нарастание прочности арболита
Возраст арболита, сутки	Относительный предел прочности иа сжатие (при /?2в)	Примечание
1	0,15. .0,25	При применении быстротвердеющего
3	0,35. . .0,45	портландцемента БТЦ 400 арболит
7	0,6. . .0,75	приобретает через трое суток отно-
14	0,8. . .0.86	сительный предел прочности иа ежа-
28	I	тие 0,6. . .0,75
90	1,2. .1,3	
Твердение арболита при температуре ниже 15°C замедляется,
а при температуре ниже 5°C практически прекращается. При
повышенной температуре и достаточной относительной влаж-
ности твердение идет значительно быстрее, чем в нормальных
условиях. Установлено, что во всех случаях наиболее эффектив-
на тепловая обработка арболита при 40°C и относительной
влажности воздуха 50...60% Увеличение температуры прогрева
свыше 40°C приводит к снижению конечной прочности материа-
ла из-за деформативных свойств древесины и других целлюлозо-
содержащих заполнителей.
Для изделий и конструкций из арболита режим тепловой об-
работки должен обеспечивать не только требуемую отпускную
и проектную прочность, но и отпускную влажность в изделиях,
не превышающую заданную.
Для снижения влажности изделий и конструкций их тепло-
вую обработку необходимо производить в условиях, способст-
вующих испарению влаги из арболита. Такой прогрев должен
осуществляться при температуре не более 40°C в камерах, обо-
рудованных термоэлектронагревателями (ТЭНами), калорифе-
рами, инфракрасными излучателями или газовыми горелками, с
устройством в них дополнительной вентиляции. Тепловая обра-
ботка изделий из арболита в среде насыщенного пара или паро-
воздушной среде, а также на термоподдонах не допускается.
При назначении общего цикла твердения изделий и конструк-
ций из арболита следует учитывать вид древесного заполнителя
и химических добавок, способ твердения, величину распалубоч-
ной и отпускной прочности и длительность выдерживания изде-
лий после тепловой обработки. Так, при твердении изделий и
конструкций из арболита, изготовленных на портландцементе
М400 и более, в естественных условиях при 18...25°C и относи-
тельной влажности воздуха 60. .80% арболит приобретает проч-
145
ность на сжатие 50% проектной через 3...5 суток, с использова-
нием БТЦ —через 1...2 суток.
При тепловой обработке изделий и конструкций из арболита
в камерах при 40 °C и относительной влажности воздуха 50...60%
длительность отдельных периодов должна назначаться исходя из
следующих требований:
продолжительность выдерживания отформованных изделий и
конструкций до начала тепловой обработки должна быть не ме-
нее 12 ч;
скорость подъема температуры среды в камере и скорость ос-
тывания изделий и конструкций после изотермического прогрева
не должны превышать 10 град/ч;
изотермический прогрев отформованных изделий и конструк-
ций должен осуществляться при температуре теплоносителя не
более 40 °C и его относительной влажности 50...60%.
Общий цикл тепловой обработки при этих условиях не дол-
жен превышать 24 ч.
При тепловой обработке изделий и конструкций из арболита,
офактуренных с двух сторон цементно-песчаным раствором, в
формах температура теплоносителя может быть повышена до
50...60 °C.
Тепловую обработку отформованных изделий из арболита
электрической энергией (электротермообработку) следует осу-
ществлять электропрогревом и электрообогревом. При электро-
прогреве используются электроды из металлических стержней и
струн диаметром не менее 6 мм или из полос листовой стали
шириной не менее 15 мм. Они прикрепляются на внутренних по-
верхностях форм, специальные щиты устанавливаются на откры-
той поверхности изделий. При электрообогреве применяют на-
греватели инфракрасного излучения или низкотемпературные на-
греватели (сетчатые, коаксиальные, ТЭНы). Предварительный
разогрев смеси электроэнергией допускается до температуры
40 °C.
При электротермообработке изделий и конструкций из арбо-
лита при 50 °C материал приобретает прочность на сжатие 50%
проектной через 23...24 ч тепловой обработки и последующего
выдерживания без тепловой обработки при температуре не ниже
15°C в течение 1-2 суток.
После набора арболитом прочности на сжатие, равной 50%
проектной, но не менее 0,5 МПа, изделия и конструкции распа-
лубливаются и выдерживаются в цехе при температуре не ниже
15 °C в течение 5...6 суток, после чего их хранят на крытом скла-
де готовой продукции. В зимних условиях изделия из арболита
после распалубки следует хранить в закрытом помещении при
температуре не ниже 15 °C до приобретения ими проектной проч-
ности.
Для нормальной организации производства изделий и конст-
146
рукций из арболита в зимнее время следует выполнять следую-
щие мероприятия: заранее заготовлять древесные отходы в объе-
ме, необходимом для работы в зимний период, с предваритель-
ной выдержкой этих отходов в летнее время; подогревать приме-
няемые материалы (древесный заполнитель, песок, гравий и
воду), для того чтобы они имели положительную температуру;
для ускорения твердения производить тепловую обработку от-
формованных -арболитовых изделий в специальных камерах или
применять электрообработку с соблюдением установленных ре-
жимов; по возможности применять быстротвердеющие цементы
высоких марок (БТЦ и ОБТЦ) для ускорения твердения изделий
и сокращения сроков их выдержки; производить подогрев окру-
жающего воздуха в отделениях твердения и выдерживать арбо-
литовые изделия при температуре не менее 20...25 °C.
Автоклавная обработка, пропаривание и обработка постоян-
ным током при производстве арболита и изделий из него не ре-
комендуются.
Выдержка, отделка и хранение арболитовых изделий и кон-
струкций. Арболит в изделиях достигает распалубочной проч-
ности примерно через 3 суток. В случае применения быстротвер-
деющего портландцемента или при прогреве изделий при
40...60 °C продолжительность твердения сокращается до 1-2 су-
ток. Поэтому крупноразмерные изделия, не рассчитанные на ра-
боту при изгибе, по достижении транспортабельной прочности
следует поднимать и устанавливать в рабочее положение при
помощи специальных траверс, кантователей и других устройств.
После распалубки изделия осматривают. При осмотре их сор-
тируют, выявляют брак и продукцию, требующую дополнитель-
ного ремонта. Годные изделия после внешнего осмотра техни-
ческим отделом предприятия маркируют штампом ОТК и от-
правляют на пост выдержки или отделку и комплектацию.
Доводку и комплектацию изделий из арболита следует вы-
полнять на специализированных отделочных постах или конвейер-
ных линиях с применением механизированного инструмента. При
этом производят мелкий ремонт поверхности и откосов, очистку
закладных деталей и кромок от наплывов, навеску оконных и
дверных створок или полную установку столярных изделий с за-
делкой мест их примыкания к арболиту, установку подоконни-
ков и сливов, а также отделку фасадной поверхности такими ме-
тодами, как окраска специальными красками или эмалями, на-
пыление декоративной крошкой и т. п.
При отделке фасадной поверхности плиткой все смещенные,
разбитые и заглубленные после мытья плитки следует заменять.
Новые плитки укрепляют на цементно-песчаном растворе 1:2с
добавлением 5% ПВА или на полимерцементном клеевом соста-
ве на основе водной дисперсии полимера (ВДП).
При подготовке фасадной поверхности под обработку крас-
147
ками и кремнийорганическими эмалями трещины заделывают
полимерцементным клеем или цементно-песчаным раствором с
ПВА. Раковины, поры, каверны и сколы на внутренней поверх-
ности следует промывать водой и заделывать полимерцементным
клеем или цементно-песчаным раствором с ПВА. При необходи-
мости поверхность шпатлюют.
Околы и раковины на торцах изделий необходимо ремонти-
ровать так же, как внутренние поверхности. После ремонта тор-
цы изделий покрывают клеями КН-2, КН-3 или герметиком 14
ТЭП-8.
Столярные и-зделия (оконные и дверные блоки по ГОСТ
475—78*) устанавливают в собранном виде и укрепляют на ма-
стике «Бутепрол», уложенной слоем толщиной не менее 5 мм.
Зазоры между блоками и телом панели проконопачивают
термоизоляционными материалами. Подоконные доски и сливы
устанавливают на цементно-песчаном растворе или на герметике
14 ТЭП-8, после чего внутренние откосы затирают под рейку.
При установке столярных изделий в процессе формования окон-
ная или дверная коробка замоноличивается (створки или полот-
на предварительно снимают, устанавливают в конвейер и наве-
шивают после тепловой обработки на соответствующую короб-
ку). Перед формованием коробку столярных изделий с наруж-
ной стороны покрывают гидроизоляционным покрытием и на-
дежно фиксируют с проемообразователем на поддоне. При за-
моноличивании столярного изделия на формовочной линии реко-
мендуется устанавливать подоконники и окончательно отделы-
вать внутренние откосы панелей.
В случае установки столярных изделий, в том числе подокон-
ных досок, в ограждающих конструкциях, находящихся в гори-
зонтальном положении, внутренние откосы заливают быстросхва-
тывающимся составом на основе ГЦПВ и керамзитового песка,
проемообразователь вынимают через 10...15 мин.
Твердение изделий и конструкций из арболита после распа-
лубки особенно в осенне-зимний период должно осуществляться
на постах выдержки. Для поддержания нужной температуры по-
мещение, где происходит твердение (посты выдержки) изделий
и конструкций должно быть отдалено от основной части цеха и
снабжено нагревательными приборами и вентиляцией. Выдерж-
ка распалубленных изделий из арболита при температуре воз-
духа не ниже 18 °C и относительной влажности воздуха внутри
помещения не выше 80% должна осуществляться в течение 5...6
суток до набора арболитом отпускной прочности. В зимний пе-
риод срок выдержки определяется опытным путем и назначается
с учетом достижения материалом в изделиях к моменту вывоза
из цеха не менее 80% проектной прочности. После распалубки и
выдержки в теплом помещении изделия вывозят на склад гото-
вой продукции.
148
Изделия из арболита хранят на специально оборудованных
складах, рассортированными по видам, типоразмерам и маркам
в условиях, не допускающих их увлажнение. Способы укладки
изделий при хранении и транспортировании регламентируются
стандартами или техническими условиями в зависимости от раз-
меров, формы и назначения. При укладке изделий должна обес-
печиваться их сохранность, а также возможность свободного до-
ступа к каждому изделию для погрузки или монтажа.
Теплоизоляционные изделия из арболита хранят в пакетах
или штабелях. Каждое упаковочное место должно содержать
изделия одной марки и одного размера. Изделия из конструкци-
онно-теплоизоляционного арболита хранят в рабочем положении
в специальных кассетах-стеллажах или в штабелях высотой не
более 2 м установленными или уложенными на подкладках тол-
щиной не менее 30 мм и шириной не менее 180 мм или на других
опорах, обеспечивающих сохранность изделий. Подкладки под
штабель следует располагать на линии подъемных петель и
укладывать по плотному, тщательно выровненному основанию.
Изделия на складе устанавливают или укладывают так, что-
бы были видны их маркировочные знаки.
Конструкции и изделия из теплоизоляционного арболита
транспортируют в упакованном виде, преимущественно в контей-
нерах. Изделия из конструкционно-теплоизоляционного арболита
перевозят в рабочем положении на панелевозах, железнодорож-
ных платформах и других транспортных средствах, оборудован-
ных специальными крепежными и опорными устройствами, обес-
печивающими неподвижность и сохранность изделий (включая
детали, выступающие из их плоскости).
Подъем, погрузку и разгрузку изделий обычно производят за
монтажные петли с применением специальных захватных уст-
ройств, предусмотренных проектом. При погрузке, перевозке,
разгрузке и хранении арболитовых изделий необходимо соблю-
дать меры, исключающие возможность их механического по-
вреждения и увлажнения.
Нами установлено, что современные технологии обеспечивают
получение арболитовых изделий заданной средней плотности, но
не гарантируют при этом достижение требуемых прочностных
показателей. Установлено, что основными факторами, опреде-
ляющими прочность такого бетона, как арболит, являются: ад-
гезионная прочность при сцеплении с цементным раствором от-
дельных частиц заполнителя и нормальные условия твердения
цементного раствора. Органический целлюлозный заполнитель,
деформируясь под воздействием переменной влажности в про-
цессе твердения и сушки арболита, может нарушать целостность
структуры цементного камня, а выделяемые экстрактивные ве-
щества снижают адгезию и препятствуют нормальной гидрата-
ции цемента и замедляют процессы твердения. Поэтому повы-
149
шения прочности и стойкости арболита к влагопеременным воз-
действиям можно достичь путем направленного структурообра-
зования с учетом всех специфических особенностей древесного
или другого органического целлюлозного заполнителя.
3.5.	Специфические особенности технологии
арболита на недревесном заполнителе
3.5.1.	Королит
Этот материал разработан ЦНИИМОДом и представляет со-
бой разновидность арболита. Получается из смеси отходов окор-
ки, обработанных химическими веществами, цемента и воды. В
ЦНИИМОДе изготовлен материал марок 25...35 со средней плот-
ностью 750...800 кг/м3. Состав смеси по расходу компонентов на
1 м3 уплотненной массы для получения конструктивно-теплоизо-
ляционного материала следующий, кг: дробленая кора сухая —
300...320, портландцемент М400— 380. 420, «минерализатор» —
15,2 ..16,8, вода —420 .460.
Прочность королита при сжатии соответствует его марке и
составляет 0,5 ..3,5 МПа при плотности в сухом состоянии
550. .800 кг/м3. Предел прочности королита на растяжение при
изгибе материала марки В2 составляет 0,5...0,7 МПа.
Физико-механические свойства и теплотехнические характе-
ристики королита в зависимости от плотности приведены в
табл. 3.27.
Таблица 3.27. Свойства королита
Показатели	Марка королита				
	теплоизоляционного			конструкционного	
	ВО,5	В1,0	В1,5	В2,5	В3,5
Плотность, кг/м3	550	600	700	750	800
Теплопроводность. Вт/(м  СС)	—	-	0,12	-	0,15
Увеличение теплопроводности королита при увлажнении на
1 % (в пределах увлажнения до 20%) составляет около 0,0043
Вт/(м • °C).
При строительстве зданий с применением королита необхо-
димо защищать конструкции от увлажнения, применяя защит-
ные фактурные растворы или водоотталкивающие покрытия.
Максимальное водопоглощение королита в зависимости от сред-
ней плотности колеблется в пределах 70...110%, его морозостой-
кость — не менее 25 циклов.
150
Работы по использованию отходов окорки для производства
строительных материалов проводятся и за рубежом. По пред-
ложению Тора Оттенхольма (Швеция), частицы коры обрабаты-
вают цементом и после выдержки и подсушки обработанного
заполнителя приготовляют обычную бетонную смесь. Заттлер
(ГДР) испытал несколько составов коробетонных смесей с обра-
боткой заполнителя различными химическими веществами. По
его мнению, лучшие результаты получаются при обработке за-
полнителя по шведскому способу, а также хлористым кальцием.
Полученный в ГДР коробетон по свойствам близок к королиту.
Кора несколько отличается от древесины, особенно содержа-
нием водоэкстрактивных веществ. Установлено, что в коре ели
содержится всего 10...13% водорастворимых веществ (в том чис-
ле сахаров 0,2...0,4%), а в коре сосны—10...12% (в том числе
сахаров 0,2...0,3%). Среди этих веществ в коре большую долю за-
нимают танниды. Исследования ЦНИИМОДа и Красноярского
политехнического института показали, что танниды не оказыва-
ют отрицательного воздействия на прочность цементных систем,
приготовленных с добавками дубильных веществ. Предполага-
ется, что это происходит потому, что конденсированные танниды
не растворяются в воде и слабых щелочах, а гидролизуемые тан-
ниды содержат галловые кислоты, обладающие вяжущими свой-
ствами. «Отравляющее» действие на цемент оказывают легкора-
створимые сахара. Во время сплава древесины, хранения ее с
корой, а в дальнейшем при хранении коры отдельно от древе-
сины часть сахаров вымывается или окисляется на воздухе, что
играет положительную роль при использовании отходов окорки
в качестве заполнителя. При длительном хранении во влажност-
ных условиях кора поражается плесневыми грибками, и мате-
риал получается непрочным, имеет гнилостный запах. В целях
повышения биостойкости королита заполнитель обрабатывают
2%-ным раствором оксидифенолята натрия, что снижает проч-
ность королита только на 5...8% по сравнению с контрольными
образцами.
Для нейтрализации действия сахаров на цемент в королит,
как и в арболит, вводится «минерализатор» — хлористый каль-
ций. Установлено, что для приготовления королита в смесь необ-
ходимо добавлять 4...5% «минерализатора», особенно при ис-
пользовании еловой коры, вместо 2% от массы цемента в обыч-
ном арболите. В этом случае материал получается более проч-
ным.
Фракционный состав заполнителя оказывает существенное
влияние на свойства материала. Лучшие результаты по проч-
ности и средней плотности получены у королита, изготовленного
на заполнителе фракции 15/3, 10/2.
Следует заметить, что до настоящего времени отходы окорки
измельчали на дисковых ножевых корорубках, которые предна-
151
5
12
2
1
4
3
модель
Рис. 3.23. Действующая
вертикальной молотковой мельницы модели
МК
/ — разбрасывающий диск; 2— окно выгрузки; 3 — било; 4—контрнож; 5 — загрузочная
воронка; 6 — вал; 7 — статор; 8 — ротор; 9 — диск; 10 — палец; 11 — станина, /2 — элек-
тродвигатель
значались только для того, чтобы уменьшить размеры частиц
коры без учета гранулометрического состава измельченного от-
хода производства. При измельчении на ножевых корорубках
частицы заполнителя приобретают, как правило, пластинчатую
форму. Исследования же показали, что лучше иметь заполнитель
волокнистой структуры и более мелких фракций, чем получае-
мый на дисковых корорубках. Таким требованиям полностью от-
вечает сконструированная и построенная силами ЦНИИМОДа
и ВНПОбумпрома вертикальная молотковая мельница модели
МК для тонкого измельчения коры (рис. 3.23). Мельница обе-
спечивает получение частиц коры волокнистой структуры. Опы-
ты показали, что образцы, изготовленные на заполнителе с та-
кой структурой, имели лучшие
прочностные показатели, осо-
бенно на растяжение при из-
гибе.
Породный состав заполните-
ля из коры существенно влия-
ет на качество королита. Так,
Рис. 3.24. Зависимость коэффициента
уплотнения королнтовой смеси от па-
раметров виброуплотиения с пригру-
зом
1—	пригруз (удельное давление); 2 — ам-
плитуда колебаний площадки; 3 — время
вибрирования
152
королит на основе коры сосны и лиственницы более прочен, чем
на основе коры ели. Это объясняется, по-видимому, тем, что
кора ели содержит больше легкорастворимых сахаров. Кора ли-
ственных пород не исследовалась ввиду незначительного объема
переработки этих пород по сравнению с хвойными.
Важным технологическим фактором, определяющим свойства
королита, является степень уплотнения смеси. Были исследова-
ны параметры виброуплотнения королитовых смесей с пригрузом
и прессования в гидравлических прессах (рис. 3.24). Установле-
но, что более высокие коэффициенты уплотнения можно полу-
чить прессованием. Однако при виброуплотнении с пригрузом
получается достаточно плотный материал.
Хорошие результаты получены при удельном давлении прес-
сования 0,3...0,8 МПа и следующих параметрах виброуплотнения:
пригруз — не менее 0,8 МПа; амплитуда колебаний — 0,8... 1,2 мм,
время вибрирования — не более 1 мин (при длительном вибриро-
вании смесь расслаивается).
Для предотвращения разуплотнения смеси при значениях ко-
эффициента уплотнения в пределах 1,6 и выше необходимо при-
нимать меры к фиксации достигнутой толщины изделия запи-
рающимися крышками.
После формования для сокращения сроков выдержки изделий
осуществляют термообработку. Как показали исследования, тер-
мообработка королита при 40 °C повышает прочность материала
в суточном возрасте на 40...60%. Температурная обработка при
более высоких температурах не оказывает положительного влия-
ния на прочность королита в ранние сроки.
Производство королита организовано на Шангальской лесо-
базе в Архангельской обл. и на Красноярском лесоперевалочном
комбинате. Технология производства этого материала следую-
щая. Отходы окорки поступают на приемный склад предприятия,
затем их измельчают на мельницах модели МК, сепарируют на
виброгрохотах, антисептируют и через промежуточный склад на-
правляют в бункер готового заполнителя линии, а потом через
дозатор — в бетономешалку для приготовления смеси. Далее
процесс аналогичен практикуемому в цехах, где изготавливается
арболит: укладывают нижний фактурный слой; устанавливают
арматуру и закладные детали; укладывают королитовую смесь
и верхний фактурный слой; уплотняют смесь; изделия под-
вергают термообработке, распалубливают и направляют на
склад.
Для изготовления королита может применяться оборудова-
ние, используемое в цехах по производству арболита.
ЦНИИМОДом еще в 1972 г. построен экспериментальный
дом, где несущими конструкциями являются клееные деревян-
ные балки, а ограждающими — королитовые панели и блоки.
Температура воздуха во внутренних помещениях здания соответ-
153
ствует заданному уровню. Никаких повреждений конструкций за
время эксплуатации здания не обнаружено.
Применение королита в строительстве весьма эффективно и
экономически оправданно, эффект только от производства коро-
лита в цехе мощностью 10 тыс. м3 изделий в год составляет
около 70 тыс. руб.
3.5.2.	Арболит на сечке камыша
Исследования, проведенные в Гипросельстрое показали, что
наибольшую прочность имеет арболит, изготовленный на сечке
камыша относительно крупной фракции—15...35 мм (мелкая
фракция — 7... 15 мм, средняя — 10...25 мм). Существенное влия-
ние на прочность получаемого материала при одинаковой техно-
логии уплотнения имеет способ обработки сечки камыша
Как видно из рис 3.25, с увеличением срока кипячения сечки
камыша в воде прочность арболитовых образцов растет. При
60-минутном кипячении сечки предел прочности на сжатие арбо-
лита в 7-суточном возрасте составляет 0,17 МПа. Образцы же
арболита, изготовленные на сечке, замоченной в воде в течение
6 ч при 15.. 20°С, в том же возрасте имеют прочность 0,3 МПа.
Наибольшей прочностью (0,45 МПа) характеризуются образцы,
изготовленные на сечке камыша, минерализованной совместной
добавкой сульфата алюминия и извести.
Использование в качестве минерализатора сечки камыша
только сульфата алюминия или жидкого стекла в целях повыше-
ния прочности арболита, по данным НИИстройкамыша, неэф-
фективно. Обработка же сечки последовательно растворами
сульфата алюминия и извести повышает прочность арболита.
Так, добавка жидкого стекла при последующем пропаривании
арболита (в течение 16 ч при 90 °C) повышает прочность послед-
него до 1,5 МПа. Эти испытания проводились при расходах на
Сроки твердения, сутки
1 м3 арболита 200 кг сухой сеч-
ки и 300 кг портландцемента.
Как показали исследования,
предел прочности арболита при
изгибе на сечке камыша равен
или несколько выше прочности
на сжатие. Зависимость сред-
ней плотности уплотненной
смеси и коэффициента уплот-
нения от удельного давле-
ния прессования показана на
Рис. 3.25. Зависимость прочности ар-
болита, изготовленного на сечке ка-
мыша, от способов обработки
154
Рис 3 26 Зависимость коэффициента уплотнения (1) и средней плотности (2)
от удельного давления прессования
/ — без обработки; 2—4 — кипячение в воде в течение соответственно 30, 40 н 60 мин;
5 — замачивание водой прн 15 . .20 °C в течение 6 ч; 6 — минерализация сульфатом
алюминия и гашеной известью
рис. 3.26. Прочность арболита на сечке камыша ниже прочности
арболита, полученного на древесной дробление. Сущест-
венной причиной, объясняющей это, является низкая сцеп-
ляемость сечки с цементным камнем из-за глянцевитости поверх-
ности, кроме того, частицы (сечка) камыша при укладке и
уплотнении смеси, имея плоскую «палочную» форму, укладыва-
ются плашмя параллельно плоскости формы, т. е. арболит имеет
как бы слоистую структуру.
Для изготовления на сечке камыша арболита классов ВОД—
В1 (марок 5, 10 и 15) со средней плотностью 500 ..700 кг/м3 ре-
комендуется расходовать 180...200 кг сухой сечки, 280 .350 кг
цемента марки 400, 330...420 л воды и 8...40 кг ХД.
3.5.3.	Арболит на гуза-пае
Технология арболита на измельченных стеблях хлопчатника
(гуза-пая) разработана в Алма-Атинском НИИстромпроекте.
Его опытно-экспериментальным предприятием выпущены и ис-
пытаны стеновые панели размером 3X1 >5X0,2 м из этого мате-
риала. Марка изделий по пределу прочности при сжатии 1,5
МПа. Работы по совершенствованию технологии были продол-
жены в Алма-Атинском архитектурном институте. Выполненные
исследования показали, что эффективным оборудованием для
измельчения сухих и влажных стеблей хлопчатника является
кормодробилка КДУ-2,0-1 «Украинка», у которой выходные ре-
шета с мелкими отверстиями (4...8 мм) заменены на решета с
диаметром отверстий 15...28 мм. Полученный при этом заполни-
тель можно использовать без рассева для получения арболита
класса В2,0.
На твердение композита на основе портландцемента (арбо-
лита) неблагоприятное воздействие оказывают водорастворимые
155
26S
Рис. 3.27. Рентгенограммы СЭА в различные сроки гидратации и твердения
а — &ля С3А 4- вода, б — для СзА + экстракт водорастворимых веществ
вещества гуза-паи. Поэтому из свежезаготовленной гуза-паи без
предварительной обработки получить арболит высокой проч-
ности затруднительно. Замачивание дробленки в течение 15 мин
и удаление водной вытяжки улучшают показатель прочности
материала. Однако такой обработки недостаточно для нейтрали-
зации действия водорастворимых компонентов свежей гуза-паи,
так как изделия, полученные на гуза-пае, выдержанной в тече-
ние 6 месяцев и более, и без применения предварительного зама-
чивания имеют прочность в 2 раза выше. Замачивание выдер-
156
б)
270
1.55
190
к 219
2.45
2.76
№86,
4.04 „„
355 л4.22
15мин
04
бОмшл
Зч
4.43
1сут.
2.80
7сцт.


Змее
3.65
28 суtn.
гМ 245j^a з,14
1.678 17,Й 195
159 1.701738
31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 2019 18 17 16 1514 1312 11 10
е*-*----------------------------
403 4.43
жанной гуза-паи позволяет повысить прочность дополнительно
на Ю...30%.
Для изучения явления водорастворимых веществ гуза-паи на
структурообразование портландцемента (гидратацию, в том чис-
ле и составляющих минералов) и его прочность были использо-
ваны водные вытяжки из ее дробленки 15-минутного, 3- и 24-ча-
сового настаивания.
Исследования показали, что водорастворимые вещества гуза-
паи влияют на структурообразование цементного теста подобно
гидрофильным поверхностно-активным веществам, действуют как
стабилизатор-пептизатор системы «цемент — вода», оказывая в
начальный период положительное влияние на формирование
структуры цементного камня. Однако при твердении образцов
в воздушно-сухих условиях прочность цементного камня снижа-
157
ется. Поэтому для применения гуза-паи в композитах на основе
портландцемента ее необходимо предварительно обработать.
Исследования показали, что, начиная с одних суток твердения
и до 6 месяцев, водорастворимые вещества снижают прочность
цементного камня при твердении его в воздушно-сухих условиях.
Причины снижения прочности и влияние водорастворимых ве-
ществ па компоненты, составляющие портландцемент, исследова-
лись с использованием электронно-микроскопических, рентгено-
структурных и дифференциально-термических анализов.
Были проведены физико-химические исследования с минера-
лом, затворенным дистиллированной водой, и приготовленным на
ней фильтратом водорастворимых веществ гуза-паи 15-минут-
ного замачивания. Полученные электронно-микроскопические
снимки процесса кристаллизации С3А в воде и в присутствии
водорастворимых веществ в течение 7 суток свидетельствовали
о том, что при гидратации в первые 30 мин в обоих случаях об-
разуются кристаллы в виде прозрачных пластин гексагональной
формы с четкими гранями, формирующие агрегаты с признаками
сдвигов по плоскости, и кристаллы округлой формы. Через 1 ч
гидратации трехкальциевого алюмината в воде наблюдается
рост и утолщение кристаллов гексагональной формы, а уже че-
рез сутки и далее образуется гидроалюминат С3АН6, кристалли-
зующийся в виде октаэдров, сцепленных по граням. В результа-
те адсорбции водорастворимых веществ через 1 ч гидратации
С3А нарушается четкость граней гексагональных пластин, что
затрудняет определение формы кристаллов и состава гидратных
новообразований.
С целью изучения новообразований и их фазовых превраще-
ний в присутствии водорастворимых веществ проводился рентге-
ноструктурный анализ процесса гидратации трехкальциевого
алюмината, твердевшего в течение 3 месяцев. Он показал (рис.
27, а), что в отличие от продуктов гидратации минерала в воде
негидратированный С3А (4,22; 4,06; 2,97; 2,69; 2,19; 1,90; 1,55А)
и гидроалюминат состава С3АНс (4,43; 3,55; 3,14; 2,80; 2,45; 2,04;
1,74; 1,67А) — в присутствии водорастворимых веществ дополни-
тельно имеется значительное количество гидроалюмината CgAHg
(3,55; 2,84; 2,55; 2,45; 2,06; 1,63А) и возможно С4АНП
(рис. 3.27, б).
Наличие неустойчивых гидроалюминатов, состоящих из кри-
сталлов гексагональной метастабильной формы, создает предпо-
сылки для перекристаллизации их в стабильную кубическую
форму в условиях уже сформировавшейся кристаллизационной
структуры, что приводит к необратимому ослаблению структур-
ной прочности. Это может послужить одной из причин снижения
прочности цементного камня в арболите. Поэтому применение
высокоалюминатного цемента, содержащего повышенное коли-
158
чество трехкальциевого алюмината, не рекомендуется для при-
готовления арболита на гуза-пае.
Дифференциальный термический анализ твердых фаз гидра-
тированного трехкальциевого алюмината показал, что уже в на-
чальные сроки гидратации (через 15 мин) в присутствии водо-
растворимых веществ, так же как и при гидратации в чистой
воде, образуются гидроалюминаты С3АН6 кубической модифика-
ции. Об этом, свидетельствуют эндоэффекты при 320...400 °C и
500...520 °C. Отсутствие гидроалюминатов С3АН6 на рентгено-
граммах в ранние сроки гидратации говорит о тонкодисперсном
состоянии микрокристаллов новообразований, не улавливаемых
при рентгеноструктурном анализе.
Исследования подтвердили, что одной из причин снижения
прочности цементного камня в арболите является замедление
фазовых превращений гидроалюминатов в стабильную кубичес-
кую модификацию в результате адсорбционного модифицирова-
ния водорастворимых веществ гуза-паи, которые действуют на
портландцемент как гидрофильные поверхностно-активные ве-
щества.
На полупромышленной линии опытно-экспериментального
предприятия Алма-Атинского НИИстромпроекта были изготов-
лены стеновые панели размером 3X1,5X0,2 м на дробление из
стеблей хлопчатника. В состав линии входило следующее обору-
дование: дробилка ДМ-1, ванна для замачивания заполнителя,
сетчатые контейнеры, форма, установленная на виброплощадке,
крышка-пуансон, пневмокамеры, смеситель ВР-500 вместимо-
стью 0,5 м3 и виброплощадка СМЖ-187А.
Формование панелей производили вибрированием в сочетании
с одновременным прессованием под давлением 0,32 МПа из сме-
сей на дробленых стеблях хлопчатника. Прессование осущест-
влялось с помощью пневмокамеры, снабженной компрессором
типа ЗИФ-55. Вибрирование и подачу сжатого воздуха прекра-
щали после достижения арболитовой смесью заданной толщины
(0,2 м) формуемого изделия. Уплотнение фиксировалось замка-
ми поддона. После твердения в течение 1 суток арболитовую
панель распалубливали и транспортировали на участок после-
дующего твердения до дости-
жения ею нормальной проч-
ности.
На этой же линии были по-
лучены опытные арболитовые
изделия с применением рисовой
лузги. Состав арболитовой
смеси с использованием дроб-
лении из стеблей хлопчатника
и рисовой лузги приведены в
табл. 3.28.
Таблица 3.28. Расход сухих
компонентов на 1 мэ арболита
на заполнителе нз дробленых стеблей
хлопчатника и рисовой лузги
Сырьевые материалы	Заполнитель	
	дробленые стебли хлопчатника	рисовая лузга
Заполнитель	170	240
П ортландцемент М400	300	380
Хлорид кальция	7,5	15.2
Вода	300	310
159
Испытания панелей из арболита с заполнителем из измель-
ченной гуза-паи и рисовой лузги показали, что прочность таких
панелей от 2,7 до 5 раз превышает контрольные расчетные ве-
личины. При действии нормативной нагрузки жесткость панелей
не превышает допустимой, т. е. прогиб меньше 15 мм, а отноше-
ние прогиба к расчетному пролету не больше 1/200. Это свиде-
тельствует о том, что арболит, полученный на этих заполните-
лях, может использоваться для изготовления ограждающих кон-
струкций.
Для определения марки, а также деформационно-прочност-
ных характеристик арболита были испытаны изготовленные од-
новременно с панелями кубы размером 15X15X15 см и призмы
размером 15X15X60 см. Испытание показало, что отношение
призменной прочности к кубиковой для арболита на основе дроб-
леных стеблей хлопчатника и рисовой лузги соответственно рав-
но 0,63 и 0,73 (табл. 3.29). Начальный модуль упругости арбо-
лита на основе дробленых стеблей хлопчатника вдвое превышает
нормативные значения, а на основе рисовой лузги равен 680
МПа.
Таблица 3.29. Прочностные характеристики арболита
Вид заполнителя	Марка арболита	Предел проч- ности арбо- лита при сжатии R, МПа	Призменная прочность ^пр’ МПа	V	Начальный модуль уп- ру гости, МПа
Дробленые стебли хлопчатника	15	1,49	0,94	0,63	400
Рисовая лузга	15	1,61	1,18	0,73	680
Арболит на стеблях хлопчатника и рисовой лузге выдержи-
вает не менее 35 циклов попеременного замораживания и оттаи-
вания, что также удовлетворяет требованиям нормативов, предъ-
являемых к ограждающим конструкциям.
Расчеты экономической эффективности показывают целесооб-
разность производства изделий из арболита на указанных видах
заполнителей.
Глава 4
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ПРОЧНОСТИ АРБОЛИТА
И ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА
ЕГО ТВЕРДЕНИЯ
4.1.	Теоретические основы разработки способов
повышения прочности арболита
Рассмотрение арболита как крупнопористого композита с
контактирующей структурой позволяет, основываясь на законо-
мерностях образования искусственных строительных материалов
[11, 14, 30, 35, 41, 44, 55, 62, 69, 71, 80] и на выявленных в наших
исследованиях специфических особенностей древесного заполни-
теля, влияющих на структурообразование, предложить способы
повышения прочности арболита и его стойкости к влагоперемен-
ным воздействиям. Однако влияние особенностей структурно-ме-
ханических и технологических свойств древесного заполнителя на
качество арболита изучено еще недостаточно, что затрудняет
повышение эффективности использования вяжущего (недобор
марочной прочности) и управление процессами структурообразо-
ван ия арболита.
Как показали наши исследования, специфическими особен-
ностями древесного заполнителя являются:
значительные и неодинаковые влажностные деформации с
проявлением анизотропности не только в структурных направле-
ниях, но и в пределах одного направления в годичных слоях ран-
ней и поздней древесины (усушка и набухание для ели и сосны
составляют от 0,1...0,3% вдоль волокна до 12% — в тангенциаль-
ном направлении; усушка ранней древесины равна 8,05%, позд-
ней— 11,26%);
развитие значительного давления набухания, неодинакового
как в радиальном и тангенциальном направлениях, так и в пре-
делах годичного слоя ранней и поздней древесины (в радиаль-
ном направлении составляет 0,82...0,94 МПа, в тангенциальном —
1,44...2,05 МПа); для ранней древесины оно равно 1,68...4,47
МПа, т. е. его значения близки к пределу пластического течения
древесного заполнителя и к пределу прочности арболита;
повышенная шероховатость древесной дробленки, у которой
высота отдельных гребней и впадин может достигать 800...
1600 мкм, что создает предпосылки для нарушения непрерыв-
ности прослойки цементного камня, имеющей толщину (при нор-
мированных расходах портландцемента) от 54 до 365 мкм (нару-
шаются условия оптимальности структуры композита);
низкая адгезия древесного заполнителя с цементным камнем,
влияние на величину сцепления в плоскости контактной зоны
6 Заказ № 394
161
содержания ранней и поздней древесины в силу того, что вели-
чина сцепления ранней древесины в 1,6...2 раза больше, чем у
поздней;
низкая когезия прочности прослоек из цементного камня,
обусловленная присутствием древесного заполнителя, недоста-
точной податливостью прослоек под воздействием в контактных
зонах объемной влажностной деформации и меняющегося на
участке ранней и поздней древесины давления набухания;
высокая полярность целлюлозы — основного компонента дре-
весного заполнителя, обусловливающая выбор добавок для обла-
гораживания древесного заполнителя при модификации цемент-
ного камня с возможно большей полярностью;
проявление химической агрессивности древесного заполни-
теля при гидролизе и гидратации портландцемента (изучено в
достаточной мере и в настоящей работе не рассматривается);
упруговязкопластические свойства древесного заполнителя,
выражающиеся в такой отрицательной форме, как деформация
уплотнения смеси, распрессовка отформованного изделия после
снятия приложенного давления уплотнения.
Основу направленного структурообразования арболита с уче-
том специфических особенностей древесного заполнителя с целью
повышения его качества могут составить следующие положения
теории искусственных строительных композитов. Наибольшая
прочность композитов достигается при оптимальной структуре,
характеризующейся- равномерным распределением заполнителя
по объему, наличием непрерывной прослойки в виде пространст-
венной сетки каркаса вяжущего вещества и минимальным зна-
чением фазового отношения, что соответствует минимальной
толщине пленки среды (вяжущего вещества), а также при обе-
спечении плотной упаковки твердой фазы — древесной дроб-
ленки.
Для оптимизации структуры арболита первостепенное значе-
ние имеют следующие факторы: упрочение цементного камня и
повышение его растяжимости (приближение его деформатив-
ности к влажностным деформациям анизотропного древесного
заполнителя); повышение деформативной устойчивости (сниже-
ние влажностных деформаций и развиваемого давления набуха-
ния) древесного заполнителя; оптимизация качества древесного
заполнителя за счет придания ему «изотропных» свойств путем
изменения формы, что обеспечивает непрерывность прослойки
цементного камня; повышение адгезии цементного камня с дре-
весным заполнителем, а также повышение плотности арболита
путем введения минеральных добавок и улучшения качества упа-
ковки твердой фазы (заполнителя).
В проведенных нами исследованиях [39, 41, 42, 44] рабочей
гипотезой послужило предположение о том, что повышение проч-
ности и стойкости арболита влагопеременным воздействием мо-
162
жет быть достигнуто оптимизацией структуры путем направлен-
ного структурообразования следующими способами:
облагораживанием древесного заполнителя (физическим или
химическим путем), позволяющим снизить его влажностные де-
формации и давление набухания, а также увеличить сцепление
с цементным камнем;
введением в состав смеси некоторого количества высокомоле-
кулярного соединения, повышающего эластичность прослойки —
цементного камня, — компенсирующей объемные влажностные
деформации древесного заполнителя деформациями эластйчного
каркаса (эластичных швов в контактных зонах структур);
введением в состав смеси минеральной добавки, позволяю-
щей путем омоноличивания контактных зон упрочить каркас
структуры и повысить прочность арболита;
применением древесной дробленки оптимальной формы и раз-
меров, улучшением уплотнения арболитовой смеси, что позволя-
ет снизить отрицательное влияние редеформации (распрессовки)
упругой арболитовой смеси при формовании изделий, заменить
сжатие упругой смеси компактной упаковкой твердой фазы.
Из теории искусственных строительных материалов известно
выражение, аппроксимирующее прочность материалов:
„ /?* /?*
/? —	, в I в*\п • чт0 адекватно	«
lir/тг у
где R — прочность материала; R’ — прочность вяжущего оптимального со-
става; 6 — усредненная толщина пленки среды в вяжущем веществе; б* —
усредненная толщина пленки среды в вяжущем оптимального состава; п —
показатель степенной функции, зависящей от природы и характера зернистых
компонентов смеси; В/Ц* — водоцементное отношение вяжущего оптималь-
ного состава.
Известно, что снижение фазового соотношения для оптималь-
ных структур, т. е. утоньшение усредненной пленки, может быть
достигнуто повышением дисперсности применяемого вяжущего
и другой твердой фазы (минеральных добавок), введением пла-
стифицирующих добавок, улучшением режима перемешивания и
уплотнения смеси и другими приемами. Показатель степени п
может быть снижен путем повышения поверхностной активности
(увеличения шероховатости зерен заполнителя до необходимого
предела), а также увеличения адгезии на границе раздела по-
верхности «заполнитель — цементный камень».
Как показали наши исследования, адгезионная прочность
(сцепление древесного заполнителя с цементным камнем) и ко-
гезионная прочность цементного камня (прослойки в структуре
арболита) обусловливается степенью воздействия влажностных
деформаций и давления набухания, зависящей от породы дре-
весины, формы частиц и их удельной поверхности, а также ше-
роховатости поверхности заполнителя.
6!
163
С учетом ряда специфических особенностей древесного запол-
нителя прочность арболита оптимальной структуры можно опре-
делить по предложенному нами эмпирическому выражению [41]:
/?* = 15[ГЦ/Д(1,5 - В/Ц)]",
где /?*— прочность арболита оптимальной структуры; 1,5 и 15 — эмпириче-
ские коэффициенты; F—показатель сцепления (адгезионная прочность) дре-
весного заполнителя с цементным камнем; Ц/Д — цементно-древесное отно-
шение; В/Ц — водоцементное отношение; п — показатель степени (характе-
ризует свойства древесного заполнителя; зависит от коэффициента формы
частиц, их удельной поверхности, шероховатости, степени химической агрес-
сивности и анизотропности древесной породы); для портлаидцементного ар-
болита п = 0,82.. .0,98.
Использование этого выражения позволяет с большей досто-
верностью прогнозировать прочность арболита подбираемого со-
става с учетом свойств конкретного древесного заполнителя.
Теоретические изыскания и поисковые эксперименты позволили
выбрать для детальной проверки наиболее эффективные спосо-
бы обработки древесного заполнителя и облагораживания арбо-
литовой смеси — введение в ее состав химических, минеральных
и высокомолекулярных добавок.
4.2.	Исследование адгезии и контактной зоны
в структуре арболита
4.2.1.	Исследование контактной зоны
в структуре арболита
Так как степень отрицательного воздействия влажностных де-
формаций древесного заполнителя на прочность арболита во
многом определяется сцеплением его с цементным камнем, то
целесообразно изучение влияния этих факторов на прочностные
характеристики арболита во взаимосвязи.
При изучении контактной зоны мы исходили из предположе-
ния, что при нормированных расходах портландцемента (220...
390 кг на 1 м3 арболита) и большой удельной поверхности за
полнителя, прочность арболита обеспечивается сцеплением це-
ментного камня с древесным заполнителем, а защемление его
растворной частью (цементным камнем) может быть практичес-
ки минимальным. Для оценки структуры ДЦК типа арболита с
заполнителем в форме пластинок толщина клеевой прослойки
цементного камня — каркаса — имеет большее значение, чем в
случае, когда форму заполнителя в бетоне можно считать при-
ближенно шаровидной, так как контакт между такими зернами
носит точечный характер. Поэтому при изучении контактной зо-
ны нами сделана попытка определить расчетным путем толщину
прослойки цементного камня в структуре арболита.
164
Толщину прослойки цементного камня в контактной зоне в
структуре арболита приближенно (без учета проникания геля в
поры древесины) можно определить с помощью предложенного
нами эмпирического выражения [41, 42]:
6 = аЦК/(Д5Удрц),
где Ц и Д — соответственно расход цемента и древесной дроблении на 1 м3
арболита, кг; а — коэффициент, учитывающий технологические свойства ДЦК;
рц — средняя плотность цемента, кг/м3, /? -выход цементного теста нормаль-
ной густоты, части от единицы; худ — удельная поверхность древесной дроб
ленки, м2/кг.
В наших исследованиях а, К, рц и sya имели следующие зна-
чения: а=1,25; Л"=0,5; рц= 1198 кг/м3; $1УД=2,57 м2/кг; $2уд=
==3,01 м2/кг; $зУд=3,45 м2/кг; ,$4УД=4,79 м2/кг; хбуд= 17,56 м2/кг.
Удельную поверхность древесных частиц «уд заполнителя оп-
ределяли по известной методике и по формуле, учитывающей по-
верхность кромок и торцов:
где р — средняя плотность древесины, г/см3; /, Ь, а — соответственно длина,
ширина и толщина единичной частицы заполнителя, см.
Расчетная толщина прослойки цементного камня в структуре
арболита различных марок (ГОСТ 19222—84) при нормирован-
ном расходе портландцемента, регламентированном СН 549—82
(Инструкция по арболиту) по проектированию, изготовлению и
применению конструкций и изделий, и при использовании дре-
весного заполнителя с постоянной удельной поверхностью
(4,79 м2/кг), как видно из табл. 4.1 имеет близкие значения и
зависит от Д/Ц (древесно-цементного) отношения. При Д/Ц=
=0,62...0,66 толщина прослойки цементного камня составляет
Таблица 4.L Влияние Д/Ц иа толщину прослойки — цементного камня
в структуре арболита различных классов (марок)
Класс арболита	Расход компонентов иа i м3, кг			Содер- жание CaCL, кг	Д/Ц	Средняя плот- ность, кг/м1	Толщина клеевой прослойки цементного камня, мм	Предел прочности при сжатии, МПа
	порт- лайд цемент	древес- ная дроб- леика	вода					
марка								
ВО.5	260	160	285	5,20	0,62	406	0,187	0,56
5	290	160	310	5,80	0,55	448	0,209	0,85
В0.75	280	180	300	5,60	0,64	508	0,179	1,08
10	310	180	340	6,20	0,58	540	0,199	1,34
В1	300	200	330	6,00	0,66	560	0.173	1,52
15“	330	200	360	6,60	0,60	594	0,191	1,91
В1.5	ззэ	220	360	6,60	9,66	620	0,173	2,59
25	360	220	395	7,20	9,61	651	0,189	2,71
	360	240	400	7,20	0,66	675	0,173	3,38
	390	240	430	7,80	0,61	702	0,188	3,63
Примечание. Использовался древесный заполнитель с постоянной удельной
и°верхностью syj = 4.79 м2/кг.
165
0,173...0,187 мм, а при Д/Ц=0,55...0,61 — 0,188...0,209 мм. Иссле.
дования подтвердили правильность рекомендаций СН 549—82
по ориентировочному расходу компонентов для арболита всех
марок при одинаковом заполнителе по породе и гранулометриче-
скому составу.
Проведенные эксперименты при одном и том же массовом со-
ставе арболитовой смеси на М35, но при разной удельной по-
верхности древесного заполнителя (от 17,56 до 2,57 м2/кг), а сле-
довательно, и разной толщине прослойки цементного камня в
структуре показали, что прочность арболитовых образцов суще-
ственно различается (табл. 4.2).
Таблица 4.2. Влияние древесного заполнителя и толщины прослойки —
цементного камня на предел прочности при сжатии арболита
Предел прочности при сжатии, МПа	Расход компонентов на 1 м3, кг/м3				Удельная поверх- ность за- полнителя 5уд' м2/кг	Толщина прослойки (расчет- ная). мм
	порт- ланд- цемент	Дроб- леика	вода	СаС12		
2.89	390	230	390	8	2,57	0,365
3,98	390	230	390	8	3,01	0,311
3,79	390	230	390	8	3,45	0.272
3.52	390	230	390	8	4,79	0,196
2,41	390	230	390	8	17,56	0,054
Из экспериментальных данных, приведенных в таблице, сле-
дует, что при уменьшении удельной поверхности древесного за-
полнителя до некоторого предела прочность арболита растет.
Снижение прочности при значительной крупности заполнителя
(худ=2,57 м2./кг) отчасти может быть объяснено влиянием боль-
ших влажностных деформаций, вызывающих развитие напряже-
ний в контактных зонах в процессе твердения и сушки арболита,
а при использовании мелкой фракции — значительным уменьше-
нием толщины цементных прослоек в структуре (до 0,054 мм)
из-за большой удельной поверхности заполнителя.
Проведенные исследования обнаружили существенное влия-
ние удельной поверхности древесного заполнителя на толщину
клеевой прослойки (от 0,365 до 0,054 мм) и структурно-механи-
ческие показатели арболита. Зависимость толщины клеевой про-
слойки цементного камня от удельной поверхности древесного
заполнителя, ее влияние на предел прочности арболита при ста-
тическом сжатии представлена на рис. 4.1 и 4.2. Так, прочность
арболита на заполнителе оптимальной фракции (худ=3,01 м2/кг)
на 1,55 МПа превышает прочность арболита такого же состава
на мелкой фракции (худ= 17,56 м2/кг), что составляет 42,8% ма-
рочной прочности М35.
Толщина прослойки между отдельными частицами древесного
заполнителя, установленная из предложенного нами выражения,
166
Рис. 4.1. Влияние удельной
поверхности древесного за-
полнителя на расчетную
толщину прослойки цемент-
ного камня в контактной
зоне арболита
и микроскопические ис-
следования, осущест-
вленные с помощью
окулярного и объектив-
ного микроскопов, под-
твердили предположе-
ние о том, что при нор-
мированном расходе
портландцемента раст-
ворная часть цементного теста расходуется только на про-
клейку частичек, а защемление их практически несущественно
(рис. 4.3 и 4.4). Толщина прослойки цементного камня в струк-
туре арболита для средней фракции с $уд=3,45...4,79 м2/кг со-
ставляет 0,19...0,27 мм. Для сравнения отметим, что в крупнопо-
ристых бетонах на минеральных заполнителях толщина прослой-
ки в контактной зоне находится в пределах 1...2 мм, т. е. в 6... 10
раз превышает аналогичную величину в структуре арболита.
Таким образом, в свете современных представлений арболит
можно рассматривать как композит крупнопористой структуры
с контактирующим заполнителем. Прочность и стойкость такого
бетона в значительной степени обусловливаются силами сцепле-
ния между заполнителем и цементным камнем.
Для изучения характера сцепления цементного камня с дре-
весиной на микроскопическом уровне и проверки предположе-
ния, высказанного проф. И. А. Кириенко [41] при исследовании
сцепления бетона с деревянной арматурой, о возможном прони-
кании геля цемента в поры древесины нами исследовались кон-
тактная зона модели типа 1 (две деревянные пластины с про-
слойкой цементного камня) и отколы арболита, а также микро-
срезы, полученные с помощью замораживающего микро-
тома.
Рис. 4.2. Влияние расчетной
толщины прослойки цементно-
го камня на прочность арбо-
лита при сжатии при постоян-
ном составе компонентов и из-
менении удельной поверхности
заполнителя от 17,56 до
2,57 м2/кг
167
Рис. 4.3. Макроструктура арболита при Д/Ц = 0,6 (нормативный расход
компонентов для арболита марки 35 (класс В2,5). ЛАежзерновое простран
ство не заполнено цементным тестом; контактирующая структура
Рис 4.4. Макроструктура арболита при Д/Ц = 0,4. Часть межзернового про
странства заполнена цементным тестом
Рис. 4.5. Контактная зона «древесина — цементный камень», тангенциальны
срез (видны полости трахеид ранней древесины сосны и неплотная, рухлая
структура цементного камня на границе раздела)
а — микрофотография, увеличение X 320; б — то же, увеличение X 800
Рнс 4.6. Поперечный микросрез древесины ели
а — полученный с помощью замораживающего микротома (в полостях клеток виден
цементный камень): б — поперечный срез древесины ели. не обработанной цементным
гелем (полости клеток свободны)
Контактная зона (древесный заполнитель — цементный ка-
мень) изучалась с помощью растровой электронной микроско-
пии. Напыленные серебром (толщина слоя 150...200 А) образцы
осматривали визуально при увеличении в 26... 1300 раз, наиболее
интересные участки фотографировали.
В наших исследованиях энергия электронов падающего пучка
на образец составила 20 кэВ при силе тока 10~10...10-11 А, рабо-
чий вакуум в камере для образца—1,333’ 10~3 Н/м2. На рис.
4.5, а, б отчетливо видна граница раздела древесины продоль-
ного разреза (клетки трахеид) и цементного камня. Характерной
особенностью состояния адгезива — цементного камня является
его рыхлая структура, чем можно объяснить когезионный ха-
рактер разрушения структуры арболитовых образцов при их ис-
пытании. Микроскопические исследования, осуществленные с по-
мощью окулярного и объективного микрометров, показали, что
толщина прослойки цементного камня в отколах арболита при
расходе портландцемента 360...390 кг на 1 м3 и при удельной по-
верхности древесного заполнителя 4,5...5 м2/кг в среднем не пре-
вышает 0,2...0,3 мм; это подтверждает справедливость предло-
женного автором выражения для определения толщины б.
При изучении проникания цементного геля (цементного кам-
ня) в древесину микросрезы на разном удалении от контактного
слоя были получены с помощью замораживающего микротома
модели «X», который позволил исключить выкрашивание из мик-
Ропор затвердевших частиц геля цементного камня. В проведен-
ных экспериментах толщина срезаемых слоев древесного запол-
169
нителя — микросрезов не превышала 10...20 мкм. Как видно из
рис. 4.6, а (поперечный срез ели), следы проникания цементного
геля наблюдаются в клетках (трахеидах) в зоне ранней древе-
сины. Для сравнения представлена микрофотография (рис.
4.6,6)), заимствованная у Н. Л. Коссович [16]. Преимуществен-
ное проникание цементного геля в трахеиды ранней древесины
ели и сосны может быть объяснено ее анатомическим строе-
нием. Трахеиды ранней части древесины квадратные, пяти- или
шестигранные по форме, имеют полости с размером в попереч-
нике около 30 мкм. В поздней части трахеиды округло-прямо-
угольные, с узкими полостями размером 10 мкм и стенками тол-
щиной от 3,5 до 6,1 мкм. Длина трахеид достигает 2...3 мм. Мик-
роскопическое изучение показало, что цементный камень (це-
ментный гель) проникает на глубину 1...1.5 мм, т. е. на половину
длины клеток трахеид. Это подтверждает участие механических
сил сцепления в адгезии цементного камня с древесиной.
4.2.2.	Исследование адгезии древесины
с цементным камнем.
Методика изучения влияния различных факторов
на адгезионную прочность системы
«древесина — цементный камень»
При изучении влияния различных факторов на адгезионную
прочность системы «древесина — цементный камень» учитыва-
лось, что адгезионные соединения, различающиеся только фор-
мой, могут существенно отличаться по адгезионной прочности, хо-
тя молекулярная связь между адгезивом (цементный камень) и
субстрактом (древесина) одинакова [83]. Поэтому в качестве
моделей заполнителя в данных исследованиях принимали образ-
цы-пластины размером 20X20X40 мм, которые по коэффициенту
формы близки к используемым фракциям древесного заполни-
теля.
В целях исключения разброса показателей все деревянные
пластины — модели заполнителя — вырезали из одной доски ра-
диального или тангенциального раскроя. Качество, точность об-
работки при изготовлении образцов и их отбор соответствовали
требованиям ГОСТ 16483.0—78* и ГОСТ 16483.21—72*.
С целью выявления влияния характера поверхности (шерохо-
ватости) модели древесного заполнителя на сцепление с цемент-
ным камнем использовали индикаторный глубиномер типа И402
для измерения шероховатости от 1600 до 800 мкм (1...3 классов)
и микроскоп типа ТСП-4М для шероховатости от 320 до 60 мкм
(5—8 классов), ГОСТ 15612—85 и ГОСТ 7016—82*.
Максимальную высоту неровности (шероховатости) /?гтах оп-
ределяли по формуле
170
о _ 1 v н
*\z max —	— z 1 >ч max,
n i
где n— число измерений; H, max—высота i-й неровности, мкм.
Таблица 4.3. Влияние толщины прослойки нз цементного камня
и шероховатости поверхности на адгезионную прочность модели
из еловых пластинок тангенциального среза
Порода древесины		Толщина про- слойки це- ментного камня, мм	Адгезионная прочность, МПа	Величина предельной растяжимо- сти адгези- онного сое- динения, мкм	Внд разрушения (характер отрыва адгезионного соединения)
Ель строганая		0.2	0.19	26	Адгезионное
(класс чистоты	об-	0,3	0,24	35	Смешанное
работки б)		0,4 0,5	0,25 0,18	38 27	Адгезионное То же
		0,6	0,17	24	
Ель колотая		0,2	0,18	28	
(класс чистоты	об-	0,4	0,22	35	Смешанное
работки 2)		0,6	0.38	59	То же
		0,8	0,31	47	
		1,0	0.25	36	Адгезионное
Экспериментально (табл. 4.3) была выявлена зависимость
адгезионной прочности от толщины прослойки цементного камня
и шероховатости поверхности (класса чистоты обработки) моде-
ли древесного заполнителя.
При заданных условиях все образцы обрабатывали раство-
ром СаС12; для строганых пластин наибольшая величина сцепле-
ния древесины с цементным камнем достигалась при толщине
клеевой прослойки 0,3...0,4 мм. При толщине прослойки 0,4 мм
у моделей со строгаными пластинами как величина сцепления с
цементным камнем, так и предельная растяжимость оказались
несколько большими, чем у моделей с колотыми пластинами
(табл. 4.3).
Для колотых образцов наибольшая величина сцепления до-
стигается при толщине клеевой прослойки 0,6 мм. В более тол-
стых прослойках, по-видимому, проявляются большие усадочные
Деформации. Как показали эксперименты, с ростом шерохова-
тости поверхности адгезионная прочность сцепления древесины
с цементным камнем увеличивается. Рост адгезионной прочности,
вероятно, связан с появлением большого числа активных цент-
ров, увеличением истинной площади контакта и механическим
сцеплением ворсинок и углублений, выполняющих функцию
своеобразных шпонок и заклепок. Однако, когда шероховатость
Достигает некоторого предела (при высоте гребня больше
•4 мм), в колотых образцах прочность сцепления снижается, ви-
димо, из-за изменения сплошности клеевой прослойки вследствие
внедрения в нее отдельных крупных гребней, т. е. нарушается
из главных свойств оптимальной структуры.
171
В дальнейшем при изучении возможности повышения адгези
онной прочности сцепления элементов моделей арболита во всех
экспериментах толщина клеевой прослойки (цементного камня)
для строганых пластин принималась 0,4 мм.
Данные об адгезионном сцеплении древесины с цементным
камнем, приведенные различными авторами [5, 17, 25, 29 (см
табл. 1.6)], различаются из-за отсутствия учета специфи
ческих особенностей анатомического строения пород древе-
сины.
В лабораторной и исследовательской практике отсутствует
общепризнанная методика определения величины сцепления дре-
весины с цементным камнем. Поэтому для установления зако-
номерностей этого явления в структуре ДЦК нами были приняты
две структурные модели (I и II типа) арболита, а в качестве
модели заполнителя — взяты деревянные пластины размером
40X20X20 и 39X39X20 мм. Первая модель арболита имитиро-
вала тощий бетон (две деревянные пластины размером 40Х20Х
Х20 мм склеивались цементным тестом нормальной густоты),
вторая — жирный бетон (деревянная пластина размером 39Х
Х39Х20 мм помещалась в середине формуемой призмы разме-
ром 40X40X160 мм из цементного теста нормальной густоты)
Вторая модель заимствована с некоторыми изменениями, учиты-
вающими специфические свойства древесины, у Н. П. Штейерта,
исследовавшего адгезию минеральных заполнителей с цемент-
ным камнем.
В качестве основного метода определения сцепления древеси-
ны с цементным камнем нами был принят механический метод.
Образцы склеенных деревянных пластин и призмы с серединой
из деревянной пластины испытывались на растяжение (отрыв)
и изгиб. Исследовались взаимосвязанные процессы: сцепление
древесного заполнителя с цементным камнем, влажностные де-
формации древесного заполнителя и арболита, давление набуха-
ния при стесненных деформациях и их влияние на структурооб-
разование и прочность арболита. Для инструментального полу-
чения количественных значений воздействия взаимосвязанных
процессов с возможно большей достоверностью ставилась задача
по установлению соответствующих величин по возможности па
одном приборе. С этой целью с нашим участием в ЦНИИЭП-
сельстрое был разработан и изготовлен универсальный измери-
тельный прибор (рис. 4.7) с комплектом приспособлений, кото-
рый позволил оценить следующие величины;
адгезии и сцепления древесины с цементным камнем (предел
прочности при растяжении двух пластин, проклеенных прослой-
кой из цементного теста);
сцепления древесины с цементным камнем при изгибе (приз,
ма из цементного камня с помещенной в середине деревянно!
пластиной);
172
Рис 4.7. Универсальный измерительный прибор
/—опорная плита; 2— стойка; 3 — подвижная опора; 4—
стопорный винт; 5 — направляющая скоба, 6 — неподвиж-
ная опора; 7 — рабочий винт с приводом; 8 — шарнирный
палец. 9 — динамометр типа ДПУ; 10 — кронштейн. 11 —
индикатор часового типа; 12— кронштейн с регулируемой
опорной площадкой; 13 — рабочая траверса; сменные при-
способления для испытаний, 14— подвеска для струбцин
(зажимов); 15 — струбцины с пазовыми зажимами; /6 — то
же, с винтовыми зажимами; 17 — опорная подвеска; 18 —
жесткая опора; 19 — подвеска с перфорированным основа-
нием; 20 — перфорированная опорная пластинка; 21 — кю-
вета для воды
О)
сцепления древесины с цементным камнем при растяжении
(призма из цементного камня с серединой из деревянной пла-
стины);
предельной растяжимости адгезионного соединения;
стесненных влажностных (линейных) деформаций модели
древесного заполнителя и арболита;
развиваемого усилия набухания под воздействием стесненных
влажностных деформаций модели древесного заполнителя;
влажностных деформаций арболита в стесненных условиях;
развиваемого усилия набухания арболита под воздействием
стесненных влажностных деформаций.
В предложенном нами приборе использовали динамометр
ДПУ I класса, погрешность показаний не превышала ±1% пре-
дельного значения измеряемой силы. Методики различных видов
испытаний образцов на универсальном измерительном приборе
описаны в соответствующих разделах монографии.
173
Рис. 4.8. Накопитель со свободно пере-
мещаемым пригрузом для склеивания
моделей древесного заполнителя
а — слева направо; прнгруз постоянной мас-
сы; пригруз меняющейся массы; накопитель
в сборе; накопитель с образцами в нагру-
женном состоянии; б — хранение образцов в
накопителе под полиэтиленовым колпаком
При изготовлении образцов (моделей) в целях предотвраще-
ния искажений результатов из-за неодинаковой толщины кле-
евой прослойки была принята следующая методика: на две ис-
пытуемые пластины шпателем накладывали избыток цементного
теста нормальной густоты. Затем одну пластину помещали на
другую, соблюдая одинаковое направление волокон. Подготов-
ленные таким способом образцы укладывали в накопитель пред-
ложенной нами конструкции (рис. 4.8, о). После тщательного
выравнивания граней пластины «штабель» нагружали грузом мас-
сой 8 кг (с усилием 0,05 МПа), который свободно перемещался
в процессе объемных влажностных деформаций образцов. Под
действием груза избыток цементного теста выдавливался, что
обеспечивало одинаковую толщину клеевого шва (0,4 мм), близ-
кую по значению к толщине швов уплотненной арболитовой сме-
си. В отдельных экспериментах толщина прослойки цементного
теста регулировалась с помощью контрольных щупов разных
толщин, а после испытания образца контролировалась микромет-
ром.
Образцы в накопителе выдерживали во влажных условиях
под полиэтиленовым колпаком в течение 1, 3, 7, 14 и 28 суток,
174
что предотвращало заветривание (рис. 4.8, б) до испытания на
отрыв (растяжение при отрыве).
Накопитель представляет собой пресс, состоящий из площад-
ки 1, стоек 2, направляющей пластины 5 и свободно перемещае-
мого груза 4. Такая конструкция накопителя с «плавающим»
пригрузом обеспечила поддержание постоянным удельного дав-
ления во все сроки выдержки образцов. Принятая методика из-
готовления и хранения образцов позволила исключить искаже-
ние результатов от воздействия набухания (в первый период) и
в дальнейшем от усушки образцов, которое могло иметь место
при использовании фиксированных зажимов (струбцин) в ранее
описанной методике.
Образцы призм готовили по следующей методике. В сере-
дину формы помещали деревянную пластину и заполняли це-
ментным тестом или цементным раствором. Призму уплотняли
вибрированием в течение 0,5 мин на вибростоле при частоте ко-
лебаний 1500 в минуту и амплитуде 0,5 мм. В первые сутки ис-
пытания силы сцепления отформованной призмы и трение ее со
стенками формы превышают силы сцепления твердеющего це-
ментного камня с деревянной пластиной, в это время усадка
призм из цементного теста значительна. Поэтому в целях пре-
дотвращения отрыва деревянной пластинки от твердеющего тела
призмы образцы распалубливали через 24 ч и в дальнейшем
хранили в вертикальном положении во влажных опилках до
срока испытания.
В аналогичных экспериментах, проведенных в ЦНИИМЭ, не
удалось зарегистрировать приборами величину сцепления [17, с.
41], так как в образцах, хранившихся 14 суток в форме до рас-
палубливания, по отмеченным выше причинам не исключалось
частичное нарушение сцепления деревянной пластинки с телом
призмы из цементного камня, что вело к резкому снижению ад-
гезионной прочности.
При исследовании адгезии древесины с цементным камнем
изучалось влияние различных факторов на величину их сцепле-
ния, в том числе породы древесины, характера ее поверхности
(колотые пластины типа дробленки, гладкие, строганые — типа
стружки; пиленые), толщины прослойки цементного камня, спо-
соба химической и физической обработки, вида добавки в це-
ментное тесто и влажности древесных образцов.
Во всех исследованиях при изучении адгезионной прочности
учитывались сформулированные нами в методике требования:
характер поверхности, направление среза склеиваемых поверх-
ностей (радиальный, тангенциальный срезы), направление воло-
кон и площадь, занимаемая поздней древесиной на склеиваемых
поверхностях пластин моделей, а также условия изготовления и
хранения (под свободно перемещающимся пригрузом в накопи-
175
Рис. 4.9. Испытание иа адгезионную прочность (определение предела проч-
ности иа растяжение перпендикулярно плоскости сцепления древесины с це-
ментным камнем)
а — модель I; б — модель 11
Рис. 4 10 Испытание на адгезионную прочность (определение предела проч-
ности на растяжение при изгибе древесины с цементным камнем, модель II)
теле), исключающие влияние на процессы формирования адге-
зионного соединения влажностных деформаций.
Испытание образцов моделей I и II типа осуществлялось на
универсальном приборе (рис. 4.9, а, б и 4.10).
В табл. 4.4 приведены результаты определения влияния раз-
личных факторов на значение отрывающего усилия, абсолютное
значение деформации растяжения адгезионого соединения, адге-
зионную прочность и вид разрушения модели (характер отрыва).
Анализируя эти данные, можно отметить, что сопротивление от-
рыву у моделей тангенциального среза на 30...40% больше, чем
у моделей радиального среза. Это может быть объяснено неоди-
наковой сцепляемостью с цементным камнем ранней и поздней
древесины, а при одинаковой площади, занимаемой поздней дре-
весиной, — более равномерным распределением ее на тангенци-
альном срезе.
С увеличением площади поздней древесины на склеиваемых
поверхностях моделей заполнителя наблюдается значительное
снижение адгезионной прочности, что можно объяснить более
низкой сцепляемостью этих участков с цементным камнем и воз-
можностью развития значительных влажностных деформаций
из-за повышенной плотности поздней древесины.
При изучении характера отрыва адгезионного соединения мо-
делей арболита (см. табл. 4.4) было обнаружено, что адгезион-
176
Таблица 4.4. Влияние различных факторов на характер
адгезионного отрыва соединения
Порода древе- сины, характе рнстика поверх- ности	Направление среза склеива- емых поверх- ностей	Площадь, занима- емая поздней дре-	сниой иа склеи- емых поверхно- ях. % 			Отрывающее уси- лие, Н	;дель- мости сое-			Адгезионная проч- ность. МПа,	Вид разрушения (характер от- рыва адгезион- ного соедине иия)
						I Величина пре	ой растяжи дгезионного ниения, мкм			
			<и о	га (- Ш CJ						
							х га	4		
Ель шлифован-	Радиальное	45		.50	155		18		0,194	Адгезионное
ная, класс 8	Тангенциальное	13		18	186		21		0,233	То же
Ель строганая,	Радиальное	45		50	280		25		0,351	Смешанное
класс 5	Тангенциальное	13		18	304		32		o.3so	То же
Ель колотая.	Радиальное	45		50	240		52		0,30	Адгезионное
класс 2	Тангенциальное	13		.18	260		54		0,325	То же
Сосна строганая.	Радиальное	45		50	162		30		0,20	
класс 6	Тангенциальное	25		30	200		40		0,25	Смешанное
Сосна колотая.	Радиальное	45		.50	170		36		0,212	То же
класс 2 То же.	То же	80		.82	70		14		0,087	Адгезионное
класс 1 Бук строганый,					120		26		0,15	То же
класс 5	Тангенциальное				130		27		0,162	»
Бук колотый,	Радиальное				135		28		0,169	»
класс 2	Тангенциальное				140		29		0,175	>
ная прочность моделей тангенциального среза древесины на
склеиваемых поверхностях больше, чем у моделей той же поро-
ды радиального среза. Это может быть объяснено большим со-
держанием поздней древесины на поверхности пластин. Для мо-
делей тангенциального среза склеиваемых поверхностей из раз-
ных пород древесины адгезионная прочность различна: у ели
она выше, чем у сосны, вследствие разного содержания ранней и
поздней древесины. Так, у ели площадь поздней древесины в тан-
генциальном срезе составляет 13%, а у сосны —30%.
В большинстве моделей, испытанных на отрыв, на участках
поздней древесины наблюдается адгезионный вид разрушения,
тогда как на участках ранней древесины происходит смешанное,
или когезионное (по древесине или цементному камню), разру-
шение. Поэтому получаемая адгезионная прочность при испыта-
нии моделей может быть принята как усредненная величина
сцепления на участках ранней и поздней древесины.
Таким образом, для получения сопоставимых результатов
нельзя говорить об адгезионной прочности для композиции «дре-
весина — цементный камень», не указав, какую площадь занима-
ет поздняя древесина на склеиваемой поверхности и какова ше-
роховатость поверхности.
Как показали исследования (см. табл. 4.4), величина дефор-
мации растяжения при отрыве (до момента разрушения) про-
порциональна отрывающему усилию. У моделей с тангенциаль-
ным срезом на склеиваемых поверхностях абсолютная величина
деформации выше, чем с радиальным срезом, что может быть
177
Таблица 4.5. Влияние вида модели на величину адгезионной прочности
(удельное сцепление) древесины с цементным камнем
Порода
модели
запол-
нителя
Вид испытуемой модели
и тип модификаций
цементного теста
Вид испытаний
Адгезионная
прочность
(величина
сцепления),
МПа
Внд разруше-
ния (харак-
тер отрыва
адгезионного
соединения)
Характер поверхности
строга-
ная
колотая
строга-
ная
колотая
Ель	Модель I типа (две дере-
Ель	вянные пластины, соеди- ненные цементным тестом) немодифицированная модифицированная ПВА Модель II типа (призма
Ель	нз цементного камня с се- рединой из деревянной пла- стины) ^модифицированная модифицированная ПВА Модель II типа
	иемодифнцироваиная модифицирование я ПВА
Отрыв (растяже- ние) перпенди- кулярно плоско- сти сцепления	0,22	0,32	Адгезионное
	0,25	0,41	Смешанное
То же
0,27	0,38
0,31	0,46
Смешанное
То же
Растяжение при
изгибе
0,06	0,085
0,08	0,112
Адгезионное
То же
объяснено более однородным полем по числу активных адгезион-
ных центров. Эксперименты показали (табл. 4.5), что адгезион-
ная 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 цемен-
та)— 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 компози-
ции «древесина — цементный камень» помогает правильно ори-
ентироваться при выборе способов повышения адгезионной проч-
ности сцепления в структуре арболита.
4.2.3.	Адгезия ранней и поздней древесины
с цементным камнем
В качестве рабочей гипотезы нами выдвинуто предположение,
что адгезионная прочность — сцепление разных участков древе-
сины (ранней и поздней) с цементным камнем — носит неравно-
мерный характер и разрушение (центры деструкции) адгезион-
ных соединений в контактных зонах в структуре арболита возни-
кает на участках поздней древесины, где возможны наибольшие
влажностные деформации.
Для определения влияния содержания в контактных зонах
плоскостей склеивания неодинаковых по морфологическому
178
Рис. 4.11. Общий вил прибора Д1П-ЗМ-1
/ — механизм подъема нижнего зажима, 2— шкала: 3 — стрелка \кадатель: 4, /0—
груз; 5 — снлонзмеритель маятниковый; 6 — подвеска 7 — зажим верхний. 8 - то ж«,
нижний: 9—рейка
Рис. 4.12. Характер отрыва на поверхностях еловых пластн радиального
и тангенциального срезов
строению участков ранней и поздней древесины на их сцепление
с цементным камнем разработан следующий метод. Из древе-
сины отдельных годичных слоев вырезали пластины или кубы с
цельным слоем на грани ранней и поздней древесины. Изготов-
ляли образцы трех видов с различными поверхностями сторон,
обращенных к прослойке цементного теста: ранняя — ранняя,
ранняя — поздняя, поздняя — поздняя. Образцы, проклеенные
цементным тестом нормальной густоты, укладывали в накопи-
тель под свободно перемещаемый пригруз, где они хранились до
испытания. Во всех образцах площадь склеивания составляла
1 см2. Склеенные образцы испытывали на разрыв на приборе
ДШ-ЗМ-1 (рис. 4.11), предназначенном для определения проч-
ности хлопкового и штапельного волокна.
Результаты исследований показали, что адгезионная проч-
ность для всех пород и видов обработки образцов с пластинами
ранней древесины («ранняя — ранняя») больше, чем у образцов
«поздняя — поздняя» и «ранняя — поздняя». Однако, если для
сосны разница в величинах прочности составляет соответственно
35 и 76%, то для ели она всего 12 и 30%. Это можно объяснить
тем, что морфологическое строение древесины ели отличается не-
которыми особенностями из-за преобладания (87%) в ней одно-
типных клеток трахеид ранней древесины.
Ель относится к породам с мягкой однородной древесиной.
Из опубликованных данных видно (см. табл. 2.2), что деформа-
тивность разных участков хвойных пород неодинакова. Это дает
основание предположить, что в контактных зонах структуры ар-
болита на участках поздней древесины могут наблюдаться го-
раздо большие влажностные деформации, чем на участках ран-
ней древесины. Наименьшая разность таких деформаций харак-
терна для древесины ели.
Предпочтение, которое отдавали древесине ели при производ-
стве арболита и других древесно-цементных материалов, объяс-
нялось ранее меньшим содержанием в ней легкогидролизуемых
веществ. Наши исследования показали, что заполнитель из ели
имеет еще и то преимущество, что величина его сцепления с це-
ментным камнем выше, чем у других пород древесины, и в про-
цессе твердения и сушки арболита в контактных зонах его струк-
туры образуются меньшие влажностные деформации вследствие
более высокой, чем у других пород, однородности структуры.
Исследования адгезионной прочности модели I типа свиде-
тельствуют (рис. 4.12), что характер разрушения на участках с
неодинаковым анатомическим строением (ранней и поздней дре-
весины) различен. Это особенно четко прослеживается при испы-
тании на отрыв модели II типа (цементной балочки с помещен-
ной в середину пластиной из древесины сосны, рис. 4.13). На
участках ранней древесины преобладает смешанное разрушение,
а на участках поздней древесины — адгезионное. Такой характер
180
Рис 4.13. Характер отрыва еловой пластины радиального среза от призмы
из цементного камня В зоне поздней древесины (узкие полосы) адгезионный
отрыв, в зоне ранней древесины (широкие светлые полосы) когезионный
отрыв (по древесине)
разрушения объяснен нами особенностями морфологического
строения древесины сосны. В годичных слоях ее четко различа-
ются ранняя и поздняя древесина; широкополостные и относи-
тельно тонкостенные трахеиды (клетки) ранней части более при-
способлены к водопроводягцей функции, чем узкополостные и от-
носительно толстостенные трахеиды поздней части. Участки по-
здней древесины имеют значительно большую плотность, чем
ранней [ 16J, и, как показали наши исследования, характеризу-
ются более низким значением сцепления с цементным камнем,
тогда как на участках ранней древесины преобладает смешан-
ный характер разрушения, что указывает на большую величину
сцепления. Это, видимо, можно объяснить прониканием в откры-
тые полости трахеид цементного геля из-за более высокой по-
верхностной пористости ранней древесины по сравнению с позд-
ней, благодаря чему адгезионная прочность увеличивается и за
счет механического сцепления.
Из опубликованных данных Ю. Р. Бокщанина [16], средняя
плотность ранней древесины сосны составляет 381 кг/м3, позд-
ней— 775 кг/м3; тангенциальная усушка — соответственно 8,05 и
11,26%. Это позволяет сделать предположение о том, что в кон-
тактных зонах структуры арболита на участках поздней древе-
сины могут наблюдаться гораздо большие влажностные дефор-
мации, чем на участках ранней древесины.
Как видно из микрофотографий (см. рис. 4.6), проникание
геля цементного теста происходило в полости трахеид ранней
древесины, в клетках поздней древесины цементный камень не
обнаруживался. Можно предположить, что более высокая адге-
зия цементного камня с ранней древесиной обеспечивается, кро-
ме действия молекулярных сил сцепления, еще и механическим
сцеплением.
181
Наши исследования показали, что невысокая прочность арбо-
лита может быть объяснена специфической природой древесного
заполнителя, неоднородным характером сцепления в контактных
зонах на участках ранней и поздней древесины заполнителя, а
также соответствующим влиянием неодинакового напряженного
состояния в пределах каждой контактной зоны в силу возмож-
ности развития разных по величине влажностных деформаций на
участках ранней и поздней древесины. Неодинаковая впитывае-
мость «минерализатора» ранней и поздней древесиной вследст-
вие разной их плотности усугубляет создание одинакового сцеп-
ления по всей площади контактной зоны системы «древесина —
цементный камень».
Учитывая анизотропные свойства древесного заполнителя,
можно предположить, что при развитии напряжений, превышаю-
щих нормированные, центры деструкции в структуре арболита
преимущественно зарождаются в контактных зонах на участках
поздней древесины, а затем разрушение происходит по ослаблен-
ным контактам композита.
4.2.4.	Повышение сцепления древесины
с цементным камнем в структуре арболита
Вследствие того, что прослойки цементного камня толщиной
0,054...0,365 мм (см. табл. 4.2) в основном обеспечивают про-
клейку древесных частиц заполнителя и не в состоянии обеспе-
чить их защемление, повышение прочности структуры арболита
можно обеспечить следующими предложенными нами способами:
физико-химической обработкой древесного заполнителя с
целью повышения адгезионной прочности сцепления его с це-
ментным камнем;
введением в состав арболитовой смеси химических и полимер-
ных добавок для повышения (адгезионной и когезионной проч-
ности) сцепления в системе «древесина — цементный камень» и
увеличения предельной растяжимости адгезионного соединения;
повышением механического сцепления в структуре (защем-
ление заполнителя), увеличением объема растворной части це-
ментного камня путем ввода в состав арболитовой смеси тонко-
измельченных фракций минеральных добавок.
Так как степень отрицательного воздействия влажностных
деформаций древесного заполнителя на прочность арболита в
большей мере определяется показателями сцепления двух раз-
личных по своей природе материалов (органического целлюлоз-
ного заполнителя и минерального вяжущего), то изучение влия-
ния этих факторов целесообразно во взаимосвязи. Поэтому при
выборе вида обработки древесного заполнителя моделей или мо-
дификации цементного камня с целью повышения сцепления в
системе «древесина — цементный камень» ставилось условие,
182
чтобы по возможности одновременно обеспечивалось также сни-
жение влажностных деформаций стабилизацией размеров (объе-
ма) заполнителя (т. е. осуществлялось снижение его гидрофиль-
ности) или повышение эластичности клеевой прослойки, увели-
чивающей растяжимость соединения.
При одинаковой шероховатости деревянных моделей адгези-
онную прочность можно изменять обработкой поверхности, что
подтверждает наличие меж молекулярного взаимодействия на
границе «вяжущее — древесина». При химическом модифициро-
вании поверхности древесного заполнителя эти соединения всту-
пают в химическую реакцию с гидроксильными группами целлю-
лозы и древесины. Даже незначительное модифицирование вы-
зывает изменение химического взаимодействия вяжущего и дре-
весины.
В данных исследованиях были использованы следующие хи-
мические и высокомолекулярные вещества (соединения): хлорид
кальция, хлорид алюминия, поливинилацетатная дисперсия, ла-
текс СКС-65ГП«Б», которые в той или иной мере оказывали ком-
плексное влияние на упрочение адгезионного соединения («дре-
весина— цементный камень»). Также применялись высокотемпе-
ратурная обработка моделей и введение уплотняющих минераль-
ных добавок в виде тонкоизмельченных фракций известняка.
Результаты определения влияния физико-химической обра-
ботки древесного заполнителя (моделей) на значение адгезион-
ной прочности (удельного сцепления с цементным камнем) пред-
ставлены в табл. 4.6 и на рис. 4.14 и 4.15. Анализ свидетельст-
вует о том, что наиболее эффективна пропитка раствором хло-
рида алюминия (плотностью 1,08). Увеличение адгезионной
прочности наблюдалось во все сроки хранения (твердения про-
Таблица 4.6. Влияние вида обработки деревянных пластин
моделей и модификации цементного теста прослойки
на величину их сцепления, предельную растяжимость
адгезионного соединения и характер отрыаа
Вид обработки заполнителя или модифицирование цементного камня		Адгезионная прочность. МПа	Предельная растяжи- мость адге- зионного соединения, мкм	Внд разрушения (характер отрыва адгезионного соединения)
Без обработки		0,064	9	Адгезионное
Высокотемпературная сушка Обработка раствором:		0,121	17	То же
СаСЬ		0,218	32	Смешанное
А1С1з Модифицирование цементного те ста:		0,365	54	То же
поливииилацетатиой днспер сней в количестве 12% мае сы цемента		0,382	68	
латексом СКС-65ГП«Б» в ко личестве 9.6% массы цементг		0,354	72	»
полиакриламидом в количест ве 0,6% массы цемента		0,368	65	*
183
Рис. 4.14. Влияние вида обработки древесины иа удельное сцепление с це-
ментным камнем
/ — без обработки; 2 —с обработкой высокотемпературной; 3— то же, раствором CaCL:
4 — то же, раствором А1С1з
Рис. 4.15. Влияние модифицирования цементного теста на удельное сцепление
с древесиной
/ — без модифицирования; 2 — с латексом СКС-65ГП «Б»: 3 — с полиакриламидом; 4—
с поливиннлацетатной эмульсией
слойки). В 28-суточном возрасте прочность сцепления была на
67% выше, чем у моделей, обработанных раствором хлорида
кальция такой же плотности, и на 570%, т. е. в 5,7 раза по срав-
нению с результатом, полученным при испытании пластинок,
замоченных в воде в течение 15 мин.
Деревянные пластины моделей, прошедшие высокотемпера-
турную сушку при 160 °C, показали большую на 89% прочность
сцепления с цементным камнем, чем модели без термообработки,
но меньшую, чем модели, обработанные раствором СаС12 и А1С13.
Значительное повышение адгезионной прочности у термообрабо-
танных моделей частично может быть объяснено стабилизацией
их объема, обусловливаемой образованием эфирных связей, со-
провождающих потерю связанной воды, и переходом легкогидро-
лизующихся веществ (простейших сахаров) «цементных ядов» в
более труднорастворимые соединения.
Положительный эффект получен при обработке поверхности
деревянных пластин моделей поливинилацетатной дисперсией
или латексом совместно с одним из хлоридов (СаС12 или А1С1з),
а также при введении последних в цементное тесто. Как видно
из табл. 3.6, в этом случае наряду с увеличением сцепления (со-
противления отрыву) значительно увеличивалась растяжимость
184
адгезионного соединения вследствие повышения эластичности
клеевой прослойки.
Предполагается, что адгезия системы «древесина — цемент-
ный камень» обусловливается взаимодействием гидрата оксида
кальция, образующегося при твердении портландцементного те-
ста в контакте с полярными функциональными группами компо-
нентов древесины — целлюлозы, лигнина, гемицеллюлозы.
Величина сил связи между цементным тестом (в дальнейшем
преобразуемого в цементный камень) и стенками клеток древе-
сины может быть объяснена положениями адсорбционной теории
адгезии. Известно, что составные части древесины, в первую оче-
редь целлюлоза, обладают структурной поляризацией (поверх-
ность молекулярных цепей целлюлозы, гемицеллюлозы и лигни-
на несут отрицательный заряд), поэтому должны хорошо соеди-
няться полярными веществами. Однако различные участки го-
дичных слоев (ранней и поздней древесины) и стенок клеток со-
держат неодинаковое количество целлюлозы, гемицеллюлозы,
лигнина и других веществ и обладают разной степенью поляр-
ности, вследствие чего показатели адгезии составных частей дре-
весины с цементным камнем различны. Для повышения сцепле-
ния древесного заполнителя с цементным камнем наиболее эф-
фективным оказывается введение химикатов и добавок, которые
более полярны.
По степени полярности целлюлоза занимает первое место, за-
тем идет гемицеллюлоза и, наконец, лигнин. Отсюда вывод: чем
больше древесина содержит целлюлозы, тем лучше ее сцепление
с цементным камнем; это подтверждают и результаты наших ис-
следований (см. табл. 1.1, 4.4 и 4.6, рис. 4.14 и 4.15).
Полученные результаты позволили предложить ряд рекомен-
даций для увеличения прочности путем повышения сцепления
древесного заполнителя с цементным камнем, о которых будет
рассказано в гл. 5.
Выводы
1.	Прочность арболита — композита с неплотной крупнопо-
ристой структурой — обусловливается сцеплением древесного за-
полнителя с цементным камнем, которое во многом определяется
анизотропными свойствами древесины.
2.	Толщина прослойки цементного камня — матрицы — в кон-
тактной зоне между отдельными структурными частицами дре-
весного заполнителя, определенная по предложенному нами вы-
ражению при нормированном расходе портландцемента и опти-
мальной фракции заполнителя, не превышает 0,19...0,27 мм, что
в 6...10 раз меньше толщины прослоек в структуре крупнопори-
стых бетонов на минеральных пористых заполнителях.
185
3.	При постоянном расходе портландцемента существенное
влияние на прочность арболита оказывает удельная поверхность
древесного заполнителя. Так, при изменении ее в пределах от
17,56 до 2,57 м2/кг прочность возрастает от 2,41 до 3,98 МПа, при
этом толщина прослойки цементного камня соответственно уве-
личивается от 0,054 до 0,365 мм.
4.	С увеличением шероховатости древесного заполнителя до
некоторого предела значения адгезии возрастают до тех пор,
пока отдельные относительно крупные гребни (более 0,1...0,2 мм)
не противодействуют образованию сплошной непрерывной про-
слойки цементного камня, т. е. до нарушения одного из главных
условий образования оптимальной структуры.
5.	Прочность сцепления цементного камня с древесным за-
полнителем зависит от содержания в контактной зоне участков
ранней и поздней древесины. Сила сцепления ранней древесины
с цементным камнем в 1,6. .2 раза больше, чем поздней.
6.	Экспериментально подтверждено, что цементный камень
(цементный гель) проникает в структурные поры древесины пре-
имущественно в ранней зоне годичного слоя; это подтверждает
участие механических сил сцепления в сцеплении цементного
камня с древесиной.
7.	Сопротивление отрыву в моделях тангенциального среза
(древесного заполнителя) на 30...40% выше, чем в моделях ра-
диального среза, что может быть объяснено большим содержа-
нием в плоскости сцепления ранней древесины.
8.	С увеличением площади поздней древесины на сцепляемых
поверхностях моделей заполнителя наблюдается значительное
снижение адгезионной прочности (можно объяснить низкой сцеп-
ляемостью этих участков с цементным камнем и возможностью
развития больших влажностных деформаций у поздней древеси-
ны, обладающей большей плотностью).
9.	Для получения объективных сопоставимых результатов при
определении адгезии, а также для разработки способов увели-
чения сцепления древесины с цементным камнем следует учиты-
вать плоскость среза модели (тангенциальный, радиальный, по-
перечный) и содержание ранней и поздней древесины на сцеп-
ляемых поверхностях, толщину прослойки цементного камня, а
также условия приготовления и хранения образцов.
10.	Можно предположить, что при развитии напряжений, пре-
вышающих нормированные (от нагружения или от воздействия
влажностных деформаций), центры нарушений в структуре арбо-
лита преимущественно зарождаются в контактных зонах на уча-
стках поздней древесины, дальнейшее разрушение происходит
по ослабленным контактам композита.
11.	Резервом для повышения структурной прочности арболи-
та является улучшение сцепления древесины с цементным кам-
нем и снижение деформативных свойств древесного заполнителя
186
и цементного камня путем обработки заполнителя химическими
растворами или модифицирования цементного камня.
12.	Породы древесины, содержащие большее количество цел-
люлозы— наиболее полярного компонента древесного заполните-
ля, характеризуются высокими значениями сцепления с цемент-
ным камнем.
13.	Для повышения сцепления древесного заполнителя с це-
ментным камнем эффективными оказываются те виды химика-
тов и добавок, которые более полярны.
14.	Высокотемпературная сушка древесного заполнителя, а
также обработка его растворами хлорида кальция и хлорида
алюминия значительно повышают сцепление с цементным кам-
нем (в 1,9.. 5,7 раза); при модифицировании цементного камня
высокомолекулярными соединениями (поливинилацетатной дис-
персией, латексом, полиакриламидом) увеличивается как сцеп-
ление, так и растяжимость адгезионного соединения.
Глава 5
ВЛИЯНИЕ САМОПРОИЗВОЛЬНЫХ ОБЪЕМНЫХ
ВЛАЖНОСТНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ
ДРЕВЕСНОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ НА ПРОЦЕССЫ
СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ, ПРОЧНОСТЬ
И СТОЙКОСТЬ АРБОЛИТА
К ВЛАГОПЕРЕМЕННЫМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ
5.1.	Влияние влажности арболита на его прочность
Определение влияния влажности арболита на его прочность
осуществлялось нами при испытании серии образцов-близнецов,
влажность которых изменялась от 80 до 0%. Параллельно испы-
тывались образцы, отличающиеся составом смеси: видом добав-
ки или способом обработки заполнителя.
Проведенное исследование включало предположение о том,
что снижение влажности арболита (состоящего на 80...90% по
объему из древесного заполнителя) от 27...30% до 0%, т. е. ниже
точки насыщения древесных волокон, должно отрицательно ска-
зываться на целостности его структуры вследствие набухания,
усушки и коробления за счет изменения количества гигроскопи-
ческой влаги.
Эксперименты подтвердили сделанное нами предположение,
что прочность арболита в процессе его твердения и сушки нара-
стает не монотонно (рис. 5.1), как у большинства бетонов на ми-
187
Рис. 5 1 Влияние влажности
арболита на предел прочности
при сжатии
/ — исходные смеси без добавок;
2 — то же, с добавкой СаС1г в ко-
личестве 2.2% массы цемента, кон-
трольный образец (по СИ 549—82);
.3 — то же. измельченного извест-
няка в количестве 25% массы це-
мента; 4 — то же. латекса марки
СКС-65ГП «Б» в количестве 9%
массы цемента; 5 — то же, поли-
винилацетатной днсперснн марки
ДБ47/7С в количестве )2% массы
цемента
неральных заполнителях. Наибольшие структурные изменения
пол воздействием влажностных деформаций наблюдаются при
снижении общей влажности арболита ниже точки насыщения
волокна древесного заполнителя (27...30%) • При этом макси-
мальная прочность арболита разных составов (составы опти-
мальных структур приведены в последующих разделах) отмеча-
ется при влажности 15...17%, дальнейшее снижение влажности
ведет к уменьшению прочности, что может быть объяснено нару-
шением связей в контактных зонах, т. е. деструкцией (наруше-
нием) контактов между отдельными частицами заполнителя.
Можно предположить, что напряженное состояние, создающееся
в структуре композита типа арболит, в большей мере зависит от
напряжений, возникающих в результате усушки и набухания
древесного заполнителя, а не цементного камня. Объемная усуш-
ка древесного заполнителя составляет 15...20%, тогда как объем-
ная усадка цементного камня из портландцементного клинке-
ра— всего лишь 0,9...1,2% [12, 16, 41].
Значительные уменьшения объемов частиц древесного запол-
нителя в результате их усушки приводят не только к уменьше-
нию размеров частиц, но и к изменению их формы (короблению),
что может вызвать напряжения в структуре твердеющего арбо-
лита. Кроме неравномерного распределения вяжущего и нерав-
номерных по толщине клеевых прослоек, возможно появление
отрывающих усилий (силы, направленные перпендикулярно про-
слойкам). Иными словами, может происходить частичный или
полный отрыв древесных частиц заполнителя от цементного
камня.
Таким образом, можно предполагать, что в процессе тверде-
ния и сушки в структуре арболита, наряду с конструкционными,
происходят деструкционные процессы, вызываемые в основном
значительными самопроизвольными влажностными деформация-
ми древесного заполнителя.
188
Минимальная прочность наблюдается у арболита, на-
сыщенного водой (в течение 48 ч) до влажности 60...80%. Это
может быть объяснено известным положением о размягчении ма-
териала под воздействием влаги. Коэффициент размягчения
(табл. 5.1) для разных составов арболита находится в пределах
от 0,36 (арболит без добавок) до 0,78 (арболит с полимерными
добавками), т е потери прочности при водонасыщении в течение
48 ч соответственно составляют от 74 до 22%.
Таблица 5.1. Влияние состава арболитовой смесн на физико-механнческие
свойства арболита
Вид добавки	^сж(н>) МПа	^СЖ (w) МПа	р сж (а. с) МПа	Коэффициент размягчения р р	сж(ц0 л разм р . . ^сж(ас)	Коэффициент стойкости при полной усадке „R _ ^сж(а с) У «сж (Hi)
Без добавки	1,98	0,73	1.34	0,36	0,68
СаС12 в количестве 2,2% массы цемента контроль- ный образец (СН 549—82)	3,52	1,90	2,67	0,54	0,76
Измельченный известняк в количестве 25% массы це- мента	5,01	3,61	4,05	0,72	0,81
Раствор латекса марки СКС-65ГП«Б» в количестве 9,6% массы цемента	4,33	3,29	3.68	0,76	0,85
Поливнннлацетатная дис- персия марки ДБ 47/7С в количестве 12% массы це менга	5,07	3,95	4,37	0,78	0,86
Примечание. Расход цемента на 1 м3 арболита марки 35 был принят равным
.190 кг. Д/Ц = 0,6.
При анализе данных рис. 5.1 и табл. 5.1 отмечена идентич-
ность характера кривых, описывающих прочность различных со-
ставов арболита при разной влажности; экстремальным значе-
ниям прочности соответствует влажность 1,5...2%. Наибольшие
потери прочности при высушивании арболитовых образцов до
абсолютно сухого состояния /?СЖ(а.с) по сравнению с экстремаль-
ными значениями /?c»<i6), соответствующими 16% влажности,
имели контрольные образцы без обработки древесного заполни-
теля и с добавками СаСЬ: потеря составляла 31 и 24% соответ-
ственно. Уменьшение потери прочности до 19—14% наблюдалось
у образцов с добавками известнякового штыба, латекса, поливи-
нилацетатной дисперсии.
Для такого материала, как арболит, критерием структурной
прочности может служить не только коэффициент размягчения,
но и предлагаемый нами коэффициент сохранения прочности при
полной усадке (высушивании до абсолютно сухого состояния),
который для арболита разных составов изменяется в пределах
от Af=0,69 для арболита без добавок до Ку =0,86 для арбо-
лита с полимерными добавками (см. табл. 5.1):
189
Рис. 5.2. Кривые изменения прочности
арболита при высушивании (/) и по-
следующем увлажнении (2)
ЛЯ — величина гистерезиса прочности в точ-
ке оптимальной влажности (1Г = 16.0%) для
арболита марки 35 (класс В2.5)
сж<а. с)/Лсж(1б),
где /?сЖ(а. с) — предел прочности при сжатии арболита в абсолютно сухом
состоянии; /?с«(1б) — предел прочности при сжатии арболита при влажности
16% (усредненная влажность, которой соответствует максимальная проч-
ность) .
Подтверждением причины снижения прочности арболита
вследствие деструкционных процессов при снижении его влаж-
ности менее 15...17,0% явились результаты исследований, кото-
рые показали, что в арболите, высушенном до абсолютно сухого
состояния, а затем увлажненного до влажности, соответствую-
щей экстремальному значению, первоначальная прочность не
восстанавливается (рис. 5.2). Это положение было подтверждено
и другими исследователями [17]. Поэтому можно предполагать,
что снижение прочности арболита при высушивании (ниже w=
= 15...18%) вызвано деструкционными процессами, протекаю-
щими на границе раздела фаз «цементный камень — древесный
заполнитель».
Учитывая то, что отпускная влажность арболита по ГОСТ
19222—84 составляет до 25% и влажность образцов при опреде-
лении марочной прочности не регламентируется, а экстремаль-
ные значения прочности получают при влажности, равной 15...
17%, для повышения объективности оценки прочностной харак-
теристики и сопоставимости результатов при подборе составов
смеси (для влажности образцов от 5 до 25%) нами предлагается
определять максимальную прочность (приведенную прочность)
/?сж(1б> по следующей формуле:
/?СЖ(16> = /?сжщ > [ 1 — Ct ( W 16)].
где ₽сж(и.) — предел прочности при сжатии при влажности w, %; а — попра-
вочный коэффициент иа влажность, полученный эмпирическим путем (си =
= 0,03 — для составов смеси без добавок; а» = 0,02 — для составов, реко-
мендуемых СН 549—82; а3 = 0,015 — для составов с минеральными добав-
ками; а4 = 0,01—для составов с полимерными добавками; поправочный ко-
эффициент принимается со знаком ( + ) при w > 16 и (—) при ш< 16);
ш— влажность испытуемого образца, %; 16 — усредненная влажность, соот-
ветствующая максимальной прочности арболита.
Таким образом, возможность снижения прочности арболита
вследствие природы самого целлюлозного заполнителя является
190
процессом необратимым и проявляется как следствие подвер-
женности древесного заполнителя значительным объемным
влажностным деформациям и развития давления набухания.
5.2.	Влияние давления набухания древесного
заполнителя на структурообразование арболита
Предположительно напряженное состояние арболита обуслов-
ливается в основном влажностными объемными деформациями
древесного заполнителя, которые более чем в 22 раза могут пре-
вышать влажностные деформации цементного камня [35, 41, 44].
Влажностные деформации древесины сопровождаются разви-
тием большого по величине давления набухания [44]. Однако
действие давления набухания заполнителя в древесно-цементных
композиционных материалах ранее не исследовалось, поэтому
изучение его влияния на напряженное состояние композита в
процессе структурообразования имеет научный и практический
интерес.
Для количественной оценки влияния влажностных деформа-
ций древесного заполнителя на прочность арболита нами на мо-
делях определялись развиваемые усилия (давление) набухания
древесного заполнителя в условиях частично стесненной дефор-
мации (т. е. в условиях, в которых может находиться заполни-
тель в структуре арболита), определяющих напряженное состоя-
ние арболита. Для этого испытуемую модель древесного запол-
нителя (размером 40X20X20 мм) помещали в зажимы универ-
сального измерительного прибора (см. рис. 4.7), в расположен-
ную под ней кювету заливали воду. Прибор позволял снимать
одновременно два показателя: развиваемое усилие набухания с
точностью 0,1 Н и абсолютную величину набухания (линейные
деформации набухания) с точностью 0,01 мм. Показания сни-
мали до прекращения процесса набухания: первые 3 ч — через
каждые 15 мин, в дальнейшем — не менее 3 раз в сутки.
При набухании древесины развиваются усилия, направлен-
ные, как и само набухание, поперек волокон (вдоль волокон раз-
бухание и усушка в 30... 120 раз меньше, чем поперек волокон
древесины). Набухание замеряли в тангенциальном направле-
нии (наиболее опасном), в котором оно примерно в 2 раза боль-
ше, чем в радиальном.
Проведенные исследования позволили дать приближенную
количественную оценку давления набухания модели заполнителя
во взаимосвязи с абсолютной величиной их набухания.
В связи с тем, что проводимость древесины вдоль волокон
выше, чем в радиальном и тангенциальном структурных направ-
лениях, изучалось влияние длины модели’заполнителя (при по-
стоянном сечении 20 X 20 мм длина вдоль волокон была принята
191
Рис. 5.3. Зависимость кинетики набухания модели древесного заполнителя
при частично стесненных деформациях и изменении вида их обработки
а — деформация набухания; б — усилие развиваемое набуханием; /, 4 — без обработки:
2, 5 — высокотемпературная сушка; 3, 6— обработка раствором хлорида алюминия
5, 10, 15, 25, 35 и 40 мм) на давление набухания и продолжи-
тельность (т) достижения максимальной величины давления на-
бухания (Риmax) • Одновременно была изучена кинетика набуха-
ния модели древесного заполнителя в воде и усилия, развивае-
мые при его набухании в условиях частично стесненной дефор-
мации (рис. 5.3). Как видно из рис. 5.4, с увеличением длины мо-
дели давление набухания снижается незначительно: с 0,95 МПа
при длине 5 мм до 0,74 МПа при длине 40 мм; зато продолжи-
тельность достижения максимального значения р„ изменяется
существенно: с 24 мин при длине 5 мм до суток и более при
длине 40 мм.
Работы ряда исследователей показали, что процесс структу-
рообразования цементного камня при наличии органического
целлюлозного заполнителя несколько замедляется [1, 5, 10, 25,
55]. Развитие давления набухания в столь длительные сроки и
после распалубки отформованных арболитовых изделий (извле-
чение из форм, снятие с поддонов осуществляются через 1...24 ч)
может повлечь за собой снижение прочности арболита вследст-
вие деструкционных процессов, вызываемых влажностными де-
Рис. 5.4. Влияние длины модели
древесного заполнителя вдоль во-
локна иа величину давления на-
бухания (/) и продолжительность
иабухаиия (2) до достижения
максимальной величины давления
набухания
192
формациями (развитием давления набухания заполнителя). С
учетом этих позиций наиболее оптимальной длиной древесного
заполнителя следует считать 10...25 мм, увеличение длины сверх
40 мм нежелательно.
Бытует мнение о том, что древесный заполнитель при замочке
в течение 15 мин (требование СН 549—82, п. 5.2) успевает
набухать, поэтому в начальный период структурообразования
арболита влажностными деформациями заполнителя можно пре-
небречь. Однако, как это видно на рисунке (рис. 5.3), процесс
набухания модели древесного заполнителя длится более 48 ч и
давление, вызванное его набуханием, может влиять на напря-
женное состояние свежеотформованного изделия. В процессе
твердения и сушки арболитовых изделий при усушке заполни-
теля возможно развитие отрывающих усилий, поэтому снижение
объемных влажностных деформаций древесного заполнителя
также имеет практическое значение для повышения прочности
арболита.
Таблица 5.2. Давление набухания Рн в ранней и поздней зонах
годичных слоев древесины
Порода	Средняя плотность в абсолютно сухом состоя- нии, г/см3	Зона попе- речного се- чения ствола нлн годич- ного слоя	Структурное направление	Давление набухания. рн, МПа
Ель	0,6	Заболонь	Р	0,94
			Т	2,05
Сосна	0,57	Заболонь	Р	0,82
			Т	1,44
	0,38	Ранняя дре- весина	т	1,68
	0,77	Поздняя дре- весина	т	4,47
Условные обозначения: Р — радиальное структурное на-
правление; Т—тангенциальное структурное направление.
Исследованиями, проведенными Ю. М. Ивановым, установле-
но, что такой анизотропный заполнитель, как древесина (дроб-
ленка), при набухании развивает неодинаковые по значению
давления набухания не только в разных структурных направле-
ниях (вдоль волокон, в радиальном или тангенциальном направ-
лениях), но даже в пределах одного годичного слоя в зонах ран-
ней и поздней древесины. Так, из табл. 5.2. [44] видно следующее:
для древесных хвойных пород давление набухания состав-
ляет от 0,82 до 2,05 МПа, в тангенциальном направлении вели-
чина развиваемого давления набухания на 76...118% больше,
чем в радиальном (т. е. рн.т>рн.р); в ранней зоне годичного
слоя древесины давление набухания в 3,47 раза больше, чем в
поздней зоне древесины. Большие абсолютные значения давле-
ния набухания (табл. 5.2.), близкие к пределу прочности арболи-
7 Заказ № 394
193
Таблица 5.3. Влияние вида облагораживания древесного заполнителя
иа развиваемые им влажностные деформации и давление набухания
Вид обработки модели заполнителя	Абсолютные деформации, мкм Относитель- ные дефор- мации е, мм/м	Развива- емые уси- лия набу- хания, Н	Давле- ние на- бухания Ри. МПа	₽н'*	Продолжи- тельность ттах’ ч- мак’ симальной величины набухания
Без обработки	96 4,8	723	0,9	0,188	54
Высокотемпературная суш- ка	92 4,6	689	0,86	0,187	48
Обработка раствором хло- рида алюминия	83 4,15	602	0,75	0,181	24
Последовательная обработ- ка гидроксидом кальция, карбонатом аммония, хло- ридом кальция	82 4,1	595	0,74	0,18	24
та, могут влиять на процесс структурообразования и целостность
контактных зон его структуры.
Результаты наших (рис. 5.3, 5.4, табл. 5,2) исследований [41,
44, 46] позволяют считать обоснованными рекомендации по оп-
тимизации процесса структурообразования арболита и повыше-
нию прочности и стойкости его к влагопеременным условиям
(увеличение растяжимости цементного камня прослоек в струк-
туре композита для повышения податливости цементного камня
на разных по свойствам участках ранней и поздней древесины
в контактной зоне структуры).
Результаты исследований по снижению влажностных дефор-
маций древесного заполнителя и связанного с ними давления на-
бухания, представленные на рис. 5.3. и в табл. 5.3, показывают,
что образцы модели древесного заполнителя, предварительно
обработанные раствором хлорида алюминия, набухают значи-
тельно медленнее и развивают меньшие усилия набухания в ус-
ловиях частично стесненной деформации по сравнению с конт-
рольными необработанными образцами. У контрольных образцов
в начальный период (через I—2 ч) наблюдается функциональ-
ная зависимость развивающегося усилия набухания от абсолют-
ной величины набухания pHi~0,5 (Ле), затем вплоть до полной
стабилизации величины набухания (через 66 ч) рН2~0,6 (Ле).
Как и предполагалось, у моделей заполнителя, обработанных
раствором хлорида алюминия, особенно в первые часы набуха-
ния, которое составило за 1 ч соответственно 6 и 18 мкм, или
33,3% от набухания контрольного необработанного образца, дав-
ление набухания снизилось соответственно с 0,122 до 0,074 МПа,
или 61,1% значения контрольного образца. Снижение влажност-
ных деформаций и давления набухания древесного заполнителя,
особенно в первые часы, позволяет улучшить условия структуро-
образования арболита.
194
Другим способом, позволяющим снизить объемные влажност-
ные деформации древесного заполнителя, а вместе с ними и раз-
виваемые усилия набухания, может быть высокотемпературная
(при /=160°С) обработка. Работами Н. Я. Соленечника [41, 45]
показано, что камерная сушка древесины даже при сравнитель-
но невысоких температурах (70—80 °C) позволяет снизить водо-
поглощение на 2% по сравнению с естественной сушкой.
Для определения оптимального режима высокотемпературной
обработки древесного заполнителя нами был принят интервал
температур от 80 до 220°C: нижний предел—температура ка-
мерной сушки древесины, верхний — температура, близкая к зна-
чению температуры возгорания древесины. Результаты экспери-
ментов (см. рис. 5.3) свидетельствуют о том, что высокотемпера-
турная обработка моделей древесного заполнителя снижает на
4,2% влажностные деформации и на 4,8% развиваемые ими уси-
лия набухания. В то же время этот вид обработки менее эффек-
тивен, чем обработка раствором хлорида алюминия, после кото-
рой эти величины составляют соответственно 13,6 и 16,7%.
Из табл. 5.3. видно, что из рассмотренных способов снижения
влажностных деформаций и связанного с ними развиваемого
давления набухания наиболее эффективно введение комплексной
добавки, состоящей из гидроксида кальция, карбоната аммония
и хлорида кальция. По сравнению с контрольным образцом мо-
дели указанные показатели снижаются соответственно на 14,6 и
17,8%.
По мере повышения эффективности способа облагоражива-
ния древесного заполнителя наблюдается тенденция к снижению
отношения рн/е от 0,188 до 0,18, т. е. уменьшение величины раз-
виваемого давления на единицу величины набухания.
Таким образом, напряженное состояние твердеющей структу-
ры арболита во многом определяется способностью древесного за-
полнителя развивать значительные по величине влажностные де-
формации и связанные с ними давления набухания, а в пределах
контактных зон — возможностью развития неодинакового напря-
жения на отдельных участках ранней и поздней древесины, обу-
словленного анизотропным строением древесины.
5.3.	Стойкость арболита к попеременному
увлажнению и высыханию
в частично стесненных условиях.
Определение деформации усадки
и развиваемого давления набухания арболита
Для исследования стойкости арболита к попеременному ув-
лажнению и высыханию в качестве рабочей гипотезы сделано
предложение, что для такого специфического легкого бетона,
7*
195
как арболит, подверженного значительным влажностным дефор-
мациям, марочная прочность не всегда может служить крите-
рием прочностной характеристики. Прочность арболитовых изде-
лий одинаковой марки и средней плотности, но разных составов
при эксплуатации в различных климатических районах может
иметь отличающиеся значения.
Предложенная нами методика позволяет дать объективную
оценку влияния попеременного увлажнения и высыхания на
прочность арболита. Прочность одного и того же образца опре-
деляется при различных циклах испытания без его разрушения
на разработанном для этого универсальном измерительном при-
боре (рис. 5.5). По известным методикам испытанию подверга-
лись образцы-близнецы, часть разрушалась после каждого цик-
ла испытания. Стойкость к попеременным воздействиям высыха-
ния и увлажнения, определявшаяся по другим методикам при
свободном набухании, оказывалась значительно выше (по числу
циклов) и не отражала реальной картины, так как в эксплуата-
ционных условиях в загруженных арболитовых блоках и панелях
влажностные деформации проявляются в стесненных условиях.
Принятый метод позволил проследить за кинетикой усилия на-
бухания и изменений деформативных процессов как в одном
цикле, так и на протяжении всех циклов испытаний на одном и
том же образце (а не образцах-близнецах, что важно для повы-
шения достоверности результатов).
По принятой методике испытание осуществляется следующим
образом. Образец (куб из арболита размером 7X7X7 см), вы-
сушенный при температуре 70 °C до абсолютно сухого состояния,
устанавливается в упоры универсального измерительного при-
бора, под который помещается кювета, заполненная водой с тем-
пературой 20°С. В процессе набухания образца с универсального
прибора снимают два показания: абсолютные значения дефор-
мации (линейное набухание в направлении прессования) и зна-
чения развиваемого усилия набухания. Замеры производятся че-
рез 5, 10, 15, 30, 60, 120, 360, 480, 960 и 1440 мин. После испыта-
ния образец освобождают из зажимов прибора, взвешивают, а
затем помещают в сушильный шкаф для подготовки к следую-
щему циклу увлажнения. Параметры тепловлажностной обра-
ботки образцов выбраны близкими к жестким натурным экс-
плуатационным условиям. Температура сушки принята 70°C, что
соответствует температуре ограждающих конструкций, подвер-
гаемых солнечному облучению в летнее время. Температура
воды 20°C примерно равна температуре дождевой воды.
Принятая методика позволяет приближенно оценить напря-
женное состояние арболита, возникающее во влагопеременных
условиях и при неравномерном высыхании в условиях частично
стесненной деформации (стена из арболитовых блоков).
В качестве дополнительного критерия структурной прочности
196
Рис. 5 5. Определение развиваемого усилия и абсолютных значений набуха-
ния в условиях частично стесненной влажностной деформации
Рис. 5.6. Определение влажностных деформаций арболита при свободном
набухании
нами было принято значение развиваемого давления набухания
в условиях частично стесненных деформаций (приближенных к
эксплуатационным условиям стеновых блоков, плит пола сбор-
ной стяжки), а критерием стойкости (Лет) служило отношение
развиваемого усилия набухания в пятом цикле к усилию набуха-
ния в первом цикле:
Рис. 5.7. Кинетика развития стесненных деформаций (/) и давление набуха-
ния (2) арболита марки 35 в различные циклы попеременного увлажнения и
высыхания
197
Циклы обработки
Рис. 5 8. Влияние удельной поверхности древесного заполнителя на величину
стесненной деформации арболита (/) и развиваемое усилие набухания (2)
для средней плотности 680 кг/мэ
а — при постоянной фракции —2,57; б— 5Уд2 "4,79; в— ^удЗ “ 17,56 м2/кг
Кст - Рт/Р5ц.
Арболит предложенного состава считается более стойким к
влагопеременным воздействиям и может быть рекомендован к
производству, если Кст.п больше Кст.к (контрольный состав по
ГОСТ 19222—84 и СН 549—82, контрольный образец).
В целях сопоставления результатов определения значений сте-
сненного и свободного набухания мы параллельно определяли
влажностные деформации свободного набухания для разных со-
ставов арболита с помощью индикатора часового типа (рис. 5.6).
Опыты по увлажнению и высыханию в частично стесненных
условиях показали, что для принятых составов арболита наи-
большие структурные изменения происходят в течение первых
пяти циклов (рис. 5.7).
При проведении исследования было определено, что для ар-
болита постоянной массы (680 кг/м3) и одного состава смеси
(см. табл. 5.2) при Д/Ц=0,6, В/Ц=1,1, но с разной фракцией
древесной дробленки (с разной удельной поверхностью) абсо-
лютные значения стесненной деформации и развиваемые усилия
набухания значительно отличаются и в разные циклы принима-
ют значения, приведенные на рис. 5.8.
Анализируя результаты многократного увлажнения и высы-
хания арболита из смеси одного состава, но с разной фракцией
заполнителя, находим, что максимальные абсолютные стеснен-
ные деформации (набухания) и развиваемые усилия набухания
наблюдаются у образцов на древесном заполнителе крупной
фракции с удельной поверхностью яУД1 = 2,57 м2/кг, меньшая —
у образцов на заполнителе средней фракции с яуд2=4,79 м2/кг и
наименьшие—у образцов из мелкой фракции с яуд3—17,56 м2/кг.
Приняв экспериментальное значение абсолютной стесненной
деформации набухания и развиваемого усилия набухания в пер-
вом цикле за 100%, отмечаем снижение этих величин в пятом
цикле соответственно у образцов на крупной фракции до 46,2 и
37,5%; на средней фракции — до 39,4 и 54,3%; на мелкой фрак-
ции— до 66,1 и 65,6%.
Снижение стесненных деформаций арболита, а также разви-
ваемых усилий набухания с каждым последующим циклом, и
особенно в первых циклах, свидетельствует о целесообразности
выдерживания отформованных изделий на открытых складах для
стабилизации влажностных деформаций, что в значительной
мере исключит возможность возникновения этих процессов уже
в возведенных зданиях. Такой опыт имеется в зарубежной прак-
тике. Швейцарская фирма «Дюризол» до отправки изделий по-
требителю хранит их на открытых складах не менее 2 месяцев.
Сопоставляя экспериментальные значения этих показателей в
первом цикле и принимая за 100% значения их для образцов
мелкой фракции ($уд3= 17,56 м2/кг), находим, что в образцах
со средней фракцией заполнителя абсолютные значения стеснен-
199
г 10~2 Ри
1 2 24 7 2 24 7 2 24-7 2 24 7 2 2^Время,ч
О 7	2	3	4	5
Циклы Обработки
Рис 5.9. Влияние средней плотности арболита при постоянной фракции
51Д = 4,79 м2/кг на величину стесненной деформации (7) и развиваемое
усилие набухания (2)
а — при р = 550; б — Рг = 700; в — р । ~ 800 кг/м3
ной деформации и развиваемого усилия набухания превышают
соответственно в 2,79 и 2,41 раза эти же величины для арболита
с мелкой фракцией и в 5,46 и 5,21 раза — для образцов с запол-
нителем крупной фракции.
Эксперименты показали (см. рис. 5.8), что с уменьшением
фракции, а следовательно, с увеличением удельной поверхности
древесного заполнителя, снижается развиваемое усилие набуха-
ния арболита и связанное с ним напряженное состояние. Мень-
шей подверженностью нарушения целостности структуры под
воздействием влажностных деформаций можно объяснить более
высокую прочность арболита, полученного на древесном запол-
нителе с Худ 2=4,79 м2/кг по сравнению с арболитом на заполни-
теле с худ1=2,57 м2/кг (см. табл. 5.2).
С целью выявления степени влияния попеременных влажност-
ных деформаций на арболит равной плотности исследовались
три серии образцов, приготовленные на заполнителе одной фрак-
ции (худ 2 = 4,79 м2/кг) и одного состава (Д/Ц = 0,6, В/Ц = 1,1,
древесная дробленка 240 кг/м3, портландцемент 390 кг/м3, хло-
рид кальция 8 кг/м3), отличающиеся степенью уплотнения; пер-
вая серия имела среднюю плотность 550 кг/м3, вторая — 700 кг/м3,
третья — 800 кг/м3.
Анализ результатов испытаний (рис. 5.9) показал, что, хотя
масса древесного вещества в третьей серии образцов (р3=
=800 кг/м3) была больше и наибольшие стесненные деформации
и усилия набухания во всех циклах ожидались именно у этих
образцов, абсолютные значения этих показателей оказались наи-
большими у образцов со средней плотностью (рг=700 кг/м3);
образцы с наименьшей плотностью (pi=550 кг/м3) имели наи-
меньшие показатели. Приняв абсолютные значения стесненных
деформаций и развиваемых усилий набухания для образцов наи-
меньшей плотности за 100%, мы получили для образцов средней
плотности эти значения соответственно равные 284,3 и 184%, а
для образцов наибольшей плотности — только 118,6 и 102%.
Меньшие значения абсолютной стесненной деформации и раз-
виваемого усилия набухания у образцов с меньшей плотностью
объясняются меньшим содержанием в единице объема этих об-
разцов древесного вещества (заполнителя). Меньшие влажност-
ные деформации у образцов высокой плотности обусловлены тем,
что в плотно упакованной структуре улучшены контакты между
отдельными частицами заполнителя и в то же время на единицу
объема образца приходится больше цементного камня, который
в 22 раза меньше, чем древесина, подвержен объемным влажно-
стным деформациям. Следовательно, одним из эффективных спо-
собов повышения стойкости арболита к влагопеременным воз-
действиям могут быть увеличение степени уплотнения смеси при
формовании и введение минеральных добавок, которые способ-
ствуют возрастанию прочности.
201
При испытании арболита одного состава (при Д/Ц=0,6), но
с заполнителем различных фракций более высокое давление на-
бухания отмечено у арболита с заполнителем более крупной
фракции с меньшей удельной поверхностью. Поэтому использо-
вание крупных фракций древесного заполнителя с 5удг>2,5...
5 м2/кг нежелательно. Дробление, гомогенизация и сортировка
должны исключить содержание отдельных крупных включений в
заполнителе, создающих очаги напряженного состояния и центры
нарушений деструкции в структуре арболита.
В процессе циклической температурно-влажностной обработ-
ки (увлажнение — высушивание) одних и тех же образцов в
каждом последующем цикле отмечалось уменьшение деформа-
ции набухания и рост остаточных деформаций. Такой характер
изменения деформации в арболите свидетельствует о возмож-
ности развития деструктивных процессов.
Для инструментального обнаружения изменений деструкци-
онного характера в контакных зонах арболита, вызванных
объемными деформациями древесного заполнителя в про-
цессе попеременного увлажнения и высыхания, нами ис-
пытывались одни и те же образцы через каждый цикл
такой обработки на импульсном ультразвуковом дефекто-
скопе модели ДУК-20. В связи с тем, что прочность
арболита и скорость прохождения ультразвуковых испульсов за-
висят от влажности материала, испытание проводили при влаж-
ности 15—17%, соответствующей максимальной прочности об-
разцов. При испытании серии образцов (см. рис. 5.7) с каждым
последующим циклом температурно-влажностной обработки ре-
гистрировалось уменьшение скорости прохождения ультразвуко-
вых импульсов через испытуемый арболитовый образец (особен-
но большие изменения наблюдаются в первые циклы), что сви-
детельствует о развитии дефектов структуры, т. е. подтверждает
протекание деструкционных процессов.
Таким образом, структурообразование арболита сопровожда-
ется двумя противоположными процессами: с одной стороны, про-
исходит твердение цементного камня и повышение его сцепления
с заполнителем, упрочняющее структуру, т. е. протекает конст-
рукционный процесс; с другой стороны, имеют место деструкци-
онные процессы, вызванные самопроизвольными объемными
влажностными деформациями древесного заполнителя при изме-
нении влажности как в процессе твердения и сушки, так и при
эксплуатации в условиях попеременного увлажнения и высыха-
ния. Поэтому одна из важных задач повышения качества арбо-
лита — изыскание способов получения материала, подвержен-
ного меньшим влажностным деформациям.
Исследования показали, что прочность и стойкость арболита
на любом органическом целлюлозном заполнителе — функция
следующих основных факторов:
202
R = f(K, А, Ц, Ри, Д-1, В-', S~\ Е-’у),
где К—коэффициент формы заполнители (отношение длины к ширине); А —
адгезия древесного заполнителя с цементным камнем; Ц, Д, В — расходы
на 1 м3 арболита соответственно портландцемента, древесного заполнителя,
воды; 5уд — удельная поверхность древесного заполнителя, м’/кг; Ес. у — сво-
бодная усадка арболита; Ри — давление набухания.
Из приведенной функциональной зависимости видно, что ре-
зервом повышения структурной прочности и стойкости в эксплуа-
тационных условиях (попеременное увлажнение и высыхание)
может быть уменьшение объемных деформаций древесного за-
полнителя и усадочных деформаций арболита, а также повыше-
ние адгезии в системе «дерево — цементный камень».
Выводы.
1.	Экспериментально доказана принятая нами гипотеза о
том, что образование структуры арболита сопровождается двумя
противоположными процессами: конструкционным (твердением
цементного камня и повышением его сцепления с заполнителем,
т. е. упрочением структуры) и деструкционным (вызывается в
основном объемными влажностными деформациями древесного
заполнителя).
2.	Установлено, что нарастание прочности арболита в процес-
се его твердения и сушки происходит не монотонно, как это на-
блюдается у большинства бетонов на минеральном заполнителе.
На процессы структурообразования и прочность арболита оказы-
вает отрицательное влияние подверженность древесного запол-
нителя значительной усушке, набуханию, формоизменяемости в
анизотропном проявлении.
3.	Подтверждена гипотеза о том, что при изменении влаж-
ности арболита от 0 до 30% (в пределах насыщения древесного
волокна) имеют место наибольшие структурные изменения под
воздействием влажностных деформаций древесного заполнителя.
Изменение прочности арболита в этом интервале влажности про-
исходит по гиперболической зависимости. Максимальная проч-
ность при твердении в нормальных условиях достигается при
влажности 16%. В связи с этим в перерабатываемый ГОСТ
19222—84 и в СН 549—82 рекомендовано внести уточнение:
влажность испытуемых образцов при определении марочной
прочности принять равной 16%.
4.	Установлено, что процесс набухания заполнителя не закан-
чивается на стадии замачивания и приготовления арболитовой
смеси, а может продолжаться длительное время (более суток) и,
следовательно, оказывать влияние на процессы структурообразо-
вания материала, что должно учитываться технологией его про-
изводства.
203
5.	Инструментально показано, что процесс набухания древес-
ного заполнителя сопровождается развитием значительного дав-
ления набухания; это одна из главных причин напряженного
состояния арболита в ранние сроки твердения. Разработана ме-
тодика для определения развиваемого давления набухания за-
полнителя (модели) и арболита в условиях частично стесненных
деформаций Древесный заполнитель в связи с анизотропностью
строения при его набухании может развить давление от 0,82 МПа
в радиальном направлении до 2,05 МПа в тангенциальном на-
правлении, а на участках ранней и поздней древесины годичного
слоя — соответственно от 1,68 до 4,47 МПа, т. е. значения, близ-
кие к пределу прочности арболита.
6.	Показано, что для такого специфического легкого бетона,
как арболит, при подборе новых составов смеси целесообразно
применение коэффициента стойкости, предложенного нами в ка-
честве дополнительного критерия оценки прочности и стойкости
к влагопеременным условиям (попеременное увлажнение и вы-
сыхание) .
7.	Рекомендована методика, предусматривающая неразру-
шающий способ оценки прочности (одного и того же образца)
по величине развиваемого давления набухания арболитового об-
разца в каждом цикле после высушивания до абсолютно су-
хого состояния. Одновременно в каждом цикле степень наруше-
ния целостности структуры подтверждается испытаниями на
ультразвуковом дефектоскопе ДУК-20.
8.	При набухании арболита в зависимости от использованной
в нем фракции древесного заполнителя и плотности самого мате-
риала развиваемое им давление набухания составляет, МПа:
для мелкой фракции (sya3 = 17,56 м2/кг)—0,02; для средней
(«уд2=4,79 м2/кг) —0,22; для крупной (худ3=2,57 м2/кг) —0,015;
для pi = 550 кг/м3 — 0,014; р2 = 700 кг/м3 — 0,069; для р3=
=800 кг/м3 — 0,03 Очевидно, что использование крупных фрак-
ций (syA > 2,5 м2/кг) нежелательно. Дробление, гомогенизация
и сортировка должны исключать содержание в арболите даже
отдельных крупных включений заполнителя, создающих очаги
напряженного состояния и центры деструкции в структуре арбо-
лита.
9.	Резервом повышения структурной прочности и стойкости
попеременному увлажнению и высыханию в эксплуатационных
условиях может быть снижение объемных влажностных дефор-
маций древесного и другого целлюлозосодержащего заполнителя
и усадочных деформаций арболита, а также повышение адгезии
в системе «дерево — цементный камень».
204
Глава 6
ПОВЫШЕНИЕ ПРОЧНОСТИ и стойкости
АРБОЛИТА К ВЛАГОПЕРЕМЕННЫМ
ВОЗДЕЙСТВИЯМ
6.1.	Снижение влажностных.деформаций
древесного заполнителя
Анализируя результаты исследования влияния физических и
химических способов обработки древесного заполнителя на проч-
ность арболита и его водопоглощение (рис. 6.1 и 6.2), можно от-
метить следующее: при водной обработке (длительное вымачи-
вание) стабильность размеров древесного заполнителя не возра-
стает, однако возможно повышение (до 15%) прочности арболи-
та по сравнению с арболитом на необработанном заполнителе.
Происходит это вследствие выравнивания влажности заполните-
ля и улучшения сцепления с цементным камнем. Однако рас-
смотренный способ недостаточно эффективен, не обеспечивает
высокой скорости нарастания первоначальной прочности и не
может быть рекомендован, хотя применяется на практике для
предварительной обработки древесного заполнителя до «минера-
лизации» его ускорителями твердения. Замочку совмещают с
«минерализацией» (ХД вводят в воду); при этом затруднительно
постоянно поддерживать концентрацию в ванне. Обработка горя-
чен водой несколько усложняет технологию, но может быть ра-
циональна в северных районах страны при работе в цехах, где
дробленка может замораживаться.
Более высокие результаты получены при термической обра-
ботке древесной дроблении (рис. 6.3). В этом случае прирос!
Рис. 6.1. Влияние вида и продолжительности обработки древесного заполни-
теля на прочность арболита при сжатии
/ — без обработки; 2 — при отмывке водой в течение 3 ч: 3 — прн обработке высоко-
температурной (при / = 160 °C): 4— то же, раствором СаСГ (2,2% от массы цемента,
контрольный образец, состав по СН 549—82: 5 — то же. раствором AICf3 (2% or массы
цемента)
205
Рис. 6.2. Влияние вида и продолжительности обработки древесного запол-
нителя на водопоглощение арболита
1 — без обработки; 2 — при отмывке водой в течение 3 ч; 3 — при обработке высоко-
температурной (/ — 160 °C): 4— то же, раствором СаСЬ (2,2% от массы цемента);
5 — то же, раствором А1С13 (2% от массы цемента)
прочности арболита в 28-суточном возрасте составил 26%, а во-
допоглощение снизилось на 15...20%. Уменьшение гидрофиль-
ности древесины и снижение ее влажностных деформаций под
воздействием высокой температуры согласуется со свойствами
других коллоидов, которые по мере высушивания при высокой
температуре уменьшают поглотительную способность.
Причиной снижения гидрофильности древесины, представ-
ляющей собой ограниченно набухающий гель, после высокотемпе-
ратурного нагревания является, по-видимому, необратимая коа-
гуляция коллоидов, составляющих древесину, химическое взаи-
модействие ее высокомолекулярных компонентов и частичное
превращение линейных полимеров в трехмерные. Оптимальные
результаты термообработки древесного заполнителя были полу-
чены при /=160 °C через 14 мин.
Высокотемпературная обработка требует специального су-
шильного оборудования и ведет к дополнительным энергетичес-
ким затратам, поэтому применять термообработанную древесину
целесообразно там, где возможно использование отходов от пере-
работки пиломатериалов, прошедших камерную сушку. Обработ-
ка древесного заполнителя раствором А1С1з позволила получить
наиболее значительное снижение водопоглощения и повышение
прочности арболита во все сроки твердения, в особенности в пер-
вые три дня. Так, в первый день прочность достигла 1,5 МПа, на
третий день — 2,72 МПа, а в 28-суточном возрасте — 4,6 МПа. В
сравнении с прочностью арболита на составах (марка 35), ре-
комендуемых СН 549—82, с соответствующей средней плотно-
стью прочность арболита на основе обработанного заполнителя
возросла на 31,4%.
Повышение прочности арболита за счет снижения влажност-
ных деформаций древесного заполнителя при обработке его
206
Время термообработки., мин
(при t=160°)
Рис. 6.3. Влияние температуры и продолжительности термообработки дре-
весного заполнителя на прочность арболита
1 — продолжительность термообработки; 2 — температура обработки
Рис. 6.4. Влияние содержания и способа введения хлорида алюминия на
прочность арболита
1—введение добавки в смесь; 2—предварительная обработка древесного заполнителя
раствором А1С13 достигается, вероятно, вследствие уменьшения
отрицательного заряда древесины (гидрофильности) в резуль-
тате блокирования полярных групп, в первую очередь гидроксид-
ных, расположенных па поверхности молекулярных цепей цел-
люлозы, гемицеллюлозы и лигнина древесного заполнителя.
Соли алюминия гидролизуются в присутствии целлюлозы, обра-
зуя гидроксид алюминия (А1С13+ЗН2О=А1 (ОН)3+ЗНС1), кото-
рый адсорбируется целлюлозой. Процесс «протравы» широко
используется для повышения водонепроницаемости и прида-
ния водоотталкивающих свойств плащевым хлопчатобумажным
тканям, состоящим из целлюлозных волокон. Адсорбирование
целлюлозой А1(ОН)з ведет к уменьшению ненасыщенных
валентностей гидроксидов компонентов древесного заполни-
теля, а следовательно, к снижению гидрофильности отработан-
ной древесины, что, в свою очередь, тормозит развитие влажно-
стных деформаций.
Как показали исследования, у древесного заполнителя, обра-
ботанного раствором А1С1з, резко снизилось набухание, особен-
но в первые часы. Уменьшение абсолютных деформаций запол-
нителя и переменного давления, создаваемого им при набухании
и усушке, положительно сказывается на прочности структуры
арболита.
Предварительная обработка древесного заполнителя раство-
ром А1С13 имеет преимущество перед способом введения того же
207
количества в состав арболитовой смеси (пример состава: Д/Ц=
= 0,6, В/Ц= 1,1, древесная дроблеика 240 кг/м3, портландцемент
390 кг/м3) и позволяет повысить прочность арболита на 10...11 %
(рис. 6.4 ). Хлорид алюминия ускоряет также твердение порт-
ландцемента. В присутствии целлюлозы древесины протекает
упомянутая выше реакция выделения соляной кислоты, которая
гидролизует легко растворимые сахара в присутствии портланд-
цемента, переводя их, по мнению ряда исследователей, в менее
растворимую форму сахараты кальция [25, 86]. Таким обра-
зом, обработку древесного заполнителя раствором А1С13 можно
признать эффективной и комплексно действующей на систему
«древесина—-цементный камень»: па древесный заполнитель —
как стабилизатор размеров (снижающий набухание и усушку)
и нейтрализатор легкогидролизующихся сахаров, на портландце-
мент— как ускоритель его твердения (ранее эффективность до-
бавки объяснялась только ускорением твердения).
6.2.	Влияние пленкообразующих добавок
на физико-механические свойства
арболита
Для снижения влажностных деформаций древесного заполни-
теля, как показали поисковые эксперименты, наиболее эффек-
тивны следующие пленкообразующие добавки: мочевинофор-
мальдегидная смола КС-11 (или КФ-МТ-П) как наиболее деше-
вая, недефицитная и малотоксичная; натриевое жидкое стекло и
измельченный известняк — отходы камнепиления. Кроме того,
для этих целей эффективны раствор полиакриламида, вводимого
одновременно с А1С13* и Са(ОН)2 (гидроксид кальция), добав-
ляемый совместно с (NH4)2CO3 (карбонат аммония) **.
Анализ результатов исследований по выявлению влияния об-
работки древесного заполнителя различными пленкообразующи-
ми составами на повышение прочностных характеристик арболи-
та показал, что все подобранные составы позволяют в различной
мере повысить прочность материала и снизить его водопоглоще-
ние (рис. 6.5, 6.6). Целесообразность обработки древесного за-
полнителя маловязким раствором мочевиноформ альдегидной
смолы типа КС-11 обусловливается полярной природой этого вы-
сокомолекулярного соединения. Повышение гидрофобности дре-
весного заполнителя, покрытого тонкой пленкой смолы, является
следствием блокирования адсорбционно-активных в воде гидро-
ксидов макромолекул целлюлозы и других компонентов древе-
сины в результате образования водородных и химических связей
♦Ас. 624909 СССР.
** А. с 660966 СССР
208
Рис 6.5 Влияние вида и продолжительности обработки древесного запол-
нителя арболита на его прочность при сжатии
/ бе» обработки; 2 — обработка раствором СаС12 (2.2% от массы цемента, контроль-
ный обра <ец. состав по СИ 549 N2). 1 обработка жидким стеклом и известковым
штыбом (2.5% и 10% от массы цемента!; -/ — обработка карбамидной смолой КС-11
с отвердителем Nlf4Cl (4% от массы цемента). 5 — обработка раствором полиакрила-
мида (0.4%) и А1С1з (2% от массы цемента)
между метильными группами (—СН2ОН) и гидроксидами дре-
весины.
Наилучшие результаты были получены при последовательной
обработке древесного заполнителя сначала раствором хлорида
аммония (NH<CI), а затем маловязким (30%-ной концентрации)
раствором смолы КС-II Оптимальные значения прочности и во-
допоглощсния имели место при расходе 4% смолы с NH4C1
oi массы портландцемента. В этом случае предел прочности ар-
болита при сжатии в 28-суточном возрасте составил 4,5 МПа при
средней плотности 650 кг/м3, повысив прочность контрольного
образца такой же плотности (см. рис 6.1) на 80%. Эта полимер-
0,5 7,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 Ь,0 4,5 5,0
Количество Вводимой смолы, % от массы цемента
Рис 6.6. Влияние содер/кания введенной в арболиювую смесь карбамидной
смолы КС-11 и отвердителя NI 1.,С1 на прочность и водопоглощеиие арболита
при нормальном режиме твердения (<р = 60%, I = 18 20°C)
209
лая плепкообразующая добавка в то же время обеспечила высо-
кий темп набора начальной прочности. Так,за 1 сутки прочность
составила 1,15 МПа, а за 3 суток — 2,1 МПа; это имеет большое
практическое значение для ускорения оборачиваемости парка
(рорм н формующей оснастки.
Положительный эффект при обработке заполнителя раство-
ром смолы можно объяснить следующим образом. Если исхо-
дить из того, что набухание зависит от дипольности гидроксиль-
ных групп древесины [11, 41, 56], то снижение влажностных де-
формаций древесины объясняется соединением введенных в
стенки клеток (при пропитке) дипольных молекул незаконденси-
рованной смолы со свободными гидроксильными группами цел-
люлозы. Более мелкие неполимеризованные молекулы, диффун-
дируя в поры структуры, лучше фиксируются и, обладая большой
полярностью, могут легче проникать в решетку полярных групп
древесины.
6.3.	Упрочение каркаса структуры арболита
путем увеличения растворной части
при введении минеральных добавок
Положительные результаты дала обработка древесного
заполнителя композиционной добавкой, состоящей из измельчен-
ного известняка и натриевого жидкого стекла, вводимой в
смеситель при приготовлении арболитовой смеси Оптимальные
значения предела прочности при сжатии и средней плотности ар-
болита (рис. 6.7, 6.8) получены при следующем количестве вводи-
мых добавок, %: натриевое жидкое стекло — 2,5, измельченный
известняк —25. Так, в 28-суточном возрасте прочность арболита
составила 5 МПа при средней плотности 800 кг/м3, что на 31,4%
превысило прочность, регламентируемую ГОСТ 19222—84 для
арболита марки 35 на древесной дробленке Рост прочности на-
блюдался во все сроки твердения (через 1 «утки — 0,9 МПа, че-
рез 3 суток — 2,48 МПа).
Как показали исследования (рис. 6.7), оптимальный размер
зерен известнякового штыба 0,05 мм не превышает минимальной
толщины прослойки цементного камня в структуре арболита.
При использовании более крупной фракции эффект применения
добавки известнякового штыба снижается из-за ухудшения кон-
тактов отдельных частиц древесного заполнителя в структуре
арболита.
При обработке древесного заполнителя композиционной
добавкой на поверхности его образуется минеральная
пленка.
В результате взаимодействия дисперсной фракции известняка
с натриевым жидким стеклом (с модулем не выше 2) образуется
210
Рис. 6 7. Влияние добавок из-
мельченного известняка и раз-
мера его зерен на прочность
арболита при нормальном ре-
жиме твердения
/ — количество известняка опти-
мальной фракции; 2 — размер
реи известняка

силикат кальция, уско-
ряющий кристаллообразо-
вание—твердение цемент-
ного теста, которое замед-
ленно в присутствии ор-
ганического целлюлозного
0,05 0,1 0,16 0,2 0,315 0,4
Размер зерен известняка, мм
заполнителя из-за содержания в его составе легкогидролизуе-
мых сахаров.
В процессе вызревания и высыхания арболита с добавками
известняка пылевидной фракции и натриевого жидкого стекла
образующееся при нх взаимодействии твердое вещество содейст-
вует упрочению структуры. Предполагается [41, 52], что процесс
идет по реакции
Na2O - nSiO2 + СаСОз = NaCO.t(n — l)SiO2 + CaSiO2
В то же время дисперсная фракция известняка и натриевое
жидкое стекло, образуя минеральный слой на поверхности дре-
весного заполнителя, уменьшают возможность диффундирования
легкогидролизуемых сахаров из заполнителя в цементное тесто.
Образование минеральной пленки на поверхности органического
целлюлозного заполнителя одновременно улучшает сцепление в
системе «древесина — цементный камень» за счет большего ко-
личества растворной части и увеличения площади контактной
зоны между отдельными структурными элементами. Предложен-
Рис. 6.8. Влияние добавки измельченного известняка на прочность и сред-
нюю плотность арболита при нормальном режиме твердения
/ — прочность при ( -КУТИН. > — средняя плотность
211
Количество измельченного известняка, % от массы
цемента/кс/мъ ,	_____
®/ж Const mo^so ss/sn 90/351 05/352 eofy?
Расход цемента, °/оКг/м3
Рис. 6.9. Влияние добавки измельченного известняка на прочность и водо-
поглощенне арболита при нормативном расхо те цемента для марки 35 и при
снижении его расхода при нормальном режиме твердения
.	/ прочность при сжатии. ? - boaoiioi лощение
карьерные разработки известняка, в том числе в Крыму, УССР,
АзССР и др., поскольку при этом эффективно использование от-
ходов лесопереработки и камнепилепия. Такой состав был при-
менен нами при производстве плит пола сборной стяжки в цехе
арболитовых изделий Главбакстроя (г. Баку). Плиты пола из
арболита марки 50 (класс В3,5) нашли применение в жилищном
строительстве [43, 45, 52].
Введение добавки известнякового штыба в количестве 25% от
массы вяжущего, рассчитанной на получение арболита марки 35,
Гидроксид кальция
0	20	W	60	80	100
Кардонат аммония
100	80	60	W	20	О
Соотношение компонентов, %
Рис. 6.10 Влияние В/Ц и соотношения компоиенюн комплексной добавки
для обработки древесного заполнителя на прочность и водопоглошенпе ар-
болита при нормативном расходе цемента и нормальном режиме твердения
для /?,.	— В/Ц - 0.9; для /<.	—В/Ц-1.2; для К,. и.’. - В/Ц - 0,8
212
позволяет повысить эту марку до 50 или при получении .марки
35 добиться экономии цемента до 15% за счет замены части
цемента измельченным известняком (рис. 6.9).
Способ создания на поверхности агрессивного по своей при-
роде по отношению к портландцементу органического целлюлоз-
ного заполнителя (древесина, камыш, сечка конопли, льна) ми-
нерального слоя из СаСО3 (карбоната кальция) защищен а. с.
660966 СССР, (способ разработан с участием автора).
Как видно из рис. 6.10, введение в арболитовую смесь
Са(ОН)2 совместно с (NH4)2CO3 позволяет повысить марочную
прочность арболита при расходе портландцемента, предусмот-
ренном для марки 35, и снизить его водопоглощение. Такое улуч-
шение свойств арболита можно объяснить образованием на по-
верхности древесного заполнителя минеральной пленки из
СаСО3.
Получается она в результате реакции между дв\мя вещест-
вами (см. реакцию), благодаря чему заполнитель становится ме-
нее агрессивным по отношению к клинкерному цементу. Помимо
этого улучшается адгезия древесного заполнителя с цементным
камнем (известно, что СаСО3 характеризуется высокой адгезией
портландцемента).
Реакция на поверхности заполнителя протекает предположи-
тельно по следующей схеме:
Са(ОН)., + (NH,).COt = СаСО, + 211.0 + 2NI1,
Обрабатывают древесный заполнитель растворами Са(ОН)2
и (NH4)2CO3 в смесителе во время приготовления арболитовой
смеси. При непрерывном перемешивании в смеситель подают по-
следовательно древесную дробленку, раствор Са(ОН)2, через
короткий промежуток (NH4)2CO3 и последним цемент.
Анализ полученных результатов (см. рис. 6.101 свидетельст-
вует о том, что оптимальное количество добавки находится в
пределах 5...6% массы цемента при следующем соотношении
компонентов, % по массе: Са(ОН)2 — 67, (КН4)2СО3 — 33. При-
сутствие комплексной добавки при оптимальном соотношении
компонентов позволяет снизить водопотребность (из-за выделе-
ния воды в процессе реакции между компонентами), доведя В/Ц
смеси до 0,9, что положительно влияет на свойства арболита
предложенного состава.
Введение в арболитовую смесь пленкообразующей добавки
раствора полиакриламида совместно с хлоридом алюминия по-
зволяет увеличить прочность арболита*. Полиакриламид — вы-
сокомолекулярное синтетическое вещество, представляющее со-
бой сополимер акриламида и карбоксильных групп. Наличием
большого числа полярных карбоксильных групп можно объяс-
* А. с. 624909 СССР.
213
нить улучшение прочности сцепления древесины с цементным
камнем в композите «древесина — цементный камень». Вод-
ный раствор полиакриламида обладает флокулирующим дейст-
вием, способен образовывать тонкие пленки, закупоривающие
поры древесного заполнителя. В результате повышается гидро-
фобность заполнителя и уменьшается выход из древесины «це-
ментных ядов», чему способствует также возрастание вязкости
растворной части арболитовой смеси
Как показали исследования, наибольшая прочность арболита
при расходе портландцемента, принятом для марки 35, при вве-
дении добавки полиакриламида (оптимальное соотношение ком-
понентов, % по массе: цемент — 40, древесный заполнитель — 22,
полиакриламид — 0,24, хлорид алюминия —0,8 и вода — 36) со-
ставила 5 МПа. Благодаря пластифицирующему действию поли-
акриламида удалось снизить В/Ц с 1,2 до 0,92, что способство-
вало повышению прочности арболита. Увеличение прочности ар-
болита и снижение его водопоглощения может быть объяснено
также способностью полиакриламида образовывать коагуляци-
онные структуры в порах и «сшитые» нерастворимые в воде со-
полимеры.
6.4.	Повышение прочности арболита за счет
модифицирования цементного камня
и применения новых эффективных вяжущих
низкой водопотребности (ВНВ)
6.4.1.	Модифицирование цементного камня
Один из способов повышения прочности и стойкости арболита
к влагопеременным условиям — сближение деформативности це-
ментного камня и древесного заполнителя путем повышения эла-
стичности цементного камня при модифицировании его полиме-
рами. В качестве полимерных добавок, позволяющих снизить от-
рицательное воздействие объемных влажностных деформаций
древесного заполнителя, были использованы бутадиенстирольный
СКС-30 и дивинилстирольный СКС-65ГП «Б» латексы, а также
поливинилацетатная дисперсия марки ДБ47/7С, которые широко
применяются в промышленном производстве и строительстве.
Выбор этих латексов обусловлен тем, что они обладают хорошей
механической и химической стойкостью, а их пленки — высокой
адгезионной способностью по отношению к целлюлозе древесного
заполнителя Исследования свидетельствуют, что химически ак-
тивные латексы удерживаются на целлюлозном волокне не толь-
ко за счет действия физической сорбции, но и вследствие обра-
зования с ним химических связей. Результаты экспериментов по
повышению прочности арболита при введении полимерных доба-
214
Рис. (> 11 Влияние вида и количества полимерной добавки иа прочность и
водопоглощенне арболита
(/. 4 — при добавке полвиииилацетата; 2. 6 — то же, латекса СКС-65ГП<Б»; 3. 5 —
то же, латекса СКС-.Ю»; 1. 2. 3 — водопоглощенне; 4. 5. 6 — предел прочности при сжатии
вок в состав смеси и снижению его водопоглощения представле-
ны на рис. 6.11.
Анализ показал, что интервал экстремальных значений проч-
ности арболита имеет узкий диапазон и зависит от количества
высокомолекулярной добавки. Экстремальные значения предела
прочности при сжатии были получены при введении латекса
СКС-65ГП«Б» в количестве 9,6% (по сухому веществу) от мас-
сы портландцемента или СКС-30 — 9%. Дальнейшее увеличение
количества латексной добавки отрицательно сказывалось на
прочности арболита. Это объясняется тем, что частицы поли-
мера, заполняя пустоты между зернами цемента, упрочняют
связь между вяжущим и заполнителем. Однако сцепление улуч-
шается только до тех пор, пока количество полимера не превы-
Рнс. 6.12. Влияние содержания полиакриламида и хлорида алюминия (при
различном их соотношении) на прочность и водопоглошение арболита при
нормальном режиме твердения
215
частицы цемента, может препятствовать его гидратации. Повы-
шение прочности арболита с полимерной добавкой, как нам
представляется, обусловливается повышением адгезии между
компонентами системы, увеличением контактной зоны, а глав-
ное— повышением эластичности клеевых швов (между структур-
ными элементами арболита), деформация которых позволяет
компенсировать объемные деформации древесного заполнителя.
Ввведение в состав арболитовой смеси полиакриламида сов-
местно с А1С13 в соотношении 16,7 :83,3 (при общем количестве
полиакриламида 0,4% от массы портландцемента) позволяет по-
высить прочность арболита на сжатие до 5 МПа (при расходе
вяжущего на марку 25) и снизить водопоглощение (рис. 6.12).
Важнейший показатель пригодности полимеров для полимер-
ных композиций — адгезия. Представляет интерес поливинила-
цетат— полимер с полярной структурой, обладающей высокими
адгезионными свойствами. Максимальное значение прочности ар-
болита при воздушно-сухом хранении было достигнуто в случае
добавки поливинилацетатной дисперсии марки ДБ47/7С в коли-
честве 12% от массы портландцемента.
Полимерные добавки повышают гидрофобность арболита, так
как при увлажнении частицы полимера набухают, плотно заку-
поривая поры и препятствуя дальнейшему прониканию влаги.
Исследования показали, что полимерные добавки позволили не
только снизить водопоглощение, но и значительно повысить стой-
кость арболита к попеременному увлажнению и высыханию.
Значительное повышение предела прочности арболита на сжатие
при введении полимерных добавок, повышающих эластичность
клеевых швов (растворной части), свидетельствует косвенно о
возможности развития в твердеющем арболите без полимерных
добавок вследствие объемных влажностных деформаций древес-
ного заполнителя деструкционных процессов
6.4.2.	Применение вяжущих низкой водопогребиости
Одним из эффективных направлений повышения качества ар-
болита является применение ВНВ. Нами проведена работа по
подбору составов арболита с применением таких вяжущих и
различных целлюлозосодержащих заполнителей. Образцы арбо-
лита были получены на основе ВНВ-100, ВНВ-50, ВНВ-30. В ка-
честве заполнителя использовались: древесная дробленка (смесь
хвойных пород: сосна, ель, пихта); лузга рисовой соломы; рисо-
вая солома; гуза-пая; отход хлопкоочистительных предприятий
(смесь гуза-паи, коробочки, очесы хлопка, пылевидные фракции
зеленой массы) и комбинированный заполнитель (лузга+опилки
лесорамные; отход хлопкоочистительных предприятий + опилки
лесорамные). В качестве химических добавок — «минерализато-
ров»— применялись CaCU (хлорид кальция), А1С13 и натриевое
216
Рис. 6.13. Зависимость
водоцементного отноше-
ния (В/Ц) от вида при-
меняемого органического
целлюлозосодержащего
заполнителя и его влия-
ние на прочность арбо-
лита на основе ВНВ-100
/ — древесная дроблеика
2 — рисовая лузга; 3 — стеб-
ли хлопчатника (гуза-пая);
4 — рисовая Солома; 5 — от-
ходы хлопкоочистных пред-
приятий (ОХП) (смесь гу-
за-паи, коробочек н хлопко-
вых очесов); 6 — контроль-
ный образец — древесная
дробленка иа портландце-
менте М400
жидкое стекло, которые были выбраны для детальных исследо-
ваний в процессе рекогносцировочных экспериментов из боль-
шого числа традиционных «минерализаторов», использовавших-
ся для производства арболита.
В исследованиях при отборе получаемых результатов коэффи-
циент вариации был принят равным 20, число испытываемых об-
разцов на один параметр — равным 9. С учетом т-критерия
Стъюдента опускались показатели, не укладывающиеся в рас-
сматриваемую зависимость.
В результате рекогносцировочных экспериментов (рис. 6.13)
для каждого вида заполнителей были выбраны оптимальные со-
отношения В/Ц или В/В (водовяжущее отношение) и Д/Ц (для
удобства название древесно-цементное отношение сохранено для
всех видов заполнителей), которое было принято для получения
сопоставимых результатов при испытании образцов всех видов
заполнителей равным 0,6.
В связи с неодинаковым водопоглощением разных целлюло-
зосодержащих органических заполнителей были приняты сле-
дующие В/Ц: для дробленки — 0,8; лузги рисовой — 0,75; гуза-
паи— 0,9; рисовой соломы — 0,95; ОХП— 1,0.
При использовании ВНВ независимо от вида заполнителей
арболита наблюдалось существенное снижение его водопотреб-
ности по сравнению с аналогичными составами на портландце-
менте, которое составило 1. .1,3 и выше. Таким образом, для ар-
болита при использовании органического целлюлозосодержащего
заполнителя (как и в случае минеральных заполнителей) под-
твердилась низкая водопотребпость вяжущего, что особенно важ-
но для такого вида бетона.
С учетом принятых В/Ц и Д/Ц нами были разработаны и
испытаны составы арболитовых смесей на различных целлюло-
зосодержащих заполнителях и ВНВ (табл. 6.1...6.5).
217
Таблица 6.1. Арболит на древесиом заполнителе
Характеристика составов арболита	Содержание компонентов					Эффективная об- ласть применения
	древесная дробленка	В НВ-50	ВНВ-30	жидкое стекло	вода	
Марка 50 Класс В3,5 р -= 725 кг/м3	240	400	-	16	320	Стеновые блоки (для наружных стен)
Марка 35 Класс В2.5 р = 630 кг/м3	210	350		14	280	Стеновые блоки (для внутренних стен)
Марка 25 Класс В1,5 р — 630 кг/м3	210	—	350	14	280	Перегородочные плиты
Марка 15 Класс В1 р = 540 кг/м3	180		300	12	240	Изоляционные пли- ты
Таблица 6.2. Арболит иа рисовой лузге
X а ра ктеристика составов арболита	Содержание компонентов						Эффективная об- ласть применения
	рисовая лузга	ВНВ-100	ВНВ-50	ВНВ-30	жидкое стекло	си О в	
Марка 35	220	400				16	300	Стеновые блоки (для
Класс В3.5							наружных стен)
р = 700 кг/м3							
Марка 25	190	350	—.	—	14	262	Стеновые блоки (для
Класс В 1,5							внутренних стен)
р = 600 кг/м3							
Марка 15	190	—-	350		13	262	Перегородочные
Класс В1							плиты
р = 600 кг/м3							
Марка 10	160	—		300	12	225	Изоляционные
Класс В0.75							плиты
р — 500 кг/мэ							
Таблица 6.3. Арболит на рисовой соломе
Характеристика составов арболита	Содержание компонентов					Эффективная об- ласть применения
	рисовая солома	ВНВ-50	ВНВ-30	жидкое стекло	вода	
Марка 10 Класс В0.75 р — 630 кг/м3	200	350	-	14	332,5	Перегородочные плиты
Марка 5 Класс ВО,35 р = 630 кг/м3	200	—	350	14	332,5	Изоляционные плнты
Марка 10 Класс ВО,75 р -= 545 кг/м3	175	300		12	285	Перегородочные плиты
Марка 5 Класс В0,75 р = 545 кг/мэ	175	—	300	12	285	Изоляционные плиты
218
Таблица 6.4. Арболит на гуза-пае
Характеристика составов арболита	Содержание компонентов					Эффективная об- ласть применения
	гуза-пвя	ВНВ-50	ВНВ-30	жидкое стекло	вода	
Марка 25 Класс BI.5 р =« 680 кг/м3—	200	400	-	16	360	Стеновые блоки
Марка 15 Класс В1 р =* 600 кг/м3	175	—	350	14	315	Перегородочные плиты
Марка 10 Класс В0.75 р — 515 кг/м3	150	—	300	12	270	Изоляционные плнты
Таблица 6.5. Арболит иа отходах хлопкоочистительных предприятий (ОХП)
Характеристика составов арболита	Содержание компонентов					Эффективная об- ласть применения
	ОХП	ВНВ-50	ВНВ-30	жидкое стекло	вода	
Марка 10 Класс В0.75 р -= 625 кг/м3	200	350	-	14	350	Перегородочные плиты
Марка 5 Класс В0.35 р =“ 540 кг/м3	175	—	300	12	300	Изоляционные плиты
В связи с тем, что мы исследовали возможность и целесооб-
разность использования ВНВ для производства арболита на раз-
личных заполнителях, в работе детально определялись такие ос-
новные свойства полученного бетона, как предел прочности при
статическом сжатии, водопоглощение и коэффициент размягче-
ния (для всех составов); другие свойства изучались лишь для
оптимального состава на каждом виде заполнителя.
Анализ результатов исследований по выявлению влияния об-
работки органических целлюлозосодержащих заполнителей раз-
личными ХД — минерализаторами при использовании всех видов
рассматриваемых ВНВ для повышения прочностных характери-
стик арболита показал, что все исследованные составы добавок
позволяют в различной мере повысить прочность материала и
коэффициент его размягчения, снизить водопоглощение.
Наилучшие результаты по прочностным показателям (/?сж =
= 5,98 МПа и р=725 кг/м3) были получены для арболита на
ВНВ-100 (расход 400 кг/м3) при обработке древесного заполни-
теля раствором жидкого стекла, вводимого в количестве 4% от
массы вяжущего (рис. 6.14, 6.17). Несколько ниже результат
(7?сж=4,96 МПа) получили для арболита на ВНВ-50 (см. табл. 6.1,
рис. 6.15) и еще ниже (7?Сж=4,03 МПа) —на ВНВ-30 (рис. 6.16).
При принятом расходе вяжущего все три результата были выше,
чем у контрольного образца, изготовленного на портландцемен-
те М400 (класс В2,5). Это говорит о целесообразности примене-
219
Рис. 6.14. Влияние вида об-
работки древесного запол-
нителя и расхода вяжущего
ВНВ-100 на прочность ар-
болита
/— без добавки (обработки),
расход ВНВ-100 — 400 кг/м3; 2 —
при обработке раствором СаСк
(2% от массы ВНВ-100), рас-
ход ВНВ-100 —400 кг/м3; 3 —
то же, раствором жидкого стек-
ла (4% от массы ВНВ-100),
расход ВНВ-100 — 400 кг/м3 4 —
то же, при расходе ВНВ-100 —
350 кг/м3; 5 — то же, при рас-
ходе ВНВ-100 —300 кг/м3; 6 —
при обработке раствором А1С13
(2% от массы ВНВ-100), рас-
ход ВНВ-100 — 400 кг/м3
ния ВНВ для арболита на древесном заполнителе Для всех
трех составов показатели по водопоглощению и коэффициенту
размягчения были также лучше, чем у контрольных образцов.
Основные показатели для арболита на ВНВ при применении
жидкого стекла оказались лучше, чем в случае использования
СаС12 и А1С13, которые дают наилучшие результаты при приме-
нении обычного портландцемента М400. Это может быть объяс-
нено тем, что темпы набора прочности и без эффективных уско-
рителей твердения, коими оказались хлориды, достаточно боль-
шие, а введение хлоридов увеличивает градиент гидратации вя-
жущего, усугубляя процессы структурообразования на границе
контакта с древесным заполнителем, где, вследствие содержания
в последнем легкогидролизуемых сахаридов, процессы гидролиза
и гидратации клинкерного составляющего ВНВ заторможены.
Аналогичные результаты получены при использовании в ка-
честве заполнителя рисовой лузги (арболит на основе ВНВ-100
Рис. 6.15. Влияние вида об-
работки древесного заполни-
теля и расхода вяжущего
ВНВ-50 на прочность арбо-
лита при сжатии
/ — без обработки (добавки),
расход ВНВ-50 — 400 кг/м3; 2 —
при обработке раствором СаС12
(2% от массы ВНВ-50), расход
ВНВ-50 — 400 кг/м3; 3 — то же,
раствором жидкого стекла (4%
от массы ВНВ-50), расход
ВНВ-50 — 400 кг/м3; 4 — то же,
расход ВНВ-50 — 350 кг/мэ; 5 —
io же, расход ВНВ-50 —
300 кг/м3
220
Рис. 6.16. Влияние вида обра-
ботки древесного заполнителя
и расхода вяжущего ВНВ-30
на прочность арболита
1 — без обработки (добавки), рас-
ход ВНВ-30 —400 кг/м3; 2 — при
обработке раствором СаСЬ (2% от
массы ВНВ-30), расход ВНВ-30 —
400 кг м3; 3 — то же, раствором
жидкого стекла (4% от массы
ВНВ-30), расход &НВ-30 — 400 кг/м3;
4 — го же. расход ВНВ-30 —
J50 ы м3;	5 — то же. расход
ВНВ-30 — 300 кт м3
с химической добавкой жидкого стекла). Впервые в отечествен
ной и зарубежной практике на основе рисовой лузги был полу-
чен арболит с пределом прочности при сжатии 3,96 МПа при
р=700 кг/м3 (т е. класс арболита В2,5), при этом водопогло-
щеиие составило лишь 22,9% (табл. 6.2, рис. 6.18, 6.19), а коэф-
фициент размягчения 0,7. Такие показатели арболита позволяют
рекомендовать его в качестве стенового материала. Составы ар-
болита на рисовой лузге с ВНВ-50 и ВНВ-30 также имеют до-
статочно высокие результаты: соответственно — 3,07 и 2,54
МПа (с запасом по прочности класс В2), w — 24,5 и 26,2%.
Аразм=0,68...0,66 и могут быть рациональны для применения в
качестве ограждающих конструкций (как панелей крупных бло-
ков, так и мелкоштучных блоков и перегородочных плит).
Арболит на рисовой соломе, как видно из табл. 6.3. и рис. 6.20,
имеет невысокие показатели (Исж=0,52.. .1,62 МПа, w —
Рис. 6.17. Кинетика водопогло-
тения арболита на основе
ВНВ 100 и древесной дроблем-
ки в зависимости от расхода
вяжушего и вида химической
добавки
/— при обработке раствором
жидкого стекла расход ВНВ —
400 кг/м3; 2 — то же, расход
ВНВ — 350 кг/м3. 3 — то же, рас-
ход ВНВ—300 кг/м3; 4 — без об-
работки расход ВНВ —400 кг/м3;
5 — при обработке раствором СаСЬ
расход ВНВ—400 кг/м3; 6— то же,
раствором СаСЬ + жидкое стекло.
расход ВНВ —400 кг/м3
221
Рис. 6 18. Влияние вида об-
работки рисовой лузги и
расхода ВНВ-100 на проч
иость арболита
1 — обработка раствором жид
кого стекла, расход ВНВ —
400 кг/м3; 2 — то же, расход
ВНВ — 350 кг/ма; 3 — то же, рас-
ход ВНВ — 300 кг/м3; 4 — без
обработки расход ВНВ —
400 кг/м3; 5 — при обработке
раствором СаС12 расход ВНВ —
400 кг/м3; 6 — то же. раствором
СаС12 + жидкое стекло, расход
ВНВ — 400 кг/м3
Рис. 6.19. Кинетика водо-
поглощения арболита на ос-
нове ВНВ-100 и рисовой
лузги в зависимости от рас-
хода вяжущего и вида хи-
мической обработки
(Время, ч)
/ — обработка раствором жид-
кого стекла, расход ВНВ —
400 кг/м3; 2—то же, расход
ВНВ — 350 кг/м3; 3 — то же,
расход ВНВ — 300 кг/м3; 4 —
без обработки, расход ВНВ —
400 кг/м3, 5 — при обработке
раствором CaCh расход ВНВ —
400 кг/м3; 6 — то же, раствором
CaCIs + жидкое стекло, расход
ВНВ — 400 кг/м3
Рис. 6.20. Кинетика водо-
поглощения арболита на ос-
нове ВНВ — вяжущего и ри-
совой соломы, обработан-
ной раствором жидкого
стекла
/ — ВНВ-100. расход 350 кг/м’;
2	— то же, 300 кг/м3;
3	— ВНВ 50, расход 350 кг/м3;
4	— ВНВ-50, расход 300 кг/м3;
5—ВНВ-30, расход 350 кг/м3;
6~ ВНВ-30, расход 300 кг/м3
Рис 6.21. Влияние вида и
количества ВНВ — вяжуще-
го на прочность арболита
на гуза пае, обработанного
раствором жидкого стекла
/-ВНВ-100, расход 400 кг/м3;
2~ ВНВ-100, расход 300 кг/м3;
3 — ВНВ-50, расход 400 кг/м3;
4—ВНВ-50, расход 300 кг/м3:
5 — ВНВ-30, расход 400 кг/м3;
6— ВНВ-30, расход 300 кг/м3
58
Рис. 6.22. Кинетика водо-
поглощения арболита на ос-
нове ВНВ-100 и заполните-
ля из гуза-паи
/ — обработка раствором жид-
кого стекла, расход ВНВ-100 —
400 кг/м3; 2 — то же, расход
ВНВ-100 — 350 кг/мэ; 3 — то же.
расход ВНВ-100 —300 кг/м3; 4—
без обработки, расход
ВНВ-100 —400 кг/м3; 5 — при об-
работке раствором CaCls, рас-
ход ВНВ-100 —350 кг/м3
= 56,7...50,2% и Кразм=0,35-0,47) и соответствует классу
В0.35...В1. Арболит классов ВО,35 и ВО,75 может быть рекомен-
дован лишь в качестве тепло- и звукоизоляции при использова-
нии в качестве вяжущего ВНВ-50 и ВНВ-30, класса В1—в ка-
честве мелкоштучных перегородочных плит (размером 800Х
Х400Х80 мм и др.).
Арболит на сечке гуза-паи имел результаты по физико-меха-
ническим показателям несколько ниже, чем на древесной дроб-
ление и рисовой лузге, но выше, чем на рисовой соломе. Анали-
зируя данные (табл. 6.4, рис. 6.21, 6.22) для составов арболита
при разном расходе вяжущего ВНВ-100, ВНВ-50 и ВНВ-30, мож-
но сделать следующий вывод: при расходе ВНВ-100, равном
400 кг/м3, и расходе ВНВ-50, равном 350 кг/м3, получаем арбо-
лит, соответствующий классам В2,5 и В2, с удовлетворитель-
ным показателем по коэффициенту размягчения (соответствен-
но 0,66 и 0,61). Такой материал может быть рекомендован для
наружных стен. Арболит других составов при расходе ВНВ, рав-
ном 300 кг/м3, целесообразно использовать в качестве перегоро-
дочного и изоляционного материала.
Арболит с заполнителем из отходов хлопкоочистительных
предприятий (ОХП) имеет невысокие показатели (7?Сж = 0,49...1,13
МПа) и соответствует классам В0,35...В0,75 с водопоглощением
0,65...74,2%- Этот материал может использоваться для изготовле-
224
пня звуки- и теплоизоляционных изделий, причем рационально
применять ВНВ с низким содержанием клинкерного составляю-
щего (ВНВ-50 и ВНВ-30) и расход вяжущего не должен превы-
шать 300 кг/м!.
При подборе составов заполнителя в целях улучшения
свойств арболита рассматривалась возможность использования
отходов сельскохозяйственного производства совместно с отхо-
дами деревопереработки, в частности лесорамных опилок, кото-
рым до настоящего времени нс найдено эффективное применение.
Анализ результатов испытания составов лузга -ф опилки лесо-
рамные и ОХП + опилки лесорамные показал, что в обоих слу-
чаях введение в смесь лесорамных опилок в количестве 30% от
массы заполнителя улучшает его показатели, причем во втором
составе более существенно. Это позволяет считать целесооб-
разным там, где соседствуют эти виды производств, комплексное
использование отходов сельскохозяйственного и промышленного
производства.
Для оптимальных составов арболита на ВНВ и древесной
дробление среднее отношение прочности на сжатие кубов к проч-
ности на растяжение при изгибе (балочек 10X10X55 см) равно
примерно 3. .3,5, причем значение растяжения составляет от
1,6...1,7 МПа до 2,0 МПа в зависимости от вида и расхода вяжу-
щего и вида «минерализатора». Этот же показатель для арболи-
та на рисовой лузге находится в пределах 0,4... 1,1 МПа, на гуза-
пае — 0,3...0,9 МПа. Для арболита на рисовой соломе и отхода
ОХП прочность на растяжение при изгибе не определялась, т. к.
арболит на этих заполнителях рекомендован в качестве изоля-
ционного материала.
Показатель теплопроводности арболита на ВНВ близок к та-
кому же показателю арболита на портландцементе и зависит от
средней плотности материала: для древесного заполнителя при
р=725 кг/м3 значение теплопроводности составляет 0,14 Вт/(мХ
Х°С), при р=540 кг/м3 оно равно0,95Вт/(м • °C), теплопровод-
ность арболита на ОХП при р = 550. .600 кг/м3 меняется в преде-
лах 0,08...0,95 Вт/(м • °C). Усадка арболита связана с его высы-
ханием в процессе твердения и зависит от усадки цементного
камня, вида заполнителя и его усушки. В среднем для арболита
разной плотности на основе ВНВ усадка составила 0,3...0,4%
т. е. 3...4 мм на 1 м. Минимальная усадка наблюдается у арбо-
лита на рисовой лузге, максимальная — на древесном заполни-
теле и ОХП.
В целях предотвращения усадки арболитовых блоков в уже
возведенных зданиях (образования открытых швов и трещин в
стенах и простенках) изделия из арболита следует выдерживать
на закрытых, а затем и открытых складах до стабилизации раз-
меров конструкций.
8 Заказ № 394
225
6.5.	Повышение качества формирования
структуры арболита путем улучшения
режима уплотнения
упругой арболитовой смеси
Важнейший технологический фактор, влияющий на формиро-
вание структуры и физико-механические свойства арболита,—
способ формования (уплотнение). От него зависят средняя плот-
ность, прочность, деформативность и другие важные свойства
материала. Для определения путей оптимизации структурообра-
зования при уплотнении арболитовых смесей необходимо деталь-
но рассмотреть их структурно-механические свойства.
Отличительной особенностью арболитовой смеси является
проявление ею, как и древесным заполнителем при уплотнении
упруговязкопластических свойств. В смеси между частицами за-
полнителя и внутри их (объем полостей в зависимости от поро-
ды древесины составляет 55...72%) содержится значительный
объем воздуха, поэтому она обладает высокой сжимаемостью,
чему способствует и малая жесткость тонких пластин древесины.
Частицы древесного заполнителя имеют различные размеры и
занимают разное положение в пространстве. Однако на единицу
длины в любом направлении в смеси приходится примерно оди-
наковое число частиц. В процессе уплотнения свойства формуе-
мой смеси изменяются, они приобретают новую макроструктуру,
предопределенную во многом выбранным способом уплотнения.
Различие в прочности арболита, получаемого при горизон-
тальном прессовании и вертикальном послойном уплотнении, за-
ключается в том, что при растяжении и изгибе в первом случае
древесные частицы работают на растяжение вдоль волокон, а
сцементированные швы на сдвиг; во втором случае клеевые
швы работают па разрыв, а частицы заполнителей — на растя-
жение поперек волокон, причем разрыв идет по швам связи.
Прочность арболита при вертикальном послойном уплотнении
низка, так как адгезия цемента с древесиной незначительна
(0,25...0,35 МПа). Элементарные частицы заполнителя арболито-
вой смеси довольно велики по сравнению с тонким слоем вяжу-
щего, нанесенного на их поверхность. В связи с этим характер
образования макроструктуры арболита может быть определен
взаимодействием древесных частиц друг с другом. Важным свой-
ством структуры тонких плит является некоторая ее организо-
ванность, т. е. определенная закономерность расположения эле-
ментарных частиц заполнителя. При формовании тонких арбо-
литовых плит (толщиной до 80 мм) структура потучается близ-
кой к дискретной.
В процессе формования (прессования, вибропрессования)
тонких арболитовых плит при коэффициенте уплотнения 1,8...2,0
и более между плоскими параллельными горизонтальными по-
226
верхностями одновременно с уплотнением смеси происходит пе-
ремещение частиц заполнителя. На частицы, занимающие на-
клонное положение, действуют моменты гравитационных сил, ча-
стицы, занимающие горизонтальное положение, сжимаются по-
перек волокон. При сжатии частицы, расположенные наклонно,
стремятся принять горизонтальное положение. Если же верти-
кальность частиц заполнителя нарушается из-за взаимодействия
системы частиц, то, пытаясь занять более устойчивое положение,
они ведут себя как наклонные. В случае, когда вертикальность
частиц не нарушается, при осевом сжатии возникает продольный
изгиб; при последующей деформации сжатия смеси возможен из-
лом, и эти частицы также стремятся занять горизонтальное по-
ложение.
Таким образом, в процессе формования тонких арболитовых
плит при высоком коэффициенте уплотнения смеси создается
структура, главная особенность которой — организация частиц за-
полнителя преимущественно параллельно рабочей поверхности
формы, оказывающей давление на формуемую смесь. Поэтому
при формовании (прессовании) арболитовых изделий небольшой
толщины (до 80 мм) при немедленной распалубке редеформация
или упругое восстановление сжатой смеси после снятия внешней
нагрузки (распрессовка) незначительна. Такое структурообразо-
вание характерно для изделий малой толщины (плиты пола—
сборная стяжка, перегородочные и облицовочные плиты) и плит
«велокс» и «дурипанель».
Макроструктура теплоизоляционного арболита, у которого
коэффициент уплотнения небольшой (1,2...1,35), и конструкцион-
но-теплоизоляционного арболита большой толщины с коэффици-
ентом уплотнения до 1,6 значительно отличается от структуры
тонких и плотных изделий. С увеличением толщины формуемого
изделия из арболитовой смеси все меньше частиц заполнителя
ориентируются параллельно прессуемым плоскостям. С утолще-
нием изделий дезориентированность частиц возрастает в связи с
хаотичностью их расположения.
Насыпная плотность древесной дробленки в зависимости от
фракции и породы варьирует в пределах 90...120 кг/м3, а на 1 м3
арболита (марок 5...50) ее расходуется от 160 до 240 кг. Уплот-
нение обычной арболитовой смеси при формовании всегда связа-
но с уменьшением ее объема вследствие обжатия и сокращения
межзернового пространства. Если учесть еще упругие свойства
древесного заполнителя и малую подверженность гравитацион-
ному уплотнению за счет обычной вибрации из-за малой средней
плотности заполнителя, то уплотнять арболитовую смесь тради-
ционными способами затруднительно. Поэтому выбор способа и
режима уплотнения упругой арболитовой смеси, которые позво-
ляют получить структуру арболита с минимальными остаточ-
ными напряжениями и высокой деформативпой устойчивостью,
8*
227
обеспечивающих немедленную распалубку изделий, представ-
ляет большой практический интерес.
Применяются следующие способы уплотнения арболитовой
смеси, прессование с фиксирующей крышкой, циклическое прес-
сование (немедленная распалубка), вибропрессование с пригру-
зом (немедленная распалубка), вибропрессование с фиксирую-
щей крышкой, силовой вибропрокат, послойная укладка с уплот-
нением и др. Каждый из этих способов имеет как преимущества,
так и недостатки Поскольку оптимизация процесса уплотнения
арболитовой смеси может стать предметом особого исследования,
ограничимся лишь рассмотрением структурно-механических про-
цессов, протекающих при первых трех способах, два из которых
разработаны с участием автора [41, 45] Критерий оценки опти-
мальности уплотненной структуры следующий: чем оптимальнее
уплотненная структура арболита, тем меньшими должны быть
давление и относительная величина деформации набухания. Ре-
зультаты опытов приведены в табл. 6.6.
Таблица l».(j Влияние способа уплотнения арболитовой смеси
иа относительные деформации и давление набухания арболита
Способы уплотнения	Средняя плотное Г1». К1 см*	Прочность на сжатие. МПа	Ра ввиваемое давление набухания. МПа	Относитель- ные дефор- мации, мм/м
1(икличсское прессование (немедленная распалубка)	648	24,8	0,91	4,3
Впбропрессованис с пршру- юм (немедленная распа- лубка)	647	25.1	0,73	4,1
Прессование с фиксирую щеп крышкой	650	24 5	0.98	4,8
П 1) и меча и и е Состав смеси принят по СИ 549 82 для марки 25
Как видно из таблицы, наибольшая деформативная устойчи-
вость свойственна арболитовым образцам, полученным вибриро-
ванием с пригрузом, и несколько меньшая образцам, получен-
ным циклическим прессованием. При виброуплотнении с пригру-
зом частицы древесного заполнителя, перемещаясь одна относи-
тельно другой, занимают в структуре арболита оптимальное по-
ложение, обеспечивающее наибольшею площадь контактных зон;
при этом уменьшается редеформация. При обычном же способе
прессования арболитовой смеси для получения изделий одинако-
вой средней плотности частицы древесного заполнителя сжи-
маются, вызывая упругие деформации, что ведет к распрессовке
отформованного изделия и в итоге к снижению конечной проч-
ности.
Следовательно, для получения арболитовых изделий одина-
ковой средней плотности при уплотнении смеси обычным прессо-
ванием необходимо приложить усилие в 10.20 раз большее, чем
при прессовании вибропригрузом (причем эти усилия необходи-
мая
Рис. 6 23. Влияние удельной
величины пригруза на степень
уплотнения арболитовой смеси
1 — пригруз—0,02 МПа; 2 —
0.01 МПа; 3	0.005 МПа 4 —
0.003 МПа
мо фиксировать жест-
кой крышкой, что об-
условливает увеличение
.металлоемкости оснастки.
На рис. 6.23 показаны
кривые зависимости сте-
пени уплотнения арболи-
та от удельного давления
пригруза. На рис. 6.24
изображена установка с
регулируемой массой пригруза (за счет изменения массы бал-
ласта— гранитного щебня). Степень уплотнения арболита к за-
висит от принятого способа и характеризуется отношением вы-
соты заполнения формы Н к высоте уплотненного изделия Л
(проектная высота изделия).
Величина уплотнения арболитовой смеси (коэффициент 1,27)
при вибрировании, равная 0,01 МПа, соответствует величине уп-
Рис. 6 24 Формующая установка, работающая по способу вибрирования при-
грузом (пригруз с регулируемой массой, балласт из гранитного щебня)
229
лотнения при прессовании с удельным давлением 0,1 МПа, а
воздействие виброуплотнепия при пригрузке 0,02 МПа (коэффи-
циент 1,35)—величине уплотнения при прессовании с усилием
0,35 МПа. Это достигается за счет эффекта псевдоразжижения
арболитовой смеси при уплотнении вибрированием с пригрузом.
Дальнейшее повышение величины пригруза (более 0,02 МПа) и
времени воздействия вибрирования под пригрузом в меньшей
степени влияют на степень уплотнения арболитовой смеси. Так,
при изменении нригруза от 0,01 до 0,02 МПа, т. е. вдвое, коэф-
фициент уплотнения возрастает лишь от 1,27 до 1,34. Структура
арболита при его одинаковой средней плотности и прочности, по-
лученная при вибрировании с пригрузом, менее подвержена
влажностным деформациям (см. табл. 6.6), чем структура, полу-
ченная только прессованием; это объясняется, очевидно, нали-
чием напряжений в изделии, характер и величина которых зави-
сят от способа формования.
Совершенствуя режим уплотнения арболита, нам удалось по-
добрать режим циклического прессования арболитовой смеси с
последующей немедленной распалубкой отформованного изде-
лия, чю позволило сократить металлоемкость формующей ос-
настки. Упругость арболитовой смеси была снижена практически
до нулевых значений благодаря режиму многократного сжатия
и сброса давления прессования до нуля, а также введения мел-
кой фракции известнякового штыба.
Число циклов попеременного сжатия и удельное давление за-
висят от таких технологических факторов, как фракция древес-
ного заполнителя, толщина прессуемого изделия, количество
уплотняющей добавки — известнякового штыба (при изготовле-
нии плит пола — сборной стяжки). В зависимости от средней
плотности и толщины изготовляемых арболитовых плит режим
уплотнения (прессов.ния) при немедленной распалубке будет
различаться. Для теплоизоляционных плит со средней плотностью
400. .500 кг/м3 удельное давление при их толщине 60.80 мм со-
ставляет 0,5 МПа, при 80... 120 мм — 0,6 МПа. Режим уплотне-
ния следующий: арболитовую смесь сжимают и выдерживают
при постоянной деформации 30 с, затем усилие прессования сни-
жают до нуля и выдерживают смесь еще 10 с. Цикл повторяется
три раза Для конструкционно-теплоизоляционных изделий —
плит пола (сборной стяжки) со средней плотностью 850...900 кг/м3
(при введении в арболитовую смесь до 25% уплотняющей до-
бавки— известнякового штыба) при их толщине 70 мм удельное
давление равно 0,6. .0,7 МПа. Режим уплотнения: сжатие арбо-
литовой смеси и выдерживание при постоянной деформации —
30 с, снижение усилия прессования до нуля, выдерживание без
давления—15 с, затем давление прессования восстанавливают
до первоначального значения. Цикл повторяется три раза.
Деформация смеси, т. е. ее уплотнение, возрастает после каж-
230
дого нагружения, несмотря на то, что повторная нагрузка не пре-
вышает начального значения. Относительная деформация фор-
муемой смеси увеличивается и тогда, когда давление прессова-
ния, снижающееся вследствие релаксации (переход упругой де-
формации в пластическую), периодически восстанавливается до
исходного значения. Как показал опыт, при многократном нагру-
жении давление прессования может быть значительно умень-
шено. Применение такого метода целесообразно не только при
формовании с немедленной распалубкой, но и при традиционном
прессовании в формах, когда для уплотнения крупноразмерных
арболитовых изделий не хватает мощности пресса
Экспериментально доказано, что эффективность способа не-
медленной распалубки с циклическим прессованием при умень-
шении толщины формуемого изделия возрастает. Объем уклады-
ваемой смеси в форму определяется коэффициентом прессовки.
Для конструкционно-теплоизоляционных плит он составляет
1,3—1,5. Колебания коэффициента уплотнения объясняются не-
которой разницей фракционного состава древесной дроблении.
Смесь на крупной дробление имеет меньший коэффициент
уплотнения, чем смесь на мелком заполнителе. В принятой тех-
нологии после многократного прессования форма сразу же после
извлечения ее цепным конвейером из пресса распалубливается.
Из табл. 6.6 видно, что как при вибрировании с пригрузом,
так и при циклическом прессовании структурно-механические и
деформативные свойства арболита улучшаются по сравнению со
свойствами материала, полученными при обычном способе прес-
сования, когда упругая смесь продолжает сжиматься до набора
распалубочной прочности. Поэтому эти способы более предпоч-
тительны.
6.6.	Улучшение формирования контактной зоны
структуры арболита с учетом
анизотропности и шероховатости
древесного заполнителя
Для улучшения условий структурообразования арболита с
учетом развития разных ио величине влажностных деформаций
и давления набухания как в структурных направлениях (ради-
альное, тангенциальное), так и в пределах каждого годичного
слоя на участках ранней и поздней древесины прибегают к обла-
гораживанию заполнителя или модифицированию цементного
камня полимерными добавками. Стремятся Также обеспечить ко-
эффициент формы древесной дробленки, равный 1,8...2 (отноше-
ние ширины в радиальном направлении к толщине в тангенци-
альном направлении). Достижение оптимального коэффициента
формы, позволяющего снизить отрицательные воздействия ани-
231
зотропности древесного заполнителя, возможно лишь при модер-
низации дробильно-стружечного оборудования.
Проведенные нами определения зависимости сцепления дре-
весного заполнителя с цементным камнем позволяют дать обо-
снованные рекомендации, касающиеся способа облагораживания
или вида добавок в смеси для повышения адгезионной прочности
структуры арболита. Для цехов с одностадийной подготовкой
древесного заполнителя (рубленая дроблеика с шероховатостью
поверхности 1—3-го класса, или 1800...800 мкм) на рубильных
машинах типа ДУ-2 эффективнее применять минеральные до-
бавки (например, известняковые отходы камнепиления), позво-
ляющие увеличить растворную часть арболитовой смеси. Для
дробленки с такой поверхностью при нормированных расходах
портландцемента толщина прослойки цементного камня не пре-
вышает 0,3...0,4 мм. Поэтому отдельные гребни древесного запол-
нителя могут нарушить непрерывность прослойки и снизить ад-
гезионную прочность в контактных зонах структуры. Получение
арболита проектных марок на такой дробление сопряжено с пе-
рерасходом цемента.
В цехах, где древесную дробленку получают по двухстадий-
ной технологии (сначала производят щепу на рубильной машине,
а затем — дробленку на стружечных станках типа ДС-3, ДС-5,
приспособленных в качестве дробильных агрегатов) и частицы
имеют шероховатость 5—8-го класса, или 320...60 мкм, целесооб-
разно применять ХД и высокомолекулярные соединения, позво-
ляющие повысить нс только сцепление заполнителя с цементным
камнем, но и в значительной степени растяжимость контактной
зоны структуры арболита и таким образом увеличить прочность
и стойкость арболита к влагопеременным воздействиям.
6.7.	Снижение коррозионной активности
арболитовой смеси. Защита стальной
арматуры и закладных деталей
в арболитовых конструкциях
Применение конструкций из арболита для сельскохозяйствен-
ных и многоэтажных зданий, особенно эффективных однослой-
ных панелей, отвечающих современным требованиям по сниже-
нию материалоемкости и массы изделий, сдерживается вследст-
вие сложности обеспечения коррозионной стойкости содержа-
щихся в них стальной арматуры, металлических, закладных и
крепежных деталей.
Особая защита металлических включений в конструкциях из
арболита, армированных рабочей арматурой, становится необ-
ходимой в результате структурных и физико-химических свойств
арболита: высокая пористость — до 70%, водопоглощенне — до
232
80%, сорбционное увлажнение до 5.. 8%, повышенная проницае-
мость для кислых газов. Опасность интенсивной коррозии стали
обусловлена в основном наличием в жидкой фазе смеси хло-
рид-ионов в связи с использованием на большинстве предприя-
тий СаС12 и A12(SO4)3 (сернокислого глинозема) в качестве ин-
тенсификатора твердения арболита. Скорость коррозии стали в
арболите за год составляет: 100 г/м2 — в присутствии СС,
45 г/м2 — П£и наличии SO4 " и около 25 г/м2 — в отсутствие ак-
тиваторов коррозии в помещениях с нормальным влажностным
режимом. Защита арболита необходима не только для сохране-
ния несущей способности конструкций, но и для предотвращения
появления ржавчины на поверхностях.
Поэтому при подборе и исследовании новых комплексных ХД
для арболита ставилась задача, чтобы они снижали коррозион-
ную активность арболита по отношению к стали, способствовали
интенсификации процесса твердения и повышению его прочности.
Были предложены комплексные добавки, содержащие в своем
составе ингибирующие ионы (NO? , Сг2О7 ) * Состав добавок
их влияние на прочность арболита по сравнению с традиционной
добавкой СаС12 представлены в табл. 6.7. Состав арболитовой
смеси принят одинаковым для всех случаев, кг/м3: портландце-
мент М400...М380; дроблеика — 240; вода — 400.
Таблица 6.7. Прочность арболита, МПа, с различными химическими
добавками
Номер состава добавки	Добавка в арболит, % от массы цемента	Время твердения, сутки			
		3	7	14	28
1	СаС12 (2)	1.21	1 85	2,97	3,50
2	CaCI + (NH.) Сг.О, (2+1)	1,92	2,83	3.S5	5,00
3	NaNOc + NaNO, + NH4C1 (2+2 + 2) ННХК + (МН4)2Сг.О7 (4+1)	2.61	4,16	4 71	5,12
4		2,40	3,50	3,76	5,48
Исследования показали, что все предложенные комплексные
добавки уже к 3 суткам твердения арболита заметно повышают
его прочность, к 28 суткам прочность увеличивается на 45...55%
по сравнению с прочностью арболита с добавкой СаС12. Наи-
большая прочность реализуется при совместном введении в
смесь нитрит-нитрат хлорида кальция (ННХК) и (NH4)2Cr2O7
(двухромовокислого аммония). Повышение прочности арболита
связано, по-видимому, не только с ускоряющим его твердение
вяжущим при действии электролитов, но и влиянием на древес-
ный заполнитель предложенных добавок, которые снижают вы-
ход экстрактивных веществ в жидкую фазу арболита.
* Составы арболита с указанными добавками защищены авторскими
свидетельствами: а. с. (575046 СССР, 798081 СССР, 852846 СССР.
233
'Рис. 6.25. Анодная поляризация стали в арболите и добавками (% от массы
цемента)
1 СаСЬ (2):	СаСЬ + (NH.hCr2O, (2+1). 3 — NaNOj t NaXO. + NH.Cl (2+2+2).
4 — HHXK + (NHjhCi+Or (4+1)
Влияние химических добавок на коррозию арматуры изучают
в\тем снятия кривых анодной поляризации стали в арболите со-
ответствующего состава. Сущность метода состоит в фиксирова-
нии величины тока, протекающего через поверхность изучаемой
стали, при наложении потенциалов различной величины. * В
связи с тем, что величина плотности тока пропорциональна кор-
розионным потерям массы стали, сравнение кривых «потенци-
ал— плотность» тока позволяет оценить состояние стали с точки
зрения ее коррозионной стойкости в арболите с различными до-
бавками.
Анализ кривых (рис. 6.25) показал, что в арболите с СаС12
сталь не поляризуется и находится в активном состоянии. Введе-
ние совместно с СаС12 в арболитовую смесь (NH4)2Cr2O7 (со-
став 2) несколько смещает величину стационарного потенциала
стали в положительную сторону, хотя ход кривой анодной поля-
ризации свидетельствует о довольно активном состоянии метал-
ла. В арболите с комплексной добавкой состава 3 характер по-
ляризации стали практически не изменился. В рассмотренных
составах арболита (составы 2 и 3) соотношение ионов-ингибито-
ров коррозии (Сг2О7- и NO? ) и хлорид-ионов составляло 1 : 1,5.
Увеличение доли ингибитора по отношению к активатору корро-
зии в составе комплексной добавки (состав 4) NQf -)-Сг2О7
* Для сравнения в качестве электрода использовали хлорсеребряиый
полуэлемент.
234
/С1 =1/0,47 способствовало значительному облагораживанию
стационарного потенциала и увеличению поляризации стали.
Электрохимические испытания показали положительное дей-
ствие предложенных для введения в арболит комплексных доба-
вок на состояние стали. Однако реальные условия эксплуатации
арматуры в изучаемом материале отличаются от условий про-
ведения испытаний, так как анодная поляризация стали в лабо-
раторных уеловиях изучалась на примере арболита, насыщен-
ного водой, когда поверхность стали находилась в плотном кон-
такте с электролитом. В эксплуатационных условиях коррозия
металла в арболите протекает при отсутствии сплошного контак-
та с материалом из-за его высокой пористости, вследствие чего
возможно функционирование, наряду с микропорами, коррози-
онных макропор. Поэтому проводились прямые коррозионные
испытания стальной арматуры в арболитовых образцах разме-
ром 7X7X7 см. Образцы хранились в атмосферных условиях с
относительной влажностью воздуха 100% По истечении шести
месяцев испытаний стальные стержни извлекали, удаляли с них
продукты коррозии и определяли потерю массы и глубину кор-
розионных язв. В арболите с СаС12 вся поверхность стальных
стержней была покрыта плотно сцепленной ржавчиной, коррози-
онные потери составляли 220 г/м3, максимальная глубина язв
равнялась 240 мкм. Введение в смесь дополнительно 1%
(NH4)2Cr2O7 (состав 2) способствовало снижению коррозионных
потерь до 170 г/м2, при этом максимальная глубина язв была
более 260 мкм. Аналогичная картина наблюдалась при примене-
нии комплексной добавки (Nal\O2+NaNOa+NH4Cl). Однако во
втором случае коррозионное поражение охватило только 80%
поверхности стального стержня.
Более высокие результаты при сравнивании коррозионных по-
терь были получены при использовании в качестве добавок в
арболите ННХК и двухромовокислого калия (состав 4): площадь
коррозионного поражения поверхности стали составила 50% по-
тери массы — 90 г/м2, максимальная глубина язв— 100 мкм.
Полученные результаты находят свое объяснение в свете из-
вестных представлений о действии анодных ингибиторов, когда
при небольшом содержании ингибиторы могут стать опасными,
вызывая появление коррозионных очагов.
Использование комплексных химических добавок, содержа-
щих ингибиторы, снижает коррозионные потери стали в арбо-
лите, однако в случае содержания их меньше, чем активатора
(С1~) в составе комплексной добавки, наблюдается увеличение
глубины язв. Введение в арболитовую смесь добавок, общее со-
держание ингибиторов в которых больше, чем активаторов, зна-
чительно уменьшает не только общие копрозионные потери ста-
ли, но и максимальную глубину язв.
Применение предложенных комплексных ХД в арболите спо-
235
собствует интенсификации его твердения и повышению проч-
ности на 45...55% по сравнению с прочностью арболита на тра-
диционной добавке (СаС12). Наличие с составе химических доба-
вок-ингибиторов коррозии снижает коррозионную активность ар-
болита по отношению к стали. При этом содержание в комплекс-
ной добавке ингибирующих ионов (ЦОГ.СггО? ) должно превы-
шать количество хлорид-ионов не менее чем в 2 раза.
Добавки-ингибиторы эффективны только в условиях сухого
режима эксплуатации и при наличии плотного контакта стали с
цементным камнем, что практически невозможно даже в поризо-
ванном арболите. Латексно-минеральные обмазки, применяемые
в обычных бетонах, не обеспечивают долговременную и надеж-
ную защиту стальной арматуры, особенно при наличии активато-
ров коррозии (добавки, содержащие С1_ и SO< ).
Для защиты необетонируемых закладных и соединительных
деталей в арболитовых конструкциях в большинстве случаев не-
обходимо применять металлические покрытия, не требующие вос-
становления и возобновления в процессе эксплуатации.
Проведенный в ЦНИИЭПсельстрое комплекс электрохими-
ческих и многолетних прямых коррозионных исследований пока-
зал, что надежную защиту арматурной стали обеспечивают по-
крытия на основе дивинилстирольного термоэластопласта 51-Г-18,
ингибированного состава ХС-500, шпатлевки ЭП-0010, эпок-
сидно-каменноугольного состава. Цинковые покрытия в арболите
интенсивно разрушаются под воздействием солей органических
кислот, образующихся при взаимодействии экстрактивных ве-
ществ со щелочью бетона. Хорошие результаты для защиты за-
кладных и соединительных деталей получены при применении
алюминиевых горячих или металлизационных покрытий толщи-
ной соответственно 100 и 200 мкм.
6.8.	Интенсификация процесса твердения
арболита
Известно, что арболит не поддается традиционным способам
интенсификации твердения. В сушильных камерах возможен
термообогрев при температуре не более 50°C, поскольку даль-
нейшее ее повышение ведет к снижению прочности изделий
вследствие неполной гидратации цемента (из-за быстрого обез-
воживания арболита, особенно в периферической зоне изделий)
и деструкционных процессов, связанных с подверженностью дре-
весины и других целлюлозосодержащих заполнителей к влаж-
ностным деформациям (усушка, коробление). В силу этих при-
чин одним из перспективных направлений интенсификации твер-
дения арболита можно считать введение ХД, побуждающих про-
236
цесс твердения, и применения вяжущих, влияющих на темп на-
бора прочности.
С нашим участием рекомендован ряд эффективных хими-
ческих комплексных добавок, позволяющих не только ускорять
твердение арболита, но и значительно повысить его прочность.
Это комплексная добавка, содержащая нитрит-нитрат натрия и
NH4C1 * в следующем количестве на 1 м3 арболита 6 кг NaNO2,
6...8 кг NaNO3 и 6 8 кг NH4C1 Такая комплексная добавка ре-
комендуется для заполнителя из хвойных пород.
С целью повышения долговечности армированных конструк-
ций при нашем участии разработаны такие комплексные до-
бавки, которые не только снижают коррозионную агрессивность
арболитовой среды, но и позволяют значительно интенсифици-
ровать твердение арболита, повысить его прочностные показа-
тели. Для арболита, применяемого при изготовлении армирован-
ных изделий и конструкций на смешанном заполнителе (хвойном
и лиственном), предложены следующие комплексные добавки в
расчете на 1 м3 арболита: 8 кг СаС12 и 4 кг (NK4)2Cr2O7 **, в дру-
гой состав входят 8 и 16 кг нитрнт-нитрата кальция и 4 кг дву-
хромовокислого аммония ***. Такие добавки позволяют снизить
коррозионную агрессивность арболитовой среды, повысить проч-
ность арболита до 5 МПа и, интенсифицировав процесс тверде-
ния, получить отпускную прочность за 7 ..12 суток (в зависи-
мости от активности портландцемента и массивности конструк-
ций).
6.9.	Интенсификация процесса твердения
арболита путем электрообработки
Одним из путей ускорения процесса твердения арболита и
улучшения его показателя однородности является примене-
ние способа электрообработки отформованных изделий (способа
электростабилизации, или элстар), предложенного А. Н. Первов-
ским.
Для реализации электрообработки арболитовых изделий в
производственных условиях необходимо:
разработать технологическую оснастку для формования (фор-
мы и крышки к ним с электродами);
подобрать компактные источники постоянного электрического
тока (с силой тока не менее 1000 А и напряжением не менее
100 В);
определить способы подключения источника питания к эле-
ментам опалубки (форм и крышек) для получения знакоперемен-
* А. с. 675046 СССР.
** А. с. 708081 СССР.
** А. с. 852846 СССР.
237
ных импульсов, сконструировать пост электростабилизации с
пультом управления;
подобрать наиболее оптимальные составы смеси, в которые
входят электролиты (жидкое стекло, хлорид кальция и др.).
Опыт электрообработки стеновой панели размером 225Х120Х
Х28 см из арболита для жилого дома серии 115, произведенный
на Покровском ЖБИ (Московская обл ), позволил рекомендо-
вать формование «элстаровых» изделий в формах разъемной
конструкции, выполненных из металла и диэлектрика, причем
противоположные стенки (плоскости) формы должны являться
электродами (поддон формы не рекомендуется связывать с борт-
оснасткой). Для обеспечения процесса электростабилизации бы-
ли модернизированы формы, используемые для производства
арболитовых изделий. За один из электродов приняли металли-
ческую бортоснастку (поддон, боковые и торцевые стенки), вто-
рым электродом являлась крышка, которая была выполнена
также из металла и обрамлена по периметру деревянными брус-
ками (для создания диэлектрического пояса) со швеллерными
балочками для крепления ее с бортоснасткой винтовыми замка-
ми через диэлектрические шайбы. Таким образом, обеспечивал-
ся замкнутый контур, где электрод крышки выполнял одновре-
менно функцию пригруза-зажима.
При использовании такой формы ею воспринимаются усилия
рсдеформации упругой арболитовой смеси. Изделия формуются
в горизонтальном положении на вибротумбе грузоподъемностью
5 т, под пригрузом — крышкой формы. По окончании формова-
ния крышка крепится к бортоснастке с помощью винтовых
замков.
Стеновые панели изготовляются офактуренными. Нижний и
верхний слои — фактурные толщиной 2...3 см из цементного ра-
створа М100. Средний слой толщиной 22 ..23 см выполняется из
арболитовой смеси М25.
После формования изделия в формах подаются к посту
электростабилизации в вертикальном положении и устанавлива-
ются на нем в специально изготовленную кассету (для шести
форм). В качестве электротехнического оборудования приняты
электросварочные аппараты постоянного тока (выпрямители сва-
рочные ВДМ-1001).
Для обеспечения необходимых параметров по силе тока
(1000 А) и напряжению (100 В) в схему поста электростабили-
зации введены два аппарата, последовательно соединенных меж-
ду собой. Была принята схема параллельного включения трех
пар форм, заполненных арболитовой смесью. Пары форм соеди-
нялись между собой последовательно Таким образом пост элект-
ростабилизации был сконструирован на 6 форм объемом 4,5 м3
массы арболита.
Импульсное переключение постоянного тока осуществляется с
238
помощью реле времени в режиме работы от 2,5 до 5 мин. Для
подключения к посту к формам были приварены специальные
металлические штыри. На штырях закрепляются наконечники ка-
белей, соединенных с электросварочными аппаратами, после чего
включается источник постоянного тока и начинается процесс
электростабилизации арболитовой смеси. Процесс электростаби-
лизации каждой пары изделий продолжается от 60 до 90 мин.
Пульт управления поста состоит из кнопки включения элект-
росварочного аппарата, реле времени для импульсного переклю-
чения постоянного тока, приборов показаний силы тока и напря-
жения, а так же счетчика для учета расхода электроэнергии.
Пост электростабилизации обнесен ограждением со световой
сигнализацией, подходы к формам для подключения электричес-
кого тока оборудованы деревянными настилами.
Наблюдения за процессом электростабилизации арболитовой
смеси показали следующее: через 8... 10 мин после включения по-
стоянного электрического тока знакопеременных импульсов на-
чинается обильное парение через зазоры между крышкой и
бортоснасткой, а также через щели самой бортоснастки (хотя
повышение температуры смеси очень незначительно), из форм
вытекает вода. Это свидетельствует о том, что в процессе элект-
ростабилизации происходит удаление избыточной влаги (за 1 ч
удаляется до 30% воды от ее первоначального количества), со-
провождающееся повышением плотности цемешного камня в
контактной зоне и значительным уменьшением влажности изде-
лий, обеспечивающим ускорение твердения последних.
После электростабилизации изделие выдерживается в форме
6...8 ч. После этого крышка снимается и изделие с формой транс-
портируется к специально оборудованной раме и устанавлива-
ется на нее под углом 60...70°. Изделие освобождается от опа-
лубки и затем за монтажные петли переносится в специально
сконструированную кассету-накопитель, где выдерживается в те-
чение 3 суток для набора монтажной прочности.
В лаборатории завода железобетонных изделий были испыта-
ны образцы электростабилизированного арболита. Испытания
проводились в соответствии с ГОСТ 19222—84 «Арболит и изде-
лия из него. Общие технические условия». Ниже приводятся
средние результаты испытаний кубиков электростабилизирован-
пого арболита на прочность при сжатии, МПа: после выдержки
в течение 2 ч — 0,26; 24 ч— 1,3; 2 суток— 1,8.
В течение двух суток изделия из электростабилизированного
арболита набирают транспортабельную прочность. Поскольку
после 6...8 ч выдержки становится возможным распалубливать
их, то формующую оснастку для формования можно использо-
вать дважды в сутки.
Так как монтажная готовность изделия достигается в течение
3 суток, создаются условия для значительного сокращения пло-
239
щадей производственных и складских помещений. По опыту
предприятии, способ электростабилизации дает па 1 м3 изделии
около 60 кВт • ч экономии электроэнергии по сравнению с тра-
диционной технологией производства арболита.
Для электростабилизации арболита может быть использован
переменный ток. Однако, учитывая некоторое удорожание стои-
мости формующей оснастки и большую номенклатуру изделий
для жилых домов, при проектировании линий и цехов следует
разрабатывать ТЭО (технико-экономическое обоснование).
Выводы
1.	Экспериментально и в масштабах промышленного произ-
водства подтверждено, что эффективными путями повышения
прочности арболита (до марки 50 и выше) и стойкости его к вла-
гопеременным воздействиям являются:
снижение влажностных деформаций древесного заполнителя
(стабилизация его размеров), например при обработке А1С1з (из
расчета 2% от массы цемента);
повышение эластичности клеевых прослоек — цементного кам-
ня за счет введения в арболитовую смесь высокомолекулярного
соединения, позволяющее компенсировать объемные влажност-
ные деформации древесного заполнителя деформациями эластич-
ных швов в структуре арболита (такими соединениями являются
поливинилацетатная дисперсия марки ДБ46/7С или латекс
СКС-65ГП«Б» в количестве соответственно 12,4 и 9,6% от массы
цемента;
обработка древесного заполнителя раствором полиакрилами-
да и AlCl j при соотношении компонентов 16,7:83,3, или 0,4 и 2%
от массы цемента *;
увеличение сцепления отдельных элементов структуры ком-
позита путем повышения адгезии древесного заполнителя це-
ментным камнем с увеличением растяжимости адгезионного со-
единения или путем лучшего омоноличивания контактных зон за
счет увеличения растворной части смеси, например обработка
древесного заполнителя комплексной добавкой из Са(ОН)2 и
(МН4)2СОз при соотношении 67 :33 из расчета 6% от массы це-
мента **, введение в состав арболитовой смеси добавки измель-
ченного известняка (отход камнепиления) в количестве 25% от
массы цемента и 2,5% жидкого стекла или 2% А1С1з; это позво-
ляет повысить прочность арболита до марки 50 (при расходе
портландцемента М400 для арболита марки 35) или при полу-
чении арболита марки 35 снизить расход цемента на 16% (опти-
мальная фракция измельченного известняка — 0,05 мм).
* А. с. 624909 СССР.
** А. с 660966 СССР.
240
2.	Древесный заполнитель проявляет явно выраженные упру-
гопластичные свойства, которые затрудняют процессы формова-
ния и уплотнения арболитовой смеси, а также отрицательно
влияют на структурообразование и прочность арболита. Поэтому
улучшение условий структурообразования арболита при его
уплотнении связано с эффектом упаковки твердой фазы, а не
с ее сжатием (обычным прессованием).
3.	Одним, из путей снижения влияния анизотропных свойств
древесного заполнителя на прочностные свойства арболита явля-
ется придание частицам древесины определенной формы и раз-
меров с учетом свойств частиц в различных направлениях (вдоль
волокон, в радиальном и тангенциальном направлениях).
4.	Получение арболита (на рекомендуемых составах) высо-
кой прочности (марки 50 и выше) с повышенной стойкостью к
влагопеременным условиям позволяет расширить область его
применения, например в качестве теплого основания полов в
виде плит сборных стяжек марки 50 под линолеум и паркет или
в качестве стеновых конструкций, позволяющих повысить этаж-
ность зданий (до 3 этажей), а также несущих конструкций, в
том числе для плит покрытий и перекрытий.
5.	Использование комплексных добавок, содержащих ингиби-
рующие добавки ННХК и (NH4)2Cr2O7, а также NaNO2+
+NaNO3-|-NH4Cl и СаС12+(NH4)2Cr2 способствуют интенсифи-
кации твердения арболита и повышению его прочности на
45...55% по сравнению с арболитом на наиболее широко приме-
няемой добавке СаС12.
6.	Применение в составе комплексных добавок ингибиторов
коррозии снижает коррозионную активность арболита по отно-
шению к стальной арматуре, однако надежность обеспечивается
при условии превышения в 2 раза количества ингибирующих
ионов (NOr, Сг2О7'“) по сравнению с хлорид-ионами (СП). До-
бавки-ингибиторы эффективны в условиях сухого режима экс-
плуатации арболитовых конструкций.
7.	Для зданий, эксплуатируемых в условиях повышенной
влажности и агрессивности среды (животноводческие здания и
др.), стальная арматура в конструкциях из арболита может быть
надежно защищена покрытием из обмазок на основе дивинил-
стирольного термопласта 51-Г-18, ингибированного состава ХС-
500 шпатлевки ЭП-0010, эпоксидно-каменноугольного состава.
Закладные и соединительные детали можно надежно защи-
тить алюминиевыми покрытиями толщиной 100...200 мкм.
8.	Для производства арболита при применении ВНВ может
быть существенно расширена сырьевая база получения заполни-
теля, так наряду с древесной дробленкой и лесорамными опил-
ками были использованы гуза-пая, рисовая солома, а также
впервые рисовая шелуха и отходы хлопкоочистительных пред-
241
приятии (содержат частицы гуза-паи, коробочки, зеленую массу
и очесы хлопка).
9.	По фракционному составу для всех рассматриваемых ви-
дов целлюлозосодержащих заполнителей растительного проис-
хождения рекомендовано древесное сырье, рисовую солому и гу-
за-паю перерабатывать в две стадии: измельчение частиц (мак-
симальный размер длины частиц не должен превышать 40 мм)
и фракционирование (лесорамные опилки, рисовую лузгу и ОХП
подвергать только фракционированию — отделению пылевидных
фракций).
10.	По основным свойствам арболита (прочность при стати-
ческом сжатии, водопоглощении и коэффициент размягчения)
наплучшие результаты для всех видов применяемых заполните-
лей были получены при использовании ВНВ-100, затем ВНВ-50,
и наименьшие показатели этих свойств имели образцы на
ВНВ-30.
И. Учитывая, что результаты по прочности на сжатие арбо-
лита, полученного на основе ВНВ-100, лишь на 18...20% превы-
шают прочность арболита на ВНВ-50, а при получении ВНВ-50
значительно сокращаются энергозатраты и материалоемкость
(количество клинкерного составляющего), рекомендовано для
производства арболита на рассмотренных видах заполнителей
использовать ВНВ-50 и ВНВ-30.
12.	Испытания контрольных образцов, полученных на порт-
ландцементе М400, показали, что их характеристики по прочно-
сти соответствуют аналогичным показателям образцов, получен-
ных из арболита на ВНВ-30.
13.	Применение эффективных традиционных ХД — «минера-
лизаторов», хлоридов (в частности, СаС12) для арболита на ос-
нове портландцемента при использовании ВНВ-100 является ме-
нее эффективным, чем жидкого стекла. Это влияние «минерали-
затора» особо значимо сказывается на конечной прочности арбо-
лита, полученного на основе ВНВ, хотя темпы роста прочности
арболита на ВНВ-50 без добавок значительны: за 7 суток — 73%
(прочности за 28 суток), за 14 суток — 87%; при применении
СаСЬ — соответственно 60% и 75%; при применении жидкого
стекла (модулем не ниже 2) —соответственно 54% и 85%. Проч-
ность за 28 суток у состава смеси с жидким стеклом составила
5,4 МПа, с СаС12 — 1,85 МПа, а без добавок— 1,64 МПа.
14.	Предположительно введение в арболитовую смесь на ос-
нове быстротвердеющего ВНВ-100 добавки СаС12 — ускорителя
твердения — создает градиент набора прочности, т. е. процесса
твердения цементного камня в контактной зоне на поверхности
заполнителя (вследствие замедляющего действия легкогидроли-
зуемых сахаров на процессы гидролиза и гидратации! и в толще
прослойки цементного теста (камня), где это отрицательное
влияние снижается.
242
15.	Подтверждено, что при производстве арболита, как и в
случае получения бетонов на минеральном заполнителе, при при-
менении ВНВ наблюдается снижение водопотребности смеси. В
связи с неодинаковым водопоглощением рассматриваемых орга-
нических целлюлозосодержащих заполнителей фактически В/Ц
для каждого из них составило: для древесной дроблении — 0,8;
рисовой лузги — 0,75; гуза-паи — 0,9; рисовой соломы — 0,95 и
ОХП—1,0, что значительно ниже, чем в случае использования
портландцемента (где В/Ц=1...1,3 и более).
16.	При использовании ВНВ более высокие результаты по
физико-механическим свойствам арболита получаются при введе-
нии компонентов смеси в следующей последовательности; дре-
весная дробленка (или другой вид органического целлюлозосо-
держащего заполнителя), раствор жидкого стекла, ВНВ, вода
для корректировки консистенции смеси. Воду затворения целе-
сообразно вводить с «минерализатором» — жидким стеклом в
виде раствора. Увеличенный объем раствора жидкого стекла за
счет воды затворения обеспечивает более равномерное распреде-
ление и непрерывность минеральной пленки жидкого стекла, об-
разуемой на поверхности органического заполнителя, а следова-
тельно улучшает условия структурообразования в контактной
зоне сформированных арболитовых изделий.
17.	Применение ВНВ, способствующего повышению темпа
набора прочности арболита в ранние сроки, позволяет получить
распалубочную прочность через 12...16 ч (при применении порт-
ландцемента такая прочность достигается через 18...24 ч). Для
таких заполнителей, как древесная дробленка и рисовая лузга
использование ВНВ обеспечивает немедленную распалубку из-
делий, при этом увеличивается оборачиваемость форм (поддо-
нов) и в целом сокращается металлоемкость формующей ос-
настки.
Глава 7
ПРОИЗВОДСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ
АРБОЛИТА В СТРОИТЕЛЬСТВЕ.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
Арболитовые изделия используют в строительстве в виде па-
нелей и блоков, плит покрытия для совмещенных кровель и плит
перекрытия, усиленных железобетонными брусками или несущей
основой, перегородочных плит, плит пола, тепло- и звукоизоля-
ционных плит, объемно-пространственных конструкций, моноли-
тов и т. п. Арболит показал себя отличным стеновым материа-
лом. Благодаря крупнопористой структуре этот бетон обладает
243
ценными, особенно для сельскохозяйственных построек, качест-
вами: высокой теплоизоляцией, способностью поддерживать
осушающий режим в помещениях, поскольку на его поверхности
не конденсируется влага и не повышается содержание влаги в
стенах.
Отечественный и зарубежный опыт показал, что по своим
строительным, экономическими и эксплуатационным показате-
лям арболит при применении в ограждающих конструкциях не
уступает, а в ряде случаев и превосходит бетоны на минераль-
ных пористых заполнителях, в том числе и широко распростра-
ненный керамзитобетон. Применение арболита позволяет снизить
стоимость 1 м2 стены на 5...7 руб по сравнению с кирпичной
кладкой и керамзитобетоном. При этом значительно уменьша-
ется масса здания. Так, масса 1 м2 арболитовой стены толщиной
20 см составляет 140 кг, а аналогичная по теплотехническим ха-
рактеристикам керамзитобетонная — от 350 до 420 кг. Замена
кирпичной кладки арболитом снижает массу здания в 7...8 раз.
Арболит в ограждающих конструкциях благодаря крупнопори-
стой структуре имеет высокие теплотехнические показатели, ко-
торые позволяют существенно повысить термическое сопротив-
ление стен и снизить расходы на отопление зданий. Однако до
настоящего времени расширение применения этого материала в
качестве ограждающих и несущих конструкций для сельскохо-
зяйственных и жилых зданий сдерживалось недостаточной изу-
ченностью его деформативных свойств, закономерностей измене-
ния их от температурно-влажностных воздействий.
Рекомендации по проектированию несущих и ограждающих
конструкций могут быть выданы на основании проведенных ис-
следований и анализа результатов натурных обследований зда-
ний различного назначения, эксплуатируемых при разных темпе-
ратурно-влажностных режимах.
7.1.	Свойства арболита. Рекомендации
по проектированию конструкций
7.1.1.	Теплофизические свойства арболита
Для выяснения теплофизических качеств стеновых панелей из
арболита в условиях эксплуатации ЦНИИЭПсельстроем (руко-
водитель работ Н. С. Балыбердин) были проведены натурные
обследования ряда сельскохозяйственных производственных зда-
ний в Калужской, Смоленской, Саратовской и Горьковской обл.
и в Краснодарском крае. В процессе обследований выяснялись
размеры панелей, толщина арболита и фактурных слоев, объем-
ная масса материалов, состояние конструкций, продолжитель-
ность эксплуатации помещений.
244
Основное внимание обращалось на определение теплотехни-
ческих характеристик стеновых панелей сопротивления тепло-
передаче ограждений, эксплуатационной теплопроводности,
влажностного режима арболита и фактурных слоев.
Для выяснения степени агрессивности воздушной среды ис-
следовался микроклимат зданий, учитывалась эффективность ис-
пользования систем инженерного оборудования.
В зависикгости от вида заполнителя и качества уплотнения
арболитовой смеси, а также от условий эксплуатации стеновых
панелей возможны некоторые отклонения их теплофизических
характеристик от расчетных. С целью уточнения теплофизичес-
ких характеристик были исследованы стеновые панели в совхо-
зе «Нахимовский» Смоленской обл.: при толщине их равной
29 мм общее сопротивление теплопередаче ограждения состави-
ло 1,19 м2 • °С/Вт при требуемом для данного типа зданий в кли-
матических условиях Нечерноземной зоны 1,2 м2 • °С/Вт. Непло-
хие показатели сопротивления теплопередаче панелей отмечены
в коровниках Калужской и Горьковской обл. и в Краснодарском
крае.
Проведенные натурные обследования показали следую-
щее: внутренняя поверхность стеновых панелей и многих обсле-
дованных помещений сухая, без следов конденсации влаги на
ограждениях. При осмотре стеновых арболитовых панелей в зда-
ниях со сроком эксплуатации 13... 15 лет не отмечено отслоения
фактурных слоев от арболита (птичник совхоза «Приволжский»,
коровник колхоза «Рассвет»), нет трещин в вертикальных сты-
ках основных панелей нижнего ряда.
Деструкция арболита и наличие скоплений древоразрушаю-
щих грибков в местах отбора проб из панелей не отмечены.
Структура и естественный цвет древесной дробленки, щепы и
льняной костры сохранились. Аналогичное состояние стеновых
панелей и в других зданиях, эксплуатируемых в течение 5...8 лет
(в коровнике на 200 голов совхоза «Красный партизан», телят-
никах на 400 голов колхоза им. Ильича и совхоза «Свобода»
Горьковской обл., коровника на 200 голов совхоза ««Блинов-
ский» Краснодарского края).
Результаты проведенных обследований перечисленных произ-
водственных зданий, построенных с применением стеновых арбо-
литовых однослойных панелей с двумя фактурными слоями, ука-
зывают на возможность широкого применения таких ограждаю-
щих конструкций при возведении телятников, коровников, сви-
нарников, птичников и ряда других объектов. Изучались тепло-
технические характеристики стеновых панелей: сопротивление
теплопередаче ограждений, теплопроводность в условиях экс-
плуатации, влажностный режим арболита и фактурных слоев
(табл. 7.1). Для выявления степени агрессивности воздушной
среды исследовался микроклимат зданий, при этом учитывалась
245

Таблица 7.1. Свойства стеновых панелей из арболита в эксплуатационных условиях
□з • •И1ГО1И1ГЦД1\ Ч13ОНГОНОС1 UOL'Udl		-	0,28 0,28 0,27 0,26 0,27
1 С.пирпгивление теплопередаче. м • С/Л г	аомэаьихдоф	ем	LL'G 61’1 S9‘0 СГ.1 16*0
	эона\oadi		0,79 । 0,86 0,6 1.2 0,86
Влажность фактурных слоён, %	ojohv Aden		4,5 18 3 2,9 7,0 3,1 !	7,7 2,3 1,6 2,3 2,5 2,0
	OJSHHadlAHH	СЛ	12,5 35,5 3,9 12,0 3,2 8,8 5,8 8,6 6,9 2,0 11,5 16,6 5,0
Влажность слоев арболита. %	пэвтэйэ н	ос	18,8 22,4 13,7 13,6 12,8 9,3 8,7 18 6 24,6 11,1 23,0 33 8 7,5
	олоижлйен	Г-	7,8 18,1 12,2 12,7 12,0 7,6 7,5 19,9 21,5 10,2 21,8 29,5 5,3
	озэигэёэ	М5	22,5 18,8 14,9 13,4 13,1 9,0 8,8 20,0 24,7 10,8 23,3 33,8 11,5
	O-idHuaditiie	и->	26,2 30,0 15,7 14,6 13,4 11,2 10,0 14,2 27,8 11,2 23,8 38,1 5,1
Месяц испытания		-т	Февраль Март Сентябрь Апрель Сентябрь Март Сентябрь Февраль Май Сентябрь Февраль Март Август
‘EllHTHL Ol ХИ !НЗОГЭ \ннс1л1меф ов1эаьиь-оу|			Два 2,0 Один: 2,0 Два; 2,0 Два; 2,0 Два; 2,0
1\э *вогэ озоннонэо СИИ1ЛСО1 Ч1ЭО11ХОГН книг adj		см	700 20 700; 26 700; 13 650 ; 25 650; 16
Наименование и местонахождение объекта		—	Коровник на 200 голов сов- хоза «Рассвет» в Калуж- ской обл. Коровник на 200 голов сов- хоза «Красный партизан» в Горьковской обл. Коровник и а 200 голов сов- хоза «Блииовский» в Крас- нодарском крае Телятник на 400 голов сов- хоза «Нахимовский» в Смоленской обл. Птичник на 5 тыс. кур совхоза «Приволжский» в Саратовской обл.
246
эффективность использования систем приточно-вытяжной венти-
ляции. Исследования проводились по общепринятой методике
НИИСФ, Гипронисельхоза, ЦНИИЭПсельстроя.
Обследовались три объекта, построенных из арболитовых ог-
раждающих конструкций. В Калужской обл. первый коровник из
арболита на 200 голов был построен в 1970 г. (Мосальский рай-
он, колхоз «Рассвет») по типовому проекту № 801-22/66, разра-
ботанному Белгипросельхозстроем. Размеры коровника в плане
18X72 м; высота стен 3 м, площадь застройки 1550 и2. В про-
цессе привязки проекта традиционные керамзитобетонные стено-
вые панели были заменены арболитовыми панелями, изготовлен-
ными мосальской ПМК. Толщина арболитовых однослойных па-
нелей 23 см, средняя плотность арболита 700 кг/м3. В построеч-
ных условиях панели с внешней и внутренней сторон офакту-
рены цементно-песчаным раствором (толщиной до 2 см). Высота
основных стеновых панелей 1,2 м, длина 3 м. Здание оборудо-
вано вытяжными шахтами, приток воздуха неорганизованный,
без подогрева.
Вторым обследованным объектом был телятник на 400 голов,
построенный в совхозе «Нахимовский» Холм-Жарковского райо-
на Смоленской обл. Основные технические решения здания при-
няты в соответствии с типовым проектом № 801-401 Севкавгипро-
сельхозстроя. Размеры телятника в плане 18X84 м, высота стен
здания 3,6 м, площадь застройки 1550 м2. Стены здания возведе-
ны из однослойных арболитовых панелей на древесной дроблен-
ие, изготовленных на Издешковском ЭДСК Росколхозстройобъ-
единения (Смоленская обл.). Толщина однослойных панелей
29 см. Средняя плотность арболита 650 кг/м3. Панели офактуре-
ны с двух сторон цементно-песчаным раствором толщиной по
2 см. Высота и длина панелей нижнего ряда 1,2X6 м, верхнего
ряда (с оконными блоками) 2,4X6 м. Панели усилены арматур-
ной сеткой из проволоки диаметром 3 мм с ячейками 15X15 см.
К сетке приварены монтажные петли. В здании есть приточная
побудительная система вентиляции, совмещенная с воздушным
отоплением; вытяжка воздуха осуществляется с помощью конь-
ковых шахт.
Третий объект—птичник на 8000 кур колхоза «Приволжский»
Татищевского района Саратовской обл. (построен в 1968 г.). В
планировочном отношении здание птичника соответствует типо-
вому проекту № 802-400/ЗП Приволжгипросельхозстроя. Размер
здания в плане 12X96 м; высота стен 2,7 м, площадь застройки
1192 м2. Толщина стеновых панелей 20 см (два фактурных слоя
из цементно-песчаного раствора толщиной по 2 см), средняя
плотность арболита 650 кг/м3, длина панелей 3 м, высота 1,2 м.
Вентиляция птичника осуществляется с помощью шести конько-
вых шахт и люков в нижней части стен. Содержание птицы —
напольное.
247
Животноводческие здания, построенные в других областях
конструктивно решены аналогично. Анализ результатов прове-
денных обследований показывает, что в сельскохозяйственных
производственных зданиях при средней плотности арболита
650 .700 кг/м3 теплопроводность в условиях эксплуатации со-
ставила 0,26.0,28 Вт/(м -°С) Близкие значения этого показа-
теля получены и при лабораторных испытаниях на приборе
«Файтрон».
В весенний период в животноводческих постройках происхо-
дит накопление влаги (по некоторым зданиям до 22,4...24,6%) 
В летнее время за счет испарения влаги в панелях влагосодер-
жание арболита снижается до 7,5... 15,5%. По СНиП П-З—79
«Строительная теплотехника. Нормы проектирования», допуска-
ется для фибролитовых плит и арболита на портландцементе в
зданиях с нормальным, влажным и мокрым режимами воздуха
помещений 15%-ную влажность материала; в зоне конденсации
паров влаги в зимний период года максимально допустимое зна-
чение влажности 25%. Влажность внутреннего фактурного слоя
панелей в конце лега составляла 2...6,5%, наружного— 1,6...4,2%.
Важно отметить также, что в коровнике колхоза «Рассвет» за
14 лет его эксплуатации не отмечено прироста уровня влагосо-
держания, несмотря на неудовлетворительный микроклимат в
помещениях.
Влажностный режим для стеновых панелей в разное время
года в зданиях различного назначения зависит от технологии их
изготовления и вида содержащихся в здании животных (см.
табл. 7.1).
Анализ данных табл. 7.1. показывает, что в сельскохозяйст-
венных производственных зданиях при средней плотности арбо-
лита 650...700 кг/м3 эксплуатационный коэффициент его тепло-
проводности составлял 0,26...0,28 Вт/(м ‘°C). Влажность завод-
ских арболитовых изделий обычно 10. .15%, в ряде случаев дохо-
дит до 17%.
Исследования подтвердили, что при правильном выборе тол-
щины с учетом термосопротивления арболитовых панелей и кли-
матических условий эксплуатации однослойные арболитовые па-
нели имеют хорошие эксплуатационные свойства.
С учетом полученных результатов по определению и уточне-
нию эксплуатационных теплофизических характеристик арболи-
товых однослойных офактуренных панелей в ЦНИИЭПсельстрое
были выполнены расчеты толщин панелей данного типа для об-
ширной номенклатуры сельскохозяйственных помещений с раз-
личными технологическими параметрами: температурой от 15 до
16°C и влажностью воздуха от 70 до 85% для районов с разны-
ми наружными зимними расчетными температурами (наиболее
холодные три или пять дней — от —13 до —50°C).
Использование представленных материалов позволяет точно
248
подбирать толщины панелей при проектировании сельских зда-
ний в различных районах страны. Расчеты подтверждают дан-
ные натурных наблюдений о возможности массового применения
однослойных офактуренных арболитовых панелей в большинстве
важнейших регионов. Для усиления парозащитных свойств таких
конструкций в зонах с длительным периодом влагонакопления,
где имеют место одновременно и наиболее низкие наружные тем-
пературы (Восточная Сибирь, часть областей Западной Сибири
и Дальнего Востока), в животноводческих зданиях нецелесооб-
разно применять двухслойные панели, в которых внутренний
фактурный слой заменен защитным из плотного бетона толщи-
ной 5 см.
Конструктивные особенности арболитовых панелей, а также
теплофизические свойства арболита приведены в табл. 7.2 и 7.3.
Таблица 7.2. Теплофизические характеристики арболита
при условиях эксплуатации А и Б
Средняя плотность арболита в сухом состоянии КГ/М'1	Удельная теплоем- кость в сухом состоянии к Дж/(кг- С)	Расчетная влажность по массе. %		Расчетные коэффициенты					
				ч еллонроводностн Вт/(м С)			геплоусвоения. Вт/(м - С)		паро- нроии- ваемо- стн, мг/ (м.ч.Па)
		А	Б	сухое	А	Б	А	Б	
									А и Б
600	2,50	10	15	0,116	0,175	0.233	4,54	5,44	0,105
800	2,50	10	15	0,463	0,244	0,302	6,20	7.15	0,105
Примечание. Тснлофи*ическая характеристика арболита как теплоизоляци-
онного материала для ограждающих конструкции регламентируется прилож. 3, поз.
120—121 СНнП П-3—79 «Строительная теплотехника*, а характеристики для арболита
с объемной массой 600. . .700 кг/м3 при условиях эксплуатации зданий с нормаль-
ным и влажным режимом групп А и Б — прилож. 2
На основании анализа работы различных стеновых конструк-
ций из арболита в ЦНИИЭПсельстрое разработаны стеновые
арболитовые однослойные офактуренные панели длиной до 6 м
с монтажной арматурой для производственных сельскохозяйст-
венных сооружений. Использование арболитовых панелей в срав-
нении с традиционными керамзитобетонными позволяет снизить
толщину стен сельскохозяйственных зданий более чем в 1,5 раза.
Изучение теплотехнических характеристик птицеводческих и
животноводческих ферм показало, что хорошие теплофизические
характеристики арболита позволяют ему с успехом конкуриро-
вать с другими бетонами на минеральных пористых заполните-
лях.
249
Г а б л и ц а 7,3. Конструктивные особенности арболитовых панелей в зависимости
от номенклатуры, микроклимата зданий и наружных температур
Рекомендуемый тип панелей		г-	Однослойные, с од- ним фактурным сло- ем ip = 2400 кг м31 я штукатуркой	(р = 1400 .1800 кг 'м *) То же > Двухслойные, арми- рованные. с защит- ными и фактурными слоями (р = 2400 кг/м3) То же » Однослойные арми- рованные с двумя фактурными слоями (р = 1600. . .1800 кг м3) То же » »
Наружная температура наиболее холодных трех дней АС		чО	Выше —40 То же » —40 н ниже То же » Выше —40 То же » » »
Параметры м нкроклимата	ВЛЛ/К- иость. %	•О	40. . .70 30. . .1,0 40. . .60 ' 75. .85 75 75. . .85 70. . .80 60. . .70 75 75 75 75
	темпера- тура, °C	’З'	20. . .30 19. .22 20. .30 ю 10 3. . .6 14 16 16. .20 18 10 15
Микроклимат		с-1	Сухой с повышен' нымн температура- ми во йуха То же » Влажный с пони- женными температу- рами н умеренными То же » Умеренно влажный С умеренными тем- пературами воздуха То же » »
Особенности техноло- гии содержания птицы, животных		CN	Клеточное Клеточное и напольное Сухие технологические процессы Стойловое и беспривяз- ное Крупногрупповое Периодическое увлаж- нение стен здания То же Клеточное Крунногрупповое секционное То же Стойловое, боксовое То же
Сельскохозяйственные здания		-	Игичинки-цыплятники Птнчники-бройлерники Механические мастерские, жилые помещения Коровники Здания молодняка и от- корма крупного рогатого скота Кошары Утятники Птичники промышленного стада кур Свинарники-маточники Свинарники-откормочники Коровники, здания молод- няка и откорма крупного рогэтого скота 1елятпнки
250
7.1.2.	Гвоздимость арболита. Применение гвоздевых
соединений в арболитовых конструкциях
Широкое внедрение арболитовых конструкций в жилищном
и сельскохозяйственном строительстве ставит ряд вопросов по
устройству узлов крепления строительных изделий при заполне-
нии проемов в стенах (фрамуг, оконных и дверных бло-
ков) .
В железобетонных и кирпичных стенах крепление оконных и
дверных коробок обычно осуществляется на гвоздях к деревян-
ным пробкам, заложенным по периметру проемов. В случае при-
менения арболита целесообразно элементы заполнения проемов
крепить с помощью гвоздей непосредственно к арболиту без ис-
пользования закладных деревянных пробок. Однако до настоя-
щего времени данные о несущей способности гвоздевых соедине-
ний в арболитовых конструкциях отсутствовали.
Для определения работоспособности гвоздевых соединений
элементов заполнения проемов с арболитовыми панелями в
ЦНИИЭПсельстрое были проведены экспериментальные иссле-
дования. Испытания проводились в узлах, имитирующих крепле-
ния оконных переплетов к арболитовым однослойным крупнораз-
мерным стеновым панелям животноводческих зданий. Стеновые
панели с прочностью на сжатие 2,8...3,4 МПа, средней плотно-
стью 600 кг/м3 были изготовлены в цехе арболитовых изделий
Издешковского ЭДСК Росколхозстройобъединения (Смоленская
обл.) способом прослойного уплотнения арболитовой смеси на
формовочной машине типа СМЖ-506, разработанным Саратов-
ским объединением Росстройматериалы совместно с Гипро-
строймашем.
При испытании применялись гвозди диаметром 4, 5, 6 мм и
длиной 70, 100 и 200 мм, широко используемые в строительной
практике. Соединения испытывались на поперечную нагрузку,
имитирующую ветровое давление на крепление оконного пере-
плета. При этом заменялось перемещение узла крепления в на-
правлении действующей нагрузки.
Исследования показали, что характер поперечных деформа-
ций и несущая способность гвоздевых соединений в значительной
степени зависят от размеров гвоздей. Одновременно была отме-
чена хорошая гвоздимость арболита. При испытании соединений
на гвоздях длиной 100 и 200 мм выявилось несколько этапов их
работы: сначала линейная зависимость поперечных деформаций
от нагрузки, затем при увеличении нагрузки в результате обмя-
тия арболита под гвоздем в соединениях развивались неупругие
деформации, сопровождавшиеся изгибом гвоздей. При примене-
нии гвоздей длиной 70 мм эти этапы работы соединений были
выражены менее ярко.
При проектировании гвоздевых соединений подбор размеров
251
I а б л и ц a 7.4 Зависимость технологических показателей
1воздевых соединений от размеров гвоздей
Размеры гвоз- дей, мм: диаметр/длина	Дсформа- тивиость при разру- шении, см	Ра ipy таю- щая на- грузка '’раэр.	Несущая способность Р„. с- кН
6/2<М>	0,36	1,28	1.9
5/100	0,39	0,74	1,15
4/70	0,33	0,40	0,65
гвоздей для крепления заполнений проемов к конструкциям из
арболита рекомендуется производить согласно табл. 7.4.
7.1.3.	Прочностные и деформативные свойства
арболита
Отечественная практика обеспечивает производство арболита
классов В0,35...В2,5 (марок 5, 10, 15, 25, 35). В настоящее время
научно-исследовательские институты страны ведут работы для
получения в промышленных масштабах арболита классов В3,5
и В5 (марок 50 и 75). В связи с тем, что применение этого мате-
риала в более ответственных изгибаемых несущих конструкциях
с применением армирования и закладных деталей, анкеровка
которых производится в геле материала, расширяется, деформа-
тивпым свойствам арболита придается все большее значение. По
величине удельных деформаций ползучести (с) арболит значи-
тельно превосходит легкие бетоны на минеральном заполнителе:
удельные деформации ползучести арболита при напряжении
<та = 0,4/?.,р составляют к моменту затухания с — 400 - 10-6. что
более чем в 10 раз превышает это значение для керамзитобетона
марок В2,5...ВЗ,5. Это объясняется тем, что в легких бетонах на
искусственных пористых заполнителях ползучесть проявляется в
основном за счет цементного камня, в арболите же этот процесс
усугубляет древесный заполнитель, характеризующийся значи-
тельными неупругими деформациями.
Вследствие того, что древесный и другой целлюлозосодержа-
щий заполнитель подвержен влажностным деформациям под воз-
действием температурно-влажностных условий окружающей
среды, резкое изменение последних может интенсифицировать
рост полных деформаций за счет усадки арболита, в котором де-
формации ползучести уже стабилизировались. Установлено, что
относительная величина момента трещинообразования M/(Rpbh2)
в 1,2... 1,4 раза больше теоретической, которая подсчитана с уче-
том опытных значений прочности неармированных балочек из
арболита классов В1...В3.5 при осевом растяжении по формуле
(28), приведенной в СНиП 11-21 75, для бетонных элементов.
У арболита соотношение призменной прочности при централь-
ном сжатии к кубиковой Rnp/RK составляет в среднем 0,78 и
252
незначительно отличается по этой величине от легких бетонов
на минеральном заполнителе.
Отношение напряжения в крайних сжатых волокнах изгибае-
мых элементов перед разрушением ot к призменной прочности
арболита Rlip больше, чем у бетона на минеральном заполнителе
и составляет 0,4...0,5. Соответствующий этим напряжениям коэф-
фициент упругости арболита при сжатии К = 0,85..0,75 свиде-
тельствует о большей по сравнению с обычным бетоном доле
пластических деформаций в крайних сжатых волокнах и, следо-
вательно, большей кривизне эпюры напряжений в сжатой зоне.
Это может быть объяснено армирующим эффектом древесного
заполнителя, благодаря которому отношение Rp/Rnp у арболита
в 2,5...3,5 раза больше, чем у бетона на минеральном заполните-
ле, что подтверждает целесообразность использовать древесный
заполнитель с большим коэффициентом формы (не менее 5).
Опыт применения арболита показывает, что от усадки трещи-
ны в материале не образуются, поэтому необходимость в проти-
воусадочном армировании прямоугольных и полнотелых конст-
рукций отпадает.
7.2.	Стеновые панели и блоки из арболита
Номенклатура трехслойных стеновых панелей и блоков из ар-
болита * включает изделия размером 600X120X20 см (рис. 7.1):
конструкционно-теплоизоляционный слой выполнен из арболита
класса В1 (на основе костры конопли), внутренний защитный
слой — из тяжелого бетона класса В15 (толщина 3,5 см), а на-
ружный—2,5 см из тяжелого бетона класса В15 или цементно-
песчаного раствора марки 100 (толщина 2,5 см). Армирование
осуществляется пространственными каркасами с защитным сло-
ем бетона. В местах пересечения арматуры устраивается утол-
щение бетонного слоя за счет выбора в этих местах арболитовой
смеси (это усложняет технологию формования изделий). Кон-
струкции предназначены для строительства стен животноводчес-
ких зданий ** со слабой п среднеагрессивной средой н относитель-
ной влажностью воздуха внутри помещения до 75%. Эти панели
и блоки разработаны и для других климатических районов.
ЦНИИЭПсельстроем при участии НИИЖБа разработаны но-
менклатура и альбом рабочих чертежей «Однослойные стеновые
панели из арболита для сельскохозяйственных зданий» с шагом
колонн 6 м (шифр 16 81), которые одобрены Госстроем СССР
* Альбом рабочих чертежей «Стеновые |рехслойные панели и блоки из
арболита» (пыл. 1 и 2), разработан Крайколхозпроектом г. Краснодара.
** Для строительства производственных зданий из арболита имеются ут-
вержденные рабочие чертежи «Альбом стеновых арболитовых панелей длиной
до 6 м для производственных зданий» (шифр 293—75).
253
1
Рис. 7.1. Конструкционные решения стеновых панелей для промышленных и
сельскохозяйственных каркасных зданий
и — общий вид панели, б — анкеровка закладных деталей; в — однослойная рядовая
панель: г — однослойная панель перемычка; д — трехслойиая панель; 1 — закладные де-
тали крепления панелей к каркасу здания: 2—подъемные петли. 3 — закладные де
тали крепления оконных переплетов; 4 — монтажная арматура: 5 — рабочая арматура:
6 цементно-песочный раствор MI00; 7 — арболнт класса В2: 8—бетой класса 1315;
9 — арболит класса В1
для применения в опытно-промышленном строительстве сельско-
хозяйственных зданий. Панели предназначены для наружных
стен животноводческих и птицеводческих зданий со слабо- и
среднеагрессивной средой (при относительной влажности возду-
ха внутри помещений не более 75%).
Для изготовления панелей применяется арболит класса В2,5
со средней плотностью 750 кг/м3, отделочные слои выполняются
254
Рис. 7.2. Однослойная стеновая панель из арболита
о — общий вид. б — цокольный учел крепления арболитовых панелей
/—стержень из стали А-1 диаметром 12 мм; 2 — щкладная деталь колонны; 3 t<i-
кладная деталь цокольной панели; 4 мастика УМС-50; 5 — цементно-песчаный раствор
М50; 6 арболитовая стеновая панель; 7 — колонна; 8 — гидронюляцня. 9- цокольная
панель
из цементно-песчаного раствора М100 толщиной 2 см (рис. 7.2).
Номенклатура панелей из арболита включает прямоугольные
изделия толщиной В-20, 21, 28 и 35 см; длиной L-150, 170, 180,
300, 450, 600; высотой Z/-60, 90 и 120 см Производство однослой-
ных панелей из арболита налажено на ЖБИ в г. Богородске и
Костроме для животноводческих, птицеводческих и производст-
венных зданий. На рис. 7.3 показан пример раскладки одно-
слойных стеновых панелей (шифр 16—81) применительно к ти-
повому проекту коровника ТП801-314.
255
39*1,2 |
6,0*1,2
,1,8*1,2
19*ip
27*2,4
1,8*09
18*09
1,8*09
I 3,0*1,2
6,0 *1,2
6,0 *1,2
6,0 *0,9
6,0* 1,2
6,0* 1,2
6,0 *1,2
,19*1,2
1,8*1,2
q°*2-7 21,60
6fl*1,2
6,0*0,9
6,0* op
6,0*0,9
2,7x2^ Igxflg
0,6*2,7
1,8*09
7,W
Рис. 7.3. Фаса! коровника ТП 801-314. Раскладка арболитовых панелей про-
дольных (а) н торцевых (б) стен
В панелях отсутствует рабочая арматура, что снижает требо-
вания к защите плоского каркаса, к которому крепятся подъем-
ные петли. Отсутствие объемного каркаса арматуры в запроек-
тированных панелях позволяет формовать их на любой формую-
щей технологической линии, в том числе и способом послойного
уплотнения.
Применение однослойных стеновых арболитовых панелей для
строительства сельскохозяйственных зданий по сравнению с
двухслойными керамзитовыми имеет ряд технико-экономических
преимуществ: уменьшается масса более чем в 2 раза; снижается
расход арматурной стали более чем в 4 раза; уменьшаются при-
веденные затраты, себестоимость «в деле», трудоемкость изго-
товления и монтажа на 22%; утилизируются отходы лесопиления
и деревообработки, что способствует комплексному использова-
нию лесных ресурсов и защите окружающей среды от загрязне-
ния отходами производства.
В ЦНИИЭПсельстрое для проверки работоспособности и на-
дежности однослойных стеновых панелей из арболита, выявле-
ния запаса прочности и уточнения основных положений их ра-
счета, изложенных в «Инструкции по проектированию и изготов-
лению изделий и конструкций из арболита» (СН 549—82), были
проведены испытания опытной партии таких конструкций на спе-
циально оборудованном стенде со статическим нагружением до
разрушения. Панели испытывались на горизонтальную и верти-
кальную нагрузки. Горизонтальная нагрузка, имитирующая вет-
ровое воздействие на плоскость стенового ограждения, прикла-
256
дывалась этапами по 1 кН. После каждого этапа приложения
нагрузки осуществлялась выдержка, во время которой снима-
лись показания приборов.
Таблица 75 Результаты испытаний стеновых панелей
горизонтальной нагрузкой на прочность
№ панелей	Расчетный изгибающий —момент Л1р, кН  м	Ра зрушающий и я ибающий момент. кН - м		•VUP	Мф' «т
		теоретиче- ский	фактический ИФ		
1	4,3	14.2	14,26	3,3	1,03
2	4.3	14,2	16,1	2.3	0,71
Испытания показали, что арболитовые стеновые панели име-
ют достаточный запас прочности. Фактические разрушающие
усилия превышают расчетные в 2,3. .3,3 раза, что значительно
больше запасов прочности, предусмотренных СН 549—82. Несу-
щая способность панелей, определяемая расчетом в соответствии
с «Руководством», была близка к опытной (табл. 7.5). Это объ-
ясняется тем, что при определении прогибов в соответствии с
«Руководством» конструктивная арматура панелей не учитыва-
лась. Следует отметить, что абсолютная величина горизонталь-
ных и вертикальных прогибов панелей от нормативных нагрузок
невелика и значительно ниже допустимых значений.
Исследованиями установлено, что прочность, жесткость и тре-
щиностойкость однослойных стеновых панелей из арболита до-
статочны и отвечают требованиям рабочих чертежей. Совпаде-
ние теоретических данных и результатов испытания арболитовых
панелей при действии статических нагрузок подтверждает ра-
счетные предпосылки СН 549—82.
Таким образом, исследования таких конструкций из арболита
выявили их работоспособность при действии горизонтальных и
вертикальных нагрузок, а также возможность применения ра-
счетных положений, приведенных в СН 549—82, при их проекти-
ровании. В отечественной практике накоплен положительный
опыт строительства из однослойных стеновых панелей (в основ-
ном длиной 300 см) зданий различного назначения в разных
климатических районах. Обследование показало, что при соблю-
дении в процессе их возведения требований СНиПа здания после
длительной эксплуатации (16...18 лет) находятся в хорошем со-
стоянии.
Применение разработанных ЦНИИЭПсельстроем однослой-
ных стеновых панелей для сельскохозяйственных зданий повы-
шает эффективность применения арболита в строительстве и по-
зволяет существенно упростить технологию их изготовления по
сравнению с двух-, трехслойными панелями, так как не требует
9 Заказ № 394
257
з 5)
Рис. 7.4. Основные элементы номенклатуры арболитовых изделий для жилых
домов серии 115
а - фронтальный вид; б - сечение; /-простеночные блоки: 2 - подоконный блок; 3-
поясные блоки-перемычки; 4 — цементно-песчаный раствор; 5 — арболит класса В2. 6
бетон класса BI5; в — контейнер для транспортировки простеночных блоков
Фасад
009£
Рис 7.5 Одноэтажный одноквартирный трехкомнатный жилой дом серин 115
из арболитовых конструкций
9*
наличия крупного минерального заполнителя для защитных сло-
ев, склада шебня и т. д.
Стеновые однослойные панели для производственных зданий
по конструкции отличаются от вышеописанных тем, что монтаж-
ная и рабочая арматура располагаются в них в теле арболита
(см. рис. 7.1.). Марка арболита в панелях в этом случае должна
быть не ниже 25. Панели имеют защитные слои из цементно-
песчаного раствора MI00 толщиной 10...20 мм, которые не учи-
тываются при расчете прочности, поэтому такую конструкцию
считают однослойной. Разработанная номенклатура панелей
включает все необходимые элементы для проектирования навес-
ных и самонесущих стен зданий с различной разрезкой (рядовые
панели, панели-перемычки, простенки, панели угловые, подкар-
низные, парапетные).
Возможность применения панелей без несущих бетонных слоев
в каркасных зданиях объясняется отсутствием в таких зданиях
(по условиям эксплуатации) длительно действующих горизон-
тальных нагрузок. Сцепление арматуры и арболита, достаточное
для совместного восприятия изгибающих моментов от гори-
зонтальной (ветровой) нагрузки, достигается с помощью предва-
рительной обмазки арматуры перед укладкой в форму цемент-
ным тестом. Такая обмазка одновременно предохраняет арма-
туру от коррозии.
В сравнении с трехслоннымп панелями однослойные при оди-
наковой толщине характеризуются меньшей массой (в среднем
на 20%), более высокой теплоизолирующей способностью. Это
позволяет снизить нагрузку на колонны и фундаменты, сокра-
тить энергетические затраты на обогрев здания. В связи с этим
их применение более эффективно в районах с низкими расчет-
ными температурами наружного воздуха в зданиях с нормаль-
ным влажностным режимом.
Гипролеспромом разработаны типовые проекты домов серии
115 усадебного типа со стенами из крупных арболитовых блоков
Таблица 7 С Типовые проекты жилых зданий
Вид жилого здания	№ типового проекта	Площадь, м-		Строи- тель- ный объем, м’	Сметная стоимость	
		общая	жичая		здания тыс. руб.	1 м- общей площади, руб-
Дом одноэтажный одно квартирный: двух комнатный	183-II5-51/75	48,6	27,9	231	6,2	128
трех комнатный	183 115-52/75	61,6	39,3	244	7,0	113
То же двухквартирный: двухкомнатный	183-115-127.85	102,4	56	419	11.2	109
т рех ко м н ат н ы й	183-115-128.85	122 4	78,7	576	12,5	102
Дом двухэтажный двух- квартирный: трехкомнатный	141-115-2	142	98	594	14.2	100
четырех комнатный	141 -115-5	162,4	103 2	643	15,9	98
То же, четырехквартирный: двухкомнатный	111-115-129 85	212	116 4	964	20,3	96
трех комнатный	1II-115-29	252.2	158,8	1049	24 6	97
260
Фасад
Рис 7 6. Двухэтажный двухквартирный жидой дом серии 115 с четырехком-
натными квартирами в двух уровнях из арболитовых конструкций
Рис 7.7. Одноквартирный трехкомнатный жилой дом усадебного типа из ар-
болитовых конструкций (ТП 183-115-119/1.2) (Владимирская обл.)
(рис. 7.4). Утверждены и введены в действие 15 типовых проек-
тов усадебных домов (табл. 7.6) и хозяйственных построек.
Представляется целесообразным рекомендовать (рис. 7.5.. 7.7)
для широкого внедрения одноэтажный двухквартирный жилой
дом с трехкомнатными квартирами (ТП 183-115-54), одноэтаж-
ный одноквартирный с трехкомнатной квартирой (ТП 183 115-
119/1.2) и двухэтажный двухквартирный четырехкомнатный жи-
лой дом с комнатами в двух уровнях (ТП 141-115-5/75) В пос
Октябрьский Ленинградской обл построен экспериментальный
трехэтажный жилой дом из арболитовых конструкций серии 115
(рис. 7.8).
Рис 7 8 Экспериментальный трехэтажный жилой лом пз арболитовых кон-
струкций (пос. Октябрьский Ленинградской обл)
262
Рис. 7.9. Одноэтажный одноквартирный жилой дом усадебного типа с хо-
зяйственными надворными постройками
В номенклатуру строительных конструкций, используемых
при строительстве жилых зданий включены стеновые блоки раз-
мерами 2290X1180X240, 2280Х.580Х240, 3580Х580Х.240 мм и
т. д. Они изготовляются из арболита класса В2 на древесной
дробление и портландцементе М400. Толщина наружных блоков,
мм; при /н=—30°С — 240, при /н=—40°С — 280 мм, толщина
внутренних блоков — 200 мм. Блоки с двух сторон офактурива-
ются цементным раствором. Марка по прочности на сжатие на-
ружного слоя 100. Марка раствора внутреннего отделочного слоя
50. Толщина фактурного слоя 10 мм
В блоках предусмотрены монтажные петли из горячекатаной
арматурной стали класса A-I. Для предупреждения выдергива-
ния монтажных петель при подъеме конструкций предусмотрена
дополнительная анкеровка петель продольной арматурой.
ПТПО Сельстройматериалы (Саратов) Госагропрома РСФСР
совместно с ЦНИИЭПграждансельстроем разработан проект
Рис. 7 10 Одноэтажный одноквартирный жилой дом усадебного типа из
арболитовых конструкций
263
жилого дома усадебного типа в панельном исполнении («Одно-
этажный одноквартирный трехкомнатный жилой дом», шифр
1-70 — 78), утвержденный Госгражданстроем. Домами серии 35
усадебного типа из арболитовых конструкций застраивают села
в Саратовской обл., Издешковском и других районах (рис. 7.9,
7.10).
7.3.	Несущие конструкции с применением арболита
Изделия из арболита широко применяются в Горьковской,
Вологодской, Свердловской, Калужской, Саратовской, Архан-
гельской обл., в Краснодарском крае, Адыгейской авт. обл. и
других регионах страны, где из них возведены и возводятся раз-
личные объекты.
Одно из перспективных направлений использование арболита
в комбинированных несущих конструкциях плит покрытий и пе-
рекрытий, так как в существующих проектах еще применяются
деревянные конструкции (тамбуры, лестничные марши, кровли,
покрытия и перекрытия).
В нашей стране и за рубежом имеется определенный опыт
жилищного и промышленного строительства с использованием
арболита в совмещенных покрытиях в качестве несущих плит.
За рубежом для покрытий промышленных зданий и жилых до-
мов с совмещенной кровлей успешно применяются плиты из дю-
ризола, армированные в растянутой зоне сталью. В зависимости
от пролета и нагрузки плиты выпускаются толщиной 10 и 12 см,
длиной 350 см, со стержневой арматурой в слое тяжелого бетона
или железобетонными брусками.
Возросшие объемы и темпы малоэтажного строительства, со-
временными критериями которого являются полносборочность и
высокая степень заводской готовности строительных конструк-
ций, четко обозначили направления дальнейшего совершенство-
вания номенклатуры арболитовых изделий:
максимальная унификация элементов имеющейся номенкла-
туры применительно к технологии, освоенной на действующих
предприятиях;
расширение номенклатуры за счет создания несущих и само-
несущих стеновых панелей размером до 7,2X1.8 м для общест-
венных и жилых зданий каркасных и бескаркасных с горизон-
тальной разрезкой;
разработка номенклатуры крупноформатных стеновых эле-
ментов, таких как панели и плиты перекрытия размером на ком-
нату (рис 7.11) Проведенные НИИЖБом, ВНИИдревом,
ЦНИИЭПсельстроем, МЛТИ исследования свойств арболита и
его работы в однослойных панелях и в сочетании с бетоном под-
264
Рис 7.11 Конструктивная схема о (послойной основой панели размером на
комнату с толщиной арболшового слоя 210 мм
тверждают реальность внедрения подобных конструкций в прак-
тику строительства.
Среди новых разработок конструкций с применением арбо-
лита следует отмстить плиты междуэтажного перекрытия и
покрытия для жилых домов и общественных зданий, разработан-
ные при совместном участии НИИЖБа, ВНИИдрева и Гипролес-
прома. Рабочие чертежи плит входят в проекты типовых и экспе-
риментальных домов Гипролеспрома (ЭПД-21, 211-1-156, 163-
115-83 и др.).
Плиты перекрытия (рис. 7 12, 7.13) представляют собой ком-
позитную трехслойную пли ребристую конструкцию, сочетающую
265
Рис 7.12. Поперечные сечения композитных конструкций плит перекрытия
ля жилых и общественных зданий
а — плита трехслойиая для перекрытия пролета 4,8 м; б — плита с боковыми ребрами
для пролета 6м;/ — арболит класса ие ниже В1 для варианта а, В2 для варианта б;
2— бетой класса ие ниже В15, 3 — рабочая арматура классов А-П или А-111; 4—
цсмснтио-песчаиый раствор М100
арболит и бетон. Размеры плит обусловлены следующими факто-
рами. Длина пролета соответствует шагу несущих стен (3,6 и
4,8 м), принятому в типовых проектах малоэтажных жилых до-
мов серии 115 и общественных зданий со стенами из арболита;
ширина — максимально возможной ширине изделий (1,2 м), ко-
торую можно получить на действующих формовочных линиях
силового вибропроката и вибропрессовапия. Толщина определя-
ется толщиной междуэтажного перекрытия из деревянных эле-
Рис. 7.13 Плиты перекры-ия, изготавливаемые иа Костромском ЗЖБИ, для
жилых домов усадебного типа с использованием арболита марки 25
(класс В2)
266
ментов (18 см), принятой в двухэтажных жилых домах се-
рии 115.
Наружные слои трехслойных плит выполнены из бетона М200
(класс В15), верхний слой толщиной 2,5 см, работающий на сжа-
тие, не армирован. Толщина верхнего слоя выбрана по условиям
прочности и деформативности. Нижний слой толщиной 3,5 см
армирован сварной или вязаной сеткой, рабочая арматура кото-
рой состоит из стальных стержней диаметром 10... 12 мм (сталь
классов А-Н или А-Ш). Толщина защитного слоя бетона для
рабочей арматуры соответствует требованиям СНиП П-21—75
(пп. 5.4 — 5.6).
Плиты снабжены монтажными петлями из арматуры диамет-
ром 12 мм класса A-I, которые обязательно крепятся к сетке в
нижнем бетонном слое. Предпочтительное расположение мон-
тажных петель такое, при котором их захватная часть выступает
из боковой продольной плоскости плиты. Это решение упрощает
процесс уплотнения арболитового слоя при формировании и в то
же время облегчает соединение плит между собой при монтаже
перекрытия.
Рассматриваемые плиты были использованы в эксперимен-
тальном трехэтажном жилом доме (проект Гипролеспрома), по-
строенном в пос. Октябрский Ленинградской обл. Проведенные
в НИИЖБе испытания плит кратковременной и длительной за-
грузкой показали, что их несущая способность соответствует тре-
бованиям; расчетная нагрузка на 1 м2 плиты с учетом ее собст-
венной массы составила 7100 Н.
В случае необходимости устройства перекрытия и покрытия
с пролетом более 4,8 м, а также при использовании плит, сече-
ния которых изменяются по ширине или высоте, и плит, имеющих
проемы, рекомендуется конструкция с боковыми несущими реб-
рами из бетона М200. Толщина верхнего слоя плиты с боковыми
ребрами так же, как и трехслойной, не менее 2,5 см. Слой этот
можно изготовить из обычного мелкозернистого или песчаного
бетона М100. В качестве рабочей арматуры использованы плос-
кие сварные каркасы, монтажные петли размещаются в бетон-
ном слое.
В ПО Днепроэнергостройиндустрии Минэнерго СССР была
изготовлена опытная партия несущих конструкций из арболита
в виде объемно-блочных элементов для строительства жилых
домов.
Октябрьский ДСК Минлесбумпрома СССР выпускал трех-
слойные арболитовые плиты покрытия и перекрытия, верхний и
нижний слои которых выполнялись из тяжелого армированного
бетона. Плиты размером 360X120X18 см использованы для
строительства экспериментального трехэтажного восьмиквартир-
ного дома в пос. Октябрьский в качестве плит покрытая и.пере-
крытия.
267
Применяемые в покрытиях и перекрытиях арболитовые эк-
спериментальные конструкции имеют малые (до 3 м) пролеты.
Из-за низких прочностных показателей арболита использование
его в изгибаемых несущих элементах покрытий и перекрытий
возможно в комбинированных конструкциях составного сечения
в сочетании с тяжелым бетоном классов В15. В25. Изгибаемые
несущие элементы пролетом более 4,5 м в отечественной прак-
тике не выпускаются. Это обусловлено недостаточной изученно-
стью поведения арболита в изгибаемых элементах.
НИИЖБом совместно с ЦНИИМЭ разработано и рекомендо-
вано несколько типовых конструкций плит покрытий и перекры-
тий для жилых домов из арболита. Конструкция панели запро-
ектирована для пролетов 3 и 4,5 м при толщине 20 см. Панель
имеет слоистое сечение: нижний слой — толщиной 3 см, верх-
ний— 2,5 см из тяжелого бетона класса В15, средний — толщи-
ной 14,5 см из арболита классов В1,5 или В2,5.
Рабочая арматура, изготовляемая из стали класса A-II или
А-Ill, укладывается в виде сварных сеток в нижнем слое панели.
Верхний слой армируется сварной сеткой, изготовленной из глад-
кой проволоки диаметром 4 мм, средний слой из арболита клас-
сов В1,5 или В2 со средней плотностью 700...800 кг/м3 выполняет
теплоизолирующие функции. Масса 1 м2 такой арболитовой па-
нели 253 кг.
Применение панелей перекрытий с использованием арболита
дает значительный экономический эффект: снижается стоимость
материала перекрытий по сравнению со стоимостью деловой дре-
весины в 2 раза; уменьшается трудоемкость работ на строитель-
ной площадке на 30...40%; повышается долговечность и огне-
стойкость конструкций перекрытий. Однако область применения
изделий из арболита ограничена. Они не могут удовлетворять
потребностям промышленного и сельскохозяйственного строи-
тельства, где наиболее эффективны плиты покрытий длиной 6 м.
Изготовление и применение плит покрытия для пролета 6 м
позволило бы полностью унифицировать несущие и ограждаю-
щие конструкции с применением арболита.
Опыт экспериментального строительства зданий, в которых
арболит применен в покрытиях и перекрытиях пролетом 4 и 6 м,
имеется в Пермской обл., где в пос. Верхние Городки построены
гараж и двухэтажный дом, а в пос Камарихинская — книжный
магазин. Проектной группой Пермского облпотребсоюза разра-
ботаны рабочие чертежи «Плиты крупнопанельные арболитовые
для покрытия (КАП) размером 1,5x6 м». Конструктивные ре-
шения крупноразмерных арболитовых плит покрытия пролетом
6 м разработаны совместно с ЦНИИЭПсельстроем.
При обследовании здания гаража после 2 лет эксплуатации
установлено, что арболитовые плиты пролетом 4 и 6 м в совме-
щенном покрытии не имеют сверхнормативных деформаций Та.
268
кие покрытия по сравнению с железобетонными имеют ряд пре-
имуществ, в частности не требуют теплоизоляции. Для утепления
железобетонных покрытий мииераловатными плитами толщиной
10 см на каждые 100 м2 требуется по нормам 23 чел. дн. па ук-
ладку утеплителя и 7,35 чел.-дн. на устройство пароизоляции,
стяжки и битумной грунтовки. Общие трудозатраты составляют
42,13 чел.-дн., что в 3 4 раза больше, чем при использовании ар-
болитовых плит покрытий, не требующих утеплителя
В бесчердачных совмещенных кровлях из арболитовых плит
сразу же после их укладки, заделки и выравнивания поверхнос-
тей швов можно наклеивать водоизоляционный ковер или при-
шивать шифер непосредственно к плитам.
7.4.	Производство мелкоштучных арболитовых
блоков и перегородочных плит
В практике сельского строительства в пашей стране приме-
няют три типа конструктивных систем домов усадебного типа:
из мелкоштучных элементов, крупноблочные, крупнопанельные с
панелями размером на комнату. Большинство зданий из арбо-
лита построено из крупных блоков (серия I15, разработанная
Гипролеспромом).
Значительный опыт по производству и строительству жилых
домов из мелких арболитовых блоков размером 500Х250Х
Х200 мм накоплен в Ульяновской обл., где в цехе арболитовых
изделий в пос. Майна блоки формуют на разработанной
ЦНИИЭПсельстроем технологической линии, работающей по
способу вибрирования с пригрузом (рис. 7.14, 7.15). Производ-
ство мелкоштучных блоков размером 400X200X200 мм и пере
городочных плит размером 800X400X80 мм освоено также в
Грузагростройдетали (ДОЗ, г. Гори). Формование изделий осу-
ществляется на поддоне способом немедленной распалубки, что
позволяет значительно (на 120 т) снизить металлоемкость фор-
мующей оснастки (рис 7.16.. 7.18). Применение поддонов обус-
ловливает также снижение потребности в площадях для вызре-
вания арболитовых панелей и мелкоштучных изделий и склад-
ских помещениях готовой продукции. Доставка арболитовых из-
делий на стройплощадку на поддонах-контейнерах гарантирует
их транспортировку без потерь.
Для изготовления стеновых и мелкоштучных блоков
ЦНИИЭПсельстроем запроектированы технологическая линия
(шифр 3140000000) и парк оснастки мощностью 6 12 тыс. м3
изделий в год Технологическая линия по производству мелко-
штучных блоков из арболита (шифр 0—1905) производитель-
ностью 1,5...2 тыс. м3 в год разработана институтом Гипросель-
стройиндустрия совместно с ЦНИИЭПсельстроем.
269
Рис. 7.14. Изготовление мелкоштучиых блоков иа формующей линии с гид
равлическим подъемником пригруза (пос Майна Ульяновской обл.)
Использование мелких арболитовых блоков позволяет в пре-
делах принятой габаритной схемы усадебного дома легко менять
его планировку.
Типовые проекты домов со стенами из мелких арболитовых
блоков пока отсутствуют, поэтому для строительства домов уса-
дебного типа рекомендованы типовые проекты Мосгипрониисель-
строя, КиевЗНИИЭПа, Белгипрониисельстроя и Азгипрониисель-
строя. Кроме того, для домов со стенами из мелкоштучных блоков
ЦНИИЭПсельстроем для разных регионов страны разрабо-
тана номенклатура блоков и рекомендованы типовые проекты
Рис. 7 )5. Мелкоштучиые блоки из арболита иа поддонах на площадке
естественного дозревания
270
Рис. 7.16. Технологическая линия, осиащеиная формующей установкой, ра-
ботающей по способу вибрирования с пригрузом с пневматическим подъем-
ником пригруза (г. Гори)
ТП-183-221 -1/1, ТП-183-221-2/1 и ТП-183-221-3/1 с заменой на ар-
болитовые газобетонных блоков, предусмотренных в проектах.
Для сейсмичных регионов страны рекомендованы следующие
проекты жилых домов усадебного типа с надворными хозяйст-
Рис. 7.17. Немедленная распалубка арболитовых перегородочных плит (раз-
мером 800x400x80 мм) после формования способом вибрирования с при-
грузом
271
Рис. 7 18 Перегородочные плиты из арболита на поддонах на площадке
естественного дозревания
венными постройками из мелкоштучных блоков: ТП-195-000-152с
«Одноэтажный одноквартирный трехкомнатный жилой дом для
индивидуальных застройщиков»; ТП-146-000-162с «Двухэтажный
одноквартирный жилой дом для индивидуальных застройщиков»
Переработка проектов жилых домов со стенами из пильных
известняковых блоков («кубиков») при замене последних на ар-
болитовые блоки таких же размеров не представляет особой
сложности. Для надворных построек из арболитовых блоков ре-
комендованы типовые проекты ТП-193-221-4/1 и ТП-194-000-160с.
Стремясь к максимальному снижению массы изделий, монти-
руемых без применения грузоподъемных механизмов, а также
учитывая теплотехнические расчеты, унифицированную толщину
стен жилых зданий из мелких арболитовых блоков в областях
с расчетной температурой наиболее холодной пятидневки —20,
—30 и —40°C принимают равной 200 и 250 мм. Плотность арбо-
лита для изготовления мелкоштучных блоков должна быть
600...700 кг/м3, теплопроводность 0,15...0,1 Вт/(м • °C), прочность
2,5...3,5 МПа.
В соответствии с требованиями ГОСТ 19010—82 рекоменду-
ется для производства следующая номенклатура мелких арболи-
товых блоков для домов усадебного типа: 600X300X6, 600Х
Х150Х6, 300X300X6, 600X200X6, 600ХЮ0Х6 (здесь 6 может
быть равно 200 или 250 мм). Такая номенклатура мелких арбо-
литовых блоков позволяет осуществлять строительство домов
усадебного типа по ТП-183-221-1/1, ТП-183-221-2/1, ТП-183-221-
2-3 (для РСФСР).
272
Замена .мелкоштучных блоков из различных материалов на
арболитовые блоки должна согласовываться с организацией —
разработчиком проекта.
7.5.	Производство и применение арболитовых плит
для основания под полы
Эффективность применения арболита в строительстве прояв-
ляется в наибольшей мере в тех случаях, когда наряду с тепло-
защитными характеристиками максимально используются его
прочностные свойства.
Интересен опыт, накопленный в начале 70-х годов, по приме-
нению арболита высоких прочностей (марки 50 и выше) с улуч-
шенной стойкостью к влагопеременным условиям в качестве ос-
нования под полы. Производство арболитовых плит (сборная
стяжка) под линолеум и паркет было освоено на ДОЗе Главбак-
строя в цехе арболитовых изделий (рис. 7.19) по проекту Оргтех-
строя Минпромстроя АзССР. Подобранный автором состав арбо-
литовой смеси (с добавкой известнякового штыба — отхода кам-
непиления) и выбранные технологические режимы позволили по-
лучить конструктивно-теплоизоляционный арболит М50 со сред-
ней плотностью 850...900 кг/м3.
Был применен эффективный способ формования арболитовых
изделий — циклическое прессование с немедленной распалубкой,
который позволяет резко сократить затраты на формующую ос-
настку. Сущность способа формования с немедленной распалуб-
кой в принятой технологии заключается в том, что после много-
кратного прессования (сжатия) арболитовой смеси по подобран-
ному режиму отформованное изделие распалубливается и на щи-
товом поддоне переносится на конвейер термокамеры. Для пред-
отвращения редеформации подобран специальный режим прессо-
вания. В результате экспериментов удалось за счет поперемен-
ных многократных сжатий, сброса давления до нуля и подбора
циклов выдержек снизить упругость арболитовой смеси практи-
чески до нулевых значений. Число попеременных сжатий и
удельное давление находятся в зависимости от таких факторов,
как форма и размеры древесных частиц, В/Ц и Д/Ц, толщина
прессуемого изделия, количество добавки известнякового штыба.
На Дарнагюльском ДОЗе в качестве органического целлю-
лозного заполнителя в арболит использовали станочную струж-
ку, состоящую преимущественно из древесины хвойных пород с
примесью до 20% лиственных пород (осины, березы). Для улуч-
шения фракционного состава стружку пропускают через молот-
ковую мельницу типа ДМ-1 и виброгрохот. Номенклатура вы-
пускаемых в цехе плит сборной стяжки из арболита включает
изделия размерами 2820x980; 1405X980 и 930X980 мм, толщи-
273
Рис 7 19 Общий вид цеха ДОЗа Главбакстроя по производству арболитовых
плит пола (сборная стяжка марки 50, класса В3,5)
Рис 7 20 Арболитовые плиты марки 50 (класс В3,5) сборных стяжек пола
в квартире, уложенные с разделанными швами
Рис 7 21 Устройство паркетного пола по основанию из арболитовых плит
стяжки
ной 70 мм, используемые в качестве оснований под чистые полы
(паркет или линолеум).
Плиты из арболита марки 50 (сборная стяжка) с улучшенной
стойкостью к влагопеременным условиям (увлажнению и высы-
ханию) впервые в отечественной практике были изготовлены в
промышленных масштабах и применены в качестве теплого ос-
нования пола под покрытие из линолеума и паркета на строи-
тельстве девятиэтажного многоблочного жилого дома серии I-
Аз-400АС в Баку (квартал № 1911 по ул. Мичурина). Отделоч-
ным трестом № 1 Главбакстроя уже в конце 1973 г. только на
этом доме было уложено более 2000 м2 арболитовых плит. Арбо-
литовые плиты пола, кратные размерам комнат, укладывали на
песчаную подсыпку, швы заполняли цементно-песчаным раство-
ром, в состав которого входили просеянные (отделенные от
пыли) длинноволокнистые лесорамные опилки (рис. 7.20). Пар-
кет крепили к арболитовому основанию гвоздями или на масти-
ке, линолеум наклеивали на мастику (рис. 7.21).
Принятая конструкция пола со сплошной звукоизолирующей
прослойкой из песка вместо ленточной, предусмотренной СНиП
П-В. 8—71 (6-12 и С-13), исключает поперечный изгиб сборной
стяжки из арболита и позволяет снизить марку бетона стяжки
с 75 до 50. Статический расчет пола подтвердил такую возмож-
ность. Замена армированных легкобетонных плит теплого осно,-
вания на минеральных пористых заполнителях (керамзитобетон-
ные) арболитовыми неармированными плитами пола марки 50
(сборная стяжка) дала хорошие результаты.
Замена керамзитобетонных плит пола на арболитовые позво-
лила снизить затраты на 1 м2 полов по сравнению со сметной
стоимостью на 1 руб. 39 коп. при покрытии из линолеума и на
Рис. 7.22. Фрамуги из арболита класса В3,5
275
1 руб. 29 коп. при покрытии из паркета. Укладка более 27 000 м2
арболитовых плит пола марки 50, изготовленных на Дарнагюль-
ском ДОЗе Главбакстроя, обеспечила экономический эффект бо-
лее 36 000 руб.
Эксплуатация в жилых зданиях в течение 15...16 лет арболи-
товых плит пола высокой прочности (марки 50) с улучшенной
стойкостью к влагопеременным условиям показала их высокое
качество. Обследование полов из арболита и отсутствие рекла-
маций от жильцов подтвердили их хорошее состояние и надеж-
ность.
На этом же предприятии автором была изготовлена опытная
партия лаг, используемых для настилки полов, и глухих фрамуг
(рис. 7.22). Глухие фрамуги были применены в жилых домах се-
рии 1-Аз-400АС в простенках между кухней и ванной комнатой.
7.6.	Производство арболитовых мелкоштучных блоков
с использованием мобильной
бетоносмесительной установки
На Волоколамском экспериментальном заводе строительных
конструкций (ЭЗСК г. Волоколамск Московской обл.) организо-
ван экспериментальный участок по производству мелкоштучных
блоков из арболита марки 35. Технологическая линия (рис. 7.23.)
разработана ПТБ Мособлстройматериалы Мособлисполкома на
базе механизированной бетонорастворосмесительной установки
СБ-119-1М, изготовляемой Житомирским опытно-механическим
заводом Минсельстроя СССР (рис. 7.24). Номенклатура мелко-
штучных блоков из арболита марки 35 принята с учетом возмож-
ности возведения одноэтажного четырехкомнатного дома-усадь-
бы, разработанного ЦНИИЭПграждансельстроя (в варианте из
газосиликатных блоков общая площадь составляет 85,25 м2, жи-
лая площадь — 52,1 м2). Изготовляемые на Волоколамском
ЭЗСК мелкоштучные арболитовые блоки марки 35 имеют сле-
дующие размеры: 290X290X590 мм, 290x290X890 мм и др.,
возможно изготовление блоков типа «крестьянин» размером
188X190X390 мм. На территории Волоколамского ЭЗСК из мел-
коштучных арболитовых блоков построен жилой дом-усадьба.
В качестве древесного заполнителя применяется щепа, полу-
ченная одностадийным дроблением кусковых отходов хвойных
пород (горбыль, срезки, торцы, тонкомер и др.) на рубительной
машине типа ДУ-2. Принятый состав смеси для изготовления
1 м3 блоков из арболита марки 35 со средней плотностью
700 кг/м3 приведен ниже:
портландцемент ГОСТ 10178—85*
(Воскресенского завода), кг .	400
щепа (фракция 2,5. ..10 мм), м3	1,5
27G
Рис. 7.23. Участок по производству мелкоштучных блоков из арболита
Открытый склад для древесной дроблении
хлористый кальций (ГОСТ 450—77*), л.	22,2
(плотность раствора
1,18)
стекло натриевое жидкое
(ГОСТ 13078—81 *), л	24,0
(плотность раствора
1.3)
пенообразователь— алкилсульфатная паста
(ТУ 38-107-19—77), кг .	1,0
(пену получают в со-
отношении 1 : 20)
Технология изготовления арболитовых мелкоштучных блоков
такова. Древесная дробленка (щепа), полученная из отходов в
лесопильном цехе, поступает на открытый склад участка (поли-
Рис. 7.24. Смесительное отделение для приготовления арболитовой смеси и
пост формовки мелкоштучиых блоков
277
гона) по производству арболитовых блоков. С помощью грейфер-
ного устройства она со склада подается в объемный дозатор, а
затем скиповым подъемником загружается в смеситель. Сюда же
через весовые дозаторы поступают цемент, растворы химикатов
и технической пены. Полный цикл перемешивания продолжается
8 мин.
Поризованую арболитовую смесь получают следующим обра-
зом. В смеситель загружают сначала древесную дробленку (ще-
пу), а затем раствор геля, полученного предварительным смеши-
ванием хлористого кальция, жидкого стекла и 1/3 воды затворе-
ния. Щепа с гелем и водой перемешивается в течение 5 мин. За-
тем в смеситель подают цемент и оставшуюся часть воды. Пере-
мешивание продолжается 2...2,5 мин. В приготовленную таким
образом смесь вводят пену, полученную с помощью центробеж-
ного насоса типа 1.5К-6, и продолжают перемещение еще 30 с.
Готовая смесь через течку-раздатчик поступает в металлическую
форму, установленную на вибростоле (смонтированном на само-
ходной тележке), где происходит формование. Вибростол пред-
ставляет собой металлическую плиту, опирающуюся на четыре
резиновые опоры, к тыльной стороне которой прикреплен вибра-
тор серии «И». После завершения уплотнения блоков форму с
изделием выкатывают на тележке, тальфером снимают ее и пе-
реносят на пост вызревания. Через 1...3 суток в зависимости от
атмосферных условий осуществляют распалубку форм и изделия
переносят на участок естественного дозревания, где они хранятся
7 суток. Блоки укладывают в штабель на деревянные прокладки
по 4 блока по высоте. Вместимость склада готовой продукции
рассчитана на десятидневное хранение арболитовых блоков до
отпуска их на строительную площадку (рис 7.25)
Рис. 7.25. Склад естественного вызревания мелкоштучных арболитовых блоков
278
Характеристика участка (полигона) по производству мелко-
штучных блоков из арболита: время одной формовки—13 мин;
производительность — суточная — 12 м3, или 220 штук блоков,
или 77 формовок (при 3 блоках в форме), годовая— 1800 м3, или
33000 штук блоков (в качестве расчетного принят блок размером
0,3X0,3X0,6 м = 0,054 м3).
7.7.	Монолитное строительство из арболита
В ряде случаев в теплое время года целесообразно возводить
жилые дома и хозяйственные надворные постройки из арболито-
вой смеси в монолитном исполнении. Такой способ особенно эф-
фективен, когда строительство ведет индивидуальный застрой-
щик. Можно применять скользящую опалубку, а также деревян-
ные щиты, покрытые кровельным железом, пластиком или водо-
стойкой фанерой.
В условиях строительства из монолитного арболита может
быть использована мобильная самомонтирующаяся бетоносмеси-
тельная установка СБ-119 (рис. 7.26, а) с двухступенчатой по-
дачей сырьевых материалов в бетоносмеситель. На первой сту-
пени подачи заполнителей используют стреловое скреперное уст-
ройство, на второй — скиповый подъемник. Цемент на первой
ступени подается пневматическим способом по вертикальной тру-
бе, на второй — механически с использованием наклонного вин-
тового конвейера.
Установка состоит из двух блоков. Первый (основной) объ-
единяет технологическое оборудование установок и склад запол-
нителей, вторым блоком служит склад цемента. Основной блок
установки (рис. 7.26. б) включает раму (каркас) 7, на которой
расположены технологическое оборудование и устройства управ-
ления им; пульт управления с циферблатным указателем 4 уста-
новлен в кабине 3 вблизи сиденья 5. В кабине смонтированы
кран управления движением скреперного ковша 17 и кнопочный
пост (пульт) включения двигателя скреперной лебедки 6, а так-
же штурвал механизма поворота 2 стрелы 1. Механизм поворота
стрелы находится под кабиной. На стойке 8 установлены дозато-
ры цемента и воды, сообщающиеся патрубками со смесителем 9.
Поток готовой смеси направляется поворотным лотком 10. На
противоположной стороне к вертикальной стенке рамы (каркаса)
примыкает трехсекционный склад заполнителей. Лебедка 6 с
помощью канатов холостого и рабочего хода и стрелы 1 переме-
щает ковш 17 по всей площади склада. В нижней части рамы
размещены дозатор заполнителей 15, компрессорная станция 13
и винтовой механизм 14. Последний переводит основной блок ус-
тановки из рабочего положения в транспортное. Рама 7 при этом
наклоняется на 20°.
279
2
‘i з
Отдели pt) ванные заполнители подают в смеситель скиповым
подъемником с приводом //, ковш которого перемещается по на-
правляющим 12. Рама снабжена выдвижными регулируемыми
опорами. В нижней части рамы встроены задние полуоси. Пе-
редняя подкатная ось при перебазировании соединяется с рамой
сцепным устройством, закрепленным на раме.
Склад цемента располагают в непосредственной близости от
основного блока. Это продиктовано тем, что склад цемента
наклонным винтовым конвейером через эластичный рукав
соединяется с дозатором цемента, установленным над смеси-
телем.
Управление рабочими органами установки электропневмати-
ческое. Установка скомплектована смесителем СБ-80А, обслужи-
вает ее один машинист.
В случае использования установки СБ-119 при строительстве
из монолитного арболита ее необходимо укомплектовать ем-
костью и центробежным насосом 1.5К-6 для приготовления и
подачи раствора химической добавки. В состав установки СБ-
119, входят дозаторы ДЦ-100, ДЖ-100 и ДИ-500.
При транспортировании установки на небольшие расстояния
первый блок с помощью шарнирных соединений и подкаткой оси
превращают в прицеп к автомобилю. На его платформе распола-
гают второй блок также приведенный в транспортное положение.
В таком виде установка представляет собой автопоезд длиной
6 м, шириной 3 м и высотой 3,7 м (рис. 7.26, в). Производитель-
ность установки 7 м3/ч, мощность электродвигателей
24 кВт.
В ряде регионов страны (в Московской, Саратовской, Воло-
годской обл. и др.) уже возведены жилые дома усадебного типа
в монолитном исполнении. Накопленный опыт позволяет в бли-
жайшее время подготовить рекомендации по наиболее рацио-
нальной системе опалубки, способу приготовления, укладки и уп-
лотнения арболитовой смеси.
В большинстве случаев использование мобильной самомонти-
рующейся бетоносмесительной установки СБ-119 поможет меха-
низировать процесс приготовления арболитовой смеси и ускорить
возведения монолитных жилых зданий и надворных хозяйствен-
ных построек.
Рис. 7.26. Бетоносмеснтельная установка СБ-119
а общий вид. / — склад (емкость) цемента; 2—пульт управления; 3 -склад запол-
нителей; 4 — смеситель; 5 — дозатор воды; 6 Дозатор цемента; б — конструктивная
схема- / — стрела скрепера; 2—штурвал, 3 — кабина; 4 пульт управления; 5 — си-
денье, 6 — лебедка, 7 — рама; 8 — стойка; 9 — смеситель: 10 — лоток. // — привод. 12 —
направляющие; 13— компрессорная станция, 14— вннтоной механизм 15 — дозатор;
16 — задняя ось: 11 — ковш: в — транспортное положение- / — первый блок; 2 — второй
блок; 3 — сцепиое устройство, 4 — подкатная ось
281
7.8.	Технико-экономические показатели
производства и применения арболита
Вопросы экономической эффективности производства и при-
менения конструкций и изделий из арболита исследовались
НИИЭС и ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, 1ДНИИМЭ и дру-
гими научно-исследовательскими проектным институтами. Ре-
зультаты исследований, а также опыт производства и строитель-
ства зданий различного назначения из арболитовых конструкций
показывают, что широкое внедрение этого материала в практику
строительства дает народному хозяйству нашей страны значи-
тельную экономию денежных средств, трудовых и топливно-энер
гетических ресурсов.
Наиболее полное представление об эффективности производ-
ства и применения строительных конструкций из этого материа-
ла может дать сравнительная оценка технических вариантов ме-
тодом соизмерения капитальных вложений и себестоимости с
учетом затрат на производство, транспорт и монтаж (табл. 7.7).
Как видно из таблицы, расчетная себестоимость производства
и применения арболитовых конструкций в среднем на 25...30%
ниже себестоимости легкобетонных конструкций! и конструкций
из ячеистого бетона. Эффективность применения арболита обу-
словлена также уменьшением капитальных вложений, в частно-
сти на создание сырьевой базы для производства арболита по
сравнению с соответствующими затратами для заводов легкобе-
тонных изделий из ячеистых бетонов. Кроме того, чрезвычайно
важное значение имеет существенная экономия трудовых затрат
при производстве и применении арболита. Трудоемкость, вклю-
чая производство изделий и их монтаж, при устройстве стен из
арболитовых конструкций на 35...40% ниже, чем стен из легко-
бетонных конструкций. Что касается сравнения со стенами из
железобетонных панелей или из кирпича, то показатели для ар-
болита лучше тех же показателей для железобетона и кирпича
в 1,5...2,5 раза.
Анализ табл. 7.8 показывает, что на возведение 1 м2 стены из
арболита требуются наименьшие затраты по сравнению со сте-
нами из других традиционных стеновых материалов.
Таким образом, по технико-экономическим показателям при
производстве и применении в строительстве стен различного на-
зачения арболитовые конструкции предпочтительнее прочих Ос-
новные преимущества арболитовых конструкций по сравнению с
другими традиционными стеновыми конструкциями заключа-
ются: в снижении удельных капитальных вложений на 1 м2 или
1 м3; уменьшении себестоимости вследствие применения деше-
вого сырья для приготовления заполнителей; снижении себестои-
мости строительно-монтажных работ в результате удешевления
стеновых конструкций, транспортных расходов и массы конст-
282
Таблица 7.7. Технико-экономические показатели на 1 м2 глухой наружной стены
из различных материалов (по данным НИИЭС Госстроя СССР)
‘(WC-LHOK и ОИХЭГОН -EHOdu) ЧАЭОМНдОГлбх			2,7 4 4 3,6 4,3 3,6 3 8,6 6,2
•<jAd ruediec armirardiwdij			8,5 14,1 15,3 12,9 16,6 12,3 12,5 21,2 16,5
<апитальные|	к X	В том числе на произ- водство стеновых материалов	6,6 19 19 19,2 20 19,2 4 28,2 15,4
1 Удельные >	X <м * о и	Всего	9,5 28 28 25,1 30,4 24,1 10 36,3 25,9
ул(] ‘.airar я* чхэоь чюхээоээ			7,4 10,7 11,9 9,9 12,9 9,4 11,3 16,8 13,4
gXd ‘BflUffoeCHodu OJON.l -Гонсс чхэоинохзаоаэ			5,7 7,6 9 7,2 10 6,7 8,4 6,94 3
ли ‘иипл fdxDHon еэзеуу			154 270 240 200 200 200 65 1200 1250
		из ‘CHHTnvOj.	22 26 24 25 24 12 66 66
,.и/ля BireHdaiBi\ чхэонхогц			700 900 800 700 700 1800 1900
		Элемент	Арболитовая панель Однослойная керамзитобетонная панель Однослойная перлитобетонная панель Однослойная панель нз ячеистого бе- тона Трехслойные железобетонные панели с мииераловатными полужесткими плитами Однослойные газосиликатные панели Асбестоцементные панели с минерало- ватным утеплителем Стена из глиняного кирпича Стена из силикатного кирпича
283
Табл и ц а 7.8. Экономические показатели 1 м2 стены из различных материалов
(по данным ВНИИдрева)
Стеновой ст ронтельн ы й материал	Производ- ство стено- вых мате- риалов, руб.	Монтаж и отделка стен иа строй- площадке. РУб	Транспорт- ные расходы, руб	Всего затрат, руб.
Арболит оные наиелп (из	7.17	3,22	1,38	П.7
арболитовых блоков) Деревянные брусья Об ы к в овен и и й	г л ин ян i >i ii	6,ОК	11,6	0,53	18,21
кирпич;				
сплошные стены	7,84	10,74	3,34	21,92
облегченные стены	5,59	10,20	3,04	18,83
Железобетонные панели с	11,85	4,42	2,49	18,76
минеральным утеплителем Керам штобегоиные панели	10.49	3,96	1,98	16,43
рукций стен; уменьшении эксплуатационных затрат (в частности,
при поддержании устойчивых тепловых режимов в помещениях),
так как теплофизические характеристики арболита значительно
лучше, чем у других сравниваемых материалов, а также в повы-
шении уровня рентабельности лесозаготовительных и деревооб-
рабатывающих производств, имеющих в своем составе цехи по
изготовлению арболитовых конструкций.
Исследованиями НИИЭС Госстроя СССР установлено, что
основные статьи затрат при производстве арболита: сырье и ма-
териалы \26 .45%), заработная плата (18. 43%), цеховые рас-
ходы, включающие амортизационные отчисления (12...42%), об-
щезаводские расходы (7...9%), электроэнергия и топливо (5...6%).
Наибольший удельный вес имеют затраты на сырье и материа-
лы, заработную плату и цеховые расходы. Именно эти статьи
затрат являются источниками снижения себестоимости арболи-
та. Один из путей повышения экономической эффективности —
оптимизация производства арболита, размещение предприятий
вблизи источников сырья.
Снизить себестоимость арболита можно, повысив производи-
тельность и мощность предприятий путем их технического пере-
вооружения, применения более совершенных машин, оборудова-
ния и технологических линии, улучшения и интенсификации
всего технологического процесса с помощью средств механиза-
ции и автоматизации.
Рентабельность арболитового производства по основным пред-
приятиям (на примере лесной промышленности'), приблизившим-
ся к освоению проектной производительности, составляет
31,4...97,3%, трудозатраты иа изготовление 1 м3 арболита —
2,25..4,8 чел.-ч, удельные капиталовложения—43,13...77 руб/м3.
Сравнительные технико-экономические показатели для раз-
личных стеновых материалов (применительно к условиям строи-
тельства в Московской обл.), а также показатели стоимости
строительства малоэтажных домов из арболита, бруса, деревян-
284
ных панелей и кирпича свидетельствуют о преимуществе арболи-
товых конструкций.
Производство арболита — новая качественная ступень в ре
шении задач по использованию отходов древесины и улучшению
социально-бытовых условий работников лезозаготовительных
предприятий (создание благоустроенного капитального жилья в
лесных поселках).
Таблица 7.^.-Показатели стоимости строительства двухэтажных 12-квартнрных
жилых домов из различных строительных материалов
(на примере застройки домов в Архангельской обл.)
Стеновой строи- тельный материал	Типовой проект	Площадь дома, м2		Фактическая СТОИМОСТЬ строитель- ства дома тыс. руб.	Фактическая сто- имость 1 м2 пло- щади. руб.	
		жилая	общая		жилой	общей
Арболит Брус (деревянный) Кирпич	ИЗ-115-71 116- И 5-58 I—247—Т	382,8 397 2 324	660 717 524	106,4 123,73 115 75	277,95 311,5 357,2	161,21 172,56 226,89
В табл. 7.9. приведены сравнительные данные по стоимости
и трудозатратам в строительстве жилых домов в арболитовом и
брусчатом исполнении. Из таблицы видно, что производитель-
ность труда при застройке жилых кварталов арболитовыми до-
мами (по данным треста Архлесстрой) значительно выше. Фак-
тическая выработка иа одного рабочего возросла до 1550...
1600 руб. в месяц при плановой выработке 700...800 руб. Соглас-
но расчетам фактическая экономия древесины при возведении
444 арболитовых домов вместо брусчатых и кирпичных состави-
ла соответственно 76,75 и 49,87 тыс. м3.
Определение затрат на производство сравниваемых материа-
лов целесообразно проводить для условий крупных предприятий,
так как показатели удельных капитальных вложений и себестои-
мость производства материалов на них будут существенно отли-
чаться от показателей продукции, которая выпускается на пред-
приятиях небольшой мощности. Эти вопросы имеют непосредст-
венное отношение к определению технико-экономических показа-
телей арболита.
Себестоимость производства арболитовых конструкция для
сельского строительства в среднем на 25...30% ниже себестои-
мости легкобетонных конструкций и конструкций из ячеистого
бетона (см. табл. 7.6).
Эффективность применения арболита обусловлена также
уменьшением капитальных вложений на создание сырьевой базы
для его производства по сравнению с соответствующими затра-
тами для заводов легкобетонпых изделий из ячеистого бетона.
Приведенные затраты по арболитовым конструкциям на 30...40%
ниже, чем по другим сравниваемым конструкциям.
Экономическая эффективность применения в строительстве
285
Таблица 7.10. Технико-экоиомическне показатели различных материалов для ограждающих конструкций
t о 2 °			>	115,87	14,38		10,39		ос		3,79		см о	1,71	
X о к S3 X л ф	У £ ю		>	о_ СЛ	13,05		О'		ОО		До'С		4,62	U‘l	
			>	SV‘ £6	8 СМ		8,79		□о		2,93		4,62	U/l	
	у		>	56,8	49,6		43,3		о СП		27,1		СМ г- СМ	28,5	
S3 X ф d к	« ж о с ©		>	50,5	in		39,2		о со		21,9		27,2	28,5	
СЧ ш о с о			>	45,8	41,6		8		о со		20,9		27,2	28,5	
		6с S 5 г С Е 3 а S С I	прейскуранта	06-08, п. 220	06 08 п 2282		06 08, п 2287		о о с р о		06-14-01. п 322		06-14-01, п 1001	Ценник № 1, ч. I, п. 15	
		1еплопро-	водность Вт/(м-°С)	2,04	0,29		см о		о		0,14		О	0,060	
			Класс	200 . 300	S		vn СП		25 .35		О		о	со см	
		Средняя	плотность, кг/м3	2500	700.. 900		600 . 700		700		400		500	кП	
Материал				Конструкционный бетон	Конструкционно-теплонзоля-	ционный керамзитобетон	Конструкцнонно-нзоляцнои-	ный ячеистый бетон	|	Конструкцноино-теплонзоля-	ционный арболит	Теплоизоляционный яченс-	тый бетон	Теплоизоляционный арбо- лит	Мннераловатные жесткие	плиты
286
конструкционно-теплоизоляционных и теплоизоляционных мате-
риалов определяется удельной стоимостью. В табл. 7.10 приведены
технические характеристики 10 видов материалов. Из таблицы
следует, что средняя плотность конструкционно-теплоизоляцион-
ных бетонов в 3...4 раза меньше, чем у тяжелого конструкцион-
ного бетона. Оптовая цена их ниже на 22...45%, а удельная стои-
мость — в 8...14 раз.
Из конструкционно-теплоизоляционных материалов наимень-
шая удельная стоимость у арболита (примерно 56% стоимости
керамзитобетона и 76% стоимости ячеистого бетона), поэтому
применение его для изготовления стеновых панелей экономичес-
ки целесообразно. Значительная разница в ценах по сравнению
с керамзитобетоном и ячеистым бетоном позволит легко покрыть
дополнительные затраты на устройство ветровых ригелей в сте-
нах и конструкционное армирование панелей.
Использование арболита в качестве теплоизоляционного ма-
териала, например для теплоизоляции покрытий по железобетон-
ным плитам, устройства теплоизоляционного слоя в двух-
и трехслойных стеновых панелях, экономически невыгодно.
Удельная стоимость теплоизоляционных плит из ячеистого бето-
на и из фибролита ниже стоимости теплоизоляционных плит из
арболита на 20...44%- Еще эффективнее применение в качестве
теплоизоляции жестких минераловатных плит и различных по-
ропластов (ПСБ, ПСБ-С, ФРП-1). Следовательно, в современ-
ных условиях применение арболитовых изделий экономически
целесообразно главным образом в качестве стеновых панелей,
где они могут конкурировать с традиционными панелями из лег-
ких и ячеистых бетонов.
Учитывая, что данных по долговечности арболита мало, пол-
ностью сопоставить эти материалы и оценить затруднительно. По
долговечности арболит уступает керамзитобетону.
Таблица 7.11 Технико-экономические показатели типов стен на 1 м2
(по данным ЦН И И Промзданий)
Показатель	Стеновой строительный материал			
	арболитовые панели	обыкновен- ный глиня- ный кирпич	керамзито- бетонные панели	пенобетон- иыс панели
Толщина стены, мм	200	510	240	200
Масса, кг Расход	218,4	1031	298	189
стали, кг	2.3	0.08	4,4	4.3
арболита, м2	0,17			—	——
бетона, м2	0,003	—	0,2	0,2
кирпича, шт.	2,8	205	—-	—
раствора, м3 Расчетная стоимость в «Деле», руб.:	0,036	0,123	0,012	0,0025
материалов и конст- рукций	7,3	10,6	12,4	8,2
монтажа	0,69	1,8	1,6	1.6
Затраты труда на строи- тельной площадке, чел.-ч	0,83	3	1,25	1,22
287
Из табл. 7.11 видно, что стоимость стеновых панелей из ар-
болита значительно ниже стоимости керамзитобетонных панелей
и кирпичных стен.
Специфические условия северных районов (суровый климат,
отдаленность, сезонность или полное отсутствие транспортных
путей и т. д.) приводят к значительному удорожанию продукции,
выпускаемой предприятиями строительной индустрии в этих ре-
гионах. Стоимость возведения зданий и сооружений из привоз-
ных материалов и конструкций также значительно увеличивается
вследствие больших транспортных расходов. В связи с этим
изыскание резервов для снижения стоимости строительства, в
районах Крайнего Севера — актуальная задача.
С применением конструкций из арболита в Тюменской обл.
построен целый ряд зданий: холодильники и цехи по производ-
ству керамзитового гравия, котельные, здания административ-
ного и культурно-бытового назначения. Практика эксплуатации
их показала, что арболит — надежный материал для ограждаю-
щих конструкций.
Экономическая эффективность применения изделий из арбо-
лита зависит в большей степени от местных условий, типа зда-
ний, вида конструкций и других факторов. В северных районах
Тюменской обл. (I экономическая зона с центром в Сургуте)
стены промышленных зданий выполняются в основном из асбе-
стоцементных утепленных или керамзитобетонных панелей, а
также из кирпича, поставляемых из различных районов страны.
В последние годы строители использовали панели из арболита,
которые выпускались на комбинатах производственных пред-
приятий в Сургуте, Урае, Нефтеюганске, а также на Люберец-
ком экспериментальном заводе Московской обл. Полученные
данные подтверждают экономическую целесообразность прак-
тики доставки в малоосвоенные районы с суровыми климатичес-
кими условиями готовых строительных конструкций (особенно
легких) из центральных районов страны с развитой промышлен-
ностью строительных материалов.
Глава 8
ФИБРОЛИТОВЫЕ ПЛИТЫ
8.1.	Основные свойства фибролита
Фибролитовые плиты изготовляют из смеси специально наре-
занной древесной стружки, портландцемента, химических доба-
вок и воды. Применяют их в качестве теплоизоляцонного, конст-
рукционно-теплоизоляционного и акустического материала в
строительных конструкциях зданий и сооружений с относительной
влажностью воздуха в помещении не выше 75%. Фибролитовые
288
плиты относятся к трудносгораемым и биостойким материалам.
Технические требования к их изготовлению и применению регла-
ментированы в ГОСТ 8928—81.
Основной характеристикой цементного фибролита является
средняя плотность. По этому показателю он делится на три мар-
ки: Ф-300, Ф-400 и Ф-500. От средней плотности зависят — проч-
ность, теплопроводность, сгораемость, звукопоглощение и др.
свойства фибролита. Так с увеличением плотности повышается
прочность материала, снижается горючесть, но ухудшаются теп-
лозащитные свойства.
В зависимости от назначения фибролитовые плиты подраз-
деляются на марки: Ф-300 используется в качестве теплоизоля-
ционных материалов; Ф-400 — теплоизоляционно-конструкцион-
ных и звукоизоляционных; Ф-500 — конструкционно-теплоизоля-
ционных и звукоизоляционных.
Изготовляются плиты следующих размеров: длина — 2400,
3000 мм; ширина—600, 1200 мм; толщина —30, 50, 75, 100,
150 мм.
Для производства фибролитовых плит должны применяться
портландцемент не ниже М400 по ГОСТ 10178—76, древесная
стружка по ГОСТ 5244—79 из древесины хвойных пород (ель,
сосна, пихта), химические добавки (хлористый кальций, жидкое
стекло, известь, сернокислый алюминий). При изготовлении плит
допускается применение смеси стружки древесины хвойных и
лиственных пород при условии соблюдения требований, изложен-
ных в ГОСТ 8928—81. Физико-механические свойства фиброли-
товых плит приведены в табл. 8.1.
Таблица 8.1. Свойства фибролитовых плит
Наименование показателей	Ф-300	Ф-400	Ф-500
Средняя плотность плит в сухом состоя-	250.. .350	351. 450	451...500
нии. кг/м3 То же. аттестованных по высшей кате-	250. .'.275	351. 375	451 .475
горни качества, кг/м3 Влажность по массе, не более, %	20	20	20
Предел прочности при изгибе, МПа., не менее, для толщины плиты, мм: 30				1.1 0,9	1,3
50	0,6		1.2
75	0,4	0.7	1.1
100	0,35	0,6	1,0
Модуль упругости плит при изгибе. МПа,	—	300	500
не менее Теплопроводность плнт в сухом состоя-	0,8	0,09	о,1
иии при температуре (20±2) °C, Вт/(м X X °C), не более То же. аттестованных по высшей кате-	0,07	0,08	0,09
горни качества. Вт/(м • °C), не более Водопоглощенне. % по массе, не более	35	40	45
Влажность плит, аттестованных по высшей категории каче-
ства, должна составлять не более 15%, а предел прочности при
Ю Заказ № 394
289
изгибе должен быть на 25% выше значения, приведенного в
табл. 8.1. Коэффициент звукопоглощения плит марок Ф-400 и
Ф-500 толщиной 30 мм, предназначенных для акустической от-
делки помещений, не должен быть менее величин, указанных в
табл. 8.2.
Таблица 8.2. Коэффициент звукопоглощения фибролитовых плит
Положение плит	Частота колебаний. Гц							
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Вплотную к ограждению На расстоянии 50 мм от ограждения	0,08 0,08	0,11 0,11	0,18 0,27	0,25 0,36	0.38 0,46	0,59 0,54	0,63 0,60	0,65 0,63
8.2.	Долговечность
Цементный фибролит является достаточно долговечным ма-
териалом, если он конструктивно защищен от непосредственных
климатических воздействий. В большинстве конструкций такая
защита от внешних климатических воздействий предполагает
укладку слоя штукатурки или бетона.
В Эстонской ССР было проверено состояние фибролита, про-
служившего более 20 лет в качестве внутренней теплоизоляции
стен и теплоизоляции чердачного перекрытия в сравнительно сы-
ром промышленном помещении, состояние этого материала, эк-
сплуатируемого свыше 15 лет в качестве внутренней и наружной
изоляции деревянных жилых домов, а также состояние неошту-
катуренного фибролита, служившего свыше 10 лет заполнителем
каркаса временного сооружения, защищенного деревянной об-
шивкой. Ни в одном из проверенных сооружений признаков раз-
рушения не наблюдалось.
Сырьем для производства фибролитовых плит является дре-
весина, портландцемент, «минерализатор» и вода.
8.3.	Требования, предъявляемые к древесному сырью
Не все породы древесины обеспечивают получение фиброли-
товых плит высокого качества. Лучшими породами являются ель
и пихта, реже используют сосну и осину.
Древесина должна быть здоровой, без гнили, не иметь сучков
диаметром более 40 мм, допускается косослой с отклонением во-
локон от прямого направления на 1 м длины не более 0,2 диа-
метра верхнего торца. Древесина может иметь кривизну в одной
плоскости со стрелой прогиба на 1 м длины не выше 5% при
диаметре верхнего торца до 22 см и не выше 10% при диаметре
290
22 см и более. Перезрелая и сухостойкая древесина не применя-
ются.
Используемая для изготовления цементного фибролита дре-
весина должна быть выдержана в штабелях в весенне-летний пе-
риод перед употреблением в производство. Преимущество имеет
сплавная древесина и древесина зимней рубки, так как в ней со-
держится значительно меньше водорастворимых веществ, чем в
свежесрублеиной, применение которой для производства фибро-
литовых плит не рекомендуется.
Для выдержки окоренную древесину необходимо хранить на
специально отведенных участках, сложив ее, чтобы воздух цир-
кулировал между штабелями. Свободный доступ воздуха и сол-
нечных лучей улучшает условия сушки древесины, следователь-
но, повышается ее качество. Для предохранения от порчи ниж-
них рядов древесины ее необходимо укладывать на подкладки.
Для производства фибролитовых плит со средней плотностью
350...400 кг/м3 дровяная древесина в долготье расходуется в ко-
личестве 0,3 плотных кубических метров на 1 м3 плит. Из этого
количества примерно 0,2 м3 древесины, разделанной на чураки,
обращается в древесную стружку, остальные (0,1 м3) образуют
кусковые отходы (недостроганные горбыльки-оболонки), кото-
рые могут быть использованы для изготовления другого вида
продукции (древесно-стружечных плит, арболита, щитов пола
и др.). Баланс дровяной древесины в долготье для цехов по про-
Таблица 8.3. Баланс дровяной древесины в долготье
Наименование	Процент выхода	Количество древесины (плотной массы), м3	
		на годовой выпуск плит	на 1 м3 плит
Чураки Дрова по фаутностн Кусковые отходы Опнлки	66 30 2,5 1,5	19 950 9 000 625 425	0,200 0,09 0,006 0,004
Итого:	100	30 000	0,3
Таблица 8.4. Выход древесной стружки нз чураков
Наименование	Процент выхода	Количество древесины (плотной массы), м3	Масса, т	
			на годо- вой вы- пуск плит	на 1 №
Древесная стружка: кондиционная некондиционная Кусковые отходы	85 3 12	17015 607 2423	10553 372 1493	0,105 0,004 0,015
Итого. 10*	100	20038	12423	0,124 291
изводству фибролитовых плит, построенных по проекту Гипро-
леспрома, при мощности 100 тыс. м3 плит в год и работе в две
смены приводится в табл. 8.3. Выход древесной стружки из Чура-
ков, по данным практики (при средней плотности древесины
620 кг/м3) деревообрабатывающих предприятий, показан в
табл. 8.4.
8.4.	Влияние технологических факторов
на структурообразование фибролита
На качество фибролитовых плит большое влияние оказывает
порода и размеры древесной стружки. Толщина стружки влия-
ет на эластичность, прочность, качество поверхности, внешний
вид и состояние кромок плит, а также на удобоукладываемость
шихты при формовании. От ширины древесной стружки зависит
удельная ее поверхность и связанные с этим расход цемента,
плотность, прочность, био- и огнестойкость фибролита.
Исследования зависимости прочности фибролита от размеров
древесной стружки и расхода цемента (рис. 8.1 и 8.2), выполнен-
ные во ВНИИНСМе, показали, что при расходе цемента 210 кг/м3
и средней плотности 350 кг/м3 с уменьшением до определенного
предела величины удельной поверхности древесной стружки
прочность фибролита возрастает. По мере дальнейшего сниже-
ния удельной поверхности древесной стружки за счет увеличе-
ния ее толщины наблюдается падение прочности фибролита в
результате уменьшения количества переплетений и контактов в
единице объема. При увеличении ширины стружки соответст-
венно увеличивается ее удельная поверхность и, как результат,
возрастает расход цемента на 1 м3 фибролита.
Для каждого размера древесной стружки и, следовательно,
каждой удельной поверхности существует оптимальный рацио-
нальный расход цемента. С этой связи нами исследовалась дре-
Рпс 8.1. Зависимость прочности фибролита от расхода цемента
I — при толщине древесной стружки 0,2 мм: 2— то же, 0,4 мм: 3— то же, 0,6 мм
Рис. 8.2. Зависимость прочности фибролита от размеров древесной стружки
/ -при ширине стружки 2 мм: 2— то же, 4 мм; 3 — то же, 6 мм; 4 — то же, 8 мм
292
весная стружка с размерами по ширине 4.6 мм, толщине
0,4...0,45 мм, длине 500 мм, используемая на большинстве заво-
дов, изготовляющих фибролит.
Структура фибролита и его свойства в основном зависят от
состава фибролитовой массы и могут регулироваться в сравни-
тельно широких пределах при принятой технологии изготовления.
Для фибролитовых плит применяется древесина и так назы-
ваемая шерсть — стружка длиной до 500 мм, шириной 1...5 мм и
толщиной 0,2...0,7 мм.
На производство 1 м3 фибролитовых плит расходуется —
115 кг древесной шерсти, для получения которой необходимо
0,25...0,35 м3 дров — долготья. Для изготовления древесной шер-
сти применяется долготье или пригодные по сечению дре-
весные кусковые отходы длиной не менее 450 мм.
Для производства фибролитовых плит требуется древесная
шерсть с шириной лент около 3...4 мм, толщиной 0,3...0,5 мм. При
изготовлении акустических фибролитовых плит используют более
узкую древесную шерсть (шириной 1...2 мм) и более толстую.
При неизменном расходе цемента, но при толщине лент менее
0,25 мм прочность плит снижается. Объясняется это тем, что
тонкая древесная шерсть имеет сильно развитую поверхность и
на единицу ее площади приходится недостаточное количество це-
мента. С увеличением толщины ленты более 0,5 мм ее эластич-
ность снижается и она становится ломкой.
Для сохранения высокой эластичности шерсти при увеличении
толщины уменьшают ширину лент. Лент древесной шерсти дли-
ной 250...500 м в составе должно быть не менее 75%. Ленты
короче 50 мм в производстве фибролита не применяются. Дре-
весная шерсть должна быть чистой, без гнили, коры и посторон-
них примесей, иметь цвет и запах здоровой древесины.
Первые попытки изготовить фибролит на портландцементе от-
носятся к началу XX в. Однако они не увенчались успехом, по-
скольку или цемент не схватывался с древесной шерстью, или
прочность полученного материала была недостаточной. Тогда
возникло предположение, что древесина содержит вещества, ко-
торые препятствуют нормальному твердению цемента. Проведен-
ные научные исследования показали, что причиной плохого схва-
тывания цемента являются некоторые составные части древе-
сины — «цементные яды».
Борьба с «цементными ядами» в древесине является одной из
основных задач, от успешного решения которой в значи-
тельной степени зависит качество выпускаемых фибролитовых
плит.
Водорастворимые сахара, выделявшиеся из древесины, как
бы отравляют частички цемента, изолируя их от воды, с которой
они должны вступать в химическую реакцию, поэтому условно
они и называются «цементными ядами».
293
Кроме того, выделяющиеся из древесной шерсти водораство-
римые сахара уменьшают щелочность среды (pH) цементного
теста, в то время как высокое значение pH является необходи-
мым условием для его твердения. В целях улучшения твердения
фибролита, как и других ДЦК, в состав смеси вводят химичес-
кие добавки — «минерализаторы».
Во ВНИИНСМе с целью изыскания оптимального «минера-
лизатора» были проверены: сернокислый глинозем, сода и суль-
фат натрия, жидкое стекло и хлористый кальций. Применялись
выдержанная еловая шерсть и цемент М400 Белгородского за-
вода. Результаты испытания образца фибролита средней плот-
ностью 350 кг/м3 в 1 и 28-суточном возрасте, приведенные в
табл. 8.5 позволяют считать, что лучшими из испробованных «ми-
нерализаторов» являются сернокислый глинозем и хлористый
кальций.
Таблица 8.5. Прочность фибролита на различных ХД
Химические добавки	Плотность	Предел прочности при изгибе, МПа	
	раствора	через сутки	через 28 суток
Хлорид кальция	1,03	0,58	0,203
Сернокислый глинозем	1,03	0,56	0,182
Сода	1,03	0,28	0,64
Жидкое стекло	1,03	0,55	0,126
Сульфат натрия	1,03	0,42	0,154
Известковое молоко	1,04	0,23	0,128
Способность сернокислого глинозема и жидкого стекла обез-
вреживать древесину была подтверждена серией опытов, где
применяли древесную шерсть, изготовленную из выдержанной и
свежесрубленной древесины ели, березы и осины.
Образцы фибролита со средней плотностью 350 кг/м3, изго-
товленные на хлористом кальции и свежей древесной шерсти, по-
казали в большинстве случаев через 1 сутки твердения в естест-
венных условиях крайне незначительную прочность или дали
Таблица 8.6. Прочность фибролита суточного твердения на различных ХД
Химические добавки	Предел прочности при изгибе, МПа, фибролита на древесной шерсти					
	из ели		из березы		ИЗ осины	
	выдер- жанной	свежей	выдер- жанной	свежей	выдер- жанной	свежей
Хлорид кальция Сернокислый глино-	0,58 0,48	0,14 0,36	0,28 0,41	0.1 0,25	0,04 0,34	0 0,32
зем Жидкое стекло	0,51	0,32	0,43	0,23	0,48	0,28
294
Рнс. 8.3. Влияние вида «минерализатора» на скорость твердения цементного
фибролита
1 — CaCIs; 2 —A12(SO4)3; 3 — NasSiOs
брак, прочность же образцов на сернокислом глиноземе и жид-
ком стекле за тот же период твердения была высокой (табл. 8.6).
Для выяснения влияния «минерализаторов» на конечную
прочность цементного фибролита (р=350 кг/м3), изготовленного
на выдержанной еловой шерсти и цементе М400 Белгородского
завода, были испытаны образцы, которые твердели в естествен-
ных условиях в течение 1, 2, 3, 7, 14 и 28 суток (рис. 8.3). Эти
образцы изготовлялись с применением хлористого кальция, жид-
кого стекла и сернокислого глинозема.
Первые сутки твердения являются наиболее показательным и
одновременно решающим периодом для вызревания плит цемент-
ного фибролита. За это время в основном заканчивается хими-
ческое взаимодействие древесины с цементом, происходит фор-
мирование структуры материала, достигается распалубочная
прочность. Из рис. 8.3. видно, что прочность фибролита, минера-
лизованного сернокислым глиноземом, через 28 суток меньше на
1О...12% по сравнению с прочностью фибролита, изготовленного
с применением хлорида кальция. Однако по темпам тверде-
ния в ранние сроки (1...3 суток) сернокислый глинозем показал
лучшие результаты. Жидкое стекло обеспечивает быстрое твер-
дение фибролита в ранние сроки, но конечная прочность образ-
цов при этом почти в 2 раза меньше по сравнению с прочностью
фибролита, минерализованного хлоридом кальция. Исследования
показали, что присутствие хлорида кальция позволяет получить
плиты высокого качества только в случае использования древес-
ной шерсти из выдержанных хвойных пород, в то время как
жидкое стекло и сернокислый глинозем дают возможность ис-
пользовать и лиственные породы с любой степенью выдержива-
ния.
295
Для выявления характера влияния хлорида кальция и серно-
кислого глинозема на древесные сахара, танниды и терпены, а
также составных частей древесных экстрактов на цемент в при-
сутствии «минерализаторов» во ВНИИНСМе были поставлены
специальные опыты *. Образцы размером 3X3X3 см изготовля-
лись из цементного теста нормальной густоты (цемента М400
Белгородского завода). В него вводили добавки с одним из ука-
занных веществ в количестве от 0,05 до 0,5%. Тесто затворялось
водой, растворами хлорида кальция или сернокислого глинозема
с плотностью 1,03. Образцы испытывали через 3 и 28 суток твер-
дения в воздушно-сухих условиях. Результаты испытаний позво-
лили сделать следующие выводы: наиболее опасной для
цемента является сахароза; менее опасны ксилоза и глюкоза;
глюконат кальция отравляет цемент в значительно меньшей сте-
пени, чем глюкоза; танниды (скипидар) замедляют твердение
цемента; хлорид кальция является хорошим нейтрализатором
дубильных вещств, но слабо противостоит стабилизирующему
действию сахаров; небольшие добавки компонентов экстрактив-
ных веществ древесины (до 0,075%) способны увеличивать проч-
ность цементного камня во все сроки твердения; сернокислый
глинозем является сильным, обезвреживающим сахара средст-
вом.
Предположительно механизм локализации древесных частиц
сернокислым глиноземом заключается в том, что сахара, с одной
стороны, в результате воздействия сернокислого глинозема ча-
стично переводятся в безвредные для цемента вещества, с дру-
гой стороны, адсорбируются на поверхности дисперсных частиц
глинозема, что и предотвращает попадание сахаров в цемент.
Кроме того, жидкое стекло воздействует на древесные сахара сво-
ей щелочной составляющей, к тому же оно при минерализации
образует на поверхности древесных частиц пленки кремниевой
кислоты, которые препятствуют прониканию экстрактивных ве-
ществ в цемент. Хлорид кальция, осаждая танниды, также про-
изводит некоторое локализирующее действие.
Большинство «минерализаторов», в том числе хлорид каль-
ция, жидкое стекло и сернокислый глинозем, являются ускорите-
лями схватывания и твердения портландцемента. Вследствие ус-
корения процесса схватывания сокращается период взаимодейст-
вия «ядов» с цементом, ускоряется и активизируется его тверде-
ние, более успешно преодолевается стабилизирующее действие
экстрактивных веществ.
Для рентгенографических исследований был применен поро-
шок цементного камня массой 2...3 г, полученный путем измель-
чения навески фибролита оптимальной и неоптимальной струк-
тур (при избытке и недостатке среды, т. е. цементного теста) с
Работы проводились совместно с Гипростандартом.
296
Рис. 8.4. Рентгенограммы фазового состава слоя цементного камня на стружке
фибролита
а — прн недостатке среды (цементного теста); б — при оптимальной структуре; в — при
избытке среды
последующим просеиванием через сито с 10 000 отверстиями в
1 см2.
Рентгеновские исследования проводились М. М. Черновым на
рентгеновском дифрактометре УРС-50И, оснащенном сцинтилля-
ционным счетчиком, при медном излучении 32 кВ, никелевом
фильтре и силе тока 11,5 мА. Рентгенограммы снимались в ин-
тервале углов от 7° до 56° (рис. 8.4). Фазовый состав цементного
камня на стружке в фибролите неоптимальной структуры при
недостатке среды представлен: кальцитом СаСОз по линиям с
d=3,86; 3,03; 2,49; 2,29; 2,10; 1,917; 1.874А; негидратированными
остатками клинкерных минералов по линиям с d=2,76; 2,74;
2,18 А и др., а также небольшим количеством Са(ОН)2 с d=2,61;
1,917 А. Гидратные новообразования представлены гидросуль-
фоалюминатом кальция (эттрингитом) ЗСаО • А120з • 3CaSO< X
297
X3IH2O c d=9,8; 5,6; 4,7; 2,56 A и др., гидросиликатом кальция
2СаО • SiO2 • 2Н2О с d = 3,03; 1,821 А и небольшим количеством
гидрохлоралюмината кальция ЗСаО • А12О3 • СаС12 • 1ОН2О с
*/=7,9 А. Фазовый состав цементного камня при избытке среды
отличается некоторым увеличением количества гидрохлоралюми-
ната кальция с */=7,9 А; в фибролите оптимальной структуры
он представлен теми же новообразованиями, количество которых
в единице объема больше по сравнению с образцами цементного
камня в фибролите неоптимальных структур. Наблюдается так-
же увеличение содержания извести Са(ОН)2 с */=4,9; 3,11;
2,63 А и др.
Как показали исследования, в фибролите оптимальной струк-
туры гидратные соединения образуются в несколько большем
количестве. Это не только обеспечивает наилучшее сцепление
цементного камня с поверхностью древесной стружки, но и по-
вышает прочность последнего за счет возрастания количества
новообразований в единице его объема, что, в соответствии с
теорией Пауэрса, повышает прочность цементного бетона.
Цехи по производству цементного фибролита строятся в ос-
новном в районах лесозаготовок, при домостроительных или де-
ревообрабатывающих комбинатах.
Технологический процесс производства цементного фибролита
заключается в следующем. Поступающую на производство дре-
весину окоривают, после чего направляют на склад для выдерж-
ки, По окончании выдержки в течение нескольких месяцев на
складе ее разрезают на чураки длиной 500 мм, из которых затем
на древошерстных станках изготовляют древесную шерсть — уз-
кие и тонкие полоски древесины длиной около 500 мм.
Древесную шерсть пропитывают раствором минерализатора
и смешивают в определенном соотношении с цементом, получая
шихту, которую затем укладывают в формы, прессуют и выдер-
живают в течение определенного периода времени. Цемент схва-
тывается и достигает прочности, при которой извлекаемые из
формы плиты не разрушаются. У извлеченных плит обрезают не-
ровности боковых и торцевых кромок. После этого плиты отправ-
ляют для дальнейшего вызревания и сушки (летом плиты скла-
дируют в цехе, зимой и осенью — в сушилке). По окончании суш-
ки их рассортировывают и отправляют потребителям.
В СССР цементный фибролит выпускают в цехах трех типов,
технологические схемы которых примерно одинаковы:
цехи малой производительности (до 20 тыс. м3 плит в год);
цехи с полуавтоматизированными поточными линиями (про-
изводительностью 79 тыс. м3 плит в год);
цехи, работающие на финском оборудовании.
Цех малой производительности. Поступающую в цех древе-
сину разделывают на чураки с помощью балансирной или цир-
298
кульной пилы. Затем чураки выдерживают в течение нескольких
месяцев на складе, после чего грузят на вагонетки и по узкой
колее доставляют в древошерстное отделение. Здесь из них на
древошерстных станках вырабатывают древесную шерсть, кото-
рую с помощью гидравлического подъемника подают в отделе-
ние минерализации.
В этом отделении древесную шерсть загружают в металли-
ческие сетчатые контейнеры (корзины) в таком количестве, ко-
торое необходимо для выпуска одной плиты. После минерализа-
ции древесную шерсть перегружают в смеситель периодического
действия, в него же подается цемент, необходимый для изготов-
ления одной плиты. После перемешивания шихту выгружают из
смесителя и по лотку транспортируют в формовочное отделение,
где укладывают в деревянную форму.
Форма с шихтой и уложенной поверх нее крышкой по роль-
гангу поступает к гидравлическому подъемнику, где произво-
дится набор пакета из нескольких форм. Этот пакет с помощью
подъемной тележки подается под пресс. Крышки, размеры кото-
рых в плане несколько меньше внутренних размеров формы, вхо-
дят при прессовании в них и таким образом прессуют шихту.
Обжатый в прессе пакет затягивается струбцинами и тран-
спортируется на подъемной вагонетке в камеру твердения. После
камеры твердения вагонетка передвигается в распалубочное от-
деление, где плиты извлекаются из форм. Распалубленные пли-
ты подаются в сушильную камеру, а пустые формы — по специаль-
ному рольгангу обратно на формовку. Из сушильных камер плиты
отвозят на склад готовой продукции, где обрезают у них кромки.
Цех, оснащенный полуавтоматизированной поточной линией.
Поступающую на склад древесину окоривают и укладывают в
штабеля. После выдержки ее транспортируют в распиловочное
отделение, где распиливают на чураки с помощью балансирных
или других пил. Затем чураки подают к древошерстным станкам
(рис. 8.5), на которых и вырабатывают древесную шерсть. Полу-
ченная древесная шерсть пневмотранспортом 3 передается от
станков в коллекторы смесительного отделения, откуда посту-
пает на вибростол 4, на котором производится ее минерализация.
Одновременно на вибростоле отделяются мелкая шерсть и пыль.
В установленный над вибростолом бачок насосом подается
раствор минерализатора, приготовленный в специальных емко-
стях. Через перфорированные трубки шерсть опрыскивается этим
раствором. Минерализованная древесная шерсть сбрасывается с
вибростола в смеситель 7, куда поступает цемент через шнек-до-
затор 6.
Внутри смесителя под шнеком-дозатором установлены про-
пеллеры для распыления цемента на древесную шерсть. Переме-
шивание в смесителе производится непрерывно. Из смесителя
шихта поступает на транспортер 8, над которым размещены раз-
299
ных плит; 28 — навес для сушки плит
равнивающий и сбрасывающий барабаны 9. Зубья сбрасываю-
щего барабана подхватывают шихту и перебрасывают ее в ме-
таллические формы //, расположенные на движущемся тран-
спортере 10 вплотную друг к другу. Далее формы проходят под
подпрессовывающим барабаном 13, уплотняющим шихту. После
этого круглопильный станок с помощью балансирной пилы раз-
резает поперек ковер фибролитовой шихты между формами.
Заполненные шихтой формы по роликовому транспортеру 15
поступают к пакетонаборному устройству, являющемуся одновре-
менно прессом 16. После того как по транспортеру 15 пройдет
десять форм, автоматически включается поперечный транспортер
20, который подает в пресс 16 пригрузочную плиту 17. Из пресса
пакеты плит электропогрузчиком 18 подаются в камеру 19 твер-
дения плит.
После камеры твердения электропогрузчики возвращают па-
кеты плит в формах обратно в формовочное отделение, где с по-
мощью пакеторазборного устройства (сепаратора) 21 они отде-
ляются одна от другой. Затем в распалубочном устройстве 22
плиты освобождают от форм, на станке 24 обрезают их кромки.
После этого плиты складывают в штабель 27 и вывозят на элект-
ропогрузчике для дальнейшего вызревания и сушки под навес 28.
Цех, оснащенный финским оборудованием. Порядок окорива-
ния и хранения древесного сырья тот же, что и для других тех-
нологических схем, но перед подачей для разделки на чураки
древесина должна быть разрезана на двухметровые отрезки (ба-
лансы). Балансы, поступившие в древошерстное отделение, мно-
гопильный станок разрезает на чураки длиной 500 мм, которые
автоматически сбрасываются на транспортер, перемещающий их
к древошерстным станкам. Полученная древесная шерсть лен-
точным транспортером передается в смесительное отделение.
В смесительном отделении шерсть обрабатывают «минерали-
затором» на специальных шерстетрясах, а затем смешивают с
цементом во вращающемся смесительном барабане. Подача це-
мента в барабан осуществляется через специальный дозирующий
транспортер (редлер), на котором установлены ленточные весы.
Полученная шихта попадает на ленточный транспортер, с кото-
рого сбрасывается на фанерные поддоны, движущиеся в шкафу
начеса, где масса рыхлится и равномерно укладывается на под-
дон. Поддоны движутся непрерывно. Для разделения шихты
между плитами на их стыки укладывают специальные планки.
По мере продвижения шихты на поддонах в камере начеса спе-
циальные формующие валики разравнивают шихту.
Далее поддон с шихтой поступает на подпрессовочный валик,
откуда с подпрессованной и обжатой с боков порцией шихты по-
ступает в установку для штабелирования плит, где комплекту-
ется пакет на 9...12 форм. По периметру каждого поддона укла-
дываются обжимные бруски 150X75 мм. Набранный пакет пода-
301
ется по рольгангу в пресс, где пакет прессуется с четырех сторон
и сверху.
По окончании прессования пакет стягивают струбцинами, а
затем выкатывают из пресса и погрузчиком доставляют в отде-
ление твердения. После твердения он поступает в отделение рас-
палубки. Здесь плиты вручную извлекаются из форм и на фре-
зерных установках обрезаются их боковые и торцевые кромки.
Затем автопогрузчик вывозит плиты на склад для дальнейшего
вызревания и сушки.
8.5.	Эффективная область применения
цементного фибролита
В связи со значительным ростом производства цементного
фибролита в последние годы расширилось и его применение в
различных областях строительства.
Из цементного фибролита изготовляют плиты, имеющие сле-
дующие размеры: по длине — 2000, 2400, 3000 мм; по ширине —
500, 550, 1150 мм; по толщине — 25, 35, 50, 75 и 100 мм. По длине
и ширине плит допускаются отклонения ± 5 мм, по толщине
±3 мм, причем плиты в одной партии могут иметь только одно-
значные отклонения, только плюсовые или только минусовые.
Заводы выпускают в основном плиты размером 2400Х550Х
Х75 мм. Последние должны быть прямоугольной формы — на
500 мм длины грани отклонения от прямого угла не могут пре-
вышать 3 мм. Плиты не должны иметь трещин, расслоений, глу-
боких впадин или выпуклостей, отколотых или надломанных ре-
бер и углов, комков непромешанного цемента, а также не покры-
той цементным раствором древесной шерсти. На поверхности
плит не должно быть высолов в виде белых пятен. Поверхност-
ный слой плит не должен осыпаться.
Фибролитовые плиты изготовляют следующих видов: тепло-
изоляционные, конструкционные, конструктивные и акустические.
Применяют их для различных целей. Теплоизоляционные це-
ментно-фибролитовые плиты марок Ф-300 используют для утеп-
ления ограждающих конструкций. Конструктивные фибролито-
вые плиты повышенной прочности марок Ф-400 и Ф-500 могут
служить теплоизоляционным материалом для устройства наката
перекрытий, перегородок и покрытий сельскохозяйственных и
складских зданий, а также стен в деревянном стандартном домо-
строении.
Акустические цементно-фибролитовые плиты толщиной 35 мм
как отделочный материал применяют в помещениях производст-
венных и общественных зданий, где требуется специальная зву-
коизоляция (здания аэропортов, помещения машиносчетных
станций, фойе театров, кинотеатров, кафе, рестораны и т. п.).
302
1
1-1
Рис. 8.6. Стеновая железобетонная панель, утепленная цементным фибролитом
/ — наружные слон панели; 2 —арматура бетонной облицовки; 3 —два слоя цемент-
ного фибролита марки 300; 4 — полнстнрольный пенопласт
Рис. 8.7. Утепление кровли жилого дома цементным фибролитом
/ — рулонное покрытие кровли; 2 — железобетонные кровельные плнты; 3 — дополни-
тельный слой цементного фибролита шириной 25 см; 4 — стропильная балка; 5 — це-
ментно-фнбролнтные плнты в два слоя; 6 — дополнительное утенленне стены цемент-
ным фибролитом; 7 — колонна; 8— ригель; 9— железобетонный настил покрытия
В ряде зарубежных стран акустические цементно-фибролито-
вые плиты используют в жилищном строительстве для звукоизо-
ляции лестничных клеток, вестибюлей, холлов и т. п. При обли-
цовке конструкций плиты устанавливают на некотором расстоя-
нии от стен или потолков, так как коэффициент звукопоглощения
облицовки в этом случае увеличивается.
Цементно-фибролитовые плиты используют в качестве конст-
руктивно-теплоизоляционного заполнения в стандартных дере-
вянных домах щитовой и каркасной конструкции (стены, пере-
крытия).
Фибролитовые плиты применяют и для утепления утонченных
кирпичных и бетонных стен в сельскохозяйственных постройках
различного назначения. Эффективно использование цементно-
фибролитовых плит в качестве опалубки при строительстве раз-
личных бетонных сооружений, их оставляют в конструкции и они
выполняют роль теплоизоляции.
Помимо широкого использования в сельском строительстве,
цементный фибролит нашел применение в крупнопанельном жи-
лищном и промышленном строительстве. В жилищном строи-
тельстве его используют в качестве теплоизоляционного слоя в
стеновых панелях различных конструкций (рис. 8.6), для утепле-
ния чердачных перекрытий, совмещенных кровель (рис. 8.7),
303
Рис 8.8. Утепление утоненных кирпичных стен цементным фибролитом
а — по слою раствора б — по деревянным брускам, / — кирпичная кладка. 2 — фибро-
лит; 3—цементный раствор 4 — наружная штукатурка. 5 — внутренняя штукатурка.
6 — бруски; 7 — сетка по шву; 8 — плинтус; 9 — гвозди оцинкованные с широкой шляпкой
карнизных панелей, вентиляционных каналов и т. п. В промыш-
ленном строительстве цементный фибролит применяют для утеп-
ления различных покрытий, а также в целях утепления и звуко-
изоляции кирпичной кладки (рис. 8.8).
Для придания фибролитовым плитам повышенной прочности,
а также с целью более эффективного их использования в облег-
Рис. 8.9 Фрагмент стыка легкого покрытия из фибролитовых плит, усиленных
стальными профилями
304
ценных конструкциях покрытий зданий плиты усиливают с про-
дольных сторон стальными профилями (рис. 8.9) либо армируют
деревянными или железобетонными брусками.
Окрашивание поверхностей, облицованных акустическими це-
ментно-фибролитовыми плитами, производится после установки
плит и разделки швов. Для окрашивания могут использоваться
красящие составы на основе поливинилацетатной эмульсии с до-
бавлением -различных пигментов. Окраску производят обычно за
2 раза.
Глава 9
ПРОИЗВОДСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ
ЦЕМЕНТНО-СТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ
За последнее десятилетие в строительной практике большое
применение нашли крупногабаритные листовые конструктивно-
отделочные плитные материалы ДСП, ДВП, асбестоцементные.
Цементно-стружечные плиты (ЦСП) выгодно отличаются от них
своими физико-механическими и строительным свойствами.
Рядом зарубежных фирм: «Бизон-Верке» ФРГ, «Фама» Авст-
ралия, «Элтен» Нидерланды, «Интендоф» Япония и др. разрабо-
таны технологии производств цементно-стружечных плит под
названием дюрипанель, фамапанель, элтен, Кентори-Бод.
Плиты ЦСП — новый конструктивный листовой материал, об-
ладающий рядом свойств основных компонентов цемента и дре-
весины: высокой прочностью, влагостойкостью, трудной сгорае-
мостью, биостойкостью, отсутствием токсичности, легкостью об-
работки. Эти свойства позволяют использовать ЦСП в качестве
обшивки ограждающих конструкций (плит покрытий и перекры-
тий, панелей стен и перегородок) взамен традиционных листо-
вых материалов — асбестоцемента, фанеры, древесных плит.
Они могут быть примены также в качестве материала для огне-
стойких дверей, потолочной облицовки и подвесных потолков,
для элементов франтонов, крыш, полов и вентиляционных кана-
лов.
Производство ЦСП организовано в Италии, Швейцарии,
ФРГ, Японии, Венгрии, Вьетнаме и др. В СССР цеха по изготов-
лению ЦСП построены в Москве (ДОК-5), Костроме, Новоси-
бирске, Кривом Роге, Чайковском, Соколе (Вологодская обл.)
и др.
ВНПО Союзнаучплитпром совместно с Костромским филиа-
лом Гипролеспрома разработали технологию и ТЭО цеха по
производству ЦСП на отечественном оборудовании. Шарнин-
ским ДСК объединения Костромалеспром совместно с Минстан-
305
копромом и Минстройдормашем создан комплект оборудования
^0щностъю 25 тыс. м3 для опытного изготовления ЦСП. Разра-
ботана технология ЦСП, оснащенная оборудованием совместной
поставки предприятиями нашей страны и фирмы «Бизон-Верке»,
которая позволит в ближайшем будущем расширить производ-
ство этого эффективного плитного материала. На ряде пред-
приятий страны действуют линии, укомплектованные оборудо-
ванием смешанной поставки (в Новосибирске, Соколе, Чайков-
ском и др.).
ВНПО Союзнаучплитпром, ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко и
ЦНИИЭПсельстроем проведены исследования в целях опреде-
ления возможности изготовления ЦСП из более широкой но-
менклатуры сырьевых материалов и уточнения технологического
регламента, а также для разработки рекомендаций по проекти-
рованию и изготовлению конструкций на основе ЦСП.
По рекомендации швейцарской фирмы «Дюризол» и западно-
германской фирмы «Бизон-Верке» для получения стружки, ис-
пользуемой в качестве сырья при производстве ЦСП, рекомен-
дуется преимущественно тонкомер ели и пихты, выдержанной не
менее двух месяцев. Может применяться и древесина других
пород в виде дров, низкосортного пиловочника и твердых отхо-
дов (горбыль, рейки).
9.1.	Влияние технологических факторов
на свойства ЦСП
Для производства ЦСП (дюрипанель) используется стружка,
средняя длина которой должна быть по меньшей мере в 3 раза
больше средней ширины. Оптимальные размеры стружки, мм:
толщина —0,3, длина — 25...31, ширина—1,6...4,8. Исследования
показали, что при увеличении В/Ц от 0,5 до 0,9 плотность образ-
цов уменьшается незначительно, а предел прочности при изгибе
Таблица 9.1. Зависимость средней плотности и прочности ЦСП
от ЦД. ВД. В/Ц
Масса компонентов цемент- но-стружечной смесн, кг			Соотношения			Средняя плотность, кг/м3	Предел прочности при изгибе, МПа
цемент	древес- ная стружка	вода	ЦД	В'Д	В/Ц		
45,359	15,195	22,680	3	1,5	0,50	1,22	194,749
45,359	15,195	24,948	3	1.6	0,55	1,20	185,609
45,359	15,195	27,216	3	108	0,60	1,12	108,976
45,359	15,195	31,752	3	2,1	0,70	1,12	68,901
45,359	15,195	36,287	3	2,4	0,80	1.12	68,198
45,359	15,195	40,823	3	2,7	0,90	1,05	33,747
45,359	11,340	18,144	4	1,6	0,40	1,36	245,371
45,359	11,340	20,412	4	1,8	0,45	1,38	247,480
45,359	11.340	22,680	4	2,0	0,50	1,39	209.515
45,359	11,340	24,948	4	2,2	0,55	1,33	184,204
45,359	11,340	27,216	4	2,4	0,60	1,35	166,627
45,359	11,340	34,019	4	3,0	0,75	1,25	142,723
306

существенно снижается. Если отношение В/Д увеличивать с 1.8
до 2,2, Ц/Д, соответственно с 3 до 4, то при перемешивании об-
разуются комки, что приводит к неудовлетворительному настилу
ковра по плотности (табл. 9.1). При меньших значениях В/Д
получается рыхлая мелкодисперсная цементно-стружечная
смесь, которая легко поддается укладке на поддоны формующи-
ми машинами с воздушной сепарацией частиц. Преимущество
данного метода формования ковра — возможность рациональ-
ного распределения частиц по сечению плиты на одной позиции.
Мелкие частицы образуют наружные, а более крупные — внут-
ренние слои плиты, благодаря чему достигаются хорошее каче-
ство поверхности и высокая однородность структуры и плот-
ности в пределах одной плиты.
Количество воды (В/Ц и В/Д) в цементно-стружечной смеси
при изменении Ц/Д в пределах от 1,5 до 5 существенно влияет
на реологические свойства смеси, качество укладки ковра и
прочностные показатели плиты. При удовлетворительном каче-
стве ковра практически весь цемент удерживается в виде тон-
кой пленки из цементного теста на поверхности влажных стру-
жек в процессе приготовления цементно-стружечной смеси и
формовании ковра. В процессе формования стружки не слипа-
ются и не образуют комков, а при сепарировании сбрасываются
на движущийся поддон как отдельные покрытые цементом ча-
стицы.
Как показали исследования, от средней плотности ЦСП в
значительной степени зависит предел прочности их при сжатии
и в меньшей степени — прочность при изгибе и растяжении
(рис. 9.1).
Задачами исследований, проведенных в ВНПО Союзнауч-
плитпром, были расширение сырьевой базы для производства
ЦСП, изучение возможности применения таких пород как бе-
реза, осина, а также влияния на физико-механические свойства
ЦСП разных сроков выдержки древесины и видов цемента.
Проведенные исследования подтвердили результаты, получен-
ные зарубежными специалистами. Хорошие показатели получе-
ны при использовании для получения ЦСП портландцемента
М500 и древесины хвойных пород (если, пихты, сосны), выдер-
жанных не менее 2 месяцев при положительной температуре;
Рис. 9.1. Зависимость прочности
плиты от ее абсолютной плотности
1 — при сжатии; 2 — при изгибе; 3 —
при разрыве
Средняя плотность, кГ/н3
307
удовлетворительные показатели имели плиты на березовой
ci ружке.
С целью нейтрализации экстрактивных веществ древесины и
снижения их отрицательного воздействия на процессы тверде-
ния цемента был изучен ряд химических добавок: A12(SO4)3+
Н-ХК+ЖС (сернокислый алюминий + хлорид кальция + жидкое
стекло; AI2(SO4)., + Са(OI 1)2 + ЖС (сернокислый алюминий+
+ известь + жидкое стекло); Fe2(SO4)3 + СаС12 + Са (ОН)2
(сернокислое оксидное железо + хлорид кальция + известь);
A12(SO4)3 + СаС12 (сернокислый алюминий + хлорид кальция).
Наилучшие результаты исследований получены при использова-
нии двух комплексных химических добавок: сернокислого ок-
сидного железа + хлорид кальция + известь; сернокислый алюми-
пий-|-жидкое стекло, которые и рекомендуются для широкого
использования. На практике (Новосибирское НОЭЗЦСП)
нашла применение комплексная добавка из А12(5О4)3+ЖС-|-
+Са(ОН)2 (в % от массы цемента, соответственно 1,5; 3,5; 1)
при расходе портландцемента М400 — 770 кг и при Ц/Д = 2,75.
При исследовании способа подготовки древесного заполни-
теля для лучшего его сцепления с цементным камнем и приго-
товления цементно-стружечной смеси была предложена следую-
щая технология: древесное сырье в виде дровяного долготья
окоривается; выдерживается не менее 2 месяцев на открытом
воздухе при плюсовой температуре; измельчается в стружку,
которая выдерживается в бункерах не менее 3 дней в условиях
цеха; выдержанная стружка измельчается на молотковых дро-
билках, дозируется в смеситель по массе из расчета на сухое
вещество; дозируются по массе водные растворы химических до-
бавок, цемент и недостающая вода; компоненты смеси переме-
шиваются не менее 5 мин.; общая влажность цементно-стру-
жечной смеси должна быть примерно 38%.
Исследование конструкций ЦСП показало, что однослойная
плита имеет на 10...15% выше прочность на изгиб по отношению
к трехслойной структуре. Однако у последней лучше потреби-
тельские свойства: она более ровная, гладкая, с водоустойчивой
поверхностью.
На основе проведенных работ был рекомендован следующий
технический регламент изготовления ЦСП. Состав цементно-
стружечной смеси, кг/м3: древесная стружка в абсолютно сухом
состоянии (ель) — 250; портландцемент М500...750; химические
добавки — 65; вода — 400. При этом составе средняя плотность
ЦСП в сухом состоянии составляет 1185 кг/м3, при отпускной
влажности— 1320 кг/м3. Уплотнение заготовок ЦСП из цемент-
но-стружечной смеси производится при давлении 3...3,5 МПа.
Твердение заготовок ЦСП в сжатом состоянии до распалубоч-
ной прочности продолжается 3,5 ч при температуре цеха; 4,5 ч —
при температуре 60.. 80°C. Влажность ЦСП после распалубки
308
25%. Потеря воды составляет 10% (35...25%), из них 9% хими-
чески связывается цементом, а 1 % испаряется. Твердение ЦСП
после распалубки в пачках происходит 14 дней при температуре
не ниже 16°С. Влажность ЦСП после твердения 20...22%. Вы-
равнивание влажности по площади плиты и ее снижение до
12% в камере кондиционирования при температуре 60. .80°C
происходит в течение 12 ч. Потеря воды составляет 10%, или
120 кг на 1 м3 ЦСП. Влажность ЦСП при отгрузке потреби-
телю 12%.
В зарубежной практике производства ЦСП по рекоменда-
циям фирмы используется качественная балансовая древесина
преимущественно хвойных пород. Для измельчения балансов
(чураков) в частицы оптимальных размеров (распиловка и рас-
колка балансов, нарезка стружки, измельчение стружки на ча-
стицы в мельницах, сепарирование) расходуется значительное
количество электроэнергии и сырья, которые можно было с
большей эффективностью использовать там, где необходима
цельная древесина. Поэтому автором в 1977—1978 гг. в
ЦНИИЭПсельстрое были проведены исследования с целью изу-
чения возможности частичной замены при производстве ЦСП
специально нарезанных частиц из цельной древесины мягкими
отходами лесопильно-деревообрабатывающих предприятий (ста-
ночная стружка, опилки поперечной распиловки и лесорамные
опилки).
Исследования показали, что наиболее подходящими частица
ми являются лесорамные опилки после их фракционирования
(после отделения пылевидных и крупных частиц, а также ча-
стиц коры). Оптимальные частицы опилок получаются при по-
сылке лесорамы 28...45 мм/ход (фракции 3/04, средняя длина
6 мм, средняя ширина и толщина 3,3 мм, коэффициент гибкости
1,8). Опилки по сравнению с плоской специально нарезанной
стружкой имеют неоднородную удельную поверхность и боль-
шое отношение площади торца к площади боковых плоскостей
(боковой поверхности), что увеличивает впитываемость ими хи-
мического раствора при минерализации и цементного теста при
приготовлении в древесно-цементной смеси. Но наряду с недо-
статками лесорамные опилки имеют преимущество перед струж-
кой-отходами и даже перед специально нарезанной стружкой.
Благодаря гранулированному строению опилки обладают боль-
шей текучестью, что способствует хорошей упаковке при на-
стиле ковра и процессу структурообразования ЦСП.
Введение лесорамных опилок в количестве до 30% от об-
щего расхода древесных частиц на 1 м3 плиты не снижает проч-
ностных показателей и плотности ЦСП. ЦСП при средней плот-
ности 1120 кг/м3 имели прочность при статическом изгибе 10,4
МПа, а при средней плотности 1300 кг/м3 — 16 МПа. Дальней-
шее увеличение количества опилок ведет к снижению средней
309
100 90 80 70 60 SO W 30 20 10 О
Стружка, специально нарезанная,%
Рис. 9.2. Влияние количест-
ва вводимых лесорамнык
опилок и стружки на проч-
ность н плотность ЦСП
I — прочность плиты иа изгиб;
2 — средняя плотность плиты
плотности и прочности,
а также к повышению
влагопоглощения (рис.
9.2).
Предложенный на-
ми состав смеси вклю-
чал следующие компо-
ненты, кг: древесная стружка в сухом состоянии — 260, хими-
ческие добавки с учетом кристаллизационной воды (А1С13—
25 кг; жидкое стекло — 30 кг, Са(ОН)2 — 20 кг) —75; портланд-
цемент М500 — 700; вода — 400.
При подсчете количества воды для изготовления древесно-
цементной смеси учитывались влажность древесной стружки,
которая принималась равной 58...60%, и количество кристалли-
зационной влаги.
Введение в состав комплексной добавки хлорида алюминия
(А1С13) вместо хлорида кальция (СаС12) позволяет существенно
повысить адгезионную прочность композиции «древесина — це-
ментный камень», а также снизить подверженность плит ЦСП
влажностным деформациям, что особенно важно для улучше-
ния погодоустойчивости плит.
Высокие результаты были получены при применении ВНВ-
100 и ВНВ-50 взамен портландцемента М500, при этом проч-
ность материала при изгибе возросла на 16...27%.
9.2.	Технология ЦСП
Процесс производства ЦСП складывается из следующих тех-
нологических переделов (рис. 9.3): хранение древесного сырья
на лесобирже; нарезание стружки; гомогенизация стружки в
дробилках; приготовление цементно-стружечной смеси; фрак-
ционирование стружки, формование пакетов плит; прессование,
отверждение плит, созревание, кондиционирование, конечная от-
делка (шлифование, отделка поверхностей лакокрасочными ма-
териалами) .
Склад лесоматериалов. На лесобирже древесное сырье вы-
держивается в окоренном виде в течение 2 месяцев с целью вы-
равнивания влажности и уменьшения содержания в древесине
активных легкогидрализуемых веществ за счет биологических
310
смеси-
13 — склад листов, формовочная стан-
14 — настилочная станция: /5 — устрой-
для очистки листов: 16 — бункер для
сепарирующее устройство: 17 — кои-
Рис. 9.3. Технологическая схема произ-
водства ЦСП
1 — станок для изготовления стружки; 2 —
бункер; 3 —молотковая мельница; 4 — мель-
ница для мелкого размола: 5 — бункер для
цемента. 6 — грохот; 7 — бункер; 8 — бункер
для стружки тонкого размола; 9 — бункер
для стружки нормального размола; 10 — уст-
ройство для задвигания листов; 11 — устрой-
ство для переворачивания листов; 11	-----
тель:
ни я:
ство
цемента
вейер; 18 — устройство для измерения мас-
сы плиты: /9. 20 — штабелировочное устрой-
ство; 21 — пресс; 22 — канал для отвердения;
23— склад для отстаивания: 24— климатизи-
рованный канал; 25 — пила для обрезкн кромок
10
2
27
.J
-16

преобразований. Рекомендуется использовать древесину зимней
заготовки (ноябрь—февраль).
Изготовление стружки. Для производства стружки применя-
ются станки с ножевыми валами типа ДС-6. В стружечных
станках может обрабатываться и технологическая щепа, полу-
чаемая фракция древесных частиц—тонкая, длинная стружка
толщиной в 0,2...0,3 мм, длиною 5...30 мм. Для гомогенизации
стружки, т. е. получения древесных частиц оптимальной фрак-
ции, ее от стружечного станка подают в молотковую дробилку
типа ДМ-7. На мельнице тонкого размола регулируемая по ко-
личеству часть потока стружечного материала разламывается
в тонкую стружку для наружного слоя. Фракционный состав
древесной стружки приведен в табл. 9.2.
Таблица 9.2 Фракционный состав древесной стружки
для наружных и внутренних слоев ЦСП
Параметры	Стружка наружных слоев	Стружка внутреннего слоя
Толщина стружки, мм	Не более 0,3	Не более 0.45
Ширина стружки, мм	Не более 2	Не более 5
Длина стружки, мм	Не более 5	Не более 30
Гранулометрический состав		
фракций:		
3/2	Не более 25	—
2/0,25	Не менее 70	.—
0.25/0	Не более 5	—.
более 7	—	Не более 25
7/0.5	——	Не менее 80
не менее 0,5	—	Не более 5
Разделение стружки в материал для среднего и наружного
слоев производится в просеивательной машине. Здесь одновре-
менно и происходит отделение тонкого от грубого стружечного
материала.
Хранение измельченного сырья. Рабочая фракция стружки
поступает в бункер промежуточного складирования. Разгрузоч-
ное устройство в бункере обеспечивает непрерывную и точную
дозировку смеси стружечного материала. Для наружного слоя
этот материал измельчается в мельнице тонкого размола.
Смешивание. В отделение для смешивания подаются основ-
ные материалы: стружка (древесные частицы), цемент (хими-
ческие добавки) и вода. Дозирование и приготовление смесей
наружного и среднего слоев производят в специальных дозиро-
вочных установках и смесителях. Дозирование отдельных ком-
понентов происходит в каждом случае по отношению к массе
абсолютно сухой древесины. Влагосодержание древесины изме-
ряется непрерывно и учитывается при определении В/Ц. Все ма-
териалы дозируются по массе.
Формирование. Качество формирования определяющим об-
разом влияет на точность толщины готовых плит. Так как фир-
ма «Бизон-Верке» применяет в своих линиях ЦСП систему воз-
312
душной сепарации при укладке ковра, то необходимо точность
рассеивания смеси по фракции держать постоянно в узких гра-
ницах. Благодаря проведенным мероприятиям была обеспечена
возможность рассеивания также сравнительно тяжелого и влаж-
ного материала с очень хорошей точностью.
Так, в процессе рассеивания происходит сепарирование рас-
сеиваемого материала в соответствии с размерами стружки; при
производстве ЦСП также возможно добиться качества поверх-
ности, достигнутого для ДСП. При производительности уста-
новки 50 м3 в день можно обойтись одной настилочной головкой
(станцией). Более крупные установки работают с двумя или
тремя настилочными головками.
Качество насыпки при формовочном оборудовании фирмы
«Бизон-Верке» контролируется и регулируется установкой для
измерения массы единицы площади плиты (изотопной измери-
тельной установкой).
Рассеивание (насыпка) материала на поддоны производится
непрерывно. На этом этапе повторно происходит весовой конт-
роль при помощи специальной установки для измерения массы,
отнесенной к единице площади заготовки. Плиты, не отвечаю-
щие заданному значению, выделяются из производственного
процесса. Забракованный материал возвращается в формовочную
станцию. Находящийся на поддонах бесконечный настилочный
ковер после прохода рассеивательной машины растягивается
быстроходным ленточным конвейером и при помощи обрезоч-
ного станка с торцевой стороны разделяется по размеру плит
в неотработанном виде.
Прессование. Заготовки плит после формирования при по-
мощи штаблировочного устройства в зажимных каркасах (за-
жимная тележка) составляются в пакеты. Затем пакет плит уп-
лотняется на зажимный размер и в таком положении фиксиру-
ется благодаря устройству каркаса (рис. 9.4). Для процесса
прессования необходимо удельное давление до 2,5 МПа. Зажим-
ный размер рассчитывается по размеру плиты, толщине поддона
и количеству плит в каждом пакете. Процесс схватывания зани-
мает относительно долгое время. В течение этого времени пакет
плит должен обязательно быть зажат на точный размер. Поэтому
зажимные тележки изготовлены очень надежно и точно. Соот-
ветственно зажим и деблокировка запрессованных пакетов про-
исходит также в прессе. При линиях большой производитель-
ности предусматривается отдельный разжимный пресс.
Отвердевание. Для того чтобы контролировать процесс схва-
тывания, фиксированные в зажимной тележке пакеты плит в
камере твердения выдерживаются под воздействием температу-
ры до такого затвердевания, чтобы по истечении 6...8 ч было
возможно расштабелировать плиты. Расштабелировку произво-
дят поочередно: поддон, плита. Поддоны проводят сначала че-
313
Рнс. 9.4. Пресс для зажима сформированного пакета на поддонах плит ЦСП
рез очистительную установку, затем через обратное транспорт-
ное устройство и повторно направляют в формовочную станцию
и в магазин для поддонов. Плиты направляются на станцию для
предварительной обрезки, затем расштабслируются на подстоп-
ные стеллажи. Срезки (отходы) плит дробятся и подаются в сме-
ситель для повторного перемешивания, полученная масса исполь-
зуется для среднего слоя ЦСП.
Поддоны очищаются, покрываются разделительной эмуль-
сией и направляются обратно на формовочную линию. Компен-
сация количества поддонов для перенакладки на другие толщи-
ны плит осуществляется через магазин для поддонов.
Созревание. Плиты после расштабелировки и отделения от
поддонов предварительно обрезаются по размерам и выдержи-
ваются на складе для созревания не менее 18 дней. По истече-
нии этого срока плиты достигают почти конечной прочности.
Кондиционирование. С целью снятия внутреннего напряже-
ния и установления равновесия между влагосодержанием плиты
и влажностью в атмосфере, плиты проходят кондиционирование.
314
Это мероприятие обеспечивает хорошую стабильность формы
плит, исключая их коробление при эксплуатации.
Кондиционирование производится в специальном проходном
канале. Каждая плита отдельно проходит через эту установку,
поставленная на ребро в вейерном перекладчике.
Конечная отделка. В зависимости от назначения плиты могут
быть отшлифованы с одной или с обеих сторон. При помощи
шлифования достигается калибровка. По требованию заказчика
плиты могут быть отделаны.
9.3.	Эффективная область применения ЦСП
Проектирование конструкций с применением ЦСП выполня-
ют в соответствии с действующими нормативными документами
и рекомендациями. ГОСТ 26816—86 «Технические условия.
Плиты цементно-стружечные». Рекомендации по проектирова-
нию, изготовлению и применению конструкций на основе цемент-
но-стружечных плит разработаны с участием ЦНИИСК им.
В. А. Кучеренко (М., 1986 г.). По этим рекомендациям для ЦСП
приняты параметры физико-механических свойств, представлен-
ные в табл. 9.3.
Таблица 9.3. Основные свойства ЦСП
Наименование показателя
ЦСП-1	ЦСП-2
Плотность, кг/м3
Влажность. %
Разбухание по толщине за 24 ч. %, не
более
Водопоглощенне за 24 ч, %, не более
Прочность иа изгиб. МПа, не менее, для
толщин, мм:
от 8 до 16 включительно
» 18 > 24	»
» 26 >40	»
Прочность на растяжение, перпендику-
лярно к пластн плиты, МПа, не менее
Шероховатость пластн Rz по ГОСТ
7016—82*. мкм, не более, для плит:
нешлифованных
шлифованных
1100... 1400
9±3
2.0
12,0
10,0
9,0
0.4
16,0
9,0
8,0
7.0
0,35
320	320
80	100
Благодаря хорошим физико-механическим и строительным
свойствам ЦСП могут использоваться как листовой материал
широкого назначения. Они обладают рядом положительных
свойств: легкость обработки, влагостойкость, трудносгораемость.
повышенная биостойкость, атмосферостойкость, отсутствие ток-
сичности, хорошее склеивание с древесиной, полимерами и ме-
таллами. Перечисленные свойства позволяют применять ЦСП в
качестве обшивки ограждающих конструкций (плит покрытий и
315
перекрытий, панелей степ и перегородок), в элементах подвес-
ных ноголков, вентиляционных коробов, при устройстве полов,
в качестве подоконных досок, обшивок, взамен традиционных
листовых материалов — асбестоцемента, фанеры, пиломатериа-
лов и древесных плит.
В соответствии с требованием ГОСТ 26816—86 ЦСП имеют
среднюю плотность 1100...1400 кг/м3, размеры листов 1,2X3,2 м
(1,25X3,6 м) и толщину 8...40 мм.
Плиты ЦСП выпускаются двух марок ЦСП-1 и ЦСП-2. К
первому типу плит предъявляются более высокие требования.
По сравнению с производством асбестоцементных листов и
ДСП выпуск 1 м3 ЦСП позволит сэкономить 630 кг цемента и
420 кг древесины.
Стоимость ЦСП близка к стоимости распространенных мате-
риалов. При использовании ограждающих конструкций с дере-
вянным каркасом и обшивками из ЦСП вместо железобетонных
плит масса здания снижается в 2,5...3 раза, расход стали — на
4 кг/м3, трудозатраты — в 1,5...1,8 раза, стоимость — на 7...10%
(по приведенным затратам).
Организация производства ЦСП, разработка и внедрение
ограждающих конструкций с их применением — важная народ-
нохозяйственная задача, решение которой будет способствовать
расширению строительства малоэтажных панельных деревянных
жилых домов с применением этого эффективного листового ма-
териала.
9.4.	Ограждающие конструкции из ЦСП
Технические преимущества ЦСП перед другими плитными
материалами открывают возможность широкого их использова-
ния для строительства. Так, например, в ФРГ цементно-стру-
жечные плиты типа «дюрипанель», по данным фирмы «Бизон-
Верке», находят широкое применение в качестве обшивок ог-
раждающих конструкций — стен, покрытий, подвесных потолков,
перегородок.
В отечественном строительстве ЦСП также применяются в
качестве обшивок плит покрытий, панелей стен и перегородок в
жилых и промышленных зданиях.
Конструкции с применением ЦСП для различных по назна-
чению зданий разрабатываются институтами ВНИИдрев,
ЦНИИЭПжилище, ЦНИИпромзданий, ЦНИИЭПсельстрой, Гип-
ролеспром, ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко и др. Перечень неко-
торых ограждающих конструкций с применением ЦСП приведен
в табл. 9.4.
В ЦНИИпромзданий и ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко разра-
ботаны плиты покрытий длиной 6,0 м, шириной 3,0 и 1,5 м (аль-
316
Таблица 9.4. Строительные конструкции с применением ЦСП
Наименование и конструктивные
особенности
Орга ни нщнн-ра гработчик,
серия или шифр
Документании
Конструкции для промышленных зданий
Плиты длиной 6 м с деревянным каркасом и обшив-
ками нз ЦСП для зданий с рулонной кровлей
Стеновые панели _с обшивками нз ЦСП с эффектив-
ной теплоизоляцией. Технические решения н рабочие
чертежи опытных образцов
Перегородки панельные с применением гнутых про-
филей нз тонколистовой стали для одноэта/киых зда-
ний. Рабочие чертежи
Унифицированные конструкции подвесных потолков
для одноэтажных и многоэтажных зданий точных и
особо точных производств. Рабочие чертежи
Перегородки паиельно-щнтовые из ЦСП с внутренним
деревянным, металлическим каркасом н фолдинг-эле-
ментами для зданий различного назначения
Конструкции для производственных
сельскохозяйственных зданий
Плиты покрытий размером 1,2X6 м (1,5X6) с деревян-
ным каркасом н обшивкой из ЦСП Технические реше-
ния н рабочие чертежи опытных образцов
Конструкции для жилых и общественных зданий
Панель стены-лоджии размером 2,6V 5.8 м жилых зда-
ний. Рабочие чертежи опытных образцов
Панели стен общественных зданий из ЦСП Рабочие
чертежи
Перегородки из ЦСП для общественных зданий. Ра-
бочие чертежи
Мобильные здаиня контейнерною типа
Облицовки нз ЦСП для
чне чертежи
общественных зданий Рабо-
2-этажный 11-квартирный
жнлые дома. Технические
и 4-этажный 32-квартирц|.1н
решения
ЦНИИпромзданий.
ЦНИИСК 204- 84
ЦНИИпром маний.
ЦНИИСК
202 80
ЦНИИпром маний
1.431 3-22
ЦНИИпром маний
1.445 9-1
OIITI1 Эн ер готе х пром.
ЦНИИСК
7021 АС
Юж г ипронпссльстрой.
ЦНИИСК
ВМ № I 28
ЦН И ИЭ1 (жилища
3-GG6-2; 3-666-2
ЦНИИЭП торгово-бытовых
щаиий и туристских ком-
плексов
81-2561/1
ЦНИИЭП торгово-бытовых
маний и туристских ком-
плексов
81 -2563/1
ОПТП «Энерготсхпром»
7005
ЦНИИЭП торгово бытовых
зданий и туристских ком-
плексов
82-26454
ЦНИИЭП жилища
3 666 I
бом, шифр 142—80) для отапливаемых производственных зда-
ний с кровлей из рулонных материалов с уклоном от 2,5 до 10%,
с наружным и внутренним отводом воды. Плиты покрытия за-
проектированы для следующих условий эксплуатации: масса
снегового покрова — 50...150 кг на 1 м2 (1—IV районы), расчет-
ная зимняя температура наружного воздуха — не ниже —50°С,
относительная влажность воздуха внутри помещений — не выше
75%, температура воздуха внутри помещений 16...22°C, сейс-
мичность районов строительства — не выше 6 баллов, степень
огнестойкости зданий — III IV и V с категориями производств
В, Г и Д.
Плита покрытия состоит из несущих продольных клееных
деревянных ребер прямоугольного сечения и обшивок из ЦСП.
Последние прикрепляют к каркасу на шурупах, устанавливае-
мых в предварительно просверленные отверстия. Утеплитель
317
принят из полужестких минераловатных плит на синтетическом
связуюшем. конструкция плиты позволяет вентилировать воз-
душные прослойки вдоль и поперек здания, а также устраивать
проемы для пропуска коммуникаций.
Технико-экономические расчеты показывают, что применение
для ограждения конструкций покрытия ЦСП по сравнению с ас-
бестоцементными плоскими листами (плиты АКД-63, альбом,
серия 1.865-2, вып. 3) позволяет уменьшить расход древесины
па 7%. Кроме того, использование плит покрытия размером
3,0X6,0 м вместо плит размером 1,5X6,0 м обусловливает до-
полнительное снижение расхода древесины на 9...10%.
ЦСП можно применять в качестве обшивок стеновых пане-
лей, заменяя асбестоцементные плоские листы (ГОСТ 18124—
75*). ЦНИИпромзданий и ЦНИИСКом разработано три типа
опытных образцов панелей для производственных зданий с су-
хим и нормальным режимами (для каркасных панелей с отно-
сительной влажностью воздуха внутри помещений до 60%, для
панелей типа «сандвич» с влажностью воздуха до 75%), с неаг-
рессивной, слабо- и среднеагрессивной средами. Они могут при-
меняться также в зданиях, строящихся в районах с сейсмично-
стью до 9 баллов. Такие панели относятся к группе трудносго-
раемых конструкций с пределом огнестойкости 0,25 ч.
Стеновая панель длиной 6,0 м имеет каркас из продольных
и поперечных брусков с поперечным сечением соответственно
50X144 и 40X144 мм. Поперечные бруски установлены с шагом
1500 мм и крепятся к продольным элементам уголками на шу-
рупах. Обшивка из ЦСП толщиной 12 мм крепится к деревян-
ному каркасу оцинкованными шурупами с шагом 200 мм. Шу-
рупы устанавливают в предварительно просверленные и раззен-
кованные отверстия. В качестве утеплителя приняты жесткие
минераловатные плиты со средней плотностью 150 кг/м3 на син-
тетическом связующем. Между утеплителем и внутренней обшив-
кой из ЦСП укладывают пароизоляцию из полиэтиленовой
пленки.
Перегородки с обшивкой из ЦСП можно применять в поме-
щениях с относительной влажностью воздуха до 75% и нали-
чием агрессивных газовых сред. В помещениях с повышенной
влажностью воздуха (более 60%) и наличием агрессивных га-
зовых сред необходимо устройство защиты ЦСП, каркаса и эле-
ментов крепления перегородок в соответствии с требованиями
СНиП П-28—73 «Защита строительных конструкций от корро-
зии». Звукоизолирующая способность перегородок до 45 дБ. Пе-
регородки относятся к трудносгораемым с пределом огнестой-
кости до 0,5 ч.
Перегородки для одноэтажных производственных зданий
(серия 1.431—20) запроектированы сборными самонесущими. В
плане здания они расположены по граням колонн. По высоте
318
перегородки делятся на две части: нижнюю — из панелей и верх-
нюю— из трехслойных вкладышей по стальному каркасу. Кар-
касно-обшивные панели состоят из деревянного каркаса, обши-
того с двух сторон гипсовой сухой штукатуркой, либо плоскими
асбестоцементными листами или ЦСП. Средний слой — полу-
жесткие минераловатные плиты на синтетическом связующем.
Размер панелей 5980X1185X80 мм.
Перегородки для многоэтажных производственных и вспомо-
гательных зданий (серии 1.431-19 и 1.431-21) запроектированы
сборно-разборными самонесущими и состоят из стального или
деревянного каркаса, обшитого с двух сторон листами сухой
гипсовой штукатурки или ЦСП. Средний слой — мягкие мине-
раловатные плиты. Перегородки в плане расположены по осям
колонн и в пролете. Стойки каркаса устанавливают с шагом
600 мм и крепят к верхним и нижним горизонтальным элемен-
там, предварительно прикрепленным к полу и потолку дю-
белями. Обшивки перегородок прикрепляют к стальному
каркасу самосверлящими шурупами, а к деревянному — обыч-
ными.
ЦНИИпромзданий разработан альбом «Унифицированные
одноэтажные производственные здания с клееными деревянны-
ми конструкциями», где представлена номенклатура плит по-
крытий пролетом 6,0 м с деревянными ребрами и обшивками из
ЦСП, а также возможные варианты одноэтажных промышлен-
ных зданий в соответствии с унифицированными габаритными
схемами, утвержденными Госстроем СССР. Одно-, двух- и мно-
гопролетные здания с пролетами от 12 до 24 м, шагом колонн
6 м (для средних колонн в ряде случаев—12 м) и высотой до
низа несущих конструкций покрытия от 3,6 до 10,8 м могут быть
как отапливаемыми, так и неотапливаемыми. При этом уклон
кровель неотапливаемых зданий принят 25%, а отапливаемых —
от 2,5 до 5%. Производственные здания могут оборудоваться
подвесными кран-балками грузоподъемностью до 3,2 т или мо-
стовыми кранами грузоподъемностью до 20 т.
В ЦНИИЭПсельстрое проводятся научно-исследовательские
и проектные работы с целью создания ограждающих конструк-
ций с обшивками из ЦСП для сельскохозяйственных производ-
ственных зданий. При разработке конструкций было решено со-
хранить каркасы панелей серии 1.832—7, вып. 1. Разработанные
стеновые панели имеют следующую конструкцию: деревянный
каркас, обшитый с двух сторон ЦСП, с утеплителем в середине.
Между внутренней обшивкой и утеплителем предусмотрен
сплошной пароизоляционный слой. Наружную обшивку крепят
к доскам, прибитым к вертикальным ребрам каркаса, что обес-
печивает образование воздушной прослойки для вентиляции па-
нелей. Панели рассчитаны на нагрузку от собственной массы и
ветровую при напоре ветра 45 кг/м2.
319
Для проверки поведения ЦСП в условиях строительства и
эксплуатации зданий в г. Сухиничи Калужской области весной
1978 г. введены в эксплуатацию два здания магазинов. При их
строительстве были использованы ЦСП размерами 3,2Х1,2Х
Х0.01 м.
В одном магазине ЦСП применяли в качестве внутренней
облицовки неотапливаемого складского помещения площадью
30 м2. Обшивки крепили шестью гвоздями 4X100 мм к трем
продольным деревянным брускам. Стык закрывали нащельни-
ком. Относительная влажность воздуха в помещении составляет
50...60%. При осмотре поверхностей ЦСП и мест их крепления
трещин, сколов, вылущивания поверхности плит не обнаружено.
Таблица 9.5. Типы каркасов и способы крепления ЦСП
Каркас конструкции	Ограждающие конструкции												
	Наружные стеновые панели						Плиты покрытий и перекрытии				Перегородки		
							©			10			
Деревянные бруски	©		<^1			Л	ТС®		©	7 77			z7
	в'		(	Э		©		X-— 5^					
	7	10	10	11					' ©					'/J
Элементы комбинирован- ного сечения	© -В 7J		3.		7® z7			© ©	1 70 X 1		7х		I ,13 Г.7
													
	12		5								3,4,5И		
Цельные и клее- ные бруски из ЦСП		ч а	б		7? Г ®						7>	В	,13
			1 j		'70								
					77								
	1'											7	
Профили из оцинкован ной стали	© / 1J		9 Л 10		г 7 ©							0	,13
Условные обозначения: / — обшивка: 2— деревянный брусок; 3 — элемент комби-
нированного сечения с деревянными полками н стенкой из фанеры; 4 — то же, со
стенкой из ДВП. 5 — то же. со стенкой из ЦСП: 6 — цельный брусок ЦСП: 7 — клееный
брусок ЦСП; 8 — экран; 9 — профиль из оцинкованной стали. /0 — утеплитель. II —
пароизоляция; 12 — теплоизоляционная прокладка; 13 — звукоизоляционный материал.
320
В другом магазине из ЦСП были выполнены наружные об-
шивки производственного помещения площадью 108 м2. Каркас
здания выполнен из стальных элементов. ЦСП крепили к трем
обрамляющим деревянным брускам шестью гвоздями 4Х
ХЮО мм. Стыки закрывали деревянными нащельниками. Сна-
ружи плиты ЦСП окрашивали. Стены магазина облицовывали с
трех сторон (западной, южной, восточной), четвертая сторона
представляла собой стеклянные витражи. При обследовании
было обнаружено удовлетворительное состояние плит на запад-
ной стороне, в ряде плит на восточной и южной сторонах на-
блюдалось выпучивание поверхностей плит (под действием теп-
ловых воздействий). Это свидетельствует о необходимости спе-
циальной гидроизоляционной отделки плит ЦСП, используемых
для наружных обшивок стен.
ЦНИИЭПжилищем разработаны строительные конструкции
для жилых и общественных зданий. Рекомендуемые типы кар-
касов и способы крепления к ним ЦСП ограждающих конструк-
ций приведены в табл. 9.5.
При проектировании ограждающих конструкций важное зна-
чение имеет правильное конструирование стыкового узла. На
рис. 9.5 показаны стыки плиты покрытий с раздельной жесткой
кровлей, мягкой рулонной кровли и стеновых панелей наруж-
ных стен с применением ЦСП.
В плитах покрытия с кровлей из асбестоцементных волни-
стых листов, стального профилированного настила или других
жестких материалов рекомендуются стыки, показанные на
рис. 9.5. Расширенные стыки ЦНИИСКа (рис. 9.5, б, в, г, д) бо-
лее надежны в эксплуатации, обеспечивают свободный доступ
для проведения работ по герметизации и утеплению.
Стыки в плитах покрытий с мягкой кровлей должны обеспе-
чивать целостность рулонного ковра при эксплуатации. Для
этого перед наклейкой рулонного ковра на поперечные стыки
сверху накладывают подкрепляющие полосы из жесткого листо-
вого материала, например из кровельной стали (рис 9.5, е). По-
лосы прикрепляют только к одному ряду плит. После закрепле-
ния этих полос на все как продольные, так и поперечные стыки
плит наклеивают полосы из кровельного рулонного материала,
причем приклейка полос должна производиться только на один
ряд плит. После приклеивания защитных полос наклеивают ру-
лонный ковер.
При проектировании стыков панелей наружных стен с об-
шивками или экранами из ЦСП следует предусматривать защи-
ту их от атмосферных осадков с помощью различных накладок,
нащельников и отливов из коррозионно-стойких материалов
(алюминия, алюминиевых сплавов и др.), которые могут слу-
жить одновременно элементами архитектурного оформле-
ния.
11 Заказ № 394
321
Рис. 9.5. Стыки плит покрытия с раздельной жесткой (а, б, в, г, д) и мягкой
рулонной (е) кровлей
/ — обшнвка из ЦСП. 2 — ребро каркаса; 3 — рулонная или пленочная пароизоляция;
4—утеплитель; 5 — уплотняющая прокладка, 6 — нетвердеющая герметизирующая ма-
стика (бутэпрол. НГМС и др.): 7 — герметизирующая лента «Герлеи-Т», 8— подкреп-
ляющая полоса 9 — водонзоляциониый рулонный ковер; 10 — деревянный брусок; 11 —
асбестоцементный волнистый лист: 12— полимерная защитная пленка
В одноэтажных домах для вертикальных стыков панелей
стен и экранов применяют алюминиевый плоский профиль,
швеллер трапециевидный отбортованный П 2318 № 49 по ГОСТ
17576—81 * и др. В горизонтальных стыках экрана и наружной
обшивки из ЦСП используют профиль прессованный из алюми-
ния и алюминиевых сплавов № 450003 и № 450005 (ГОСТ
13620—81). Угловые стыки панелей наружных стен, дверные и
оконные проемы закрывают алюминиевыми профилями по типу
ПК 8038, угольниками неравнобокими П-52 из алюминия (ГОСТ
13738—80*), профилями из оцинкованной кровельной стали
тина ПК 8040 и деревянными нащельниками. Примеры исполь-
зования профильных накладок в стыках и соединениях элемен-
тов ограждающих конструкций приведены на рис. 9.6.
322
Рис. 9.6. Стыки панелей наружных стен с применением ЦСП и алюминиевых
профилей
а — с профилем трапециевидным; б — то же, с плоским, в — то же. типа СПА 2476;
/ — внутренняя обшивка 2 — уплотняющий материал; 3 — бруски каркаса 4'—утеп-
литель. 5 — наружная обшнвка 6 — брусок экрана; 7 — экран; S — ребро каркаса ком
бинированного сечения. 9 — герметизирующая прокладка
Рис. 9 7. Вертикальный стык наружных стеновых панелей на основе клееного,
цельиоплитного коробчатого элемента с термоизоляционной прокладкой
/— клееный цельноплитный коробчатый элемент; 2— наружная обшивка нз ЦСП. 3—
термоизоляционная прокладка (твердый пенопласт); 4— стяжиой болт: 5 — герметизи-
рующая мастнка 6 — уплотняющая прокладка
Рис. 9 8 Вертикальный стык наружных стеновых панелей промышленных
зданий
1 — деревянный брусок каркаса 2— обшнвка из ЦСП; 3— уплотняющая прокладка;
4 — герметизирующая мастика; 5 — утеплитель; 6 — иащельиик
При устройстве экрана и наружных обшивок панелей стен
жилых малоэтажных зданий из ЦСП стыковать плиты необхо-
димо с зазором 8... 10 мм как по вертикали, так и по горизон-
тали. Плиты экрана соединяют с вертикальными брусками се-
чением (20+25) Х50 мм или (20+25) Х?0 мм, прикрепляемыми
11*
323
гвоздями к каркасу панели (см. рис. 9.6). Расстояние между
осевыми линиями брусков принимается не более 60 мм.
В случае использования для наружных стен клееных короб-
чатых элементов из ЦСП «Фолдинг элемент» вертикальный
стык между ними может быть решен так, как показано на
рис. 9.7.
Установленные в проектные положения коробчатые элемен-
ты стягиваются между собой болтами, затем укладывается
утеплитель, термоизоляционная прокладка (в случаях, если воз-
можно промерзание стыка) и крепится наружная обшивка. За-
зор между кромками наружных обшивок герметизируется ма-
стикой. Плотность соединения коробчатых элементов обеспечи-
вается установкой между ними эластичной прокладки или вве-
дением мастики.
Укладка утеплителя и крепление наружной обшивки произ-
водятся на заводе-изготовителе, стягивание смежных панелей
между собой осуществляется через отверстия, предусмотренные
во внутренней обшивке.
Вертикальный стык наружных стеновых панелей промыш-
ленных зданий показан на рис. 9.8. Стык уплотняется двумя
упругими прокладками, утепляется и герметизируется мастикой
с наружной и внутренней сторон. Для защиты от атмосферных
воздействий швы с наружной стороны окрашиваются атмосфе-
ростойкой перхлорвиниловой эмалью, например ХВ-1100, или
закрываются нащельниками.
Плиты полов для помещений вычислительных центров долж-
ны иметь размеры 500X500 мм и 600X600 мм. При этом толщи-
на ЦСП должна быть не менее 26 мм. Плиты обрамляются по
контуру прокладкой из резины или другого эластичного мате-
риала. Непрямолинейность кромок плит по периметру не долж-
на быть больше 0,5 мм, неплоскостность верха плиты —не долж-
на превышать 1,0 мм, а ее опорных поверхностей по перимет-
ру— 0,5 мм. Плиты следует защищать полимерными покрытиями.
Прогиб плит пола при опирании по контуру (глубина опира-
ния 15 мм) от сосредоточенной кратковременной нагрузки
2500 Н, приложенной в середине плиты со следом опирания
50 см2, не должен превышать 1,5 мм.
Для опробования в условиях монтажа и эксплуатации конст-
руктивных решений стеновых панелей и других конструкций из
ЦСП для жилого сельского дома на территории выставочной
площадки ЦНИИЭПсельстроя возведено здание усадебного
типа. Проект дома был разработан ЦНИИЭПсельстроем совме-
стно с ЦНИИЭПграждансельстроем. В плане здание имеет раз-
мер 9X9 м. Конструкция стеновых панелей жилого дома-усадь-
бы следующая: деревянный каркас, обшитый с двух сторон пли-
тами ЦСП, в качестве утеплителя применена минеральная вата,
пароизоляционный слой выполнен из полиэтиленовой пленки.
324
Номинальный размер стеновой панели принят 2,7X4,5 м,
внутренние стыки между отдельными плитами ЦСП шпатлюют-
ся перед поклейкой обоев, наружные стыки не разделываются,
так как плиты ЦСП служат экранами.
ЦСП в этом доме применены также в качестве обшивок па-
нелей цокольного перекрытия. Верхний экран этого перекрытия
выполнен из ЦСП и служит основанием под чистый пол. В этом
экспериментальном доме ЦСП использована для обшивок сан-
техкабины полной заводской готовности, собираемой на бетон-
ной плите, а также для элементов фронтонов, веранды, отделки
углов и в качестве подоконной доски.
В настоящее время в промышленном масштабе выпускаются
комплексы конструкций жилых домов усадебного типа с приме-
нением ЦСП полной заводской готовности.
9.5.	Экономическая эффективность ЦСП
Объем производства ЦСП на ближайшую перспективу дол-
жен составить 800 тыс. м3. В ЦНИИСКе для обоснования широ-
кого использования этих плит был проведен подсчет экономичес-
кой эффективности применения ЦСП. Выполнены технико-эко-
номические расчеты плит покрытий с деревянным каркасом и
обшивками из асбестоцемента, фанеры, ДВП, ДСП в сравнении
с аналогом — железобетонными плитами ПНС-11.
Рассчитывались следующие технико-экономические показа-
тели: масса конструкций; расход материалов; затраты труда на
изготовление и монтаж плит; стоимость плит на за воде-изгото-
вителе и стоимость их «в деле», включающая затраты на тран-
спортирование и монтаж с учетом накладных расходов, зимних
удорожаний и плановых накоплений; капитальные вложения;
годовые эксплуатационные расходы и приведенные затраты.
Наибольшие приведенные затраты на 1 м2 плит ПНС-11 со-
ставили 18,39 руб.; плит с деревянным каркасом — 65,7...73,6%
этого показателя. Это позволяет сделать вывод, что плиты с де-
ревянным каркасом могут быть рекомендованы для применения
в строительстве как более экономичные по сравнению с желе-
зобетонными. Среди рассматриваемых плит с деревянным кар-
касом наибольшие приведенные затраты получены для плит с
фанерной и цементно-стружечной обшивкой соответственно ти-
пов ПФДП-12 и ПСДП-22 (13,54 -и 13,43 руб/м2); наимень-
шие— для плиты с обшивкой из древесноволокнистых плит
ПДДП (12,08 руб./м2).
Более высокие приведенные затраты для плит с обшивками
из ЦСП (на 5% больше, чем для плит с асбестоцементной об-
шивкой) объясняются тем, что плита имеет ширину 1,2 м, а кар-
кас для нее принят таким же, как и для плит шириной 1,5 м.
325
При разработке плит размером 2,4X3 м сечения элементов кар-
каса должны быть уменьшены, это улучшит экономические по-
казатели применения ЦСП в таких конструкциях.
Глава 10
СКОПОБЕТОН
Одним из направлений ресурсосбережения может стать бо-
лее широкое производство скопобетона и изделий на его основе.
Скоп является отходом картонажно-бумажных предприятий.
При существующей фильтрационной технологии после механи-
ческой очистки сточных вод он задерживается и в большинстве
случаев вывозится в отвалы. Так, только на Ступинской картон-
ной фабрике количество скопа, которое может быть использо-
вано для изготовления строительных материалов составило бо-
лее 100 тыс. т по сухому веществу, а на Киевском картонажно-
бумажном комбинате годовое накопление скопа превышает
60 тыс. м3; для удаления этого количества скопа на свалку фаб-
рика расходует более 100 тыс. руб. в год. На более крупных
предприятиях количество образующегося скопа и затраты, свя-
занные с его вывозкой на свалку еще более внушительны. В
связи с этим использование такого сырья для получения строи-
тельных материалов — задача актуальная, тем более, что она
позволяет параллельно решать и экологическую проблему.
Скоп представляет собой волокнисто-минеральный осадок
влажностью 75...90%, содержащий целлюлозу и древесное во-
локно в количестве примерно 60%, а также смесь из каолина,
глинозема и канифольного клея (около 40%). Однако состав
скопа нестабилен (количество минерального компонента изме-
няется в пределах 13,8 до 56,3%). Его химический состав опре-
деляется методом прокаливания проб и представлен следующи-
ми оксидами, %: SiO2 — до 30; А12О3— до 20; Fe2O3, СаО и
MgO — около 0,5...0,6 каждого; TiO2, К2О4 и Na2O— 0,2...0,4;
FeO2 — следы. Насыпная плотность сухого скопа изменяется в
пределах 300 ..600 кг/м3, зольность составляет 11%.
Скоп промышленных стоков картонажно-бумажного произ-
водства имеет следующий фракционный состав, %: крупная
фракция (сито № 10) — не менее 23; средняя фракция (сито
№ 20) — не более 11; мелкая фракция (сито № 40) —не более
1,5; мелочь — не более 64.
В нашей стране проблемой использования скопа для произ-
водства строительных изделий занимаются КИСИ, НИИСМИ
Минпромстройматериалов УССР, Мособлстрой, ЦНИЛ Главмо-
соблстроя, ЦНИИЭПсельстрой (Киевская базовая лаборато-
рия).
326
Поисковыми исследованиями Киевской базовой лаборатории
ЦНИИЭПсельстроя была обоснована возможность получения
строительных материалов с использованием скопа и традицион-
ных минеральных вяжущих: цемент, гипс, известь, жидкое стек-
ло и др. Однако до практического внедрения доведены скопобе-
тон и изделия на его основе с использованием в качестве вяжу-
щего портландцемента.
Таким образом, скопобетон — это легкий бетон на органичес-
ких целлюлозосодержащих заполнителях, получаемый в резуль-
тате формования и твердения смеси, состоящей из портландце-
мента и отходов целлюлозно-бумажного производства (скопа),
химических добавок и воды.
На стеновые блоки из скопобетона выпущены технические
условия ТУ 69 УССР 82—84 «Блоки стеновые из скопобетона
для сельского усадебного строительства». Этот строительный
материал относится к категории конструкционно-теплоизоляци-
онного бетона и имеет марку не ниже 15 (прочность при сжатии
1,5 МПа). За марку скопобетона принимается прочность на
сжатие испытанных в возрасте 28 суток контрольных кубов
ЮОХЮОХЮО мм, твердеющих при температуре 18...25°С и от-
носительной влажности воздуха 80... 100%.
Примерный расход компонентов на 1 м3 стеновых блоков
марки 15 следующий: портландцемент М400 — 230 кг; скоп (в
абсолютно сухом состоянии)—500 кг. С целью уменьшения во-
допоглощения высушенных блоков из скопобетона незащищен-
ные поверхности его рекомендуется покрывать кремнийоргани-
ческими гидрофобизаторами ГК.Ж-10, ГКЖ-П, ГКЖ-84. Скопо-
бетонная масса приготовляется в смесителях принудительного
типа путем перемешивания портландцемента и влажного скопа
без добавления воды. Уплотнение массы осуществляется трам-
бованием или прессованием при удельном давлении 0,08...0,12
МПа. Режим твердения (набора прочности) скопобетонных бло-
ков— естественная или искусственная сушка. С целью ин-
тенсификации сушки и снижения материалоемкости скопобетон-
ных блоков целесообразно в конструкции изделий устраивать
пустоты, а также осуществлять немедленную распалубку, пре-
дупреждая запаривание изделий.
Базовой лабораторией ЦНИИЭПсельстроя выполнены ис-
следования по оптимизации подбора состава и изучения физи-
ко-механических свойств скопобетона. На Киевском ЗЖБИ
выпущена опытная партия стеновых блоков из этого стро-
ительного материала. Ниже приводятся свойства скопобе-
тона:
средняя плотность, кг/м3	700
прочность иа сжатие, МПа	1,2
прочность на изгиб, МПа	3,0
модуль упругости при сжатии, МПа	900
327
теплопроводность, Вт/(м • °C)	0,15
водопоглощение. %	42
морозостойкость, циклов	более 35
Для скопобетона марки 15 расход портландцемента состав-
ляет 225...230 кг/м3. Исследования показали что расход цемента
может быть сокращен до 180...200 кг/м3 за счет введения в со-
став композиции золы-уноса. Попытки применения гипса в ка-
честве вяжущего пока успехов не принесли. Институтом Укр-
ГИПробум на основании изысканий ЦНИИЭПсельстроя разра-
ботан проект экспериментального цеха по выпуску стеновых
блоков с использованием скопа производительностью 20...30 тыс.
м3 в год.
В целях экспериментальной проверки скопобетона в качестве
ограждающих конструкций в эксплуатационных условиях в Ки-
евской области построены два усадебных дома. Один дом был
разработан в монолитном исполнении, второй — из мелкоштуч-
ных скопобетонных блоков. В проектировании домов приняли
участие УкрНИИграждансельстрой, КИСИ и Киевская базовая
лаборатория ЦНИИЭПсельстроя.
Лабораторией теплофизических исследований ЦНИИЭПсель-
строя в 1986—1987 гг. проведены натурные теплотехнические ис-
следования двух экспериментальных жилых зданий с примене-
нием скопобетона в стеновых ограждающих конструкциях. Были
обследованы здание конторы в опытном хозяйстве «Александ-
ровка» и жилого дома совхоза «Михайловка» (Киевская обл.).
Натурные обследования показали, что эксплуатационная тепло-
проводность скопобетона составила, Вт/(м-°С): при средней
плотности 600...650 кг/м3 — 0,2, при средней плотности 750...
...800 кг/м3 — до 0,3. Влагосодержание стен из рассматриваемого
материала колебалось в пределах 3...3,6%. Фактическое сопро-
тивление теплопередаче керамзитобетонных стен толщиной
40 см, эксплуатируемых в тех же условиях, с теплоизоляцион-
ным слоем толщиной 24 см из скопобетона достигало 1,32 м2Х
Х°С/Вт при требуемом для Киевской области до 1 м2 • °С/Вт.
Проведенные исследования позволили выработать следую-
щие рекомендации: скопобетон целесообразно использовать как
в виде мелкоштучных блоков, так и в виде трехслойных панелей
или при возведении трехслойных монолитных стен с внешними
изоляционно-конструктивными слоями из керамзитобетопа тол-
щиной 5...8 см. Запас по теплозащите для района Киевской обл.
позволяет уменьшить толщину среднего изоляционного слоя из
скопобетона до 18 см. Санитарной службой Минздрава УССР
получено заключение о разрешении экспериментального строи-
тельства жилых зданий из скопобетона.
Таким образом, использование бросового отхода — скопа мо-
жет принести большой народнохозяйственный эффект при при-
менении его для получения стеновых материалов. В целях суще-
328
ственного расширения использования скопа Киевский исполком
выделил участок в Обуховской промышленной зоне строительст-
ва Укроргстроем завода мощностью 30 тыс. м3 изделий в год по
выпуску скопобетонных блоков.
Проблема рационального использования скопа для получе-
ния строительных материалов — еще один резерв расширения
номенклатуры изделий по материале- и энергосберегающей тех-
нологии, а также защиты окружающей среды от загрязнения
производственными отходами.
Глава 11
КАМЫШЕБЕТОН, ДЕРЕВОБЕТОН
И БАМБУКОБЕТОН
11.1.	Перспективы использования камыша
и бамбука в производстве строительных
материалов и конструкций
в качестве арматуры
На территории нашей страны и в других регионах мира име-
ются огромные площади зарослей камыша, запасы которого
практически неисчислимы (только в СССР зарослями камыша
занято 5 млн га) и ежегодно возобновляются. Большие площади
многих регионов Азии заняты быстрорастущим бамбуком. Оба
эти вида растительного сырья могут стать стабильной базой для
производства местных строительных материалов и конструкций.
Камыш, наряду с использованием его в виде измельченной
сечки для производства арболита и других строительных мате-
риалов, может использоваться и как арматура. В камышебето-
не, разработанном П. И. Крутовым, камыш выполняет функции
и заполнителя и арматуры.
Бамбук обладает рядом преимуществ перед камышом, когда
строительство осуществляется в тропических районах Азии, где
большинство сортов бамбука отличается быстрым ростом и пря-
молинейностью стеблей. Поэтому даже частичная замена бам-
буком стальной арматуры железобетона может дать ощутимую
экономию металла и затрат на производство строительных кон-
струкций.
Накопленный опыт использования камыша и бамбука в стро-
ительстве подтверждает, что это растительное сырье может
стать в ряде безлесных районов и районов, где из-за экологичес-
ких соображений добыча гравия и щебня затруднена, одним из
важных видов сырья для производства различных строительных
материалов и конструкций.
329
11.2.	Камышебетон
Камышебетон целесообразно применять в виде крупных бло-
ков и плит, для сборных конструкций стен и перегородок зданий
высотой до трех этажей. Разработано значительное количество
типовых проектов одно- и двухэтажных жилых домов, животно-
водческих и хозяйственных зданий со стенами из крупных камы-
шебетонных блоков. Толщину крупноблочных камышебетонных
и гипсокамышебетонных стен определяют теплотехническим ра-
счетом.
Марки камышебетона назначают в зависимости от требую-
щейся прочности: для несущих стен одноэтажных зданий ис-
пользуют камышебетон марок 25, 35; для стен двух-, трехэтаж-
ных зданий, плит наката и перекрытий — марок 50; 75;
100.
Камышебетонные плиты перекрытий, армированные камы-
шовой арматурой, рационально применять длиной до 1,5 м. Для
устройства чердачных перекрытий рекомендуется изготовлять ка-
мышебетонные плиты, усиленные стальной арматурой длиной
до 3,2 м.
Толщина камышебетонных блоков для наружных стен изме-
няется в зависимости от расчетных температур наружного воз-
духа: при /=—20°С толщина блоков равна 30 см; при /=
—30°C—35 см; при t— —40°С — 40 см.
Средняя плотность камышебетонных блоков на цементно-
песчаном растворе составляет 1000...1300 кг/м3, на гипсоцемент-
но-пуццолановом вяжущем — 900...1100 кг/м3. Толщина блоков
внутренних несущих стен принимается 22 см.
На прочность и структуру камышебетонных изделий влияют
степень влажности и диаметр камыша, консистенция и состав
раствора, соотношение раствора и камыша, продолжительность
вибрации изделий и способ их вызревания.
Установлено, что для равномерного распределения пустот и
раствора в структуре камышебетона необходимо применять
стебли камыша диаметром от 8 до 14 мм. При наличии стеблей
камыша диаметрами 16, 18 и 20 мм в структуру блока необхо-
димо включать стебли меньших диаметров: 12, 10, 8 и даже
6 мм. Наиболее оптимальной является смесь, где 50...55% со-
ставляют стебли диаметром 14 мм, 30...40% —диаметром 10 мм
и 10...15%—диаметром 8 мм. При таком соотношении прост-
ранство между стеблями крупных диаметров заполняется стеб-
лями мелких диаметров.
На однородность структуры и прочность камышебетона ока-
зывают влияние объемы, занимаемые камышом и раствором.
Экспериментально установлено, что наибольшая пустотность,
обеспечивающая необходимую прочность камышебетона, долж-
на составлять 40%.
330
Испытание камышебетона на сжатие при различном распо-
ложении стеблей камыша в образцах размером 20X20X20 см
показало, что образцы с расположением камыша в вертикаль-
ном направлении независимо от режима вызревания (воздуш-
ное— сухое или в пропарочной камере) имеют прочность при
сжатии в 2 раза большую, чем образцы с горизонтальным рас-
положением камыша.
Камыш для производства камышебетона следует применять
только зрелый, желтого цвета, трубчатого сечения с отрезанны-
ми метелками, без губчатой сердцевины, серых пятен, гнили и
листьез. Примесь «старника» и незрелого камыша, а также про-
чих болотных растений не допускается. Длина отрезков стеблей
камыша не должна превышать длину изделий.
Перед изготовлением камышебетона камыш следует увлаж-
нять, это предохранит камышебетонные изделия от продольных
усадочных трещин на их поверхности. Увлажненный камыш не
впитывает в себя из раствора влагу, необходимую для гидрата-
ции цемента.
Для изготовления камышебетона нужно применять песок с
зернами крупными и средней крупности (ГОСТ 8736—85); мел-
кие пески могут использоваться лишь вместе с крупным песком
естественным или искусственным.
Для изготовления несущих стеновых камышебетонных бло-
ков и плит перекрытия марок 25, 35, 50, 75 и 100 применяется
портландцемент М300 и выше, используются растворные смеси
марок 50... 150 с подвижностью, характеризуемой осадкой стан-
дартного конуса СтройЦНИЛ, равной 100...120 мм.
В зависимости от назначаемой марки изделий для изготов-
ления блоков и плит перекрытия рекомендуются следующие
марки цементного раствора или мелкозернистого бетона: 50, 75,
100 и 150. Зависимость марки камышебетона от назначаемой
марки цементного раствора показана в табл. 11.1. Повышение
подвижности и удобоукладываемости цементного раствора, сни-
жение расхода портландцемента достигается при введении в ра-
створ пластификаторов (КБТ, КБП и др.).
Средняя плотность изделий из камышебетона, изготовленных
на цементном растворе для
конструкций перекрытий, со-
ставляют 1100... 1300 кг/м3, при
применении крупного заполни-
теля она увеличивается до
1300... 1400 кг/м3.
Сцепление камыша с бето-
ном (величина адгезионной
прочности) имеет влажное зна-
чение при работе конструкций
на изгиб. Исследования по оп-
Таблица 11.1. Назначение марки
цементного раствора при изготовлении
блоков и плит из камышебетона
Класс камьпне- бетона	Марка бетона, блоков н плит из ка мышсбетона	Рекоменду- емые марки цементного раствора
В1.5	25	50
В2.5	35	75
В3.5	50	100
В 5	75	150
331
ределению адгезионной силы сцепления поверхности стеблей ка-
мыша в круглом и расщепленном виде с бетоном показали, что
изменение ее происходит в зависимости от числа узлов (высту-
пов) на стеблях камыша, наличие таких узлов способствует
некоторому увеличению сцепления камыша.
Силу сцепления камыша с бетоном определяют по формулам
тсц = Р/Гсц = P/lnDJ,);
Fcu — Sk/i —- nDKlt,
где Fcu — площадь поверхности стебля камыша, SK — длина окружности стеб-
ля; /| — длина заделки камыша в бетоне; DK — наружный диаметр камыша;
Тсц — сила сцепления поверхности стебля камыша с бетоном; Р — сила, нару-
шающая сцепление камыша с бетоном.
В результате проведенной работы по определению силы сцеп-
ления поверхности камыша с бетоном установлено, что сцепле-
ние камыша с обычным бетоном составляет 0,03...0,055 МПа.
В целях улучшения сцепления камыша с бетоном в изгибае-
мых элементах в растянутой зоне целесообразно укладывать
сетки из расщепленных стеблей. В этом случае увеличивается
поверхность сцепления материалов, уменьшается абсолютная
величина усушки камыша, создается возможность его лучшего
антиссптирования.
Для определения возможности использования камышебетона
в конструкциях перекрытий были испытаны па изгиб под кратко-
временной нагрузкой камышебетонные плиты различных проле-
тов и толщин, армированные расщепленными стеблями камыша.
Результаты этих испытаний на изгиб приведены в табл. 11.2.
Таблица Ц.2. Влияние кратковременной
нагрузки на величину прогиба камышебетоиных плит
Нагрузка, при которой прояви- лись первые трещины (без учета собствен- ной массы), кг	Разрушаю- щая нагруз- ка (без учета собственной массы), кг	Прогиб в се- редине про- лета при проявлении первых тре- щин, мм	Максималь- ный прогиб перед раз- рушением, мм
783	1500	12	22
760	1480	15	20
783	1495	14	—
2109	3107	14	25
1905	3009	12	24
1045	3645	12	22
Экспериментально было установлено, что отношение модулей
упругости стальной арматуры и камыша Ес/£к = К=Ю. Тогда
площадь сечения камыша FK= IOFC, т. е. в первом приближении
сечение арматуры (пучка) из камыша (FK) в 10 раз больше по
сравнению с площадью сечения стальной арматуры (Fc). При
расчете по упругому (рабочему) состоянию камышебетона мо-
гут быть приняты следующие физико-механические характери-
332
стики камыша как арматуры: модуль упругости камыша Ек=
= 25 000 МПа; предел прочности сцепления с бетоном (адгези-
онная прочность) т = 0,03...0,055 МПа, средний предел прочности
ЯР= 180...210 МПа.
11.3.	Технология изготовления изделий
и конструкций из камышебетона
Рассматриваемая технология производства изделий неслож-
на, она доступна любой строительной организации. Блоки и
плиты, изготовленные из камышебетона, в поперечном разрезе
имеют однородную структуру за счет равномерного расположе-
ния песчаного или мелкозернистого бетона между пустотами,
образуемыми трубчатыми стеблями камыша.
Изделия из камышебетона при соблюдении правильной тех-
нологии изготовления обладают достаточной прочностью и мо-
розостойкостью. При производстве конструкций на вибростолах
применяют металлические сборно-разборные формы с поддона-
ми (рис. 11.1).
Собранную и установленную на виброплощадке форму сна-
чала смазывают, затем в нее подают слой цементного раствора
Камыш
Склад камыша
I
Заготовительное
отделение
Песок
Цемент
Вода
Разделка
Контейнеры
I
бункера
формовочного
отделения
I
Дозатор
Укладка
в контейнер
Замочка
Контейнеры бак для воды
j
Бункера
формовочного
отделения
I
Дозатор Дозировочный
।	бачок
V	I
Растворомешалка -«-----1
—► Формование
изделий
на виброплощадке
и А
Изделия
к
Вызревание
„ I a
Склад
готовой продукции
Рис. It I . Схема технологического процесса изготовления камишебегопны.х
блоков
333
толщиной 2..2,5 см (фактурный слой). В случае изготовления
армированных камышебетонных плит толщину защитного слоя
увеличивают до 3 см для утапливания в этот слой арматурной
сетки.
На фактурный слой россыпью укладывают стебли камыша,
нарезанные на 1,5 см короче внутренней длины формы, предва-
рительно замоченные в воде в течение 5. .10 мин. Направление
стеблей камыша при укладке должно соответствовать направле-
нию сжимающих или растягивающих усилий в блоке или плите
в проектном положении. Количество закладываемого в форму
камыша должно составлять 90% ее высоты. Для более равно-
мерного распределения стеблей камыша в теле камышебетона
рекомендуется укладывать их в форму попеременно тонкими и
толстыми концами в противоположные стороны. Монтажные
закладные детали, арматура и петли для подъема блоков нужно
закладывать в соответствии с рабочими чертежами.
После укладки камыша в форму ее закрывают решетчатой
крышкой с бортами. Стержни решетки крышки должны распо-
лагаться поперек стеблей камыша, для того чтобы при вибрации
удерживать его от всплытия в растворе.
Нижние грани решетки должны отстоять от верха заложен-
ного в форму камыша не более чем на 2...2,5 см. Раствор пода-
ют на крышку в объеме, достаточном для ее заполнения до края
бортов. Количество подаваемого в форму раствора должно со-
ответствовать объему пустот между стеблями камыша, уложен-
ного в форму. Как правило, объем пустот колеблется от 0,5 до
0,6 объема формы (в зависимости от набора стеблей камыша по
сечениям) и уточняется опытным путем на месте.
После подачи раствора на крышку включают вибратор на
1...1.5 мин. В течение этого времени раствор под влия-
нием вибрирования формы с крышкой перемещается внутрь
формы и равномерно заполняет пустоты между стеблями ка-
мыша.
При изготовлении крупных стеновых камышебетонных бло-
ков обычных размеров применяются вибростолы грузоподъем-
ностью 1,5 т с частотой колебаний 3000 и амплитудой 0,8 мм.
По окончании вибрации с формы снимают решетчатую крышку
и раствор разравнивают на поверхности изделия. Затем форму
с изделием вместе с поддоном перемещают при помощи специ-
альной траверсы к месту вызревания изделий. При изготовле-
нии офактуренных блоков форму заполняют не на всю проект-
ную толщину блока, а на 2...2,5 см меньше, соответственно тол-
щине фактурного слоя. Фактурный слой наносят на поверхность
начинающего схватываться бетона, разравнивают и заглажи-
вают.
Вызревание изделий из камышебетона может быть как есте-
ственным, так и искусственным (с применением паропрогрева
334
Рис. 11 2. Камышебетонный блок
(поперечный разрез)
Рис. 113. Поперечный разрез камышебетонной стойки
1 - проволочный хомут диаметром 3 мм 2 — вязальная проволока: 3 — бетон. 4 — стебли
камыша: 5 — петли
или электропрогрева). Для ускорения схватывания практикует-
ся добавка хлорида кальция.
Сроки снятия боковых частей формы и нахождения изделий
на поддонах устанавливаются в зависимости от способов вызре-
вания изделий. При естественном вызревании в зависимости от
наружной температуры воздуха и вида применяемого цемента
распалубку изделий можно производить через 8...24 ч после из-
готовления (рис. 112), С целью замены дефицитной арматуры
из стали П. М. Крутов предложил армировать бетонные стойки
для виноградных шпалер стеблями камыша, связывая их в пуч-
ки по 2...3 шт.
Внедрение в южных районах СССР камышебетонных стоек
для шпалерного способа выращивания винограда взамен приме-
няемых деревянных позволило только на 1 га виноградника за-
менить около 500 недолговечных деревянных стоек, сократив
при этом 25 м3 привозной древесины, что значительно снизило
материальные затраты. Механические испытания показали, что
прочность бетонных стоек, армированных камышом, вполне до-
статочна для использования их также вместо железобетонных.
Технология изготовления стоек проста, она включает следую-
щие процессы: заготовку и обработку камыша; вязку арматуры;
изготовление бетона; формование и вибрирование бетона; рас-
палубку и укладку на склад.
Оптимальным сечением стойки является треугольное. Арма-
тура стойки состоит из трех пучков по три стебля камыша в
каждом (рис 11.3). Для камышового каркаса применяются
335
очищенные стебли длиной на 5 см короче заданной длины стой-
ки. Стебли камыша перед укладкой в форму увлажняют в ванне
с водой в течение 10 мин.
Готовые пучки прикрепляются вязальной проволокой к тре-
угольным металлическим хомутам диаметром 3 мм. Для удоб-
ства работы хомуты вставляются выступающим концом в отвер-
стия, расположенные на столе на расстоянии 200...300 мм друг
от друга. Установка хомутов, расположение пучков камыша и
изготовление проволочных хомутов необходимы для центровки
арматуры при укладке в форму.
Для изготовления стоек, армированных камышом, применя-
ется пакетная форма-опалубка. Она устанавливается на бетон-
ную площадку и смазывается глиняным раствором. После ук-
ладки камышовой арматуры форма заливается бетоном Ml50...
200 на мелком заполнителе—песке. Уплотнение бетона осущест-
вляется поверхностным вибратором до появления цементного
молока на поверхности бетона. Через 1 ч форму поднимают
(стойки при этом остаются на вкладышах) и в нее вставляют
новые вкладыши для изготовления следующих стоек. Через
24...48 ч изготовленные стойки переносят на складскую площад-
ку, где они дозревают в естественных условиях. В НИИсель-
строе (ныне ЦНИИЭПсельстрой) была разработана механизи-
рованная установка для изготовления камышебетонных стоек
виноградных шпалер.
Камышебетонные стойки для виноградных шпалер, армиро-
ванные камышом, эксплуатируются в колхозе «Россия» Ставро-
польского края, в совхозе «Красное» Краснодарского края и в
других регионах страны. Долгосрочная эксплуатация показала
хорошие эксплуатационные свойства этих конструкций, посто-
янно находящихся под нагрузкой и атмосферным воздействием.
У СССР накоплен значительный опыт строительства жилых
и сельскохозяйственных зданий с использованием ограждающих
и несущих конструкций из камышебетона, где камыш выполня-
ет функцию заполнителя и арматуры. Одно-и двухэтажные зда-
ния построены в Астрахани, Краснодаре, Алма-Ате, а также в
Астраханской, Краснодарской, Оренбургской обл. В этих же об-
ластях возведено из камышебетонных конструкций большое ко-
личество овчарен на 800 и 1200 голов овец и другие сельскохо-
зяйственные постройки.
Одним из важных экономических преимуществ применения
камышебетона является снижение массы здания, удельных за-
трат металла и других материалов, массы конструкций, трудо-
затрат на возведение зданий при сохранении теплозащитных
свойств последних.
336
11.4.	Деревобетон. Применение древесины
в качестве арматуры
Проблемой замены металлической арматуры деревянной или
другими материалами растительного происхождения у нас в
стране занимались в тридцатых годах такие крупные специа-
листы, как И. А. Кириенко, М. А. Киения, В. П. Петров,
И. М. Пушкин, Г. Д. Цискрели, Г. А. Джикаева и др. Ряд работ
по использованию бамбука в качестве арматуры в строительных
конструкциях выполнен зарубежными специалистами И. Буто-
ном, Н. Геутаером, Т. Ковальским и др.
Широко применяемый в строительстве железобетон, наряду
с положительными свойствами, характеризуется, как известно,
значительным расходом пока еще дефицитного металла, в связи
с чем встает вопрос о замене его в некоторых конструкциях не-
большого пролета деревобетоном с использованием в качестве
арматуры дерева местных пород или других быстрорастущих
стеблевых растений, имеющих прямолинейный длинный стебель.
Само название «деревобетон» показывает, что это есть кон-
структивное соединение двух материалов, характеризующихся
различными механическими свойствами. Проблема деревобето-
на связана с необходимостью обеспечения совместной работы
дерева и бетона. Трудность решения этой проблемы заключа-
ется в том, что при предельно насыщенной водой арматуре воз-
никает опасность нарушения сцепления бетона с деревом из-за
усушки последнего и образования вокруг него сквозного здзора,
а при сухой арматуре — опасность образования в бетоне трещин
в связи с разбуханием древесины. Аналогичная проблема воз-
никает и при использовании других целлюлозосодержащих ма-
териалов растительного происхождения (тростник, бамбук
и др.).
Некоторые исследователи деревобетона свои работы основы-
вали на втором положении (разбухание сухой арматуры в бе-
тоне). Так, например, проф. И. А. Кириенко, применяя древеси-
ну в предельно насыщенном водой состоянии, предполагал, что
в процессе твердения бетона древесина плотно сцепляется с бе-
тоном вследствие проникновения цементного раствора в ее поры.
Произведенные испытания деревобетонной балки дали хорошие
результаты: растягивающие усилия в арматуре достигли 0,8 от
временного сопротивления растяжению, что характеризует до-
статочно хорошее использование арматуры. Кроме того, осмотр
балки через 7 лет после ее испытания показал, что стержни ар-
матуры хорошо сохранились и плотно защемлены бетоном. Не-
смотря на полученные результаты, опыты И. А. Кириенко были
все-таки не убедительны, так как им была испытана только од-
на балка. Сомнительность результатов в дальнейшем была под-
тверждена экспериментами М. А. Киения, который считал, что
337
арматуру не следует вымачивать, так как в процессе схватыва-
ния и твердения бетона насыщенная арматура усыхает, образуя
вокруг себя зазоры, в результате чего сцепление ее с бетоном
резко уменьшается. В своих опытах он применял дерево как в
сухом, так и в предельно насыщенном состоянии. Испытанию
были подвергнуты 60 деревобетонных балок. Продолжитель-
ность замачивания арматуры колебалась в пределах от 1/2 до
6 суток. Для усиления сцепления арматуры с бетоном применя-
лись различные способы, как-то: запилка арматуры на концах
глубиной в 2 ..3 см, устройство ласточкиных хвостов, прибивка
к арматуре толевых гвоздей и т. п.
В результате экспериментов М. А. Киения пришел к выводу,
что деревянную арматуру следует применять в сухом состоянии,
так как при этом из-за быстрого схватывания бетона дерево не
успевает впитывать влагу и тем самым обеспечивается трещи-
ноустойчивость бетона. При использовании сухой арматуры им
была получена прочность сцепления с бетоном от 0,24 до 0,72
МПа.
Вопрос о преимуществах сухой или насыщенной водой арма-
туры был подвергнут в дальнейшем более детальному исследо-
ванию в ЛИИЖТе В. П. Петровым и И. М. Пушкиным. В ре-
зультате было установлено, что появление трещин при примене-
нии в бетоне сухой арматуры зависит от прочности бетона, а
также от условий хранения конструкций. Так, сухая арматура, за-
ложенная в жирный бетон, при хранении в воде не разрывала
образцов, а в более тощем бетоне, даже при хранении в сырых
условиях, вызывала образование значительных трещин. Этими
же исследователями было установлено также, что при исполь-
зовании высушенной арматуры трещины возникают даже при
жирных бетонах.
В 1933 г., т. е. задолго до исследований В. П. Петрова и
И. М. Пушкина, эксперименты по деревобетону были произве-
дены Г. Д. Цискрели в Закавказском институте сооружений.
Г. Д. Цискрели, учитывая результаты исследований И. А. Кири-
енко и М. А. Киения, положил в основу своих опытов предпо-
ложение о невозможности обеспечить совместную работу дерева
с бетоном ни при одном из крайних состояний дерева (т. е. су-
хое или насыщенное). Он поставил целью найти такую опти-
мальную влажность древесины, при которой можно было избе-
жать отрицательных последствий, связанных с применением ар-
матуры в указанных состояниях, т. е. обеспечить как трещино-
устойчивость бетона, так и достаточную прочность сцепления ее
с арматурой. Оптимальная влажность древесины в опытах
П. Д. Цискрели оказалась равной 25...27%. Однако обеспечи-
вать влажность древесины в пределах 25...27% в производствен-
ных условиях чрезвычайно затруднительно.
Из всего изложенного можно заключить, что при расчете на
338
естественное сцепление дерева с бетоном трудно обеспечить на-
дежную работу деревобетонных конструкций. Поэтому ста-
вилась задача экспериментально изучить возможность обеспече-
ния совместной работы дерева с бетоном при условии передачи
растягивающих усилий арматуры на опорные анкерные устрой-
ства, т. е. с расчетом не на естественное, а на механическое
сцепление арматуры с бетоном При таком способе конструиро-
вания деревобетона арматура (дерево) может быть уложена
в бетон и в насыщенном состоянии, чтобы предохранить конст-
рукцию от трещинообразования.
Предварительно, до изготовления опытных балок, было за-
проектировано 5 типов анкерных соединений, рассчитанных из
условия равнопрочности древесины на смятие и бетона на ска-
лывание, и изготовлены образцы, испытание которых имело
целью выявить наиболее рациональные типы соединений. В об-
разцах первого типа на концах стержней были оставлены прямо-
угольные выступы. В образцах второго типа такие выступы ор-
ганизовывались путем прибивки к основному стержню гвоздями
с обеих сторон двух брусов: образцы третьего типа отличались
от предыдущего наклонной прибивкой гвоздей. Образцы четвер-
того типа изготовлялись на болтовых соединениях, пятого — на
таких же соединениях с обработкой поверхностей сопрягаемых
частей зубцами.
Арматура для опытных балок была взята сосновая с времен-
ным сопротивлением на растяжение в предельно насыщенном
состоянии от 21,9 до 31 МПа, размерами, указанными на рис.
11.4. Величина модуля упругости древесины нами специально не
Рис. 11.4. Армирование балки (перемычки) деревянной арматурой
а — деревянная арматура; б — балка с деревянной арматурой
339
определялась и была принята для полусухого состояния равной
10 000 МПа, для сырого — 8000 МПа.
Для доведения арматуры до предельно насыщенного состоя-
ния до укладки в бетон ее выдерживали в воде в течение 8 су-
ток. При бетонировании арматура, расположенная в растянутой
зоне, имела влажность 5О...56%. Применялись бетоны обычный
тяжелый и легкие (пемзобетон и туфобетон М70). Длина испы-
тываемых балок составляла 1320 мм. Испытания проводили в
возрасте 28 и 20 дней. При визуальном осмотре балок перед ис-
пытанием в них не было обнаружено никаких дефектов.
В табл. 11.3 для всех балок приведены данные о разрушаю-
щих нагрузках, а также о нагрузках и напряжениях, соответст-
вующих моменту появления первой трещины.
Таблица 11.3. Результаты испытания балок, армированных
деревянными брусками
Вид бетона	Марка бетона	Р, кг, при пояяле- нии пер- вой тре- щины	а. МПа, при появле- нии первых трещин	Рр, К1	а, МПа, в момент снятия тензо- метра	Характер разру- шения балок
Обычный бетон	70	1500	4,9	400.)	23.39	От разрушения арма- туры
	70	1100	7,8	2230	21,28	Го же
	70	1400	10	2700	21,09	»
Пем чобетон	70	900	7,7	2100	19,36	
	70	900	7	1350	11,75	От косой Трещины
	70	900	4,6	2280	23,24	От разрушения арма- туры
Туфобетон	90	700	4,5	31оо	10,96	То же
	90	800	6,7	1800	13,6	От косой трещины
	90	1300	6,9	2350	20,35	От разрушения арма- туры
Разрушение большинства балок происходило от разрыва ар-
матуры главным образом в местах ослабления ее сечения суч-
ками.
Автором монографии были проведены также исследования
с целью выявления оптимальных условий для обеспечения сов-
местной работы деревянной арматуры с арболитом при изготов-
лении глухих фрамуг из этого материала. Арболитовые фрамуги
(см. рис. 7.22) экспонировались на производственно-техничес-
ком семинаре, проведенном в апреле 1974 г. в Краснодаре,
«Развитие производства и расширения применения арболита».
Фрамуга представляет собой прямоугольную раму (с фальцем
для остекления) из арболита марки 50 (класс В3,5), в середине
сечения которой размещена деревянная арматура. Заполнителем
арболита служили отсортированные лесорамные опилки.
В качестве арматуры были использованы деревянные бруски
(рейки) сечением 16X24 мм. Деревянная арматура изготавли-
валась из прямослойной древесины хвойных пород (ель, пихта,
сосна), не допускались обзолы, косослой, выпадающие сучки,
340
червоточина и гниль всех видов. В одной фрамуге все четыре
бруска должны быть одной породы.
Перед автором монографии при изготовлении глухих фрамуг
из арболита, полученного с использованием лесорамных опилок,
стояла проблема выбора оптимальной влажности деревянной
арматуры. При изготовлении фрамуг применялись бруски пря-
моугольного сечения 16x24 мм из прямослойной хвойной дре-
весины (ель,-сосна, пихта без косослоя и сучков). В наших экс-
периментах при высоком В/Ц, равном 1,2...1,3, наибольшая ве-
личина сцепления деревянной арматуры с арболитом составила
0,35...0,45 МПа.
В работе ставилась задача увеличить адгезионную прочность
сцепления деревянной арматуры различными средствами: изме-
нением шероховатости поверхности заполнителя, физико-хими-
ческой обработкой деревянной арматуры, варьированием В/Ц и
влажности используемых брусков.
В наших экспериментах испытывалась деревянная арматура
с шероховатостью (чистота обработки ГОСТ 7016—81 *) с 1 по
8 класс (1 класс — максимальная шероховатость—максималь-
ная высота неровности— 1600 мкм; 8 класс — 60 мкм), т. е. при-
менялись колотые, пиленые, строганые и шлифованные бруски
(рейки). Наилучшие результаты по адгезионной прочности были
получены при использовании деревянной арматуры с чистотой
поверхности 3-го класса (с Рг не более 800 мкм).
Проблема обеспечения совместной работы деревянной арма-
туры и арболита связана со сложностью снижения деформатив-
ности (набухания и усушки) и отрицательного влияния легко-
гидролизуемых веществ древесины на адгезионную прочность
системы «древесина — цементный камень». Адгезионная проч-
ность менялась в зависимости от влажности и вида химической
обработки деревянной арматуры. Наилучшие результаты при
армировании арболита марки 35 и 50 (класс В2.5 и В3,5) были
получены при влажности реек 24...307о, а также при обработке
реек раствором хлорида алюминия (А1С13), который в присутст-
вии целлюлозы древесины образует гидроксид алюминия
(А1С1 з + ЗН2О=А1 (ОН) s + ЗНС1) и адсорбируются на ней (цел-
люлозе). Адсорбирование целлюлозой гидроксида алюминия ве-
дет к уменьшению ненасыщенных валентностей гидроксидов
компонентов древесного заполнителя, а следовательно, к сни-
жению гидрофильности отработанной древесины; это, в свою
очередь, тормозит развитие влажностных деформаций (снижает
величину набухания).
Хлорид алюминия также ускоряет твердение портландцемен-
та. В присутствии целлюлозы древесины протекает указанная
выше реакция выделения соляной кислоты, которая гидролизует
легкорастворимые сахара в присутствии портландцемента, пе-
реводя, по мнению ряда исследователей, их в менее раствори-
341
мую форму—сахариты кальция. В связи с этим можно при-
знать обработку древесной арматуры раствором А1С1з эффек-
тивной и комплексно действующей на систему «древесина — це-
ментный камень»: на древесину — как стабилизатор размеров
(снижающий набухание и усушку) и нейтрализатор легко гид-
ролизующихся сахаров, а на портландцемент — как ускоритель
твердения.
Наилучшие результаты по адгезионной прочности древесной
арматуры с арболитом (0,35...0,45 МПа) были получены при
увлажнении брусков (реек) в растворе AICI3 и при высоком зна-
чении В/Ц арболита, равного 1,2...1,3 (применялись литые сме-
си с хорошей подвижностью).
Широкое применение деревянной арматуры в производстве
большепролетных конструкций из арболита и деревобетона сдер-
живается трудностью в промышленных масштабах подбирать
прямослойную древесину без указанных выше дефектов и под-
держивать в арматуре влажность в узком диапазоне значений.
Однако для перемычек и других конструкций пролетом не более
2...3 м замена металлической арматуры деревянной вполне обос-
нована (допустима).
11.5.	Бамбукобетон. Бамбук как арматура
Бамбук — быстрорастущее растение, имеющее прямолиней-
ный стебель. Обладает следующими преимуществами перед дре-
весиной (ель, пихта, сосна), используемой в качестве арматуры:
высокой сопротивляемостью растяжению (до 100...120 МПа),
которая почти в 3 раза превосходит таковую для сосны и ели;
наличием наростов и диафрагм, увеличивающих сцепление
(природные анкера) арматуры с бетоном;
деформируемостью в горячем состоянии, позволяющей изги-
бать концы бамбуковых стержней крюком радиусом до 2...3 см
и создавать дополнительные анкера;
большим процентом выхода арматуры по сравнению с дере-
вянной и меньшей трудоемкостью подготовки по сравнению с
сосновой;
химической стойкостью, предохраняющей бамбук от легкого
загнивания.
Для изготовления арматуры использовались стволы бам-
буковой древесины «Моссо» трехлетнего возраста. Арматура
применялась в расщепленном виде.
В опытах передача растягивающих усилий на арматуру до-
стигалась устройством крюков на ее опорных концах (рис. 11.5).
Обеспечению совместной работы арматуры с бетоном в значи-
тельной степени способствовали также выступы, представляю-
342
Рис. 11.5. Армирование балки бамбуковой арматурой
— бамбуковая арматура; б — балка с бамбуковой арматурой; в — каркас из бамбуко-
вой арматуры; /, 2 — вязальная проволока
Щие собой часть имеющихся в бамбуковом стволе естественных
диафрагм.
Бамбук легко поддается выгибанию при нагревании или про-
паривании. В этих опытах для устройства крюков нагревание
бамбука производилось с помощью горелок. Предварительно, до
использования бамбука, изучались вопросы трещинообразования
343
бамбукобетона, а также сцепления между бамбуком и бетоном.
Опытами установлено, что при применении бамбуковой армату-
ры в воздушно-сухом состоянии происходит разбухание бамбука,
в результате чего на поверхности бетона появляются трещины.
Поэтому при введении бамбука в бетонные конструкции для
обеспечения трещиноустойчивости бетона необходимо использо
вать предельно насыщенную водой арматуру при толщине за-
щитного слоя не менее 2 см.
Для исследования прочности сцепления бамбука с бетоном
были изготовлены образцы размером 15X15X15 см и 15Х15Х
ХЗО см из бетона нормальной консистенции со средней кубико-
вой прочностью /?28=6 МПа. По центру образца в бетон заде-
лывались расщепленные бамбуковые стержни длиной 50 см как
в воздушно-сухом, так и в предельно насыщенном состоянии.
Применялась арматура с поверхностями гладкой, строганой, ше-
роховатой (с наличием естественных диафрагм), обмазанной би-
тумом. В некоторых образцах использовались стержни с крю-
ками на концах. Через 24 ч образцы освобождались из форм,
хранились 7 дней во влажной среде и 21 день в лаборатории
при средней температуре в помещении 15... 17°C.
В 28-дневном возрасте образцы испытывались на 50-тонном
прессе, специально приспособленном для этой цели. Результаты
испытаний приведены в табл. 11.4.
Таблица 11.4. Влияние состояния влажности бамбуковой арматуры на
адгезионную прочность сцепления с обычным бетоном прочностью 6 МПа
Осадка конуса бетона	Состояние поверхности арматуры				Влажность арматуры	Прочность сцепления с бетоном, МПа
	строга- ной	и ест ро- ганон	с обмаз- кой би- тумом	с нали- чием диа фра гм		
8	Да					—	Воздушно-суха я	0,81
8	Да	—	—	—	40	1
8		Да	——	—	Воздушно-суха я	0,96
8			Да	—	—	35	1,18
8				Да	—	—	0,64
8			——		Да	Воздушно-сухая	1,9
8	—	—	—	Да	Влажная	1,98
При испытании применялся обычный бетон состава 1:3,
25:6. Влажность бамбуковой арматуры составляла 33...40%.
При наличии на концах бамбуковой арматуры крюков прочность
ее заделки в бетоне была настолько значительной, что позволи-
ла полностью использовать временное сопротивление бамбука
растяжению, при достижении которого арматура разрывалась.
Опытами установлено, что временное сопротивление на растяже-
ние бамбука в предельно насыщенном состоянии равно 120 МПа,
модуль упругости Е= 12000 МПа.
Испытание и осмотр бамбукобетонных балок сечением 170Х
230 мм показал, что сцепление крюков с бетоном нигде не нару-
шено и естественные диафрагмы сидят в бетоне плотно.
344
Проведенные исследования позволили опровергнуть утверж-
дения некоторых зарубежных специалистов о том, что при уст-
ройстве бамбуковых крюков сцепление их с бетоном не обеспе-
чивается и под воздействием растягивающих усилий крюки вы-
скальзывают из бетона. Появилась возможность сделать следую-
щие выводы:
1.	Воздушно-сухая арматура в бамбукобетоне разбухает,
причем разбухание протекает настолько интенсивно, что даже
при устройстве защитного слоя достаточной толщины бетон раз-
рывается.
Опытами установлено, что при применении предельно насы-
щенной арматуры трещиноустойчивость бетона полностью обес-
печивается.
2.	Для совместной работы арматуры и бетона опорные концы
стержней должны быть снабжены крюками. Сцеплению армату-
ры с бетоном в значительной степени способствуют также вы-
ступы на стержнях, представляющие собой части имеющихся в
бамбуке естественных диафрагм.
3.	Испытанием балок на изгиб установлено, что бамбукобе-
тон дает лучшие результаты при применении легкого бетона,
чем обычного. Так, например, появление первой трещины в
обычном бетоне М90 наблюдалось при напряжении в арматуре
11,8 МПа, в легком бетоне М70 первые трещины появились зна-
чительно позже, при напряжении в арматуре 21,4...26,2 МПа.
Имеется освещенный Т. Г. Ковальским зарубежный опыт ар-
мирования бамбуком конструкций пролетом от 3 до 6 м, рассчи-
танных на сравнительно небольшие нагрузки. При этом исполь-
зовался бетон с прочностью на сжатие до 20 МПа.
Малые значения модуля упругости и сцепления с бетоном,
ограниченный диапазон применения стержней (нужного диамет-
ра и длины), а также существенные различия по содержанию
влаги — все это проблемы, сдерживающие применение бамбука
в качестве арматуры.
Поглощение влаги необработанными или неправильно об-
работанными стеблями бамбука являлось в прошлом главной
причиной их повреждения. Следует заметить, что для обеспече-
ния его долговечности необходима соответствующая обработка
поверхности стеблей. Существуют проблемы практического ха-
рактера, связанные с физическими размерами стержней из бам-
бука, что имеет важное значение при строительстве из бетона.
Очевидно из-за сбежистости бамбука вверху и внизу определен-
ные стержни бамбуковой арматуры могут оказаться либо недо-
статочно зрелыми (с малым диаметром), либо слишком боль-
шими по отношению к полезной высоте сечения элемента.
Учитывая сказанное, можно предположить следующее.
Стержни из бамбука целесообразно применять лишь в качестве
распределительной арматуры. Вся рабочая арматура должна
345
состоять из полустержней бамбука, и утолщение их надо обра-
щать срезом вверх для увеличения сцепления с бетоном. По-
этому рационально выбирать сорта бамбука с наибольшим ко-
личеством утолщений. Во избежание избыточного содержания
влаги все стебли следует срезать на высоте около 50 мм от уров-
ня земли. Затем их надо складывать в вертикальном положении
для просушивания и выдерживать до тех пор, пока в них не ос-
танется 20% влаги, прежде чем приступить к обработке поверх-
ности. Каждый высушенный и разрезанный вдоль стебель с
целью придания ему влагонепроницаемости и обеспечения сцеп-
ления должен быть обработан путем погружения обоих концов
(на 250 мм) в вяжущий раствор. Затем оба конца могут быть
слегка посыпаны крупнозернистым песком (избыточный мате-
риал удаляют). Считается, что полиэфирные смолы, применяе-
мые для этих целей, гораздо дешевле, чем эпоксидные, при том
же эффекте. В целях снижения затрат в оба клеящих раствора
можно добавлять мелкий песок или кремнеземистый тонкомоло-
тый порошок, тем самым увеличивая объем клеящего состава
После выполнения описанного выше процесса обработки остав-
шаяся часть разрезанного вдоль стебля бамбука (кроме концов,
которые должны выступать из погружной ванны) должна быть
погружена в соответствующий дешевый гидрофобный раствор.
Для этой цели применяют смесь льняного масла со скипидаром
в пропорции 1 : 1 или смесь битума с керосином. Возможно ис-
пользование и других составов; при применении веществ, пре-
пятствующих сцеплению, их избытки должны быть тщательно
удалены. Для подготовки распределительной арматуры целые
бамбуковые стебли погружают в герметик без обработки концов.
Фактические напряжения бамбуковой арматуры могут быть
точно определены лишь на основе большого опыта, подкреплен-
ного испытаниями.
Ниже приводятся расчетные показатели для проектирования
конструкций, армированным бамбуком:
растягивающее напряжение в бамбуке, МПа	40
прочность бетона после 28 дней, .МПа .	20
допустимое сжимающее напряженке в бетоне
(при изгибе), МПа ....	7
минимальная длина анкеровки, мм	200.. .250
Разрезанные пополам стебли, привязанные проволокой к це-
лым стеблям, сами по себе образуют сравнительно жесткую кон-
струкцию. Такая решетка, имеющая опоры примерно через каж-
дые 300 мм, способна выдерживать значительные нагрузки. Бе-
тон следует тщательно укладывать с механической вибрацией,
используя для этого небольшие вибраторы малой мощности
Применение растрескавшейся или имеющей вмятины бамбуко-
вой арматуры не допускается.
346
Применение бамбука для армирования бетона пока еще не
способно решить проблему нехватки материалов. Однако хоро-
шо отлаженная технология, подкрепленная научными исследова-
ниями и усовершенствованиями в данной области, несомненно,
будет способствовать широкому использованию указанного ма-
териала, особенно во многих тропических районах Азии.
Преимущества применения арматуры из бамбука очевидны,
их много и ени отличаются разнообразием. Это становится осо-
бенно понятным, если учесть тот факт, что в тропических райо-
нах большинство сортов бамбука обладает быстрым ростом и
отличается прямизной стеблей при наличии достаточного коли-
чества влаги и удобрений. Посадки бамбука к тому же замед-
ляют эрозию почвы, сдерживают порывы ветра, дают тень и
могут служить своего рода ограждением. Производство бамбу-
ковой арматуры не требует особых технологических затрат, по-
скольку технология большинства операций проста.
Применение бамбука в качестве арматуры отвечает стремле-
нию к разработке строительной технологии, основанной на ис-
пользовании местных строительных материалов. Даже частич-
ная замена стальной арматуры бамбуком может дать сущест-
венную экономию финансовых затрат и в то же время обеспе-
чить занятость сельского населения. Следует отметить и то, что
в большинстве районов Азии (особенно в тропической части)
бамбук есть и будет впредь традиционным ценным местным
(сельским) строительным материалом, поэтому следует лучше
познакомиться с особенностями его применения.
Глава 12
КСИЛОЛИТ
Для республик, где древесина является завозным и дефицит-
ным строительным материалом, получение заменяющих ее мате-
риалов из отходов деревообработки — важная народнохозяйст-
венная задача.
Полноценным заменителем дощатых полов, изготовляемых
из высокосортного лесоматериала, является ксилолит, выраба-
тываемый из древесных опилок и представляющий собой мате-
риал, обладающий прочностью камня и поддающийся обработке
подобно дереву. Он используется также для производства под-
оконных досок и других изделий.
Ксилолит — разновидность легкого бетона на магнезиальном
вяжущем и органическом целлюлозном заполнителе (древесные
опилки или другие измельченные целлюлозосодержащие части-
цы растительного происхождения — отсевки костры конопли,
джута, кенафа).
347
Ксилолит несгораем и малотеплопроводен, достаточно моро-
зостоек и водостоек, не боится ударов и выдерживает значитель-
ные нагрузки, имеет высокий показатель на истирание. Что осо-
бенно важно для конструкции пола — ксилолит не скользит, бу-
дучи покрыт минеральными и растительными маслами, и при их
воздействии не только не разрушается, а приобретает еще боль-
шую прочность.
Благодаря высокой прочности и совершенно незначительному
истиранию ксилолитовые полы с успехом могут применяться в
промышленном, жилищном и культурно-бытовом строительстве-
на текстильных и прядильных фабриках, на пищевых, винодель-
ческих и консервных производствах; в помещениях с интенсив-
ным движением — в вестибюлях клубов, кинотеатров, столовых,
в коридорах школ, детсадов, больниц и т. д. Особо эффективно
применение ксилолитовых полов во взрывоопасных помещениях
там, где необходимо иметь неискрящие полы.
По величине сопротивления истиранию ксилолит не уступает
таким прочным материалам, как порфир, базальт, гранит. В за-
висимости от практической необходимости и технических воз-
можностей он может быть как монолитным (свободного формо-
вания), так и плиточным материалом (прессованным при значи-
тельном удельном давлении).
Монолитный и прессованный ксилолит имеют физико-механи-
ческие показатели, приведенные в табл. 12.1.
Таблица 12.1. Физико-механические свойства ксилолита
Показатели	Ксилолит прессованный	Ксилолит свободно- формованный монолитный
Средняя плотность, кг/м3	1550	1000...1200
Сопротивление МПа:		
сжатию	85,4	20...35
растяжению	25,4	3. 5
изгибу	48,9	—
Теплопроводность, Вт/(м  °C)	0,24...0,26	0,08...0,21
Водопоглощение через 12 ч, %	2,1	—
Водопоглощение через 9 суток» %	3,8	—
12.1. Сырьевые компоненты.
Влияние технологических факторов
на свойства ксилолита
Составляющими ксилолита как искусственного строительного
материала являются магнезиальное вяжущее, затворитель и ор-
ганический заполнитель — древесные опилки.
Для улучшения таких свойств ксилолита, как сопротивление
ударным нагрузкам и истиранию, уменьшения теплопроводности
и гигроскопичности применяются минеральные добавки — асбест,
тальк, измельченный кварцевый песок или камень. Для прида-
348
ния ксилолиту требуемой окраски используют различные краси-
тели — пигменты.
Очень низкая растворимость и слабо выраженные основные
свойства Mg(OH)2 по сравнению с известью, а также присутст-
вие в затвердевшем растворе оксидхлоридов магния обуслов-
ливают нейтральный характер магнезиально-каустического це-
мента. Органические целлюлозные заполнители совершенно не
разрушаются в изделиях на нем, цемент препятствует развитию
микроорганизмов и мицелия.
Применение в качестве затвердителей магнезиально-каусти-
ческих цементов, растворов хлористых солей, являющихся хо-
рошей огнестойкой пропиткой, делает ксилолит с древесным за-
полнителем огнестойким материалом. Поэтому такой цемент
имеет значительное преимущество перед другими минеральными
вяжущими для производства материала, где в качестве органи-
ческого заполнителя используются древесные опилки.
Использование магнезиально-каустических цементов для по-
лучения ксилолита вызвано следующими соображениями. Це-
менты, содержащие в своем составе едкую известь, при длитель-
ном воздействии на органические вещества —древесные опилки
постепенно разрушают их Образующиеся при этом продукты ра-
спада (легкогидрализуемые вещества и гемицеллюлоза), в свою
очередь, отрицательно воздействуют на вяжущие вещества (из-
весть, портландцемент). Разрушение органических целлюлозных
заполнителей, а затем и вяжущего усугубляется развитием в
щелочной среде бактерий.
Магнезиальное вяжущее готовят из каустического магнезита
и его заменителя — полуобожженного доломита.
Каустический магнезит получают обжигом природного маг-
незита при 750...850 °C с последующим измельчением получен-
ного продукта в тонкий порошок; при этой температуре проис-
ходит диссоциация углекислого магния;
MgCO3 -* MgO + CCS.
Магнезиально-каустический цемент можно получить также
из электронного шлака, содержащего более 32% MgO.
При затворении каустического магнезита водой процессы
гидратации протекают чрезвычайно медленно, поэтому его зат-
воряют водными растворами MgCl2, MgSO4 или других солей,
увеличивающих растворимость оксида магния.
Каустический магнезит хорошо твердеет только при положи-
тельных температурах (не ниже 12°C). Это очень гигроскопич-
ный материал (может гидратироваться за счет поглощения вла-
ги из воздуха), поэтому его доставляют на строительство в запа-
янных металлических барабанах или в особой бумажной таре.
Магнезиальные вяжущие материалы характеризуются хоро-
шим сцеплением с органическими заполнителями (древесные
349
Рис. 12.1 Влияние тонкости помола магнезиально-каустического цемента на
прочность ксилолита (в разные сроки твердения)
1—28 дн., 2 — 7 дн.; ксилолит следующего состава: 150 кг цемента, 50 кг опилок и
1,5 мэ раствора MgCI2 плотностью 1,16 кг/мэ
Рис. 12.2. Изменение прочности на растяжение магнезиально-каустического
цемента в зависимости от отношения MgO к раствору MgCl2
/ — плотность 1,26; 2—то же, 1,24; 3 — то же, 1,18; 4 — то же, 1,14; 5 — то же,
_1.11 кг/м3
опилки, стружка), причем последние не подвергаются разложе-
нию и загниванию. Каустический магнезит применяют для изго-
товления ксилолита, фибролита, пеномагнезита, а также магне-
зиальных штукатурных растворов.
Каустический доломит получают обжигом природного доло-
мита СаСО3 • MgCO3 при температуре 650 .800 °C; при этой тем-
пературе происходит диссоциация углекислого магния (каусти-
ческий магнезит). Углекислый кальций при этом не разлагается
и является инертным материалом, поэтому каустический доло-
мит по качеству уступает каустическому магнезиту. Каустичес-
кий доломит — заменитель более дорогого каустического магне-
зита может применяться там же, где и последний.
Плотность магнезиально-каустического цемента должен быть
3,1...3,4 г/см3.
Ксилолит, полученный на основе каустического магнезита,
обладает большей прочностью, чем ксилолит на основе полу-
обожженного доломита. Начало схватывания должно наступить
350
не ранее чем через 20 мин, а конец — не позднее 6 ч с момента
затворения.
Каустический доломит получают неполным обжигом доло-
мита-сырца при температуре выше температуры диссоциации
углекислого кальция (около 700°C). Плотность каустического
доломита должна быть 2,78...2,85 г/см3.
По тонкости помола полуобожженный доломит должен удов-
летворять требованиям ГОСТ 1216—75* на каустический магне-
зит. Тонкость помола магнезиально-каустического цемента суще-
ственно влияет на темпы набора и конечную прочность ксило-
лита (рис. 12.1).
Прочность ксилолита увеличивается пропорционально содер-
жанию каустического вяжущего в смеси, однако при этом ра-
стет и теплопроводность материала, что отрицательно влияет на
свойства последнего Так как при этом активность (марка) вя-
жущего влияет на прочность ксилолита в меньшей мере, то для
производства этого строительного материала не эффективно
применение высокомарочных цементов.
Для максимального использования вяжущих свойств магне-
зиально-каустического цемента его затворяют не водой, а ос-
новными растворами MgCl2, MgSO4. Наиболее широко в каче-
стве затворителя вяжущего применяется технический хлорид
магния — бишофит (MgCl2 • 6Н2О) ГОСТ 7759—73*. Его раст-
воримость показана в табл. 12.2 Прочностные показатели ксило-
лита существенно зависят (рис. 12.2) от концентрации и коли-
чества вводимого MgCI2.
Таблица 12 2. Растворимость технического хлористого магния —
бишофита (MgCI2  6Н2О)
Плотность раствора, кг/м3	Выход раствора на 1 кг бишофита		Содержание бишофита	
	л	кг	кг в 1 л	в % по массе
1,075	5,520	5,880	0,181	17,0
1,091	4,365	4,745	0,229	21,1
1,108	3,640	4,020	0,274	24,9
1,125	3,105	3,495	0,322	28,6
1,142	2,675	3,045	0,373	32,8
1,162	2,375	2,740	0,421	36,5
1,180	2,100	2,475	0,476	40,4
1,200	1,900	2,255	0,526	44,4
1,220	1,695	2,050	0,590	48,8
1,241	1,500	1,875	0,665	53,3
1,263	1,410	1,775	0,710	56,2
Как видно из рис. 12.2, прочность ксилолита в возрасте 28
дней возрастает с повышением концентрации раствора MgCl2 от
1,11 до 1,28 и увеличением отношения содержания MgO к раст-
вору MgCl2 от 0,5 до 1,6. Аналогичные результаты были получе-
ны С. И. Килессо при затворении магнезиально-каустического
цемента раствором MgSO4.
351
Для затворения магнезиального цемента могут применяться
также отходы производства травильных цехов в смеси с серной
кислотой, дисульфат натрия, хлористый цинк, азотнокислый
магний, карнолит, или магнезиальная рапа солевых озер.
Так как магнезиальное вяжущее затворяют не водой, а ра-
створами солей, его прочность зависит не только от водомагне-
зитового отношения (понятие, аналогичное водоцементному), но
и от массового соотношения магнезита и введенной соли.
По теоретическим и опытным данным массовое соотношение
магнезита и MgCl2 • 6Н2О должно находиться в пределах от
1 :0,65 до 1 :0,6, при этом вяжущее приобретает максимальную
прочность. Если взять больше MgCl2, то, наряду с уменьшением
прочности материала, на его поверхности будут появляться вы-
цветы.
Для уменьшения гигроскопичности ксилолита к водному ра-
створу MgCl2 добавляют MgSO4 или Fe2(SO4)3. Водный раствор
MgSO4, применяемый для затворения магнезиального цемента,
должен иметь плотность 1,14.
Плотность водного раствора карнолита (КС1 • MgCl ’ 6Н2О),
применяемого в качестве затворителя магнезиально-каустичес-
кого цемента при производстве ксилолита, должна составлять
1,12...1,16 г/см3. Требования, предъявляемые к химическому со-
ставу карнолита; количество хлорида магния — не менее 32%,
хлористых солей и натрия — не более 25%.
Раствор MgCl2, полученный из карнолита, содержит тем
меньше примесей КС1 и NaCl, чем выше его концентрация. По-
этому сначала 1000 кг карнолита растворяют в 638 л воды до
концентрации 1,25. Полученный раствор после удаления из него
осадка становится тем исходным материалом, из которго приго-
товляют рабочие растворы нужной плотности.
Необходимо иметь в виду, что хлористые соли магния обла-
дают способностью поглощать влагу из воздуха. Вследствие
этого, поверхность ксилолита, содержащего избытки хлористых
солей, сыреет и покрывается пятнами солевых отложений. Во
избежание такого явления необходимо в качестве затворителя
магнезиального цемента применять MgCl2 в смеси с MgSO4 (ли-
бо в обязательном порядке проводить тщательное выщелачива-
ние— промывку в горячей проточной воде). Поэтому затворите-
ли магнезиального цемента должны тщательно дозироваться.
При соприкосновении с металлическими конструкциями соли
магния вызывают повышенную коррозию металла, поэтому шуру-
пы и другие крепежные металлические изделия оцинковы-
ваются.
Практикой установлено, что оптимальными породами древе-
сины (опилок), используемой для производства ксилолита, яв-
ляются ель, пихта, осина и тополь. В производстве могут быть
использованы опилки здоровой древесины влажностью не более
352
Рнс. 12.3. Влияние влажности древесных опилок и плотности раствора MgCl2
на сопротивление растяжению ксилолита 7-дневного возраста
Рис. 12.4. Влияние количества древесных опилок на сопротивление растяже-
нию ксилолита при затворении раствором MgCl2 плотностью 1,22 в разные
сроки твердения
1 — 28 дн.; 2 — 7 дн
20% (зависимость прочности ксилолита в ранние сроки тверде-
ния от влажности применяемых опилок приведена на рис. 12.3).
Допускается использование и более влажных опилок. Однако в
этом случае следует соответственно уменьшать количество и
увеличивать концентрацию затворителя магнезиального цемента.
Для производства ксилолита используются главным образом
опилки лесопиления как наиболее однородные по форме (струк-
туре) и крупности, не содержащие примесей в виде коры и ще-
пы. Опилки, направляемые на производство ксилолита, должны
быть просеяны на виброгрохотах через сито с ячейками 5 мм.
Влияние Ц/Д на прочностные показатели ксилолита показа-;-
но на рис. 12.4.
В качестве добавок, улучшающих свойства ксилолита, при-
меняются асбест (повышает сопротивление покрытия ударным
нагрузкам), трепел (понижает теплопроводность), измельчен-
ный кварцевый песок или камень (повышает прочность и сопро-
тивление поверхности к истиранию) и тальк (повышает водо-
стойкость).
В качестве красителей, используемых для окраски фактур-
ного слоя ксилолита, наибольшее применение получили следую-
щие пигменты: железный сурик, мумия (красный цвет), охра,
сиена (желтый цвет), кобальт (синий цвет). В ксилолитовую
массу краска добавляется в количестве 5% от общей массы су-
хих компонентов. Минеральные пигменты-красители для ксило-
лита должны быть тонкомолотыми, однородными по составу,
без посторонних включений, стойкими к действию света, щело-
чей и соляной кислоты.
12 Заказ № 394
353
J 2.2. Технология ксилолита
Технология производства прессованного ксилолита сводится
к следующим процессам. Исходные компоненты для изготовле-
ния материала хранятся в складах: магнезиально-каустический
цемент — в силосах, опилки — под навесом; хлорид магния по-
ставляется в металлических барабанах, краски и добавки посту-
пают на крытые склады.
Со складов сырья компоненты, обработанные соответствую-
щим образом, поступают в дозировочно-смесительное отделение.
Магнезиальное вяжущее подается пневмотранспортом после
тонкого измельчения; подсушку опилок совмещают с процессом
пневмотранспортирования при пневматической подаче их со
склада, используя в качестве теплоносителя нагретый воздух.
Раствор MgCl2 приготовляют плотностью 1,21 в металлических
баках, покрытых изнутри асфальтовым лаком, во избежание
коррозии используется трубопровод из оцинкованных труб.
Для обеспечения ритмичного поступления в производство
исходных материалов в дозировочно-смесительном отделении
устраиваются соответствующие расходные бункеры, оборудуе-
мые автоматическими весами.
Средний расход материалов для изготовления 1 м3 прессо-
ванного ксилолитового изделия составляет, кг:
магнезиально-каустический цемент	640
древесные опилкн крупностью 2. .5 мм (при влажности
15%)	  560
раствор MgCl2 плотностью 1,21,	кг/м3	640
краски-пигменты	56
Важным и наиболее ответственным процессом в технологии
производства ксилолита является приготовление формовочной
массы, которое осуществляется в следующей последовательности.
Сначала в растворомешалку загружают и в ней перемешивают
магнезиально-каустический цемент и краску, в полученную мас-
су добавляются и замешиваются опилки. Приготовленная таким
образом сухая смесь затворяется раствором MgCl2 и снова тща-
тельно перемешивается. Продолжительность перемешивания су-
хих компонентов составляет 30...40 с и еще 60...90 с после затво-
рения раствором MgCl2. Общая продолжительность цикла с уче-
том времени, затрачиваемого на загрузку и выгрузку растворо-
мешалки, равняется 3,5 мин.
Приготовление формовочной массы обычно осуществляется в
растворомешалке С-750 (позволяет получить 17 замесов, или
65 м3, в смену). Готовая масса выгружается в объемный доза-
тор, откуда выдается в формы. Форма представляет собой жест-
кую разъемную раму из двух оцинкованных металлических ли-
стов толщиной 6 мм. Ввиду значительной упрессовки массы (по-
рядка 35% первоначального объема) при наборе пакета и прес-
совании пользуются рамой-подставкой.
354
Ксилолитовые плиты для пола прессуются на гидравличес-
ких прессах, причем осуществляется прессование всего пакета
(40...50 плит), набранного в прессовой вагонетке. Цех оборуду-
ется кран-балкой для механизации транспортировки форм и из-
делий в соответствии с установленной технологией. Формы с за-
прессованными плитами не могут быть раскрыты до затверде-
вания магнезиально-каустического цемента.
Естественное протекание этого процесса привело бы к увели-
чению количества форм и вагонеток, к расширению производст-
венных площадок. Для ускорения процесса твердения и сокра-
щения цикла формования ксилолитовых плит их подвергают
термообработке в специальных камерах при температуре 30...
40°C с последующим медленным остыванием до температуры
15...18°С. Продолжительность двух циклов термообработки со-
ставляет 24 ч.
После термообработки ксилолитовые плиты затвердевают и
могут быть распалублены. Освободившиеся формы, очищенные
и смазанные, транспортируются кран-балкой в формовочное от-
деление. Плиты подаются к фрезерному отделению, где их ребра
обрабатывают на фрезерных станках со специальными фрезами
из металлокерамического твердого состава «видна». После об-
работки плиты выкладываются в металлическую этажерку для
осуществления процесса выщелачивания (в течение 12...24 ч) —
удаления избыточных солей магния в ваннах с циркулирующей
подогретой водой.
Выщелоченные ксилолитовые плиты в этажерках направля-
ются в камерные сушила с многократным насыщением, где вы-
сушиваются в течение 12...24 ч при 6О...7О°С. Подъем темпера-
туры выше 6О...7О°С не рекомендуется во избежание коробления
плит и снижения их прочности.
Рис. 12 5 Влияние размера ксилолитовых плит пола на трудоемкость их из-
готовления и устройство
12*
355
Заключительной операцией процесса производства ксилоли-
товых плит является их механическая обработка для придания
изделиям точных размеров, правильной формы и хорошего
внешнего вида (фрезеровка, шлифовка, полировка воском и мас-
лом). При необходимости плиты разрезаются на станках кар-
борундовыми дисками или алмазными пилами толщиной 3 мм.
От размеров плит существенно зависит трудоемкость их изготов-
ления и устройство пола (рис. 12.5).
12.3. Эффективная область применения ксилолита
Ксилолит используется для устройства монолитных полов,
чаще двухслойных (нижний слой более тощего состава, обладая
большей упругостью, предохраняет верхний слои от появления
трещин); толщина каждого слоя 10 мм. Толщина однослойного
пола 10...15 мм. Монолитные ксилолитовые полы устраиваются
по выровненной бетонной подготовке не ниже М500.
Рекомендуемые составы ксилолитовой смеси приведены в
табл. 12.3.
Таблица (2.3. Составы ксилолитовых смесей для устройства пола
Вид покрытия н интенсивность движения по полу	Состав ксилолитовой смеси по объему (в свеже- насыпанном состоянии)		Концентра- ция раство- ра MgCl2 для затворения ксилолито- вой смесн, ГСМ3
	эластичное покрытие — магнезия: опилки	жесткое по- крытие — магнезия: опилки: пе- сок (или ка- менные вы- севки) круп- ностью не более 5 мм	
Однослойное покрытие и верхний слой двухслойного покрытия в местах: с небольшим двнжс-	1 . 2	1 : 1,4 : 0,6	1,18
нием с интенсивным двнже-	1 . 1.5	1 1 . 0.5	1,20
нием в особо изнашиваемых	Не приме-	1 : 0.7 : 0.3	1,24
(лестничные площадки, главные	проходы н пр.) Нижний слой двухслойного	няется 1,4	Не прнме-	1,14
покрытия		няется	
Эластичные покрытия следует устраивать в помещениях, рас-
считанных на длительное пребывание в них людей и незначи-
тельное движение, а жесткие — в помещениях с интенсивным
движением. Для расцветки пола в ксилолитовую смесь лицевого
слоя покрытия добавляют пигмент (в количестве 3...4% от сум-
марного объема магнезита и заполнителей).
356
Для ксилолитовой смеси вместо 1 кг магнезиально-каусти-
ческого цемента можно применять 1,7 кг молотого каустического
доломита или 1,2 кг смеси магнезиально-каустического цемента
с минеральным порошком (крупностью до 0,15 мм) в соотноше-
нии 2:1 (по массе), или 1,2 кг смеси магнезйально-каустичес-
кого цемента с молотым каустическим доломитом в соотношении
1 : 1 (по массе).
Содержание оксида магния в магнезиально-каустическом це-
менте должно быть не менее 75%, в каустическом доломите —
не менее 25%. Содержание зерен крупнее 0,075 мм в этих мате-
риалах не должно превышать 25%, крупнее 0,3 мм — 5%. В хло-
ристом магнии должно содержаться не менее 45% MgCl2. Ра-
створ затворителя получается посредством растворения в воде
кристаллического MgCl2.
В ксилолит, используемый для монолитной укладки пола,
добавляются опилки из древесины хвойных пород. Влажность
опилок должна быть не более 20%, крупность — не более 5 мм
для нижнего слоя двухслойных покрытий и не более 2,5 мм для
однослойных покрытий и для верхнего слоя двухслойных по-
крытий.
Минеральные пигменты (красители), применяемые для кси-
лолита, должны быть сухими, мелко измельченными, однород-
ными по составу, стойкими к действию света, щелочей и соляной
кислоты. Предел прочности этого строительного материала на
растяжение при 28-суточном сухом хранении должен быть не
менее 3 МПа; предел прочности на растяжение в возрасте 7 су-
ток— не менее 2 МПа. Указанные прочностные показатели кси-
лолита определяются при испытании образцов состава 1 :2 для
эластичных покрытий и состава 1:1,4: 0,6 для жестких покры-
тий. Подвижность ксилолитовой смеси должна соответствовать
погружению стандартного конуса на 20...25 мм.
Приготовление ксилолитовой смеси производится в специаль-
ных или обычных оцинкованных изнутри растворомешалках.
Компоненты смеси предварительно просеиваются и перемеши-
ваются в сухом состоянии. Все соприкасающиеся с ксилолито-
вым покрытием металлические конструкции и детали следует
защищать от действия MgCl2 путем окраски асфальтовым ла-
ком или устраивать другие виды защиты. Смесь укладывается
в покрытие полосами (участками) шириной не более 2,5 м, огра-
ниченными рейками, которые служат маяками при укладке по-
крытия. Разравнивание ксилолитовой смеси производят
правилом, передвигаемым по маячным рейкам. Уплотнение
ксилолитовой смеси осуществляют трамбовками массой
3...5 кг. При устройстве двухслойного пола верхний слой
укладывается после затвердения нижнего (обычно через 1..2 су-
ток) .
Кроме использования ксилолита в качестве заменителя цель-
357
ной высокосортной древесины для полов, перспективно изготов-
ление из него ксилолитовых подоконных досок.
В Челябинске на ССК (сельском строительном комбинате)
Госагропрома РСФСР организовано производство ксилолитовых
подоконных досок. На эту продукцию ЦНИИЭПсельстроем раз-
работаны ТУ 10-69-РСФСР-259—86 «Доски подоконные ксило-
литовые». Конструкции предназначены для жилых, обществен-
ных зданий и сооружений с относительной влажностью воздуха
в помещениях не более 60%, а также для зданий, эксплуатируе-
мых в условиях, исключающих воздействие кислот и сахаров.
Подоконные доски из ксилолита выпускаются длиной от 1000
до 1900 мм с градацией 300 мм (/=1000, 1300, 1600, 1900 мм) и
1500 мм, шириной 350 мм, толщиной 42 мм. Допускаются пре-
дельные отклонения от номинальных размеров: по длине —
±3 мм, по ширине — +2, по толщине — + 1. С целью придания
подоконным доскам достаточной прочности при транспортирова-
нии и повышения сопротивления на изгиб их армируют деревян-
ными рейками из хвойных и лиственных пород (ГОСТ 8486—66
и ГОСТ 2695—831 сечением 40X10 мм или 42X12 мм в количе-
стве 5 штук равноудаленных по ширине доски.
В производстве подоконных досок ксилолитовая масса гото-
вится в объемных частях 1 : 2 из вяжущего — каустического маг-
незита III класса, (ГОСТ 1216—87), смешанного с MgCl2 (ГОСТ
7759—73*), и опилок хвойных пород. Без снижения физико-ме-
ханических показателей изделий попускается применение опи-
лок лиственных пород (до 30% от общей массы опилок).
В целях повышения долговечности ксилолитовых подоконных
досок примыкающие к стенам поверхности антисептируют 15%-
ным раствором кремнефтористого аммония (ОСТ 6-08-2—75),
биоогнезащитными препаратами ХМББ-3324 (ГОСТ 23787.2—84)
или ББК-3 (ГОСТ 23787.6—79*) с концентрацией 20%. В слу-
чае отгрузки потребителю ксилолитовых подоконных досок пол-
ной заводской готовности их полностью отделывают, используя
шпатлевку (по ГОСТ 10277—76*), грунтовку ГФ-0119, олифу
оксоль, масляную краску либо эмаль ГФ-23 или ПФ-133.
Обработанные ксилолитовые изделия поступают на склад го-
товой продукции. Их хранят в сухих закрытых складах в шта-
белях на подкладках высотой 20...25 см от пола, что предохраня-
ет изделия от сырости и облегчает погрузочно-разгрузочные ра-
боты при использовании автопогрузчика с вилочными захва-
тами.
В комплексную поставку изделий из ксилолита входят кре-
пежные детали, главным образом шурупы, которые должны
быть защищены антикоррозионным покрытием из цинка.
Производство композитов на основе магнезиально-каустичес-
кого цемента по сравнению с портландцементом позволит расши-
рить применение породного состава древесины, так как магне-
358
зиально-каустический цемент менее подвержен отрицательному
воздействию легкогидролизуемых веществ древесного заполни-
теля. Однако из-за дефицитности такого цемента, необходимости
применения большого количества затворителя в виде солевых
растворов, избыток которых вынуждает осуществлять выщела-
чивание (промывка водой) затвердевших изделий в целях пре-
дотвращения высолов на их поверхности, возможность органи-
зации производства всех видов композитов на этом вяжущем с
использованием всего многообразия целлюлозосодержащего за-
полнителя растительного происхождения, получаемых из отхо-
дов лесопильно-деревообрабатывающих предприятий и сельско-
хозяйственного производства, ограничена.
Глава 13
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА
ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ, АРБОЛИТА
И ГОТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ
13.1. Цемент. Методы лабораторных испытаний
Температура воздуха в лаборатории и воды для затворения
цементных образцов должна составлять 20+3°C. Для испыта-
ния применяют пресную питьевую воду. Температура в помеще-
нии влажного хранения образцов должна быть 20+2 °C.
Пробу цемента до испытаний хранят в сухом помещении в
таре, защищающей его от увлажнения и загрязнения посторон-
ними примесями. Перед испытаниями каждую пробу просеивают
через сито с сеткой № 09. Остаток на сите взвешивают и отбра-
сывают. Массу остатка (в %), а также его характеристику (на-
личие комков, кусков дерева, металла и пр.) фиксируют в жур-
нале.
Применение алюминиевых и цинковых приборов, форм и
другого инвентаря, соприкасающихся с цементным тестом и ра-
створами, запрещается.
Определение тонкости помола (ГОСТ 310.2—76*). Конт-
рольное сито должно удовлетворять требованиям ГОСТа на сет-
ку № 008 (размер ячейки в свету 0,08X0,8 мм).
Цемент, высушенный в течение 1 ч при 105.. 110°С, отвеши-
вают в количестве 50 г и просеивают через указанное сито. Про-
сеивание заканчивается, если через сито за 1 мин проходит не
более 0,05 г цемента. Тонкость его помола определяется с точ-
ностью до 0,1% как отношение массы цемента, прошедшего че-
рез сито с сеткой № 008, к его первоначальной массе.
359
Рис. 13.1. Объемомер для определения плотности материала
а — общий вид прибора Ле Шателье; б — прибор в рабочем состоянии; / — объемомер;
2 — сосуд с водой; 3 — штатив; 4 — термометр
Рис. 13.2. Прибор Вика
/ — металлическая сгаиииа; 2 — подвижный стержень; 3 — площадка для дополнитель-
ного груза; 4 — указатель; 5 —шкала; 6 — зажимной винт; 7— пестик или стальная
игла; 8 — кольцо; 9 — стеклянная пластинка
Определение плотности цемента (ГОСТ 310.2—76*). Для
этого используют объемомер-—прибор Ле Шателье (рис. 13.1).
Сначала прибор погружают в воду (температура воды должна
соответствовать температуре, при которой производилась гра-
дуировка прибора), а затем наполняют обезвоженным кероси-
ном. Высушенный при 1О5..11О°С цемент отвешивают в количе-
стве 65 г с точностью до 0,01 г и высыпают в прибор. Плотность
цемента рц определяют как отношение навески цемента к объ-
ему жидкости, вытесненной им. Плотность вычисляют с точно-
стью до 0,01 г/см3 как среднее арифметическое значение резуль-
татов двух определений, расхождение между которыми не долж-
но превышать 0,02 г/см3.
Определение нормальной густоты цементного теста (ГОСТ
310.3—76*). Нормальная густота цементного теста определя-
ется на стандартном приборе Вика (рис. 13.2). Пестик прибора
выполнен из нержавеющей стали с полированной поверхностью
диаметром 10—0,1 мм, длиной 50±1 мм. Массу перемещающей-
ся части прибора, включая цилиндрический металлический стер-
жень, пестик и иглу, выбирают таким образом, чтобы она нахо-
дилась в пределах 300+2 г. Кольцо прибора, в которое помеща-
ют цементное тесто, имеет форму .усеченного конуса следующих
размеров, мм: высота — 40+0,5, малый диаметр — 65±0,5, боль-
шой диаметр — 75-|-0,5.
360
Для приготовления цементного теста 400 г цемента стандарт-
ной лопаткой для перемешивания энергично растирают с водой
в чашке для затворения (в течение 5 мин с момента вливания
воды в цемент). Количество воды (в % от массы цемента) под-
бирают с точностью до 0,25%. Так, клинкерный портландцемент
требует обычно 23...26% воды, клинкерный портландцемент с
минеральными добавками — 27...32%.
Густота цементного теста считается нормальной, если пестик,
погруженный в кольцо с тестом, не доходит до его дна на 5...7 мм
(глубина погружения 33...35 мм). Глубину погружения пестика
замечают по шкале прибора. Нулевой отсчет соответствует со-
прикосновению его с дном кольца.
Исходное положение стержня с пестиком перед его погруже-
нием в цементное тесто фиксируется по соприкосновению пести-
ка с поверхностью теста, срезанного вровень с краями кольца.
Стержень прибора закрепляется и освобождается зажимным вин-
том или другими механизмами (в полуавтоматических или авто-
матических устройствах).
Определение сроков схватывания (ГОСТ 310.3—76*). Пестик
в стандартном приборе Вика заменяют стальной иглой диамет-
ром 1,1+0,04 мм, длиной 50+1 мм. Началом схватывания це-
мента считают время, прошедшее от начала затворения теста до
момента, когда игла под действием силы тяжести 300+2 г не
доходит до дна на 1...3 см. Конец схватывания цемента выража-
ется временем от начала затворения до момента, когда игла пе-
рестает проникать в тесто более чем на 1 мм.
Определение равномерности изменения объема (ГОСТ
310.3—76*). Из теста нормальной густоты отвешивают две на-
вески по 75 г, придают им форму шариков и кладут на отдель-
ную стеклянную пластинку, предварительно протертую машин-
ным маслом.
Пластинкой постукивают о твердое основание до тех пор,
пока шарики не расплывутся в лепешки диаметром 7...8 см,
толщиной в средней части около 1 см. Поверхность лепешек
заглаживают мокрым ножом от края к середине. Лепешки хра-
нят в ванне с гидравлическим затвором (рис. 13.3) в течение
(24+2) ч, а затем подвергают кипячению. Для этого лепешки
вынимают из ванны, снимают с пластинок и помещают на ре-
Рис. 13.3. Вайна с гидравлическим
затвором
/ — ванна; 2 — герметическая крышка;
3 — столик для образцов
7	2	3
361
Рис. 13.4. Вид лепешек из цемента после испытания иа равномерность из-
менения объема
а — нормальное изменение объема; б — трещины усыхаиня; в — сетка мелких трещин;
г—радиальные трещины; д— искривление
шетчатую полку кипятильного бачка. Воду в бачке нагревают
до кипения, которое поддерживают в течение 4 ч.
После остывания бачка лепешки вынимают и осматривают.
Вспучивание лепешек, сопровождающееся увеличением объема,
появление каких-либо искривлений, сетки мелких трещин на по-
верхности, а также отдельных трещин, идущих от краев лепешек
к их середине (радиальные трещины), указывают на то, что це-
мент не выдержал испытания на равномерность изменения объ-
ема. Искривления обнаруживают при помощи линейки, прикла-
дываемой к плоской поверхности лепешки. Трещины от усадки
цементного теста, образующиеся обычно во время хранения ле-
пешек во влажной камере, не принимают во внимание. Вид об-
разцов после испытания на равномерность изменения объема
показан на рис. 13.4.
Определение прочности (марки) цемента (ГОСТ 310.4—81*).
Нормальный песок для приготовления раствора должен удовлет-
ворять требованиям ГОСТ 6139—78 и иметь влажность не бо-
лее 0,25%.
Стандартные испытания цементов для определения их марки
по прочности производят на образцах, приготовленных из ра-
створа состава 1 :3 по массе с В/Ц, устанавливаемым экспери-
ментальным путем.
Для определения водоцементного отношения 1500 г нормаль-
ного песчаибООг цемента помещают в сферическую чашку, пред-
варительно протертую мокрой тканью, и перемешивают в сухую
362
Рис. 13-5. Встряхивающий столик
1 — станина; 2— вал; 3— кулачок; 4— ось; 5 — диск нз зеркального стекла; б— фор-
ма-конус; 7 — маховик
Рис. 13.6. Схема испытания балочки иа изгиб
I — опоры, 2 — загружающий валик; 3 — балочка
в течение 1 мин, затем прибавляют воду из расчета В/Ц =
0,4 (200 г), дают ей впитаться в течение 0,5 мин после чего ра-
створ интенсивно перемешивают стандартной лопаткой в тече-
ние 1 мин.
Полученной растворной смесью заполняют в два приема
стандартный конус встряхивающего столика (рис. 13,5). Ниж-
ний слой штыкуют стандартной металлической штыковкой (диа-
метром 20+2 мм, длиной 110±1 мм) 15 раз, верхний—10 раз.
После удаления избытка смеси форму-конус снимают и сто-
лик встряхивают 30 раз за 30+5 с, после чего штангенциркулем
измеряют диаметр конуса по нижнему основанию в двух взаим-
но перпендикулярных направлениях и определяют среднее зна-
чение. Расплыв конуса с В/Ц=0,4 должен быть 106...115 мм.
Если расплыв конуса окажется менее 106 мм, то количество
воды увеличивают для получения расплыва конуса 106... 108 мм.
Если расплыв конуса оказывается более 115 мм, количество во-
ды уменьшают для получения расплыва конуса 113...115 мм.
В/Ц, при котором получен расплыв конуса 106. .115 мм, считают
нормальным.
Из стандартного раствора с консистенцией, характеризуемой
расплывом конуса 106...115 мм, состава 1:3 по массе готовят
три образца-балочки в трехгнездовой металлической форме с
насадкой (Насадка должна плотно прилегать к форме). Основ-
ные размеры формы, мм: ширина и высота — 40±0,1, длина —
160+0,4. Угол между стенками и дном формы должен быть 90±
+0,5 °C.
Форму жестко закрепляют в центре стандартной лаборатор-
ной виброплощадки, создающей вертикальные колебания с амп-
363
литудой 0,5+0,3 мм и частотой 3000...2800 в 1 мин, которая мо-
жет быть укомплектована реле времени.
Форму наполняют готовым раствором (слой толщиной при-
близительно 1 см) и включают виброплощадку. В течение пер-
вых 2 мин вибрации все три гнезда формы равномерно неболь-
шими порциями заполняют на всю высоту раствором. По исте-
чении 3 мин от начала вибрации виброплощадку отключают, с
нее снимают форму, срезают ножом, смоченным водой, излишек
раствора, заглаживают поверхность образцов вровень с краями
формы и маркируют образцы.
Формы с изготовленными образцами хранят 24+2 ч в ванне
с гидравлическим затвором. Образцы, имеющие через 24 ч проч-
ность, не достаточную для расформовки их без повреждения,
допускается вынимать из форм только через 48 ч, указывая этот
срок в рабочем журнале.ТЗатем их осторожно освобождают из
форм, переносят в ванны с питьевой водой и укладывают в го-
ризонтальном положении так, чтобы не соприкасались друг с
другом. Вода должна покрывать образцы не менее чем на 2 см.
Воду меняют через каждые 14 суток, температура ее должна
быть 20+2°C, как и при хранении образцов.
По истечении срока хранения образцы вынимают из воды и
не позднее чем через 10 мин испытывают. Непосредственно пе-
ред испытанием образцы должны быть насухо протерты.
Для определения марки цемента образцы-балочки в возрасте
28 суток с момента их изготовления испытывают на изгиб, а за-
тем каждую из полученных половинок — на сжатие.
При испытании на изгиб образцы устанавливают на опорные
элементы прибора (рис. 13.6) таким образом, чтобы их длинные
грани находились в вертикальном положении. Испытание произ-
водят на приборах любой конструкции, удовлетворяющих сле-
дующим требованиям: средняя скорость нарастания испытатель-
ной нагрузки на образец должна составлять 0,5+0,1 МПа в 1 с;
нагружение образца производится в режиме чистого изгиба; за-
хват для установки образца должен быть снабжен цилиндричес-
кими элементами диаметром 10—0,1 мм, изготовленными из не-
ржавеющей стали твердостью по Роквеллу НРС 55...60.
Предел прочности при изгибе /?ИЗг, МПа, вычисляют по фор-
муле
RKM = 3Pl/(2bh'2).
где Р — разрушающая нагрузка, Н; Z — расстояние между опорами, см; b —
ширина образца, см; h — высота образца, см.
Предел прочности при изгибе образцов цементного раствора
вычисляют как среднеарифметическое двух наибольших резуль-
татов испытания трех образцов-балочек.
Для испытания на сжатие каждую половинку образца поме-
щают между двумя пластинками из нержавеющей стали твер-
364
Рис. 13.7. Испытание половинок балочек
на сжатие
а — пластинки: б — схема испытания; 1 — пла-
стинки. 2, 4 — плиты пресса; 3—образец
достью по Роквеллу НРС 55...60, так чтобы боковые грани об-
разца, прилегавшие при изготовлении к стенкам формы, нахо-
дились на плоскостях пластинок, а упоры пластинок плотно при-
легали к торцевой гладкой плоскости образца. Форма и размеры
пластинки приведены на рис. 13.7, а. Образец вместе с пласти-
нами центрируют на опорной плите пресса (рис. 13.7, б). Сред-
няя скорость нарастания нагрузки при испытании должна быть
2+0,5 МПа в 1 с. Рекомендуется использовать приспособление,
автоматически поддерживающее стандартную скорость нагру-
жения образца.
Предел прочности при сжатии отдельного образца вычисля-
ют как частное от деления разрушающей нагрузки, Н, на рабо-
чую площадь пластинки, см2, т. е. на 25 см2.
Предел прочности при сжатии материала вычисляют как
среднее арифметическое четырех наибольших результатов испы-
тания шести образцов.
13.2. Заполнители. Методы лабораторных испытаний
Отбор проб. Поступающий органический заполнитель делят
на партии. Объем партии устанавливают по соглашению сторон
но не более 200 м3. От каждой партии (не менее чем из десяти
мест) отбирают частичные пробы, массой не менее 2 кг каждая.
Отобранные частичные пробы перемешивают и рассыпают слоем
толщиной 7... 10 см. Рассыпанный заполнитель делят по двум
взаимно перпендикулярным направлениям на четыре части, из
которых две противоположные удаляют, сокращенную пробу
вновь делят на четыре части. Последовательным квартованием
пробу уменьшают в два, четыре раза и т. д., пока средняя проба
не будет сокращена до 3...5 кг. При определении показателя
пригодности органического заполнителя общую пробу увеличи-
вают до 80 кг.
Определение насыпной плотности заполнителя. Среднюю
пробу в 3...5 кг высушивают до постоянной массы при темпера-
туре 75+5 °C и высыпают в предварительно взвешенный мерный
сосуд объемом 5 л с высоты 100 мм над его верхним краем. Диа-
метр мерного сосуда должен быть 185 мм, высота—186,5 мм.
365
Образовавшийся над верхом сосуда конус удаляют металличес-
кой линейкой вровень с краями сосуда (без уплотнения). Затем
мерный сосуд взвешивают на технических или торговых весах.
Насыпную плотность заполнителя рн в сухом состоянии вы-
числяют с точностью до 10 кг/м3 по формуле
Р» = (m2 —mj/V,
где т, — масса мерного сосуда, кг; т2 — то же, с заполнителем, кг; V —
объем мерного сосуда, м3.
Насыпную плотность определяют два раза, используя каж-
дый раз новую порцию заполнителя. Окончательный результат
вычисляют как среднее арифметическое двух определений.
Для перевода количества поставляемого заполнителя из еди-
ниц массы в единицы объема устанавливают насыпную плот-
ность заполнителя в партии (в состоянии естественной влаж-
ности) путем взвешивания его средней пробы в мерном сосуде
объемом не менее 5 л.
Насыпную плотность заполнителя в партии определяют три
раза, при этом каждый раз берут новую порцию заполнителя из
средней пробы. За насыпную плотность заполнителя в партии
принимают среднее арифметическое результатов трех определе-
ний.
Определение содержания примесей в заполнителе. Среднюю
пробу органического заполнителя высушивают в сушильном
шкафу до постоянной массы при температуре 75+5°С. Из вы-
сушенной пробы отбирают навеску массой 1000+1 г и внешним
осмотром или с помощью лупы отделяют из нее: в измельченной
древесине—кору, листья, хвою, гниль; в дробленых стеблях
хлопчатника, костре конопли или льна — очесы и паклю. Остав-
шуюся часть навески, затем взвешивают на технических весах
с точностью до 1 г.
Содержание коры, листьев, хвои, пакли и очесов в дробных
стеблях хлопчатника, костре конопли или льна П, %, (в зависи-
мости от вида заполнителя) вычисляют по формуле
П = (mt/m2) 100,
где mi — масса коры, листьев, хвои, гнили, очесов или пакли, г; т2 — масса
иавески с корой, листьями, хвоей, гиилью, очесами или паклей, г.
Показатель П определяют два раза, используя каждый раз
новую порцию заполнителя. За окончательный результат прини-
мают среднее арифметическое двух определений.
Определение фракционного состава заполнителя, фракцион-
ный состав органических заполнителей устанавливается рассе-
вом навески после отбора из нее коры, листьев, хвои, гнили или
очесов и пакли (в зависимости от вида заполнителя) на стан-
дартном наборе сит. Для этого после удаления из навески при-
месей определяют ее массу, затем навеску просеивают через на-
бор стандартных сит.
366
Сита для просеивания заполнителя должны иметь круглые
отверстия с размером в свету 2,5; 5; 10 и 20 мм.
Просеивание пробы заполнителя производят через комплекс
сит, расположенных последовательно по мере уменьшения отвер-
стий. Рассев пробы производят небольшими порциями (частя-
ми) механическим или ручным способом, при этом толщина
слоя заполнителя на сите не должна быть более 1/3 высоты бор-
та сита. —
Просеивание считают законченным, если при неоднократном
встряхивании сита выпадение заполнителя не наблюдается.
Продолжительность просеивания не должна превышать 15 мин.
Остатки заполнителя на каждом сите взвешивают, определив
частные остатки (в граммах) на всех ситах, затем подсчиты-
вают сумму частных остатков на всех ситах и поддоне Sm. Если
Sm отличается от исходной массы пробы М более чем на 2%, то
испытание повторяют на новой пробе заполнителя. При разнице
между S/n и М менее 2% определяют фракционный состав по
массе, вычисляя частные остатки на ситах (в %) с точностью до
0,1%, а также полные остатки на каждом сите, которые равны
Рис. 13.8 Весы для гидростатического взвешивания
1 — сетчатый (перфорированный) сосуд; 2 — сосуд со сливом для воды
367
сумме частных остатков по массе на всех ситах с большим раз-
мером отверстий плюс остаток на данном сите.
Определение средней плотности частиц органического целлю-
лозного заполнителя. Из частных остатков на ситах соответст-
вующего размера отбирают пробу заполнителя испытываемой
фракции объемом 3 дм3 и перемешивают ее на противне.
Сухой контейнер с крышкой, предварительно взвешенный на
воздухе, помещают в воду и снова взвешивают на приборе для
гидростатического взвешивания. Высушенный контейнер после-
довательно открывают, насыпают в него часть подготовленной
пробы заполнителя испытываемой фракции объемом 1 дм3, за-
крывают крышкой и взвешивают. Затем контейнер с заполните-
лем погружают в сосуд с водой и встряхивают для удаления пу-
зырьков воздуха. Сосуд с заполнителем должен находиться в
воде 1 ч, причем уровень воды должен быть выше крышки кон-
тейнера не менее чем на 20 мм. Контейнер с насыщенным водой
заполнителем взвешивают на весах гидростатического взвеши-
вания (рис. 13.8). Далее контейнер вынимают из сосуда с водой,
в течение 10 мин дают излишку воды стечь и немедленно взве-
шивают на воздухе на настольных гиревых или циферблатных
весах.
Среднюю плотность зерен целлюлозного органического за-
полнителя рз, г/см3, вычисляют по формуле
Рз = [mi/(m2 — т3)]рв,
где mi — масса пробы сухого заполнителя (разность масс контейнера с вы-
сушенной пробой заполнителя и без нее при взвешивании на воздухе), г;
т2 — масса пробы заполнителя, насыщенного водой (разность масс контей-
нера с насыщенной водой пробой заполнителя и без него при взвешивании иа
воздухе), г; т3— масса заполнителя в воде (разность масс контейнера с на-
сыщенной водой пробой заполнителя и без него при взвешивании в воде), г;
рв — плотность воды: рв = 1 г/см3.
Среднюю плотность частиц органического целлюлозного за-
полнителя каждой фракции вычисляют как среднее арифмети-
ческое двух определений, каждое из которых производят на но-
вой порции заполнителя.
Среднюю плотность частиц смеси фракций заполнителя оп-
ределяют по формуле
рем = 100/2Х„/рк,
где Хп — содержание каждой фракции, % суммарной массы всех фракций:
= 100%; рк — средняя плотность зерен заполнителя каждой фракции.
Определение объема межзерновых пустот в крупном запол-
нителе. Объем межзерновых пустот в заполнителе определяют
расчетным путем по предварительно установленной насыпной
плотности в сухом состоянии ри и средней плотности частиц за-
полнителя рк.
Объем межзерновых пустот Кпуст, % по объему, вычисляют
по формуле
368
VflyCT - [1 — p«/(1000pK)J 100,
где pH — насыпная плотность заполнителя, кг/м3; рк — средняя плотность ча-
стиц, г/см3.
Определение влажности органического целлюлозного запол-
нителя. Пробу испытываемого заполнителя в объеме 2...3 дм3,
взятую непосредственно из средней пробы перед определением
насыпной плотности заполнителя делят пополам на две навески.
Каждую навеску заполнителя немедленно высыпают на пред-
варительно взвешенный противень (сосуд), взвешивают вместе
с ним, а затем высушивают до постоянной массы в сушильном
шкафу при температуре 75±5°С.
Влажность заполнителя ш, % по массе, вычисляют по фор-
муле
w = [(mi — m2)/m2]100,
где mt — масса пробы в состоянии естественной влажности (вычисленная по
разности масс сосуда с пробой и без нее), г; т2— масса пробы в сухом
состоянии (разность масс сосуда с высушенной до постоянной массы про-
бой и без нее), г.
За окончательный результат принимают среднее арифмети-
ческое двух определений.
Определение водопоглощения органического заполнителя.
Пробу органического заполнителя испытываемой фракции
(2,5...5 мм, 5...10 мм, 10...20 мм) объемом 3 дм3 высушивают до
постоянной массы и стряхиванием на сите в течение 2—3 мин
тщательно отделяют частицы наименьшего размера для данной
фракции, после чего пробу делят пополам на две части и взве-
шивают каждую навеску.
Навеску заполнителя укладывают в контейнер, закрывают
крышкой, погружают в воду и встряхивают для удаления из за-
полнителя пузырьков воздуха. Контейнер выдерживают в воде
в течение 1 ч, вынимают из воды, подвешивают и в течение
10 мин дают стечь избыточной воде. Далее пробу заполнителя
немедленно взвешивают на настольных гиревых или циферблат-
ных весах.
Водопоглощенне органического заполнителя по массе за час
И^погл.м, %, вычисляют по формуле
«>№.»= [(m2 —mO/mJIOO,
где mi — масса сухой пробы заполнителя, г; т2 — масса пробы заполнителя,
насыщенного водой, г.
Значения чупогл. м вычисляют как среднее арифметическое ре-
зультатов определения водопоглощения двух проб заполнителя.
Водопоглощенне органического заполнителя по объему
Щпогл.м, %, определяют на основании предварительно установлен-
ного значения плотности частиц заполнителя рк из уравнения
369
^ПОГЛ. о 1^ПОГЛ. мРк/Р|
где Рк — средняя плотность частиц заполнителя, г/см3; рв—плотность воды:
Рв = 1 г/см3.
Определение максимального размера частиц органического
целлюлозного заполнителя. Максимальный размер частиц орга-
нических целлюлозных заполнителей определяют отбором 20 ча-
стиц заполнителя из фракции, оставшейся на сите с отверстия-
ми диаметром 20 мм. Размеры каждой частицы измеряют при
помощи металлической линейки с точностью до 1 мм. Макси-
мальный размер частиц вычисляют как среднее арифметическое
производственных замеров.
Определение содержания пород древесины в заполнителе.
Для того чтобы установить содержание в измельченной древе-
сине частиц лиственных пород пробу массой 100 г, составленную
после ситового анализа из заполнителя фракций 5...10 мм,
10...20 мм, обрабатывают последовательно 1%-ным раствором
марганцовокислого калия (2 мин), 12-ным раствором соляной
кислоты (1 мин) и 1%-ным раствором аммиака (1 мин). После
обработки древесины растворами марганцовокислого калия и
соляной кислоты дробленку промывают водой. Дробленка хвой-
ных пород (ель, сосна, кедр, пихта и лиственница) приобретает
желтую окраску, а лиственных (дуб, клен, береза, осина, бук) —
пурпурно-красную. Отделенную таким образом лиственную
дробленку взвешивают и определяют ее процентное содержание.
Определение показателя пригодности дроблении. Показатель
пригодности дроблении устанавливают путем ее испытания в
арболите.
Для приготовления арболитовой смеси применяют портланд-
цемент М400...М500 по ГОСТ 10178—85*, дробленку (испыты-
ваемую) в сухом состоянии, разделенную на фракции 0...5, 5...10
и 10...20 мм, СаС12 по ГОСТ 450—77* и воду по ГОСТ 23732—79.
В случае получения отрицательного результата СаС12 можно
заменить комплексной химической добавкой, например смесью
сернокислого железа, гидроксида кальция и хлорида кальция в
соотношении от 1:8:1 до 2:10:2 (по массе) в количестве
10...12% от массы цемента.
Таблица 13.1. Расход компонентов для приготовления
опытных замесов
№ замеса	Цемент, кг	Хлорид кальция, кг	Дробленка в сухом л, фракции, мм		состоянии.
			0. . .5	5. . .10	10. . .20
1	4,25	0,085	8	8	9
2	4,75	0,095	8	8	9
3	5,25	0,105	8	8	9
370
Рис. 13.9. Приспособление для трам-
бовки арболитовой смеси (стальная
болванка!
Для испытания готовят три замеса арболитовой смеси, каж-
дый объемом около 12 л в уплотненном состоянии Соотношение
расхода цемента, дроблении и СаСЬ указаны в табл. 13.1.
Дробленку дозируют по массе с учетом насыпной плотности
отдельных фракций. Расход воды для затворения арболита при-
нимается таким, чтобы В/Ц было равно 1,1.
Арболитовую смесь приготовляют путем перемешивания
компонентов вручную в течение 10 мин или в бетоносмесителе
принудительного действия в течение 5 мин.
Формы размером 10ХЮХЮ см заполняют арболитовой сме-
сью в два слоя высотой по 5 см и уплотняют путем трамбования
стальной болванкой (рис. 13.9). Каждый слой трамбуют 15...20
нажимами с высоты 2...3 см, чтобы коэффициент уплотнения ар-
болитовой смеси составлял 1,9...2. По окончании уплотнения
смеси поверхность образцов заглаживают.
Допускается при изготовлении контрольных образцов приме-
нять уплотняющие устройства, используемые для изготовления
конструкций из арболита.
Из каждого замеса изготовляют шесть кубов и определяют
плотность свежеуложенного арболита.
Фактический расход цемента (Ц), измельченной древесины
(Д), воды (В) на 1 м3 уплотненного арболита хлорида кальция
(ХК) для каждого из трех замесов вычисляют по формулам
Ц = црс„/Хт; Д = дрсм/Хт;
В = врсм/Sm; ХК = хкрем/Хт,
где Ц и ц, В и в, Д и д, ХК и хк — расходы цемента, воды, дроблении в
сухом состоянии, хлорида кальция соответственно иа 1 м3 и иа замес, кг;
рем — плотность свежеуложенного арболита, кг/м3; 2™ — расход всех компо-
нентов иа замес, включая фактически израсходованную воду, кг.
Изготовленные из арболита кубы извлекают из форм через
3 суток и переносят в камеру стандартного твердения, где хра-
нят в течение 28 суток при 20+2°С и относительной влажности
воздуха 70±Ю%. Образцы из арболита стандартного твердения
испытывают на сжатие в возрасте 28 суток. Перед испытанием
производится обмер и взвешивание образцов, определяют сред-
нюю плотность арболита раРб.
После испытания образцов из кусков арболита берут навеску
500 г, высушивают ее при температуре 75+5°C до постоянной
371
массы и определяются влажность W, °/о по массе, а затем сред-
няя плотность арболита в сухом состоянии рарб.с
Рарб.с = 100рарб/(100 + W).
По результатам испытания отдельных образцов арболита на
прочность при сжатии определяют среднюю прочность материа-
ла в серии образцов, для чего предварительно отбраковывают
аномальные значения по ГОСТ 10180—78*.
Среднесерийные результаты испытаний трех серий образцов
наносят на график с координатами расход цемента (в кг/м3),
прочность на сжатие (в МПа), плотность рарб.с (в кг/м3). По
кривым, соединяющим три экспериментальные точки для каж-
дой серии образцов, определяют прочность на сжатие /?аРб, со-
ответствующую расходу цемента 360 кг/м3.
Коэффициент пригодности дробленки устанавливается по
формуле
Апр = ЦАц/(1О7?арб7?ц),
где Ц — расход цемента (принимается равным 360 кг/м3); /?аРб — прочность
арболита на сжатие. МПа; Ац—активность цемента, ЛАПа; 7?ц—марка це-
мента, МПа
Определение содержания водорастворимых редуцирующих
веществ в дробленке. Метод определения водорастворимых ре-
дуцирующих веществ основан на восстановлении сахарами ос-
новной соли двухвалентной меди до ее закиси. Содержание са-
хара определяют по количеству перманганата калия, израсхо-
дованного на титрование двухвалентного железа, образовавше-
гося в результате реакции трехвалентного железа с закисью
меди.
Для проведения анализа используются следующие реактивы и материалы.
Сульфат меди, пентогидрат меди CuSO4 5Н2О (ГОСТ 4165—78*), 50 г
соли CuSO4 • 5Н2О, растворенные в 1 л воды
Сегнетова соль C4SO4O6K  Na • 4Н2О по ГОСТ 5845—79. Гидросид нат-
рия по ГОСТ 4328—77*. Щелочиый раствор сегнетовой соли готовят следу-
ющим образом: растворяют 200 г сегнетовой соли в 600 мл воды, добавляют
150 г NaOH и разбавляют дистиллированной водой до 1 л.
Железоаммонийные квасцы Fe(NH4SO4)2.
Сериая кислота (плотность 1,84 г/см3) по ГОСТ 4204—77*. Для приго-
товления раствора железоаммонийных квасцов 100 г железоаммонийных квас-
цов растворяют в 700 мл дистиллированной воды, добавляют ПО мл H2SO4
и разбавляют водой до 1 л.
Перманганат калия 0,1 г и титровальный раствор.
Асбест волокнистый. Предварительно кипятят в дистиллированной воде
в течение 1 ч отфильтровывают и высушивают при 105 °C.
Для работы используют сушильный шкаф, воронку Шотта с
фильтром № 2, водоструйный насос, колбу Бунаена, песочные
часы.
Определение содержания водорастворимых редуцирующих
веществ в дробленке начинают с подготовки водной вытяжки.
372
Поступившую на испытания дробленку измельчают до раз-
меров опилок (0,2...2 мм), хорошо перемешивают, подсушивают
до воздушно-сухого состояния и хранят в плотно закрытой склян-
ке. Перед анализом определяют влажность пробы и все расче-
ты в дальнейшем ведут по сухой навеске (высушенной при
85 °C).
Для приготовления вытяжки берут 2 г дробленки (взвеши-
вают ее с точностью 0,0002 г), помещают ее в коническую колбу
вместимостью 250 мл, куда вливают 100 мл дистиллированной
воды. Колбу закрывают пробкой и ставят в термостат при 25°С.
Экстрагирование проводят в течение 48 ч, периодически переме-
шивая содержимое колбы. Затем вытяжку отфильтровывают.
После этого в коническую колбу вместимостью 150 мл вливают
20 мл раствора сульфата меди и 20 мл щелочного раствора сег-
нетовой соли, перемешивают и добавляют в нее 20 мл водной
вытяжки из дробленки, снова перемешивают и нагревают до
кипения. Раствор кипятят 3 мин (по песочным часам) с момен-
та появления первого пузырька и фильтруют в колбу Бунаена
через воронку Шотта с фильтром № 2, на который предвари-
тельно помещают небольшое количество асбеста. Осадок на ас-
бесте промывают 100...150 мл горячей воды (необходимо осадок
все время держать под водой, так как на воздухе он окисля-
ется). Затем фильтр с осадком, покрытым водой, быстро пере-
ставляют на чистую колбу Бунаена. Осадок обрабатывают 20 мл
раствора железоаммонийных квасцов. После его растворения
подключают водоструйный насос, и асбест промывают холодной
водой до нейтральной реакции промывных вод (проба по
лакмусовой бумажке). Фильтр титруют 0,1 г раствором
Таблица 13.2. Содержание сахара в древесном заполнителе, мг
Целые единицы	При объеме титра перманганата калия, десятые доли единиц									
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
0			0.3	0,6	0,85	1,15	1.45	1,75	2,05	2,8	2.6
1	2,93	3,25	3,55	3,89	4,2	4,5	4,86	5,15	5,45	5,8
2	6,1	6,4	6,76	7,05	7,4	7,7	8,0	8,85	8,65	8,9
3	9,8	9.6	9,95	10,8	10,6	11.0	11,2	11,6	11,85	12,3
4	12,6	12,9	13,2	13,5	13,85	14.15	14,5	14,85	15,15 -	15,45
5	15,8	16,1	16,4	16,8	17,1	17,4	17,7	18.0	18,4	18,7
6	19,0	19,3	19,7	20,0	20,8	20,6	20,9	21,2	21,8	22,0
7	22,3	22,7	23,0	23,3	23,7	24,0	24,3	24,7	25,0	25,0
8	25,7	26,0	26,8	26,7	27,0	27,3	27 7	28,0	28,4	28,7
9	29,1	29,4	29,7	30,0	30 4	30,7	31,1	31.4	31,7	32,1
10	32,4	32,8	33,1	33,5	33,8	34,1	34,5	34,8	35,2	35,7
11	35,9	36,2	36,6	36,9	37,3	37,6	38,0	38,3	38,6	39,0
12	39,4	39,7	40,0	40,5	40,7	41,1	41,4	41,8	42,2	42,5
13	43,0	43,2	43,6	43,9	44,3	44,7	45,0	45,4	45,7	46,1
14	46,4	46,8	47,2	47,5	47,8	48,3	48,6	48,8	49,8	49,6
15	50,0	50,4	50,8	51,2	51,4	51,8	52,2	52,6	52,9	53,2
16	58,6	54,0	54,4	54,7	54,9	55,4	55,8	56,2	56,6	56,9
17	57,2	57,6	58,0	58,4	58,7	59.0	59,4	59,8	60,1	60,5
18	60,9	61,8	61,9	62,2	62,5	62,8	63,1	63,38	63,82	64,2
19	64,58	64,94	65,8	66,0	66,08	66,6	66,9	67,2	67,54	67,9
20	68,35	68,8	69,29	69,75	70,25	70,25	70,62	71,01	71,37	71,8
373
перманганата калия до появления устойчивой розовой ок-
раски.
Различным объемам перманганата калия, идущего на
титрование, соответствует определенное количество сахара
(табл. 13.2).
Количество редуцирующих веществ в дробленке определяют
по формуле:
РВ = бУоЮОДУ,#).
где РВ — количество водорастворимых редуцирующих веществ в дроблеике,
% по сухой иавеске; b — количество сахара, соответствующее объему перман-
ганата калия, израсходованного иа титрование пробы (см. табл. 13.2), ч;
Vo — объем воды, использованный для приготовления водной вытяжки, мл;
Vi — объем водной вытяжки, взятой иа анализ, мл; g—иавеска сухой дроб-
лении, г.
Глава 14
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА
ДРЕВЕСНО-ЦЕМЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
14.1.	Контроль приготовления арболитовой смеси.
Методы лабораторных испытаний
Основными характеристиками арболитовой смеси, предопре-
деляющими свойства затвердевшего арболита и качество выпус-
каемых изделий, является средняя плотность в уплотненном
состоянии и удобоукладываемость. Как известно, из-за недостат-
ка мелких фракций и вследствие высокой удельной поверхности
крупных фракций органического заполнителя арболит по-
добно крупнопористому бетону имеет крупнопористую структу-
ру, так как объем цементного теста меньше объема пустот в
крупном заполнителе. По свойствам, обнаруживаемым при виб-
рации, арболитовая смесь относится скорее не к вязким жидко-
стям, а к сыпучим телам.
Уплотнением, вибропрессованием, вибросиловым прокатом с
последующим пригрузом, послойным укатыванием смеси и дру-
гими способами формования добиваются максимального сбли-
жения целлюлозосодержащих частиц заполнителя, которые не-
посредственно контактируют друг с другом и разделены лишь
тонкими прослойками цементного теста. Продолжительность уп-
лотнения таких смесей в большей степени зависит от прессую-
щего воздействия, в меньшей — от количества цементного теста
в их составе и водосодержания, при увеличении которого сверх
определенного предела смесь начинает расслаиваться. Поэтому
водосодержание для обычных арболитовых смесей целесообраз-
но устанавливать исходя из условия отсутствия расслоения.
Кроме этого, при контроле качества арболитовой смеси прове-
374
ряют объем межзерновых пустот в уплотненном состоянии или
при применении химических добавок, реологические свойства
арболитовых смесей или пористость арболитовых смесей и арбо-
лита.
Определение средней плотности арболитовой смеси в уплот-
ненном состоянии. Определение средней плотности арболитовой
смеси в уплотненном состоянии производят по методике ГОСТ
10181.2—81 не менее 3 раз в смену для каждой марки приготов-
ляемого арболита. Среднюю плотность арболитовой смеси, ха-
рактеризуемую отношением массы уплотненной смеси к ее объе-
му, определяют в цилиндрическом сосуде вместимостью 5 л.
Внутренние размеры сосуда, мм: диаметр и высота — по 186.
Для оперативного контроля средней плотности смеси ее опреде-
ление в производственных условиях допускается производить в
формах-кубах размером 150X150X150 мм, предназначенных
для изготовления контрольных образцов арболита по ГОСТ
22685—77. Перед испытанием мерный сосуд (форму) взвешива-
ют с погрешностью не более 0,1%.
Пробу арболитовой смеси отбирают из средней части замеса
или из порции смеси, доставленной к месту укладки в формы.
При непрерывной подаче смеси (ленточными конвейерами, бето-
нонасосами, смесителями непрерывного действия) пробы отби-
рают в три приема через одинаковые промежутки времени в те-
чение 5 мин. Объем отобранной пробы должен обеспечивать не
менее двух определений свойств арболитовой смеси.
Перед проведением испытания отобранная проба должна
быть дополнительно перемешана. Арболитовые смеси с возду-
хововлекающими или пенообразующими добавками перед испы-
танием дополнительно не перемешивают.
Испытание арболитовой смеси должно быть начато не позд-
нее чем через 10 мин после отбора пробы. Температура в поме-
щении, где проводятся испытания, должна быть 20±5°С. В
районах с жарким климатом (климатические подрайоны 1УП,
IVr, ША и ШВ по СНИП 2.01.01—82) максимальная темпера-
тура воздуха в помещении не должна превышать 29°C.
Укладку и уплотнение арболитовой- смеси в сосуде (форме)
производят в соответствии с ГОСТ 10180—78*.
При испытании обычной смеси на сосуде (форме) закрепля-
ют насадку высотой, равной высоте сосуда (формы). Сосуд
(форму) с насадкой жестоко закрепляют на лабораторной виб-
роплощадке и заполняют арболитовой смесью (примерно до по-
ловины высоты насадки), затем на поверхность смеси устанав-
ливают пригруз, обеспечивающий давление, принятое при про-
изводстве изделий, но не менее 0,004 МПа, и вибрируют в тече-
ние 30...60 с до прекращения оседания пригруза. После этого
снимают пригруз и насадку, срезают избыток смеси и заглажи-
вают поверхность образца.
375
При укладке и уплотнении поризованной арболитовой смеси
сосуд (форму), заполненную смесью с некоторым избытком, ус-
танавливают, жестко закрепляя на лабораторной виброплощад-
ке и вибрируют до полного уплотнения, характеризуемого пре-
кращением оседания смеси, выравниванием ее поверхности и
появлением на ней тонкого слоя цементного теста. Поверхность
образца заглаживают стальной плитой или кельмой. При изго-
товлении контрольных образцов допускается применение уплот-
няющих устройств с параметрами уплотнения (амплитудой, ча-
стотой, давлением и т. д.), соответствующими фактическим па-
раметрам оборудования, используемого для изготовления изде-
лий или конструкций из арболита.
Затем сосуд (форму) с арболитовой смесью взвешивают с
погрешностью не более 0,1%. Среднюю плотность арболитовой
смеси рСм, кг/м3, вычисляют по формуле
Рем = (т~ mtf/V,
где ть тг — массы мерного сосуда (форму) соответственно с бетонной
смесью и без нее, г; V—объем мерного сосуда (формы), см3.
Среднюю плотность арболитовой смеси определяют дважды
для каждой пробы и вычисляют с округлением до 10 кг/м3 как
среднее арифметическое значение результатов двух определений
для одной пробы, отличающихся между собой не более чем на
5% от меньшего значения. При большем расхождении результа-
тов определение повторяют на новой пробе арболитовой смеси
по ГОСТ 10181.0—81.
Средняя плотность арболитовой смеси в каждой пробе не
должна отличаться от установленного контрольного значения
более чем на ±50 кг/м3. При больших отклонениях должны
быть незамедлительно приняты меры по изменению состава ар-
болита для обеспечения заданной средней плотности арболито-
вой смеси.
В журнал испытаний заносятся результаты определения
средней плотности для каждой пробы, а также среднее арифме-
тическое значение результатов определений плотности смеси
трех проб.
Определение удобоукладываемости арболитовой смеси.
Обычная арболитовая смесь, в отличие от бетонных, не является
пластично-вязким телом и по своим свойствам, обнаруживае-
мым при вибрации, может быть отнесена к сыпучим телам. По-
ризованную же арболитовую смесь можно считать пластично-
вязким телом.
С учетом вышеизложенного для оценки удобоукладываемости
арболитовой смеси могут быть рекомендованы следующие ме-
тоды.
Обычные арболитовые смеси оценивают по показателю рас-
слоения. Расслаиваемость (раствороотделение), характеризую-
376
щая связность смеси при динамических воздействиях, определяют
в верхней частях свежесформованного образца размером 200Х
Х200Х200 мм по ГОСТ 10181.4—81. Для этого арболитовую
смесь укладывают и уплотняют в форме для изготовления конт-
рольных образцов арболита по ГОСТ 10180—78* в той же по-
следовательности, что при определении средней плотности смеси
в уплотненном состоянии.
После окончания вибрирования, срезания избытка смеси и
заглаживания поверхности образца из формы отбирают иа про-
тивень верхнюю часть арболита высотой 10±0,5 см, нижнюю
часть выгружают путем опрокидывания формы на другой про-
тивень. Допускается перед разделением свежесформованного
образца производить его распалубку.
Отобранные пробы арболитовой смеси взвешивают с погреш-
ностью до 10 г и подвергают мокрому рассеву на сите с отвер-
стиями 2,5 мм. При таком рассеве отдельные части пробы, уло-
женные на сито, промывают струей чистой воды до полного уда-
ления цементного теста с поверхности частиц органического за-
полнителя. Промывку смеси считают законченной, когда из сита
вытекает вода.
Отмытые порции заполнителя переносят на чистый проти-
вень, высушивают до постоянной массы при 75±5°С и взвеши-
вает с погрешностью до 10 г.
Содержание цементного теста в верхней или нижней частях
уплотненной арболитовой смеси Ур, %, определяют по формуле
Vp = [тСМ -- тз/гпСМ ] 100,
где та — масса отмытого высушенного органического целлюлозного запол-
нителя из верхней (нижней) части образца, г; тсм — масса арболитовой сме-
си, отобранной из верхней (нижней) части образца, г.
Показатель расслоения арболитовой смеси Пр, %, находят
по формуле
/7р= (Д Vp/S Гр) 100,
где ДГР—абсолютная разность между содержанием цементного теста в
верхней и нижней частях образца, 2ГР — суммарное содержание цементного
теста в верхней и нижией частях образца, %.
Значение Пр для каждой пробы арболитовой смеси опреде-
ляют дважды и вычисляют с округлением до 1% как среднее
арифметическое двух определений, отличающихся между собой
не более чем на 20% меньшего значения. При большем расхож-
дении результатов определение Пр повторяют на новой пробе
арболитовой смеси.
Поризованные арболитовые смеси характеризуют показате-
лем жесткости. Последний находят с помощью прибора для опре-
деления жесткости смеси (рис. 14.1) или технического вискози-
метра (рис. 14.2) по методике ГОСТ 10181.1—81. Жесткость по-
377
Рис 14.1. Прибор для определения жесткости (удобоукладываемости) пори-
зованной арболитовой смеси
а — схема испытаний; б — общий внд прибора
ризованной арболитовой смеси характеризуется временем (в се-
кундах) вибрирования, необходимым для выравнивания и уп-
лотнения предварительно сформованного конуса поризованной
арболитовой смеси.
Прибор для определения жесткости арболитовой смеси ГОСТ
10181.1—81 представляет собой цилиндрический стальной сосуд
а)
Рис. 14 2. Технический вискозиметр для определения степени жесткости
(удобоукладываемости) поризованной арболитовой смеси
а — разрез; б — общий внд; 1— сосуд; 2 — стандартный конус; 3 — диск со штангой;
4 — внутреннее кольцо
378
с внутренним диаметром 240 мм, высотой 200 мм. При опреде-
лении удобоукладываемости арболитовой смеси сосуд ставят и
закрепляют на виброплощадке с частотой колебаний 2800...
3200 мин'1 и амплитудой колебаний 0,35 мм. В сосуд вставляют
стандартный конус, закрепляют последний и заполняют арболи-
товой смесью в установленном порядке, после чего его снимают.
Диск прибора с помощью штатива спускают на поверхность
сформованного из смеси конуса. Одновременно включают виб-
роплощадку и секундомер. Вибрирование производят до тех пор,
пока из отверстий диска (диск диаметром 230 мм, шесть отвер-
стий диаметром 5 мм расположены по внутренней окружности
диаметром 190 мм) не начинается выделение цементного теста.
Жесткость арболитовой смеси вычисляют как среднее арифме-
тическое двух определений, выполненных для одной пробы
смеси.
Технический вискозиметр состоит из цилиндрического сталь-
ного сосуда с внутренним диаметром 301 мм, высотой 200 мм и
находящегося в нем кольца диаметром 219 мм, высотой 130 мм,
закрепляемого винтами.
При определении удобоукладываемости поризованной арбо-
литовой смеси технический вискозиметр устанавливают и за-
крепляют на виброплощадке. В цилиндрическую форму встав-
ляют стандартный конус, который заполняют поризованной ар-
болитовой смесью, укладывая ее тремя последовательными
слоями одинаковой высоты. Каждый слой штыкуют 25 раз ме-
таллическим стержнем с округленным концом диаметром 16 мм
длиной 600 мм. После уплотнения смеси в конусе воронку сни-
мают, избыток смеси срезают кельмой вровень с верхними края-
ми конуса, затем осторожно (строго вертикально) снимают ко-
нус и включают вибратор. Вибрирование производят до тех пор,
пока поризованная арболитовая смесь, пройдя под внутренним
кольцом, не вытечет в наружный цилиндр и уровень смеси в на-
ружном и внутреннем кольце не станет одинаковым. Продолжи-
тельность выбрирования принимают за значение удобоуклады-
ваемости. Ее вычисляют как среднее арифметическое двух опре-
делений, выполненных для одной пробы смеси.
Определение объема межзерновых пустот в обычной арболи-
товой смеси. Объем межзерновых пустот, оставшихся в уплот-
ненной арболитовой смеси вследствие ее неполного уплотнения
или недостаточного содержания цементного теста по сравнению
с объемом межзерновых пустот в органическом заполнителе (в
% по общему объему смеси) определяют экспериментальным
или расчетным способом.
При экспериментальном способе уплотненную арболитовую
смесь после определения средней плотности арболитовой смеси
в уплотненном состоянии выгружают из цилиндрического сосуда
(формы) на противень, растирают отдельные комья, тщательно
379
перемешивают с добавлением 2 кг цемента и 1...1.2 кг воды до
получения арболитовой смеси с примерной жесткостью 5...10 с.
После этого по методике, описанной выше, определяют вновь
среднюю плотность арболитовой смеси в уплотненном состоя-
нии.
Объем межзерновых пустот в уплотненной арболитовой сме-
си Vn. %, вычисляют с погрешностью до 0,1% по формуле
Vn= [1-(V2- Гц.т)/У,]100,
где Vi — объем арболитовой смеси, подвергаемой испытанию, дм3 (объем ци-
линдрического сосуда или формы); — объем уплотненной арболитовой сме-
си после добавления цемента и воды, дм3:
V, = [(тСМ + тц + т,)/рСМ [100,
где Отсм, тц, тв — массы соответственно испытываемой арболитовой смеси
(без добавления цемента и воды), добавленного цемента, кг, добавленной
воды, л; рем — плотность перемешанной с цементным тестом арболитовой сме-
си в уплотненном состоянии, кг/м3; Vu. т — объем добавленного цементного
теста, дм3.
уц т = Шц/рц + тв,
где рц — плотность цемента, кг/м3 (определяется по ГОСТ 310.2—76* или
принимается равной 3,1 кг/м3).
Объем межзерновых пустот в уплотненной арболитовой сме-
си вычисляют с округлением до 0,1% как среднее арифметичес-
кое двух определений из одной отобранной пробы, отличающих-
ся между собой не более чем на 20% меньшего значения. При
большем расхождении испытание повторяют на вновь отобран-
ной пробе арболитовой смеси.
При расчетном способе объем межзерновых пустот в уплот-
ненной арболитовой смеси Гп, %, вычисляют с погрешностью
0,1%
уР= [1000— (Ц/рц + 3/р„ + В + В,) ]/10,
где Ц, 3, В, Bi — фактические массы соответственно цемента, сухого органи-
ческого заполнителя, воды и раствора химических добавок на 1 м3 уплот-
ненной арболитовой смеси, кг; рц — плотность цемента, кг/дм3 (определяется
по ГОСТ 310.2—76 или принимается равной 3,1 кг/м3); р3 — плотность ча-
стиц органического заполнителя, кг/дм3 (определяется в цементном тесте по
ГОСТ 9758—86* как для пористых заполнителей).
Определение объема вовлеченного воздуха в поризованной
арболитовой смеси. Объем вовлеченного воздуха (в % к общему
объему уплотненной арболитовой смеси) характеризуется коли-
чеством замкнутых пор, содержащихся в смеси в результате
введения в ее состав добавок, регулирующих пористость. Объем
вовлеченного воздуха находят экспериментально или расчетом
по ГОСТ 10181.3—81 при помощи объемомера.
При экспериментальном способе поризованную арболитовую
смесь после определения ее средней плотности в уплотненном
380
состоянии извлекают из цилиндрического сосуда или формы и
отбирают из нее навеску массой
ГЛсм = Рем Vcm,
где рСм — средняя плотность поризованной арболитовой смеси в уплотненном
состоянии, кг/м3; VCM— объем испытуемой смеси в уплотнеииом состоянии.
дм3 (принимается в 2,5 раза меньше объема цилиндрического сосуда объемо-
мера).
Навеску арболитовой смеси помещают в цилиндрический со-
суд прибора, куда заливают отвешенную с погрешностью до 1 г
воду комнатной температуры в количестве в 1,5...2 раза боль-
шем объеме испытываемой смеси.
В течение 2...3 мин смесь с водой тщательно перемешивают
металлическим стержнем. По окончании перемешивания и из-
влечения стержня пену, образовавшуюся в сосуде, снимают и
помещают в предварительно взвешенный стеклянный стакан
вместимостью 100...200 мл. Перемешивание и отбор пены повто-
ряют не менее 2 раз, затем устанавливают суммарную массу
отобранной пены с погрешностью до 1 г. Для погружения
всплывших частиц заполнителя перед каждым снятием пены в
сосуд опускают пригружающий пуансон, который после послед-
него снятия пены оставляют в сосуде до конца испытания.
После снятия пены на сосуд накладывают пластинку со
стрелкой так, чтобы ограничители соприкасались со стенками
сосуда. Затем постепенно небольшой струей (из мерного стака-
на, мензурки или цилиндра) в него доливают воду до тех пор,
пока ее поверхность не придет в соприкосновение с острием
стрелки, что фиксируется в момент соприкосновения острия
стрелки с его отражением в воде. После этого путем взвешива-
ния устанавливают суммарную массу всей залитой в сосуд воды
с погрешностью до 1 г. Поднимают пуансон и отбирают из ис-
пытательной смеси 30 ..50 частиц органического заполнителя, ко-
торые обтирают влажной тканью, взвешивают (с погрешностью
до 1 г) и высушивают до постоянной массы. По разнице массы
частиц вычисляют водопоглощение заполнителя (% по массе)
за время от начала приготовления арболитовой смеси до окон-
чания испытания.
Объем вовлеченного воздуха в арболитовой смеси УВОзд вы-
числяют с погрешностью до 0,1% по формуле
w, 3
Увозд = ( Vcm + rn„/(>B — Vo — 0,9m„ — 100 1000 Vc«/V)100,
где Vcm — объем испытываемой арболитовой смеси в уплотненном состоянии,
см3; VB — объем залитой воды: VB = Щв/рв; рв — пдотность залитой воды,
см3; рЕ = 1 г/см3; Vo — постоянная объемомера, см3 (устанавливаемая по
приложению к ГОСТ 10181.3—81); т„— масса пены, отобранная при испы-
тании пены, г; w3 — водопоглощение заполнителя за время от момента при-
готовления смеси до окончания испытания, % по массе; 3 — содержание за-
полнителя в арболитовой смеси, кг/м3.
381
При расчетном способе объем вовлеченного воздуха в уплот-
ненной арболитовой смеси УВОзд, %, вычисляют с погрешностью
до 0,1% по формуле
Гвозд == 1000— (Ц/рц + 3/рэ + В + В,) 10.
14.2.	Контроль качества арболита
Средняя плотность и влажность. Средняя плотность арболи-
та раРб — величина нормируемая. Ее определение относится к
контрольным испытаниям, осуществляемым строительными ла-
бораториями. Значение средней плотности арболита зависит от
массы его твердой составляющей (скелета) и массы содержа-
щейся в ней влаги.
Методы определения средней плотности и влажности арбо-
лита можно разделить на две группы: установление этих харак-
теристик на образцах и непосредственно в конструкциях. Мето-
ды второй группы получили развитие сравнительно недавно, не-
которые из них еще недостаточно совершенны, однако их при-
менение весьма перспективно, так как они могут быть использо-
ваны при создании автоматических систем контроля качества.
Испытания арболита на образцах. Среднюю плотность арбо-
лита определяют испытанием образцов в состоянии естественной
влажности или нормированном влажностном состоянии: сухом,
воздушно-сухом (стандартном), водонасыщенном.
При установлении средней плотности арболита в состоянии
естественной влажности pipe образцы испытывают немедленно
после их приготовления. В случае отсутствия такой возмож-
ности необходимо принимать меры по защите материала от вы-
сыхания или увлажнения, помещая образцы в герметическую
тару.
Образцы арболита при определении его средней плотности в
сухом состоянии раРб высушивают при 105±5°С до постоянной
массы, а в водонасыщенном состоянии р!Ре насыщают водой.
Для определения средней плотности арболита в воздушно-
сухом состоянии раРб образцы перед испытанием выдерживают
не менее 28 суток в помещении при 20+2 °C и относительной
влажности воздуха 70+10%.
Средняя плотность арболита при нормированном влажност-
ном состоянии может быть определена по формуле
₽«арб=РарбО + №н/Ю0)/(1 + Wm/100),
где РаРб — средняя плотность арболита при влажности wm, кг/м3; шн — нор-
мированная влажность арболита, %; wm — влажность арболита в момент ис-
пытания, % (по ГОСТ 12730.2—78).
382
Определение средней плотности арболита (ГОСТ 12730.1 —
78). Проводят как на образцах, специально изготовленных из ар-
болитовой смеси, так и на пробах, отобранных непосредственно
из изделий. Для определения средней плотности, водопоглоще-
ния и других характеристик пористости применяют образцы пра-
вильной (по ГОСТ 10180—78*) или неправильной геометричес-
кой формы. Объем образца должен быть не менее 1 дм3.
Среднюю плотность арболита рарб вычисляют с погрешностью
до 1 кг/м3 по формуле
Рарб = 1000т/ V,
где т — масса образца, г; V — объем образца, см3 (массу измеряют с по-
грешностью не более 0,1%, объем — не более 1%, температура в помещении
должна быть 25±10°С).
Каждая серия должна состоять из трех образцов. Значения
средней плотности необходимо определять на тех же образцах,
что и прочность на сжатие.
Для образцов правильной формы объем вычисляют по дан-
ным геометрических измерений с погрешностью до ±1% по ме-
тодике ГОСТ 10180—78*. Объем образцов неправильной формы
устанавливают на предварительно водонасыщенных (более 1 су-
ток) или парафинированных образцах. Для этого в заполненный
водой до сливной трубки объемомер осторожно погружают под-
вешенный на нити образец и, взвешивая слившуюся воду, уста-
навливают ее объем Кв. Если испытывается водонасыщенный
образец, то Г=УВ, если парафинированный —
У = Vb— Уп = VB— (шп — тс)/рп,
где Уп — объем парафина; тс и тп — массы образцов соответственно в су-
хом состоянии и после парафинирования; рп — плотность парафина: рп =
= 0,93 г/см3.
Можно определить Ус с помощью гидростатических весов,
измеряя массу насыщенного образца в воздухе т' и в воде
т". Тогда V=(m'—т")рв, для парафинированных образцов
V=(m'—т") — (тп — тс)/рп (где рв и рп — плотность соответ-
ственно воды и парафина).
Парафинирование производят следующим образом. Высу-
шенный образец нагревают до 60°С и погружают в расплавлен-
ный парафин для образования на нем слоя парафина толщиной
примерно 1 мм. Если на поверхности образца есть крупные де-
фекты (поры, трещины и т. д.), то их заделывают парафином с
помощью кисточки.
Известно, что сушка при 105±5°С вызывает существенные
нарушения структуры арболита, последние могут быть уменьше-
ны в случае сушки при 60 °C, поэтому в лабораторных работах
иногда сушку образцов производят в эксикаторах над 100%-ной
H2SO4 или в вакууме под сухим льдом (твердый СОг) при 79°C.
Определение влажности арболита (ГОСТ 12730.2—78). Вы-
полняют на таких же образцах с теми же требованиями по из-
383
морениям, что и при установлении средней плотности. Высуши-
вают либо целые образцы, либо дробленые пробы. Усредненная
проба должна иметь массу т не менее 200 г. Образцы (пробы)
высушивают при 105±5°С до постоянной влажности.
Влажность по массе аум или по объему wo вычисляют по фор-
мулам
= [(пг — тс)тс] 100
и
wo= [(m —mc) V]100 = к>мРар6.
где т и тс — массы навески до и после высушивания, г.
Определение водопоглощения арболита (ГОСТ 12730.3—78,
ГОСТ 7025—78). Выполняют на таких же образцах, как и при
определении средней плотности. Образцы помещают в сосуд с
водой так, чтобы она покрывала их слоем воды высотой пример-
но 5 см. Температура воды в сосуде должна быть 20±2°С. Из-
мерения массы проводят на обычных или гидростатических ве-
сах через каждые сутки до 3 раз, пока прирост массы не станет
меньше 0,1% от первоначального ее значения.
Образцы насыщают водой после высушивания или в естест-
венном состоянии; в последнем случае высушивание проводят
после завершения водопоглощения. Водопоглощение по массе
или объему Wo рассчитывают с погрешностью до 0,1% по
формулам
щ° = ((«„ — тс)/тс]\00;
^о= [("»« — от')/ И ЮО = “'мРарб-
где тс и mQ — массы соответственно водонасыщенного и сухого образцов, г.
Водопоглощение серии образцов вычисляют как среднее
арифметическое значение результатов испытания трех образцов
в серии.
Водопоглощение арболита при кипячении (ГОСТ 12730.3—78,
ГОСТ 7025—78) оценивают следующим образом. Сосуд с образ-
цами, находящимися под водой на глубине не менее чем 5 см,
нагревают до закипания воды и кипятят в течение 4 ч. После
охлаждения образцов до 20±2°С их вынимают из воды, обти-
рают влажной тканью и взвешивают, затем цикл кипячения пов-
торяют. Если два последовательных взвешивания дают разницу
в массе не более 0,1% массы сухого образца, испытание считают
законченным. Расчет проводят по тем же формулам, что и при
определении водопоглощения без кипячения.
Водопоглощение арболита по ГОСТ 7025—78 оценивается
так же, как и по ГОСТ 12730.3—78 (или в воде с температурой
15...20°С, или насыщением образцов в кипящей воде). Отличие
384
испытания по методике ГОСТ 12730.3—78 в том, что нормиро
ванное время водопоглощения составляет 48 ч. Образцы насы-
щают водой перед высушиванием. Вода должна покрывать их
слоем 2...10 см.
Испытание кипячением отличается тем, что охлаждение об-
разцов до 2О...ЗО°С после кипячения производят непрерывно, до-
ливая в сосуд холодную воду.
Определение —сорбционной влажности арболита (ГОСТ
12730.2—78). Сорбционную влажность арболита вычисляют по
поглощению им воды из воздуха. Образцы арболита массой
50...100 г высушивают до постоянной массы. Перед высушива-
нием каждый образец раскалывают на 3...4 кусочка. После это-
го сосуды с образцами помещают в эксикатор над насыщенным
раствором соли при 20+2°C. Выбор раствора соли производится
в зависимости от заданной относительной влажности воздуха:
MgCl2 • 6Н2О, —при 33,5% Mg(NO3)2 ’ 6Н2О —54,5%; Na2NO2 —
66%; NaCl — 75,5%; КС1 — 86,5%; NaHPO4 • 12Н2О или KNO3 —
95%; K2SO4 — 97%; вода — 98%. Взвешивание проводят не ре-
же 1 раза в неделю и испытания ведут до постоянной массы.
Вычисляют сорбционную влажность по массе или по объе-
му Wo<f по формулам, использованным для определения обыч-
ного водопоглощения, при этом индекс <р в обозначениях wcUf и
то? заменяют значением относительной влажности, при кото-
ром проводилось испытание.
Десорбционную влажность арболита определяют по методи-
ке определения с тем отличием, что образцы помещают в
эксикатор в состоянии естественной влажности, а высушивание
до постоянной массы проводят после ее стабилизации. Согласно
временным рекомендациям РИЛЕМ, десорбционную влажность
(коэффициент влагоотдачи) определяют при относительной
влажности воздуха 43±2; 75±2 и 98±2%, для чего используют
насыщенные растворы, соответственно К2СО3, NaCl, Ca(SO4)2.
Определение прочности арболита на сжатие в образцах. При
испытании на сжатие определяют в основном две характеристи-
ки арболита: класс по прочности на сжатие образцов-кубов и
призменную прочность по данным испытания образцов-призм.
Для определения прочности на сжатие применяют гидравли-
ческие прессы (по ГОСТ 8905—82*), которые производятся в
двух исполнениях: для испытания стандартных образцов и для
образцов, полученных из изделий. Допустимая погрешность
прессов при измерении нагрузки должна не превышать ±2%
измеряемой нагрузки при нагружении, начиная с 20% Риакс
диапазона измерения, но быть не ниже 10% наибольшей пре-
дельной нагрузки.
Прессы проверяются органами Госстандарта СССР не реже
1 раза в 2 года и ведомствами не реже 1 раза, прессы с мано-
13 Заказ № 394
385
метрическим и торсионным силоизмерением проверяют 2 раза в
год (ГОСТ 8.002—86*). Помимо проверки силоизмерительного
оборудования, следят за состоянием других частей испытатель-
ного пресса (износ опорной части, трение в сферической опоре, за-
грязнение масла, погрешности тарировки и т. д.), так как неточ-
ное центрирование образцов, например, может явиться причиной
значительного разброса показателей и снижения достоверности
результатов. Существенное влияние на результаты испытания
образцов на сжатие оказывает толщина опорных стальных плит
пресса, передающих давление на образец. При малой толщине
плита, опирающаяся на шарнир пресса, изгибается, что приво-
дит к снижению прочности арболитового образца.
Выбор прессов производят с учетом следующих основных
требований; ожидаемая разрушающая нагрузка должна состав-
лять 0,2...0,8 максимального усилия РМакс, соответствующего вы-
бранному диапазону измерения; не допускается использовать
участки шкалы менее 0,2 PMaKC и испытание силой меньше 10%
наибольшей предельной нагрузки пресса.
Образец устанавливают на нижней опорной плите пресса та-
ким образом, чтобы усилие сжатия было параллельно слоям
укладки арболитовой смеси. Образец центрируют, пользуясь
нанесенными на опорную плиту рисками или с помощью различ-
ного рода приспособлений.
По ГОСТ 10178—85* прочность бетона определяют испыта-
нием кубов или цилиндров различных размеров. Прочность ар-
болита в основном устанавливают при испытании кубов разме-
рами ЮОХЮОХЮО мм или 150X150X150 мм.
Прочность при сжатии определяют по формуле
Рсж = aKwP/F,
где а — масштабный коэффициент; Kw — коэффициент, учитывающий влаж-
ность арболита.
Установлено, что прочность арболита зависит от влажности,
поэтому за его класс принимают предел прочности при сжатии
(МПа) контрольных кубов размером 150X150X150 мм, влаж-
ностью по массе 15...20%, твердеющих при температуре 20+2°С,
относительной влажности воздуха 70+10% и испытанных в воз-
расте 28 суток. Однако отсутствие научно обоснованных данных
не позволяет нормировать Kw. По этой причине в нормативной
документации по арболиту его принимают равным 1.
При определении Rcx за эталонный образец принимают куб
с размером ребра 15 см. В случае испытания образцов с раз-
мером ребра 10 см масштабный коэффициент а=0,91.
Допускается применять большие значения а, которые уста-
навливают опытным путем лабораториями заводов (строек) при
участии центральных строительных лабораторий или научно-ис-
следовательских институтов и утверждаются главными инжене-
386
рами этих предприятий (строек). В этом случае а определяют
для каждого класса арболита, конкретной испытательной ма-
шины и комплекта форм не реже 1 раза в 2 года. Испытывают
по восемь серий образцов (на каждый класс) эталонного и не-
эталонного размеров, изготовленных из одной пробы; средняя
плотность в сериях образцов разных размеров не должна отли-
чаться более чем на 2%. Для каждой пары серий вычисляют
a, = /?cr< R'Si, а по восьми сериям — средний коэффициент а и
его среднеквадратичное отклонение 3*. После этого по фор-
муле /=2,83 (а—а)/3, проверяют существенность отличия а от
вышеприведенного значения а. Если 1,4, то отличие призна-
ют существенным и используют большие экспериментальные
значения а.
Укладку и уплотнение арболитовой смеси в форме произво-
дят согласно требованиям, изложенным выше при определении
средней плотности арболитовой смеси в уплотненном состоянии.
Из пробы изготовляют заданное число серий образцов. Как
правило, серия состоит из трех образцов. Если же средний вну-
трисерийный коэффициент изменчивости для 50 последователь-
ных серий менее 5%, то по ГОСТ 10180—78* серия может со-
стоять из двух образцов. При проведении нестандартных испы-
таний и исследовательских работ необходимое число образцов
(испытаний) назначает испытатель. Минимально необходимое
число образцов может быть рассчитано по формуле
п = twip\
где / — коэффициент обеспеченности, /2 = 2 при обеспечеиностн ==95%; v —
коэффициент изменчивости; р— допустимая ошибка (обычно р = 5. ..10%).
До проведения испытания значение v неизвестно, его прини-
мают на основании предшествующего опыта. Если после испы-
тания значение v оказывается больше принятого, то п пересчи-
тывают. В случае, когда значение v не превышает принятое, счи-
тают, что полученный результат испытания с заданной довери-
тельной вероятностью находится в пределах х ± tS~\f п (здесь
3 — среднеквадратичное отклонение; х— среднее значение изме-
ряемой характеристики, полученное при испытании образцов).
Формы для образцов (ГОСТ 22685—77) изготовляют из
плотных металлических и неметаллических материалов, не впи-
тывающих, не пропускающих воду (водопоглощение до 1 % по
массе) и обеспечивающих требуемую точность изготовления об-
разцов. Материал должен быть стойким к воздействию щелоч-
ной среды, к температурному воздействию до 60 °C, иметь
1 • 10-4. Отклонения размеров форм не должны превышать
±1% (но быть не более ±2 мм); неперпендикулярность —
0,5 мм на 100 мм длины, неплоскостность внутренних поверх-
ностей— 0,3 мм на 100 мм длины; шероховатость опорных по-
13*
387
верхностей Ra должна быть не более 2,5 мкм для других
поверхностей не должна превышать 80 мкм (по ГОСТ 2789—
73 *). Все детали одной и той же формы должны иметь одина-
ковую маркировку. Контроль форм и образцов проводят не реже
1 раза в 6 месяцев. Своевременно выявить некачественные фор-
мы можно при контроле арболитовых образцов. Смазка для
форм не должна вступать в химическое взаимодействие с арбо-
литовой смесью и арболитом и оставлять следы на его поверх-
ности. Формы заполняют арболитовой смесью не позже чем че-
рез 15 мин после отбора пробы, если программой исследований
не предусмотрен другой срок.
Арболитовые образцы могут иметь на 100 мм длины неплос-
костность опорных поверхностей кубов (призм) не более
0,05 мм; неперпендикулярность смежных граней — не более
1 мм. Линейные размеры образцов измеряют металлическими
линейками (ГОСТ 427—75*) или штангенциркулем (ГОСТ
166—80*) и щупами неперпендикулярность — с помощью щупов
и поверочного угольника 90°.
Непосредственно перед испытанием образцы осматривают,
измеряют по серединам двух противоположных граней куба (с
погрешностью ±1 измеряемого линейного размера) и взвеши-
вают. После этого вычисляют линейные размеры (как среднее
арифметическое результатов приведенных измерений) и сред-
нюю плотность по ГОСТ 12730.1—78 Нагрузку на образец по-
дают прерывно с постоянной скоростью 0,6+0,2 МПа/с до раз-
рушения. Усилие сжатия должно быть направлено параллельно
слоям укладки арболитовой смеси в форму.
Среднее значение прочности 7?сж в серии из двух образцов
вычисляют как среднее арифметическое. Если в серии три об-
разца, то определяют размах прочности арболита в данной се-
рии Wei, который сравнивают со средним внутрисерийным раз
махом w для арболита данного класса, определяемым один раз
в год по любым 50 результатам последовательных испытаний:
Wc i	Аж ‘ макс — Аж i мин!
_	100
w = S к>с >/50.
1=1
Если размах серии не превышает средний более чем в 2 ра-
за, т. е. дас<^2ау, то /?сж находят как среднее арифметическое
результатов вычислений по трем образцам, в остальных случаях
за принимают прочность среднего по прочности образца
(больший и меньший результаты не учитывают. Когда данных
для подсчета w нет, Ясж определяют как среднее арифметичес-
кое трех результатов при условии, что ни меньший, ни больший
результаты не отличаются от среднего более чем на 15%. Если
такое отличие есть хотя бы для одного образца, за 7?сж прини-
мают результат среднего по прочности образца.
388
ГОСТ 10180—78* допускает испытание выбуренных (выпи-
ленных) образцов с отклонениями размеров от номинальных
большими, чем для сформованных образцов. Эти отклонения
должны нормироваться ведомственными нормативами. Таких
образцов в серии может быть менее трех. При испытаниях уси-
лие должно соответствовать по направлению усилию сжатия в
конструкции при эксплуатации.
Методика определения образования высолов на поверхности
арболита. Из арболита с максимальным, средним и минималь-
ным количествами химической добавки изготовляют по три об-
разца-близнеца в виде призм размером ЮОХЮОХЗОО или 150Х
X150X450 мм. После выдерживания при температуре 20+2 °C
и относительной влажности воздуха 70+1% в течение 28 суток
образцы погружают торцом в ванны с водой на 3...5 см, причем
образцы каждой серии помещают в различные ванны. Наруж-
ная поверхность образцов обдувается воздухом с температурой
20...30 °C.
В процессе испытания производится периодический осмотр
поверхности призм. Наличие высолов отмечается визуально по
появлению выцветов или налету соли Отсутствие их после 7 су-
ток свидетельствует о возможности применения данного количе-
ства добавки в арболите. Появление высолов на поверхности
образцов свидетельствует об ее избытке.
Испытание арболита на морозостойкость (ГОСТ 7025—78).
Изготовление и подготовку образцов арболита к испытанию на
морозостойкость проводят согласно требованиям, изложенным в
разделе определения прочности арболита на сжатие.
Испытывают образцы в виде кубов с максимальным разме-
ром ребра 150 мм. Испытанию подвергают пять основных образ-
цов, пять контрольных образцов хранят в воздушной среде.
Основные образцы-кубы с размером ребра 150 мм насыщают
водой с температурой 15...20 °C без предварительного высуши-
вания до постоянной массы. Уровень воды в сосуде должен быть
выше верха образцов на 2...10 см. После 48 ч насыщения образ-
цы вынимают из сосуда, обтирают мокрой тканью и взвеши-
вают.
Насыщенные водой образцы ставят в контейнер с зазором
между ними не менее 20 мм. Если образцы устанавливают в три
ряда по высоте, то между ними помещают прокладки толщиной
не менее 20 мм При большем количестве рядов по высоте об-
разцы укладывают с зазорами между рядами не менее 50 мм
Общий объем загруженных образцов не должен превышать 50%
объема морозильной камеры.
Образцы устанавливают в камеру после того, как темпера-
тура в ней снижается не менее чем до —15 °C. До конца замора-
живания температура в камере должна быть не выше —15°С и
не ниже —20 °C.
389
Продолжительность одного замораживания образцов при ус-
тановившейся температуре —15°С должна быть не менее 8 ч.
После окончания замораживания образцы в контейнерах пол-
ностью погружают в сосуд с водой. Температуру воды в сосуде
15...20 °C поддерживают в течение всего периода оттаивания об-
разцов. Продолжительность одного оттаивания образцов прини-
мается не менее 4 ч.
Морозостойкость арболита оценивают по внешним призна-
кам повреждения, по потерям массы и прочности. Для установ-
ления степени повреждения образцов в процессе испытания на
морозостойкость их осматривают через каждые пять циклов по-
переменного замораживания и оттаивания (одно замораживание
и последующее оттаивание составляют один цикл).
Арболит считают выдержавшим испытание, если после уста-
новленного количества циклов попеременного замораживания и
оттаивания образцы-кубы не разрушились и на поверхности их
отсутствуют видимые повреждения (разрушение, расслоение,
шелушение, сквозные трещины, выкрашивание), при этом поте-
ря прочности испытанных образцов не превышает 25% прочности
контрольных образцов, не подвергавшихся испытанию на моро-
зостойкость, а потеря массы не больше 5%. Потеря прочности
при сжатии (%) образцов, испытанных на морозостойкость, оп-
ределяется как отношение средних арифметических значений
предела прочности при сжатии пяти основных и пяти контроль-
ных образцов.
Насыщение водой контрольных образцов должно произво-
диться за 48 ч до испытания их на сжатие. Испытание на сжа-
тие контрольных образцов из арболита производят параллельно
с испытанием основных образцов, подвергавшихся поперемен-
ному замораживанию и оттаиванию.
Потерю массы образцов (%), испытанных на морозостой-
кость, оценивают как отношение среднего арифметического зна-
чения массы пяти насыщенных водой образцов перед испыта-
нием их на морозостойкость к среднему арифметическому значе-
нию массы пяти насыщенных водой образцов после их испыта-
ния.
Определение теплопроводности арболита (ГОСТ 7076—87).
Теплопроводность X относится к числу основных характеристик
арболита. Единица теплопроводности Вт/(м-°С) представляет
собой теплопроводность вещества, в котором при стационарном
режиме с поверхностной плотностью теплового потока 1 Вт/м2
устанавливается температурный градиент 1°С/м.
Определение X проводят на образцах с размером в плане
250X250 мм и толщиной от 10 до 50 мм. Образцы арболита из-
готовляют в отдельных формах по той же технологии, что и кон-
тролируемые изделия, или вырезают из них.
Испытания выполняют на установках, обеспечивающих ста-
390
ционарное температурное поле в образце, при температуре по-
верхностей последнего в широких пределах. До начала испыта-
ний образец должен быть высушен до постоянной массы; стан-
дарт допускает испытание арболита с влажностью, не превы-
шающей гигроскопическую, при температуре поверхностей об-
разца от —30 до +30 °C и перепаде температур не более чем
2СС на 1 см толщины арболитового образца.
Для определения X испытывают три образца, имеющие ров-
ные, гладкие, плоские и параллельные поверхности. Толщину
каждого образца замеряют штангенциркулем с ценой деления
не более 0,1 мм и вычисляют как среднее арифметическое зна-
чение результатов измерений в четырех местах.
Испытания проводят на установке, предусмотренной ГОСТ
7076—87. Для этого образец помещают на тепломер, плотно
прижимают верхней термостатированной плиткой и закрывают
теплоизолирующим кожухом. В арболитовом образце создают
направленный сверху вниз (с целью исключить влияние конвек-
ции) поток теплоты.
После того, как температурное поле в образце стабилизиру-
ется, т. е. установится стационарный тепловой режим, проводят
замеры плотности потока и температур на поверхностях образ-
ца, а затем вычисляют значение А.
В начале испытания устанавливают заданные температуры
на противоположных поверхностях образца в направлении теп-
лового потока. Получаемая при этом разность температур верх-
ней /в и нижней lv поверхностей должна быть близкой к темпе-
ратурному перепаду в реальной конструкции в условиях экс-
плуатации, но не менее 5 °C.
После 2 ч работы установки начинают через каждые 30 мин
снимать показания тепломера. Когда три последовательных от-
счета не будут отличаться от их среднего арифметического зна-
чения более чем на 5%, считают что тепловой поток — стацио-
нарный, измеряют показания термопар, и испытание прекра-
щают.
Значение А, Вт/(м - °C), вычисляют по формуле
А =	—/„),
где 6 — толщина образца, м; q—плотность потока теплоты через образец,
Вт/м!; q вычисляют умножением градуировочного коэффициента данного теп-
ломера на результат последнего показателя тепломера (электродвижущая
сила. мВ).
Значения /в и /н находят как среднее арифметическое показа-
ний термопар на соответствующей стороне каждого образца;
теплопроводность арболита X всех трех образцов. Значение А
относят к t, которая равна 0,5 (tB—tH). Относительная погреш-
ность данного метода не более 10%.
Установка состоит из двух параллельных горизонтально рас-
положенных металлических термостатированных плит с разме-
391
ром в плане 250X250 мм. На нижней плите расположен тепло-
мер (размер в плане 250X250 мм), между ним и верхней плитой
устанавливают испытуемый образец. В установке имеются хро-
мель-копелевые термопары для измерения температур на верх-
ней и нижней поверхностях образца (по две на поверхность):
две термопары крепят на верхней термостатированной плите с
нижней стороны, а другие две — на тепломере путем наклейки
слоя паронита толщиной 1 мм.
Тепломер изготовляют из листа паронита толщиной 4 мм, на
котором предварительно просверливают 130 отверстий диамет-
ром 1 мм в виде 6 концентрических окружностей диаметрами
20, 40, 60, 80, 100 и 120 мм. Отрезки хромелевой и копелевой
проволок диаметром 0,2 мм последовательно соединяют друг с
другом таким образом, чтобы спаи располагались поочередно по
обе стороны паронитового листа, образуя термобатарею. Затем
к свободным концам термобатареи припаивают копелевую про-
волоку диаметром 0,5 мм, к которой с двух сторон приклеивают
паронитовые листы толщиной 2 мм.
Градуировку тепломера проводят на установке, в которой в
качестве испытываемого образца помещен эталон размером
250X250X^0 мм из материала по ГОСТ 8.140—82, аттестован-
ного в установленном порядке. Показания термопар и тепломе-
ра измеряют потенциометром с пределами измерений от 0,1 до
100 мВ при относительной погрешности не более 2,5%.
* *
*
Специальные методики разработанные автором, для опреде-
ления адгезионной прочности системы «древесина — цементный
камень», развиваемого удельного давления разбухания запол-
нителя и арболита; Кст— коэффициента стойкости арболита к
влагопеременным воздействиям; К?— коэффициента сохранения
прочности при полной усадке арболита и другие приведены в
тексте соответствующих глав.
14.3.	Контроль качества фибролитовых плит.
Методы лабораторных испытаний
Определение размеров плит. Для установления линейных
размеров плит используют металлический измерительный инст-
румент (погрешность до 1 мм). Длину и ширину плиты измеря-
ют в трех местах: на расстоянии 100 мм от кромки плиты и по-
середине, толщину плиты — на расстоянии 100 мм от каждого
края в четырех местах по продольной и поперечной осям плиты.
Толщину определяют с помощью двух металлических пластинок,
укладываемых сверху и снизу плиты в местах замера. Расстоя-
392
Рис. 14.3. Схема испытания фибролитовых плит
/ — плита; 2 —неподвижная опора; 3 — подвижная опора; 4 — страховые опоры; 5 —
платформа, 6 — бруски платформы
ние между этими пластинами замеряют штангенциркулем. Раз-
меры плит по длине, ширине и толщине вычисляют как среднее
арифметическое результатов соответствующих измерений.
Определение плотности, влажности, водопоглощеиия и тепло-
проводности плит. Первые три характеристики устанавливают
ГОСТ 17177—87, последнюю —по ГОСТ 7076—87.
Определение предела прочности плит при изгибе. Испытыва-
ют три отобранные и измеренные плиты, высушенные в течение
4 суток до влажности 20±2%.
Для испытаний каждую плиту устанавливают на две гори-
зонтальные параллельные опоры, находящиеся на одном уровне,
так, чтобы расстояние от оси опоры до торца плиты равнялось
50 мм. Плита должна опираться на опоры всей шириной. На пли-
ту устанавливают деревянную платформу, связанную двумя
брусками, на расстоянии 200 мм между осями так, чтобы
середина платформы находилась над серединой плиты
(рис. 14.3). Нагружение платформы производят со скоростью
1 Н/с (0,1 кгс/с) до излома плиты.
Рис. 14.4. Схема установки для определения модуля упругости фибролитовых
плит
/ — плита; 2— неподвижная опора; 3— подвижная опора; 4 — страховые опоры; 5 —
платформа; 6 — кронштейн; 7— струбцина, 8— прогибомер; 9— проволока; 10— гиря
393
Предел прочности плиты при изгибе 7?н, МПа, вычисляют по
формуле
/?„ = (ЗРа + 0,75ml)/(Wi2),
где Р—разрушающая нагрузка плиты (с учетом массы платформы), Н; т —
масса плиты, кг; а—расстояние от оси опор до оси бруска платформы, мм;
I — расстояние между осями опор, мм; b и h соответственно ширина и тол-
щина плиты, мм.
Предел прочности плит при изгибе для партии вычисляют с
погрешностью до 0,01 МПа как среднее арифметическое значе-
ние результатов испытаний трех плит.
Определение модуля упругости при изгибе. Для фибролито-
вых плит марок Ф-400 и Ф-500 отбирают три плиты. Они долж-
ны быть высушены в течение суток до влажности 20+2%. Схе-
ма установки для испытаний плит приведена на рис. 14.4.
Для определения модуля упругости при изгибе измеряют
прогибы плиты от трехкратного ее нагружения. Измерения про-
изводят прогибомером, укрепленным на неподвижном кронштей-
не. Для этого посередине продольной стороны плиты устанавли-
вают струбцину и присоединяют к ней проволоку с грузом 10 Н,
огибающую ролик прогибомера. Затем платформу нагружают со
скоростью 10 Н/с массой (с учетом массы платформы), равной
1/3 разрушающей нагрузки. Через две минуты после окончания
загружения плиты снимают показания прогибомера. После этого
нагрузку вместе с платформой удаляют и вновь снимают пока-
зания прогибомера. Прогиб плиты определяют как разность по-
казаний прогибомера под нагрузкой и после ее снятия. За раз-
мер прогиба принимают среднее арифметическое значение ре-
зультата трех определений.
Модуль упругости при изгибе Е, МПа, определяют по фор-
муле
Е = 2,5Р/(ЬЛ2/),
где / — среднее арифметическое значение результата трех определений про-
гиба от нагрузки, мм.
Модуль упругости при изгибе для партии плит вычисляют с
погрешностью до 1 МПа как среднее арифметическое результа-
тов испытаний трех плит из этой партии.
14.4.	Контроль качества цементно-
стружечных плит.
Методы лабораторных испытаний
При контроле размеров и качества поверхности плит от пар-
тии отбирают 5% плит, но не менее 10 шт. Для определения фи-
зико-механических свойств от партии отбирают: 3 плиты — при
394
Рис. 14.5. Схема испытания плиты ЦСП
на прочность при растяжении перпенди-
кулярно к пластн
1 — карданный шарнир; 2 — образец ЦСП; 3 —
захваты; 4 — колодки
объеме партии до 500 шт., 4 пли-
ты— при объеме партии от 500
до 1200 шт., 5 плит — при объеме
партии 1200 шт. и более.
Партию принимают, если: все
контролируемые плиты по откло-
нениям от прямоугольное™, пря-
молинейности, плоскостности и
качеству поверхности соответ-
ствуют требованиям пп. 1.2,
2.2...2.4, 2.7; ГОСТ 26816—86;
среднее арифметическое значение
показателей физико-механических свойств испытанных образ-
цов по каждой плите соответствует требованиям п. 2.5 этого же
ГОСТа.
Для определения прочности при растяжении перпендикуляр-
но к плоскости плиты используют устройство, состоящее из двух
захватов, предназначенных для передачи растягивающего уси-
лия образцу, связанных через самоцентрирующие устройства
(типа карданного шарнира) с захватами испытательной машины
(рис. 14.5). Испытательная машина принимается по ГОСТ
7855—84, погрешность измерения нагрузки не более 1%.
Допускается применение других видов захватов, обеспечи-
вающих направление нагрузки перпендикулярно к плоскости
образца.
Для размещения образца ЦСП в захватное устройство на
пласти наклеивают колодки. Последние изготовляют из древе-
сины твердых пород влажностью не более 12%, металла, лигно-
фоля или ЦСП с плотностью не менее 1200 кг/м3. Размеры ко-
лодок: длина (65,0±0,5) мм, ширина (50+0,5) мм и высота не
менее 16 мм. Волокна древесины должны быть параллельны
длинной стороне колодок. Прочность приклейки колодок к ро-
верхности образца должна обеспечивать разрушение по образцу.
Приспособление для определения глубины дефектов на по-
верхности плит состоит из индикатора часового типа марки ИЧ-10
по ГОСТ 577—68*, закрепленного на металлической скобе с
двумя плоскими опорными поверхностями. Установку шкалы ин-
дикатора в нулевое положение, соответствующее плоскости
опорных поверхностей скобы, осуществляют при помощи пове-
рочной линейки по ГОСТ 8026—75 *, поверочной плиты по ГОСТ
10905—86 или стеклянной пластины по ГОСТ 1121—75 *Е. Ход
395
штока индикатора в обе стороны от опорной плоскости должен
быть не менее 3 мм.
Для измерения толщины образцов используются приборы с
ценой деления 0,01 мм; микрометр по ГОСТ 6507—78*, настоль-
ный микрометр или индикаторный толщиномер по ГОСТ 11358—
74 *, штангенциркуль по ГОСТ 166—80 * с ценой деления не бо-
лее 0,1 мм, набор щупов № 4, измерительная металлическая
линейка по ГОСТ 427—75 * с ценой деления 1 мм, поверочная
линейка по ГОСТ 8026—75* длиной 1000 мм, измерительная
металлическая рулетка по ГОСТ 7502—80 * с ценой деления
1 мм.
За толщину образца принимают среднее арифметическое зна-
чение результатов измерения в четырех точках, расположенных
по углам образца на расстоянии 25 мм от его кромок. Измере-
ния производят с погрешностью не более 0,01 мм.
Для испытаний физико-механических свойств из каждой
отобранной плиты вырезают образцы, размеры и число которых
соответствуют указанным в табл. 14.1.
Таблица 14.1. Физико-механические свойства образцов ЦСП
Наименование показателя	Число об- разцов. не менее
Плотность	8
Влажность	3
Разбухание по толщине	8
Водопоглощение	8
Прочность при изгибе	8
Прочность при растяжении перпендикулярно к пласти плиты	8
100 X 100
50 X 50 илн других разме-
ров
площадью не менее 25 см2
100 X 100
100 X 100
Ширина 75, длина 25 X h +
4- 50, но не более 450
(h — толщина плиты)
Номинальные размеры
длина X ширина), мм
При отборе образцов из плиты на расстоянии 150 мм от ее
поперечной кромки вырезают заготовку шириной 650 мм и дли-
ной, равной ширине плиты. Эта заготовка используется в каче-
стве образца для определения отклонения плит от плоскост-
ности. Впоследствии из нее вырезают полосы в зависимости от
заданных размеров образцов.
Из полос нарезают образцы, равномерно расположенные по
ширине плиты с максимальным расстоянием 40 мм между об-
разцами, предназначенными для определения одного показателя.
Образцы должны иметь прямые параллельные кромки и пря-
мые углы. Предельные отклонения от номинальных размеров по
длине и ширине образца должны быть ±0,5 мм. Предельное от-
клонение по длине образца для определения предела прочности
при изгибе принимается 2± мм. На образцах не допускаются
сколы кромок и выкрашивание углов, вмятины.
396
Все образцы, кроме образцов для определения влажности,
перед испытаниями следует выдерживать (кондиционировать)
при температуре 20±2°С и относительной влажности воздуха
(65±5) % до момента достижения ими постоянной массы (рав-
новесной влажности). Массу образца считают постоянной, если
при двух очередных взвешиваниях, проведенных с интервалом
24 ч, разность массы не превышает 0,1%.
Определение плотности. Образцы после кондиционирования
не позднее чем через 0,5 ч взвешивают с погрешностью не более
0,1 г, определяют их длину, ширину и толщину. Измерения про-
изводят штангенциркулем с погрешностью не более 0,1 мм.
Плотность образца р, кг/м3, вычисляют с точностью не менее
10 кг/м3 по формуле
р = m/(lbh)\03,
где т — масса образца, г; I. b и h — соответственно длина, ширина и тол-
щина образца, см.
Определение водопоглощения и разбухания по толщине. Об-
разцы после кондиционирования не позднее чем через 0,5 ч
взвешивают с погрешностью не более 0,1 г и определяют их тол-
щину. После этого образцы погружают в вертикальном положе-
нии в сосуд с водой так, чтобы при этом они не соприкасались
друг с другом, а также с дном и боковым стенками сосуда; они
должны находиться на расстоянии (20+2) мм ниже уровня по-
верхности воды. Вода должна иметь температуру (20+1) °C.
Время выдержки образцов в воде должно быть 24 ч+ 15 мин.
Образцы не позднее чем через 10 мин после извлечения из воды
взвешивают и определяют их толщину.
Разбухание по толщине образца Д/г вычисляют с точностью
не менее 0,1 % по формуле
д/i = (Л, —Л)Л . юо,
где h н hi — соответственно толщина образца до н после увлажнения, мм.
Водопоглощение образца w, %, вычисляют с точностью не
менее 0,1% по формуле
w = (mi — т) /т • 100,
где тит, — масса образца соответственно до и после увлажнения, г.
Определение влажности. После отбора образцов их взвеши-
вают с погрешностью не более 0,01 г и помещают в сушильный
шкаф, где высушивают при температуре 103+2 °C до постоянной
массы. Массу образца считают постоянной, если разность меж-
ду двумя последовательными взвешиваниями не превышает 0,1 %
массы. Первое взвешивание проводят через 4 ч, последующие
через 2 ч. Высушенные образцы охлаждают в эксикаторе с гиг-
роскопическим веществом и взвешивают с той же погрешностью.
397
Рис. 14.6. Схема испытания плиты ЦСП на
прочность при изгибе
Влажность образца w, %, вычисляют с точностью не менее
0,1 % по формуле
w — (т, — т0)/т0,
где mi и — масса образца соответственно до и после сушки, г.
Определение прочности при изгибе. Сначала у образцов
после кондиционирования определяют ширину с погрешностью
не более 0,01 мм и толщину с погрешностью не более 0,01 мм.
Затем образец укладывают на опоры так, чтобы продольная ось
была перпендикулярна к опорам, а поперечная параллельна оси
ножа (рис. 14.6) и производят равномерное его нагружение,
фиксируя разрушающую нагрузку. Время действия равномерно
возрастающей нагрузки на образец до полного его разрушения
должно составлять (60+30) с. Допускается нагружать образец
со скоростью перемещения ножа (10+) мм/мин.
Прочность при изгибе образца сти, МПа, вычисляют с точ-
ностью до 0,5 МПа по формуле
ст„ = ЗИ/(21Л),
где Р — разрушающая нагрузка, Н; I — расстояние между опорами испыта-
тельной машины, мм; b и h — соответственно ширина н толщина образца, мм.
Определение прочности при растяжении перпендикулярно к
плоскости плиты. Прочность при растяжении перпендикулярно к
плоскости плиты Стр, МПа, вычисляют с точностью до 0,01 МПа
по формуле
оР = PKlb),
где Р — разрушающая нагрузка, Н; I и Ь— соответственно длина и ширина
образца, мм.
* * *
Надежный контроль качества компонентов и технологичес-
кого регламента, а также физико-механических свойств древес-
но-цементных композитов позволяет получать на предприятии
изделия и конструкции с высокими стабильными показателями,
что, в свою очередь, будет способствовать повышению долговеч-
ности зданий и сооружений с применением ДЦК.
398
Соотношение марок и классов бетона по прочности на сжатие
Марка бе- тона по	Класс бе- тона по	Условная марка бетона, соответствующая классу бетона по прочности иа сжатие			
прочности	прочности	Бетон всех ви- дов, кроме ячеистого	Отличие О', марки бе юна. %		
на сжатие	на сжатие			Ячеистый бетой	Эгличие от марки бетона, %
Л1 5	В 0,35								
М 10	В 0,75	—	—	—	—
М 15	В 1	—	—	14,47	—3,5
М 25	В 1,5	—	—	21,7	—13,2
М 25	В 2	—	—	28,94	+ 15,7
М 35	В 2,5	32,74	—6,5	36,17	+3,3
М 50	В 3,5	45,84	—8,1	50,64	+ 1.3
М 75	В 5	65,48	—12,7	72,34	—3,5
М 100	В 7,5	98,23	—1,8	108,51	+8,5
М 150	В 10	130,97	—12,7	144,68	—3,55
М 150	В 12,5	163,71	+9,1	180,85	
М 200	В 15	196,45	—1,8	271,02	
М 250	В 20	261,93	+4,8		
М 300	В 22,5	294,68	— 1,8		
М 300	В 25	327,42	+9,1		
М 350	В 25	327,42	—6,45		
М 350	В 27,5	360,16	+2,9	—	
М 400	В 30	292,9	—1,8		
М 450	В 35	458,39	+ 1,9	- -		
М 500	В 40	523,87	+4,8				
М 600	В 45	589,35	— 1,8		
М 700	В 50	654,84	—6,45			
М 700	В 55	720,32	+2,9				
М 800	В 60	785,81	—1,8	—	—
Примечание. Условная марка бетона — среднее значение прочности бетона
в серии образцов, кгс/см2, приведенной к прочности образца базового размера — куба
с ребром 15 см в соответствии с ГОСТ I0I80—78*, при номинальном значении коэф-
фициента вариации прочности бетона.
Условная марка бетона У определяется по формуле
У = В/[0,0980665(1 — 1,64 V)],
где В — численное значение класса бетона, МПа; 0,0980665 — переходный коэффициент
от МПа к кгс/см2; V — номинальное значение коэффициента вариации прочности бе-
тона, принятое для бетона всех видов (кроме ячеистого) равным 0,135 и для ячеистого
бетона — 0,18.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Акчебаев А. А. Исследования влияния некоторых технологических фак-
торов на интенсификацию твердения. Автореф. дис.. канд. техн. наук. М
1977. С. 8—12.
2.	Александровский С. В. Расчет бетонных и железобетонных конструк-
ций иа изменение температуры н влажности с учетом ползучести. М., 1973.
432 с.
3.	Алехин Ю. А., Люсев А. И. Экономическая эффективность использо-
вания вторичных ресурсов в производстве строительных материалов. М., 1988.
С. 315—322.
4.	Алкснис Ф. Ф. Быстротвердеющий опилкобетон для малоэтажного
строительства. Рига, 1986. 61 с.
5.	Арболит/Под ред. Г. А. Бужевича. М., 1968. 243 с.
6.	Арболит: Проблемы и перспективы/Ред. кол.: М. И. Клименко, В. В. Ви-
кулов, С. Л. Гринберг. Саратов, 1982. 78 с.
7	Арболит: Производство и прнмененне/Сост. В. А. Арсенцев. М., 1977.
348 с
8.	Арболит на основе костры кенафа/Под ред С. Л. Гринберг. Саратов,
1983.
9.	Арболит на шлакощелочном вяжущем: Технические условия:
ТУ 65-484—84. Киев, 1984. 14 с.
10.	Арбошт — эффективный строительный материал/С. М. Хасдан,
В. Г. Разумовский, Ю. С. Белинский и др. М., 1983. 83 с.
II.	Ахвердов И. И. Основы физики бетона. М., 1981. 464 с.
12.	Ашкенази Е. К. Анизотропия древесины и древесных материалов. М.,
1978. 224 с.
13.	Баженов Ю. М.. Ко чар А. Г. Технология бетонных и железобетон-
ных изделий. М., 1984. 672 с.
14.	Батраков В. Г. Модифицирование бетона. М., 1990. 400 с.
15.	Батырбаев Г. А. Дробленые стебли хлопчатника — заполнитель бето-
на/Строительные материалы. 1971. № 6. С. 12—14.
16.	Бокщанин Ю. Р. Обработка и применение древесины лиственницы.
М„ 1971. С. 4—72.
17.	Бухаркин В. И., Свиридов С. Г., Рюмина 3 П. Производство арбо-
лита в лесной промышленности. М., 1969. С. 8—65.
18.	Вместо .стали — бамбук//Архнтектура СССР. 1974. № 12. С. 10.
19.	Врепенные нормы технологического проектирования предприятий ар-
болитовых изделий: ВНТП 01—82. 1983. 68 с.
20.	By Э. М. Анализ разрушения композитов с учетом градиента напря-
жений//Разрушение композиционных материалов: Труды I Советско-амери-
канского симпозиума. Рига, 1979. С. 62—69.
21.	Горшков В. С., Савельев В. Г., Федоров И. Ф. Физическая химия
силикатов и других тугоплавких соединений. М., 1988. 400 с.
22.	Гомонов А. С., Левин И. А. Белитошламовый арболит. М., 1979. № 9.
С. 14—15.
23.	Горчаков Г. И., Баженов Ю. М. Строительные материалы. М., 1986.
688 с.
24.	Гусев Б. В. Общие представления о физике процесса виброуплотие
ния бетонной смесн//Изучение процессов формирования железобетонных из-
делий: Труды НИИЖБа. 1977. Вып. 30.
25.	Евсеев Г. А. Исследование процессов гидратации цемента в присут-
ствии водорастворимых экстрактивных веществ древесины (иа примере по-
лучения арболита): Автореф. дис.... каид. техн. наук. М., 1971. 22 с.
26.	Зингельбойм С. И. Упругая анизотропия древесно-стружечных плит//
Технология древесных плит и пластиков. Свердловск, 1984. С. 8—И.
27.	Инструкция по проектированию, изготовлению и применению конст-
рукций и изделий из арболита: СН 549—82. М., 1983. 44 с.
400
28.	Интенсификация твердения бетона/Под ред. А. А. Пащенко. Киев
1988.118 с.
29.	Использование древесных отходов для производства арболита/
В. И. Бухаркин, С. Г. Свиридов, П. Н. Умяков, Е. М. Сартина. М., 1973
432 с.
30.	Карери Дж. Порядок и беспорядок в структуре материн. М., 1985.
31.	Комендо Е.-А. Цементно-стружечные плиты: Обзор. М., 1975. С. 3—
32.	Купер Г. А. Микромеханические аспекты разрушения//Композицион-
ные материалы. М., 1978. Т. 5. Разрушение и усталость. С. 440—475.
33.	Ленг Ф. Ф. Разрушение композитов с дисперсными частицами в хруп-
кой матрице//Компознционные материалы. М., 1978. Т. 5. Разрушение и ус-
талость. С. 11—57.
34.	Мещерякова И. П-, Маев Е. Д. Производство и применение арболи-
та//Бюллетень строительной техники. 1965. № 10.
35.	Минас А. И., Наназашвили И. X. Специфические свойства арболита//
Бетон и железобетон. 1978. № 6. С. 19—20.
36.	Минас А. И., Склизков Н. И., Наназашвили И. X. Влияние специфи-
ческих свойств древесного заполнителя на структурную прочность арболита//
Труды ЦНИИЭПсельстроя. 1975. № 12. С. 98—105.
37.	Мчед лов-Пет рос ян О. П., Воробьев Ю. Л.. Буранов А. Г. Направлен-
ное структурообразование — научная основа технологии бетона//Структура,
прочность и деформативность бетонов. М., 1966. С. 196—202.
38.	Мчедлов-Петросян О. П. Химия неорганических строительных мате-
риалов. М., 1988. 260 с.
39.	Наназашвили И. X. Адгезия ранней н поздней древесины с цемент-
ным камнем//Пути совершенствования технологических режимов в производ-
стве сборных строительных деталей для сельскохозяйственного строитель-
ства: Труды ЦНИИЭПсельстроя. М., 1980. С. 79—84.
40.	Наназашвили И. X. Арболит в сельском строительстве//Сельское стро-
ительство: Информ, бюлл. Минсельстроя АзССР 1971. № 1. С. 16—20.
41.	Наназашви ги И. X. Арболит — эффективный строительный материал.
М„ 1984. 122 с.
42.	Наназашвили И. X. Исследование адгезии в структуре конгломерата
«древесина — цементный камень»//Совершенствование заводской технологии
железобетонных изделий на предприятиях сельстройиндустрии. М., 1979.
43.	Наназашвили И. X. Использование арболита в жилищно-гражданском
строительстве в Баку//Тезисы докладов и сообщений производственно-техни-
ческого семинара «Развитие производства и расширения применения арбо-
лита в строительстве» (10—12 апреля, Краснодар). М., 1974 С. 38—40.
44	Наназашвили И. X. Влияние давления набухания древесного запол-
нителя из лиственницы и других хвойных пород на процессы структурооб-
разования арболита//Эффективные методы и оборудование для сборного же-
лезобетона в сельском строительстве: Труды ЦНИИЭПсельстроя. М., 1981.
С. 79—84
45	Наназашви tu И. X.. Марданов М. К- Производство арболита из дре-
весных отходов//Обзорная информ. ЦБНТИ Минпромстроя СССР. 1974. С. 4—
42
46.	Наназашвили И. X., Минас А. И. Пути повышения структурной проч-
ности и стойкости арболита в условиях попеременного увлажнения и высы-
хания//Труды ЦНИИЭПсельстроя. 1976. К» 15. С. 112—118.
47.	Наназашви tu И. X. Особенности структуры древесно-цементных ком-
позиций//Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции «Тео-
рия, производство и применение искусственных строительных конгломератов
в водохозяйственном строительстве» (13—15 мая 1985 г.). Ташкент, 1985.
С. 20—22.
48.	Наназашви tu И. X. Повышение качества арболита с учетом особеи-
401
ностей древесного заполнителя//Повышение качества изделий из сборного
железобетона и арболита: Труды ЦНИИЭПсельстроя. 1986. Вып. 6. С. 22—
25
49.	Наназашвили И. X. Применение арболитовых конструкций в мало-
этажном жилищном строительстве//Жилище 2000 Ч. 3. М 1988 С 173—
180.
50.	Наназашвили И. X. Проектирование жилых и производственных зда-
ний из арболита//Проектироваиие и инженерные изыскания. 1983. № 3.
51.	Наназашвили И. X. Производство арболита — эффективный способ
утилизации древесных отходов//Строительная индустрия. 1972. Вып. 11.
С. 7—8.
52.	Наназашвили И. X. Производство и применение арболитовых плит в
качестве основания под полы//Арболит, производство и применение. М 1977
С. 244—247.
53.	Наназашвили И. X. Резервы повышения прочности и стойкости кон-
струкций из арболита//Тезисы докладов Всесоюзного семинара <Вопросы
производства и применения арболита иа основе легкоподвижных смесей»
(20—24 июля, Москва). М„ 1987. С. 27—28.
54.	Наназашвили И. X., Томашевский А. В., Склизков Н. И. Производство
арболита — эффективное использование отходов деревообработки//Использо-
вание вторичного сырья, зол, шлаков при производстве строительных мате-
риалов: Труды ЦНИИЭПсельстроя. 1986. Вып. 3. С. 16—18.
55.	Нгуен ван Тхинь. Развитие теории и практическая реализация техно-
логии цементных строительных изделий с наполнением из древесины лист-
венных пород и отходов сельского производства Вьетнама: Автореф. дне....
д-ра техн. наук. М., 1988.
56.	Оболевская А. Б., Щеглов В. П. Химия древесины и полимеров. М.,
1980. 168 с.
57.	Оснач Н. А. Проницаемость и проводимость древесины. М., 1964.
С. 69—83.
58.	Пери, Ханкам, Бэн-Джордж. Взгляд на бетон, армированный бамбу-
ком//Труды X Конгресса Международной федерации по предварительно на-
пряженному железобетону. Дели, 1986. Т. 2. С. 205—214.
59.	Плиты цемеитно-стружечиые: Технические условия: ГОСТ 26816—86.
М., 1986. 16 с.
60.	Поздняков А. А. Прочность и упругость композиционных древесных
материалов. М., 1988. 134 с.
61.	Пономаренко Б. Н. Арболит в сельском строительстве. Краснодар,
1973. 120 с.
62.	Потапов О. Е., Лапшин Ю. Г. Механика древесных плит М., 1982.
122 с.
63.	Производство и применение арболита/Под ред. С. М. Хасдана. М.,
1981. 216 с.
64.	Пути повышения эффективности использования отходов окорки/
Г. М. Михайлов и др.: Труды ЦНИИТЭИМС. 1981. Вып. 10 39 с.
65.	Ратинов В. Б., Иванов Ф. М. Химия в строительстве. М., 1986. 220 с.
66.	Рекомендации по проектированию, изготовлению и применению кон-
струкций иа основе цементно-стружечных плит/ЦНИИСК им. В. А. Куче-
ренко. М., 1986. 75 с.
67.	Руденко Б. Д. Исследование процесса и разработка технологии це-
ментно-стружечных плит из древесины листвениицы/Автореф. дне.... канд. техн,
наук. Красноярск, 1980. '9 с.
68.	Рыбьев И. А., Клименко М. И. Исследование общих закономерностей
в структуре и свойствах арболита//Изв. вузов Сер. Строительство и архи-
тектура. 1972. Кв 2.
69.	Рыбьев И. А. Строительные материалы на основе вяжущих веществ.
М., 1978.
402
70.	Савин В. И., Абраменко Н. И., Будашкина Л. Е. Поризованный ар-
болит на основе древесной дробленки. М., 1980. 3 с.
71.	Си Дж. Механика разрушения композиционных материалов//Разру-
шение композиционных материалов: Труды I Советско-американского симпо-
зиума. Рига, 1979. С. 107—109.
72.	Склизков Н. И., Наназашвили И. X. Индустриальные арболитовые
стеновые панели для сельскохозяйственных зданий: Информ, лист
ЦНИИЭПсельстроя. 1981. 3 с.
73.	Склизков Н. И., Наназашвили И. X., Сироткина Р. Б Использование
древесно-цементных плит «дюрипанель» в строительстве//Экспресс-информ
ЦНИИЭПсельстроя. 1977. № 36 (172). 4 с.
74.	Склизков Н. И., Наназашвили И. X. Структурообразоваиие арболита//
Труды ЦНИИЭПсельстроя. 1976. № 15. С. 106—111.
75.	Склизкое Н. И., Наназашвили И. X. Технологические свойства арбо-
лита//Арболит, производство н применение. М., 1977. С. 144—150.
76.	Современные методы оптимизации композиционных материалов/
В. А. Вознесенской, В. Н. Выревой, В. Я. Керц и др. Киев, 1983. 144 с.
77.	Соломатов В. И., Бобрышев А. Н., Прошин А. П. Статистические за-
кономерности разброса значений долговечности н необратимости разрушения
полимерных композитов//Изв. вузов. Сер. Строительство и архитектура. 1983.
№ 2. С. 20—25.
78.	Соломатов В. И., Бобрышев А. Н., Химмлер К Г. Полимерные ком-
позиционные материалы в строительстве М., 1988. 309 с.
79.	Соломатов В. И.. Селяев В. П. Химическое сопротивление композици-
онных строительных материалов. М., 1987. 262 с.
80.	Соломатов В. И. Развитие полиструктурной теории композиционных
строительных материалов//Изв. вузов. Сер. Строительство и архитектура. 1985.
№ 8. С. 58—64.
81.	Справочник по производству и применению арболита/Под ред.
И. X. Наназашвили. М., 1987. 207 с.
82.	Уголев Б. Н. Деформативность древесины и напряжения при сушке.
М, 1971. С. 9—10.
83.	Харатишвили И. А., Наназашвили И. X. Прогрессивные строительные
материалы. М., 1987. 232 с.
84.	Хрулев В. М. Клееные деревянные конструкции. М., 1986. 260 с.
85.	Цементно-стружечные плиты <дюрипаиель»//Использоваиие отходов и
попутных продуктов для изготовления строительных материалов, изделий,
конструкций: Реф. ннф. ВНИИЭСМа. 1975. Вып. 5 С. 19—23.
86.	Цементный фибролит/Б. Н. Кауфман, Л. М. Шмидт, Д. А. Скоблов,
А. С. Поволоцкий. М., 1961. 259 с.
87.	Челидзе Т. Л. Топологические аспекты статистической теории проч-
ности композитов//МКМ. 1983. № 2. С. 238—244.
88.	Чернов М. М. Конструкционно-теплоизоляционный фибролит для по-
крытий производственных зданий: Автореф. дне.... каид. техн. наук. М., 1976.
31 с.
89.	Щербаков А. С. Влажностные деформации арболита//Бетон и железо-
бетон 1976. № 10. С. 51.
90.	Эффективный арболит иа основе костры кенафа гуза-паи/И. К. Ка-
сымов и др. Ташкент, 1986. С. 2.
91.	Monosi S., Moriconi G., Pauri M., Collepardy M. Influence of ligno-
sulphonate, glucose and gluconate on the C3A hydration//Cem. Concr. Res.,
1983. V. 13 N. 4, pp. 568—574.
92.	Ramachandran V. S. Influence of superplastificizers on the Hydration
of cement//3-rd Intern. Congs. Polymers in concrete. — Koriyama (Japan),
1981, —pp. 1071—1081.
93.	Masazza F., Costa V., Barilla A. Interaction between superplastificizers
403
and calcium aluminate hydrates//! Am. ceram. soc. 1982. V. 65. N. 4.—
pp. 203—207.
94.	Gram H. E. Methods to inhibit the embrittlement of natural fibre con-
crete, Consultant section. Report No 8201. Swedish Cement and Concrete Re-
search Institute, Consultant Section, pp. 1—12. 1982, (in Swedish).
95.	Fibre Concrete. New Zealand Concrete Construction 24 (1980). pp. 4—
14. November, 1980.
96.	Indian Institute of Technology at Madras; Bamboo-Reinforced Soil-
Cement. Appropiate Technology Vol. 5, N. 1., p. 29. May 1978.
97.	Soudarajan P. A. Novel Technique using Bambookcrete as Roofing
Material. Appropriate Technology. Vol. 6, N 2, p. 20. August, 1979.
98.	Sing S. M. Physico — Chemical Properties of Agricultural Residues
and Strengths of Portland Cement-bound Wood Products. Research Industry
Vol. 24, pp. 1—5, March, 1979.
99.	Broker F. W. Simatupang M. H. Dimensionsan derung Zementgebun-
denez Holzwerkstoffe „Holz als Roh und Werkstoff" 1974, N. 32, c. 150—155.
100.	Bubton J. Turning vegetables into construction materials//Intern. Con-
struction. 1979 — V. 18, N. 8. pp. 14—16, 19.
101.	Ramachandran V. S. Concrete Admixtures Handbook. Properties, Scien-
ce and Technology, USA, New Jersey, 1984. p. 626.
102.	Johansson L. Corrugated sheets of natural fibre concrete, a proposal
for standard test methods. Thesis for the Bachelors of Engineering Degree.
Department of Building Engineering, Royal Institute of Technology, pp. 1—36.
1981. (In Swedish).
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Адгезионная прочность 4. 5. 24. 163.
177, 232
Адгезия 5, 10. 20—25, 31
Адсорбция 20, 37, 85, 86
Анизотропность 4, 5, 10, 17—19, 24.
25, 28. 31, 34, 35, 161
Арболит 3—7, 9, 14—18, 20, 34. 36
—	конструкционный 77
—	поризованный 77, 88, 92, 99
—	теплоизоляционный 77
— свойства
----влажность 382—384
----водопоглощение 384—385
----деформативиость 4, 5
----прочность иа сжатие 389
----сорбционная влажность 385
— составы на основе
----белитошламового цемента 79
----гипсового вяжущего 80
----гуза-паи 51, 155—160
----камыша 46, 154—155
----костры конопли 63. 65
----отдубииы 38
— — отходов хлопкоочистительных
предприятий 55
----подсолнечной лузги 63
----рисовой соломы 65, 67
----шлакощелочиого вяжущего 77
— сырьевые ресурсы 92
Арболитовая смесь 20. 25, 34
— коррозионная активность 232—236
—	коэффициент уплотнения 26
— приготовление 32, 119—126
—	поризация 88
—	твердение 32
— уплотнение, формование 26, 32
Армирование 23, 91, 253, 263. 329
337. 342—347
Валежник здоровый 28
Вершины 27, 28, 68
Ветви 3, 17, 27, 28, 35, 68
Виноградная лоза 12, 55—60
Влажностные деформации
— в структуре арболита 16, 17, 19,
21, 24
— древесины 18, 19, 25, 38
--- вдоль волокна в тангенциаль-
ном направлении 4, 5
— ДЦК 14. 16
— пути снижения 245
Влажность
— арболита 15, 20, 37
— древесины 23, 35, 39
—	коры 39—42
—	отпускная 15
Водорастворимые сахара 11, 23, 80
Воск 61, 62
Высокомолекулярные добавки 164
Вяжущее
—	гипсовое 80
—	низкой водопотребности (ВНВ)
79
— смешанное 99
Гемицеллюлоза 10—12, 42, 48, 61
Гидролиз цемента 5, II, 12, 78, 80,
162
Гидратация цемента 12, 48, 78, 80,
162
Глюкоза 11, 12
Годичный слой древесины 5, 10, 17—
19, 35, 36, 161
Горбыль 3, 6, 9, 26, 27, 30, 35, 68,
306
Гуза-пая (см. стебли хлопчатника) 12
Бамбукобетон 342—347
Давление
405
— набухания 4, 5, 10, 17, 37, 161—
163, 191—202
—	уплотнения 162
Деревобетон 21—23, 337—342
Деформативные свойства арболита
252—253
Деформация уплотнения смеси 162
Долговечность структуры арболита
21
Древесина
—	дровяная 3, 27, 29
—	малоценная 28
—	неделовая 28
—	некондиционная 7, 9
—	низкосортная 9
—	поздняя 5, 18. 19, 31. 36
—	ранняя 5, 18, 25, 31, 34, 36
—	сплавная 39, 42, 43
—	тоикомериая 29
—	фаунтиая 3
—	ядровая 5, 31, 34, 35
Древесная дроблеика 18, 19, 34, 35,
162, 163
Древесная зелень 28, 29
Древесно-цементная смесь 25, 26
Древесно-цементное отношение 5, 6,
165, 307
Древесно-цементные композиты
(ДЦК) 3. 5, 7—9, 11, 17
—	влажность 20
—	влажностные деформации 16
—	применение 4
—	прочность 13, 14, 21, 78
—	структурообразование 4, 17, 37
—	сырьевые компоненты 7, 27—91
—	твердение 80
Древесный заполнитель
—	жесткость 25
—	набухание 14, 15, 17, 18
—	объем в арболите 20, 25
—	пластичность 25
—	проводимость 5, 10, 21, 34
—	проницаемость 19
—	свойства 10, 25
—	строение 30, 31
— упруговязкопластические свойства
162
— упругость 5, 25
— усадка — усушка 14, 15, 36, 37
— химическая агрессивность 5, 10—
13, 37, 161
Дровяное долгатье (см. древесина
дровяная) 9, 27
Дробильно-сортировальное оборудо-
вание 54
Дюрипаиель (см. цементно-стружеч-
ные плиты)
Жидкое стекло 217, 289
Жиры 10, 61, 62
Заболонь 5, 17, 19, 26, 31—35
Замачивание 34
Зола 42, 59
Известь 289
Изделия и конструкции из арболита
— армированные 92
— блоки 38, 263, 269—273, 276—279
— многослойные 91, 92, 253
—	монолитное строительство 93,
279—281
—	неармироваиные 92, 256
— объемно-пространственные 93
— однослойные 92, 253—262
— панели стеновые 93, 253—262
—	плиты звукоизоляционные 93
—	плиты перегородочные 93
—	плиты покрытий и перекрытий 93,
94, 264—269
— плиты сборной стяжки 93, 273
— плиты теплоизоляционные 93, 95
— свойства 92, 93
— технико-экономические показатели
282—288
Камыш 3, 9, 43, 92
— использование в качестве армату-
ры 329
— строение 44—46
— физико-механические свойства 46—
50
—	химический анализ 47
Камышебетон 43, 45, 330—336
Камышесечковые плиты 43, 46
Камышит 43
Камышовые брусья и стойки 43,
335—336 •
Камышовые фашины 43
Карандаши 27, 30
Каустический доломит 79
Каустический магнезит 79
Кеитори-Бод (см. цементно-стружеч-
ные плиты)
Когезия прочности прослоек из це-
ментного камня 161, 163
Козырьки 27, 28
Кокосовое волокно 62
Контактная зона 4, Д 18, 19, 25
—	деструкция 14
—	в структуре арболита 164—170
—	развитие напряжений 166
—	улучшение формирования 231—232
Комель 17
406
Контроль качества
—	арболита 382—392
—	арболитовой смеси 374—382
—	заполнителя 365—374
—	фибролитовых плит 392—394
—	цемента 359—365
—	цемеитно-стружечных плит
Кора 27, 29, 30, 38—43, 60
—	механические свойства 40, 41
—	физические свойства 40
—	химический состав 41, 42
Кории 28, 35
Коробление 4, 14, 16
Королит 9, 39, 150—154
Костра
—	джута 3, 9, 60—62, 347
—	кенафа 3, 9, 60, 61, 347
—	кендыря 60
—	конопли 3, 7, 9, 60—64
—	льна 3, 7, 9, 60—62, 92
—	рамн 60
Коэффициент прочности 4
Коэффициент размягчения 4
Крахмал 12, 59
Ксилолит 3, 4, 9
—	применение 356—359
—	свойства 347—348
—	сырьевые компоненты 348—353
—	технология производства 354—356
Легкогидролизуемые вещества 5,
11—13, 19, 27, 36, 39
Лигнин 10, 11, 30, 42, 59, 60, 65
Луб 39, 40—42, 60
Лузга
—	подсолнечная 67
—	рисовая 67
Материалы для отделочных слоев
конструкций из арболита 91
Микроскопическое строение древесины
32, 37
Минерализация древесного заполни-
теля 5, 13, 19, 20, 31, 32, 34, 85—87
Минеральные заполнители 9, 28,
162—164
Минеральные соли 11
Набухание
—	древесного заполнителя 14, 16, 18,
35, 36, 38, 161
—	цементного камня 4
Напряжения
—	в контактной зоне 4
—	влажностные 14, 16, 37
—	внутренние 14, 15
— скалывающие 36
Несущие конструкции из ЦСП 6
Обрезки 30, 68
Ограждающие конструкции 6
Опилки лесорамиые 3, 6, 9, 28, 30,
68, 70
Опилобетон 9, 80
Органические кислоты 11
Откомлевки 27, 28
Отдубина 9, 34, 38
Отрезки 27, 30
Отструг 27, 30
Отходы
— картонажно-бумажного производ-
ства (см. скоп) 3, 43
— лесозаготовки 3, 7, 27, 29, 30, 68
— мягкие (см. также отсевок щепы,
станочная стружка, лесорамиые
опилки) 68, 70
— очесы 54, 55
Пентозаны 41, 42
Плотность
— арболита 6, 162
—	древесного заполнителя 16, 18, 19,
23, 36
—	Коры 40
—	фибролита 6
Пни 28
Поверхиостно-активиые вещества
(ПАВ) 12
Показатель деформативности 6
Полисахариды 11, 12
Пористость
— объемная 18
— поверхностная 18, 36
Портландцемент 13, 21, 24, 39, 51,
61—63, 77, 161, 288, 307
— белый 77
— быстротвердеющий 77
—	норма расхода иа 1 мэ арболита
164
—	тонкость помола 77
Пробковая ткань 39
Проводимость заполнителя 5, 10, 21,
31, 34
Проницаемость заполнителя 5, 10,
21—22, 31, 34
Прочность
—	арболита 13, 17, 19—21, 38, 161—
164, 166
—	древесины 36
—	ДЦК Ю-12
—	изделий 11
—	коры 41
—	марочная 4
407
— оптимальная 6
—	остаточная 4
—	на разрыв 36
— структурная 5
Распрессовка отформованного изде-
лия 162, 163
Расчет состава арболита
— поризованного 101—105
— пористого 105—109
Редуцирующие вещества 43
Рейкн 27, 30, 68, 306
Рисовая солома 3, 7, 9, 54, 65, 67
Сахароза 11, 12
Сернокислый алюминий 289
Скоп 3, 9, 43
Скопобетон 3, 4, 7, 9, 43, 326—329
Смачиваемость 10, И, 31
Смолистые вещества 11, 12, 42, 61,
62
Сопротивление
—	на статический изгиб 18, 44
—	растяжению 18, 41
—	сжатию 18, 35
—	скалыванию 18, 36
Соезки 3, 6, 9, 26, 27, 35, 68
Ствол 17, 28, 34—36, 38, 39
Стебли хлопчатника (см. гуза-пая)
3, 7, 9, 12, 50—55
Степень уплотнения 6
Стойкость к влагоперемеиным воздей-
ствиям
—	ДЦК Ю, 14
—	арболита 17, 195, 162
Стружка станочная 3, 6, 9, 27, 30,
35, 68, 70, 288, 289
Стружкобетон 9
Суберин 42
Сучья 3, 6, 27—29, 68
Сцепление заполнителя с цементным
камнем 6, 11, 21, 23, 24
— приготовление смеси 119—126
— способы формования 126
— — вибрирование с пригрузом
140—144
----вибропрессование 130—133
---- виброуплотиение 135—136
---- послойное уплотнение 133—135
---- прессование 127
----силовой вибропрокат 128—130
---- циклическое (многократное
сжатие) 127—128
— твердение 144—145, 148
—	тепловая обработка 146
Тонкомер 3, 9, 27, 68, 306
Торцы 3, 9, 35, 68
Транспортирование сырья
—	древесного 39, 70
—	из отходов сельскохозяйственного
производства 74—76
Тростиик-арундо 44
Удельная поверхность древесного за-
полнителя 6, 163, 165, 166
Управление качеством ДЦК 5
Упругость смеси при уплотнении 5,
10, 25, 26
Упругопластические свойства целлю-
лозосодержащих заполнителей 10, 25
Урановые кислоты 41, 42
Усадка
—	арболита 15
—	цементного камня 14, 15
Усушка древесного заполнителя 4,
14, 16, 18, 36, 161
— вдоль волокон в радиальном на-
правлении 14
—	вдоль волокон в тангенциальном
направлении 14, 18, 19
Учет сырья
—	древесного 68
—	из дикорастущих растений 74
— из отходов сельскохозяйственного
производства 75, 76
Танниды 10—12, 30, 68
Твердение
— арболита 236—240
— вяжущего 4, 11, 13, 18
Теплофизические свойства конструк-
ций из арболита 244—249
Техническая пеиа 88
Технология изготовления изделий из
арболита
— выдержка 147
— отделка 91, 147—148
— подготовка заполнителя 109—119
Феллодерма 39
Фибролит 3, 6, 7, 9, 28, 29
— выбор древесного сырья 28, 29,
290—292
— долговечность 290
— марки 289
— применение 288, 302—305
— свойства 6, 289
— технология изготовления 292—293
Фруктоза 11, 12
Хворост (маломерная древесина) 28
408
Химическая активность целлюлозосо-
держащих заполнителей 10
Химическая агрессивность заполни-
теля растительного происхождения 5,
10, 13
Химические добавки 80—90, 289
—	при изготовлении фибролита 6
—	способ введения 85
—	техника безопасности при приго-
товлении 90, 91
—	хранение и траиспортированне
89—90	''
Химическое облагораживание запол-
нителя 6
Химический состав древесины И
Хранение сырья
— древесного 68—74
—	из дикорастущих растений 74
— из отходов сельскохозяйственного
производства 74—76
Хрупкость коры 41
— тонкость помола 77
Цемеитно-стружечиые плиты (ЦСП)
3, 7, 9
—	плотность средняя 6, 307
—	применение 6, 305
—	свойства 305
—	сырье 306
— технология изготовления 306—315
— экономическая эффективность
325—326
«Цементные яды» (см. водораствори-
мые сахара) 11, 12
Цементный камень 4—7, 9—11, 14,
16, 20—24, 25
— влажностные деформации 16, 162
— набухание 4
—	объем в арболите 20, 21
— непрерывность прослойки 161, 162
—	усадка 15
—	толщина прослойки в структуре
арболита 164—166
Целлюлоза 10, II, 20, 37, 42, 43, 47,
59—61, 65, 161
Целлюлозосодержащие заполнители
3, 9
—	влажностные деформации 4
—	удельная поверхность 6
—	степень уплотнения 6
—	свойства 10
—	самопроизвольные деформации 37
Цемент
—	алинитовый 79
—	белитошламовый (БШЦ) 78, 79
—	быстротвердеющий 77
—	марки 77
—	сульфатостойкий 77
Шелуха риса 3
Шлакопортландцемент 78
Шлакошелочиое вяжущее 9, 77
Шпон-рванина 27, 30
Щепа 3, 9, 29, 30, 69—74
Экстрактивные вещества 10, 11. 13.
41, 42, 61, 62, 78, 80
Элтен (см. цементно-стружечные пли-
ты) 305
Эфирные масла 11
Ядро 5, 17, 19, 26. 34, 35
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение...........................................................3
Глава 1. Общие закономерности структурообразоваиия материалов
из древесно-цементных композитов...................................9
1.1.	Специфические особенности целлюлозосодержащих заполните-
лей растительного происхождения и их влияние на структурооб-
разоваиие древесно-цементных композитов.........................9
1.2.	Химическая агрессивность заполнителя растительного проис-
хождения по отношению к клинкерному цементу ....	10
1.3.	Влажностные деформации древесного заполнителя и разви-
тие давления набухания ....................................... 14
1.4.	Аиизатропиые свойства древесины......................17
1.5.	Проводимость и проницаемость древесного заполнителя	.	.	19
1.6.	Адгезия древесины с цементным камнем	.....	20
1.7.	Проявление упругих свойств при уплотнении древесно-це-
ментной смеси..................................................25
Глава 2. Сырьевые компоненты для композитов с целлюлозосодер-
жащим заполнителем................................................27
2.1. Сырье для органического целлюлозосодержащего заполни-
теля в ДЦК.....................................................27
2.2. Сырьевые компоненты	для	производства ДЦК ....	77
Глава 3. Особенности технологии производства и область эффектив-
ного применения арболита	................................... 92
3.1.	Общие сведения............................................92
3.2.	Основные свойства	арболита................................95
3.3.	Подбор состава пористого и поризованного арболита .	.	99
3.4.	Технология изготовления арболитовых изделий и конструкций 109
3.5.	Специфические особенности технологии арболита на недре-
весиом заполнителе............................................150
Глава 4. Пути повышения прочности арболита и интенсификация
процесса его твердения...........................................161
4.1. Теоретические основы разработки способов повышения проч-
ности арболита ...............................................161
4.2. Исследование адгезии и контактной зоны в структуре арболита 164
Глава 5. Влияние самопроизвольных объемных влажностных дефор-
маций древесного заполнителя на процессы структурообразоваиия,
прочность и стойкость арболита к влагопеременным воздействиям 187
5.1	Влияние влажности арболита на его прочность .... 187
5.2.	Влияние давления иабухаиия древесного заполнителя на
структурообразование арболита ............................... 191
5.3.	Стойкость арболита к попеременному увлажнению и высы-
ханию в частично стесненных условиях. Определение деформации
усадки и развиваемого давления набухания арболита .	195
Глава 6. Повышение прочности и стойкости арболита к влагопере-
менным воздействиям..............................................205
6.1.	Снижение влажностных деформаций древесного заполнителя 205
6.2.	Влияние пленкообразующих добавок иа физико-механичес-
кие свойства арболита ....................................... 208
410
6.3.	Упрочнение каркаса структуры арболита путем увеличения
растворной части при введении минеральных добавок
6.4.	Повышение прочности арболита за счет модифицирования
цементного камня и применения новых эффективных вяжущих
низкой водопотребиости (ВНВ)............................  .
6.5.	Повышение качества формирования структуры арболита пу-
тем улучшения режима уплотнения упругой арболитовой смеси .
6.6.	Улучшение формирования контактной зоны структуры арбо-
лита с учетом анизотропности и шероховатости древесного за-
полнителя ..................................................
6.7.	Снижение коррозионной активности арболитовой смесн. За-
щита стальной арматуры и закладных деталей в арболитовых кон-
струкциях ..................................................
6.8.	Интенсификация процесса твердения арболита .	.	.	.
6.9.	Интенсификация процесса твердения арболита путем
электрообработки	.	.	.	.	.
Глава 7. Производство и применение арболита в строительстве.
Технико-экономическая эффективность.............................
7.1.	Свойства арболита. Рекомендации по проектированию конст-
рукций ................................
7.2.	Стеновые панели и блоки из арболита .
7.3.	Несущие конструкции с применением арболита .	,	.
7.4.	Производство мелкоштучиых арболитовых блоков и перегоро-
дочных плит.................................................
7.5.	Производство н применение арболитовых плит для основания
под полы ...................................................
7.6.	Производство арболитовых мелкоштучных блоков с исполь-
зованием мобильной бетоиосмесительной установки ...
7.7.	Монолитное строительство из арболита...................
7.8.	Технико-экономические показатели производства и примене-
ния арболита ...............................................
Глава 8. Фибролитовые плиты..............................
8.1.	Основные свойства фибролита	.	.	.	.	.
8.2.	Долговечность.............................
8.3.	Требования, предъявляемые к древесному сырью .	.	.	.
8.4.	Влияние технологических факторов иа структурообразоваиие
фибролита...................................................
8.5.	Эффективная область применения цементного фибролита
Глава 9. Производство и применение цементно-стружечных плит
9.1.	Влияние технологических факторов на свойства ЦСП
9.2.	Технология ЦСП.................................... ...
9.3.	Эффективная область применения ЦСП
9.4.	Ограждающие конструкции из ЦСП
9.5.	Экономическая эффективность ЦСП
Глава 10. Скопобетон............................................
Глава 11. Камышебетон, деревобетон и бамбукобетон .	.	.	.
11.1.	Перспективы использования камыша и бамбука в производ-
стве строительных материалов и конструкций в качестве арматуры
11.2. Камышебетон...........................................
11.3.	Технология изготовления изделий и конструкций из камыше-
бетоиа .....................................................
11.4.	Деревобетон. Применение древесины в качестве арматуры
11.5.	Бамбукобетон. Бамбук как арматура	.
210
214
226
231
232
236
237
243
244
253
264
269
273
276
279
282
288
288
290
290
292
302
305
306
310
315
316
325
326
329
329
330
333
337
342
Глава 12. Ксилолит................................................347
12.1. Сырьевые компоненты. Влияние технологических факторов
иа свойства ксилолита	  348
12 2. Технология ксилолита	 354
12.3. Эффективная область применения ксилолита .... 356
411
Глава 13. Контроль качества исходных материалов, арболита и го-
товых изделий................................................. _	359
13.1. Цемент. Методы лабораторных испытаний ....	359
13.2. Заполнители. Методы лабораторных испытаний .	. 365
Глава 14. Контроль качества древесно-цементных материалов .	. 374
14.1.	Контроль приготовления арболитовой смеси. Методы лабо-
раторных испытаний.........................................  374
14.2.	Контроль качества арболита.............................382
14.3.	Контроль качества фибролитовых плит. Методы лаборатор-
ных испытаний .	.................................392
14.4.	Контроль качества цемеитно-стружечных плит. Методы ла-
бораторных испытаний	..............................394
Список литературы .	........................’	399
Предметный указатель................................ .	'	. 405
CONTENTS
Chapter 1.	General regularities of structure formation of wood-ce-
ment composites (WCC) — fibrolite, arbolite, scopoconcrete, cement-chip-
board slabs, xylolite and other composites based on wood and vegeta-
tion wastes	 9
1.1.	Specific properties of organic cellulose aggregate and effect
on the processes of structure formation and properties of materials 9
1.2. Chemical aggressiveness of vegetable aggregates to cement
clinker origin — wood...............................................10
1.3.	Humid deformations of vegetable aggregates and structure for-
mation of wood-cement composite.....................................14
1.4.	The effect of anisotropic properties of wood materials	17
1.5.	Conductivity and permeability of wood aggregate	19
1.6.	Adhesive properties of wood aggregate with cement stone 20
1.7. The effect of elastic properties of wood-cement mortar during
compaction ........................................................ 25
Chapter 2.	Row components for composites with celluloze-containing
aggregate	.	.	.	...	27
2.1.	Row materials for organic celluloze-containing aggregates
for WCC	 27
2.2.	Row components for WCC production	.	.77
Chapter 3.	The production and application of arbolite	.	...	92
3.1.	General information	...	.92
3.2.	Building properties of arbolite ...	.	95
3.3.	Composition of porous	arbolite mix	...	.99
3.4.	Technology production of arbolite members and structures 109
3.5. The peculiarities of the technology of arbolite with nonwood
aggregate ...	.......................... .150
Chapter 4.	Ways of increasing arbolite strength and intensification
of its hardening process	.161
4.1.	Theoretical fundamentals of elaborating the methods of impro-
ving the quality of arbolite.....................................161
4.2.	Investigating the contact zone in arbolite structure .	.	.164
Chapter 5.	Influence of volume humid deformation of wood aggrega-
te on strength of arbolite .	.	.	187
5.1.	Influence of humidity of arbolite on its strength .... 187
5.2.	The effect of swelling pressure of wood-type aggregate on the
structure formation of arbolite	.	.....................191
5.3.	The effect of volumetric humid deformations of wood-type
aggregate on the strength of arbolite to the humidity changes . 195
413
Chapter 6.	Increasing of arbolite strength to humidity changes . 205
6.1.	The reduction of humid deformations of wood-type aggregate 205
6.2. The effect of film-making additives on physical and mechanical
properties of arbolite........................................... ...	208
6.3.	Strengthening of framework of arbolite is structure by incre-
asing the mortar quantity when introducing mineral additives . 210
6.4. Increasing the arbolite strength by modifyng cement stone 214
6.5 Improving the formation of contact zone of arbolite structure
taking into account the anisotropy....................................226
6.6.	Improving the quality of arbolite’s structure formation by
improving the conditions of compacting the elastic arbolite mix 231
6.7. Reduction of corrosive aggressiveness of arbolite medium by
application of inhibitors ......	... 232
6.8.	Intensification of arbolite hardening process ...	236
6.9.	Arbolite product manufacture with electroheating	237
Chapter 7.	Application of arbolite in construction	.	. 243
7.1.	Thermal and physical properties of arbolite	...	244
7.2.	Wall panels from arbolite .....	...	253
7.3.	Bearing structures from arbolite ...	.	264
7.4.	Production of arbolite blocks and partitions ....	269
7.5.	Production and use of arbolite slabs as the floor basement	. 273
7.6.	Production and use of small-piece arbolite blocks using mobile
concrete mixer	.....	.	.	...	276
7.7.	Application of arbolite in monolithic construction .	279
7.8.	Economic efficiency of using arbolite products and structures 282
Chapter 8.	The production and application of fibrolite	.... 288
8.1.	Physical and mechanical properties of fibrolite	.	. 288
8.2.	Durability.......................................................290
8.3.	Specific requirements to raw material components .	. 290
8.4.	The effect of certain technological factors on qualitative pro-
perties of fibrolite .....................................	.	. 292
Chapter 9.	Production and application of cement-chipboard slabs
(CCS)	305
9.1.	Influence of technology on properties of CCS ... 306
9.2. Production technology of CCS .....	. 310
9.3.	Efficient field of CCS application ..............................315
9.4.	Enclosing structures made of CCS .	.	316
9.5.	Economic efficiency of COS application...........................325
Chapter 10.	Fibro-scope concrete......................................326
Chapter 11.	Using of reeds, bamboo, etc. for concrete production . 329
11.1.	Use of bamboo and vegetation stems as reinforcement for
various building structures ...........................................329
11.2.	Reedconcrete.....................................................330
11.3.	Technology of reedconcrete.......................................333
11.4.	Timber-concrete.	Using timber as	reinforcement .... 337
11.5.	Bambooconcrete.	Bamboo as reinforcement........................342
414
Chapter 12.	Production and application of xylolite .	347
12.1.	Raw material components used for xylolite production	.	348
12.2.	Technological peculiarities of xylolite products .	354
12.3.	Efficient field of xylolite application in construction .	. 356
Chapter 13.	Quality control of row materials, arbolite and ready
products	............................. .... 359
13.1.	Cement. Methods of laboratory control .	.	.	. 359
13.2.	Aggregates. Methods of laboratory control .... 365
Chapter 14.	Quality control of wood-cement materials	374
14.1.	Control of preparation of arbolite mix. Methods of laboratory
control.................................. .	.	.	374
14.2.	Quality control of arbolite .	.	.	382
14.3.	Quality control of fibrolite slabs ....	' 392
14.4.	Quality control of CCS .......	.	. 394
Literature................................................................399
Content	........................ ....	.	. 410
Научное издание
Наназашвили Исаак Хискович
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
ИЗ ДРЕВЕСНО-ЦЕМЕНТНОЙ КОМПОЗИЦИИ
Зав. редакцией Н. Н. Днепрова
Редактор Л. В. Партизенкова
Художественный редактор О. В. Сперанская
Оформление художника В. Н. Нечаева
Технический редактор Е. В. Полиектова
Корректоры Н. С. Лукьянчук, Ю. М. Знслни
ИБ № 5191
Сдано в набор 9.04.90. Подписано в печать 4.12.90. Формат 60X 887iS. Бумага офсетная
Гарнитура «Литературная». Усл. печ. л. 26. Уч.-изд. л. 28.17. Усл. кр.-отт. 26.
Тираж 6500 экз. Заказ № 394. Изд. № 2634 Л. Цена 3 р. 40 к.
Стройиздат. Ленинградское отделение
199053, Ленинград, наб. Макарова, д. 10
Типография им. Котлякова издательства «Финансы и статистика»
Государственного комитета СССР по печати.
195273, Ленинград, ул. Руставели, 13

Проект- ОТКРЫТЫЙ ДОСТУП
Над оцифровкой данной книги работали:
Ружинский С.И. rygmskifaiaport.ги
Ружинский Ю.И.
Раенко А.С.
август 2005, г. Харьков, Украина
г.Харьков, ул. Чкалова 1
МП «Городок»
Популяризация применения химических добавок и оригинальных технологий в строительной индустрии.
ryginski@aport.ru
+38(057)315-32-63
Здесь может быть Ваша реклама!
Закажи книгу по бетоноведению или строительству на оцифровку и размести в ней свою рекламу.
Дополнительная информация: ryginski@aport.ru