Арболит: лёгкий камень из древесных волокон

Арболит — лёгкий композит, сформированный из древесной щепы, портландцемента и минеральных добавок, отвечающих за прочную адгезию органики к каменной основе. Конструктивная и теплоизоляционная функция сочетаются в одном блоке, что сокращает массу стен и нагрузку на фундамент. При правильной рецептуре материал демонстрирует стабильную геометрию без усадки.

Ключевые компоненты

Древесная щепа отвечает за низкую плотность и тепловой барьер. Предпочтительна хвойная порода с влажностью не выше 15 %. Частицы фракцией 5–40 мм проходят предварительное минерализующее выдерживание в известковом или жидком стекле растворе, становясь пригодными для строительства домов из арболита.

При создании проектов домов из арболита связующая фаза — портландцемент марки не ниже М400. Для ускорения схватывания вводят хлорид кальция или жидкое стекло. В расчёте на кубический метр смеси цемент занимает 250-350 кг.

Вода дозируется до консистенции рабочей смеси с подвижностью 4–6 см по конусу Абрамса. Переувлажнение провоцирует стяжение прочности.

Улучшенные разновидности арболита содержат микрокремнезём, золу ТЭЦ, гидрофобизацию на основе кремнийорганики.

Технические показатели

Плотность сухого блока колеблется в диапазоне 400–900 кг/м³, что сопоставимо с конструкционно-теплоизоляционным ячеистым бетоном. Прочность на сжатие достигает 1,0–3,5 МПа при соблюдении рецептуры.

Теплопроводность λ в сухом состоянии фиксируется на уровне 0,07–0,09 Вт/(м·K). Стена в 30 см соответствует нормативному сопротивлению теплопередаче во второй климатической зоне РФ.

Коэффициент звукопоглощения достигает 0,17–0,6 в полосе 125–4000 Гц. Пористая структура гасит ударный и воздушный шум.

Органический заполнительнитель проходит минерализацию и не поддерживает горение. При температуре 1100 °С блок сохраняет несущую способность в течение 90 мин и дольше.

Арболит устойчив к циклическому замораживанию, выдерживает не менее 25 циклов без потери прочности. Щелочная среда цементного камня подавляет грибок и насекомых.

Область применения

Материал востребован в ограждающих стенах коттеджей высотой до трёх этажей. Блоки выпускаются с пазогребневым замком, что сокращает расход кладочного раствора и повышает точность геометрии.

Монолитный арболит заливают в съёмную или несъёмную опалубку при возведении энергоэффективных коробок без мокрой кладки. Метод снижает трудозатраты на подноску блоков и ускоряет рост стен.

Панельные заводские элементы применяются при модульном домостроении. Каркас из деревянной стойки или ЛСТК заполняют арболитовым ядром, получая композит с высоким уровнем вентиляционной способности.

Низкая теплопроводность улучшает эксплуатацию кровельных мансард: монолитная стяжка из арболита заменяет традиционную минеральную вату, не накапливает влагу и служит дополнительной диафрагмой жёсткости.

Черновые полы, чердачные перекрытия, теплоизоляционный слой под стяжкой — области, где лёгкий композит заменяет керамзитовую засыпку, сокращая толщину конструкции.

Допустима резка ручной пилой, анкеровка дюбелями с широкой распоркой, оштукатуривание известково-цементным раствором с добавкой армирующих волокон.

Срок службы зданий из арболита превышает полвека при грамотной защите фасада гидрофобной штукатуркой либо вентилируемой облицовкой из фиброцемента, кирпича, керамогранита.

Сырьё на базе древесных отходов снижает углеродный след строительства за счёт связывания биогенного углерода в теле стены.

Арболит зародился на стыке деревообработки и бетона. Его история ведёт к тридцатым годам прошлого века, когда инженеры искали лёгкую, тёплую и экологичную стеновую смесь. Материал известен под названиями «древобетон», «wood concrete», в состав входят щепа хвойных пород, портландцемент, минеральные добавки и химические модификаторы. Соотношение органической и минеральной частей подбирается в пределах 1:2 по массе, что влияет на плотность и теплопроводность.

Состав арболита

Щепа берётся длиной 5–25 мм, толщиной до 5 мм. Органика выпускается в барабанных дробилках без коры. Перед смешением волокно проходит минерализацию раствором жидкого стекла, извести и хлорида кальция. Минерализатор снижает сахарный выщелачивание и повышает адгезию цемента. Портландцемент марки М400 или М500 вводится в количестве 400–500 кг на куб исходного сырья. Воду подают до достижения жёсткой, но однородной пасты. Газообразующие или пластифицирующие добавки регулируют пористость. Плотность готовых блоков колеблется от D300 до D850 кг/м³.

Физико-механические свойства

Арболит демонстрирует среднюю прочность на сжатие 1–3,5 МПа, достаточную для несущих стен двух-, трёхэтажных домов. Удельное тепловое сопротивление стены толщиной 300 мм достигает 2,5 м²·°C/Вт благодаря низкой теплопроводности 0,07–0,13 Вт/м·°C. Предел огнестойкости — 90 мин при температуре 1000 °C: органика обугливается, создавая теплоизолирующий слой. Паропроницаемость 0,18 мг/(м·ч·Па) снижает риск конденсации влаги в толще кладки. Морозостойкость циклов F25-F50 достигается без воздуха-водителей благодаря капиллярно-ячеистой структуре. Устойчивость к биопоражению обеспечивают щелочная среда цементного камня и минерализация щепы.

Небольшая плотность сокращает нагрузку на фундамент до 40 % по сравнению с кирпичом. Блок 500 × 250 × 300 мм весит около 16 кг, поэтому кладка ведётся вручную без подъемных механизмов. При распиливании ручной пилой образуется минимум пыли, что упрощает подгонку блоков под проёмы. К недостаткам относят повышенное водопоглощение 40–80 %, что обуславливает обязательную защиту наружных стен паропроницаемым штукатурным либо вентилируемым фасадом. Поверхность блока требует базовую шлифовку или обрезку перед отделкой из-за допусков до 3 мм по высоте.

Применение в домостроении

В малоэтажной практике арболит выпускается в двух категориях: конструкционно-теплоизоляционный класс В1,5-В2,5 и теплоизоляционный класс В0,5-В1. Для несущих участков применяют блоки плотностью D600-D850, для заполнения каркаса либо утепления стен — D300-D500. Кладка ведётся на тонкошовный цементно-песчаный клей толщиной 3–5 мм или на песчано-цементный раствор 8–10 мм. Горизонтальная гидроизоляция под первый ряд исключает капиллярный подсос влаги из фундамента. Вертикальные связи армируют стеклопластиковой либо базальтопластиковой сеткой в каждом третьем ряду при шаге 400 мм.

Перекрытия опирают на монолитные армопояса высотой 150 мм, залитые в несъёмную опалубку из арболитовых U-блоков. Хомуты арматуры размещают с шагом 150 мм, рабочие стержни — 4 Ø12. Коньковый и мауэрлатный брус закрепляют шпильками, утопленными в армопояс. Крыша одевается металлочерепицей, фальцем или гибкой черепицей. Прямое крепление шурупомв допускается без специальных дюбелей благодаря высокой удерживающей способности волокнистой структуры.

Внутреннюю отделку выполняют гипсовой штукатуркой по стеклотканевой сетке с грунтованием глубокого проникновения. Для наружной поверхности подходят известково-цементные либо силикатные штукатурки, навесные фасады на оцинкованный каркас. Паропроницаемость отделки превышает 0,1 мг/(м·ч·Па), что сохраняет воздухо- и парообмен стен.

Сырьё содержит до 80 % отходов деревообработки, поэтому углеродный след производства ниже, чем у газобетона и керамического кирпича. Отсутствие песка в основной массе снижает истирание оборудования и энергозатраты обжига. Конструкции разрезают без ударного инструмента, что уменьшает акустическую нагрузку на площадке.

Арболит открывает дизайнеру свободу планировок благодаря простоте обработки, а владельцу дома дарит комфорт благодаря комбинации тепла, паропроницаемости и акустического поглощения. При соблюдении технологических параметров укладки и защиты от влаги срок службы стен превышает шесть десятков лет, что подтверждено опытом европейских и российских зданий середины ХХ столетия.