IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

Камни  и кирпичи  из деревобетонов  представляют собой  искусственный безобжиговый стеновой строительный материал, изготовленный методом вибропрессования из легкого бетона, песка, модифицирующих добавок и отходов дереводобывающей и деревообрабатывающей промышленности,  отвердевший в естественных условиях или в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении [1]. Гипсоопилочные камни отличаются от опилкобетонных тем, что в их состав помимо бетона входит еще и строительный гипс c различными замедлителями схватывания. Арболитовые камни содержат в своем составе более крупные, чем опилки, отходы - щепу, стружку, дробленку.

При изготовлении опилкобетонных и гипсоопилочных камней и кирпичей старые, долго пролежавшие опилки и те, которые во время эксплуатации могут быть подвергнуты действию влаги, следует подвергать специальной обработке. Но в тоже время практика применения опилкобетона в нашей стране, описанная в литературе [2], показывает, что в присутствии цемента свежие опилки не подвержены гниению, и их обработка необязательна. Это обстоятельство подтверждается и исследованием технического состояния стен здания в Нижнем Новгороде, эксплуатируемого в течение 9 лет без наружной отделки, проведенного специалистами кафедры конструкций из дерева, древесных композитов и пластмасс ННГАСУ, не было выявлено признаков гниения опилок в структуре опилкобетонных кирпичей, изготовленных без минерализации опилок.

Плотность опилкобетона в основном определяется соотношением опилок и песка. Чем меньше песка, тем меньше плотность опилкобетона и лучше теплотехнические свойства, однако при этом снижается его прочность. Естественно, прочность опилкобетона повышается с увеличением количества вяжущего и песка. Поэтому к выбору состава опилкобетона следует подходить дифференцированно, в зависимости от требуемых свойств конструкции (количество этажей, наружная или внутренняя стена, толщина стены, несущая конструкция и т.д.).

В нашей стране опилкобетон и арболит применялись с 1925 г при возведении монолитных набивных стен малоэтажных жилых домов, животноводческих помещений, мастерских, гаражей и т.п. [2]. Недостатком монолитного опилкобетона является сезонность работ, в результате чего на большой территории страны строительство велось лишь на протяжении 3 - 5 месяцев в году. Поэтому появилась идея использовать деревобетоны для производства штучных изделий.

Как известно из нормативной литературы [3], камни из опилкобетона марки 5 можно использовать только как теплоизоляцнонный материал;   10 - для наружных стен одноэтажных зданий с мансардой,  несущих  внутренних   капитальных стен, выравнивающего слоя над фундаментами; 25    - для наружных стен двухэтажных  зданий, несущих   внутренних  капитальных  стен.

Одной из основных причин, препятствующих широкому внедрению в практику проектирования и строительства камней и кирпичей из деревобетонов, является отсутствие научно обоснованных данных о прочности и деформативности кладки из таких камней (кладок на естественных заполнителях), а также  нормативной базы по расчету каменных элементов конструкционных древесных бетонов.

Тем не менее,  необходимо отметить всплеск интереса к производству штучных изделий из различных деревобетонов и использованию кладок на  их основе в малоэтажном строительстве.

В-основном, такой интерес предъявляют собственники лесопильных и деревообрабатывающих предприятий. С экономической точки зрения заготовка и переработка древесины сопровождается огромными потерями, но при этом проблема использования древесных отходов самым существенным образом затрагивает вопросы сохранения окружающей среды [2]. Даже незначительное количество древесных отходов, образующихся в технологическом процессе, использование которых не предусмотрено технологией производства, приводит с течением времени к образованию больших куч (отвалов) этих отходов на территории самих предприятий или вне их. Находясь в больших кучах, древесные отходы подвергаются действию атмосферного воздуха, влаги, бактерий, грибков и насекомых. Немалым отрицательным фактором является и повышение пожароопасности на территории предприятий.

При этом использование этих отходов позволяет получить экологически чистый, экономически выгодный стеновой материал с отличными теплоизоляционными и звукоизоляционными свойствами. Показатели теплосопротивления кладок с древесными заполнителями превосходят большинство традиционных строительных материалов и лишь незначительно уступают поризованным бетонам (н-р, у камней опилкобетона - 0,1-0,17 Вт/мК). Показатели звукопоглощения от 0.17 до 0.6 (при частотах звука 125-2000 Гц).

Уникальные санитарно-гигиенические характеристики материала обеспечивают отличный микроклимат в домах, построенных из таких камней. Водопоглощение на уровне традиционных строительных материалов (8-12% для условий эксплуатации Б), а при организации защитных мероприятий водопоглощение может быть снижено до 2-4%.

Также существенно снижается масса зданий, а, значит, и требования к фундаменту и несущим конструкциям, что опять же приводит к снижению себестоимости сооружений, выполненных из опилкобетонных и арболитовых кладок. Показатели морозостойкости стен из кладок на естественных заполнителях - F25-F50  (75-100 циклов)].

Таким образом, применение кладок на естественных заполнителях в малоэтажном строительстве позволяют рассматривать развитие производство штучных изделий из деревобетонов не как временную меру для ликвидации дефицита в строительных материалах, а как одно из важнейших направлений в освоении древесного сырья.

Предшествующий опыт эксплуатации зданий со стенами из конструкционных древесных бетонов в разнообразных условиях [2] показал, что не во всех случаях они имели достаточную надежность и долговечность, вследствие того, что при их проектировании не было учтено влияние длительности загружения на механические свойства материала, прочность и деформативность стеновых конструкций в целом.

Поэтому  актуальной представляется задача изучения класса кладок на естественных заполнителях, закономерностей их деформирования при длительном загружении и создание методики расчета стеновых конструкций, выполненных из таких кладок. Эти задачи должны быть решены при выполнении НИР в рамках Государственного задания Минобрнауки России (тема «Определение закономерностей процессов разрушения и деформирования кладок из камней и кирпичей на естественных заполнителях», руководитель - доцент, к.ф.-м.н. С.Ю.Лихачева), исполнителями которой являются авторы статьи.

Литература:

1. Цепаев, В. А. Кратковременная прочность кладки из опилкобетонных камней при одноосном сжатии / В. А. Цепаев, С.Ю.Лихачева, И. Н. Шурышев//Приволжский научный журнал. - 2009. №4. С.13-18.
2. Цепаев, В. А. Легкие конструкционные бетоны на древесных заполнителях / В. А. Цепаев, А. К. Яворский, Ф. И. Хадонова; Сев.-Кавк. горн. металлург. ин-т, Сев.-Осет. гос. ун-т им. К. Л. Хетагурова. - Орджоникидзе: Ир, 1990. - 132 с.: ил.
3. ГОСТ 6133-84. Камни бетонные стеновые. Технические условия.