Щепа для арболита: форма и размер по ГОСТу, изготовление, подготовка и обработка

Древесная щепа для арболита является основным компонентом в составе материала (от 75% до 90% всего объема).  Выбор и подготовка древесного заполнителя является важным этапом, напрямую влияющим на конструкционные и теплоизоляционные характеристики арболита.

Из чего делают щепу для арболита

Древесина для арболита подойдет практически любая. Лучшим вариантом будет использование хвойных пород (например, сосна, ель) или твердолиственных пород (например, береза, дуб, тополь, осина). Категорически нельзя использовать лиственницу, бук (из-за повышенного содержания вредных для цемента веществ — сахаров), также нельзя использовать свежесрубленную древесину, она должна полежать 3-4 месяца.

Для производства щепы в ход идут любые отходы лесозаготовок (сучья, ветки, верхушки деревьев), отходы деревообработки (горбыль, остатки оцилиндровки), вторичные отходы (деревянная мебель, паллеты и др.). Объем древесного заполнителя должен содержать не больше 10% примеси коры, не больше 5% хвои и листьев от массы сухого заполнителя.

Почему хвоя лучше? Древесина содержит вещества, которые вредно влияют на характеристики арболита, особенно на прочность: различные группы сахаров, крахмал, экстрактивные вещества. Их содержание в хвойных породах деревьев меньше, чем в твердолиственных и других породах. В любом случае заполнитель, производимый из вышеперечисленных пород, нуждается в дальнейшей подготовке и обработке. Просто на выведение сахаров из заполнителя твердолиственных пород деревьев, в отличие от хвойных, потратится немного больше усилий и компонентов.

химический состав пород древесины
Химический состав пород древесины

Щепа для арболита: форма и размер

Геометрию и размер щепы для приготовления арболитовой смеси определяет ГОСТ 19222 по арболиту.

щепа для арболита
Щепа для арболита

Во-первых, по ГОСТ 19222 древесная фракция должна иметь игольчатую форму для создания армирующего эффекта и увеличения прочности материала. Во вторых лучшая щепа для арболита должна соответствовать следующим требованиям:

  • длина не должна превышать 30 мм (оптимальная длина 20 мм)
  • ширина должна быть не больше 10 мм (лучший вариант 5 мм)
  • толщина 5 мм

Станок для изготовления щепы арболита

Правильную геометрию и размер фракций заполнителя можно получить путем изготовления ее на рубительных и щеподробительных станках. Отличным вариантом получения правильной игольчатой формы и размера щепы является использование шредеров для древесины. Однако шредер для дерева очень дорогой станок. Не худший результат дадут щепорезы для арболита (молотковые дробилки). Можно также изготавливать фракции крупных размеров на роторных рубительных машинах, а затем вторично измельчать в дробилке для щепы.

шредер для дерева
Шредер для дерева

Если купить один из вышеописанных станков, то можно легко изготовить щепу для арболита своими руками. Но чаще всего древесный заполнитель оказывается проще приобрести у лесохозяйственных предприятий.

Подготовка щепы для арболита

Вредные вещества, которые содержатся в древесном заполнителе, негативно влияют на прочность арболита. Поэтому важным этапом перед изготовлением арболитовой смеси является подготовка и обработка древесного заполнителя.

Существуют следующие способы подготовки заполнителя:

Физический способ

Подразумевает обработку древесины водой, которая вымывает значительную часть водорастворимых веществ. Именно поэтому в свежесрубленном дереве находится больше водорастворимых сахаров, чем в сплавном лесе. Древесина, которая хранится под навесом, будет содержать больше водорастворимых веществ, чем древесина, пролежавшая под дождем. Большого эффекта можно добиться длительным вымачиванием щепы в бассейне, но для этого необходимы площади. Достаточно вымачивать в течение суток в обычной воде или 2-3 часа в подогретой.

Химический способ

Самый простой способ: окисление дубильных веществ кислородом воздуха. Для этого древесину выдерживают на воздухе, и желательно под солнцем.

Химические реакции, возникающие при обработке щепы химическими веществами, переводят сахара в нерастворимые и безвредные соединения, а также создают непроницаемую пленку. Для обволакивания древесных отходов непроницаемой пленкой используют карбамидоформальдегидную смолу (КС-11 или КФ-МТ-П). Для уменьшения влияния вредных для цемента сахаров перед созданием цементной смеси щепу для арболита пропитывают минерализатором (4 – 10 % раствором хлорной извести). Процесс пропитки называется минерализация.

На практике популярна обработка древесного заполнителя растворами хлористого кальция, жидкого стекла и сернокислого глинозёма для устранения влияния вредных сахаров на цемент. Хлористый кальций следует использовать только для обработки выдержанной щепы деревьев хвойных пород. При использовании жидкого стекла и сернокислого глинозема порода древесина и время ее выдержки не важны, однако при их использовании уменьшается показатель прочности арболита почти в два раза.

хлорид кальция
Хлористый кальций или хлорид кальция CaCl2

Биологический способ

Устранение древесных ядов осуществляется при помощи катализаторов, в качестве которых могут выступать бактерии. К этому способу можно отнести элементарный прогрев древесины. Он активизирует биологические процессы, которые приведут к частичному брожению и окислению водорастворимых сахаров. В процессе сушки сахара становятся нерастворимыми: остекловываются и кристаллизуются.

Комбинированный способ

Этот способ сочетает вышеописанные химические и физические способы. Однако надо признать, что комбинированный способ трудоемкий.

Известен пример комбинированного способа применяемого в Англии. Древесный заполнитель 10 минут кипятиться, после промывается в воде. Так частично удаляются водорастворимые сахара. Затем ее кипятят в 20% растворе железного купороса, для осаждения дубильных веществ.

Еще один рецепт комбинированного способа: щепу вымачивают в жидком стекле от 5 часов до 24 часов, затем ее промывают и высушивают.

В разделе ГОСТ 19222 «Определение пригодности древесного заполнителя» описана методика по которой вы можете проверить эффективность того или иного способа.