Арболит марка прочности: Марки арболита: классы прочности, плотность

Марки арболита: классы прочности, плотность

Ключевым моментом при выборе арболита для строительства являются его прочностные характеристики и несущая способность, за эти показатели отвечают марки арболита и его виды.

Арболит используется для возведения жилых и нежилых конструкций уже более полувека и за это время доказал свою надежность.  Арболит является разновидностью легких бетонов, так как на 80% состоит из органического наполнителя – древесной щепы и соломы.

Материал обладает высокими показателями звукоизоляции, морозостойкости, прочности и теплоизоляции, и стоит в одном ряду с другими видами легкого бетона.

В данной статье мы рассмотрим разновидности арболита, взяв за основу такие показатели как прочность и плотность материала. Узнаем, какую маркировку имеет арболит, для чего применяется материал в зависимости от марки и класса прочности.

Маркировка прочности арболита

Плотность и прочность материала – это две ключевые технические характеристики, которые имеют прямую связь между своими показателями. Все строительные блоки и панели проверяются на прочность по двум показателям:

• Прочность на изгиб – указывает, как материал поведет себя при неравномерной нагрузке, подвержен ли он растрескиванию, а также способен ли вернуть первоначальную форму после оказанного давления;
• Прочность на удар – возможность выдерживать ударную силу.

Нормативы Гост классифицируют строительный материал арболит на марки и классы прочности.

Марка обозначается буковой «М» и цифровым обозначением, который показывает средний показатель прочности — какое давление способен выдержать блок на каждый квадратный сантиметр.

Класс арболита выражается через буквенное обозначение «В» с числовым показателем, который указывает на коэффициент прочности материал при сжатии и выражается в МПа.

Классификация арболита напрямую зависит от плотности готового продукта, эту зависимость можно в таблице, представленной ниже.

Марка арболита	М5	М10	М15	М25	М35	М50
Класс прочности	В0,35	В0,75	В1	В1,5 и В2	В2,5	В3,5
Плотность кг/м3	400 — 500	450 — 500	500	500 — 700	600 — 750	700 — 850

Во время замешивания раствора арболита, ключевым моментом для получения необходимой марки прочности является правильное пропорциональное соотношение двух основных компонентов – цемента и опилок.

Соотношение ингредиентов в каждом случае выражено в таблице ниже.

Марка арболита	Портландцемент	Древесная щепа
М5	1,2	10
М10	1,4	10
М15	1,6	10
М25	1,8	10
М35	2	10
М50	3	10

По основным характеристикам арболит подразделяют на два вида, каждый из них имеет свои показатели.

Конструкционный арболит

Этот вид используется для основных строительных работ, таких как возведение несущих конструкций и межкомнатных перегородок, одно- и двухэтажные здания.

Марки прочности для арболита конструкционного типа: М25, М35 и М50.

Теплоизоляционный арболит

Применяется только как утеплитель для построек, выполненных из других строительных блоков. Чаще всего, теплоизоляционный арболит выпускается в виде монолитных плит и панелей.

Теплоизоляционный арболит имеет следующую маркировку – М5, М10 или М15.

В зависимости от классификации, арболит используется для разных строительных целей:

• Класс В0,75 – применяется только для утепления наружных стен здания;
• Класс В1 – подходит для утепления и кладки стен одноэтажных домов только при установке поясов и откосов;

• Класс В1,5 – используется для возведения хозяйственных построек, гаражей, подсобных помещений, оград и реже как дополнительное утепление;
• Класс В2,5 – самый прочный тип арболита, применяется для возведения несущих стен дачных и летних домов, коттеджей высотой до двух этажей.

Испытания арболита на прочность

Зачем вообще проводить испытания? Так как арболит изготавливается из дешевых компонентов и имеет простую технологию производства, развито кустарное производство. Лучше провести проверку материала, чем впоследствии получить конструкцию, которая может рухнуть.

Марка прочности очень важный показатель при выборе материала, именно от нее зависит для чего можно использовать арболит – для теплоизоляции или строительства. Ведь арболит с маркой М5 или М10 не подходит для возведения стен, а марка М35 плохо держит тепло.

Испытания, которые проводятся в лабораторных условиях не дешевое удовольствие, и небольшие заводы по производству арболита не могут себе их позволить и проводят «полевые» испытания, которые не всегда оказываются достоверными.

Лабораторные исследования

Гост строго регламентирует тип и способ проведения лабораторных испытаний арболита. Для исследования используется:

• гидравлический пресс;
• контрольные кубики арболита размером 10 на 10 см.

Цельные блоки в проверке не участвуют, и нарезают на равные детали, из которых затем выборочно набирают контрольную группу.

Испытывают прочность арболита после производства дважды. Первое исследование проводится с материалом, который был произведен неделю назад – проверка «отпускной» прочности. Второму испытанию подвергается арболит полностью набравший прочность – через 28 дней.

Самостоятельная проверка

Провести испытания арболита в домашних условиях можно различными способами, все ограничивается лишь фантазией человека. Есть два основных метода, указывающих на прочность блока при ударном воздействии.

Первый вариант прост и не требует сложных манипуляций – попытка сломать блок при помощи кувалды. Результат должен показать, как материал будет вести себя в экстремальных ситуациях, например, при усадке конструкции, вызванной резкими изменениями —  при сдвиге фундамента или землетрясении.

Другой вариант – сбросить блок арболита с большой высоты, например, с крыши многоэтажного здания. Арболит хорошего качества не должен разбиться или пойти трещинами, максимум может получить несколько вмятин.

От чего зависит прочность и марка арболита

Прочностные характеристики арболита зависят от различных вещей, большое значение имеет качество ингредиентов, входящих в состав – цемент и органический наполнитель.

Цемент, используемый для приготовления арболита должен быть высокого качества с маркой М400 или М500, редко и только для арболита теплоизоляционного типа разрешено использование портландцемента М300.

Количество цемента так же важно, чем больше цемента в составе, тем тверже материал. Но важно соблюдать процентное соотношение, указанное в рецептуре иначе на выходе, получится бракованный товар.

Древесная щепа перед использованием должна в обязательном порядке быть обработана минерализатором. Для этой цели берут сульфат алюминия или известь. Они способны нейтрализовать, образующиеся в древесине сахара, которые при сочетании с цементом образуют вредное вещество. Это вещество негативно воздействует на застывший цемент, полностью разрушая изделие.

Так как на марку прочности арболита оказывает влияние его структура, то размер древесной щепы тоже является фактором, который способен влиять на прочность блока. Размеры компонентов строго регламентированы Гостом, должны быть однородными, игольчатой формы, слишком мелкие частицы не допускаются.

Тип органических компонентов так же имеет значение при расчете марки прочности арболита. Большинство производителей используют как основу только древесный наполнитель, но по нормативам, указанным в ГОСТ, допускается использование других растительных компонентов:

• Для арболита на основе рисовой соломы – марка прочности М5 – М15;
• С применением костры конопли – максимальная марка М25;
• С использованием стеблей хлопчатника или льна – марка не превышает М35.

Соблюдение правильности технологического процесса так же оказывает влияние на прочность готового изделия:

• Давление при формировании изделия влияет на сцепку компонентов между собой, важно чтобы блоки выдерживались в специальных формах до полного высыхания под постоянным давлением не меньше 200 МПа;

• Вибрация – трамбовка и использование вибрационных аппаратов необходимые условия при изготовлении арболитовых блоков. В том случае, когда раствор недостаточно хорошо утрамбован, его нижняя часть может получиться непрочной.

Вода – для замешивания раствора берется очищенная от примесей вода, чтобы сторонние химические соединения не влияли за свойства цемента. Температура используемой жидкости не должна быть меньше 15 градусов, так как это отражается на гидрации цемента, показатели жесткости максимум 7 мг-экв/л.

Марки арболита: классы прочности, плотность

Прочность арболита на сжатие — от чего зависит и как испытывается марка арболитовых блоков

Рассказываем какая марка арболита нужна для надежного дома.

Если беду с холодом и сыростью решают отопление и вентиляция, то отсутствие прочности для стен дома критично – вплоть до опасности здоровью и жизни. Именно поэтому, кстати, большинство наших сограждан все еще предпочитает прочные, но холодные и душные стеновые материалы (вроде кирпича).

В жизни, как всегда, соотношение этих качеств чуть сложнее, чем в представлении неспециалиста. Давайте разбираться, как дело обстоит на самом деле.У большинства стеновых материалов все довольно просто – плотность и твердость примерно сравнимы, и вторая зависит от первой. Чем плотнее кирпич или блок, тем большую нагрузку (на сжатие или удар) он будет выдерживать.

Правда, фанатично доводить эти характеристики до максимума тоже не стоит: чем плотнее материал, тем быстрее внутри него происходит теплопередача – иными словами, он просто «холоднее».

Твердость и прочность, кстати, не одно и то же.

Обратите внимание

Обычно вопрос о различиях между ними встает при изготовлении, например, ножей или металлических расходников/деталей станков, но касательно стройматериалов тоже хорошо бы делать подобные ремарки. Прочность характеризует, скажем так, надежность материала в целом, то есть прочный блок или кирпич трудно разбить, раздавить и тем более разорвать.

Твердость еще в большей степени, чем прочность, зависит от плотности, но надежности она не гарантирует: твердыми предметами можно царапать менее твердые предметы, но зачастую сильных ударов они просто не выдерживают (как, например, стекло или чугун).

Но прочность может быть обусловлена также другими факторами, а не только плотностью; в случае с арболитом это сама структура блока. Арболитовый блок, по сравнению с прочими стеновыми блоками, очень неплотный (в традиционном понимании): он состоит из щепы, «связанной» небольшим количеством цемента.

Пористость структуры делает блок теплым (так как лучший теплоизолятор, как известно, воздух), а сцепленные намертво щепки – ту самую желанную прочность. Чуть ниже, в главе «Самостоятельная проверка арболита на прочность», мы увидим, как сложно повредить легкому и неплотному арболитовому блоку.

Говоря о прочности, мы почти всегда имеем в виду прочность арболита на сжатие (способности нести нагрузку), однако существует также понятия:

• прочности на изгиб – то есть способности не давать трещину при неравномерной нагрузке, а после ее снятия – возвращать форму;
• прочности на удар – способности держать целенаправленный резкий удар, например, при падении во время транспортировки.

А теперь к цифрам:

Строго говоря, арболитом раньше назывался любой бетон на древесном заполнителе – и стружкобетон, и опилкобетон, и щепобетон. Однако «выжил» только последний вид, так как первые два оказались менее теплыми. Соответственно, общее название всего класса уже несколько десятилетий как закрепилось именно за щепобетоном, и именно его мы имеем в виду в нашем блоге.

Прежде всего нужно отметить, что существуют конструкционный и теплоизоляционный виды арболита.

Первый, как нетрудно догадаться, служит сразу и основным, и утеплительным (благодаря своим характеристикам) материалом для возведения стен и перекрытий, второй используется только для утепления в тех домах, которые уже построены из какого-либо иного блока, а также кирпича.

Впрочем, второй случай достаточно редок, и теплоизоляционный арболит встречается куда реже – в основном в виде панелей или плит для стен и полов. Маркировка на упаковке арболитового блока может представлять из себя букву B и/или M с цифровым значением.

• B – это кубиковая прочность в МПа с гарантированной обеспеченностью 95%.
• M – это марка, усреднённый показатель прочности. Например, блок марки М25 выдерживает около 25 кг (плюс-минус) на каждый квадратный сантиметр поверхности.

Как вы уже догадываетесь, соответствие обоих показателей не всегда бывает точным (см. ниже первую пару марка–класс).

• Марка М25 – классы В1,5 и В2 (прочность на сжатие 21–27 кгс/см2)
• Марка М35 – класс В2,5 (прочность на сжатие 34 кгс/см2)
• Марка М50 – класс В3,5 (прочность на сжатие 45 кгс/см2)

• Марка М5 – класс В0,35
• Марка М10 – класс В0,75
• Марка М15 – класс В1

Прочностью арболита на сжатие (кгс/см2) называется тот минимальный показатель веса в килограммах, которые выдерживает квадратный сантиметр материала.

То есть конструкционный арболит класса B1,5 с прочностью на сжатие плюс-минус 21 кгс/см2 выдержит давление двадцати одного килограмма на площади размером сантиметр на сантиметр.

Обозначение «кгс» расшифровывается как «килограмм-сила» и может выглядеть также как «кГ».

К примеру, один арболитовый блок с марочной прочностью М25 и площадью поверхности 1500 см2(500х300 мм) способен выдержать нагрузку от 31500 до 40500 кг.

Что полезного в этих цифрах для пользователя? Из них мы можем узнать, например, что вот этот блок с маркировкой «B2» нам подойдет, так как инженер после расчетов при проектировании заключил, что максимальное давление на стеновой материал в будущем дома будет равно, положим, 23–25 кгс/см2.

Это значение «укладывается» в диапазон, который выдерживает арболит класса B2, поэтому можно не переплачивать за более «серьезную» марку.

ГОСТов, как мы помним, у нас два: старый от 1984 года и новый – от 2011 года. Они отличаются незначительно и оба регламентируют те цифры, которые мы привели выше, говоря о соответствии маркам и классам. ГОСТы также определяют такое понятие, как отпускная прочность. Что это и зачем это нужно производителю и покупателю? Та прочность, о которой мы говорим в статье, называется проектной: именно ее рассчитывает инженер, который ознакомился с будущим проектом дома и теперь должен определить, какое давление должен выдерживать стеновой материал. Но отпускать, то есть вывозить с территории производства на объект, арболит можно еще до того, как он дозрел, а значит, до того, как он набрал проектную прочность. Та прочность, которой обладает такой недозревший арболит, и называется отпускной; это не брак, не недосмотр и не нарушение, такие блоки можно даже помещать в кладку, и они дозреют там. Однако и у отпускной прочности есть свои нормативы – она должна составлять не менее 80% от проектной.

Также именно ГОСТы регламентируют лабораторные испытания прочности, но поговорить об этом имеет смысл в отдельной главе.

Если вы хотя бы немного знакомы с арболитовой тематикой, вы знаете, как производители, а иногда и покупатели, изощряются в издевательствах над готовым блоком – переезжают машиной, разбивают кувалдой, сбрасывают с высотных зданий и многое другое. Почему не ограничиться только лабораторными исследованиями прочности? На это есть две причины.

• Во-первых, сертификаты, к сожалению, легко подделываются или покупаются, так как объективно дешевле вложиться в мошенническое мероприятие, чем постоянно соблюдать технологии.
• Во-вторых, настоящее исследование обходится тоже недешево, и даже у добросовестного производителя, который пока не «раскрутился», может не найтись средств на лабораторное испытание продукции, тем более – неоднократное, если сначала результаты будут по какой-то причине неудовлетворительными.

Поэтому полевые исследования сейчас имеют точно такое же право на жизнь, как лабораторные. Для проведения полевых испытаний есть еще один мотив. Условно назовем его «серийная прочность» блоков из арболита. Ведь одно дело сделать хорошие блоки для испытаний, чтобы получить сертификат и продавать в дальнейшем всю продукцию, «прикрываясь» этим сертификатом.

Другое дело регулярно поддерживать одинаковую прочность изделия, которая в том числе зависит от давления и вибрации (см. ниже главу «От чего зависит прочность арболитовых блоков»). Рассмотрим, два способа формовки блока. Первый — с запечатыванием арболита в формах и формованием с помощью трамбовочной плиты.

Второй — мгновенная распалубка с ручной трамбовкой верхней грани блока.

У блоков, напечатанных на автоматическом оборудовании, характеристики блоков из разных партий будут совпадать. А там, где применяется ручная формовка, не гарантированы одинаковые характеристики даже в рамках одной смены, потому как надо брать в расчёт человеческий фактор (в данном случае — усталость сотрудников к концу смены).

Полезный совет! Перед покупкой блоков посетите производство и уточните все моменты касательно технологии производства блоков и сырья. Тоже самое, не выходя из дома, можно посмотреть в нашем каталоге производителей блоков, где выложены обзоры многих производителей.Как мы отметили чуть выше, такие исследования полностью регламентируют ГОСТы.

Важно

Испытание прочности проводится на гидравлическом прессе. Для них используют не целые блоки, а несколько контрольных групп кубиков с гранью 100 или 150 мм.«Возраст» одних кубиков соответствует времени полного набора прочности для цементных изделий – 28 дней, другие проверяются на «отпускную» прочность (см. главу «Требования ГОСТ…») по истечении 7 суток с момента производства.

Как выглядит подобное испытание, можно увидеть на видео ниже.Гидравлический пресс уже настроен под такой размер куба, так как он используется для проверки самых разных материалов именно в таком формате.

Когда кубик размещают на площадке, лаборант настраивает пресс на то давление, которое должен выдержать образец (соответственно тому, проверяют сейчас готовый арболит с проектной прочностью, или же недозревший – с отпускной). Проверка завершается, когда станок фиксирует начало разрушения блока.

Если это случилось, когда давление уже превысило требуемое ГОСТом для этого класса – все в порядке, испытание пройдено.Если лабораторных исследований недостаточно (а такое бывает чаще всего), проводятся полевые – разной степени суровости и изобретательности. Первое и самое доступное – это попытки разбить блоки кувалдой.

Конечно, в готовом доме блок будет испытывать немного не такую нагрузку, там важнее прочность на сжатие, чем на стойкость к удару, но такой эксперимент все равно очень и очень ценен. Он покажет, как поведет себя блок при резкой усадке здания, если таковое произойдет.

Разломать хороший арболитовый блок исключительно сложно даже физически сильному человеку, поэтому можно говорить о том, что по готовой стене из такого материала не пойдет трещина.

Если есть возможность, можно испытать блок суровой нагрузкой на сжатие. Например, как на видео ниже, где по блоку проехал нагруженный бревнами «Урал». Блок, как вы можете видеть, выдержал, хотя нагрузка была очень неравномерная, и частично пришлась на углы и ребра, чего в естественных условиях, в кладке, не бывает.

Еще одна хорошая проверка на ударную прочность – это сброс блока с высоты. Хороший арболит выдерживает падение и отделывается легкими вмятинами на ребрах. Чтобы доказать достаточную для транспортировки или резкой усадки прочность, следующего видео вполне достаточно.

Ну и последняя банальная проверка – это долговременная нагрузка блока. На одном из производств арболита в Ивановской области, где располагается также пилорама, на четырех арболитовых блоках лежит весь горбыль, заготовленный на щепу – а это кубометры и тонны влажного леса.

Все факторы, которые определяют итоговую прочность, можно разделить на две большие группы: правильное/неправильное сырье (состав) и соблюдение/несоблюдение технологий производства.

• Прежде всего, это марка цемента и его количество. ГОСТ допускает марку M400, однако из отзывов изготовителей арболита мы знаем, что она нежелательна, так как не все производители цемента добросовестны, и заявленная марка часто ниже реальной. Кроме того, с «возрастом» (уже примерно через полгода от даты выпуска) этот показатель снижается. Хорошо, если производитель использует марку M500 и соблюдает необходимые пропорции для того класса прочности блока, который он планирует получить (для B2, соответственно, будет использовано чуть меньше цемента, чем для B2,5).
• Еще один столь же важный фактор – обработка щепы минерализатором. В качестве этого вещества чаще всего используют сульфат алюминия: он нейтрализует древесные сахара, которые при взаимодействии с цементом образуют так называемые «цементные яды». Если производитель пожадничал и плохо обработал щепу, эти яды просто разрушат весь цемент, и блок будет рассыпаться на глазах, как следующем видео.

• Третий фактор, тоже не уступающий по важности предыдущим, это правильное давление и вибрирование при формовании блока – не менее 200 МПа. Если смесь не вибрируется так, чтобы она максимально четко заполнила форму, нижняя часть блока получится слабой и непрочной; давление же отвечает за хорошее сцепление щепок в блоке. Важно заметить, что после снятия давления щепа редеформируется и может возвращать до 80 % прежнего объема, поэтому схватываться блок должен все под тем же давлением – то есть в запертой со всех сторон форме. Подробнее о формировании арболитового блока и распалубке можно почитать в нашем блоге. В основном по этому пункту «грешит» арболит, сделанный своими руками без хорошего оборудования.
• Размер щепы – четвертый важный фактор, влияющий на итоговую прочность. Слишком мелкие щепки (размером менее 20 x 5 x 5 мм, то есть больше напоминающие опилки) не сцепляются друг с другом, а мы помним, что прочность арболита определяет сама его структура.
• Температура и жесткость воды также оказывают большое влияние на итоговую прочность. «Правильная» вода имеет температуру от 15-и градусов (так как при меньшей температуре гидратация цемента не происходит или происходит слабовыраженно, некачественно) и жесткость не более 7 мг-экв/л.

Интереснейшая, но довольно сложная для неспециалиста глава есть в работе Исаака Хисковича Наназашвили, «отца» арболитовой промышленности в странах бывшего СССР.

Она называется «Пути повышения прочности арболита и интенсификации процесса его твердения»; сейчас ее можно рассматривать как описание проблемы, уже решенной в наше время, то есть чисто как факультатив для более глубокого понимания химической стороны производства.

На момент написания работы основными проблемами достижения прочности блока в арболитовой промышленности были агрессия древесного заполнителя при контакте с цементом и редеформация щепы.

Совет

Как нам уже известно, первая проблема решается добавлением сульфата алюминия (вместо жидкого стекла, которое использовалось в СССР, и не могло полностью нетрализовать «цементные яды»), вторая – использованием опалубки, в которой блок схватывается под тем же давлением, под которым формировался.

В заключение предлагаем вам небольшую информацию для размышления – таблицу, где указаны данные по плотности (весу), теплопроводности и прочности основных строительных материалов. Если бы мы ограничились только прочностью, обосновывая это тем, что мы рассматриваем в статье только эту характеристику, картинка была бы неполной – все-таки при выборе материала мы смотрим на разные показатели. Например, гиперпрессованный и силикатный кирпичи, а также пескобетон, имеют высочайшие показатели прочности, но использовать их для строительства жилых зданий нежелательно: за счет плотности у них очень высокая теплопроводность, а это серьезный недостаток.

Примечания к таблице:

• плотность указываем только для конструкционных марок всех материалов. Теплоизоляционные менее плотные и более легкие, но их в расчет мы сейчас не берем;
• предел прочности для всех материалов указан в диапазоне «до», так как меньшие значения актуальны для утеплительных, а не конструкционных марок материала.

Материал;Теплопроводность, Вт/м*К;Вес куба, кг, он же плотность, кг/м3;Прочность на сжатие, МПа

Арболит;0,08–0,17;699;до 8,5 Газобетон;0,072–0,17;1000–1800;до 3,2 Газосиликат;0,1–0,3;400;до 5 Пенобетон;0,1–0,4;900–1200;до 7,5 Керамзитобетон;0,2–0,8;900–1200;до 7,5 Опилкобетон;0,2–0,3;500–950;до 3 Пескобетон;0,7;2000–2400;до 30 Клееный брус;0,1;520;до 4 Строганный (обычный) брус;0,15;700;до 4 Теплая керамика;0,2–0,36;800–1200;до 10 Керамический кирпич;0,5–0,95;1550–1770;до 10 Силикатный кирпич;0,85–1,15;1900;до 30 Гиперпресованный кирпич;1–1,1;2400;до 30

Источник: https://kblok.ru/blog/marka-prochnosti

Характеристики арболитовых блоков

Так как нормы по теплопроводности и требования к экологичности материалов для строительства становятся все жестче, особое внимание уделяют выбору материала, из которого будет возведена постройка. Важно, чтобы он соответствовал санитарно-гигиеническим требованиям, был качественный, экологический, энергосберегающий и долговечный.

Одним из таких материалов является арболит. Арболитовые блоки все чаще используют в строительстве и не зря. Их технические характеристики и свойства делают материал идеальным для строительства жилых зданий.

Блок имеет небольшой вес, различный размер, который можно выбрать по потребности, и отличные показатели по прочности, морозостойкости и теплопроводности.

В этой статье мы подробнее рассмотрим, какие есть размеры арболитового блока, их вес и технические характеристики.

Производство и состав

Как известно, арболит изготавливают из смеси бетона, древесных опилок и химических добавок. Благодаря этому материал вмещает в себе преимущества как бетона, так и дерева. Готовую смесь могут подавать в нескольких видах:

• как пустотелый блок;
• как крупноформатный кладочный блок;
• как теплоизоляционные плиты;
• как готовый раствор для заливки прямо на месте.

Чаще всего для строительных работ используются именно арболитовые блоки. С ними просто работать, транспортировать и выполнять их кладку. Стандартный размер изделия для несущих стен, составляет 500×300×200 мм.

Благодаря таким габаритам, строительство любой постройки можно выполнить намного быстрее, чем, к примеру, из кирпича. Да и раствора на кладку потребуется меньше.

Однако по потребности изготовители начали расширять ассортимент товаров, предлагая изделия, имеющие разные размеры. О них мы поговорим дальше.

Обратите внимание

Арболитовые блоки имеют небольшой вес, но достаточно прочны и энергосберегающие. Благодаря тому, что в составе есть дерево, материал прекрасно подходит для строительства домов в суровом климате.

А бетон, как связующее вещество, служит гарантом прочности арболитового раствора. Материал можно сделать самостоятельно, а можно купить уже готовый блок.

Это обойдется дороже, но он будет сделан правильно и без ваших усилий.

Обратите внимание! Для того чтобы сделать арболитовые блоки понадобится немало времени, так как древесные опилки, основной компонент, нужно долго держать на свежем воздухе.

Это делается для того, чтобы убрать все вредные вещества.

Размер

Кроме того, что стандартный размер арболитового блока составляет 500×300×200 мм, выпускаются и другие размеры. Каждый из них имеет свое предназначение и цель, для которой его используют.

1. Широкие изделия – 500×250×300 мм. Используются для кладки наружных, несущих стен до 3 этажа. На них можно устанавливать плиты перекрытия. В 1 м3 насчитывается 26,6 штук блока. Для той же цели используют 500×200×300 мм. Их в 1 м3 – 33,3 шт.
2. Средние изделия – 500×250×200 мм. Применяют для кладки наружных, несущих стен до 2 этажа (для строительства бани, гаража или других хозяйственных блоков). В 1 м3 – 40 шт.
3. Узкие блоки – 500×250×150 мм. Ими строят межкомнатные перегородки, утепляют дома, бани, гаражи и хозблоки. Для 1 м3 необходимо 53 шт.
4. Перемычки – размер 1500×250×300 мм.

Благодаря разнообразию габаритов, можно выбрать подходящий товар для своих целей. А какой они имеют вес? Все зависит от того, какой размер имеет блок.

Вес

Одним из преимуществ арболита является его небольшой вес. Это позволяет сэкономить средства на устройство фундамента, так как массивное и углубленное основание не требуется. Еще один плюс – поднимать блок и работать с ним довольно легко. Какой именно вес арболитового блока?

1. Широкие блоки (500×250×300 мм) имеют вес около 24 кг. Масса 1 м3 составляет 638,4 кг. Для возведения 1 м3 стены потребуется примерно 8 блоков. В готовом виде она будет весить 192 кг.
2. Средние (500×250×200 мм) имеют вес около 20 кг. В 1 м3 начисляется 800 кг.
3. Узкие (500×250×150 мм) имеют вес 16 кг. В 1 м3 848 кг арболитового блока.

Чтобы вы убедились, насколько это мало, приведем пример. Вес полнотелого силикатного кирпича равен 3,7 кг. В 1 м3 513 шт. кирпичей. Соответственно их суммарный вес равен: 3,7×513 = 18981 кг.

Заметили разницу? Это в 2,5 раза больше. Хотя кирпичи имеют меньший размер, их удельный вес значительно выше. Такие технические характеристики арболитового блока делают материал идеальным для строительства.

Но, размер и вес изделий это далеко не все.

Плотность

Одним из определяющих факторов можно назвать и плотность материала. Чем она выше, тем прочнее конструкция. Условно арболит делят на 2 вида:

• теплоизоляционный;
• конструкционный.

Теплоизоляционный вид называется так не зря, ведь благодаря низкой плотности арболитового блока, конструкция отличается высокими показателями по сбережению тепла. Плотность таких изделий доходит до 500 кг/м3.

Но, использовать их для строительства несущих конструкций нельзя. Это может привести к нежеланным последствиям. Они идеально подходят для обеспечения теплоизоляции стен снаружи постройки.

В таком случае основная часть нагрузки от перекрытий и кровли будет передаваться на колонны и другие несущие элементы.

Что касается конструкционных изделий, то именно они подходят для возведения несущих стен и других конструкций. При этом показатель плотности достигает 550–700 кг/м3. Некоторые производители предлагают купить товар, плотность которого 850 кг/м3. Они обладают высокой несущей способностью, но проигрывают теплоизоляционным материалам.

Обратите внимание! Литые арболитовые стены могут обладать плотностью около 300 кг/м3, но их несущая способность не уступает стене, выложенной из камня, плотностью 500–550 кг/м3.

Прочность

Упоминая характеристики материала, нельзя не сказать о его прочности. Для арболита она равна 30 кг/см2. Это довольно неплохой показатель, ведь у того же пено/газобетона прочность ниже в два раза.

Хотя цены на материал одинаковые. Кроме того, в отличие от пено/газобетона, для стен из арболита используется облегченный армопояс, толщина которого 15 см.

Это позволяет снизить себестоимость строительных работ.

В зависимости от плотности, и прочности определяют марку арболита. Ниже приводиться таблица, которая поможет вам разобраться в этих значениях.

Допускается возводить несущие стены одноэтажного трехметрового здания из материала класса B.1 и выше. Для больших стен – подойдет класс B1.5 и выше. А чтобы построить 2 или 3 этажа, необходимы изделия марки B2.0 и B2.5.

Прочность на изгиб – 0,7–1 МПа. Упругость блоков может составлять 2300 МПа. Что это дает? Материал практически не трескается во время эксплуатации, сохраняя свой первоначальный вид. В то время как пенобетон или газобетон при таких нагрузках уже начал разрушаться.

Проводимость тепла

Можно сказать — это один из основных параметров. И здесь арболит занимает почетное место. Благодаря древесному составу, материал имеет высокую теплоемкость. Таким образом, зимой в помещении будет тепло, а летом – прохладно. Арболит легко поглощает внешнее тепло.

Высокая теплопроводность гарантирует тепло в доме, поэтому дополнительно утеплять стены не нужно. Достаточно поставить хороший стеклопакет и двери. Тогда можно сократить расходы на отопление в 2,5–3 раза.

Важно

В здании будет стабильный климат и небольшая влажность.Согласно ГОСТу, толщина стен из арболита для умеренного климата должна быть 38 см. Но мало кто возводит такие стены.

Чаще всего для кладки стен используют блоки 500×300×200 мм, установленные плашмя одним рядом.

Совет! Такую стену достаточно теплоизолировать теплой штукатуркой, слоем 150–200 мм, с добавлением перлита.

Поглощение влаги

Характеристики арболита касательно поглощения влаги следующие:

• теплоизоляционные изделия имеют величину 85%;
• конструкционные – 75%.

Так как в составе материала присутствует цемент и опилки, склеенные между собой, скапливающаяся на поверхности вода беспрепятственно протекает сквозь блок. Тут все просто: при попадании жидкости на материал, происходит вытеснение воздуха из пор. Когда убрать источник, жидкость вытекает обратно, а камень быстро высыхает.

Находясь в кладке, изделия практически не набирают влагу из внешней среды. Цемент и минерализованные опилки негигроскопичные, поэтому слабо смачиваются. Вот почему арболит используют для возведения бань и других помещений с повышенной влажностью.

Примечательно, что при обильном поливе стены из арболита, вода может проникнуть внутрь помещения. Потому-то стены обязательно штукатурят и делают фасадную отделку.

Морозостойкость

Что это за показатель? Подразумевается количество циклов замораживания и размораживания материала, при которых не теряются первоначальные характеристики. Блоки разрушаются в результате того, что вода в пустотах расширяется. Соответственно, чем больше в них жидкости, тем меньше количество циклов.

Минимально, этот показатель достигает F25 (циклы) и может доходить до F50. Если защитить стены от непосредственного воздействия влаги, то показатель можно повысить. Бывали случаи, когда срок эксплуатации постройки без повреждений доходил от 9 до 15 лет.

Усадка

Многие говорят о том, что арболит не подвергается усадке. Можно сказать, что частично так и есть. Небольшая усадка наблюдается только в первые месяцы. Чаще всего она прекращается при созревании изделий на производстве. Небольшой показатель усадки происходит после того, как блоки уложены в конструкцию. Он действительно мизерный и составляет всего 0,3–0,5%.

Чтобы сравнить: усадка газоблока составляет 1,5%, а пеноблока – 0,6–1,2.

Огнеупорность

Здесь показатели следующие:

• горючесть – группа Г1, материал, который трудно горит;
• воспламеняемость – В1, трудновоспламеняемый;
• образование дыма – Д1, малое образование дыма.

Звукоизоляция

Своими звукоизолирующими характеристиками арболит превосходит дерево и кирпич. Поглощение шума равно 0,17–0,6 ед. при частоте звука 135–2000 Гц. Жить в таком доме приятно, тихо и уютно.

Итог

Это все технические характеристики арболитовых блоков. Именно в совокупности всех показателей, арболит считается одним из самых лучших и выгодных материалов для строительства жилых зданий.

Источник: https://bouw.ru/article/tehnicheskie-harakteristiki-arbolitovih-blokov

Характеристики и свойства блоков из арболита: теплопроводность, размеры, вес

Арболит, он же деревобетон – одна из разновидностей лёгких бетонов, состоящих из цементного раствора и органических наполнителей. Судя по количеству заказов в нашей компании, желающих строиться из арболита с каждым годом становится больше. Давайте разберемся, чем этот материал привлекает заказчиков.

Технология производства арболита регламентируется ГОСТом №19-222-84. На рынок он поставляется чаще всего в виде стеновых блоков или плит, предназначенных для возведения несущих стен зданий и межкомнатных перегородок. Согласно нормативам, блок состоит из следующих компонентов:

• Бетонный раствор марки М-400 или М-500;
• Химические улучшающие добавки;
• Органические наполнители.

Формы выпуска

Основные формы выпуска, в которых арболит поставляется на рынок — блоки и плиты-панели. В зависимости от процентного соотношения щепы и бетона, характеристики арболитных конструкций могут значительно различаться:

• По своей плотности арболит подразделяется на марки от М-5 до М-50;
• В зависимости от прочностных показателей, он может быть 4-х классов от В-0,75 до В-2,5.

Каждый из этих классов имеет своё предназначение и область применения: от использования в качестве теплоизоляции до сооружения несущих стен зданий:

• Деревобетонные блоки и плиты, имеющие плотность до 500 кг/м3 относятся к теплоизоляционным.
• Более плотные материалы, с удельной массой более 500 кг на кубометр, относятся к конструкционным и предназначены для возведения несущих стен и перегородок.

Блоки

Ввиду большого числа кустарных производств, габариты блоков бывают самыми различными, поэтому при покупке строительного материала делать это лучше у одного производителя.

Расход арболитовых блоков на 1 м3 стены зависит от его габаритов. Так, блок размерами 60х20х30 см имеет объём 0,036 кубометров. Соответственно, в кубе содержится порядка 28 штук таких блоков, то есть, для возведения 1 м3 стены, требуется гораздо меньшее количество блоков, чем кирпичей.

Блоки могут быть цельными, либо пустотелыми — последний вариант чаще применяется как утеплитель, т.к. обладает низкой теплопроводностью и слабыми несущими способностями.

Панели

Панели из арболита гораздо технологичнее блоков. Работы по монтажу деревобетонных плит производятся гораздо быстрее, чем кладка стены из блоков. Среди недостатков панельных конструкций:

• невозможность их отливки в домашних условиях;
• необходимость привлечения к строительно-монтажным работам подъёмных механизмов — из-за большого веса, монтировать арболитовые плиты без помощи крана или лебёдки нельзя.

Существуют различные размеры плит: начиная от небольших длиной 80 см, высотой 60 и толщиной 30 см, до настоящих стеновых панелей с габаритами 230х120х30 см.

В частной застройке может использоваться монолитная методика заливки, когда готовый арболитовый раствор заливается непосредственно в опалубку по месту строительства.

Технические характеристики

Большая популярность арболита обуславливается его технологичностью и высокими эксплуатационными свойствами.

Теплопроводность

Для сравнения, рассмотрим коэффициент теплопроводности других конструкционных материалов, применяемых в строительстве (чем ниже коэффициент, тем лучше теплоизоляционные свойства, Вт/м*С):

• Керамический кирпич – 0,5 — 0,7;
• Железобетон – 2 — 2,1;
• Пенобетон – 0,1 — 0,29;
• Шлакоблок – 0,2 — 0,6.

Исходя из информации выше, арболит является лидером по теплоизоляционным характеристикам в сравнении с прочими строительными материалами.

Так, для регионов с минимальными зимними температурами в -30, вполне достаточна толщина стены дома из арболита в 30 – 35 см. При этом материал может без всякого ущерба переносить до 50 сезонных циклов, т.е. срок службы стен составляет около полувека.

Для жилых домов, где внутри поддерживается постоянная плюсовая температура, этот срок может быть значительно больше.

Таблица 1. Рекомендуемая толщина стен без утепления для разных регионов (м)

Город	Керамический кирпич	Арболит
Архангельск	2,2	0,45
Владивосток	1,85	0,35
Иркутск	2,15	0,45
Магадан	4,15	0,5
Москва	3,15	0,35
Новосибирск	2,05	0,45
Ростов-на-Дону	1,4	0,3

Теплоёмкость

Теплоёмкость – качество, характеризующее способность поглощать и отдавать тепловую энергию. От этого свойства зависит микроклимат в помещении – чем выше показатель теплоёмкости, тем более комфортная температура сохраняется в нём.

Это особенно актуально в ненастные дни или в холодное время года, помогая сэкономить на обогреве дома.

Таблица 2. Сравнительная таблица теплоёмкости строительных материалов

Железобетон	0,84
Полистиролобетон	1, 05
Керамический кирпич	0,88
Гранит, мрамор	0,88
Ель	2,3
Сосна	2,3
Пенопласт	1,26
Деревобетон	2,3

Прочность

Прочность арболита на сжатие составляет от 0,5 до 5 МПа, в зависимости от процентного соотношения органики и бетонной основы.

Наиболее прочные виды блоков класса В-2,5 могут использоваться для возведения зданий высотой до 3-х этажей включительно.

Прочность на изгиб составляет 0,8 – 1 МПа, что гарантирует целостность кладки стены при сезонных «хождениях» фундаментного основания, или его некоторых деформациях при усадке.

Особенностью арболитовых материалов является их уникальная для бетона способность частично восстанавливать свою форму после физических «потрясений» – ударной деформации или воздействия большой массы.

Плотность

От этого показателя во многом зависит удельная масса, прочность и теплопроводность материала — чем выше его плотность, тем он прочнее. В то же время, слишком большая плотность строительного материала уменьшает его теплоизоляционные свойства и увеличивает массу.

Деревобетон в этом смысле является достаточно сбалансированным материалом — имея высокие теплоизоляционные качества, он в то же время достаточно плотный. Это позволяет сооружать из него несущие конструкции для зданий малой этажности.

Таблица 3. Сравнительная характеристика плотности деревобетона и других материалов

Материал	Плотность (кг/куб.м)
Арболит	400 — 650
Железобетон	2500
Пенобетон	600 — 800
Кирпич полнотелый	1400 — 1600
Гранит, базальт, мрамор	2800
Сосна, ель	500 — 600
Известняк	1600

Среди других технических характеристик материала следует отметить:

1. Огнестойкость. Материал практически не горюч, и способен выдерживать открытое пламя от 45 минут до полутора часов;
2. Водопоглощение. От других типов бетонов арболит отличается высоким уровнем влагопоглощения, доходящим до 75 – 80%;
3. Усадка при высыхании составляет около 0,5%;
4. Коэффициент шумоизоляции – 0,15 – 0,6.

Преимущества и недостатки

Как и у большинства материалов, у арболита есть свои достоинства и свои недостатки. К плюсам относятся:

• экологичность, высокие теплоизоляционные показатели, малый вес. По этим характеристикам он практически аналогичен древесине, но, в отличие от неё, практически не горюч и не подвержен гниению;
• Из-за низкой плотности и малой массы, при строительстве домов из арболита можно использовать облегчённые варианты фундаментов – столбчатые и мелкозаглублённые, что существенно снижает общую стоимость построек;
• Материал обладает высокой технологичностью – легко пилится, режется, сверлится, в него можно забивать гвозди и закручивать саморезы.

Подробно о достоинствах арбоблоков — на видео ниже:

Главные минусы арболита – невысокие несущие возможности и большие показатели влагопоглощения. В связи с этим, арболитовые конструкции нельзя использовать при многоэтажном строительстве, или в качестве несущих стен под бетонные перекрытия. Также стены нуждаются в надёжной гидроизоляции — как в местах соприкосновения с фундаментом, так и по всему наружному периметру.

Область применения

Применение арболита обуславливается показателем его прочности. В зависимости от класса прочности, это может быть:

• В-0,75 — утепление наружных стен, звукоизоляция и строительство межкомнатных перегородок;
• В-1 и В-1,5 — несущие стены одноэтажных зданий и хозяйственных построек;
• В-2,5 — возведение несущих стен двух и трёхэтажных построек при условии использования лёгких межэтажных перекрытий.

Ведущие производители

В России особую популярность арболит начал приобретать на рубеже ХХ и ХХI веков, с началом массового малоэтажного строительства.

Благодаря доступности исходного сырья и несложной производственной технологии, выпуском арболитовых конструкций сегодня занимается множество компаний. Наиболее крупными производителями на отечественном рынке являются:

• «Арболит Эко» — производственная компания, расположенная в Ногинском районе Подмосковья. Занимается производством блоков, проектированием и строительством малоэтажных зданий.
• «Русский арболит» — сеть компаний, занимающихся разработкой и изучением технологий производства арболитных изделий, выпуском формовочно-прессовального оборудования и широкой линейки строительных материалов из деревобетона.
• «Иж арболит» — производитель из Ижевска (Удмуртия).
• «Черновский арболит» — производственно-строительная компания из п. Черновский Самарской области.

За рубежом лидерами в производстве данного материала являются компании из Германии, США, Канады, Австрии, Скандинавии, Японии.

Источник: http://all-for-remont.ru/stroyka/buildmat/arbolit-harakteristiki

Арболит — что это такое?

В наше время существует огромное разнообразие строительных материалов. В этой статье будет рассмотрен материал, представляющий синтез, казалось бы, не совместимых компонентов – дерево и бетон. Итак, что такое арболит?

Согласно «ГОСТ 19222 84 арболит и изделия из него», арболит это строительный материал на основе цемента, органических заполнителей (в основном древесная щепа) и химических добавок, в том числе регулирующих пористость.

Термин арболит произошёл от латинского arbor — дерево и греческого lithos – камень. Но именно так его стали называть в 70-х годах, когда был создан гост 19222 73.

До этого он назывался цементно-древесная композиция или просто деревобетон.

ГОСТ 19222 84 допускает в качестве органического заполнителя использовать такие составляющие как древесную стружку, костра льна и конопли и дробленую рисовую солому. Но производители предпочитают использовать щепу разных пород дерева, потому что именно высокая пропорция щепы наделяет готовое изделие такими свойствами как теплоизоляция и звукоизоляция.

Основная масса производителей изготавливает арболит из высокосортного цемента и щепы, размеры которой являются важнейшим критерием при производстве качественного изделия. Щепа производится на специальных рубительных машинах.

В щепе присутствуют сахара и другие вещества, которые препятствуют сцеплению щепы с цементом, чтобы устранить это свойство её обрабатывают минерализаторами (хлористый кальций, гашеная известь, сернокислый алюминий и др.).  Соотношение компонентов подбирают в зависимости от нужного класса прочности. Основной компонент это щепа, её в состав арболита может входить до 90%.

Такое большое содержание древесного наполнителя обуславливает отличные теплоизоляционные свойства. Плюс к этому изделия из арболита «дышат» так же как из дерева.

Виды

По ГОСТу 19222 84 арболит в зависимости от плотности подразделяется на:

теплоизоляционный — со средней плотностью до 500 кг/м3;

конструкционный — со средней плотностью свыше 500 до 850 кг/м3.

Теплоизоляционный используется в качестве не несущих перегородок, возведения лёгких одноэтажных зданий, как утеплитель.

Конструкционный используется для возведения несущих стен в малоэтажном строительстве (до 3-х этажей).

Арболит в зависимости от прочности на сжатие подразделяют на классы:

В0,35; В0,75, B1 — для теплоизоляционного арболита;

B1,5; B2; В2,5; В3,5 — для конструкционного арболита.

Показатель прочности при сжатии характеризуют марками:

М5, М10, М15 — для теплоизоляционного арболита;

М25, М35, М50 — для конструкционного арболита.

Технические характеристики

Основные технические характеристики арболита представлены в таблице

ПоказательЗаполнитель – древесная щепа

Средняя плотность, кг/м3	500 — 850
Прочность при сжатии, МПа	0,5 – 3,5
Прочность при изгибе, МПа	0,7 – 1
Модуль упругости, МПа	250 – 2300
Теплопроводность, Вт/(мС)	0,08 – 0,17
Водопоглащение, %	40 — 85
Морозостойкость, цикл	25 – 50
Усадка, %	0,4 – 0,5
Огнестойкость	0,75 – 1,5 ч
Звукопоглащение, 126 – 2000 Гц	0,17 – 0,6
Биостойкость	5 группа

Давайте теперь ознакомимся с этими характеристиками подробнее.

Плотность является основополагающим фактором при возведении сооружений. Согласно ГОСТ 19222 84, при производстве арболита, вместо щепы можно использовать такие заполнители как костра конопли и льна, измельченные стебли хлопчатника и дробленая рисовая солома. Средняя плотность арболита в зависимости от вида и класса, а также от вида заполнителя указана в таблице.

Вид арболитаКласс по прочности на сжатиеМарка по прочности при осевом сжатииСредняя плотность, кг/м3, арболита на

измельченной древесине	костре льна или дробленых стеблях хлопчатника	костре конопли	дробленой рисовой соломе
Теплоизоляционный	В0,35	М5	400-500	400-450	400-450	500
В0,75	м10	450-500	450-500	450-500
В1,0	М15	500	500	500
Конструкционный	В1,5	—	500-650	550-650	550-650	600-700
В2,0	М25	500-700	600-700	600-700	—
В2,5	М35	600-750	700-800	—	—
В3,5	М50	700-850	—	—	—

Сравнение плотности с другими строительными материалами:

Строительный материалПлотность, кг/м3

Арболит	400 – 850
Дерево	450 — 600
Газобетон	600 — 800
Пенобетон	200 — 1200
Кирпич силикатный	1700 — 1950
Кирпич керамический	1550 — 1700
Керамзитобетон	350 — 1800

Хотя плотность у арболита и не высока, но благодаря этому, готовая конструкция будет весить гораздо меньше, нежели кирпичная. А если небольшой вес здания, то можно сэкономить на фундаменте.

Прочность означает то пороговое значение воздействия, выше которого происходит разрушение материала. Например, кубик арболита 150*150*150 (мм) плотностью 600 кг/м3 выдержит нагрузку более 8 тонн.

Важными характеристиками являются прочность при изгибе (0,7 – 1 МПа) и упругость (до 2300 МПа). Благодаря этому арболит выделяется на фоне других строительных материалов.

Блоки из ячеистого бетона или кирпич являются хрупкими материалами.

Одним из главных достоинств можно назвать такую характеристику как теплопроводность арболита. Именно из него, в начале 60-х годов, на станции Молодежная в Антарктиде, были построены три служебных здания и столовая. Причём толщина стен составляла всего 30 см.

Стена из арболита толщиной в 30 см по теплоизоляции соответствует кирпичной стене толщиной 90 см, а деревянной – 50 см. Наряду с теплопроводностью арболит обладает неплохой теплоёмкостью, т.е. способностью при нагревании поглощать теплоту, а при охлаждении отдавать её.

Теплоёмкость арболита сравнима с деревом.

Фото Арболит в Антарктиде. Станция Молодёжная.

Несмотря на высокий показатель водопоглащения, арболит негигроскопичен, т.е. цемент и обработанная минерализаторами щепа плохо впитывают воду. Вода наливаемая на блок свободно проходит через него, но не впитывается. Оставшаяся влага со временем испаряется. Поэтому необходимо делать фасадную отделку.

Влага, находящаяся в пористых материалах, при замерзании расширяется и приводит к разрушению материала. Цикл замерзания и оттаивания без ухудшения свойств материала называется морозостойкостью и для арболита составляет 25 -50 циклов.

Совет

На деле это означает, что конструкция из арболита не изменит своих эксплуатационных характеристик более 50 лет. Это обусловлено низким сорбционным влагопоглащением. А если произвести фасадную отделку и тем самым предотвратить попадание влаги внутрь материала, то этот показатель существенно увеличится.

Эта характеристика арболита выше в сравнении с пенобетоном, у которого она равна 20 циклам.

Усадка подразумевает изменение объема и линейных параметров материала, в результате чего могут возникнуть трещины на стенах.

Арболит почти не подвержен усадке (0,4 – 0,5%), в отличие от обычного бруса, у которого коэффициент усадки достигает 8 %.

Но тем не менее рекомендуют производить внутреннюю отделку спустя 4 месяца после производства блока и не ранее 2 месяцев после окончания строительства коробки дома под крышу.

Огнестойкость это способность материала сохранять свои эксплуатационные характеристики в условиях пожара. Несмотря на то, что в состав арболита входит до 90% древесной щепы, он имеет хорошее сопротивление к огню и выдерживает горение открытого пламени температурой 1000 С до 1,5 часов. Так же сам он не горит, не тлеет и не распространяет огонь.

Арболитовые блоки обладают хорошей звукоизоляцией, которая превосходит дерево и кирпич. В диапазоне от 126 до 2000 Гц коэффициент звукопоглощения составляет 0,17 – 0,6. Это свойство арболита превосходит многие другие строительные материалы. Например, у кирпича данный показатель менее 0,04.

Арболит относится к 5 группе биостойкости. Но стоит учесть, что древесная щепа, перед производством высушивается в течение нескольких месяцев.

Обратите внимание

При добавлении цемента и воды щепа обволакивается цементным молочком и изолируется от окружающей среды.

Поэтому, в отличие от дерева, арболит не гниет и практически не подвержен биологическому заражению (грибки, плесень) и воздействиям химических веществ.

Практика применения деревобетона в строительстве доказывает его долговечность.  Здания на станции Молодежная в Антарктиде функционируют до сих пор. Ниже приведено видео дома построенного в 1986 году, что подтверждает долговечность арболита. Судите сами.

Применение

Стройматериал арболит применяется достаточно широко: в качестве панелей и блоков для наружных и внутренних стен; плит перекрытий и покрытий; перегородочных плит; теплоизоляционных плит в ограждающих конструкциях; звукоизоляционных плит; монолитов и т.д.

Благодаря небольшому весу, можно использовать легкий фундамент, что положительно влияет на цену всего объекта строительства в целом. В основном при строительстве используются блоки, которые бывают разных размеров.

Наиболее распространённые блоки для несущих стен 300*200*500, для перегородок 200*200*500.

Опыт применения арболита показал, что он по своим показателям при применении в ограждающих конструкциях не уступает, а в ряде случаев и превосходит бетоны на минеральных пористых заполнителях, в том числе и широко распространенный керамзитобетон.

По теплофизическим свойствам использование арболитовых панелей в сравнении с керамзитобетонными позволяет снизить толщину стен зданий более чем в 1,5 раза. Так же арболит хорошо зарекомендовал себя для строительства птицеводческих и животноводческих ферм, гаражей, подсобных помещений.

Несмотря на средний показатель влагостойкости он имеет низкую гигроскопичность, благодаря чему быстро высыхает. Это позволяет использовать его при строительстве бани. У арболита плотность относительно не высока (до 850 кг/м3), поэтому его можно использовать только в малоэтажном строительстве (до трёх этажей).

Но для строительства коттеджа, дачи, бани или хозяйственных построек это не имеет особого значения.

Вывод

Технические характеристики арболита, делают его достойным внимания строительным материалом. Он обладает отличными теплоизоляционными свойствами, поэтому зимой в доме будет тепло, а летом прохладно. Он плохо пропускает звук, не горит, не гниет.

Благодаря своей упругости не дает усадки, следовательно, в конструкции не будет трещин и искажения геометрии. За счет не большого веса уменьшена нагрузка на фундамент, поэтому его можно сделать легким. Арболит является экологически чистым материалом, так как состоит на 90% из щепы.

Многолетняя практика эксплуатации зданий и сооружений из него доказывает его долговечность.

Источник: https://betonshchik.ru/vidy/drugie/chto-takoe-arbolit.html

Пример подбора состава арболита (научно-обоснованный)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА (ГОССТРОЙ СССР)

ИНСТРУКЦИЯ по проектированию, изготовлению и применению конструкций и изделий из арболита

Утвержденапостановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 4 мая 1982 г. № 116

Приложение 3

Требуется подобрать состав конструкционного арболита класса В2,5 плотностью не более 650 кг/м3 (в высушенном состоянии) для панелей наружных стен.

Имеется дробленка из отходов деревообработки хвойных пород зернового состава, удовлетворяющего требованиям ГОСТ 19222–73. Насыпная плотность дробленки в сухом состоянии – 120 кг/м3, влажность по массе равна 50%. Вяжущее – портландцемент марки 400.

Подбор состава арболита производится расчетно-экспери­мен­тальным методом. По табл. 12–15 определяется ориентировочный расход составляющих для изготовления первого исходного замеса: по табл. 12 расход цемента составляет 330 кг/м3,

Таблица 12

Вид заполнителя	Ориентировочный расход портландцемента марки М 400 на 1 м3 арболита, кг, в зависимости от его класса
В0,5	В0,75	В1,0	В1,5	В2,0	В2,5
Дробленка из отходов: лесопиления и деревообработки хвойных пород лесозаготовок хвойных пород лесопиления и деревообработки смешанных пород лесозаготовок смешанных пород Одубина	240 260 270 290 280	250 280 290 310 300	280 300 310 330 320	300 320 330 350 340	330 350 360 380 370	360 380 390 – 400

Примечание. Приведенные расходы вяжущих рекомендуются лишь для приготовления первого исходного замеса при подборе состава арболитовой смеси и не могут служить нормами расхода вяжущих в производственных условиях, а сухого органического заполнителя по табл. 13 – 220 кг/м3. С учетом влажности расход древесной дробленки составит 330 кг/м3.

Таблица 13

Вид заполнителя	Ориентировочный расход сухого органического заполнителя на 1 м3 арболита, кг, при портландцементе марки М 400 и классе заполнителя
В0,5	В0,75	В1,0	В1,5	В2,0	В2,5
Дробленка из отходов: лесопиления и деревообработки хвойных пород лесозаготовок хвойных пород лесопиления и деревообработки смешанных пород лесозаготовок смешанных пород Одубина	140 150 180 140 160	160 170 180 160 180	180 190 200 180 200	200 210 220 200 220	220 230 240 220 275	240 250 250 240 290

По табл. 14 предварительный расход воды (исходный) для назначенного расхода цемента принимается 360 л/м3, хлористого кальция – 8 кг/м3.

Таблица 14

Вид заполнителя	Ориентировочный расход воды на 1 м3 арболита смеси при сухих органических заполнителях, при классе арболита
В0,5	В0,75	В1,0	В1,5	В2,0	В2,5
Дробленка из отходов: лесопиления и деревообработки хвойных пород лесозаготовок хвойных пород лесопиления и деревообработки смешанных пород лесозаготовок смешанных пород Одубина	260 280 310 310 210	280 300 330 330 230	300 330 360 360 250	330 360 390 390 270	380 400 430 430 300	400 440 460 460 370

Хлорид кальция используется 10%-ной концентрации. Содержание соли в 1 л такого раствора плотностью 1,084 составляет 0,108 кг. Следовательно, для введения в арболит необходимого количества соли в виде 10%-ного раствора на 1 м3 смеси его потребуется: 8 : 0,108 = 74,07 л.

В найденном количестве раствора соли воды содержится 1,064 × 74,07 – 8 = 72,3.

В древесной дробленке, требуемой на 1 м3 с учетом влажности древесины (50 %), содержание воды составляет 220×= 110 кг (л).

Таблица 15

Вид химических добавок	Максимальный расход химической добавки на 1 м3 арболита, кг, в зависимости от вида заполнителей
древесная дробленка	одубина
Кальций хлористый технический Стекло натриевое жидкое Комплексная добавка: сернокислый глинозем известь-пушонка	8 8 20 25	8-9 – – –

С учетом воды, содержащейся в древесной дробленке и в растворе добавки, количество воды для приготовления 1 м3 арболитовой смеси составит 360 – 72,3 – 110 = 177,7 л.

Плотность арболита в сухом состоянии при данном расходе материалов определяется по формуле

= 1,15Ц + Дсух + Хд = 1,15 × 330 + 220 + 8 = 608 кг/м3,

где Ц, Дсух, Хд – соответственно расход цемента, древесной дробленки и химической добавки, кг/м3;

1,15Ц – масса цементного камня с учетом химически связанной воды, кг/м3.

Важно

Плотность уложенной арболитовой смеси при данном расходе материалов составит: gа.см = 330 + 220 + 360 + 8 = 918 кг/м3.

Для установления требуемого расхода цемента необходимо изготовить и испытать три серии образцов с разным расходом цемента: одну – с намеченным исходным расходом 330 кг/м3 и две дополнительные серии с расходом цемента на 15% меньше и больше принятого, т. е. 280 и 380 кг/м3.

Оптимальный расход щепы для каждого из расходов цемента определяется из условия получения при принятых условиях уплотнения арболита с наибольшим коэффициентом конструктивного качества ККК= при этом не должно наблюдаться расслоения смеси и водоотделения

Для каждого расхода цемента принимается три расхода воды: установленный по табл. 14 (360 л/м3) и на 5% больше или меньше.

ККК арболита определяем на 3–7 сут по результатам испытания трех контрольных кубов размером 15´15´15 см в соответствии с ГОСТ 10180–78.

Затем для каждого из трех расходов цемента с оптимальным расходом воды готовят контрольные образцы из арболита для определения марочной прочности. Все образцы изготовляются с соблюдением параметров уплотнения и твердения, близких к производственным.

Опытные образцы для определения марки арболита хранятся в течение 28 сут при (20 ±2) °С и относительной влажности воздуха (70±10)%. Для уточнения распалубочной или отпускной прочности при необходимости изготовляются и испытываются образцы в возрасте 1–7 сут.

Средний предел прочности при сжатии образцов для каждого из трех расходов цемента с оптимальным для каждого из них расходом воды наносится на график с координатами: расходы цемента на 1 м3 арболита и предел прочности образцов при сжатии, МПа.

Совет

Прямая, проходящая через полученные точки, выражает приближенную зависимость прочности арболита от расхода цемента.

По графику определяют требуемый расход цемента для получения арболита заданного класса при принятых условиях уплотнения и твердения (в данном случае для класса В2,5).

Контроль плотности арболитовой смеси и арболита осуществляется на свежеотформованных образцах и перед их испытанием на сжатие. Для установления плотности высушенного арболита разрушенные образцы после их испытания на сжатие дробят, берут среднюю пробу и высушивают ее при 80±5 °С до постоянной массы. Плотность высушенного арболита определяется по ГОСТ 12730.1–78.

Расход химической добавки должен оцениваться испытанием на образование высолов по методике, приведенной в прил. 1.

После проверки подобранного состава арболита в производственных условиях он выдается предприятию с указанием расходов материалов на 1 м3 и один замес бетоносмесителя.

Лаборатория после установления фактической влажности дробленки в начале каждой смены, в соответствии с заданным расходом составляющих на 1 м3 арболита, корректирует дозирование воды и заполнителя.

Источник: http://saitprodom.ru/primer-podbora-sostava-arbolita-nauchno-obosnovannyj

достоинства и недостатки — Реальное время

Достоинства и недостатки арболита, ГОСТы, секреты выбора

Еще один, доселе не упоминавшийся в проекте «Дом в фокусе», материал, из которых строят дома в нашей стране — арболит (его еще иногда называют древобетоном). Новинкой его назвать сложно — в СССР его делали еще в 1960-х, и ходит даже байка о том, что из него строили столовую на советской полярной станции. Так это было или нет — проверить трудно. Однако арболитовые блоки занимают свое не самое большое, но прочное место на рынке материалов для частного домостроения. Предлагаем познакомиться с ним поближе.

Как делают арболит

Строго говоря, он тоже считается легким бетоном, но на 80—90% состоит из древесной щепы и химических связующих. Остальные 20—10% — цементное связующее. Вместо измельченной древесины может быть использована и костра растений (льна, конопли), и даже рисовая солома. Словом, подходит любой плотный растительный материал, но арболит для строительства все-таки в основном делают на древесном наполнителе.

Технические условия изготовления этого материала регламентирует ГОСТ Р 54854-2011 В качестве вяжущего материала используются портландцемент (включая быстротвердеющую его разновидность), заполнителем чаще всего выступает деревянная щепа хвойных пород (сосновая, еловая, лиственничная).

В состав арболита обязательно вводятся химические добавки (хлористый кальций, жидкое стекло, известь, сернокислый глинозем). Во-первых, подобные добавки ускоряют твердение, улучшают защиту арматурной стали от коррозии. Во-вторых, они связывают сахара, содержащиеся в природной древесине, и исключают развитие гнилостных процессов внутри материала — минерализуют содержимое блока. Еще один тип добавок — порообразующие (чтобы обеспечить просыхание блоков и их вентилирование). Конструкции из арболита армируются. Для этого используется арматура классов A-I, A-II, A-III небольшого диаметра (до 16 мм).

Методы формирования блоков и плит из арболита могут быть разными: это происходит в металлических формах, материал в них либо послойно укатывается, либо спрессовывается, либо уплотняется на виброплощадках — словом, способов множество.

А еще бывает так называемый монолитный арболит, когда материал смешивается и заливается прямо на строительной площадке в несъемную опалубку. Эта технология относится к довольно экзотичным, зато полностью исключает образование мостиков холода и позволяет реализовывать самые фантастические архитектурные формы. А чтобы избежать формирования мостиков холода в случае использования обычных блоков и плит, строители используют теплоизоляционную кладочную смесь, которая имеет такую же теплопроводность, что и сам арболит.

Арболит тоже считается легким бетоном, но на 80—90% состоит из древесной щепы и химических связующих. Фото: z500proekty.ru

Сухие цифры

Арболит, как и многие другие стеновые материалы для строительства дома, может быть разных классов по прочности на сжатие. Для конструкционного арболита он должен быть не ниже B1 (это соответствует плотности 650—750 кг/кв. м). Максимальный класс арболита по прочности на сжатие — В3,5 (800—850 кг/кв. м).

Согласно таблице, приведенной в ГОСТе, для несущих стен из арболита марка по средней плотности должна быть D750—D900, прочность на сжатие — B2.5 и B3,5. Ненесущие стены могут быть ограничены показателями D500—В600, прочность на сжатие — от В0,75 до B1.5.

Марка арболита по морозостойкости для зданий с влажностью в помещениях от 60 до 75% должна быть не ниже F35 (а лучше — 50).

Влажность арболита, привезенного на площадку, не должна быть больше 25% по массе.

Арболитовые блоки и панели, в соответствии с СН 549-82, предназначены для строительства наружных и внутренних стен для зданий, относительная влажность воздуха в которых будет не выше 75%, без воздействия агрессивных сред. Диапазон систематического воздействия температур должен быть от 50 до -40 градусов по Цельсию.

Таким образом, можно заключить: арболитовые стены вполне подходят для строительства жилого дома в наших широтах. Для этого стены выкладывают в один ряд из блоков размером ориентировочно 500х300х200 мм. Поверхности стен, которые соприкасаются с атмосферной влагой, должны быть надежно защищены от увлажнения и от продувания отделочным слоем. Хорошо подходят для этого, к примеру, теплые штукатурные системы толщиной до 2 см с добавлением перлита.

Арболитовые стены вполне подходят для строительства жилого дома в наших широтах. Фото: z500proekty.ru

Достоинства арболита

Как и у любого другого строительного материала, у арболита есть и ряд достоинств, и список недостатков. Начнем с достоинств.

Во-первых, у него прекрасная теплоизоляция. Благодаря содержанию древесной стружки и большому количеству пор, арболит имеет низкую теплопроводность, он хорошо удерживает тепло. Правда, для этого надо, чтоб материал был произведен строго по ГОСТу (см. выше).

Во-вторых, он легкий. Кубометр арболита весит примерно 650 килограммов — примерно как газобетон или сосновый брус. И, как для любого другого легкого материала, это дает серьезную экономию на фундаменте.

Кубометр арболита весит примерно 650 килограммов — примерно как газобетон или сосновый брус, и это дает серьезную экономию на фундаменте. Фото: kblok.ru

В-третьих, объем арболитового блока довольно большой — аналогичный примерно 15 стандартным кирпичам. А это существенно ускоряет процесс возведения дома и позволяет сэкономить на рабочей силе. Кроме прочего, с арболитом работать не очень сложно, так что сбиваться с ног в поисках бригады, «заточенной» именно под этот материал, не придется (как, например, в случае газосиликатных блоков).

В-четвертых, геометрию арболитовых блоков можно менять как вам заблагорассудится — материал легко пилить обычной бензопилой. Поговаривают, что справляется с ним даже ножовка. А заселившись в дом из арболита, вы легко сможете забивать гвозди в такие стены.

В-пятых, у арболита довольно высокий коэффициент звукопоглощения. Акустика арболита, по результатам исследования, проведенного в СибГУ им. Решетнева, показала коэффициент звукопоглощения от 0,17 до 0,6 при частотах звука 125—2000 Гц. Например, кирпич при частоте 1000 Гц показывает коэффициент звукопоглощения на уровне 0,04.

В-шестых и в-седьмых, несмотря на то, что арболит почти полностью состоит из дерева, он лишен его главных недостатков — горючести и биоразлагаемости. Чтоб поджечь арболитовую стену, надо серьезно постараться, у нее низкий класс горючести — Г1. За час пожара арболит обугливается не более, чем на 30 мм. А благодаря содержанию в составе минерализующих добавок и цемента, арболитовая стена совершенно не привлекательна в качестве продукта питания ни для макрофауны (жучков или мышей), ни для микроорганизмов (гнили на блоках вы не увидите).

Геометрию арболитовых блоков можно менять как вам заблагорассудится — материал легко пилить обычной бензопилой. Фото: z500proekty.ru

Недостатки арболита

Как часто бывает, недостатками часто обращаются явные достоинства материала.

Во-первых, вспомним легкое разрезание арболитовых блоков. Дом из такого материала будет не самым взломостойким. По форумам ходит страшилка о том, как однажды воры, не справившись с взломом двери, просто вырезали дверь из арболитовой стены и спокойно сделали свои злоумышленные дела. Правда, форумчане умалчивают о том, как же соседи не услышали звуков разделки стенового материала — все-таки абсолютно тихо это сделать не получится.

Во-вторых, стена из арболита может оказаться плохо оштукатуриваемой. Это может случиться из-за того, что железная форма для производства блоков обрабатывается машинным маслом, и его остатки могут остаться на поверхности. К такой поверхности штукатурный состав вы не прикрепите никакими уговорами. Придется воспользоваться штукатурной сеткой, а это повлечет за собой дополнительные расходы.

Совет: чтобы избежать такого казуса, при покупке блоков проверьте их на «измазанность» машинным маслом. Просто проведите пальцем по поверхности нескольких выборочных блоков. Если на пальце остается черный след — значит, вам грозит покупка километров штукатурной сетки.

В-третьих, у арболита низкая марка прочности. Поэтому несущие стены из него можно строить только на 2—3 этажа (правда, нам для нашего частного дома больше и не надо). А еще дому обязательно понадобится равномерное распределение нагрузки по всему периметру стен. Для этого специалисты советуют обустройство монолитного армирующего пояса по этому периметру.

Дому обязательно понадобится равномерное распределение нагрузки по всему периметру стен. Для этого специалисты советуют обустройство монолитного армирующего пояса. Фото: kblok.ru

В-четвертых, для защиты от влаги наружные поверхности арболитовых блоков надо обязательно штукатурить, причем выбирая паропроницаемые составы.

В-пятых, не стоит строить неутепленный дом из арболита там, где постоянно дует сильный ветер (в зонах турбулентности, на высоких берегах и обрывах). Дело в том, что в силу высокой воздухопроницаемости стены будут ощутимо сквозить. Штукатуркой можно отчасти нивелировать этот недостаток, но для более серьезной защиты от ветра придется дополнительно утеплять стену. Причем обязательно хорошо продумать паропроницаемость — иначе см. п. «в-четвертых». Вообще, все варианты отделки арболитовых стен должны быть «дышащими». Так что, например, с виниловыми обоями лучше не экспериментировать.

И в-шестых, найти качественное производство арболитовых блоков и плит, где выдерживаются все ГОСТы, не так легко. А вот нарваться на гаражное производство — проще простого. На рынке этого материала не очень много (и стоит он дороже, чем тот же газобетон) по одной простой причине: его производство во многом «завязано» на ручном труде, автоматизировать его сложно. Поэтому, если вы решили строить дом из арболита, нужно будет как следует прошерстить рынок и найти производство, которое действительно заслуживает доверия.

Людмила Губаева

Недвижимость Татарстан

Подбор состава арболитобетона для производства качественных арболитовых блоков

Подбор состава арболита для изготовления арболитовых блоков на вибростанках Вибромастер производится в лабораторных условиях  любым проверенным  на  практике способом. Производственный   состав  арболита  утверждается  главным  инженером  предприятия  и контролируется  лабораторией.

На подбор состава арболита дается задание, в котором указывается заданная средняя плотность (марка по средней плотности) и марка по прочности на сжатие (класс по прочности при сжатии). Могут быть указаны дополнительные требования  к стеновым  строительным блокам по морозостойкости и теплопроводности.

Предварительно, перед подбором состава арболита, устанавливают характеристики всех используемых материалов.

Для цемента устанавливают марку и активность, нормальную густоту, минералогический состав, среднюю плотность, истинную плотность р0.  Для заполнителя определяют насыпную среднюю плотность р3, плотность в куске рх, водопоглощение по массе W.  Качество химических добавок (ХД) устанавливается паспортом или на основании данных их непосредственного испытания.

Наиболее распространенным и удобным способом  подбора и назначения исходного состава арболитовой смеси является способ подбора по разработанным таблицам.

Средняя плотность арболита в высушенном состоянии в зависимости от класса (марки) и вида используемых органических заполнителей должна находиться в пределах, указанных в таблице.

Заполнитель	Расход цемента кг/м3, в зависимости от класса (марки) арболита
Дробленка из отходов:	80,35(5)	В,75(10)	В1  (15)	В2 (25)	82,5(35)
— лесопиления и деревообработки хвойных пород	260	280	300	330	360
— лесозаготовок хвойных пород	280	300.	320	350	380
— лесопиления и деревообработки смешанных пород	290	310	330	360	390
— лесозаготовок смешанных пород	310	330	350	380	—
— дробленка рисовой соломы	300	—	370	400	—
— костра конопли и льна	220	310	360	450	—
— дробленые стебли хлопчатника	260	290	320	360	—

Примечание: приведенные расходы цемента рекомендуются лишь для приготовления первого исходного замеса при подборе состава арболитовой смеси и не могут служить нормами расхода цемента в производственных условиях.

При применении цемента иных марок (отличного от марки 400) величина расхода цемента умножается на коэффициенты,  приведенные в таблице.

Коэффициенты изменения расходов цемента в арболите при изменении марки цемента (расход цемента марки 400 принят за 1)

Марка цемента	Коэффициенты изменения расхода цемента для арболита класса (марки)
	В0,35(5)	В,75(10)	B1(15)	В2 (25)	В2,5(35)
300	1,05	1,05	1,05	1,10	1,16
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

Расход органического  заполнителя  в  сухом  состоянии и назначается по следующей таблице..

Расход сухого органического заполнителя на 1 м3 арболита (цемент марки 400)

Заполнитель	Расход сухого органического заполнителя, кг/м, арболита класса (марки)
	В0,35(5)	В,75(10)	В1(16)	В2(26)	В2,5(35)
Дробленка из отходов:
— лесопиления и деревообработки хвойных пород	160	180	200	220	240
— лесозаготовок хвойных пород	170	190	210	230	250
— лесопиления и деревообработки смешанных пород	180	200	220	240	250
— лесозаготовок смешанных пород	160	180	200	220	240
— дробленка рисовой соломы	180	—	220	250	—
— костра конопли и льна	200	190	180	170	—
— дробленые стебли хлопчатника	200	210	220	230	—

Расходы воды определяются по по следующей таблице.

Расходы воды на 1 м3 арболитовой смеси при сухих, органических заполнителях

Заполнитель	Расход воды, л/м в смеси при классе (марке) арболита
	В0,35(5)	В,75(10)	В1  (15)	В2 (25)	В2,5(35)
Дробленка из отходов:
— лесопиления и деревообработки хвойных пород	280	300	330	360	400
— лесозаготовок хвойных пород	300	330	360	400	440
— лесопиления и деревообработки смешанных пород	330	360	390	430	460
— лесозаготовок смешанных пород	330	360	390	430	460
— дробленка рисовой соломы	350	—	400	450	—
— костра конопли и льна	400	470	450	420	—
— дробленые стебли хлопчатника	400	460	480	510	—

Расходы цемента, воды и органических заполнителей при производстве арболитовых блоков зависят от многих факторов и, в первую очередь, от способа уплотнения арболитовой смеси. Их необходимо устанавливать опытным путем в зависимости от производственных условий.

Предварительный расход химических добавок  назначается по следующей таблице.

Расход химических добавок в пересчете на сухое вещество

Химическая добавка	Расход химической добавки, кг/м3, в зависимости от вида заполнителя
	древесная дробленка	костра конопли или льна	дробленые стебли хлопчатника
Кальций хлористый технический	8	6	11
Стекло натриевое жидкое	8	9	—
Комплексная добавка:  сернокислый алюминий + известь-пушенка	20 25	15 20	— —

Рассчитанные составы проверяют в лабораторных или производственных условиях , путём изготовления и испытания контрольных образцов. Опытные образцы для определения класса (марки) арболита по прочности при сжатии твердеют в течение 28 суток при температуре при температуре 20 +/- 2°С и относительной влажности воздуха 70 +/- 10%. Для установления распалубочной и отпускной прочности изготавливают и испытывают образцы в возрасте 1-х, 3-х и 7-и суток.

Рабочий состав арболитобетона назначается по результатам испытания контрольных образцов.

Пример подбора состава арболита

Требуется подобрать состав конструкционно-теплоизоляционного арболита класса В2 для производства арболитовых блоков, средней плотностью не более 650 кг/м3 (в высушенном состоянии) для стеновых строительных блоков.

Имеется заполнитель — дробления из отходов деревообработки хвойных пород. Зерновой состав дроблеики удовлетворяет требованиям стандарта. Насыпная средняя плотность дробленки в сухом состоянии 120 кг/м3, влажность по массе — 50%. Вяжущее — портландцемент марки 400. Подбор состава арболита производим расчетно-экспериментальным методом. Расход цемента определяем по табл.1, Ц=330 кг/м3.  По табл.3 расход сухой дробленки Дсух.=220кгД|3, с учетом влажности — расход дробленки составит 330 кг/м3. Для назначенного расхода цемента по табл.6 определяем предварительный расход воды  В=360 л/м3.

Расход химической добавки (ХД) устанавливаем по табл.5 — это 8 кг/м3 хлорида кальция. Хлорид кальция берется 10%-ной концентрации. Содержание соли в 1 л. такого раствора (с плотностью 1,084) составляет 0,108 кг. Следовательно, для введения в арболит необходимого количества соли в виде 10%-ного раствора на 1 м3 арболитовой смеси его потребуется: 8:0,108=74,07 л. В найденном количестве раствора соли воды содержится 1,084×74,07-8=72,3 л.

С учетом воды, содержащейся в древесной дробленке и в растворе добавки, количество воды для приготовления 1 м3 арболитовой смеси будет равно 360-72,3=217,7 л. Средняя плотность свежеуложенной арболитовой смеси составит: 330+220+360+8=918 кг/м3.

Средняя плотность арболита в сухом состоянии определяется по формуле:
1,15Ц — масса цементного камня с учетом химически-связанной воды, кг на 1 м3 арболита.

Для установления оптимального расхода цемента необходимо изготовить и испытать три серии образцов с разным расходом цемента: одну с намеченным исходным расходом 330 кг/м3 и две дополнительные серии с расходом цемента на 15% меньше и больше принятого, т.е. 280 и 380 кг/м3.

Для каждого расхода цемента принимаем три предварительных расхода воды — установленный по табл.4 (360 л/м3) и на 5% больше и меньше, т.е. с учетом воды в растворе ХД и заполнителе. Расход древесного заполнителя оставляем неизменный. Для проведения опытных замесов для всех трех составов определяем расходы материалов на 15 литров по формулам, для первого состава (исходного):

Расход цемента Ц1 = (Ц*15)/1000=(380+15)/1000=4.96кг

Расход дробленки Дсух1=(Дсух*15)/1000=(220*15)/1000=3.30кг

Расход воды В1 = (В*15)/1000=(360*15)/1000=5,4кг

Расход химической добавки ХД1= (ХД*15)/1000=(8*15)/1000=0.12кг

Для остальных двух составов расходы материалов рассчитываются аналогично. Химические добавки растворяются в воде затворения опытного замеса.
Проводятся опытные замесы, в процессе которых проверяется жесткость арболитовой смеси по техническому вискозиметру. Жесткость арболитовой смеси должна соответствовать — 60 сек. и регулируется предварительным расходом воды. Если рассчитанное количество воды не обеспечивает получение требуемой жесткости, его увеличивают или уменьшают. Подогнав жесткость арболитовой смеси под требуемую, определяют среднюю плотность смеси, для этого заполняют стандартный мерный цилиндр объемом 5 л. Мерный цилиндр вместе с насадкой устанавливают на вибростол и закрепляют, а затем заполняют арболитовой смесью до половины насадки, устанавливают сверху на поверхность смеси пригруз, обеспечивающий давление, равное принятому при производстве стеновых строительных блоков, но не менее 0,004 МПа и вибрируют в течение 30-60 сек. до прекращения оседания пригруза. После этого снимают пригруз и насадку, срезают избыток смеси и заглаживают поверхность. Затем взвешивают. Среднюю плотность арболитовой смеси в кг/м3, вычисляют как среднюю двух определений по формуле:

Pcm= (m-m1)/V,

где         m — масса мерного сосуда с бетонной смесью, гр;
m1 — масса мерного сосуда без смеси, гр;
V — объем мерного сосуда, см3.

Определив  среднюю   плотность, определяем  объем приготовленной арболитовой смеси — Vсм по формуле:

Vom= СуммаP/pm,

где  SР=Ц1  +Дсух 1  +В1 +ХД1 сумма   материалов используемых при опытном  замесе.
Определив     объем      приготовленной     смеси,      вычисляю фактические расходы материалов в кг/мпо формулам:    

Фактический расход цемента Цф = (Ц1/Vcm)*1000

Фактический расход дробленки ДсухФ= (Дсух1/Vom)*1000

Фактический расход воды Вф = (В1/Vom)*1000

Фактический расход ХД = ХДср=(ХД1/Vom)*1000

Для остальных двух составов средняя плотность и фактические расходы   материалов   определяются   аналогично.   Из   подобранных смесей изготавливаются контрольные кубы размером 15x15x15 см в количестве 3 шт. для каждого состава. Укладка арболитобетонной смеси в формы   производится   так   же,   как   и   при   определении   средней плотности смеси.  Отформованные кубы в течение 1-х суток твердеют в формах и еще 27 суток  (при  температуре  20 +/- 2С и относительной влажности воздуха 70 +/- 10%) после распалубки.  После твердения на кубах определяют среднюю плотность и прочность при сжатии в Мпа.

Средний предел прочности при сжатии образцов для каждого из трех расходов цемента с оптимальным для каждого из них расходом воды наносим на график. По оси абсцисс откладываем расходы цемента на 1 м арболита, по оси ординат — предел прочности образцов арболита при сжатии в МПа. Проводим через полученные точки прямую и получаем зависимость прочности арболита при сжатии от расхода цемента. По графику определяем требуемый расход цемента для получения арболита заданного класса В2 при принятых условиях уплотнения и твердения. Расходы остальных материалов определяются по фактическим расходам трех составов арболита по интерполяции. После проверки подобранного состава в производственных условиях он рекомендуется для массового производства.

Вы также можете посмотреть следующие разделы

1. Вяжущие вещества
2. Заполнители
3. Микрозаполнители
4. Химические добавки
5. Вода для бетонов
6. Условия твердения строительных стеновых блоков
7. Способы определения жесткости бетонной смеси
8. О цементно-грунтовых строительных стеновых блоках
9. Основные характеристики грунтов для производства стеновых строительных блоков
10. Цементы для изготовления стеновых строительных блоков
11. Подбор составов цементогрунта
12. Основные требования к строительным стеновым блокам из грунтобетона
13. Об арболитовых блоках
14. Классификация арболитовых стеновых блоков
15. Материалы для производства строительных арболитовых блоков: Органический целлюлозный заполнитель
16. Материалы для производства строительных арболитовых блоков: Вяжущие вещества
17. Материалы для производства строительных арболитовых блоков: Химические добавки
18. Твердение и тепловая обработка стеновых арболитовых блоков
19. Требования к стеновым блокам из арболита
20. Арболитовые блоки и опилкобетонные блоки – отличия
21. Дом из арболитовых блоков или дерева: что выбрать?
22. О саманных блоках
23. Основные требования к блокам из самана
24. Материалы для производства саманных стеновых блоков: Вяжущее — глинистые грунты
25. Материалы для производства саманных стеновых блоков: Заполнители
26. Методы испытания глинистых грунтов для производства самана: Методика определения содержания глинисты
27. Методы испытания глинистых грунтов для производства самана: Методика определения содержания глинисты
28. Методы испытания глинистых грунтов для производства самана: Методика определения вязкости глинистого
29. Подготовка грунта к производству саманных строительных блоков
30. Сушка и хранение саманных строительных блоков
31. Мероприятия по повышению прочности и водостойкости стеновых саманных блоков
32. Особенности производства саманных строительных блоков в зимнее время
33. Изготовление блоков из бесцементных бетонов
34. Про шлакощелочной бетон
35. Требования к материалам для изготовления шлакощелочного бетона
36. Подбор состава шлакощелочного бетона
37. Рекомендуемые ориентировочные составы тяжелых шлакощелочных бетонов
38. Изготовление стеновых бетонных блоков из легких шлакощелочных бетонов
39. Изготовление стеновых бетонных блоков из мелкозернистых шлакощелочных бетонов
40. Изготовление стеновых бетонных блоков из арболита на шлакощелочном вяжущем
41. Изготовление блоков с декоративным слоем
42. Приготовление и нанесение декоративных растворов
43. Составы декоративных растворов

Как выбрать качественный арболит — 7 секретов

7 СЕКРЕТОВ, КАК ВЫБРАТЬ КАЧЕСТВЕННЫЙ
АРБОЛИТОВЫЙ БЛОК ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ВАШЕГО ДОМА

Если Вы решили, что арболит именно тот материал, из которого Вы хотите построить собственный дом, встает один очень важный и очевидный вопрос. Как выбрать из производителей того, который выпускает качественный арболит?
В начале, когда Вы смотрите на уникальные свойства арболита, они поражают и восхищают. ПРАВИЛЬНЫЙ АРБОЛИТ действительно обладает всеми этими удивительными свойствами!
И если Вы считаете, что «Арболит, он и в Африке Арболит», то просто будете выбирать самый дешевый вариант. Правильно ли это? Да, но только в том случае, если Вы строите дом не для себя и Вам неважно, сколько прослужит такой дом.
Основной способ сделать арболит дешевым, это, к сожалению, сэкономить на главных его компонентах, что непременно скажется на конечном продукте.
Итак, переходим к самому интересному, как выбрать отличный по качеству арболитовый блок?
Мы покажем Вам как это сделать, используя 7 простых правил.

1 ПРАВИЛО. Арболит производят только из АРБОЛИТОВОЙ щепы!
Проверить это очень просто.
1.1. Лучшая щепа из сосны. В ней в 5-ть раз меньше сахаров, чем в березовой щепе, и поэтому в 5-ть раз меньше необходимо нейтрализаторов.
1.2. Щепа должна быть вытянута, соотношение сторон примерно 1 к 5. Размеры щепы не должны превышать по длине 40 мм, по ширине 10 мм, а по толщине 5 мм.
Помните! Не опилки, не стружка с оцилиндровки, а именно щепа. Технологическая щепа – квадратиками, также не подходит для производства арболита, так как сцепление ее хуже, и достичь хороших показателей прочности очень сложно.

2 ПРАВИЛО. Арболит производят из хорошего цемента, марки М 500 Д 0!
Цемент М400 не подходит для производства, в силу не достижения даже минимальных показателей по прочности. Цемент марки 500 должен быть без добавок (маркировка Д0). Если добавки присутствуют, то цемент маркируется М500 Д20.

3 ПРАВИЛО. Обращаем внимание на технологический процесс: вибропрессование и выдержка в опалубке.
При использовании технологии вибропрессования, арболитовая щепа прессуется в формах на 30 %, для достижения хорошей плотности и других основных показателей.
Ручной трамбовкой не достичь оптимального показателя прочности-теплопроводности. Выдержка в формах, минимум 24 часа, позволяет схватиться цементу и сохранить блоку отличную геометрию. Если у производителя на производстве визуально много форм, значит, он блоки выдерживает в опалубке. При мгновенной распалубке, в силу упругих свойств щепы, геометрия блоков нарушается и перестает соответствовать ГОСТ, то есть размеры блоков могут отличатся от заявленных на 1,5-2 см. При этом, никакая низкая стоимость блоков не перекроет расходы по выравниванию и штукатурке стен.
Помните! Отклонение по всем сторонам блока не должно быть более 5 мм!

4 ПРАВИЛО. Все стороны арболитового блока должны быть ОДНОРОДНЫ!
Если с одной стороны они литые (много цемента), а с другой его почти нет, то это говорит о явном нарушении технологии, смесь до такой степени разбавили водой, что весь цемент стек вниз, при этом данный блок уже нельзя использовать в строительстве.

5 ПРАВИЛО. В арболите должно быть правильное соотношение показателей
плотности, прочности и теплопроводности. Если производитель на Ваш вопрос о качестве арболита говорит, что все соответствует ГОСТ, то знайте, в ГОСТ приводится следующее соотношение ключевых показателей. Уточняйте, какие именно показатели у продукции данного производителя.

Плотность арболита, кг/м3	400	450	500	550	600	650	700	800
Теплопроводность, Вт/м?С	0,08	0,09	0,095	0,105	0,12	0,13	0,14	0,16
Класс прочности на сжатие (В)	0,35	0,35	0,75	1	1,5	1,5-2	2	2,5

ВАЖНО! Класс прочности на сжатие В1,5 означает, что арболит выдерживает нагрузку не менее 2,2МПа (22 кгс). Некоторые недобросовестные сертификационные центры указывают класс В1,5 при прочности на сжатие всего 1,5 МПа (15 кгс). Для строительства домов в 2 или 3 этажа необходимо использовать арболит с прочностью на сжатие 2,2 МПа (класс прочности В1,5). Это достигается при плотности 600кг/м3. Если использовать арболит меньшей прочности и плотности, то строить более одного этажа не рекомендуется. При выборе арболита большей плотности (650 кг/м3 и выше) необходимо делать стены толщиной не 30 см, а больше за счет более высокой теплопроводности материала.

6 ПРАВИЛО. Качественный арболит должен «вызревать» в определенных условиях.
Узнать как действительно это делается можно приехав на производство или, как минимум, уточнить на консультации. В летний период арболит должен выдерживаться под навесом либо в пленке для предотвращения быстрой дегидратации (пересыхания) цемента. В противном случае прочность блока будет ниже требуемой. В зимний период блоки должны выдерживаться в отапливаемом помещении (не менее 20^оС) в течение 10 суток.

7 ПРАВИЛО. Качество арболита должно подтверждаться СЕРТИФИКАТОМ КАЧЕСТВА!
Любой сертификат качества выдается на основании протокола испытаний, где и указаны основные качественных характеристики материала. Если производитель добросовестный, то ему скрывать нечего, и он предоставит Вам протокол испытаний. Если же в протоколе испытаний показатели далеки от заявляемых производителем, то Вам его не будут показывать под разными предлогами. ВАЖНО! В сертификате соответствия необходимо обратить внимание на организацию выдавшую данный сертификат и на организацию, проводившую испытания. Если, например, испытания проводились в Новосибирске, а сертификат выдан в Москве, то это уже повод задуматься.
Если ВСЕ эти правила соблюдены, смело покупайте арболитовые блоки, в которых будут присутствовать все уникальные свойства данного материала! Мы надеемся, что данные простые правила дадут Вам возможность выбрать
качественные арболитовые блоки и воплотить в реальность ДОМ Вашей мечты!

Если у Вас еще остались вопросы, или появились новые, то мы готовы совершенно БЕСПЛАТНО провести консультацию по телефону или лично.С уважением.

Коммерческий директор ООО «СтройЭкоБлок»
Абрамов Денис Владимирович

8 (800) 200-42-10
(4932) 222-042
8-961-119-44-17

 

 

 

Характеристики и свойства блоков из арболита: теплопроводность, размеры, вес

Арболит, он же деревобетон – одна из разновидностей лёгких бетонов, состоящих из цементного раствора и органических наполнителей. Судя по количеству заказов в нашей компании, желающих строиться из арболита с каждым годом становится больше. Давайте разберемся, чем этот материал привлекает заказчиков.

Технология производства арболита регламентируется ГОСТом №19-222-84. На рынок он поставляется чаще всего в виде стеновых блоков или плит, предназначенных для возведения несущих стен зданий и межкомнатных перегородок. Согласно нормативам, блок состоит из следующих компонентов:

• Бетонный раствор марки М-400 или М-500;
• Химические улучшающие добавки;
• Органические наполнители.

Формы выпуска

Основные формы выпуска, в которых арболит поставляется на рынок – блоки и плиты-панели. В зависимости от процентного соотношения щепы и бетона, характеристики арболитных конструкций могут значительно различаться:

• По своей плотности арболит подразделяется на марки от М-5 до М-50;
• В зависимости от прочностных показателей, он может быть 4-х классов от В-0,75 до В-2,5.

Каждый из этих классов имеет своё предназначение и область применения: от использования в качестве теплоизоляции до сооружения несущих стен зданий:

• Деревобетонные блоки и плиты, имеющие плотность до 500 кг/м3 относятся к теплоизоляционным.
• Более плотные материалы, с удельной массой более 500 кг на кубометр, относятся к конструкционным и предназначены для возведения несущих стен и перегородок.

Блоки

Наиболее распространённые размеры блоков – длина 500 мм, высота 200 мм, при ширине от 100 до 500 мм.

Ввиду большого числа кустарных производств, габариты блоков бывают самыми различными, поэтому при покупке строительного материала делать это лучше у одного производителя.

Расход арболитовых блоков на 1 м3 стены зависит от его габаритов. Так, блок размерами 60х20х30 см имеет объём 0,036 кубометров. Соответственно, в кубе содержится порядка 28 штук таких блоков, то есть, для возведения 1 м3 стены, требуется гораздо меньшее количество блоков, чем кирпичей.

Вес одного блока, в зависимости от его размера и плотности, может варьироваться от 10 до 60 кг.

Блоки могут быть цельными, либо пустотелыми – последний вариант чаще применяется как утеплитель, т.к. обладает низкой теплопроводностью и слабыми несущими способностями.

Панели

Панели из арболита гораздо технологичнее блоков. Работы по монтажу деревобетонных плит производятся гораздо быстрее, чем кладка стены из блоков. Среди недостатков панельных конструкций:

• невозможность их отливки в домашних условиях;
• необходимость привлечения к строительно-монтажным работам подъёмных механизмов – из-за большого веса, монтировать арболитовые плиты без помощи крана или лебёдки нельзя.

Существуют различные размеры плит: начиная от небольших длиной 80 см, высотой 60 и толщиной 30 см, до настоящих стеновых панелей с габаритами 230х120х30 см.

Максимальные размеры деревобетонных панелей ограничиваются показателями прочности материала: наибольшая длина плиты не должна превышать 2,5 м при соотношении сторон 1:2.

В частной застройке может использоваться монолитная методика заливки, когда готовый арболитовый раствор заливается непосредственно в опалубку по месту строительства.

Технические характеристики

Большая популярность арболита обуславливается его технологичностью и высокими эксплуатационными свойствами.

Теплопроводность

Теплопроводность арболита напрямую зависит от его плотности: чем она выше, тем хуже теплоизоляционные свойства. Согласно нормативам, этот показатель может составлять от 0,08 до 0,15 Вт/м*С, что сопоставимо с характеристиками сухой древесины.

Для сравнения, рассмотрим коэффициент теплопроводности других конструкционных материалов, применяемых в строительстве (чем ниже коэффициент, тем лучше теплоизоляционные свойства, Вт/м*С):

• Керамический кирпич – 0,5 – 0,7;
• Железобетон – 2 – 2,1;
• Пенобетон – 0,1 – 0,29;
• Шлакоблок – 0,2 – 0,6.

Исходя из информации выше, арболит является лидером по теплоизоляционным характеристикам в сравнении с прочими строительными материалами. Так, для регионов с минимальными зимними температурами в -30, вполне достаточна толщина стены дома из арболита в 30 – 35 см. При этом материал может без всякого ущерба переносить до 50 сезонных циклов, т.е. срок службы стен составляет около полувека. Для жилых домов, где внутри поддерживается постоянная плюсовая температура, этот срок может быть значительно больше.

Таблица 1. Рекомендуемая толщина стен без утепления для разных регионов (м)

Город	Керамический кирпич		Арболит
Архангельск		2,2		0,45
Владивосток		1,85		0,35
Иркутск		2,15		0,45
Магадан		4,15		0,5
Москва		3,15		0,35
Новосибирск		2,05		0,45
Ростов-на-Дону		1,4		0,3

Теплоёмкость

Теплоёмкость – качество, характеризующее способность поглощать и отдавать тепловую энергию. От этого свойства зависит микроклимат в помещении – чем выше показатель теплоёмкости, тем более комфортная температура сохраняется в нём.

Данный показатель для бетона составляет всего 0,84, в то время как для стеновых блоков из арболита коэффициент теплоёмкости составляет 2,3 кДж/кг*С. То есть, деревобетонные стены остывают в 4 раза медленнее, чем железобетонные, дольше сохраняя тепло в помещении.

Это особенно актуально в ненастные дни или в холодное время года, помогая сэкономить на обогреве дома.

Таблица 2. Сравнительная таблица теплоёмкости строительных материалов

Железобетон	0,84
Полистиролобетон	1, 05
Керамический кирпич	0,88
Гранит, мрамор	0,88
Ель	2,3
Сосна	2,3
Пенопласт	1,26
Деревобетон	2,3

Прочность

Прочность арболита на сжатие составляет от 0,5 до 5 МПа, в зависимости от процентного соотношения органики и бетонной основы. Наиболее прочные виды блоков класса В-2,5 могут использоваться для возведения зданий высотой до 3-х этажей включительно. Прочность на изгиб составляет 0,8 – 1 МПа, что гарантирует целостность кладки стены при сезонных «хождениях» фундаментного основания, или его некоторых деформациях при усадке.

Особенностью арболитовых материалов является их уникальная для бетона способность частично восстанавливать свою форму после физических «потрясений» – ударной деформации или воздействия большой массы.

Плотность

От этого показателя во многом зависит удельная масса, прочность и теплопроводность материала – чем выше его плотность, тем он прочнее. В то же время, слишком большая плотность строительного материала уменьшает его теплоизоляционные свойства и увеличивает массу.

Деревобетон в этом смысле является достаточно сбалансированным материалом – имея высокие теплоизоляционные качества, он в то же время достаточно плотный. Это позволяет сооружать из него несущие конструкции для зданий малой этажности.

Таблица 3. Сравнительная характеристика плотности деревобетона и других материалов

Материал	Плотность (кг/куб.м)
Арболит	400 – 650
Железобетон	2500
Пенобетон	600 – 800
Кирпич полнотелый	1400 – 1600
Гранит, базальт, мрамор	2800
Сосна, ель	500 – 600
Известняк	1600

Среди других технических характеристик материала следует отметить:

1. Огнестойкость. Материал практически не горюч, и способен выдерживать открытое пламя от 45 минут до полутора часов;
2. Водопоглощение. От других типов бетонов арболит отличается высоким уровнем влагопоглощения, доходящим до 75 – 80%;
3. Усадка при высыхании составляет около 0,5%;
4. Коэффициент шумоизоляции – 0,15 – 0,6.

Преимущества и недостатки

Как и у большинства материалов, у арболита есть свои достоинства и свои недостатки. К плюсам относятся:

• экологичность, высокие теплоизоляционные показатели, малый вес. По этим характеристикам он практически аналогичен древесине, но, в отличие от неё, практически не горюч и не подвержен гниению;
• Из-за низкой плотности и малой массы, при строительстве домов из арболита можно использовать облегчённые варианты фундаментов – столбчатые и мелкозаглублённые, что существенно снижает общую стоимость построек;
• Материал обладает высокой технологичностью – легко пилится, режется, сверлится, в него можно забивать гвозди и закручивать саморезы.

Подробно о достоинствах арбоблоков – на видео ниже:

Главные минусы арболита – невысокие несущие возможности и большие показатели влагопоглощения. В связи с этим, арболитовые конструкции нельзя использовать при многоэтажном строительстве, или в качестве несущих стен под бетонные перекрытия. Также стены нуждаются в надёжной гидроизоляции – как в местах соприкосновения с фундаментом, так и по всему наружному периметру.

Область применения

Применение арболита обуславливается показателем его прочности. В зависимости от класса прочности, это может быть:

• В-0,75 – утепление наружных стен, звукоизоляция и строительство межкомнатных перегородок;
• В-1 и В-1,5 – несущие стены одноэтажных зданий и хозяйственных построек;
• В-2,5 – возведение несущих стен двух и трёхэтажных построек при условии использования лёгких межэтажных перекрытий.

Ведущие производители

В России особую популярность арболит начал приобретать на рубеже ХХ и ХХI веков, с началом массового малоэтажного строительства.

Благодаря доступности исходного сырья и несложной производственной технологии, выпуском арболитовых конструкций сегодня занимается множество компаний. Наиболее крупными производителями на отечественном рынке являются:

• «Арболит Эко» – производственная компания, расположенная в Ногинском районе Подмосковья. Занимается производством блоков, проектированием и строительством малоэтажных зданий.
• «Русский арболит» – сеть компаний, занимающихся разработкой и изучением технологий производства арболитных изделий, выпуском формовочно-прессовального оборудования и широкой линейки строительных материалов из деревобетона.
• «Иж арболит» – производитель из Ижевска (Удмуртия).
• «Черновский арболит» – производственно-строительная компания из п. Черновский Самарской области.

За рубежом лидерами в производстве данного материала являются компании из Германии, США, Канады, Австрии, Скандинавии, Японии.

Арболит или бетон: что лучше?

Прежде, чем делать сравнительный анализ товарного бетона и арболита, рассмотрим каждый вид строительного материала в отдельности.

Товарный бетон.

 Искусственный камень, образованный в результате твердения вяжущего и заполнителя, называют бетоном. Все бетонные смеси подразделяются на тяжелые и облегченные формы. Главные компоненты тяжелого бетона — цемент, вода, строительный песок, любой вид заполнителя. От их пропорций зависит прочность бетонной смеси. В качестве вяжущего материала используют цемент. Песок, гравий, гранитный щебень и другие горные породы играют роль заполнителя. От вида заполнителя тяжелого бетона зависит его качественный состав, влияющий на характеристики и область применения готового продукта.   От водо-цементного отношения зависит прочность бетонной смеси. При недостаточном количестве воды в составе жесткого бетона, его укладка затруднена. Такая смесь требует более тщательного уплотнения методом вибрации. При излишке воды бетонная смесь дает усадку, что приводит к появлению микротрещин и деформации готового изделия. Чтобы сократить количество микротрещин и продлить эксплуатационный срок бетона, в состав вводят крупные (щебень) или мелкие (песок) заполнители, которые, образуя структурный каркас, сокращают усадочные процессы, увеличивают упругость и прочность бетона. Кроме того плотность заполнителя защищает арматуру железобетонных конструкций от коррозии. Также на водо-цементное отношение оказывает влияние и влажность песка. Потребность бетона в водном соотношении тем меньше, чем выше показатель влажности заполнителя. 
 Благодаря своей прочности бетон является самым популярным материалом в строительстве. Существует множество разновидностей тяжелого бетона. В зависимости от состава, марки бетона и качества заполнителя каждый вид имеет свою область применения. Марка характеризует прочность на сжатие материала и имеет пределы от М50 до М800. Чем выше марка, тем прочнее бетон цена которого также возрастет с прочностью. Характеризуя свойства тяжелого бетона, можно сказать, что это высокопрочный, долговечный и водостойкий материал, способный противодействовать негативным воздействиям атмосферных осадков. Единственным главным недостатком тяжелого бетона является его высокая теплопроводность.

 Основное использование в строительстве

 Тяжелый бетон используют при изготовлении сборных, а так же монолитных железобетонных конструкций, автострад, гидротехнических сооружений, бассейнов. Плотные заполнители с высокой удельной массой дают возможность их применения в атомной промышленности. Лишь в двух случаях тяжелый бетон уступает облегченной форме материала: при изготовлении легких перекрытий и ограждающих конструкций стен. И даже в этом случае несущие конструкции сооружений выполнены с помощью тяжелого бетона. 

Арболит или опилкобетон.

 К легким бетонам относят бетонную смесь, в которой в качестве заполнителя выступают материалы с пористой структурой. Использование легких бетонов значительно снижает общую массу здания, его теплоемкость, значительно снижает стоимость строительства. Легкий вид бетона с опилками, арболит или опилкобетон, изготавливают из отходов деревоперерабатывающей промышленности, используя при этом отходы хвойных пород. Цемент является связующим материала, а минеральные добавки служат для повышения прочности готовых изделий. Основная область применения арболитовых плит – малоэтажные здания. 

 От количества вяжущих материалов (цемент, известь, опилки) и строительного песка, которые существенно влияют на его прочность, зависят марка и вес опилкобетона. Арболит при недостаточном количестве воды не способен достигнуть соответствующей марки состава, а при ее избытке – происходит длительный процесс его затвердевания. 
Натуральное сырье, из которого изготовлен арболит, делает его абсолютно экологичным материалом. Благодаря своему небольшому весу, он нашел свое применение в зонах, подвергающихся сейсмической активности. Огнестойкость, низкая истираемость, трещиностойкость, повышенная паропроницаемость и теплоизоляционные качества являются основными достоинствами арболита. Пористая структура материала значительно повышает звукоизоляционные свойства. К недостаткам опилкобетона относят низкую влагостойкость, но при правильном производстве, соблюдении технологии и защите разрушительных процессов можно избежать.
  Очень сложно делать сравнительную характеристику тяжелого бетона и арболита. Каждый из них имеет свою необходимую область применения, где недостаток одного материала превращается в достоинство другого. Если плотная структура бетона делает его максимально прочным, водостойким, но и, достаточно, холодным материалом, то благодаря пористости своего заполнителя, арболит превращается в легкий, теплоемкий, звукоизоляционный, но с пониженной влагостойкостью материал. Схожесть двух различных по качественному составу бетонов заключается в их прочности, доступности, экологичности и сравнительно невысокой стоимости.

Сталь, дерево и бетон: сравнение

ширина: 80%;
}
]]>

Какие материалы чаще всего используются в строительстве?

Конструктивное проектирование зависит от знания материалов и соответствующих им свойств, чтобы мы могли лучше предсказать поведение различных материалов при нанесении на конструкцию. Как правило, три (3) наиболее часто используемых строительных материала — это сталь , бетон и древесина / древесина . Знание преимуществ и недостатков каждого материала важно для обеспечения безопасного и экономичного подхода к проектированию конструкций.

Конструкционная сталь

Сталь — это сплав, состоящий в основном из железа и углерода. Другие элементы также примешиваются к сплаву для получения других свойств. Одним из примеров является добавление хрома и никеля для создания нержавеющей стали. Увеличение содержания углерода в стали имеет предполагаемый эффект увеличения прочности материала на разрыв. Увеличение содержания углерода делает сталь более хрупкой, что нежелательно для конструкционной стали.

Преимущества конструкционной стали

1. Сталь имеет высокое соотношение прочности и веса.Таким образом, собственный вес металлоконструкций относительно невелик. Это свойство делает сталь очень привлекательным конструкционным материалом для высотных зданий, длиннопролетных мостов, сооружений, расположенных на земле с низким содержанием грунта и в районах с высокой сейсмической активностью.
2. Пластичность. Перед разрушением сталь может подвергаться значительной пластической деформации, что обеспечивает большой резерв прочности.
3. Прогнозируемые свойства материала. Свойства стали можно предсказать с высокой степенью уверенности.На самом деле сталь демонстрирует упругие свойства до относительно высокого и обычно четко определенного уровня напряжения. В отличие от железобетона свойства стали существенно не меняются со временем.
4. Скорость возведения. Стальные элементы просто устанавливаются на конструкцию, что сокращает время строительства. Обычно это приводит к более быстрой окупаемости в таких областях, как затраты на рабочую силу.
5. Легкость ремонта. Стальные конструкции в целом можно легко и быстро отремонтировать.
6. Адаптация заводского изготовления.Сталь отлично подходит для заводского изготовления и массового производства.
7. Многократное использование. Сталь можно использовать повторно после разборки конструкции.
8. Расширение существующих структур. Стальные здания можно легко расширить, добавив новые отсеки или флигели. Стальные мосты можно расширять.
9. Усталостная прочность. Металлоконструкции обладают относительно хорошей усталостной прочностью.

Недостатки конструкционной стали

1. Общая стоимость. Сталь очень энергоемкая и, естественно, более дорогая в производстве.Строительство стальных конструкций может быть более дорогостоящим, чем строительство других типов конструкций.
2. Противопожарная защита. Прочность стали существенно снижается при нагревании до температур, обычно наблюдаемых при пожарах в зданиях. Сталь также довольно быстро проводит и передает тепло от горящей части здания. Следовательно, стальные конструкции в зданиях должны иметь соответствующую противопожарную защиту.
3. Техническое обслуживание. Сталь, подвергающаяся воздействию окружающей среды, может повредить материал и даже загрязнить конструкцию из-за коррозии.Стальные конструкции, подверженные воздействию воздуха и воды, такие как мосты и башни, регулярно окрашиваются. Применение устойчивых к атмосферным воздействиям и коррозионно-стойких сталей может устранить эту проблему.
4. Склонность к короблению. Из-за высокого отношения прочности к весу стальные сжимающие элементы, как правило, более тонкие и, следовательно, более подвержены короблению, чем, скажем, железобетонные сжимающие элементы. В результате необходимы дополнительные конструктивные решения для улучшения сопротивления продольному изгибу тонких стальных компрессионных элементов.

Программное обеспечение SkyCiv Steel Design

Рис. 1. Обзор стальных конструкций

Железобетон

Бетон представляет собой смесь воды, цемента и заполнителей. Пропорция трех основных компонентов важна для создания бетонной смеси желаемой прочности на сжатие. Когда в бетон добавляют арматурные стальные стержни, эти два материала работают вместе с бетоном, обеспечивающим прочность на сжатие, и сталью, обеспечивающей прочность на растяжение.

Преимущества железобетона

1. Прочность на сжатие. Железобетон имеет высокую прочность на сжатие по сравнению с другими строительными материалами.
2. Предел прочности на разрыв. Благодаря предусмотренной арматуре железобетон также может выдерживать значительную величину растягивающего напряжения.
3. Огнестойкость. Бетон обладает хорошей способностью защищать арматурные стальные стержни от огня в течение длительного времени. Это выиграет время для арматурных стержней до тех пор, пока пожар не будет потушен.
4. Материалы местного производства. Большинство материалов, необходимых для производства бетона, можно легко найти на месте, что делает бетон популярным и экономичным выбором.
5. Прочность. Система здания из железобетона более долговечна, чем любая другая система здания.
6. Формовка. Железобетон, изначально как текучий материал, можно экономично формовать в практически неограниченном диапазоне форм.
7. Низкие эксплуатационные расходы. Железобетон является прочным с использованием недорогих материалов, таких как песок и вода, не требующих обширного обслуживания.Бетон предназначен для того, чтобы полностью покрыть арматурный стержень, так что арматурный стержень не будет поврежден. Это делает стоимость обслуживания железобетонных конструкций очень низкой.
8. По конструкции, такой как фундаменты, плотины, опоры и т. Д., Железобетон является наиболее экономичным строительным материалом.
9. Жесткость. Он действует как жесткий элемент с минимальным прогибом. Минимальный прогиб хорош для удобства эксплуатации зданий.
10. Удобство в использовании. По сравнению с использованием стали в конструкции, при строительстве железобетонных конструкций может быть задействована менее квалифицированная рабочая сила.

Недостатки железобетона

1. Долгосрочное хранение. Бетон нельзя хранить после смешивания, так как цемент вступает в реакцию с водой и смесь затвердевает. Его основные ингредиенты нужно хранить отдельно.
2. Время отверждения. Бетон выдерживает тридцать дней. Этот фактор сильно влияет на график строительства здания. Это снижает скорость возведения монолитного бетона по сравнению со сталью, однако ее можно значительно улучшить с помощью сборного железобетона.
3. Стоимость форм. Стоимость форм, используемых для отливки ЖБИ, относительно выше.
4. Увеличенное сечение. Для многоэтажного здания секция железобетонной колонны (RCC) больше, чем стальная секция, так как в случае RCC прочность на сжатие ниже.
5. Усадка. Усадка вызывает развитие трещин и потерю прочности.

Программное обеспечение SkyCiv RC для проектирования

Рис. 2. Типичный пример железобетона

Древесина

Древесина — это органический, гигроскопичный и анизотропный материал.Его тепловые, акустические, электрические, механические, эстетические, рабочие и т. Д. Свойства очень подходят для использования, можно построить комфортный дом, используя только деревянные изделия. С другими материалами это практически невозможно. Очевидно, что древесина является одновременно распространенным и историческим выбором в качестве конструкционного инженерного материала. Однако в последние несколько десятилетий произошел отход от дерева в пользу инженерных продуктов или металлов, таких как алюминий.

Преимущества древесины

1. Предел прочности при растяжении.Поскольку дерево является относительно легким строительным материалом, он превосходит даже сталь по длине разрыва (или длине самонесущей конструкции). Проще говоря, он может лучше выдерживать собственный вес, что позволяет использовать большие пространства и меньше необходимых опор в некоторых конструкциях зданий.
2. Электрическое и тепловое сопротивление. Он обладает естественным сопротивлением электропроводности при сушке до стандартного уровня содержания влаги (MC), обычно от 7% до 12% для большинства пород древесины. Его прочность и размеры также не подвержены значительному влиянию тепла, обеспечивая устойчивость готового здания и даже безопасность при определенных пожарных ситуациях.
3. Звукопоглощение. Его акустические свойства делают его идеальным для минимизации эха в жилых или офисных помещениях. Дерево поглощает звук, а не отражает или усиливает его, и может помочь значительно снизить уровень шума для дополнительного комфорта.
4. Из местных источников. Дерево — это строительный материал, который можно выращивать и повторно выращивать с помощью естественных процессов, а также с помощью программ пересадки и лесного хозяйства. Выборочная уборка и другие методы позволяют продолжить рост, пока собираются более крупные деревья.
5. Экологически чистый. Одна из самых больших проблем многих строительных материалов, включая бетон, металл и пластик, заключается в том, что когда они выбрасываются, они разлагаются невероятно долго. В естественных климатических условиях древесина разрушается намного быстрее и фактически пополняет почву.

Недостатки бруса

Усадка и разбухание древесины — один из ее основных недостатков.

Дерево — гигроскопичный материал.Это означает, что он будет поглощать окружающие конденсируемые пары и терять влагу в воздух ниже точки насыщения волокна. Еще один недостаток — его износ. Агенты, вызывающие порчу и разрушение древесины, делятся на две категории: биотические (биологические) и абиотические (небиологические). Биотические агенты включают гниющие и плесневые грибы, бактерии и насекомые. К абиотическим агентам относятся солнце, ветер, вода, некоторые химические вещества и огонь.

Программное обеспечение SkyCiv Wood Design

Рисунок 3.Деревянный конструкционный каркас

Сводка

Для лучшего описания стали, бетона и дерева. Обобщим их основные характеристики, чтобы выделить каждый материал.

Сталь очень прочна как на растяжение, так и на сжатие и, следовательно, имеет высокую прочность на сжатие и растяжение. Сталь имеет предел прочности от 400 до 500 МПа (58 — 72,5 тыс. Фунтов на квадратный дюйм). Это также пластичный материал, который поддается или прогибается перед разрушением. Сталь выделяется своей скоростью и эффективностью в строительстве.Его сравнительно легкий вес и простота конструкции позволяют сократить рабочую силу примерно на 10-20% по сравнению с аналогичной строящейся структурой на основе бетона. Металлоконструкции также обладают отличной прочностью.

Бетон чрезвычайно прочен на сжатие и, следовательно, имеет высокую прочность на сжатие от 17 МПа до 28 МПа. С более высокой прочностью до 70 МПа или выше. Бетон позволяет проектировать очень прочные и долговечные здания, а использование его тепловой массы, удерживая его внутри оболочки здания, может помочь регулировать внутреннюю температуру.Также в строительстве все чаще используется сборный железобетон, что дает преимущества с точки зрения воздействия на окружающую среду, стоимости и скорости строительства.

Древесина устойчива к электрическим токам, что делает ее оптимальным материалом для электроизоляции. Прочность на разрыв также является одной из основных причин выбора древесины в качестве строительного материала; его исключительно сильные качества делают его идеальным выбором для тяжелых строительных материалов, таких как конструкционные балки.Дерево намного легче по объему, чем бетон и сталь, с ним легко работать и легко адаптировать на месте. Он прочен, дает меньше тепловых мостиков, чем его аналоги, и легко включает в себя готовые элементы. Его структурные характеристики очень высоки, а его прочность на сжатие аналогична прочности бетона. Несмотря на все это, древесина все шире используется для жилых и малоэтажных построек. Его редко используют в качестве основного материала для высотных конструкций.

Это самые распространенные строительные материалы, используемые для строительства.У каждого материала есть свой уникальный набор достоинств и недостатков. В конце концов, они могут быть заменены материалами, которые практически не имеют ограничений с технологическими достижениями будущего. Тем не менее, наши нынешние строительные материалы будут оставаться актуальными еще многие десятилетия.

Бетон марки

| Классификация бетона | Виды бетонной смеси | Коэффициент M25 | Соотношение бетонной смеси M30

Марка бетона

Марки бетона определяются пропорцией бетонной смеси и минимальной прочностью бетона в конце 28-дневного периода выдержки.Марка бетона может быть определена путем расчета прочности на сжатие e бетона при МПа , где M обозначает смесь , а МПа обозначает общую прочность

Существуют различных типов бетонной смеси , которые основаны на классификации бетона в соответствии с его прочностью на сжатие .

Для изготовления бетона мы используем цемент , песок, заполнитель и воду, которые смешиваются в определенном соотношении, бетон заливается и укладывается в куб размером 150 мм и помещается в водяную баню на 28 дней, а затем. , он испытан на испытательной машине на сжатие .Результат напряжения сжатия известен как « марка бетона » . Выражается в Н / мм²

Марка бетона обозначается M10, M20, M30, и т. Д. В соответствии с их прочностью на сжатие.

Подробнее: Проектирование бетонной смеси Пошаговый расчет Полный расчет

---

Бетон марки в соответствии с индийскими стандартами

«M» относится к Смесь и число после M (M10, M20) Указывает на прочность на сжатие бетона после 28 дней выдержки и испытаний.2.

Подробнее: Как проверить прочность бетона на сжатие

---

Марка бетона В соответствии с британскими / европейскими стандартами:

Согласно британским / европейским стандартам BS 8500-2, марка бетона обозначается как C10, C15, C20, C25 и т. Д., «C» , что означает « Бетон Класс прочности» и число за . C относится к характеристической прочности бетона на сжатие в Н / мм2 в течение 28 дней при испытании с диаметром 15 см.& Высота 30 см цилиндр в испытании на прямое сжатие .

марка бетона также обозначается как C16 / 20, C20 / 25, C25 / 30 и т. д., что означает класс прочности бетона (C) число за C относится к к прочности на сжатие Бетон в Н / мм ² при испытании с Cylinder / Cube.

Различная смесь пропорции материалов, из которых изготовлен бетон, а именно

• Цемент
• Крупный заполнитель
• Мелкий заполнитель
• Вода

Результат бетоны с разными свойствами.

---

Классификация бетона

Ниже приведены стандартные марки бетона с указанием пропорций и прочности смеси

. 902 83 87a

Марки бетона	Соотношение смеси (цемент: песок: заполнители)	Прочность на сжатие МПа (Н / мм2)	фунтов на кв.
M5	1: 5: 10	5 МПа	725 psi
M7.5	1: 4: 8	7,5 МПа	1087 фунт / кв. Дюйм
M10	1: 3: 6	10 МПа	1450 фунт / кв. 15 МПа	2175 psi
M20	1: 1.5: 3	20 МПа	2900 psi
Стандартный сорт бетона
	M25 1 25 МПа	3625 фунтов на кв. Дюйм
M30	Design Mix	30 МПа	4350 фунтов на кв.	40 МПа	5800 psi
M45	Design Mix	45 МПа	6525 psi
Марка бетона высокой прочности
M50	Design Mix	50 МПа	7250 psi
M55	Design Mix	55 МПа	7975 psi
M60		Design Mix
M65	Design Mix	65 МПа	9425 psi
M70	Design Mix	70 МПа	10150 psi

---

Выбор марки бетона зависит от ситуации и использования: 1501

Марка бетона (Н / мм2)	Соотношение Цемент, песок и заполнители	Применение
10
		1: 2: 4	PCC
20	1: 1.5: 3	Нормальный строительный бетон
25	1: 1: 2	Железобетон / сборный бетон
30	Конструкция бетонной смеси	Тяжелый железобетон / сборный бетон
Расчет бетонной смеси	Предварительно напряженный / сборный бетон
40	Расчет бетонной смеси	Очень тяжелый железобетон / сборный бетон / предварительно напряженный
45	Конструкция бетонной смеси Очень	тяжелый железобетон / сборный / предварительно напряженный

---

Посмотреть видео: марка бетона и различные типы, используемые в строительстве

---

Вам также может понравиться:

Новые стратегии призваны придать дереву прочность, которая заменит бетон в строительстве

Кредит: Куинн Домброски; Flickr CC BY-SA 2.0

Бетон — впечатляющий материал.

Помимо долгой и богатой истории, древний строительный материал намного сложнее, чем можно было бы предположить по его непритязательной тускло-серой поверхности.

Я могу понять, почему некоторые люди могут считать бетон низкотехнологичным или даже нетехнологичным материалом, но это не всегда так. На самом деле в цементе, который склеивает бетон, происходит действительно интересная нанонаука, которая позволяет бетонным конструкциям выдерживать нагрузку — иногда даже тысячи лет.

Благодаря последним достижениям в области компьютерного моделирования и методов молекулярного анализа, ученые разделили эти механизмы, пытаясь лучше понять прочность бетона. В конечном итоге эти знания могут помочь в разработке усовершенствований, повышающих прочность и снижающих сильное воздействие бетона на окружающую среду.

Потому что, несмотря на прочность материала, это слабость бетона — его огромный углеродный след.

Тот факт, что на текущее производство бетона приходится 8–9% антропогенных выбросов CO ₂ и 2–3% мировой первичной энергии, действительно требует улучшений в этом повсеместном материале.

Здесь, на сайте Ceramic Tech Today , мы сообщаем о бесчисленных усилиях по НИОКР, направленных на то, чтобы сделать бетон более экологичным.

Но могут ли эти постепенные достижения — которые, к сожалению, часто никогда не выходят за рамки исследовательской лаборатории, — существенно изменить бетонную промышленность?

Может быть.

Последние достижения в области очистки бетона получают все большее распространение в коммерческой и промышленной сфере. Одним из ярких примеров является производственный процесс Solidia Technologies, который не только снижает выбросы углекислого газа, но также позволяет получить коммерчески осуществимый бетонный продукт, который фактически поглощает CO ₂ .

Миру понадобится вся бетонная промышленность, чтобы присоединиться к таким инновационным решениям, однако, чтобы действительно притормозить проблему CO ₂ в бетонной промышленности.

Тем не менее, другие считают, что проблемы бетона более глубоко коренятся в самом материале, поэтому вместо этого они настаивают на совершенно других материалах, чтобы заменить бетон как строительный материал.

И с некоторыми нововведениями это вполне возможно.

В исследовании, опубликованном в Интернете на этой неделе в журнале Nature , подробно описан процесс превращения древесины в высокоэффективный конструкционный строительный материал.

Технология состоит из ряда этапов химической обработки и горячего прессования, которые в конечном итоге устраняют структурную слабость древесины — ее естественную пористость.

Сначала химическая обработка древесины для увеличения ее пористости, а затем ее сжатие, чтобы раздвинуть все пространства, по словам ученых, в результате этого процесса нановолокна в древесине сцепляются друг с другом, создавая упрочненный органический материал.

Согласно новостному материалу Nature , такое уплотнение древесины увеличивает ее жесткость в 11 раз и плотность в 3 раза.

Помимо этого нового исследования, существуют также другие варианты обработки для повышения прочности древесины как строительного материала. Одна из таких возможностей — это поперечно-клееная древесина, которая получает дополнительную прочность за счет слоев древесины, ориентированных перпендикулярно друг другу.

Дерево — особенно привлекательный вариант в качестве строительного материала, потому что, во-первых, древесина является возобновляемым ресурсом.Разрешение природе производить материалы резко снижает выбросы, возникающие при искусственном производстве других строительных материалов, таких как бетон. Кроме того, выращивание деревьев в качестве строительного материала имеет дополнительное преимущество, так как поглощает CO ₂ по мере роста растений.

Но дерево на самом деле недостаточно прочное, чтобы строить высокие небоскребы и целые города… не так ли?

Посмотрите видео ниже из The Economist , чтобы увидеть, как эксперты могут не согласиться и как они уже добиваются этого.

Кредит: Экономист; YouTube

Бумага Nature — это «Обработка объемной натуральной древесины в высокоэффективный конструкционный материал» (DOI: 10.1038 / nature25476).

Как вы думаете, возможно ли, что дерево когда-нибудь заменит бетон в качестве основного строительного материала? Почему?

Вы нашли эту статью интересной? Подпишитесь на информационный бюллетень Ceramic Tech Today, чтобы и дальше читать статьи о последних новостях керамической и стекольной промышленности! Перейдите по этой ссылке , чтобы начать.

Сопротивление материалов — Урок

. (0 Рейтинги)

Быстрый просмотр

Уровень оценки: 8 (6-8)

Требуемое время: 30 минут

Зависимость уроков: Нет

Тематические области: Физические науки

Резюме

Студенты узнают о разнообразии материалов, используемых инженерами при проектировании и строительстве современных мостов.Они также узнают о свойствах материалов, важных для строительства мостов, и рассматривают преимущества и недостатки стали и бетона как обычных материалов для строительства мостов, способных выдерживать сжимающие и растягивающие усилия. Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).

Инженерное соединение

При проектировании таких конструкций, как мосты, инженеры тщательно выбирают материалы, предвидя силы, которые, как ожидается, будут испытывать материалы (компоненты конструкции) в течение их срока службы.Обычно для компонентов, испытывающих растягивающие нагрузки, используются пластичные материалы, такие как сталь, алюминий и другие металлы. Хрупкие материалы, такие как бетон, керамика и стекло, используются для компонентов, которые испытывают сжимающие нагрузки.

Цели обучения

После этого урока учащиеся должны уметь:

• Перечислите несколько распространенных материалов, использованных при проектировании и строительстве конструкций.
• Опишите несколько факторов, которые инженеры учитывают при выборе материалов для конструкции моста.
• Объясните преимущества и недостатки обычных материалов, используемых в инженерных сооружениях (сталь и бетон).

Образовательные стандарты

Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными предметами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).

Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).

В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .

NGSS: научные стандарты нового поколения — наука

Общие основные государственные стандарты — математика

• Разбирайтесь в проблемах и настойчиво их решайте.(Оценки К — 12) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Рассуждайте абстрактно и количественно.(Оценки К — 12) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Бегло складывайте, вычитайте, умножайте и делите десятичные дроби, используя стандартный алгоритм для каждой операции.(Оценка 6) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Решайте реальные и математические задачи, связанные с площадью, объемом и площадью поверхности двух- и трехмерных объектов, состоящих из треугольников, четырехугольников, многоугольников, кубов и прямых призм.(Оценка 7) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технология

• Здания обычно содержат множество подсистем.(Оценки 6 — 8) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Выбор конструкций для конструкций основан на таких факторах, как строительные законы и нормы, стиль, удобство, стоимость, климат и функция.(Оценки 6 — 8) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

ГОСТ

Колорадо — математика

• Бегло складывайте, вычитайте, умножайте и делите многозначные десятичные дроби, используя стандартные алгоритмы для каждой операции.(Оценка 6) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Решайте реальные и математические задачи, связанные с площадью, объемом и площадью поверхности двух- и трехмерных объектов, состоящих из треугольников, четырехугольников, многоугольников, кубов и прямых призм.(Оценка 7) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Колорадо — наука Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Рабочие листы и приложения

Посетите [www.teachengineering.org/lessons/view/cub_brid_lesson04], чтобы распечатать или загрузить.

Больше подобной учебной программы

Разрушение формы

В этом математическом упражнении учащиеся проводят тест на прочность с использованием пластилина, создавая свои собственные графики зависимости напряжения от деформации, которые они сравнивают с типичными графиками для стали и бетона. Они узнают разницу между хрупкими и пластичными материалами и, в частности, разбираются в прочности материалов…

Механика упругого твердого тела

Учащиеся вычисляют напряжение, деформацию и модуль упругости, а также узнают о типичной инженерной диаграмме напряжения-деформации (графике) упругого материала.

Заполняя пробелы

Студентам предоставляется краткая история мостов, поскольку они узнают о трех основных типах мостов: балочных, арочных и подвесных.На них действуют две естественные силы — растяжение и сжатие, общие для всех мостов и конструкций.

Сильное как самое слабое звено

Чтобы представить два типа напряжений, которым подвергаются материалы — сжатие и растяжение, — учащиеся изучают сжимающие и растягивающие силы и узнают о мостах и ​​небоскребах.Они строят свою собственную строительную конструкцию из зефира и спагетти, чтобы увидеть, какая конструкция выдержит наибольший вес …

Предварительные знания

Это полезно, если учащиеся знают о нескольких типах мостов, таких как балочные, арочные и подвесные. Они также должны понимать силы сжатия и растяжения, влияющие на прочность моста.

Введение / Мотивация

Как вы знаете, мосты строятся в первую очередь с целью создания прохода из одной точки в другую — это включает в себя соединение людей с другими местами, сокращение расстояний поездки, доступ к коммерческим районам, портам, отраслям и обеспечение других видов торговли. Фактически, вероятно, каждый из нас когда-нибудь строил собственные мосты. Вы когда-нибудь клали деревянную доску поперек ручья, канавы или грязного участка двора? Какие материалы вы использовали? (Попросите студентов поделиться своим опытом, в котором они использовали доступные материалы, чтобы создать мост между двумя местами.)

Вы когда-нибудь смотрели на мост и задавались вопросом, из чего он сделан и откуда берутся материалы? Представьте наш пример деревянной доски, перекрывающей небольшой ручей; Вы заметили, как доска наклоняется вниз, когда вы ходите по ней? Подойдет ли этот же материал для действительно длинного моста через большой водоем? Возможно, нет. Материалы, которые используются даже для простых мостов, таких как переход через ручей, показывают нам, насколько важно изучение материалов для проектирования и строительства мостов.

При проектировании мостов инженеры должны действительно понимать свойства имеющихся материалов. И при выборе материалов для строительства моста необходимо учитывать множество факторов. Что это за вещи? (Возьмите идеи у студентов, запишите их на доске и обсудите каждую.) Прочность материала обычно является первым, на что обращают внимание инженеры. Они также думают о стоимости, доступности и пригодности этого материала для конкретного моста.В некоторых случаях скорость строительства является фактором, который также может варьироваться в зависимости от выбранных материалов. После урока учащиеся могут продолжить изучение концепции силы и соответствующих свойств в практическом задании «Разрушая плесень!».

Какие материалы обычно используются при строительстве мостов? (Возьмите идеи у студентов и запишите их на доске.) Сталь и бетон — самые популярные варианты строительства современных мостов. Другие материалы включают дерево, железо (другой тип стали), пластик и камень.До появления стали и бетона большинство мостов были деревянными, веревочными и / или каменными. Камень полезен только для обработки сил сжатия и поэтому чаще всего используется в арочных мостах. Из дерева часто строили мосты, которые требовали более коротких пролетов, например, пересекали ручьи или овраги. Дерево также использовалось с веревкой для пересечения более широких рек и каньонов.

Пример стального моста, мост Фолс-Крик, Ванкувер, Канада. Авторское право

Copyright © 2003 Denise W. Carlson. Используется с разрешения.

Когда люди научились создавать железо (отсюда «железный век»), стал доступен новый материал для строительства мостов. Однако железо — хрупкий материал и может внезапно сломаться без предупреждения. Итак, люди возились с ним, чтобы изобрести более очищенное железо, названное сталью. Сталь является полезным мостовидным материалом из-за ее высокой прочности как на сжатие, так и на растяжение. Сталь также является пластичным материалом, что означает, что ей можно легко гнуть или придавать различные формы. Сталь звучит как идеальный материал, но она также стоит дорого.

Бетон — еще один важный материал. В 1824 году британский каменщик по имени Джозеф Аспдин производил цемент на своей кухне. Этот первый тип цемента состоял из нагретой смеси мелко измельченного известняка и глины, которая затем была измельчена в порошок. Когда этот порошок был смешан с водой, он затвердел. Этим изобретением Аспдин заложил основу современной цементной промышленности (каламбур!). Какое отношение цемент имеет к бетону? Цемент — это ингредиент, необходимый для изготовления бетона.Бетон состоит из цемента, воды, песка и крупного заполнителя (или гравийной породы). При смешивании цемента и воды получается паста, которая покрывает поверхность мелкого (песок) и крупного заполнителя (гравийная порода). В результате химической реакции, называемой гидратацией, паста затвердевает и набирает прочность, образуя каменную массу, известную как бетон. Бетон — это универсальный материал, которому можно легко придать форму с помощью форм (как форм). Хотя бетон чрезвычайно прочен на сжатие, он чрезвычайно слаб при растяжении.При проектировании бетонных конструкций инженеры часто не учитывают какие-либо силы растяжения в бетонной детали. Чтобы компенсировать слабые свойства бетона при растяжении, в бетон часто закладывают сталь, чтобы выдерживать любые растягивающие усилия. Такое сочетание бетона с закладной сталью называется железобетонным.

Мост через озеро Темпе-Таун, Темпе, Аризона. Авторское право

Авторское право © Tempe Town Lake, Аризона, http://www.tempe.gov/lake/Events/.

Иногда инженеры должны проектировать мосты, используя как можно меньше материалов.Одним из примеров мостовой системы с минимальным использованием материалов, которая обеспечивает важные связи между людьми, сообществами и ресурсами, является технология проволочных мостов, используемая в сельских районах Непала, называемая эко-мостами. Эти мосты используются для перевозки людей и материалов и служат эффективным мостом между общинами и труднодоступными местами.

Пересечение реки Камро в Непале по проволочному мосту. Авторское право

Copyright © Ecosystems Pvt. ООО http://www.ecosystemsnepal.com/wire.php.

Какие преимущества может дать этот тип моста? (Возьмите идеи у студентов и обсудите каждую из них.) (Возможные ответы: относительно низкая стоимость, минимальные требования к материалам, минимальное воздействие на окружающую среду, низкие требования к техническому обслуживанию и стоимости, безопасны, портативны и поддерживают пешеходные виды транспорта.) Проволочные мосты имеют минимальные размеры. воздействие на окружающую среду, среду обитания и природные ландшафты. Они не требуют особого обслуживания, имеют немного (если вообще есть) несчастных случаев или смертельных случаев и довольно портативны.Проволочный мост также способствует развитию пешеходных видов транспорта, что лучше для личного здоровья и поддержания устойчивости общества. В чем могут быть недостатки простого проволочного моста в некоторых ситуациях? (Возможные ответы: не подходит для перевозки тяжелых грузов, высоких транспортных средств или железнодорожного транспорта.)

Итак, какие инженеры по материалам используют для проектирования и строительства мостов в наших городах? (Возможные ответы: бетон для фундаментов и анкеров, сталь для балок и тросов и т. Д.)

Предпосылки и концепции урока для учителей

При строительстве современных мостов используются два основных материала: сталь и бетон. Другие типы материалов используются не так часто, как сталь и бетон. В следующем разделе более подробно описаны свойства стали, бетона и типичных материалов, а также технические термины, используемые при проектировании моста.

Сталь

Сталь — это форма железа, которую получают из железной руды, породы с высокой концентрацией железа.Обычные железные руды включают гематит (Fe ₂ O ₃ ), магнетит (Fe ₃ O ₄ ), лимонит (Fe ₂ O ₃ ) и сидерит (FeCO ₃ ). Все железные руды содержат железо в сочетании с кислородом. Чтобы сделать железо из железной руды, необходимо удалить кислород. Один из способов добиться этого — использовать печь для обжига или доменную печь (см. Раздел «Дополнительная мультимедийная поддержка», где можно найти ссылку на анимацию доменной печи). В результате этого процесса образуется неочищенное железо, называемое «чушковым чугуном», которое содержит 4-5% углерода и настолько твердое и хрупкое, что практически бесполезно.Из чугуна получают либо «кованое железо», удаляя большую часть углерода, либо сталь, удаляя большинство примесей. Многие виды стали называются сплавами. Например, добавление 10-30% хрома создает нержавеющую сталь.

Преимущества использования стали:

• Сталь очень прочна как на растяжение, так и на сжатие и поэтому имеет высокую прочность на сжатие и растяжение.
• Сталь — пластичный материал, который перед разрушением поддается или прогибается.
• Сталь обычно собирается относительно быстро.

Недостатки использования стали:

• Сталь дороже бетона и дерева.
• Сталь может ржаветь в некоторых условиях окружающей среды, что снижает ее прочность.
• Сталь является тяжелым материалом и, таким образом, уменьшает допустимый пролет элемента, если его рассматривать для использования в качестве балки.

Бетон

Бетон — это просто комбинация двух материалов: цемента и заполнителя.Цемент — это порошок, состоящий из различных материалов (обычно определенных видов глины и известняка). Когда цемент смешивается с водой, происходит химическая реакция, называемая гидратацией, которая вызывает затвердевание цемента. Заполнитель представляет собой смесь мелких и крупных заполнителей. Мелкий заполнитель обычно представляет собой песок; крупный заполнитель обычно представляет собой гравийную породу. Когда цемент, заполнитель и вода смешиваются вместе, образуется затвердевшая масса, называемая бетоном.

Вид на изломанные поверхности бетонного ядра, снятый с настила моста и испытанный на разрушение огромной силой растяжения.авторское право

Авторское право © Министерство транспорта США, http://www.fhwa.dot.gov/pavement/concrete/mcl9904.cfm

Преимущества использования бетона:

• Бетон чрезвычайно прочен на сжатие и, следовательно, имеет высокую прочность на сжатие.
• Бетон стоит недорого по сравнению со сталью.
• С помощью форм можно придать бетону практически любую форму.

Недостатки использования бетона:

• Бетон — хрупкий материал, который может потрескаться или сломаться без особого предупреждения.
• Бетон очень хрупкий, когда к нему прилагается сила растяжения, и поэтому имеет очень низкую прочность на разрыв. (Чтобы устранить эту слабость, сталь часто закладывают в бетон в местах, где, как известно, существуют силы растяжения, в результате чего получается железобетон. В бетонной балке сталь укладывается вдоль нижней части балки.)
• Поскольку для полной гидратации требуется определенное время, бетонные элементы не набирают полную прочность, пока не пройдет много времени.

Типичные свойства материалов и технические термины

Инженеры-строители используют свойства материалов при проектировании элементов моста. Напряжение (σ) — это приложенная нагрузка, деленная на площадь материала, на которую она действует (обычно площадь поперечного сечения элемента). Деформация (ε) — это удлинение или сжатие материала на единицу длины материала. Согласно закону Гука (σ = Eε) напряжение зависит от деформации материала. Модуль упругости (E) или модуль Юнга материала — это константа, связанная с законом Гука.Модуль упругости указывает на жесткость материала. Прочность на растяжение — это величина растягивающего напряжения, которому материал может противостоять перед разрушением. Прочность на сжатие — это величина сжимающего напряжения, которому материал может противостоять перед разрушением. Материал, обладающий пластичными свойствами, может подвергаться большим деформациям, прежде чем он разорвется или разрушится. Материал, который демонстрирует хрупкие свойства, практически не поддается разрушению.

Типовая диаграмма напряжения-деформации для стали и бетона.авторское право

Copyright © Программа ITL, Университет Колорадо в Боулдере.

Инженеры

обращаются к диаграммам «напряжение-деформация», которые графически отображают все эти характеристики. На диаграмме растяжения стали и бетона кривая стали имеет заметный линейный (прямой) участок; наклон этой линейной области является модулем упругости. Конечные точки этих кривых обозначают отказ. Кривая бетона показывает неуклонное увеличение деформации и напряжения перед его разрывом. Бетон выходит из строя практически без предупреждения; таким образом, он считается хрупким материалом.Непосредственно перед тем, как сталь сломается, напряжение в ней уменьшается, а деформация увеличивается. Это видно на кривой стали как отрицательный наклонный участок кривой. Когда сталь выходит из строя, появляется предупреждение, обычно в виде больших прогибов; таким образом, сталь считается пластичным материалом.

Сопутствующие мероприятия

Закрытие урока

Подумайте о мостах вокруг вашего дома, а также о проезжих, велосипедных или пешеходных дорожках, которыми вы пользуетесь.Как выглядят мосты? Из каких материалов они были построены? Для создания современных мостов использовались многие типы материалов, в том числе бетон, сталь, дерево, железо, пластик и камень.

Сегодня мы узнали, что бетон и сталь являются наиболее часто используемыми материалами в больших современных мостах. В чем преимущество использования стали? (Ответ: Сталь обладает высокой прочностью как на сжатие, так и на растяжение. Сталь можно легко сгибать или придавать ей различные формы.) Бетон? (Ответ: бетону можно легко придать форму, используя формы [как формы].Бетон также чрезвычайно прочен на сжатие.) Как насчет недостатка стали? (Ответ: Сталь стоит дорого.) Бетон? (Ответ: Бетон очень слаб на растяжение.)

Инженеры учитывают все преимущества и недостатки материалов, решая, какие из них использовать в конструкции мостов. Что еще нужно учитывать инженерам при выборе материалов для строительства моста? (Ответ: Прочность материала обычно является самым важным фактором, который учитывают инженеры.Они также думают о стоимости, доступности, скорости строительства и пригодности этого материала для конкретного моста.)

Словарь / Определения

хрупкость: способность материала демонстрировать небольшую податливость или отсутствие деформации перед разрушением.

Цемент: порошок, сделанный из различных материалов (обычно определенных типов глины и известняка), который при смешивании с водой затвердевает. Цемент — это ингредиент бетона.

прочность на сжатие: величина сжимающего напряжения, которому может противостоять материал перед разрушением.

бетон: комбинация цемента и заполнителя в одну твердую массу. Пример: гравий, песок, цемент и вода были смешаны для создания бетонного тротуара.

пластичность: способность материала подвергаться большим деформациям до того, как он разорвется или разрушится.

инженер: человек, который применяет свое понимание науки и математики для создания вещей на благо человечества и нашего мира.

железная руда: порода с высоким содержанием железа.

элемент: составная часть любого конструктивного или составного целого, такого как подчиненная несущая балка, колонна или стена.

Модуль упругости: (E) указывает на жесткость материала.

Железобетон: бетонный элемент со сталью, встроенной в него, чтобы противостоять растягивающим усилиям.

сталь: Очищенное железо, практически не содержащее примесей.

деформация: удлинение или сжатие материала на единицу длины материала.

напряжение: приложенная нагрузка, деленная на площадь материала, на которую она действует.

предел прочности при растяжении: величина растягивающего напряжения, которому материал может противостоять перед разрушением.

Оценка

Оценка перед уроком

Мозговой штурм : Предложите учащимся участвовать в открытом обсуждении в классе.Напомните студентам, что в ходе мозгового штурма ни одна идея или предложение не являются «глупыми». Все идеи следует уважительно выслушивать. Занять некритическую позицию, поощрять дикие идеи и препятствовать критике идей. Попросите их поднять руки, чтобы ответить. Напишите их идеи на доске. Спросите у студентов:

• Что необходимо учитывать при выборе материалов для изготовления моста?

Оценка после введения

Вопрос / ответ : Задайте ученикам и обсудите в классе:

• Какие материалы обычно используются для создания мостов? (Возможные ответы: дерево, канат, камень, проволока, железо, сталь, бетон, сплавы, пластик.)

Итоги урока Оценка

Рабочий лист : Оцените понимание учащимися урока, назначив приложенный рабочий лист прочности материалов в качестве домашнего задания. Рабочий лист включает в себя упражнение на сопоставление для пополнения словарного запаса и определений.

Рабочий лист по математике : Оцените понимание учащимися урока, назначив приложенный лист по математике прочности материалов в качестве домашнего задания. Три математические задачи включают решение уравнений и становятся все более сложными.Назначьте младшим школьникам только первый вопрос. Добавьте следующую задачу для старшеклассников. Назначьте третий вопрос как задание по математике для продвинутых учащихся.

Домашнее задание

Оповещение о мостах : в следующий раз, когда учащиеся поедут на машине или автобусе, попросите их отметить и записать на бумаге типы материалов, которые используются при строительстве мостов, по которым они переходят. Проведите обсуждение результатов во время следующего урока.

Мероприятия по продлению урока

Для изготовления бетона использовались многие виды заполнителей, такие как песок, гравий, галька, стекло, вермикулит и резина.Одним из недостатков бетона является то, что он слаб при приложении к нему растягивающей силы и, следовательно, имеет очень низкую прочность на разрыв. Бетон имеет тенденцию к растрескиванию, и для предотвращения растрескивания часто принимаются специальные конструктивные меры. В железобетон часто закладывают сталь. Почему может быть так много типов агрегатов? (Вопросы для обсуждения: для достижения различных целей в разных применениях. Иногда в бетонную смесь добавляют другие материалы, чтобы придать ей специфические характеристики, не типичные для обычных бетонных смесей, что делает бетон менее хрупким, более прочным, более долговечным, лучшим изолятором или менее может пострадать от замораживания-оттаивания.Примеры: использование синтетических волокон для повышения эластичности, использование кусочков цветного стекла для более декоративных целей, переработка стекла и резиновых отходов из сбора вторичной переработки или старых шин.) Назначьте исследование в Интернете, чтобы узнать больше.

Руководить студентами в другом мероприятии TeachEngineering по прочности материалов, которые легко соотносятся с бетоном: «Инженерное дело для трех поросят».

Дополнительная поддержка мультимедиа

Покажите учащимся анимацию с доменной печью на сайте howstuffworks: http: // www.howstuffworks.com/framed.htm?parent=iron.htm&url=http://www.bbc.co.uk/history/british/victorians/launch_ani_blast_furnace.shtml

Посмотрите четырехминутный видеоролик с повествованием о ветровом обрушении моста Tacoma Narrows Bridge в Вашингтоне в 1940 году. Этот подвесной мост, получивший название «Galloping Gertie», обрушился через четыре месяца после того, как был построен. См. Http://www.youtube.com/watch?v=3mclp9QmCGs

.

использованная литература

Комитет ACI 318.Требования строительных норм для конструкционного бетона (ACI 318-02) и комментарии (ACI 318R-02): стандарт ACI. Американский институт бетона: Фармингтон-Хиллз, Мичиган, 2002 г.

Комитет AISC по руководствам и учебникам. Руководство по стальным конструкциям: расчет факторов нагрузки и сопротивления, третье издание. Американский институт стальных конструкций, 2001 г.

Мозг, Маршалл. Как работает железо и сталь. HowStuffWorks, Inc. По состоянию на 16 октября 2007 г. http://www.howstuffworks.com / iron.htm

Основы бетона. Портлендская цементная ассоциация. По состоянию на 16 октября 2007 г. (Хороший обзор бетона и цемента) http://www.epa.gov/ttn/chief/old/ap42/ch21/s12/reference/ref_05c11s12_2001.pdf

Бетон в классе: основы цемента и бетона. Портлендская цементная ассоциация. По состоянию на 16 октября 2007 г. http://www.cement.org/basics/concretebasics_classroom.asp

Dictionary.com. ООО «Издательская группа« Лексико ».По состоянию на 16 октября 2007 г. (Источник некоторых словарных определений с некоторой адаптацией) http://www.dictionary.com

EcoSystems — Конструкции WireBridge. Экосистемы, Pvt. Ltd. По состоянию на 16 октября 2007 г. http://www.ecosystemsnepal.com/wire.php

Часто задаваемые вопросы: основы цемента и бетона. Портлендская цементная ассоциация. По состоянию на 16 октября 2007 г. http://www.cement.org/basics/concretebasics_faqs.asp

Хиббелер Р.C. Механика материалов, третье издание. Prentice Hall: Upper Saddle River, NJ, 1997.

.

Нильсон, Артур Х. Проектирование бетонных конструкций, двенадцатое издание. WCB McGraw-Hill: Бостон, Массачусетс, 1997.

Портлендская цементная ассоциация. По состоянию на 16 октября 2007 г. http://www.cement.org/

авторское право

© 2006 Регенты Университета Колорадо

Авторы

Джонатан С.Гуд; Джо Фридрихсен; Натали Мах; Денали Лендер; Кристофер Валенти; Дениз В. Карлсон; Малинда Шефер Зарске

Программа поддержки

Комплексная программа преподавания и обучения и лаборатория, Университет Колорадо в Боулдере

Благодарности

Содержание этой учебной программы по цифровой библиотеке было разработано в рамках гранта Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), США.Министерство образования и Национальный научный фонд ГК-12, грант No. 0338326. Однако это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вам не следует предполагать, что оно одобрено федеральным правительством.

Последнее изменение: 20 июля 2021 г.

(PDF) Включение золы древесных отходов в качестве материала для частичной замены цемента для изготовления бетона конструкционного качества: Обзор

представляет собой эффективный метод утилизации вышеупомянутых

побочных промышленных продуктов.Термическое сжигание

значительно снижает массу и объем отходов, таким образом,

обеспечивает экологически и экономически безопасное обращение с твердыми отходами

[1]. В промышленности по производству изделий из древесины

обычной практикой является получение энергии для промышленных

процессов из древесных отходов путем разработки небольших котельных

ers и использования древесных отходов в качестве основных источников энергии.

Более того, при наличии надлежащих средств контроля выбросов, таких как

, как электрофильтр, выбросы

практически отсутствуют, что делает его экологически безопасным топливом.Древесина

Топливо из отходов

предпочтительнее, чем другие биомассы

(травянистые и сельскохозяйственные) из-за уменьшения образования летучей золы и других отходов

[2].

Среди технологий, доступных для выработки электроэнергии и тепла, сжигание твердой биомассы является апробированной технологией в

, где в основном используются технологии сжигания в псевдоожиженном слое и колосниковой печи-

[3,4]. Но основная проблема, возникающая в результате регулярного использования

лесной биомассы и древесной биомассы, заключается в производстве

золы в качестве побочного продукта, который является основным загрязнителем окружающей среды

и опасностью для здоровья при отсутствии мер по контролю за выбросами, большинство из которых

тоже очень дороги.Таким образом, увеличение количества

тепловых электростанций, работающих на биомассе, приведет к образованию

огромного количества древесной золы, что потребует надлежащего мониторинга и устойчивого управления золой. В текущей тенденции

примерно 70% древесной золы вывозится на свалку, 20%

имеет тенденцию использоваться в качестве добавки к почве в сельском хозяйстве, а 10%

используются в других целях, в основном для извлечения металлов и

для борьбы с загрязнением [5,6].Характеристики золы из биомассы

могут отличаться, и в основном они зависят от (1) характеристик биомассы, таких как трава, древесина или кора (2) технологии сжигания

, например, неподвижные или псевдоожиженные слои (3) и местоположения

, где производится сбор золы [7]. Сжигание древесины

дает меньше золы, в то время как сельскохозяйственные отходы и кора имеют на

больше золы и, следовательно, дают больше золы. Кроме того,

технология сжигания биомассы контролирует свойства

и количество производимой золы.В колосниковой печи биомасса

подвергается воздействию высокой температуры, которая улетучивает такие органические

разновидности (соли и тяжелые металлы), что снижает их содержание в золе [3,7,8,]. Разница рабочих температур

печи характеризует степень засорения и шлакованности

золы. Гидродинамика печи контролирует

фракций золы биомассы, собранных в колосниковой печи, и количество зольного остатка

является преобладающим по сравнению с мультициклоном

или фильтром, тогда как зола количественно больше в случае жидкости —

кровать.

Большая часть золы биомассы, образующейся на тепловых установках,

либо утилизируется на свалке, либо перерабатывается на открытых сельскохозяйственных полях

без какого-либо контроля. Но в последние дни свалка

становится ограниченной из-за нехватки пустошей, растущих экологических проблем и постоянно растущего количества золы.

Загрязнение ресурсов подземных вод является серьезной проблемой

из-за выщелачивания тяжелых металлов из золы или просачивания

дождевой воды в случае захоронения земель.Более того, использование древесины золы

в качестве дополнительного материала для почвы становится все более ограниченным из-за очень высокого содержания металлов в золе, особенно древесной золе

, которая может представлять опасность в случае загрязнения подземных вод

и бесплодия сельскохозяйственных угодий.

плодородная земля. В связи с этим проводится множество исследований и исследований

по использованию древесной золы, особенно в строительных материалах

для разработки экологически безопасных способов ее утилизации.

Текущий бум в строительной отрасли вызвал

экспоненциального роста спроса на цемент, который составляет

как основной компонент при производстве бетона. Производство цемента

требует огромного количества сырья

и энергии, и в то же время выделяет углекислый газ в атмосферу

. Исследователи показали, что на каждые 600 кг

цемента примерно 400 кг CO

2

выбрасывается в атмосферу

.Растущий спрос на цемент приводит к более высокому уровню деградации окружающей среды на

и увеличению использования

природных ресурсов в качестве сырья. Использование древесной золы в качестве частичной замены цемента

в бетоне в значительной степени снижает потребность в гидравлическом цементе

[9]. Исследователи

[10–13] провели испытания, которые показали многообещающие результаты

для древесной золы, подходящей для частичной замены цемента,

при производстве бетона.Эти результаты решили двойную проблему

, предоставив решение проблемы обращения с отходами древесной золы

и минимизируя потребление энергии экстенсивным гидравлическим цементом

. Таким образом, использование древесной золы в качестве замены

для цемента в смешанном цементе выгодно для окружающей среды

и приводит к устойчивым и симбиотическим отношениям

.

2. Факторы, влияющие на количество и качество золы древесных отходов

Есть несколько факторов, которые влияют на качественные и

количественные аспекты древесной золы, образующейся при ее сжигании —

.Это облегчает необходимость надлежащего определения характеристик древесной золы

перед использованием ее для частичной замены цемента.

Эти факторы включают температуру горения, типы и гидродинамику печи

, а также породы деревьев из

, из которых получается древесина.

Температура горения древесных отходов влияет на

как на выход, так и на химический состав древесной золы.

Сжигание древесных отходов при более высокой температуре приводит к образованию меньшего количества золы

.Было отмечено, что производство древесной золы

снизилось на 45%, когда температура горения

была повышена с 538 ° C до 1093 ° C. Сжигание

при более высоких температурах, выше 1000 ° C вызывает разложение

карбонатов и бикарбонатов и, таким образом, снижает щелочность золы

из-за их снижения в золе, поскольку

химических веществ, влияющих на щелочность древесины

ясень. При температуре сжигания ниже 500 ° C в древесной золе преобладают углерод-

и бикарбонатные соединения, особенно кальцит (CaCO

3

),

, тогда как при более высоких температурах сжигания

При температуре 1000 ° C оксидные соединения, такие как негашеная известь

(CaO), в большинстве своем находятся в химической фазе древесной золы

.Более того, присутствие легких металлических элементов

, таких как калий, натрий и цинк, уменьшается при увеличении температуры горения

[13].

Различные типы технологий сжигания влияют на физические

і свойства золы, а изменение термической температуры

вызывает соответствующее изменение химического состава

древесной золы. Как правило, древесная зола, полученная в колосниковой печи

, имеет тенденцию быть более крупнозернистой по своей природе и оседать внутри камеры

в виде зольного остатка, тогда как в более эффективных печах с псевдоожиженным слоем

производится более мелкая зола и

фракция крупных частиц.

Химические характеристики древесной золы, определяющие ее надежность

для использования в качестве замены цемента, такого как силикон

ica (SiO

2

), глинозем (Al

2

O

3

), оксид железа (Fe

2

O

3

) и негашеная известь

(CaO) существенно различаются от одного вида деревьев к другому.

2 S. Chowdhury et al.

Процитируйте эту статью в прессе как: Chowdhury S et al., Включение золы древесных отходов в качестве материала для частичной замены цемента для изготовления конструкционного бетона

: обзор, Ain Shams Eng J (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.asej.2014.11. 005

Плюсы и минусы каждого

Дерево и бетон — широко используемые материалы в строительстве. В течение многих лет эти два материала использовались в некоторых из самых знаковых зданий по всему миру.

Древесина легче, с ней легко работать, она долговечна и приводит к меньшему образованию тепловых мостиков.Бетон, с другой стороны, позволяет проектировать упругие и прочные здания.

Остальная часть этой статьи даст вам обзор каждого строительного материала, то есть дерева и бетона. Вы также узнаете плюсы и минусы каждого из них, а также факторы, которые следует учитывать при выборе строительных материалов.

Базовый обзор использования дерева в строительстве

Население во всем мире на протяжении многих лет увлекается деревянным строительством. Древесина по своей природе обладает сложными свойствами, но люди успешно использовали эти уникальные характеристики.Из дерева строят различные конструкции, такие как лодки, дома, мебель и предметы интерьера.

Традиционно древесину подразделяют на две категории: древесина хвойных пород (шишковидные) и лиственные (лиственные). Древесина твердых пород часто используется в строительстве стен, пола и потолка, а древесина мягких пород — для изготовления оконных рам, мебели и дверей. Сегодня в строительстве также часто используется инженерная древесина.

Инженерная древесина создается в результате довольно сложного производственного процесса, когда шпон, древесные пряди, другие формы древесины и волокна соединяются для создания композитного материала, используемого в определенных строительных приложениях.Некоторые из этих искусственных пород древесины включают клееную древесину, ориентированно-стружечную плиту, ДСП и фанеру. Эти изделия используются в промышленном, коммерческом и жилом строительстве.

Одним из преимуществ древесины, делающих ее популярной, является то, что это натуральный продукт, что делает его доступным и легкодоступным. Древесину можно разрезать на разные формы и размеры. Он экологически безопасен, поскольку является возобновляемым и обеспечивает изоляцию от холода. Помимо этого, у использования дерева есть множество преимуществ и недостатков.

Плюсы дерева в строительстве

Дерево уже много лет используется в качестве строительного материала. Хотя есть желание сократить его использование по экологическим причинам, его преимущества все же перевешивают преимущества других продуктов. Некоторые из его плюсов:

Предел прочности

Дерево физически жесткое и прочное. По сравнению с другими материалами он также гибкий и легкий. Древесина имеет структуру «годичные кольца и усиление», что означает, что ее можно сломать или согнуть.Однако вы не можете сжать или растянуть его, потянув за противоположную сторону, поскольку он анизотропный. По сравнению с прочностью на разрыв древесина легче.

Различные породы древесины имеют разную прочность, но, по сути, их прочность на разрыв позволяет им выдерживать свой вес лучше, чем другие материалы. Это снижает требования к опорам в различных конструкциях зданий и позволяет увеличить пространство. Это также делает его отличным выбором для тяжелых строительных материалов, таких как несущие балки.

Электрическая и теплоизоляция

Древесина обладает тепловыми свойствами, которые дают ей преимущество с точки зрения устойчивости к высоким температурам. По мере увеличения тепла древесина сохнет и становится прочнее. Он имеет низкую теплопроводность, что благотворно. Это свойство позволяет применять его в различных частях здания, таких как ручки, двери, полы, потолки и стены.

Дерево, в отличие от других материалов, таких как сталь, устойчиво к воздействию электрического тока.Поэтому он оптимален для электроизоляции. В домах с большим количеством электроприборов это свойство обеспечивает определенную степень безопасности.

Устойчивое развитие

Древесина является возобновляемой в том смысле, что ее можно выращивать и заново выращивать. На каждое вырубленное старое дерево можно посадить новое. Это позволяет более рационально использовать древесину, не наносящую ущерба планете. Это также делает его доступным на местном уровне во многих областях. Таким образом, владельцы зданий экономят на транспортных расходах от мукомольной промышленности до строительной площадки.

Акустические свойства

Дерево обеспечивает такие акустические свойства, как эхо и звукопоглощение. По этой причине он очень востребован в конструкциях, где пригодятся эти акустические свойства. К ним относятся общественные и концертные залы. Вместо того, чтобы отражать или усиливать звук, древесина поглощает его, снижая уровень шума в офисах и жилых помещениях для дополнительного комфорта.

Эстетическая красота

Одним из наиболее привлекательных аспектов дерева является его естественная красота и визуальное тепло.Древесина, которую архитекторы давно предпочитают для отделки интерьеров, также используется на внешних фасадах, чтобы подчеркнуть эстетическую красоту здания. В строительстве используются самые разные породы дерева. Мягкие породы древесины, такие как пляж, сосна, ясень, кедр, гикори и береза, идеально подходят для изготовления оконных рам, дверей и мебели. Для изготовления полов, стен и потолков часто используются твердые породы дерева, такие как клен, вишня, дуб, тик, орех и красное дерево.

Экологичность

В последнее время возникли серьезные экологические проблемы, связанные с предотвращением вырубки лесов за счет минимизации использования древесины в строительстве и, возможно, управления парниковым эффектом.Однако древесина действует как хранилище углерода, ответственного за парниковые газы. Благодаря политике посадки деревьев, когда вы вырубаете другие, окружающая среда защищается, принося пользу подрядчику и жильцам.

Древесина является натуральным продуктом и поэтому выделяет более низкие уровни углекислого газа и ЛОС (летучих органических соединений). Вместо этого древесина расслабляет обитателей дома, выделяя природные органические соединения. Другие строительные материалы, такие как бетон и сталь, не поддаются биологическому разложению.Однако древесина при утилизации быстро разрушается и пополняет почву.

Простое производство

Процесс производства дерева довольно прост, потому что дерево легко доступно по сравнению с другими материалами, такими как бетон и сталь. По сравнению со сталью, при производстве древесины меньше воздействие на окружающую среду и образование сточных вод. Побочные продукты, такие как кора и щепа, пригодятся в качестве биотоплива на лесопилках, способствуя снижению нагрузки на ископаемое топливо.

Системы для измерения влажности, такие как программа Grade Recovery Program и Wagner Meters Moisture Management, позволяют лесопильным предприятиям производить меньше отходов и низкосортных материалов при максимальной эффективности.

Энергоэффективность

Теплоизоляционные свойства древесины делают ее относительно энергоэффективной. По сути, это означает, что он сохраняет тепло при низких температурах, что снижает затраты на кондиционирование воздуха. При использовании в качестве напольного покрытия он экономит потребность в обогреве, особенно при очень низких температурах в зимнее время.Кроме того, поскольку древесина легко доступна, она не требует много энергии во время производства.

Минусы дерева в строительстве

Хотя древесина традиционно использовалась в строительстве из-за ее природных качеств, тот факт, что она имеет растительную основу, делает ее чувствительной к погодным условиям и условиям окружающей среды. Кроме того, поскольку это натуральный материал, он подвержен влиянию определенных факторов окружающей среды.

Риск гниения и заражения вредителями

Дерево неустойчиво к воде и влажным условиям.Со временем даже обработанная древесина не сможет противостоять влаге, поэтому станет уязвимой для грибка, вредителей и влажной гнили.

Грибы и вредители могут выжить при температуре от 25 до 30 градусов Цельсия при наличии достаточного количества кислорода. Влага создает благоприятную среду для их выживания и переваривания в качестве пищевых продуктов.

Некоторые из насекомых, вызывающих порчу древесины в результате бурения и забивки канатов, — это морские бурильные молотки, термиты, муравьи-плотники и жуки-стошники.Когда функциональность древесины ухудшается, она потребует обработки или замены, что может оказаться очень дорогостоящим.

Деформация

Древесина коробится, когда сжимается, набухает или скручивается из-за возраста, влажности окружающей среды и изменений температуры. Как гигроскопичный материал, древесина поглощает окружающие пары, которые могут конденсироваться, и теряет влагу с воздухом ниже точки насыщения волокна. Деформация приводит к снижению функциональности областей, требующих точных расчетов, таких как оконные рамы и двери, когда среда изменяется в соответствии с конкретными требованиями.

Риск ожога

Дерево не является идеальным строительным материалом там, где важна безопасность от пожара. Древесина быстро горит, а в худшем случае обработанная древесина выделяет токсичные химические вещества, такие как мышьяк, которые смертельны и могут вызвать смерть в закрытых помещениях. Толстая древесина может увеличить точку горения, но инженерные материалы, такие как двутавровые балки или ориентированно-стружечные плиты, легко воспламеняются и очень быстро распространяют огонь.

Быстро стареет и требует особого ухода

Древесина, если оставить ее натуральной и неокрашенной, по мере старения приобретает серебристый оттенок.Дерево требует значительного ухода, такого как обработка, перекраска и ремонт, которые очень дороги, чтобы сохранить свою молодость. Через несколько лет древесина легко ослабевает из-за изменений окружающей среды и погоды, и иногда это может представлять угрозу безопасности, если не принять меры немедленно.

Базовый обзор использования бетона в строительстве

Бетон — это распространенный, прочный и жизненно важный элемент, используемый при строительстве многих типов конструкций, таких как тротуары, автостоянки, фундаменты, заборы, стены зданий, мосты и дороги.Бетон подвергается химическому процессу, известному как гидратация, когда он затвердевает и затвердевает после смешивания с водой и укладки. Бетон получают путем смешивания цемента, песка, заполнителя, мелких камней, воды и гравия с получением материала, подобного камню.

Бетон на основе гидравлического цемента был изобретен римлянами, усовершенствован и популяризирован британцами. Сегодня во всем мире люди используют более 6 миллиардов тонн бетона ежегодно. Бетон является пористым в зависимости от того, какие пространства удерживаются воздушными пустотами в процессе смешивания и капиллярными порами, заполненными водой после смешивания.

Ожидается, что бетон

будет обладать особыми качествами, такими как износостойкость, устойчивость к таянию и замерзанию, жесткая прочность, низкая проницаемость и водонепроницаемость при соблюдении низкого водоцементного отношения. Дополнительные добавки к бетону используются для достижения определенных целей, таких как сокращение времени отверждения.

Плюсы бетона в строительстве

Бетон является неотъемлемым строительным товаром и широко используется. По сравнению с другими материалами бетон имеет уникальные преимущества, такие как:

Экономичный

Стоимость производства бетона по сравнению с другими инженерными материалами очень низкая.Его основные ингредиенты, вода, заполнители и цемент, доступны на местных рынках по низкой цене. Его доступность, отказоустойчивость, долговечность, энергоэффективность и низкие требования к техническому обслуживанию сокращают эксплуатационные расходы и затраты на техническое обслуживание, делая его экономичным. Стоимость страховки также ниже по сравнению с другими материалами.

Долговечный

Бетон с возрастом становится прочнее и служит дольше, чем другие материалы. При температуре окружающей среды или обычной комнатной температуре бетон схватывается, затвердевает и набирает прочность, поскольку он склеивается при низких температурах.Независимо от погодных условий бетон сохраняет свою прочность, а значит, и долговечность. Однако его прочность можно оптимизировать за счет использования добавок.

Энергоэффективный

Бетон может сохранять свою тепловую массу, что помогает снизить температуру в помещении, а также снижает потребность в охлаждении и обогреве до 8%. При использовании с такими технологиями, как водяное или геотермальное отопление, системы охлаждения и лучистые полы, бетон повышает энергоэффективность на 70%.

В случае потери таких услуг, как вода, топливо для отопления или электроэнергия, бетонное здание улучшает «пассивную живучесть» за счет минимизации потребности в энергии, тем самым повышая комфорт жителей. При использовании в строительстве мостовой бетон является энергосберегающим по-разному.

Исследования показывают, что по сравнению с асфальтовым покрытием бетон требует только трети первичной энергии для восстановления, обслуживания и строительства. Его жесткая поверхность снижает расход топлива транспортными средствами и выбросы энергии тяжелыми грузовиками до 7%.Эффект теплового острова уменьшается из-за их цвета света, что, в свою очередь, снижает требования к внешнему освещению и охлаждению.

Водо- и теплостойкость

Химические вещества в воде могут вызвать коррозию бетона. Однако, по сравнению с деревом и сталью, бетон имеет более высокий уровень допуска, что предотвращает серьезный износ и ухудшение качества. Благодаря этому аспекту бетон может использоваться в различных подводных применениях, таких как каналы, трубопроводы, плотины, набережные и облицовочные конструкции.

В чистой воде бетон не разрушается, как в нечистой воде, с добавками углекислого газа, хлоридов и сульфатов, вызывающих его коррозию. Бетон — плохой проводник тепла. Он может выдерживать и переносить значительное количество тепла от 2 до 6 часов. В случае пожара этого времени достаточно для того, чтобы приехать и локализовать пожар.

Самый низкий уровень выбросов

Бетон полностью инертен после отверждения и не выделяет никаких токсичных соединений, летучих органических соединений или газов.Такие инновации, как Contempra, которые отверждают бетон углекислым газом вместо воды, делают конструкции более низкоуглеродистыми в своем жизненном цикле. Таким образом, бетон выделяет углерод на 6% меньше, чем древесина.

Универсальный

Бетон является функциональным и прочным после затвердевания, но его пластичность позволяет дизайнерам придавать ему различные поверхности, текстуры и формы, когда он только что смешан. Есть такие инновации, как фотокаталитический, предыдущий и сверхвысококачественный бетон.Они открыли возможность для новых и творческих применений, а также сделали возможным решение проблем устойчивости.

Адаптивная возможность повторного использования и вторичной переработки

Бетонные здания прочны, пожаро- и водонепроницаемы, обладают шумоподавлением. По этим причинам в течение срока их службы они легко трансформируются в другие помещения. Повторное использование этих зданий помогает в сохранении окружающей среды и ресурсов за счет ограничения разрастания городов.

Бетон можно использовать в качестве основания на стоянках, дорожных полотнах, каменной наброске для береговой линии и габионных стенах, перерабатывая его в виде заполнителя или гранулированного материала. Использование бетонных отходов снижает воздействие на окружающую среду во время нового строительства, когда потребуется первичный материал.

От минимальных до нулевых требований к техническому обслуживанию

Бетонные здания не требуют регулярного нанесения, например, окраски или покрытия для защиты. Бетон годами сохраняет свою целостность и форму, не требуя вмешательства.Покрытия переделываются и заменяются в обычном порядке, что снижает стоимость обслуживания по сравнению с деревянными.

Минусы бетона в строительстве

Хотя бетон является широко используемым строительным материалом, он имеет много недостатков. Их можно модифицировать, добавляя добавки или изменяя ингредиенты и структуру бетона, но все же будут действовать такие ограничения, как:

Квазихрупкий материал

Бетон является квазихрупким материалом, так как он проявляет характеристики деформации и разупрочнения.Он без предупреждения претерпевает минимальные деформации перед выходом из строя. Бетон имеет значительно низкую вязкость, что способствует его разрушению. Он сочетается со сталью для эффективного увеличения растягивающих и сжимающих нагрузок.

Низкая пластичность и предел прочности на разрыв

Низкая прочность бетона на разрыв приводит к образованию трещин, тогда как усадка возникает из-за высыхания или расширения из-за влаги. Следовательно, необходимо укрепить его арматурными стержнями и обеспечить строительные швы для поглощения естественного расширения и сжатия материала.Из-за своей низкой пластичности бетон может испытывать ползучесть, которая со временем приводит к деформации. Следовательно, необходимо тщательно продумать высокие здания, которые выдерживают большие нагрузки.

Требования к опалубке

Опалубка необходима при формовании жидкого бетона и выдерживании его веса. Приобретение и установка опалубки являются дорогостоящими и требуют много времени и больших затрат труда на установку. Существуют инновации в сборке и сборном литье для устранения этих ограничений.

Длительное время отверждения

Для достижения указанной прочности на сжатие бетон должен затвердеть в течение 28 дней после заливки. Также требуется соответствующая температура окружающей среды, которую контролируют в течение месяца для развития полной прочности. Период отверждения можно сократить за счет добавления добавок или отверждения в микроволновой печи и паром. Однако это увеличивает стоимость.

Требует квалифицированного труда и строгого контроля качества

Бетонная конструкция требует квалифицированного труда и строгого контроля качества при ее укладке, выдержке и смешивании.Это гарантирует высочайшее качество бетона. В противном случае бетон будет иметь проблемы с эксплуатационными характеристиками, низкой износостойкостью и прочностью. В некоторых случаях требуется специализированная техника, особенно при высотном строительстве, чтобы поддерживать ее качество и облегчить работу.

Рекомендации, которые следует учитывать при выборе строительного материала

При строительстве дома или коммерческого здания используемый материал отвечает не только за внешний вид, но также за его прочность и долговечность.При выборе строительного материала учитывайте следующие факторы:

Рентабельность

На стройматериалы цены существенно различаются. Хотя существует множество материалов на выбор, важно провести анализ затрат и выгод. Самый дешевый материал — не всегда лучший. Однако при соблюдении других требований, таких как долговечность, экономичный материал, который соответствует вашему бюджету, может работать.

Эстетика

Эстетика может сыграть важную роль при выборе строительного материала.Конструкция должна иметь хороший внешний вид. От стен и отделки выбранный строительный материал должен помочь добиться желаемого вида.

Тип конструкции

Тип возводимой конструкции также определяет тип используемого материала. Например, в случае высотного здания, сталь или бетон, вероятно, будут лучшим вариантом. Древесина обычно используется для малоэтажных домов. В случае коммерческого здания, где существует риск пожара, древесина может быть не идеальным вариантом, поскольку она быстрее горит по сравнению с бетоном.

Наличие

Обычно лучше выбирать материал, который есть на месте и легко доступен. Таким образом можно удобно доставить без задержек. Доступность строительных материалов также играет роль в снижении транспортных расходов по сравнению с необходимостью их перевозки на большие расстояния.

Требования к рабочим характеристикам

Выбранный строительный материал должен обладать определенными инженерными характеристиками, чтобы он работал эффективно.К этим характеристикам относятся прочность, долговечность, звукоизоляция, огнестойкость и водостойкость.

Строительный материал должен обладать структурной способностью выдерживать строительные нагрузки. Его свойства должны гарантировать, что люди могут комфортно жить, не испытывая каких-либо неблагоприятных последствий, таких как выбросы химических веществ.

Климатические и экологические факторы

Климат играет жизненно важную роль при выборе строительных материалов. Например, в очень холодных регионах или зимой древесина может быть отличным выбором из-за ее изоляционных свойств.В тропиках или летом бетон сохраняет прохладу в здании. В целом, это позволит сэкономить на расходах на кондиционирование воздуха в эти сезоны, в зависимости от строительного материала. Окружающая среда десятилетиями игнорировалась при строительстве. Однако экологические проблемы, такие как использование сырья, истощение природных ресурсов, выбросы химических веществ, энергосодержание и глобальное потепление, сегодня рассматриваются все чаще и чаще.

Техническое обслуживание

Зданиям требуется уход, чтобы они сохранили эстетическую красоту, долговечность и безопасность.При выборе материала необходимо учитывать, будет ли его легко обслуживать, как часто это требуется и какие затраты будут понесены.

Материал хорошего качества обычно требует меньшего и более доступного обслуживания. Поначалу дешевые строительные материалы могут уместиться в рамках краткосрочного бюджета, но в будущем они будут стоить дороже.

Процесс строительства

Различные строительные материалы имеют разные процессы строительства.Некоторым может потребоваться специализированный персонал и оборудование, поэтому они более дорогостоящие.

В других случаях на строительной площадке потребуется больше работы, например, расчистка завалов, выравнивание земли и более глубокое копание для более устойчивого фундамента. Безопасность рабочих также важна, когда материал требует много работы и использования опасного оборудования.

Поставщик

Надежный поставщик сделает все возможное, чтобы обеспечить качественные материалы и отличный сервис.Качественные материалы придают зданиям желаемый результат и делают их долговечными. Надежный поставщик также предложит вам такие услуги, как транспортировка на объект, а иногда и доставка, когда возникают внезапные потребности.

Обычно рекомендуется работать с местным поставщиком и проверять наличие отзывов или рекомендаций от бывших клиентов.

Устойчивое развитие

Строительная отрасль быстро развивается. Несмотря на рост спроса на бетонные материалы, растет также спрос на многоразовые и экологически чистые материалы.Возобновляемые материалы, такие как дерево, снижают спрос на будущее производство новых материалов. Процесс строительства также определяет возможность повторного использования материалов.

Заключение

Дерево и бетон — популярные строительные материалы, которые обладают различными преимуществами и недостатками. Владельцы зданий должны учитывать обслуживание, доступность, поставщика, климатические и экологические условия, тип конструкции, устойчивость, процесс строительства и долговечность, прежде чем совершать покупку.

Бетон

имеет такие преимущества, как низкие требования к техническому обслуживанию, универсальность, долговечность и водостойкость, а также недостатки, такие как длительное время отверждения, низкая прочность на разрыв и квазихрупкость. Древесина обладает теплоизоляционными свойствами, эстетической красотой и экологически чистой. Однако он подвержен заражению вредителями и гниению из-за проникновения влаги.

Источники

Выбор между деревянными, бетонными и стальными конструкциями

Дерево, сталь и бетон имеют определенные структурные преимущества , каждое из которых имеет свои особенности.Ниже приводится сравнение жизненного цикла, проведенное Институтом устойчивых материалов Athena (ASMI) только для материалов, и не включает никаких соображений о том, как каждый из них влияет на тепловые характеристики, движение пара или воздуха через стеновые конструкции.

• Бетон позволяет проектировать очень прочные и долговечные здания, а использование его тепловой массы за счет удержания его внутри оболочки здания может помочь регулировать внутреннюю температуру. Также в строительной отрасли все чаще используется сборный железобетон, который предлагает преимущества с точки зрения воздействия на окружающую среду, стоимости и скорости строительства — особенно при выборе углеродно-отрицательных бетонных блоков CMU с использованием Carbicrete, а также низкоуглеродистого бетона от CarbonCure.
• Сталь выделяется своей скоростью и эффективностью в строительстве. Относительно легкий вес и простота конструкции позволяют сократить рабочую силу примерно на 10-20% по сравнению с аналогичной строящейся структурой на основе бетона. Металлоконструкции также обладают отличной прочностью.
• Древесина намного легче по объему, чем бетон и сталь, с ней легко работать, и ее легко адаптировать на стройплощадке. Он прочен, дает меньше тепловых мостиков, чем его аналоги, и легко включает в себя готовые элементы.Его структурные характеристики очень высоки, а его прочность на сжатие аналогична прочности бетона.

Учитывая разнообразие доступных пиломатериалов и размеров (включая стены с карнизами 2×4 и 2×6, стойки и балки, а также клееный брус), древесина предлагает превосходную гибкость в архитектурном дизайне. Хотя он встречается в основном в жилом секторе (односемейные и малоэтажные многоквартирные дома), растет интерес к изучению зданий большей высоты. Например, башня Oakwood Tower, предложенная для Лондона в Великобритании, будет иметь 80 этажей и высоту 300 метров.

PLP Architecture

Влияние конструкционных материалов на окружающую среду:

Конструкционные изделия подвергаются все более тщательной проверке из-за их потенциально значительного воздействия на окружающую среду, включая выбросы CO2 во время производства и воплощенную энергию материалов, также называемую воплощенным углеродом и углеродным следом.

Производители используют разные методы смягчения этих воздействий, и все эти материалы имеют сложный жизненный цикл. Для значимого сравнения материалы должны быть оценены как часть анализа жизненного цикла (LCA) на глобальном уровне.LCA учитывает воздействие материалов на окружающую среду от колыбели до могилы.

Конкретный пример:

Канадский совет по древесине поручил Институту устойчивых материалов Athena сравнить воздействие на окружающую среду деревянных, стальных и бетонных конструкций. Исследуемый образец здания представлял собой типичный дом на одну семью площадью 2300 квадратных футов в Северной Америке. В исследовании различалась только несущая конструкция, все остальные компоненты оболочки здания были постоянными и основывались на типичных канадских строительных методах.

Результаты показали, что древесина отлично справляется практически со всеми компонентами здания и оказывает наименьшее воздействие на окружающую среду. Безусловно, древесина, полученная из устойчиво управляемых лесов, является лучшим выбором с точки зрения воздействия на окружающую среду. Он использует меньше природных ресурсов и выбрасывает меньше загрязняющих веществ в воздух и воду, чем металл или бетон.

Удар бетона и стали по сравнению с деревом:

Воздействие на окружающую среду по сравнению с древесиной:	Воплощенная энергия	Воздействие на климат	Отрицательное влияние на качество воздуха	Отрицательное воздействие на воду	Весовые ресурсы потребленные	Отходы
МЕТАЛЛ:	+ 53%	+ 23%	+ 74%	+ 247%	+ 14%	-21%
БЕТОН:	+ 120%	+ 50%	+ 115%	+ 114%	+ 93%	+ 37%

А как насчет переработанного содержимого?

Включение переработанных материалов в новые продукты является важной переменной в LCA, особенно в случае продуктов из невозобновляемых ресурсов.Во многих случаях это снизит воплощенную энергию материала и придаст ему дополнительный авторитет в мире зеленого строительства. Например, сталь может набирать баллы в рейтинговой системе LEED, потому что она содержит высокий процент переработанного содержимого. При этом производство стали, даже с высоким содержанием вторичного сырья, остается одним из наиболее энергоемких промышленных секторов.

Да, но дерево — значит уничтожать леса!

Это законный момент. Действительно, спиленное дерево больше не производит кислород.Вот где очень важно устойчивое лесопользование. Древесина — это обильный и возобновляемый ресурс, особенно здесь, в Канаде, но важно знать, как использовать ее с умом.

Стандарт FSC (Лесной попечительский совет) предназначен для идентификации древесной продукции из устойчиво управляемых источников, и большинство поставщиков лесной продукции теперь предлагают широкий спектр FSC-сертифицированной продукции. Древесина выделяется как экологически чистый продукт, особенно если она происходит из хорошо управляемых местных лесов.

No related posts.