Костра использование в строительстве. Технология EcoTech Арболит — пропорции замеса

Костра в строительстве применяется в двух случаях: для получения теплоизоляционных материалов и в качестве наполнителя для повышения теплотехнических характеристик. Обычно ее применяют при возведении строений с деревянным каркасом, а так же для изготовления полов. По сути костра является отходами текстильной промышленности где используются такие растения, как лен или конопля, которые по своим свойствам идентичны. В состав костры входят лигнин, целлюлоза и пентоза в виде мелких фракций размером от 20 до 30 мм и толщиной 0,1–1,5 мм.

Содержание

Костробетон.
Костроплиты.
Костроблоки.
Плюсы и минусы костры.

Костробетон

В состав костробетона входят: , костра, песок и вода в следующих пропорциях: 1: 0,5: 4: 2. Смесь приготавливают следующим образом: в первую очередь нужно перемешать костру с песком, дальше перемешивают цемент (портландцемент) с водой, а уж затем перемешивают первое со вторым до получения сплошной массы.

Ввиду того, что костра является производной льна или конопли, где содержится много вяжущих волокон, соединение получается достаточно прочным. Мало того, блоки изготовленные из костробетона со временем становятся лишь прочнее, впитывая в себя углекислый газ, который выделяется в помещении.

Костробетон обладает высокой звукоизоляцией и хорошо держит тепло, так как удельная плотность его составляет около 700 кг/м³. Материал подходит для возведения как наружных, так и внутренних стен, не боится грызунов и насекомых, не гниет. По своим характеристикам его можно приравнять к легкому бетону, являющимся одной из разновидностей арболита. Можно так же добавить, что в качестве вяжущего материала вместо цемента можно применять известь.

Костроплиты

Костроплиты получаются путем прессования костры. По своим характеристикам материал приближенный к древесине хвойных пород: он такой же жесткий и прочный. И даже по отдельным свойствам, в плане усушки и коробления, превосходит ее (древесину).

Однако, по сравнению с костробетоном имеют меньшую плотность, порядка 600 кг/м³. Плиты легко поддаются механической обработке, имеют высокую звукоизоляцию, поэтому широко применяются для отделки наружных и внутренних стен наряду с ДСП и ДВП.

Костроблоки

Костроблоки несмотря на то, что они изготовлены из отходов льна и конопли, обладают достаточно высоким запасом прочности на сжатие. Однако, этой прочности недостаточно для возведения наружных стен для многоэтажных зданий.

Как вариант, прочность можно увеличить, добавив к раствору костробетона песок с вяжущими материалами (цемент, известь), но тогда увеличится теплопроводность материала. Поэтому рациональней будет использовать костроблоки для возведения перегородок. Это касается и кирпичей из костробетона.

Плюсы и минусы костры

Плюсы:

Экологичность.
Невысокая стоимость.
Хорошая звукоизоляция.
Отличная теплоизоляция.
Долговечность.
Высокая паропроницаемость, стены из «костроблоков дышат».
Защита от грызунов и насекомых.

Минусы:

Костробетон так же как и костроблоки непригоден для возведения многоэтажных домов.

Арболит – это легкий бетон, изготавливаемый на основе органических заполнителей, объем которых достигает 80-90%, специальных добавок, цементного вяжущего. Материал часто принимают за опилкобетон, так как на практике разница между ними нивелируется, благодаря чему наблюдается перекос в терминологии, что неверно.

Основные компоненты – это заполнители, минеральные вяжущие, химические присадки, вода.

Вяжущее:

портландцемент М400/М500 и выше – задает прочность готового изделия для конструкционного арболита, не ниже М300 – для теплоизоляционного;
в качестве альтернативы можно применять сульфатостойкий портландцемент или цемент с минеральными добавками;
расход вяжущего зависит от его марки, требуемой марки арболита, характеристик заполнителя и прочих факторов;
ориентировочный расход определяется по простому соотношению – марка легкого бетона, который требуется получить умножается на коэффициент, принимаемый за 17.0;
например, для материала М16 примерный расход портландцемента на 1 м³ составит 16*17 = 272 кг.

Стандарт допускает использование древесины прочих пород, но с соблюдением всех требований

Заполнители

В качестве органических добавок применяются следующие:

отходы деревообработки (пихта, сосна, ель, тополь, береза, бук, осина);
костра, конопляная/льняная – основные отходы переработки сырья;
стебли хлопчатника, рисовой соломы.

Наиболее востребованным считается древесный материал, например, опилки со стружкой (1:2, 1:1), дробленка, щепа, стружка, опилки с щепой и стружкой (1:1:1) . Подобные пропорции принимаются по объему (рассчитывается состав арболита, пропорции в ведрах). Например, 1:2, — это одно ведро опилок и два ведра стружки. Опилки могут быть замещены стеблями конопли или кострой льна.

Требования к заполнителю:

размер частиц не должен быть слишком крупным (40х10х5 мм по длине, ширине, толщине соответственно);
слишком мелкие частицы потребуют большего расхода цемента;
в измельченном сырье концентрация примесей коры не должна превышать 10%, листьев и хвои – 5%;

Основной недостаток материала – химическая активность . При реализации замеса использование свежесрубленной древесины всех пород и лиственницы запрещено.

Костра льна:

выступает полноценным заполнителем;
длина частиц – не выше 40.0 мм;
в сухой массе заполнителя не должно наблюдаться высокое содержание пакли и очесов (не более 5%);
наличие в составе сахаров требует обязательного введения химических добавок;
чтобы улучшить качество легкого бетона, костру обрабатывают известковым молочком (на 200.0 кг костры/50.0 кг извести);
после обработки материал выдерживается 1-2 дня и вводится в замес;
использование такой технологии уменьшает расход портландцементе на 50-100 кг на 1м³ бетона;
материал можно применять в том виде, в каком он находится на заводе.

Пригодность заполнителя определяется практическим путем, когда готовый блок достигает средней плотности и проектных значений прочности с использованием этого вещества

Арболит своими руками получается качественным в том случае, если заполнитель отличается удлиненной игольчатой формой, средние параметры частиц, которых таковы:

толщина – 2.0-5.0 мм;
ширина – такая же;
длина — 15.0-25.0 мм.

В составе отходов растительного органического происхождения находится множество веществ, растворимых в воде. Для цемента самыми вредными являются сахара . Чтобы исключить негативное воздействие, сырье принято выдерживать на открытом воздухе (более трех месяцев) или вымачивать в известковом молоке 3-4 дня при перемешивании раз в сутки (150-200 мл воды/1м³ заполнителя/2.20 кг извести).

Сырье не должно содержать признаков гнили и плесени, инородных частиц, а в зимнее время – примесей снега и льда.

Химические добавки

Подобные компоненты определяют технологические свойства готовых модулей (арболит ГОСТ):

ускорение твердения;
регуляция пористости;
ингибиторы коррозии;
высокие инсектицидные и бактерицидные свойства.

Присадки рекомендовано применять в любом случае, вне зависимости от климатических условий строительства . Они позволяют использовать заполнитель без предварительной выдержки, что способствует улучшению качества изделий.

Химические добавки:

жидкое стекло;
кальций хлористый;
известь гашеная;
алюминий сернокислый.

Оптимальными присадками считаются сернокислый алюминий, кальций хлористый. С применением алюминия можно нарастить прочность арболита. Это обусловлено тем, что он вступает в реакцию с сахарами и успешно нейтрализует их, переводя в безвредное состояние.

В процессе изготовления изделий совокупное количество химических добавок не превышает 2-4 % , если вести расчет от массы портландцемента или это -12 кг/м³ арболита. Присадки могут применяться комплексно или отдельно.

Вода, используемая для приготовления арболита своими руками должна соответствовать стандарту ГОСТ 23732 79

Эффективны сочетания жидкого стекла и гашеной извести 1:1, алюминия и кальция 1:1 . Перед работой вещества предварительно растворяют в воде и вводят в рабочую смесь. Требуемое количество присадок зависит от того, какова должна быть марочная прочность бетона.

Например, для арболита марки М30 их количество таково:

CaCl2 (кальций хлористый) и AlCl3 (алюминий хлористый) 1:1, 4% от веса цемента;
СаСl2 и алюминий сернокислый – то же;
AlCl3 и натрий сернокислый 1:1, 2% от веса портландцемента;
AlCl3 и Na2SO4, 1:1, но в 4%.

Для реализации арболита марки М35, в рабочую смесь вводится кальций хлористый (2% от массы цемента), что положительно влияет на прочность готового модуля. Хороший результат показало применение растворимого стекла . Водный раствор натрия силиката (или кальция) в количестве, равном 8-10 кг, вводится на 1 м³ легкого бетона.

Арболит — пропорции замеса

При изготовлении арболита, пропорции замеса и состав должны быть четко соблюдены.

Потребность в материалах, необходимых для получения 1м³ блоков рассмотрена в табличных данных:

Пропорции арболита монолитного

Состав арболита, пропорции, химдобавки представлены в табличных данных:

Арболит, состав, пропорции по ГОСТу на 1м³
Класс	Назначение	Дробленка древесная, кг	Цемент, кг	Хлористый кальций, кг	Вода, л
В0.75	Утепление наружных стен	180.0-190.0	280.0-300.0	8.00	330.0-360.0
В1.0	Наружные стены одноэтажных домов с мансардами, откосы, пояса, эффективное утепление	200.0-210.0	300.0-330.0	8.0	360.0-390.0
В1.5	Гаражи, хозпостройки, утепление	220.0-230.0	330.0-360.0	8.0	390.0-430.0
В2.5	Наружные стены особняков, коттеджей, дач, летних домов, усадеб, утепление	240.0-250.0	360.0-400.0	8.0	430.0-480.0

Пропорционально принято замешивать 1 часть заполнителя, 1 часть вяжущего, 1.5 частей воды с растворенными добавками.

Практический опыт

Если мастер намерен изготовить блоки арболита самостоятельно, он должен понимать, что установление оптимального расхода цемента производится экспериментальным путем . Рекомендовано изготовить три вида образцов с разным расходом.

Первый – со стандартным содержанием вяжущего, второй и третий – соответственно на 15.0% меньше и больше от принятого, с коррекцией расхода воды на 5.0% в обе стороны. Содержание заполнителя остается неизменным.

Арболит, состав, пропорции видео – примерный расчет

Предположим, необходимо сделать конструкционно-теплоизоляционный блок В1.50, плотностью 650 кг/м³.

Материалы, которые есть в наличии:

заполнитель – дробленка хвойных пород (состав соответствует стандарту), средняя плотность в сухом состоянии 120 кг/м³, влажность по массе 50%;
вяжущее – М400 портландцемент.

Последовательность действий:

расход портландцемента – 330 кг/м³;
расход дробленки – 220 кг/м³ – с учетом влажности расход может возрасти до 330 кг/м³;
расход жидкости – 390 л;
химическая добавка – 8 кг/м³, 10% концентрации. Готовый раствор (при плотности 1.084) содержит соль 0.108 кг/л. Для введения в смесь потребуется 8/0.108 = 74.07 л, — в этом количестве раствора соли содержится 72.3 л воды (1.084*74.07-8).

Корректируем расход воды:

с учетом раствора химдобавки, воды, содержащейся в дробленке, объем вычисляется так: 390.0 – 72.3 = 217.7 л.

цемент = 380*15/1000 = 5.7 кг;
дробленка = 220*15/1000 = 3.3 кг;
вода = 390*15/1000 = 5.85 л;
химическая добавка = 8*15/1000 = 0.12 кг.

Жесткость арболитобетона контролируется по техническому вискозиметру. Оптимальный показатель должен соответствовать 60 сек

Подобным образом реализуются все пробные замесы.

Стоимость

Арболит, цена которого колеблется в пределах 3.8-4.0 т.р/м³, — это доступный строительный материал. При желании можно приобрести блоки поштучно. Средняя стоимость одного модуля 30х25х50 см составляет 150 р, 20х25х50 см – 80 р.

Состав арболита, пропорции в литрах, ведрах, килограммах необходимо просчитывать непосредственно на месте строительства.

Как изготавливается арболит, его состав пропорции показано в видео:

Конопля в строительстве может использоваться как в качестве строительного материала, так и теплоизоляционного. Этот материал натуральный и нетоксичный и имеет массу потенциально возможных областей применений.
Преимущественно костра используется в строительстве для изготовления теплоизоляционных материалов и как наполнитель для материалов с улучшенными теплотехническими показателями.

Есть интересные данные, что при толщине стен 400 мм с использованием утеплителя из костры, для обогрева помещения площадью 100 м2 необходимо в зимнее время года всего 3 кВт/ч электроэнергии. Наиболее широко костра применяется для строительства частных домов и коттеджей с деревянным каркасом. Также она используется в качестве утепления и звукоизоляции полов, стен, крыш.

Костробетон и кирпичи из конопли
Костробетон - это натуральный строительный материал, который состоит из рубленной конопляной костры, побочных продуктов после обработки стебля, а также извести в качестве связующего элемента.

Материал довольно быстро восполняется: для постройки дома с площадью 120 кв. м. достаточно около 1га конопли, которая за 14 недель вырастет на целых 2-4 метра. На протяжении этого времени растение впитывает огромное количество углекислого газа и совершенно не требует пестицидов или гербицидов. В результате человек получает не только безвредный для него и окружающей среды материал, но и нечто, способное помочь природе в период производства

Как сделать замес из костры
Способов приготовления костробетона много. Это один из них. Для приготовления 1 м³ костробетона требуется:
- 35 кг цемента марки не ниже 400;
- 60 кг конопляной костры;
- 500 кг песка;
- 250 л воды;
- Связующий элемент .
Костру перемешивают с песком, затем добавляют цементное молоко, тщательно перемешивают, после чего укладывают смесь слоями по 10-15 см и трамбуют.
Костробетон имеет массу потенциально возможных областей применений, например, замена деревянных перегородок для модернизации изоляции стен. Материал уже многие годы используется в Европе для строительства жилых домов, коммерческого строительства зданий или складов.

Преимущества использования костробетона действительно многочисленные. Хотя на него и не возлагается несущая нагрузка, материал добавляет прочности всему каркасу здания, которая растёт со временем, пока субстанция постепенно затвердевает.
Довольно низкая плотность костробетона делает его и чрезвычайно лёгким. Также он обладает и свойствами изоляции, благодаря чему расходы на отопление сокращаются практически в два раза. Материал дышащий, из-за чего происходит естественная вентиляция и регуляция влажности, что предотвращает рост плесени и бактерий.

Костробетон, в отличие от кирпича, обладает широким спектром возможностей по обработке в процессе строительства и использования:
- легко пилится, рубится, сверлится, что позволяет быстро и просто подгонять блоки до нужных размеров;
- позволяет вбивать гвозди и использовать шурупы, что делает обустройство дома простым, как в деревянном строении;
- обеспечивает отличную связь с различными отделочными материалами, штукатурка прочно удерживается на стеновых поверхностях без армирующей сетки;
- способен работать на изгиб при превышении максимальных нагрузок (при колебаниях здания, вызванных усадкой) и затем легко восстанавливать свою форму, в то время как кирпич и все аналогичные материалы подвергаются растрескиванию.

Преимущества использования костры в строительстве домов:
- Повышенная устойчивость. Показатель устойчивости к внешним воздействиям таких домов в разы превышает соответствующий показатель традиционных построек;
- Низкая себестоимость. Было просчитано, что построить дом из конопли значительно дешевле, чем, например, из кирпича или бетона;
- Биологическая активность материала. Уникальные свойства растения оказывают оздоровительное воздействие на организм человека и угнетающее на представителей всех классов грибков и насекомых;
- Повышенная теплоустойчивость. Ещё одно свойство конопли, позволяющее поддерживать на более высоком уровне относительное постоянство температуры при периодически изменяющихся теплопоступлениях.

Преимущества костробетона перед кирпичом :
- М еньший вес и объём необходимых стройматериалов;
- М еньшие затраты на доставку и хранение материалов;
- В ысокая экологичность и биостойкость;
- В ысокая теплоизоляция при меньшем объёме материала;
- В ысокая сейсмостойкость и прочность;
- У прощение отделочных работ и обустройства ин терьера.

У костробетона с несущими свойствами до 3-х этажей — 600кг/м3 (он относится к группе лёгких бетонов), размеры блока — 500х300х200мм (0.03 м3). У кирпича с аналогичными конструкционными возможностями — 1500-2000кг/м3, стандартный размер — 250х120х65мм (объём 0.00195 м3). Соответственно, вес кирпича как минимум в 2.5-3.5 раза больше, чем аналогичного объёма костробетона. А с учётом различий в тепловых свойствах — требуемая масса кирпича для строительства дома аналогичного качества уже будет в 10-15 раз выше. То есть, даже одна только стоимость транспортировки материала уже делает кирпичный дом значительно дороже. Из-за такого серьёзнейшего различия проекты кирпичных домов предусматривают использование значительно более тяжёлого, а значит — и более дорогого фундамента.

Костра – отходы от растений (лен и конопля), после первичной обработки, которые используются в прядильной промышленности.

Состав костры: лигнин (21…29%), целлюлоза (45…58%), пентоза (23…26%). Костра состоит из частиц размером 10…20 мм по длине и толщиной 0,1…1,5 мм (фото 1).

Костра, как строительный материала — применение

Используется костра в строительстве для изготовления теплоизоляционных материалов и как наполнитель для материалов с улучшенными теплотехническими показателями. Есть интересные данные, что при толщине стен 400 мм с использованием утеплителя из костры, для обогрева помещения площадью 100 м 2 необходимо в зимнее время года всего 3 кВт/ч электроэнергии. Наиболее широко костра применяется для строительства частных домов и коттеджей с деревянным каркасом. Также она используется для изготовления полов.

Основу костры составляют лён или конопля, свойства которых практически одинаковые.

Костра может производиться в виде:

насыпной костры (в мешках);
костроплиты;
блоки и кирпичи из костры.

Костробетон

Костробетон – это легкий бетон с органическим заполнителем – костры, фото 2 . Костробетон состоит из костры, вяжущего (цемент или известь), песка, воды и по необходимости ускорители твердения. В составе волокон конопли или льна содержится большое количество кремнезема SiO 2 (диоксида кремния), который при взаимодействии с водой и вяжущим, вследствие гидратации образует прочный контакт и соединение. Блоки или стены из костробетона на протяжении всего времени эксплуатации продолжают медленно набирать свою прочность и кроме того при наборе прочности поглощают углекислый газ, что создает комфортную атмосферу в помещении.

Состав костробетона

Примерная пропорция компонентов костробетона по массе следующая: 1:0,44:3,7:1,85, (Ц:К:П:В), где Ц – портландцемент М400 или М500, К – костра, П – песок, В – вода. Вначале необходимо перемешивать костру с песком, затем затворяют водоцементной смесью и перемешивают до получения однородного раствора.

Костробетон следует укладывать послойно (10…15 см) с уплотнением. Удельная плотность костробетона составляет 400…700 кг/м 3 . Такой бетон обладает хорошей тепло- и звукоизоляцией. Строительство с применением костры значительно снижает стоимость строительства жилых домов.

На строительство дома среднего размера (площадью около 150 м 2) необходимо 10…12 тон костры.

Применяется для строительства наружных и внутренних стен. Технология строительства из костробетона больше всего нашла применение в таких странах, как Австралия, Германия, Великобритания, Франция, США и начала развиваться в Украине. В Украине строительство домов из костры представлено фирмой «Экодом».

Костроплиты

Изготовление костроплиты происходит путем прессования костры и вяжущего вещества, фото 3 . Такие плиты обладают хорошей звукопоглощающей способностью. В зависимости от области применения, удельная плотность плит составляет 300…600 кг/м 3 .

Блоки и кирпичи с использованием костры

Блоки и кирпичи также получают путем заливки в формы костробетона или путем прессования, фото 4 . Блоки и кирпичи из костры имеют коэффициент теплопроводности – 0,18 Вт/(м*К). Теплоизоляционные характеристики этих блоков и кирпичей высокие, например, стена из блоков костры толщиной 15 см эквивалентна по теплоизоляции кирпичной стене толщиной в два кирпича (толщиной 510 мм).

Блоки и кирпичи из костры обладают не высокими прочностными характеристиками, например, предел прочность на сжатие 1,2 МПа. Поэтому, ограничением для использования блоков и кирпичей из костры – это его несущая способность. Конечно, можно увеличить прочность на сжатие за счет прессования и добавления песка с вяжущим, но это значительно снизит их теплотехнические показатели.

Так как эта прочность не совсем пригодна для возведения несущих стен, блоки и кирпичи используют для закладывания стеновых проемов (деревянные стойки воспринимают нагрузку). Несущие стены из блоков и кирпичей из костры можно возводить не выше 3 этажей (высотой до 9…10 м).

Стоимость утепления из костры в Украине будет стоить от 40 у.е./м 3 , что относительно недорого. А вот блоки и кирпичи из костры стоят намного дороже по сравнению с обычными. Например, из некоторых источников известно, что в Европе кирпич размером 30×14,5×10,5 см стоит примерно 1 €, при стоимости обычного кирпича (24×11,5×6 см) — 0,10…0,40 €. Но при расчете экономического эффекта от применения костры, данные затраты относительно быстро окупаются за счет снижения затрат на отопление и кондиционирование дома.

Преимущества костры, как строительного материала

Итак, подведя итоги, перечислим основные достоинства использования костры при строительстве:

Костра — экологически чистый материал.
Материалы с применением костры имеют относительно невысокую стоимость.
Костра является природным антисептиком.
Материалы с применением костры обладают хорошими звукоизоляционными свойствами.
Костра и костробетон имеют хорошие теплотехнические свойства.
Относительно высокая долговечность. Костра не гниёт. При длительной эксплуатации не теряет своих первоначальных свойств.
Биологическая стойкость. Костра не поглощается грызунами и насекомыми.
Высокий показатель паропроницаемости, и пористости, что позволяет стене «дышать». Также, высокая паропроницаемость исключает образование и скопления конденсата в теле стены, т.к. образование конденсата в стеновых материалах приводит к резкому снижению теплотехнических показателей и разрушению материала при замерзании.

Публикацию подготовил – эксперт

Конев Александр Анатольевич