Опилкобетон - отходы в доходы! Часть 2

Состав формовочной смеси, порядок приготовления смеси.

Цемент.

Для приготовления формовочной смеси рекомендуется применение портландцемента марки не ниже М-400. Применение цемента пониженной марки - не рекомендуется. При изготовление опилкобетонных стеновых камней на виброоборудовании обеспечивающимо хорошее уплотнение жесткой, опилкобетонной смеси, возможно снизить расход цемента на 10-15%. Снижение расхода цемента обусловлено тем, что уплотненные жесткие бетоны имеют большую прочность по сравнению с подвижными бетонами, при одинаковом расходе цемента.

Средняя насыпная плотность цемента 1200кг/м³.

Песок.

Технология изготовления опилкобетонных блоков методом объемного вибропрессования с немедленной распалубкой, предусматривает применение жестких, формовочных смесей.

Для приготовления такой смеси необходим песок определенных характеристик. В качестве основного заполнителя, рекомендуется применять песок крупной либо средней фракции, способный создать прочный скелет воспринимающий нагрузки, при формовании и транспортировки блоков на участок сушки. В основную массу песка крупной фракции (3.5 - 2.4 МК) рекомендуется добавлять песок средней или мелкой фракции (2.5-1.5 МК). Смесь песка крупных и мелких фракций идеальный материал для приготовления жестких формовочных смесей. Однако в песчаной смеси доля мелкого песка не должна превышать 10%. В противном случае резко снижается прочность бетона на таком песке, увеличивается процент брака при вибропрессовании стеновых камней.

Увеличение смачиваемой поверхности, при использовании мелкого песка, приводит к перерасходу воды и требует повышенного внимания при производстве формовочной смеси. Также необходимо избегать применения песка с повышенным содержанием глинистых и пылеватых включений. Содержание глины не должно превышать 0.5%, количество пылеватых включений не более 3% от общей массы. Применение в опилкобетоне песка повышенной крупности (3.0-3.5) и щебня не допускается.

В случае, если применение природного песка требуемой фракции невозможно, рекомендуется применение искусственных песков, отходов пиления известняка, шлака топливного и доменного, золы уноса ТЭЦ и т.д. Основные требования изложенные выше сохраняются и для этого материала.

В основном при выборе песка следует руководствоваться требованиями ГОСТов (ГОСТ 8736-93).

Сухой речной песок средней группы (2.5-1.9 Мк) имеет насыпную плотность 1500 кг/м³. Если влажность песка 5%, насыпная плотность уменьшается до 1300 кг/м³.

Опилкобетонные стеновые блоки, по технологии «Добролит» на 40-50 % состоят из древесных опилок, доля подготовленной, песчаной смеси относительно невелика, поэтому стоит подойти к вопросу выбора инертных материалов с максимальной ответственностью. Правильно подобранный инертный заполнитель позволяет значительно снизить расход дорогостоящего цемента.

Группа песка	Модуль крупности Мк.
Повышенной крупности Крупный Средний Мелкий Очень мелкий	3.0-3.5 2.5-3.0 2.0-2.5 1.5-2.0 Менее 1.5

Вода.

Для приготовления жесткой опилкобетонной смеси не рекомендуется применять воду загрязненную жирами, солями, сахарами и другими включениями. Допускается применение морской воды при умеренном содержании солей. В целом желательно применять воду соответствующую требованиям ГОСТа- 23732-79.

Древесные опилки.

Для изготовления опилкобетонных стеновых камней возможно использование опилок практически всех пород деревьев, однако опилки из деревьев хвойных пород меньше подвержены гниению. Опилки могут быть использованы, как после специальной подготовки, так и без подготовки.

 Подготовка опилок включает в себя выдержку под навесом в течение 2-3 месяцев. Именно в это время, свежие опилки интенсивно выделяют органические вещества, замедляющие твердение цемента. Данный способ сдерживает возможности производства стеновых камней. Необходимость организовать крытые склады сырья (опилок) может приводить к значительному расширению необходимых производственных площадей и увеличению накладных расходов. Положительная сторона этого метода - наименьший расход защитно-модифицирующего состава, необходимого для производства качественного опилкобетона.

Опилки не прошедшие выдержку, сразу подаются на участок смешивания, обработка опилок защитными составами происходит непосредственно в смесителе. Данный метод обеспечивает максимальную производительность, при изготовлении опилкобетонных стеновых камней. Однако при таком методе несколько возрастает расход защитно-модифицирующего состава. Большинство действующих предприятий производящих опилкобетонные стеновые блоки работают именно на не подготовленных опилках.

Также возможен еще один способ подготовки опилок. Опилки подаются в смеситель, где перемешиваются с защитными составами, растворенными в небольшом количестве воды. Затем обработанные опилки выгружаются из смесителя и выдерживаются под навесом 2-3 дня. По истечении этого времени обработанные опилки могут быть использованы для приготовления опилкобетонной, формовочной смеси. Данный способ обеспечивает максимальное качество подготовки опилок перед их непосредственным использованием.

Средняя насыпная плотность древесных опилок хвойных пород 220-250 кг/м³.

Основные добавки.

Для нейтрализации выделяемых опилками органических веществ, а также для снижения времени твердения опилкобетона, необходимо применять добавки. При производстве опилкобетона рекомендуется применение хлорида кальция, сульфата аммония, извести, либо жидкого натриевого  стекла.

Из перечисленных веществ, наиболее эффективным и удобным в работе, является хлорид кальция. При невысокой стоимости, хлорид кальция обеспечивает надежную защиту опилок в бетонной массе. Применение хлорида кальция позволяет значительно уменьшить время выдержки отформованных блоков на поддоне. Уже через 5-8 часов (температура в цехе 15-25 С^о) блоки могут укладываться в штабеля до пяти рядов, а поддоны возвращены на участок формования. Хлорид кальция может подаваться в смеситель, как в сухом виде, так и растворенный в воде.

Также при изготовлении опилкобетонных стеновых блоков (камней) возможно применение гидрофобизирующих добавок бетона, защитных пропиток древесины, огнезащитных составов.

Подвижность (жесткость) бетона.

Для получения качественных опилкобетонных стеновых блоков (камней) по технологии «Добролит», необходимо приготовление малоподвижной (жесткой) формовочной смеси. Именно жесткая пескоцементная смесь используется при изготовлении стеновых блоков методом объемного вибропрессования на сменных поддонах. Жесткость смеси - основной параметр, обеспечивающий качество формованных изделий, при их немедленной распалубки. Метод полусухого вибропрессования обеспечивает высокие показатели прочности, морозостойкости и долговечности стеновых камней при умеренном расходе цемента.

Заметим, что абсолютное большинство опилкобетонных стеновых блоков (камней) использованных при строительстве 50-60 годов (расцвет применения органических заполнителей в нашей стране) получали методом литья в разборные формы с незначительным уплотнением материала в форме. При отсутствии качественного цемента и модифицирующих добавок получение качественного, долговечного строительного материала с использованием органических наполнителей практически невозможно! Метод объемного вибропрессования на качественном оборудовании обеспечивающим значительное уплотнение материала, практически не использовался в гражданском строительстве 50-60 годов.

Водоцементное соотношение (ВЦ).

Подвижность (жесткость) смеси зависит от водоцементного соотношения (ВЦ). Для метода полусухого вибропрессования характерно водоцементное отношение 0.4. Заметим, что такое соотношение близко к идеальному для протекания процесса гидратации цемента. При проведении испытаний марки цемента по прочности на изгиб и сжатие рекомендовано именно водоцементное отношение 0.4, так как при таком соотношении контрольные образцы показывают максимальную прочность на сжатие и растяжение.

Смеси условно делятся на жесткие, малоподвижные, подвижные и литые. Для определения подвижности смеси в индустриальном строительстве используется эталонный конус. При производстве опилкобетонных стеновых блоков (камней) в условиях малых и средних предприятий, подвижность полученной смеси можно определить следующим способом. При сжатии в кулаке смесь не должна рассыпаться, на комке должны явно отпечататься пальцы, а на ладони не должно оставаться излишней влаги. Хорошим показателем правильно подобранной жесткости смеси является появление на отформованном блоке цементного молочка. В месте соприкосновения отформованного блока с поддоном не должно наблюдаться водяного буртика, свидетельствующего об избытке влаги в растворе. Переувлажненная смесь значительно хуже поддается виброуплотнению, чем сухая, повышенное содержание воды вызывает затруднения при распалубки изделий. Отформованные стеновые блоки при излишнем содержании воды «плывут» на формовочном поддоне и могут разрушаться в процессе транспортировки на участок сушки.

При недостатке воды, наблюдается появление трещин на поверхности расформованного блока. Блоки часто разрушаются прямо на поддоне либо при транспортировке на участок сушки. Недостаток воды в формовочных смесях увеличивает процент производственного брака и снижает прочность изделия.

Правильный подбор содержания воды в формовочной смеси - первоочередная задача при отладке5 технологии изготовления стеновых блоков (камней). Необходимо следить за стабильной повторяемостью получаемых смесей и непосредственно самих стеновых камней.

Базовый состав опилкобетонной смеси марки М-50. D-1100 кг/м³.

Цемент М-400                                                            200 кг/166л

Песок Мк 2.0-2.5                                                        590 кг/393л

Опилки хвойных пород                                           200 кг/800л

Хлористый кальций и другие добавки        5 кг/4.5л

Вода около 100литров (в зависимости от влажности используемых материалов).

Порядок смешивания компонентов смеси.

Существует несколько способов приготовления жестких формовочных опилкобетонных смесей. Для приготовления формовочной смеси необходим смеситель принудительного действия. Применение гравитационных смесителей не может быть рекомендовано, из-за неудовлетворительного качества перемешивания жестких смесей.

Рассмотрим два основных способа получения опилкобетонной смеси пригодной для изготовления блоков «Добролит». 

В смеситель подаются опилки, цемент, песок, тщательно перемешиваются, затем малыми порциями, через питающие форсунки подается необходимое количество воды. Таким способом можно получать жесткую формовочную смесь плотностью 900-1800 кг/м³ (в сухом состоянии) пригодную для виброформования опилкобетонных блоков. Для получения более легкой опилкобетонной смеси (содержание опилок более 40%) рекомендован иной порядок смешивания и подачи материалов. В работающий смеситель подаются опилки, затем через питающие форсунки подается вода, около 25% от полного объема. Опилки перемешиваются, равномерно смачиваясь. Затем небольшими порциями подается цемент. Скорость подачи цемента необходимо отрегулировать в зависимости от типа смесителя, формы рабочих лопастей, скорости вращения активатора, а также общей эффективности перемешивания легкой смеси данным смесителем. Цемент, подаваемый небольшими порциями, равномерно обволакивает смоченные опилки. При правильно подобранной скорости подачи цемента, формы рабочих лопастей, скорости вращения ротора смесителя происходит равномерное нанесение цемента без образования комков и не промешанных участков. Затем подается основная масса цемента и песка, после непродолжительного смешивания подается вода. Таким способом можно получать опилкобетонную формовочную смесь плотностью 800-600 кг/м³ (в сухом состоянии).

Модифицирующие добавки, защитные составы и ускорители твердения бетона разводятся в воде либо подаются в сухом состоянии.

Выдержка отформованных стеновых блоков (камней). Влияние влажности на созревание опилкобетона.

Прочность отформованных стеновых камней зависит не только от количества и качества цемента, но и от условий созревания стеновых камней. Технология изготовления опилкобетонных стеновых камней (блоков) предусматривает возможность получать качественный строительный материал без применения пропарочных и сушильных камер. Отказ от применения энергоемких пропарочных (сушильных) камер позволяет сократить первоначальные расходы на организацию производства, а также существенно снизить себестоимость выпускаемых изделий. Однако для оптимизации режима созревания стеновых блоков (камней) рекомендуется проведение следующих мероприятий. Отформованные стеновые камни (блоки) на поддонах подаются на участок предварительной сушки. Спустя 5-12 часов (в зависимости от температуры на участке сушки) изделия снимаются с формовочных поддонов и штабелируются на транспортных поддонах. Освободившиеся поддоны подаются на участок формовки для их последующего использования. Заметим, что изделия, отформованные 5-12 часов назад, набрали не более 10-15% расчетной прочности, дальнейший набор прочности должен происходить в определенных условиях. Известно, что при созревании блоков в естественных условиях на открытом воздухе, без дополнительного увлажнения прочность изделий снизится вдвое от возможной! Поэтому стеновые блоки уложенные на транспортные поддоны тщательно укрываются целлофановой пленкой, для предотвращения потери влаги. Блоки выдерживают в закрытом виде 5-7 дней. Проведенные мероприятия позволяют получать качественный стеновой материал без пропарки и просушки.

Экономика производства опилкобетонных блоков «Добролит».

Для изготовления полнотелого стенового опилкобетонного камня (390х190х188) марки М-50 потребуется:

                    Цемент М-400                         3,2 кг/2,6 л

                    Песок                                     9,4 кг/6,2 л

                    Хлористый кальций                 0,16 кг/0,145 л

                    Опилки древесные                 3,2 кг/12,8 л

                    Всего:                                   15,96 кг/21,7л

Для изготовления пустотного (30% пустотности) опилкобетонного камня марки М-35 расход материалов снижается на 30%.

Продолжение в статье № 3