Щепа для арболита: что это такое, выбор измельчителя и изготовление

Арболит – это один из видов деревобетона, обладающий хорошими теплоизоляционными и звукоизоляционными свойствами.

Однако важно правильно выбрать древесный наполнитель, ведь от этого будет зависеть качество готового арболита и срок его службы.

В арболите древесная щепа выполняет несколько важных функций:

• снижает тепло и звукопроводность смеси;
• армирует бетон, увеличивая его прочность на изгиб;
• снижает расходы на производство этого материала.

Как арболитовая щепа влияет на бетон?

Для определения оптимальных характеристик щепы необходимо сначала выяснить, как она влияет на бетон. Причем необходимо определить влияние как на изготовление деревобетонной смеси, так и на процессы, происходящие во время набора прочности и в течение всего периода эксплуатации изделий из этого материала.

Любая древесина оказывает на цементный камень, являющийся основой бетона, крайне негативное влияние из-за:

• высокого водопоглощения;
• разбухания и усушки;
• высокого содержания сахаров.

Любая древесина – это очень пористый материал, обладающий огромной способностью впитывать воду. Поэтому при добавлении в цементно-водную смесь щепа впитывает в себя часть воды, что приводит к разбуханию и нарушению процесса гидратации цемента.

Теоретически древесина плотных и тяжелых пород лучше подходит для изготовления арболитной щепы, ведь она обладает меньшим водопоглощением, но на практике основным материалом для изготовления такой щепы являются сосна и ель.

По факту правильная подготовка рубленой и дробленой древесины настолько снижает водопоглощение, что влияние породы полностью нивелируется.

Как и древесина, цементный камень является пористыми веществом с определенным уровнем водопоглощения и водопроницаемости.

Однако цементный камень не меняет своих размеров после наполнения водой, чего нельзя сказать о древесине.

Однако впитать такое количество воды, которого хватило бы для сильного разбухания, способного разрушить цементный камень, древесина не может из-за ограниченной водопроницаемости бетона.

Тем не менее, этого количества воды хватит для превращения в лед, который во время заморозков и будет разрушать стену из арболита. Поэтому очень важно правильно подготовить щепу, чтобы максимально снизить ее водопоглощение.

Еще одна проблема связана с высоким содержанием сахаров в древесине. Ведь сахар нарушает процесс гидратации цементного камня, не только увеличивая время твердения и набора прочности, но и снижая максимальную прочность.

Для изготовления арболита нужна щепа с минимальным содержанием сахара, а этого можно добиться, если дать вылежаться сначала древесине, а затем и щепе из нее 2–4 года в сухом проветриваемом помещении.

Такая подготовка снижает количество свободных сахаров на 20–30%. Также можно обработать готовый наполнитель для арболита препаратами, расщепляющими сахара в поверхностных слоях.

Все это позволяет сделать однозначный вывод – не имеет значения порода древесины, ведь все равно готовую щепу необходимо обрабатывать специальными препаратами, меняющими ее свойства.

Щепа, используемая для арболита

Этот древесный материал при производстве деревобетона лока может использоваться нескольких видов. Но не любая стружка может быть годной для этого процесса, а только та, что соответствует по геометрии и размерам ГОСТу.

Щепа, получаемая из дерева, должна быть игольчатой формы и вписываться в следующие размеры:

• по длине 15-25 мм;
• по толщине 2-3 мм;
• по ширине 10-12 мм.

Чтобы ее приготовить своими руками, нужно использовать специальные рубильные станки, которые за короткое время способны переработать в щепки различные сучки и макушки деревьев, отходы деревообрабатывающей отрасли и горбыль. Для изготовления щепы чаще всего применяются хвойные деревья: сосна, ель, пихта, так же хорошо себя зарекомендовали береза и осина, а вот бук и лиственницу не стоит применять.

Иногда в качестве щепы идет измельченная кора деревьев и их хвоя, но их перемешивают совместно с основным наполнителем.

Перед использованием выбранный древесный материал должен пройти антисептическую обработку, также его освобождают от водорастворимых веществ, которые могут снизить некоторые его эксплуатационные характеристики.

Если неоткуда взять необходимое дерево, то можно использовать костры конопли или льна, рисовую солому, либо стебли хлопчатника. Перед применением костры льна нужно вымочить в течение двух дней в молоке или выдержать продолжительное время на воздухе, примерно 4 месяца.

Щепа после производства или покупки должна быть просеяна, очищена от грязи и коры. Затем ее нужно высушить, а для придания пластичности обработать силикатным клеем или хлористым кальцием. Чтобы сократить длительности сушки нужно применить жидкое стекло, но готовые блоки в этом случае получаются более хрупкими.

Размеры и форма древесного наполнителя

В СССР размеры и форму древесного наполнителя регламентировал «ГОСТ 19222-84 Арболит и изделия из него. Общие технические условия».

Он указывает лишь максимальные размеры щепы:

• длина ≤ 40 мм;
• ширина ≤ 10 мм;
• толщина ≤ 5 мм.

Несмотря на то, что этот документ уже не действует, ограничения на размер щепы актуальны до сих пор.

От размера дробленой и рубленой древесины зависит удобство укладки готовой смеси и количество пустот в ней.

Кроме того, такое ограничение появилось в результате многолетних исследований и обширного опыта применения арболита для возведения различных строений.

Поэтому превышение максимальных размеров, особенно по длине, приведет к снижению прочности изделий из деревобетона.

Производство материала

Наиболее качественная щепа получается при переработке древесины на дисково-молотковых дробилках. Дисковая часть представляет собой толстый стальной диск, на котором установлены 3 режущих ножа.

Благодаря подаче древесины под определенным углом дисковая рубительная машина нарезает чипсы, ширина которых несколько превосходит ширину или толщину деревянной заготовки.

При этом волокна расположены так, что даже небольшое поперечное воздействие на такие чипсы приводит к их раскалыванию на иглы толщиной 1–5 мм. Длина игл колеблется в диапазоне 1–4 см.

Затем чипсы поступают в молотковую часть дробилки, где стальные пальцы разделяют их на иглы. Ведь удар стального пальца вдоль волокна не причиняет щепе вреда, а удар поперек разделяет на несколько элементов.

Отдельные иглы проходят через сито и образуют кучу неподалеку от рубительной машины.

Иногда для производства щепы используют шредеры, но они не могут придать материалу нужную форму, поэтому в партии готового материала нередко треть или половина не соответствует по размерам и форме требованиям ГОСТ.

Исключение составляют шредеры, в которых древесина перед подачей правильно позиционируется, благодаря чему дробление всегда происходит вдоль волокон и вся щепа получается правильной формы и размера.

Кроме того, рваная форма краев улучшает сцепление древесины с цементом, благодаря чему возрастает прочность бетона после застывания.

Из-за высокой стоимости подходящего шредера его покупку могут себе позволить лишь крупные предприятия.

Более подробную информацию о рубительных машинах и их принципах работы вы найдете в статье Оборудование для переработки древесины.

Молотковые дробильные станки

Такие дробилки бывают одновальными и двухвальными, для домашнего производства достаточно аппарата первого типа. Это роторное устройство, которое содержит в своей сердцевине молотки и отбойники. В агрегате имеется специальный загрузочный бункер. В него нужно закладывать подготовленные заранее тонкие поленья, лучше сделать их длинными или закупить таковые, это обезопасит процесс, иначе при неловком обращении с короткой заготовкой велика вероятность травматизма.

При попадании дерева в устройство оно проходит между молотками и разделительными пластинами, расщепляется при ударах, а затем через колосниковые отверстия просеивается в отводное отделение. Размер щепы будет зависеть от размеров ячеек сита, максимальный его размер обычно не превышает 6 мм.

Дисковые рубильные машины

Некоторые их модели имеют регулируемые ножи, за счет которых можно изменять размеры получаемой щепы.

Они предназначены для обработки любого леса, в том числе и круглого, брусья которого нужно загружать в отдельное окно, там оно, попадая на ножи, затягивается ими вглубь устройства и расщепляется. Максимальный диаметр бревна равен 10 см.

Барабанные щепорезы

Можно перерабатывать не только дерево, но и отходы мебельного производства, лесопилок. Модели таких щепорезов оснащены большим загрузочным бункером, в который нужно подавать ветки и бревна, они самовтягиваются в аппарат, а после прохождения барабана с расположенными на нем двухсторонними затачиваемыми ножами, получают щепы необходимых размеров. Маленькие модели имеют одно колесо для облегчения транспортировки устройства.

Для упрощения процесса производства щепы своими руками можно сделать целую линию, которая будет состоять из щепореза, цепного конвейера и окорочного барабана.

Принцип работы такой системы прост:

• в станок загружается сырье для получения щепы;
• на выходе готовая щепа попадает на конвейер;
• устройство доставляет материал в окорочный барабан;
• после достижения нужной чистоты, содержимое барабана разгружают на цепной конвейер, который подает щепу в накопитель.

Участие человека при этом процессе минимально.

Опилкобетон или арболит лучше для строительства

Сравниваем что лучше арболит или газобетон

Вес арболитовых блоков

Рассчитываем арболитовые блоки на дом и куб стены

Зачем нужна химическая обработка?

Только что полученную арболитовую щепу нельзя сразу же засыпать в бетономешалку, ведь из нее не получится надежного деревобетона.

Щепу предварительно вымачивают в растворах различных веществ, которые заполняют поры древесины и нейтрализуют свободные сахара.

Чаще всего для такой обработки применяют водные растворы:

• сернокислого алюминия;
• силиката натрия;
• хлористого кальция;
• гашеной извести.

Оптимальное время вымачивания и концентрация зависят от многих факторов, поэтому правильно определить его может лишь опытный инженер-технолог.

Вымоченную щепу отделяют от раствора и либо сразу же отправляют в бетономешалку, либо сушат различными способами, в том числе в сушилках, о которых можно прочесть здесь.

Как сделать щепорез своими руками?

Тем, кто захочет сделать собственный щепорез, потребуется чертеж устройства, материалы, определенные знания и навыки. Чертеж можно найти в интернете, к примеру, тот, что прилагается.

Узлы и детали придется делать и собирать самостоятельно.

Один из основных элементов механизма – диск диаметром порядка 350 мм и толщиной примерно 20 мм. Если ничего подходящего в хозяйстве не имеется, придется вытачивать из листа. Для посадки на вал потребуется сделать хорошо центрированное отверстие с пазом под шпонку. Кроме того, нужно будет выпилить три паза, сквозь которые древесина станет попадать под молотки, и нужное количество монтажных отверстий.

Несколько проще обстоят дела с ножами. Их делают из автомобильных рессор. На ножах просверливаются по два отверстия под крепеж. Кроме сверла, потребуется зенкер. Зенковка позволит утопить потайные головки крепежных деталей. Плотно прикрепить ножи к диску не составит труда любому взрослому мужчине.

Молотки представляют собою обычные стальные пластины, имеющие толщину около 5 мм. Крепятся они на роторе с шагом 24 мм. Купить молотки можно в магазине.

Сито для щепореза – это длинный (около 1100 мм) цилиндр (Д= 350 мм), свернутый и сваренный из листа. Примечательно, что отверстия в сите должны иметь не ровные, а рваные края. Поэтому их не высверливают, а вырубают, к примеру, пробойником с диаметром от 8 до 12 мм.

Все режущие и вращающиеся детали должны закрываться кожухом. Кожух, как и приемный бункер, изготавливают из листовой стали. Отдельные детали вырезают по картонным шаблонам и сваривают в единое целое. Для жесткости конструкции к листам приваривают ребра жесткости из труб или уголков. В корпусе следует предусмотреть все отверстия: для вала, загрузочного бункера и для выхода щепы.

Готовые детали собираются в механизм. На рабочий вал насаживается диск, молотки и подшипники. Вся конструкция закрывается кожухом. Диск ни в коем случае не должен касаться корпуса. Зазор должен составлять порядка 30 мм.

Привод монтируется на заключительном этапе. Самодельный щепорез может работать от электродвигателя напряжением 220 или 380 В. Допускается работа от бензинового или дизельного мотора.

Электродвигатели обладают небольшой мощностью, зато малошумные и более экологичные. Двигатели внутреннего сгорания более производительны, но их работа сопровождается выделением вредных выхлопных газов.

Самодельные щепорезы выгодны при изготовлении арболита для частного строительства.

О том, как сделать щепорез своими руками, смотрите в следующем видео.

Цена за куб

В большинстве случаев при покупке изготовленной на рубительных машинах или обычных шредерах необработанной арболитовой щепы напрямую у производителя средняя цена составляет 200 рублей за 1 м

3

.

Причем в некоторых местах, где есть избыток этого вида отходов и нет клиентов на него, щепу могут отдать даже даром.

Если же спрос на нее велик, то стоимость может сильно подскочить. Поэтому иногда встречается щепа среднего качества, за 1м

3

которой просят 500–900 рублей.

Стоимость же материала, полученного с помощью специализированных шредеров в среднем составляет 1000 рублей за 1 м

3

при покупке у производителя напрямую.

Любые посредники, будь то магазины или оптовые базы, только увеличивают стоимость готового продукта, потому что никто не работает без прибыли.

Обработка щепы реагентами, нейтрализующими сахара и закрывающими поры древесины, поднимает стоимость материала на 200–700 рублей, при этом точную информацию о времени и способе обработки получить очень сложно. Обрабатывают этот материал одни люди, а занимаются его продажей совсем другие.

Покупать или делать своими руками?

Ответ на этот вопрос зависит от многих факторов, основный из которых – свободный доступ к древесине, подходящей для изготовления щепы. Это могут быть обрезки с пилорамы или деревообрабатывающего цеха.

Кроме того, подойдут и отходы с лесозаготовок (толстые ветви), однако с них придется снимать кору.

Если же доступа к бесплатным или очень дешевым отходам нет, то придется покупать готовую щепу, потому что самостоятельное изготовление в таких условиях обойдется очень дорого.

Если же есть доступ к бесплатным или дешевым отходам, то выгодней производить щепу самостоятельно.

Не менее важным является и назначение готового арболита.

Если его используют для утепления или строительства подсобных помещений и жилых домов высотой 1–2 этажа с деревянными перекрытиями, то никакой разницы между щепой, полученной на самой дешевой рубительной машине и суперсовременном шредере нет.

Разница появляется только при строительстве домов высотой 3 этажа или оснащенных железобетонными перекрытиями.

Однако ГОСТ Р 54854—2011 и ГОСТ 25820-83 допускают использование арболита только для строительства подсобных помещений и жилых домов высотой 1–2 этажа с деревянными перекрытиями. Поэтому при соблюдении требований различных ГОСТ никакой разницы между этими видами щепы нет, а строительство в нарушение требований этих документов придется вести на свой страх и риск.

Форма щепы оказывает на прочность застывшего абролита гораздо меньшее значение, чем правильная обработка реагентами, в результате которой резко снижается влияние свободных сахаров и закрываются поры древесины.

Самодельная щепа, полученная с помощью самой дешевой рубительной машины, но обладающая игольчатой формой и правильно обработанная реагентами, будет гораздо эффективней, чем продукция современного шредера, не получившая должной обработки.

Поэтому для строительства собственного дома лучше делать щепу самостоятельно, сделав для этого рубительную машину, тем более, что ничего сложного в изготовлении этого аппарата нет. Более подробную информацию о нем вы найдете в этих статьях:

• Щепорез своими руками;
• Станки для щепы своими руками;
• Щепа своими руками.

С такой работой справится любой человек, умеющий работать с:

• болгаркой;
• сварочным инвертором;
• слесарными инструментами.

При промышленном производстве арболита придется сравнивать все плюсы и минусы как покупки готовой щепы, так и самостоятельного изготовления, после чего принимать взвешенное решение.

Из чего делают щепу для арболита

Древесина для арболита подойдет практически любая. Лучшим вариантом будет использование хвойных пород (например, сосна, ель) или твердолиственных пород (например, береза, дуб, тополь, осина). Категорически нельзя использовать лиственницу, бук (из-за повышенного содержания вредных для цемента веществ — сахаров), также нельзя использовать свежесрубленную древесину, она должна полежать 3-4 месяца.

Для производства щепы в ход идут любые отходы лесозаготовок (сучья, ветки, верхушки деревьев), отходы деревообработки (горбыль, остатки оцилиндровки), вторичные отходы (деревянная мебель, паллеты и др.). Объем древесного заполнителя должен содержать не больше 10% примеси коры, не больше 5% хвои и листьев от массы сухого заполнителя.

Почему хвоя лучше? Древесина содержит вещества, которые вредно влияют на характеристики арболита, особенно на прочность: различные группы сахаров, крахмал, экстрактивные вещества. Их содержание в хвойных породах деревьев меньше, чем в твердолиственных и других породах. В любом случае заполнитель, производимый из вышеперечисленных пород, нуждается в дальнейшей подготовке и обработке. Просто на выведение сахаров из заполнителя твердолиственных пород деревьев, в отличие от хвойных, потратится немного больше усилий и компонентов.

Химический состав пород древесины

Что это такое?

Отходы деревообработки являются ценным строительным материалом. После измельчения до определенных размеров они становятся наполнителем бетонных смесей. Используется щепа для арболита или как его именуют щепобетона. Арболитовые блоки имеют массу достоинств. Доступная стоимость играет немалую роль. Кроме того, дом, построенный из арболита, практически не требует дополнительного утепления.

Есть у щепы и иные достоинства. Материал пригоден для использования в качестве:

• топлива для печей – в чистом виде или в виде гранул;
• декора – дизайнеры предлагают его в окрашенном и естественном виде для оформления дачных участков и даже парков;
• составляющей для изготовления и украшения мебели;
• ингредиента, используемого при копчении различных продуктов питания.

В производстве мелкие фракции идут на изготовление других стройматериалов: картона, гипсокартона, ДСП и ДВП.

Выбор оборудования для изготовления

Наиболее подходящим оборудованием для получения щепы требуемой формы и размеров является специальный деревообрабатывающий шредер. Однако стоимость станка настолько высока, что вне производства приходится искать другие варианты.

Арболит вполне возможно изготавливать в домашних условиях. Для этого и щепу нужно делать самостоятельно. Измельчителем древесины в условиях подсобного хозяйства становится щеподробильный станок. Щепорезы бывают трех типов.

• Дисковые рубильные машины обрабатывают древесину различной формы. За счет регулировки наклона режущего инструмента можно получать заготовки требуемого размера.

• В барабанных щепорезах измельчают всевозможные отходы: лесозаготовительные, мебельного производства, обрезков после строительства. Сырье загружают в объемный бункер, откуда оно попадает в камеру и разрезается ножами с двусторонними лезвиями.

• Роторные дробилки молоткового типа выпускаются с двумя или одним валом. Основные элементы устройства – молотки и отбойники. Сначала древесина измельчается ударным способом, затем готовая продукция просеивается сквозь сито. От величины ячеек сита зависит размер получаемой щепы.

Принцип производства

Принцип работы щепорезов сводится к нескольким этапам.

Сначала отходы – доски, горбыль, обрезки, сучки и другое сырье – закладываются в загрузочный бункер. Оттуда все это подается в закрытую камеру, где на валу вращается мощный диск. На плоском диске имеются прорези. На нем, кроме того, закреплены несколько ножей. Ножи движутся под углом. За счет этого обрабатываемая древесина разделяется на небольшие пластины с косым резом.

Сквозь дисковые прорези пластины проникают в барабан, где стальные пальцы производят дальнейшее измельчение. Пальцы и пластины крепятся на том же валу, что и диск. Пластины установлены очень близко к барабану. Они перемещают размолотую щепу по внутренней поверхности барабана.

Нижняя часть барабана снабжена сеткой с ячейками, обеспечивающими заданные размеры щепы. Размер ячейки варьируется от 10 до 15 мм в диаметре. Как только готовая к использованию щепа попадает в нижнюю зону в вертикальном направлении, она проходит сквозь сетку в поддон. Оставшиеся частицы проворачиваются, удерживаемые пластинами, еще круг. В это время их положение постоянно меняется. Достигнув низа в нужном направлении, они также оказываются в поддоне.

Щепорезы могут иметь как электрический, так и бензиновый приводы. Мощность двигателя небольшого устройства находится в пределах четырех – шести киловатт, в более солидных доходит до 10-15 кВт. От мощности зависят способности устройства. С ее увеличением растет объем продукции за час работы механизма.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...