Интересные факты о строительстве: бамбукобетон

Бамбукобетон – новый строительный материал, не только проходящий, в настоящее время, лабораторные испытания, но и применяемый, хоть и с большими ограничениями, на практике. Исследования и эксперименты по применению бамбука (бамбук - род многолетних, одних из самых быстрорастущих вечнозелёных растений, произрастающих, в основном, в тропических и субтропических регионах Азии, которые особенно распространены во влажных тропиках, чьи одревесневающие стебли могут достигать одиннадцать метров) как материала для армирования бетона продвигаются по двум направлениям:

• использование измельченного бамбука (точнее - его волокон) как основного составляющего материала для производства композитной арматуры для бамбукобетона;
  
  
• использование собственно стеблей бамбука для армирования бетона (данная технология дошла уже до практического применения).
  
  

Наиболее известны исследования композитной арматуры на основе волокон бамбука и возможностей ее применения для армирования бетона, которыми занимаются Дирк Э. Хебель (Dirk E. Hebel), профессор направления устойчивого строительства (sustainable construction), декан Архитектурного факультета в Технологическом институте Карлсруэ (Karlsruher Institut für Technologie - KIT), расположенного в городе Карлсруэ, ФРГ, и специалисты Компании Future Cities Laboratory из Сингапура. Дирком Хебелем была написана известная работа «Применение строительных элементов, армированных бамбуковым волокном». За исследования бамбукобетона сингапурские ученые получили премию Zumtobel Group Award. Стоит отметить, что изначально данный материал создавался с целью облегчить положение развивающихся стран, вследствие, в первую очередь, своей дешевизны по сравнению с традиционным железобетоном.

Бамбуковый композитный материал - вещество, созданное на основе двух главных элементов: бамбукового волокна и органических смол. Так как именно арматура из него и является «визитной карточкой» бамбукобетона, то мы немного поговорим именно о нем.

Коротко процесс производства данного материала можно описать тремя этапами:

• извлечение волокон из растения;
  
  
• приготовление смеси из волокна и небольшого количества органической смолы;
  
  
• прессование получившейся массы.
  
  

В последствии материал затвердевает и становится пригоден для работы.

Перед прессованием, смеси можно придать абсолютно любую форму, в том числе и в виде стержней, которые можно использовать для армирования бетона. Справедливости ради надо отметить, что в настоящее время самыми распространенными изделиями из бамбукового композита являются не стержни, а доски.

Подробности технологии изготовления бамбукового композита, в том числе и специальный регламент (методика) извлечения бамбуковых волокон - ноу-хау исследователей во главе с Дирком Хебелем.

Среди основных достоинств бамбукового композитного материала, которые, в общем-то, можно перенести и на собственно бамбукобетон, можно выделить следующие:

• повышенная прочность (бамбук - одно из самых крепких растений, композит из него обладает высокой прочностью на растяжение, которая превышает предел прочности стали);
  
  
• доступность (бамбук является широко распространенным растением с высокой скоростью роста, кроме того, после сбора, он не требует последующей высадки, так как его корни остаются в земле и дают новые побеги, что отличает его в лучшую сторону по сравнению с деревьями);
  
  
• невысокая стоимость (благодаря доступности растения, цены на бамбуковый композит намного ниже, чем на прочие композитные материалы);
  
  
• меньший вес (вес бамбуковой композитной арматуры в несколько раз меньше веса стальной);
  
  
• экологичность (как сам материал, так и его производство не причиняют вреда окружающей среде и, в принципе, являются безопасными для человека).
  
  

Образец бамбукобетона с использованием бамбуковой композитной арматуры:

Фотография с сайта kekanaan.wordpress.com.

Несмотря на все вышеперечисленные преимущества, по-прежнему предстоит большая работа по преодолению существенных ограничений по применению бамбукобетона, связанных с использованием собственно композитной бамбуковой арматуры, и увеличению срока эксплуатации бамбукобетона, который в настоящее время намного ниже чем у железобетона. Существенное сокращение и расширение бамбукового композита, вызванных изменениями температуры и/или поглощением воды – одно из основных ограничений использования данного материала, который, также, подвержен структурной слабости, вызванной грибком и простой биодеградацией, которая свойственна траве, коей бамбук и является.

Особенно существенно вышеуказанные недостатки бамбукобетона проявляются при использовании не композитной бамбуковой арматуры, а стеблей бамбука в качестве армирующего материала. Но, в данном случае, необходимо сказать, что именно использование стеблей бамбука как арматуры в монолитном бетонном строительстве уже достаточно давно используется на практике (из-за его, в первую очередь, очень большой дешевизны), но только на объектах без существенных нагрузок на конструкции, выполненные из бамбукобетона.

Ряд научных организаций в настоящее время работает над улучшением свойств не только бамбуковой композитной арматуры, но и стеблей бамбука для повышения их, стеблей, характеристик как арматуры и повышения срока службы собственно бамбукобетона.

Использование бамбуковых стеблей как арматуры:

Фотография с сайта kekanaan.wordpress.com.

Обратили внимание на бамбукобетон и в профессиональных научных кругах Российской Федерации - например, в 2016 году в 11-м номере 5-го тома журнала «Успехи современной науки» вышла статья сотрудников Дагестанского государственного технического университета М.М. Пайзулаева и Г.М. Муртазалиева «Перспективы применения бамбука в строительстве», в которой говорится о данном материале.