ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДЕРЕВОБЕТОНА ДЛЯ НЕСЪЕМНОЙ ОПАЛУБКИ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ В КАЗАХСТАНЕ

Эффективность монолитного строительства во многом зависит от совершенствования опалубочных систем – сложных конструкций, состоящих из формообразующих, поддерживающих, соединительных, технологических и других элементов. Строители используют как съёмную, так и несъёмную опалубку для фундамента [1].

Несъемная опалубка – панели или блоки из различных материалов, которые монтируются в единую опалубочную конструкцию, которая после окончания монтажа заполняется бетоном. Опалубка ускоряет и упрощает строительство за счёт объединения нескольких этапов строительства в одном технологическом цикле (несущая стена с нужным сопротивлением теплопередаче возводится за один технологический этап).

Впервые блоки несъемной опалубки на основе древесной щепы были разработаны в 1938 году в Швейцарии. В числе стран, использующих данный вид блоков при строительстве домов: Россия, США, Канада, Китай, Япония и другие. На сегодняшний день в Казахстане действует несколько заводов по производству арболита. Наиболее крупный расположен в г. Кокшетау. ТОО «Ерназаров и К». Конструктивно-технологическая система стен в несъемной опалубке комплексной конструкции получила определенное развитие в строительстве домов в 2007 г. в г. Алматы и прилегающих территориях в районах застройки сейсмичности 9 баллов.

Различают несколько видов несъёмной опалубки из арболита: несъемная арболитовая опалубка для сейсмопояса; блок для возведения звукоизоляционных конструкций (стен); блоки с различными наполнителями: пенополиизоцианурат, неопор, пенополистирол, минеральная вата.

Предварительно был разработан состав деревобетона на основе отходов Павлодарской области. Были получены образцы плотностью 662 кг/м³, но спустя 35 циклов замораживания-оттаивания образцы теряли прочность на 13 %. В связи с этим для получения конструкционно-теплоизоляционного материала с улучшенными показателями прочности и морозостойкости, целесообразно уплотнить форму и добавить экструдированный пенополистирол в качестве наполнителя несъемной опалубки.

Для изготовления экспериментальных образцов использовалась технологическая щепа и опилки, добавляемые в растворную смесь с разным соотношением к щепе [2]. Условия эксперимента приведены в таблице 1.

Таблица 1

Составляющие экспериментального замеса

На основе проведенных экспериментов из полученных образцов был выделен арболит, фракционный состав которого представляет собой следующее соотношение: 1,05 м³ технологической щепы и 0,25 м³ опилок.

Далее были проведены исследования теплофизических свойств, испытания на морозостойкость и проанализированы данные об огнестойкости материала.

На основании результатов экспериментальных исследований и проведенных расчетов теплофизических свойств ограждающих конструкций был сделан вывод, что блоки могут быть применены при строительстве жилых и общественных зданий с повышенными требованиями к комфортности. Расчетные теплотехнические показатели несъемной арболитовой опалубки представлены в таблице 2.

Таблица 2

Теплотехнические показатели

Наружные ограждения из разработанного арболитобетона плотностью 450 кг/м³ по сравнению с однослойными конструкциями из легких бетонов или с ограждениями, содержащими большое количество пенополистирола (например, несъемная опалубка из пенополистирола) обеспечивают большее снижение амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности и меньшее количество поступающего летом тепла в помещения.

Ограждающие конструкции, у которых конструктивные слои из разработанных местных строительных материалов расположены со стороны помещения, обладают гораздо большей способностью снижать амплитуду результирующей температуры помещения и формировать более комфортные параметры его микроклимата по сравнению с такими малоинерционными конструкциями, как панели типа «сэндвич» или стеновые конструкции с оставляемой опалубкой из пенополистирола.

Очень важный параметр при строительстве зданий и сооружений – огнестойкость материала. Огнестойкость арболитовой опалубки подтверждена сертификатом соответствия и материал признан слабогорючим (Г1), трудновоспламеняемым (B1), c малой дымообразующей способностью (Д1) и малоопасным по токсичности продуктов горения (T1). Было проведено множество экспериментальных исследований огнестойкости элементов несущих стен и междуэтажного перекрытия, изготовленных по технологии несъемной опалубки. По результатам испытаний было установлено, что плиты под слоем цементно-песчаной штукатурки толщиной 15 мм, в течение 45-50 мин. огневого воздействия по стандартному температурному режиму (T – T₀ = 345 lg (8t + 1), °С), ведут себя как негорючий материал. На основании анализа результатов огневых испытаний, а также проведенных испытаний на пожарную опасность в целом аналогичных по конструкции ограждений, установлено, что класс пожарной опасности по ГОСТ 30403-2012 «Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности» соответствует К0 (45).

Испытания блоков деревобетона на морозостойкость проводили по методике ГОСТ 10060-2012 «Бетоны. Метод определения морозостойкости». Использовался третий ускоренный метод в солях. Образцы насыщались, замораживались и оттаивали в 5 %-ном водном растворе хлористого натрия. Насыщенные в таком растворе образцы деревобетона помещали в камеру, затем температуру в камере понижали до минус (50±2) °С и выдерживали ее до достижения температуры раствора минус 50 °С. Затем температуру в камере повышали в течение 1,5 часов до минус 10 °С, и при этой температуре выгружали образцы в емкость с 5%-ным водным раствором хлористого натрия с температурой плюс (20±2) °С. После чего образцы оттаивали до достижения температуры плюс 20 °С. Вышеописанная процедура – это один цикл по третьему ускоренному методу.

Проведены испытания образца панели из деревобетона. По результатам испытаний образец выдержал более 220 циклов, что соответствует марке по морозостойкости F200. Результаты испытаний образца панели из деревобетона представлены в таблице 3.

Таблица 3

Результаты испытаний на морозостойкость образца

На основании результатов экспериментальных исследований и проведенных расчетов был сделан вывод, что полученный арболит с наполнителем из пенополистирола может быть применен при строительстве жилых и общественных зданий с повышенными требованиями к морозоустойчивости.

Наряду с многочисленными достоинствами деревобетон на основе отходов имеет и свои недостатки, которые следует учесть при выборе материала для строительства. Сравним полученную несъемную арболитовую опалубку на основе отходов Павлодарской области с аналогичными изделиями (таблица 4).

Таблица 4

Сравнение полученного образца с аналогичными продуктами

Полученный образец имеет улучшенные показатели прочности, материал благодаря своей пористой структуре имеет высокий показатель паропроницаемости. Через стены идет естественная циркуляция воздуха, то есть стены «дышат». Сохраняется баланс температуры и влажности воздуха, постоянство внутреннего микроклимата. Использование древесных компонентов при изготовлении арболита снижает вес каждого элемента, и несъемная опалубка будет иметь относительно небольшую массу, что снижает расчетную и фактическую нагрузку на фундамент.

Список литературы:

1. Абрамян С. Г., Ахмедов А. М., Халилов В. С., Уманцев Д. А. Развитие монолитного строительства и современные опалубочные системы // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. – 2014. – № 36 (55). – С. 231-239.
2. Корниенко П. В., Купеев С. К. Проектирование составов деревобетона с использованием местных материалов // Вестник современных исследований НЦ «Орка». – 2018. – № 11-3 (26). – С. 273