Тирсобетон - відходи в доходи! частина 1

Існує кілька думок про можливість використання деревної тирси в якості заповнювача при виробництві стінових блоків.

Причому думки діаметрально протилежні, від повного неприйняття подібного будівельного матеріалу до оголошення його чудо-матеріалом 21 століття, здатного замінити ніздрюваті бетони в малоповерховому будівництві. Виробнику будівельних матеріалів, індивідуальному забудовнику досить важко розібратися з потоком суперечливої інформації. Абсолютно незрозуміло чи придатний бетон з додаванням відходів деревообробки для багатоповерхового будівництва? Які показники тирсобетонних блоків по вогнестійкості, морозостійкості, водопоглинанню, довговічності? Які способи захисту органічних заповнювачів (тирси) і наскільки вони ефективні?

Поки ведуться подібні суперечки, давайте згадаємо, що десятки тисяч житлових будинків на території СНД, в основному споруди 50-60 років, побудовані із застосуванням органічних наповнювачів. Дані споруди існують і зараз, причому в багатьох проживають люди. Сотні тисяч будинків побудовані з будівельних матеріалів на основі органічних заповнювачів бетону на території Європи, де є багатий досвід, як використання подібних матеріалів, так і експлуатації споруд з таких матеріалів. Національний архітектурний вигляд цілих держав зобов'язаний застосуванню органічних заповнювачів в будівництві (двох і трьох поверхові фахверкові споруди Західної Європи.). Відходи деревообробки знайшли застосування в швейцарському стінному матеріалі «Дюрізоле», американському «Віндстоуне», чехословацькому «Пілінобетоне».

Однак на вітчизняному будівельному ринку склалася стійка думка, що тирсобетон ерзац-матеріал часів післявоєнної розрухи, якому не місце в сучасному будівництві, при цьому, абсолютно не враховуючи позитивний досвід наших європейських сусідів.

Кошмарні розповіді про можливий спалах тирсобетонних блоків, руйнуванні конструкцій через півроку експлуатації, водопроникності тирсобетонних блоків і інші жахи - реалії самобутнього фольклору деяких «професійних» будівельників без спеціальної освіти. Вище ми згадували про десятки тисяч будівель 50-60 років на території СНД, їх зовнішній вигляд здавалося б, найкраще підтвердження думки про ерзац-заповнювачах органічного походження. Але давайте розберемося в чому причина руйнування зовнішнього шару таких блоків (саме верхнього шару т. к. більшість подібних конструкцій ще експлуатуються, а після проведених ремонтних робіт простоять ще не один десяток років). Криється причина в будівельному матеріалі, або причина руйнування носновних, огороджувальних конструкцій в недотриманні елементарних правил експлуатації споруд? Чому фахверкові будинки Західної Європи відзначають 300 річний ювілей, а робочі селища повоєнної будівлі практично непридатні для житла? Спробуємо розібратися в цьому питанні.

Основною причиною руйнування будівель завжди була вода: вода і мороз вбивці будинків. Будинки дореволюційної споруди, простоявши десятки років і маючи хороші перспективи простояти ще стільки ж, руйнуються унаслідок того що, прийшли в непридатність системи відведення води і руйнування гідрозахисних відмостків фундаменту. Вода, стікаючи по стінах, потрапляє під фундамент, повільно, але вірно проникаючи в матеріал стін, перекриттів, підвалів. Якщо не вжити термінових заходів по гідрозахисту така будівля приречена. І немає різниці з якого матеріалу були зроблені стіни. Взимку вода, просочила стіни, підвал і фундамент, перетвориться на лід і обов'язково зруйнує матеріал, нехай не в першу зиму і не у другу, але зруйнує обов'язково!

Ще одна причина дискредитації органічних наповнювачів бетону 50-60 років - огидна якість цементу, застосовуваного в післявоєнному цивільному будівництві. Повна відсутність модифікаторів бетону, гіідрофобізірующих добавок бетону, складів захисту деревини, все це зробило свій внесок у формування думки про тирсобетон.

Зараз ситуація в корені інша. Величезний вибір добавок бетону дозволяє домагатися відмінних результатів при виготовленні будівельних матеріалів, в тому числі і з відходів деревообробки.

Модифікуючі добавки дозволяють збільшити міцність бетону на стиск в першу добу до 80%! Водонепроникність бетону може бути збільшена на 3 одиниці. Можливе збільшення морозостійкості бетону до 300 циклів! Причому витрата добавок зазвичай не перевищує 1-2% від маси цементу, при середній вартості близько 5-10 рублів за кілограм. Застосування хлориду кальцію або сульфату амонію дозволяє не тільки прискорити процес твердіння бетону, але і повністю нейтралізувати негативний вплив органічних наповнювачів на цементні складові бетону.

Для підвищення водонепроникності бетонів пропонується величезний вибір гідрофобізірующих добавок, як вітчизняного, так і імпортного виробництва. Введення гідрофобізірующих добавок дозволяє отримувати практично водонепроникні бетони.

Подібні досягнення роблять можливим отримання міцного, довговічного, водостійкого тирсобетона - «Доброліта».
 

 
Основними характеристиками будівельного матеріалу, що  насамперед цікавлять забудовника є: екологічна безпека, масове відношення вологи в матеріалі, вогнестійкість, паропроникність, морозостійкість, теплотехнічні показники, міцність, і, нарешті, вартість даного матеріалу. Спробуємо розібратися з основними характеристиками тирсобетону, уточнимо його відповідність вимогам, що пред'являються до сучасних будівельних матеріалів.
 

Тирсобетон - матеріал на основі чистих, безпечних, природних компонентів: цементу, піску, деревної тирси. Завдяки високому вмісту органічного наповнювача (тирса) тирсобетонні блоки мають відмінні показники звукопоглинання і паропроникності. По багатьом показникам тирсобетонні стінові блоки відповідають деревині. Унікальні санітарно-гігієнічні характеристики матеріалу забезпечують відмінний мікроклімат в будинках побудованих з тирсобетонних блоків.

Висновок: Тирсобетонні стінові камені - екологічно чистий, здоровий будівельний матеріал, що повністю відповідає сучасним санітарно-гігієнічним вимогам.

Масове відношення вологи в матеріалі - дуже важливий показник в будівництві. Від відсоткового відношення води залежить не тільки комфортність проживання, але і безпосередньо залежить морозостійкість даного матеріалу. Природно, бажано знизити частку води в матеріалі. Водопоглинання тирсобетона в середньому 8-12% для умов експлуатації Б (по Сніп II-3-79 будівельна теплотехніка). Такий розкид показників обумовлений різною щільністю матеріалу (від 600 до 1200кгм3). Відсоток масової частки води в матеріалі може бути істотно знижений. Можлива обробка тирси консервуючими, водовідштовхувальними складами, а також застосування гідрофобізірующих добавок бетону. Для порівняння наведемо процентне водопоглинання будівельних матеріалів найчастіше використовуваних в будівництві.

•     Залізобетон - 3% (для умов Б СНіП II-3-79.)
•     Керамзитобетон - 8%.
•     Газо- і пінобетон, газо- і піносиліката - 8-10%.
•     Цегла глиняна (ГОСТ 530-80) - 2-4%.
•     Сосна і ялина уздовж волокон (ГОСТ 9463-72) - 20%.
•     Полістиролбетон (ГОСТ Р51263-99) - 8%.

Відзначимо, що масова частка вологи, наведена вище характерна саме для перерахованих матеріалів в чистому вигляді, і на практиці може бути знижена шляхом застосування спеціальних гідрофобізаційні добавок, а також організацією комбінованих конструкцій.

Особливо важливі показники водопоглинання матеріалу при зведенні огороджуючих конструкцій, коли проектом не передбачено облицювання стін захисно-декоративними матеріалами. Наприклад, стіни з керамічної цегли з чистовою розшивкою шва. Стіна з даного матеріалу повністю самостійна конструкція, що не вимагає обов'язкового захисту, як з міркувань зменшення вологовбирання, так із-за недостатньої механічної міцності матеріалу. Однак облицювальна глиняна цегла -  найбільш дорогий матеріал з нашого списку, коефіцієнт теплопровідності 0,81 Вт/м С завеликий для сучасного стінового матеріалу, при виконанні вимог Сніп 23-02-2003 (тепловий захист будівель) потрібно зведення стіни товщиною не менше 150 см (для Московської області).

Практично всі інші стінові матеріали зі списку з різних причин потребують захисту. Тому водопоглинання матеріалу без захисних конструкцій, для будівельника поняття суто теоретичне (у разі передбаченого проектом обов'язкового захисту). Перш за все, будівельника цікавить водопоглинання остаточної, комбінованої конструкції, що включає в себе показники, як самого стінного матеріалу, так і матеріалу захисту-облицювання.

Водопоглинання матеріалу, який буде обов'язково закритий додатковою захисною конструкцією величина з області міркувань про самопочуття людини в шкарпетках і сорочці на морозі-15 С. Ситуація скажемо не типова, набагато більший практичний інтерес представляє його стан в кожусі і валянках, як більш наближене до реальності! Так і відносно велике водопоглинання тирсобетона може бути знижено застосуванням гідрофобізірующих добавок, або організацією захисних заходів (штукатурка, обкладення стін облицювальною цеглою, цокольної плиткою, пластиковими панелями і т.д.). Зауважимо, що більшість будівель побудованих із стінних каменів (великогабаритних блоків) практично повсюдно облицьовується захисно-декоративними матеріалами. До речі, вживаний матеріал для перегородок санвузлів в багатоповерхових будинках радянських проектів - гіпс. Водопоглинання цього матеріалу від 6 до 15%! Однак після проведення захисних заходів (наприклад, покриття масляною фарбою), стіна з гіпсу відмінна, вологостійка конструкція.

Тому, беручи до уваги повсюдну практику облицювання стін, зведених з будівельних блоків захисно-декоративними покриттями відносно - велике водопоглинання тирсобетона можна і опустити, як чисто теоретичну величину.

Висновок: Водопоглинання тирсобетона цілком на рівні традиційних будівельних матеріалів, а при організації захисних заходів водопоглинання огороджувальної конструкції на основі тирсобетонних блоків може бути знижено до 2-4%.
 
Морозостійкість матеріалу - величина, безпосередньо залежна від показників водопоглинання. Зниження показників водопоглинання незмінно приводить до збільшення показників морозостійкості. Можливі отримання тирсобетонних блоків мають показники морозостійкості 75-100 циклів.
 

Тирсобетон, приготований за певною технологією, матеріал або слабогорючий, або повністю не підтримує горіння. Відносно висока вогнестійкість тирсобетона обумовлена насамперед тим, що органічний заповнювач надійно закритий цементно-піщаною стінкою. Іншими словами кожна деревна пластинка герметично упакована в цементну шкаралупу. При нагріванні матеріалу спостерігається самозагасання органічних включень. Тирсобетонний блок (зміст тирси близько 50%) має межу вогнестійкості більше 2,5 годин, при температурі 1100-1200оС. Опорна здатність блоків не змінюється навіть через три години дії високих температур.

Зауважимо, що тирсобетон по вогнестійкості значно перевершує популярний будівельний матеріал пінополістиролбетон. Група горючості Г1 (трудногорючий матеріал).

І якщо пінополістиролбетон повністю відповідає вимогам вогнестійкості, пропонованим до сучасних будівельних матеріалів, то тирсобетон і поготів! Заповнювач полістіролбетону, це кульки пінопластів, цементно-піщані стінки - надійний захист пінопласту від спалаху.

Висновок: тирсобетонні блоки (зміст тирси близько 50%) практично не горючий матеріал, придатний для виконання повного комплексу будівельних робіт. Вогнестійкість тирсобетона вища, ніж у популярного сучасного матеріалу полістіролбетона.


 По своїх теплотехнічних показниками тирсобетон повністю відповідає вимогам змін № 3 і 4 СНІП 11-3-79 «Будівельна теплотехніка» по підвищенню теплоопір огороджувальних конструкцій будівель. Так теплопровідність тирсобетона щільністю 800 кгм3 становить 0,32 Вт/(мо-С). Зауважимо, що теплопровідність газо-пінобетона щільності 600кгм3 (найбільш часто використовувана в сучасному будівництві марка) 0,24 Вт/ (м^о-С). Іншими словами, тирсобетон по найважливішому показнику (теплопровідність) впритул наближений до поризованих бетонів і це при тому, що поризовані бетони (газо-пінобетон) визнані лідери сучасного будівництва!

Для порівняння наведемо розрахунковий коефіцієнт теплопровідності найбільш часто вживаних в будівництві матеріалів.

•     Залізобетон 2,04 Вт / (мо-С). (Умови Б СНиП 11-3-79)
•     Керамзитобетон 0,92 Вт / (мо-С).
•     Глиняна цегла 0,81 Вт / (мо-С).
•     Сосна вздовж волокон 0,35 Вт / (мо-С).

На практиці стіна з тирсобетона товщиною 40 см за показниками теплоопору, перевершує цегляну кладку завтовшки 100 см!

Висновок: тирсобетонні блоки (зміст тирси близько 50%) - стіновий матеріал, в повній мірі відповідає теплотехнічним вимогам, що пред'являються до сучасних будівельних матеріалів. Показники теплосопротівленія тирсобетона перевершують більшість традиційних будівельних матеріалів і лише трохи поступаються поризованим бетонам.


Завдяки значному вмісту фіброподібних включень, при проведенні випробувань міцності на вигин і на розтягування, тирсобетонниє блоки по цим важливими показниками перевершують більшість традиційних будівельних матеріалів, в тому числі і піно-газобетони.

Ошурки й стружка в блоці грають роль армування, звідси підвищена міцність на вигин і розтягування.

Межа міцності на стиск тирсобетонного блоку - важливий показник при розрахунку навантажень для вибору типу перекриттів або поверховості будівлі.

Тирсобетонні блоки можуть виготовлятися, як різноманітній щільності, так і різної міцності на стиск.

Змінюючи співвідношення заповнювача (тирси, стружки), терпких складових сумішей (цемент, вапно), інертних складових (пісок, шлак, зола) можливе отримання стінного матеріалу з заданими характеристиками щільності, міцності і що важливо вартості. Широкі можливості отримання матеріалу необхідних властивостей позитивно впливають на раціональне використання компонентів суміші і зниженні загальних витрат на будівництво.

Так при зведенні одноповерхових споруд господарського призначення цілком достатня міцність близько 20-25 кг/см2, що відповідає марки бетону на стиснення М-25. При отриманні даної марки стінного каменя спостерігається значна економія терпких компонентів суміші (цемент). Для зведення житлових зокрема багатоповерхових будівель, може бути рекомендоване застосування тирсобетонних блоків (каменів) міцністю не менше 50-98 кг/см2 марка бетону на стиск М-50 М-100. Для отримання максимальних значень міцності тирсобетонних блоків, рекомендується застосування цементу марки М-500 і модифікуючих добавок бетону.


Тирсобетонні блоки (зміст тирси близько 50%) матеріал, чудово піддається механічній обробці. Тирсобетон пиляється, свердлиться, гвоздится, при цьому підвищується якість робіт кладок і істотно скорочується витрата стінного матеріалу. Якщо при зведенні стіни потрібна підгонка, блоки не відколюються, не рубаються, а максимально точно розпилюються ножівкою до необхідного розміру.

Цементні складові тирсобетонного блоку, прекрасна основа для нанесення всіх видів захисно-декоративних покриттів. Застосування клейових розчинів при монтажі облицювальних матеріалів, забезпечує надійне зчеплення з несучим тирсобетонним блоком.

По зручності обробки, тирсобетон блок аналогічний пінобетонним і газосилікатних блоків. Способи обробки та особливості кладки блоків також істотно не відрізняються.


Широкі можливості отримання тирсобетонних блоків, заданих характеристик, робить цей матеріал придатним для виконання повного обсягу загальнобудівельних робіт. Будівельні тирсобетонні блоки - універсальний матеріал для зведення самостійних несучих огороджувальних конструкцій, утеплення стін готових споруд, фундаментів, огорож і стовпів.


При виготовлення тирсобетонних каменів, методом об'ємного вібропресування на змінних піддонах, допускається одержання стінових та перегородкових каменів з різною пустотностью. Порожнечі стінових каменів (блоків) забезпечують не тільки економію формувальної суміші, але і значно підвищують показники теплоопру матеріалу. Можливе отримання тирсобетонних стінових каменів (блоків) з 20-40% пустотністью.
 

При використанні в будівництві тирсобетонних стінових блоків з пустотностью 30 - 50% можлива установка в наскрізні порожнечі пінопластових вкладишів.