Как сделать щепу для арболита своими руками

Щепа для арболита: характеристики, цена за куб, технология производства своими руками

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

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

В арболите древесная щепа выполняет несколько важных функций:

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

Как арболитовая щепа влияет на бетон?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Размеры и форма древесного наполнителя

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

Он указывает лишь максимальные размеры щепы:

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

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

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

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

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

Производство материала

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Зачем нужна химическая обработка?

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

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

Чаще всего для такой обработки применяют водные растворы:

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

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

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

Цена за куб

В большинстве случаев при покупке изготовленной на рубительных машинах или обычных шредерах необработанной арболитовой щепы напрямую у производителя средняя цена составляет 200 рублей за 1 м 3 .

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

Если же спрос на нее велик, то стоимость может сильно подскочить. Поэтому иногда встречается щепа среднего качества, за 1м 3 которой просят 500–900 рублей.

Стоимость же материала, полученного с помощью специализированных шредеров в среднем составляет 1000 рублей за 1 м 3 при покупке у производителя напрямую.

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

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

Покупать или делать своими руками?

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

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

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

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

Не менее важным является и назначение готового арболита.

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

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

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

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

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

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

С такой работой справится любой человек, умеющий работать с:

• болгаркой;
• сварочным инвертором;
• слесарными инструментами.

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

Видео по теме

В этом видео пользователь рассказывает о производстве арболитовой щепы из обрезков, привезенных с лесопилки:

Вывод

Щепа для арболита обладает игольчатой формой, поэтому для ее получения используют специальное оборудование.

Для обеспечения максимальной прочности изделий из арболита щепу для него обрабатывают специальными реагентами, нейтрализующими негативное влияние древесины на формирование цементного камня.

Теперь вы знаете, как и из чего получают этот материал, а также как его правильно применяют для достижения наилучшего результата.

Источник

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

Арболит как строительный материал был запатентован еще в первой половине XX века. В нашей стране широко применяться он стал в последние годы.

Арболит или деревобетон (щепобетон) выпускается в виде блоков. Используется для возведения малоэтажных строений. Как следует из названия, в качестве наполнителя выступает древесная щепа. В ход идут отходы деревьев хвойных и лиственных пород.

Арболит относится к недорогим строительным материалам, отличающимся высокой экологичностью, малым весом блоков, отличной способностью удерживать тепло. Древесные отходы в составе смеси деревобетона составляют более трех четвертей – от 75 до 90 процентов.

Что это такое?

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

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

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

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

Из чего делают?

Для производства щепобетона подходит практически любая древесина. И все же предпочтительно использование хвойных пород, к примеру, ели или сосны. Из лиственных более качественная щепа получается из березы. Подходят и другие твердолиственные породы: осина, дуб и тополь.

При выборе древесины для арболита нужно знать ее состав. Так, лиственница не подходит для данного строительного материала из-за высокого содержания веществ, негативно влияющих на цемент. Ядом для цемента являются сахара. Кроме лиственницы, они в большом количестве имеются в древесине бука. Следовательно, отходы этого дерева использовать тоже нельзя.

Очень важный момент – срок рубки леса. Щепу нельзя делать сразу после вырубки. Материал должен вылежаться в течение трех – четырех месяцев.

Практически все отходы могут стать исходниками для изготовления щепы.

• ветки и сучки;
• верхушки деревьев;
• горбыль;
• остатки и обломки;
• вторичные отходы.

Допускается наличие в общей массе древесины для производства щепы хвои и листьев – не более 5%, а коры – не более 10%.

Наиболее часто щепу изготавливают из елей и сосен. Выбор в пользу хвои неслучаен. Дело в том, что любая древесина содержит в себе такие вещества, как крахмал, сахара и прочие вещества, способные существенно повлиять на снижение качества арболита. В процессе производства приходится выводить вредные составляющие. Поскольку в хвое их меньше, именно на эти породы приходится меньше усилий, времени и материальных затрат на подготовку щепы.

Какой должна быть щепа?

Древесный наполнитель для арболита имеет свой ГОСТ. На уровне государственного стандарта для щепы установлены жесткие требования.

Выделены три основных параметра:

• длина не больше 30 мм;
• ширина не больше 10 мм;
• толщина не больше 5 мм.

Обозначены и оптимальные размеры по ширине и длине:

Новые требования появились с принятием ГОСТ 54854-2011. До этого существовал другой ГОСТ с меньшими требованиями. Тогда допускалось использование более длинной щепы – вплоть до 40 мм. В 2018 году «вольности» в размерах наполнителя не допускаются.

Стандарт регламентирует и наличие примесей: коры, листьев, хвои. Материал следует очищать от земли, песка, глины, а в зимнее время – от снега. Наличие плесени и загниваний недопустимо.

Выбор оборудования для изготовления

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

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

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

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

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

Во всех перечисленных устройствах предусмотрена только ручная загрузка материала.

Принцип производства

Принцип работы щепорезов сводится к нескольким этапам.

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

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

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

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

Как сделать щепорез своими руками?

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

Узлы и детали придется делать и собирать самостоятельно.

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

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

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

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

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

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

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

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

Самодельные щепорезы выгодны при изготовлении арболита для частного строительства.

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

Источник