Опилкобетон - отходы в доходы! Часть 1

Пока ведутся подобные споры, давайте вспомним, что десятки тысяч жилых домов на территории СНГ, в основном постройки 50-60 годов, построены с применением органических наполнителей. Данные постройки существуют и сейчас, причем во многих проживают люди. Сотни тысяч домов построены из строительных материалов на основе органических заполнителей бетона на территории Европы, где имеется богатый опыт, как использования подобных материалов, так и эксплуатации построек из таких материалов. Национальный архитектурный облик целых государств обязан применению органических заполнителей в строительстве (двух и трех этажные фахверковые постройки Западной Европы.). Отходы деревообработки нашли применение в швейцарском стеновом материале «Дюризоле», американском «Виндстоуне», чехословацком «Пилинобетоне».

Однако на отечественном строительном рынке сложилось устойчивое мнение, что опилкобетон  эрзац-материал времен послевоенной разрухи, которому не место в современном строительстве, при этом, совершенно не учитывая положительный опыт наших европейских соседей.

Кошмарные рассказы о возможном возгорании опилкобетонных блоков, разрушении конструкций через полгода эксплуатации, водопроницаемости опилкобетонных блоков и другие ужасы - реалии самобытного фольклора некоторых «профессиональных» строителей без специального образования. Выше мы упоминали о десятках тысяч построек 50-60 годов на территории СНГ, их внешний вид казалось бы, лучшее подтверждение мнения об эрзац-заполнителях органического происхождения. Но давайте разберемся в чем причина разрушения внешнего слоя таких блоков (именно верхнего слоя т. к. большинство подобных конструкций еще эксплуатируются, а после проведенных ремонтных работ простоят еще не один десяток лет). Кроется ли причина в строительном материале, либо причина разрушения несущих, ограждающих конструкций в несоблюдении элементарных правил эксплуатации построек? Почему фахверковые дома Западной Европы отмечают 300 летний юбилей, а рабочие поселки послевоенной постройки практически непригодны для жилья? Попробуем разобраться в этом вопросе.

Основной причиной разрушения зданий всегда являлась вода: вода и мороз убийцы домов. Дома дореволюционной постройки, простояв десятки лет и имея хорошие перспективы простоять еще столько же, разрушаются по причине пришедших в негодность систем отвода воды и разрушения гидрозащитных отмостков фундамента. Вода, стекая по стенам, попадает под фундамент, медленно, но верно проникая в материал стен, перекрытий, подвалов. Если не принять срочных мер по гидрозащите такое здание обречено. И нет разницы из какого материала были сделаны стены. Зимой вода, пропитавшая стены, подвал и фундамент, превратится в лед и обязательно разрушит материал, пусть не в первую зиму и не во вторую, но разрушит обязательно!

Еще одна причина дискредитации органических наполнителей бетона 50-60 годов - отвратительное качество цемента, применяемого в послевоенном гражданском строительстве. Полное отсутствие модификаторов бетона, гидрофобизирующих добавок бетона, составов защиты древесины, все это внесло свой вклад в формирование мнения об опилкобетоне.

Сейчас ситуация в корне иная. Огромный выбор добавок бетона позволяет добиваться отличных результатов при изготовлении строительных материалов, в том числе и из отходов деревообработки.

Модифицирующие добавки позволяют увеличить прочность бетона на сжатие в первые сутки до 80%! Водонепроницаемость бетона может быть увеличена на 3 ступени. Возможно увеличение морозостойкости бетона до 300 циклов! Причем расход добавок обычно не превышает 1-2% от массы цемента, при средней стоимости около 5-10 рублей за килограмм. Применение хлорида кальция или сульфата аммония позволяет не только ускорить процесс твердения бетона, но и полностью нейтрализовать негативное влияние органических наполнителей на цементные составляющие бетона.

Для повышения водонепроницаемости бетонов предлагается огромный выбор гидрофобизирующих добавок, как отечественного, так и импортного производства. Введение гидрофобизирующих добавок позволяет получать практически водонепроницаемые бетоны.

Подобные достижения делают возможным получение прочного, долговечного, водостойкого опилкобетона - «Добролита».

Популярные опилки.

Основными характеристиками строительного материала, прежде всего интересующие застройщика являются: экологическая безопасность, массовое отношение влаги в материале, огнестойкость, паропроницаемость, морозостойкость, теплотехнические показатели, прочность, и, наконец, стоимость данного материала. Попробуем разобраться с основными характеристиками опилкобетона, уточним его соответствие требованиям, предъявляемым к современным строительным материалам.

Экологическая безопасность.

Опилкобетон - материал на основе чистых, безопасных, природных компонентов: цемента, песка, древесных опилок. Благодаря высокому содержанию органического наполнителя (опилки) опилкобетонные блоки имеют отличные показатели звукопоглощения и паропроницаемости. По многим показателям опилкобетонные стеновые блоки соответствуют древесине. Уникальные санитарно-гигиенические характеристики материала обеспечивают отличный микроклимат в домах построенных из опилкобетонных блоков.

Вывод: Опилкобетонные стеновые камни - экологически чистый, здоровый строительный материал, полностью отвечающий современным санитарно-гигиеническим требованиям.

Массовое отношение влаги в материале - очень важный показатель в строительстве. От процентного отношения воды зависит не только комфортность проживания, но и напрямую зависит морозостойкость данного материала. Естественно, желательно снизить долю воды в материале. Водопоглощение опилкобетона в среднем 8-12% для условий эксплуатации Б (по СНиП II-3-79 строительная теплотехника). Такой разброс показателей обусловлен различной плотностью материала (от 600 до 1200кгм³). Процент массовой доли воды в материале может быть существенно снижен. Возможна обработка опилок консервирующими, водоотталкивающими составами, а также применение гидрофобизирующих добавок бетона. Для сравнения приведем процентное водопоглощение строительных материалов наиболее часто используемых в строительстве.

• Железобетон - 3% (для условий Б СНиП II-3-79.)
• Керамзитобетон – 8%.
• Газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат – 8-10%.
• Кирпич глиняный (ГОСТ 530-80) – 2-4%.
• Сосна и ель вдоль волокон (ГОСТ 9463-72) – 20%.
• Полистиролбетон (ГОСТ Р51263-99) – 8%.

Отметим, что массовая доля влаги, приведенная выше характерна именно для перечисленных материалов в чистом виде, и на практике может быть снижена путем применения специальных гидрофобизирующих добавок, а также организацией комбинированных конструкций. Особенно важны показатели водопоглощения материала при возведении ограждающих конструкций, когда проектом не предусмотрена облицовка стен защитно-декоративными материалами. Например, стены из керамического кирпича с чистовой расшивкой шва. Стена из данного материала полностью самостоятельная конструкция, не требующая обязательной защиты, как из соображений уменьшения влагопоглощения, так из-за недостаточной механической прочности материала. Однако облицовочный глиняный кирпич наиболее дорогой материал из нашего списка, коэффициент теплопроводности 0,81Вт/м ^о С  великоват для современного стенового материала, при выполнении требований СНиП 23-02-2003(тепловая защита зданий) потребуется возведение стены толщиной не менее 150 см (для Московской области).

Практически все остальные стеновые материалы из списка по разным причинам нуждаются в защите. Поэтому водопоглощение материала без защитных конструкций, для строителя понятие чисто теоретическое (в случае предусмотренной проектом обязательной защиты). Прежде всего, строителя интересует водопоглощение окончательной, комбинированной конструкции, включающую в себя показатели, как самого стенового материала, так и материала защиты-облицовки.

Водопоглощение материала, который будет обязательно закрыт дополнительной защитной конструкцией величина из области рассуждений о самочувствии человека в носках и рубашки на морозе-15^о С. Ситуация скажем не типичная, гораздо больший практический интерес представляет его состояние в тулупе и валенках, как более приближенное к реальности! Так и относительно большое водопоглощение опилкобетона может быть снижено применением гидрофобизирующих добавок, либо организацией защитных мер (штукатурка, обкладывание стен облицовочным кирпичом, цокольной плиткой, пластиковыми панелями и т.д.). Заметим, что большинство зданий построенных из стеновых камней (крупногабаритных блоков) практически повсеместно облицовывается защитно-декоративными материалами. Кстати, применяемый материал для перегородок санузлов в многоэтажных домах советских проектов - гипс. Водопоглощение этого материала от 6 до 15%! Однако после проведения защитных мероприятий (например, покрытие масляной краской), стена из гипса отличная, влагостойкая конструкция.

Поэтому, принимая во внимание повсеместную практику облицовки стен, возведенных из строительных блоков защитно-декоративными покрытиями относительно - большое водопоглощение опилкобетона можно и опустить, как чисто теоретическую величину.

Вывод: Водопоглащение опилкобетона вполне на уровне традиционных строительных материалов, а при организации защитных мероприятий водопоглащение ограждающей конструкции на основе опилкобетонных блоков может быть снижено до 2-4%.

Морозостойкость материала - величина, напрямую зависящая от показателей водопоглощения. Снижение показателей водопоглощения неизменно приводит к увеличению показателей морозостойкости. Возможно получение опилкобетонных блоков имеющих показатели морозостойкости 75-100 циклов.

Пожаростойкость (огнестойкость).

Опилкобетон, приготовленный по определенной технологии, материал либо слабогорючий, либо полностью не поддерживающий горение. Относительно высокая огнестойкость опилкобетона обусловлена прежде всего тем, что органический заполнитель надежно закрыт цементно-песчаной стенкой. Иными словами каждая древесная пластинка герметично упакована в цементную скорлупу. При нагреве материала наблюдается самозатухание органических включений. Опилкобетонный блок (содержание опилок около 50%) имеет предел огнестойкости более 2,5 часов, при температуре 1100-1200^оС. Несущая способность блоков не изменяется даже спустя три часа воздействия высоких температур.

Заметим, что опилкобетон по огнестойкости значительно превосходит популярный строительный материал пенополистиролбетон. Группа горючести Г1 (трудногорючий материал).

И если пенополистиролбетон полностью соответствует требованиям огнестойкости, предъявляемым к современным строительным материалам, то опилкобетон и подавно! Заполнитель полистиролбетона, это пенопластовые шарики, цементно-песчаные стенки - надежная защита пенопласта от возгорания.

Вывод: опилкобетонные блоки (содержание опилок около 50%) практически не горючий материал, пригодный для выполнения полного комплекса строительных работ. Огнестойкость опилкобетона выше, чем у популярного современного материала полистиролбетона.

Теплотехнические показатели.

 По своим теплотехническим показателям опилкобетон полностью соответствует требованиям изменений № 3 и 4 СНИП 11-3-79 «Строительная теплотехника» по повышению теплосопротивления ограждающих конструкций зданий. Так теплопроводность опилкобетона плотностью 800кгм³ составляет 0,32 Вт/ (м^о-С). Заметим, что теплопроводность газо-пенобетона плотности 600кгм³ (наиболее часто используемая в современном строительстве марка) 0,24 Вт/ (м^о-С). Иными словами, опилкобетон по важнейшему показателю (теплопроводность) вплотную приближен к поризованным бетонам и это при том, что поризованные бетоны (газо-пенобетон) признанные лидеры современного строительства!

Для сравнения приведем расчетный коэффициент теплопроводности наиболее часто применяемых в строительстве материалов.

• Железобетон 2,04 Вт/ (м^о-С).  (условия Б СНиП 11-3-79)
• Керамзитобетон 0,92 Вт/ (м^о-С).
• Глиняный кирпич 0,81 Вт/ (м^о-С).
• Сосна вдоль волокон 0,35 Вт/ (м^о-С).

На практике стена из опилкобетона толщиной 40 см по показателям теплосопротивления, превосходит кирпичную кладку толщиной 100 см!

Вывод: опилкобетонные блоки (содержание опилок около 50%) - стеновой материал, в полной мере отвечающий теплотехническим требованиям, предъявляемым к современным строительным материалам. Показатели теплосопротивления опилкобетона превосходят большинство традиционных строительных материалов и лишь незначительно уступают поризованным бетонам.

Прочность опилкобетонных стеновых камней (блоков).

Благодаря значительному содержанию фиброподобных включений, при проведении испытаний прочности на изгиб и на растяжение, опилкобетонные блоки по этим важным показателям превосходят большинство традиционных строительных материалов, в том числе и пено-газобетоны.

Опилки и стружка в блоке играют роль армировки, отсюда повышенная прочность на изгиб и растяжение.

Предел прочности на сжатие опилкобетонного блока - важный показатель при расчете нагрузок для выбора типа перекрытий либо этажности строения.

Опилкобетонные блоки могут изготавливаться, как разнообразной плотности, так и различной прочности на сжатие.

Изменяя соотношение заполнителя (опилок, стружки), вяжущих составляющих смеси (цемент, известь), инертных составляющих (песок, шлак, зола) возможно получение стенового материала с заданными характеристиками плотности, прочности и что немаловажно стоимости. Широкие возможности получения материала требуемых свойств положительно влияют на рациональное использование компонентов смеси и снижении общих расходов на строительство. Так при возведении одноэтажных построек хозяйственного назначения вполне достаточна прочность около 20-25 кг/см², что соответствует марки бетона на сжатие М-25. При получении данной марки стенового камня наблюдается значительная экономия вяжущих компонентов смеси (цемент). Для возведения жилых в том числе многоэтажных зданий, может быть рекомендовано применение опилкобетонных блоков (камней) прочностью не менее 50-98 кг/см² марка бетона на сжатие М-50 М-100. Для получения максимальных значений прочности опилкобетонных блоков, рекомендуется применение цемента марки М-500 и модифицирующих добавок бетона.

Некоторые особенности применения опилкобетонных блоков (камней).

Опилкобетонные блоки (содержание опилок около 50%) материал, прекрасно поддающийся механической обработки. Опилкобетон пилится, сверлится, гвоздится, при этом повышается качество кладочных работ и существенно сокращается расход стенового материала. Если при возведении стены требуется подгонка, блоки не откалываются, не рубятся, а максимально точно распиливаются ножовкой до требуемого размера.

Цементные составляющие опилкобетонного блока, прекрасная основа для нанесения всех видов защитно-декоративных покрытий. Применение клеевых растворов при монтаже облицовочных материалов, обеспечивает надежное сцепление с несущим опилкобетонным блоком.

По удобству обработки, опилкобетонный блок аналогичен пенобетонным и газосиликатным блокам. Способы обработки и особенности кладки блоков также существенно не отличаются.

Область применения опилкобетонных блоков (камней).

Широкие возможности получения опилкобетонных блоков, заданных характеристик, делает этот материал пригодным для выполнения полного объема общестроительных работ. Строительные опилкобетонные блоки - универсальный материал для возведения самостоятельных несущих ограждающих конструкций, утепления стен готовых построек, фундаментов, заборов и столбов.

Меры по сокращению расхода материала.

При изготовление опилкобетонных камней, методом объемного вибропрессования на сменных поддонах, допускается получение стеновых и перегородочных камней с различной пустотностью. Пустоты стеновых камней (блоков) обеспечивают не только экономию формовочной смеси, но и значительно повышают показатели теплосопротивления материала. Возможно получение опилкобетонных стеновых камней (блоков) с 20-40% пустотностью.

Меры по увеличению несущей способности стен из опилкобетонных блоков. Повышение показателей теплосопротивления опилкобетонных блоков.

При использовании в строительстве опилкобетонных стеновых блоков с пустотностью 30 - 50% возможна установка в сквозные пустоты пенопластовых вкладышей. Применение вкладышей существенно увеличивает показатели теплосопротивления ограждающих конструкций (рис. 1).


                            Рис.1                                                            Рис.2

При необходимости возведения сейсмоустойчивой, либо сильно нагруженной несущей стены, в сквозные пустоты блока устанавливается арматура и заливается прочный, товарный бетон. Указанные меры позволяют значительно повысить несущую способность стены из опилкобетонных блоков. При этом бетонные колонны внутри стены, окружены стенками опилкобетонного блока имеющего отличные характеристики теплосопротивления (рис. 2).

В продолжение статьи речь пойдет о составе, рецептуре, технологии приготовления, экономики производства, о типоразмерах блоков в системе "Добролит", схемы линий производств опилкобетонных блоков, перспективы развития и протокол испытаний.

Продолжение в статьях № 2 и  №3.