Производство арболит: Технология производства Арболит 33

Технология производства Арболит 33

Не секрет, что качество строительного материала напрямую зависит от строгого соблюдения технологии изготовления и от правильного подбора ингредиентов.

В этой статье мы расскажем, как получить качественный арболит, соответствующий современным требованиям экологичности, безопасности и энергоэффективности жилья.

 

Арболит на 80-90% состоит из древесной щепы, а значит, ей надо уделять особое внимание — ведь именно от качества щепы зависят будущие свойства блока и теплофизические характеристики Вашего дома. Не редко для производства арболита, вместо технологической щепы, используют опилки, стружку от оцилиндровки бревен, в ход идет горелая, гнилая или с большим содержанием коры древесина. В течение 2-х лет мы вели разработку оборудования для создания «идеальной» щепы — без примесей и с соответствующими для арболита размерами.

На фотографиях Вы видите, каких результатов удалось добиться. Именно такая щепа составляет основу арболитовых блоков, выпускаемых нашей компанией.

 

Не менее значим в производстве арболита цемент: он отвечает за прочность блоков, био- и огнестойкость материала, и, как следствие, за надежность и безопасность будущего жилья. Ввиду того, что цемент является основной затратной частью производства, то некоторые производители пытаются сэкономить на нем. Кто-то экономит на количестве, а кто-то на качестве — в любом случае получается, что «скупой платит дважды», только в данном случае получается, что платит из Вашего кармана. Для производства мы используем только проверенный цемент, напрямую с завода изготовителя — «Портландцемент» М-500 Д0, производства Мордовии. Каждая партия поставляемого с завода цемента сопровождается сертификатом соответствия.

Вернёмся к щепе. Как известно, древесина содержит сахар, что приводит к гниению и разрушению. Это может коснуться и арболита, если своевременно не избавить щепу от сахара. Мы решаем проблему путем обработки щепы сульфатом алюминия. Это химическое вещество также применяется для очистки питьевой воды, в качестве пищевой добавки и полностью соответствует экологическим нормам и требованиям. 

Сульфат алюминия, используемый на нашем производстве, также как и цемент, имеет сертификаты качества.

	С целью понижения гигроскопичности материала в производстве арболита можно использовать «жидкое стекло».  Согласно ГОСТ 19222-84. Арболит и изделия из него, «жидкое стекло» является рекомендуемой добавкой.
	Чтобы сделать качественный блок нужной плотности и правильной геометрии необходимо профессиональное оборудование, разработанное специально для производства арболита. Для приготовления арболитовой смеси мы используем бетоносмеситель принудительного действия, благодаря которому каждая щепочка покрывается защитным слоем цемента.
	Центральное место на линии занимает вибропресс, который обеспечивает равномерное распределение щепы и необходимую плотность блока.
	Особое внимание мы уделяем геометрии металлических форм, в которых арболитовая смесь выдерживается до первичного затвердевания цемента, в противном случае линейные отклонения блоков могли бы исчисляться сантиметрами!!!

 

Вот и все «секреты» производства, позволяющие нашей компании выпускать арболитовые блоки точных размеров и качества, соответствующего ГОСТу 19222-84.

 

 

 

Арболит

— Строительный материал арболит производят на основе древесной щепы, преимущественно хвойных пород. Она подбирается и сортируется в строгом соответствии с ГОСТом.

— В производсте арболита обязательно использование щепы разного размера, для того чтобы в блоке было как можно больше древесины. Щепа мелкой фракции заполняет пустоты, которые образует щепа большего размера.

-Подготовленную щепу смешивают с высококачественным цементом марки М500 Д0 и связующим. На этом этапе в бетономешалку добавляется деминерализатор — сульфат алюминия. Он нейтрализуют в древесной щепе вредные для арболита вещества. Этот химический компонент безопасен, используется в пищевой и медицинской промышленности.

— Полученную в бетономешалке смесь заливают в специальные формы, где арболит приобретает нужную форму. Для изготовления нестандартных геометрических блоков используют металлические пластины, которые вставляются в формы. Таким образом можно получить треугольный, трапецевидный, угловой блок.

— Арболит в «сыром» виде очень пластичен. Чтобы придать ему необходимую по ГОСТу плотность, прочность и необходимый размер, его постепенно прессуют с добавлением арболитовой смеси. Арболитовые блоки в форме находятся под весом не менее суток, без перемещения и внешнего воздействия.

— После этого расформированные арболитовые блоки складываются на поддоны и хранятся не менее 15 суток при определенной температуре.

Достоинства арболита

— арболит — материал крупнопористый, обеспечивает прекрасный воздухообмен в помещениях, тем самым делая микроклимат в доме очень комфортным для проживания;

— плотность арболита 500-600 кг/м3, что позволяет экономить на фундаменте;

— низкая теплопроводность (то есть, он очень плохо пропускает тепло, сохряняя его внутри помещения), которая позволяет строить дома с толщиной стен 30 см.;

— прочность арболита и отличные характеристики по прочности на растяжение и изгиб дают возможность без всяких проблем строить дома высотой 2-3 этажа с толщиной стен в 30 см. При этом можно использовать как деревянные, так и железобетонные перекрытия;

— несмотря на то, что арболит состоит почти полностью из древесной щепы, он не гниет, не подвержен заражению микроорганизмами и грибками. Такие свойства древесина приобретает после обработки при условии нахождения в растворе из высокосортного цемента.

— арболит относится к классу трудносгораемых материалов и способен выдержать открытое пламя с температурой минимум 1000°C в течение 45-90 минут.

— устойчив к ударным и механическим воздействиям, и в то же время легко сверлится и пилится, легко держит крепежные элементы.

— удельная теплоемкость арболита в несколько раз больше, чем у кирпича, именно поэтому в домах из арболита в летний зной прохладно, а в зимнюю стужу стены из арболита способны долго сохранять тепло.

Таким образом, арболит по теплоизолирующей способности в 3-4 раза лучше керамзита, и в 6-8 раз лучше кирпича. Для отопления дома из арболита со стенами толщиной 20 сантиметров необходимо вдвое меньше энергии, чем для такого же дома из кирпича со стенами толщиной 50 сантиметров. По характеристикам теплосбережения арболит является одним из лучших строительных материалов. Кроме того, арболит – очень хороший звукоизолятор.

Многие люди спрашивают, как выбрать хороший арболит. Профессионал может на глаз отличить качественный арболит от некачественного. Однако, благодаря некоторым советам, это сможет сделать любой человек.

* Первое, на что стоит обратить внимание — его форма и размеры. Хорошие арболитовые блоки имеют четкие углы под 90 градусов и практически неизменные размеры всех блоков по всем граням. У плохого же разбег составляет 1-3 см, грани имеют не плоскую, а округлую форму.

Плохая геометрия может сказать вам о многом: недостатках технологии, несоблюдении состава компонентов, либо о «кустарном» происхождении арболитового блока. Даже если такой блок окажется качественным в плане прочностных и теплоизоляционных характеристик, кладка дома потребует гораздо больших усилий и затрат раствора, на который будут ложиться блоки. К тому же, от этого пострадает общая теплопроводность дома. О других моментах, на которые следует обратить внимание, мы расскажем в следующих статьях.

* Второе, на что стоит обратить внимание при выборе арболита — цвет.

Цвет правильного арболитового блока должен быть серым, но никак не желтым. Желтый оттенок арболиту может придать песок, которого, при правильной технологии, в арболите быть не должно; или недостаток цемента, из-за чего не вся щепа им обволакивается. Экономия на цементе приводит к уменьшению прочности арболита, а применение песка – ухудшает его теплоизоляционные свойства.

Еще один тест, который вы можете провести сами – попробовать отломать кусочек от блока. Если арболит качественный, у вас это сделать не получится, а плохой арболит, бывает, рассыпается в руках. Производитель, уверенный в качестве своего продукта, может позволить вам произвести еще один тест – сбросить блок с большой высоты, например с пятого этажа. Плохой скорее всего расколется, или получит серьезные повреждения, у качественного останутся лишь небольшие вмятины.

* Третье, на что стоит обратить внимание при выборе арболита – это щепа. Ее длина должна быть от 20 до 60 мм, ширина от 3 до 12 мм, толщина от 1 до 5 мм.

Добросовестный производитель ответственно подходит к выбору щепы, в составе линии по производству арболита обязательно есть специализированное оборудование, позволяющее приготовлять щепу нужной фракции. Блок с правильной щепой видно сразу, его структура однородна.

«Кустари» же могут использовать в качестве сырья все, что попадется под руку, из блоков таких производителей могут торчать ветки, большие куски коры, или наоборот, вместо щепы могут использоваться опилки.

В заключение хочется сказать: если вы выбрали для строительства дома арболит, нужно внимательно подойти к его выбору и не ориентироваться только на низкую стоимость. Некачественный, но дешевый арболит принесет вам большие расходы в дальнейшем:

— увеличение сроков кладки, большой расход раствора

— увеличение расходов при оштукатуривании стен

— большие потери тепла, а вследствие большая стоимость платы за отопление.

Плюсы зимнего строительства из арболита:

• Многие производители снижают цены на арболит в зимний период.
• Стоимость работ монтажных бригад и спецтехники в зимний период тоже снижаются.
• Строительной технике легче подвозить материалы по замерзшим дорогом, чем в осеннее/весеннее бездорожье

Для зимнего строительства необходимо небольшое теплое помещение, в котором будут греться рабочие и наводиться раствор для кладки . Его легко возвести, например, из СИП-панелей. Некоторые строители над объектом сооружают шатер из деревянного бруса, закрытого прозрачной пленкой, и отапливают тепловой пушкой, это позволяет избавиться от многих минусов зимнего строительства.

Для кладки зимой используют те же растворы, что и летом: клей для ячеистого бетона или кладочный раствор с перлитом. Если используется раствор, воду для него необходимо подогревать и желательно использовать противоморозные добавки. Также используют «зимнюю» манеру кладки – небольшими секциями по 5 рядов сразу. Это нужно для того, чтобы раствор под давлением верхних блоков успел схватиться до того, как замерзнет жидкость в нем. Предпочтительнее использовать клей для ячеистых бетонов, зимние его виды можно использовать при температуре до -25, он заполняет поры арболитовых блоков и образуется монолитная структура без больших швов и мостиков холода. Однако, это применимо лишь для блоков с хорошей геометрией.

Мини-завод по производству арболитовых блоков

Представленный ниже материал будет интересен энергичным людям, которые хотят организовать весьма прибыльный производственный бизнес или разнообразить уже имеющийся.

Мало для кого является секретом, что одним из наиболее стабильных и востребованных производств на рынке является производство строительных материалов. Объемы строительства в нашей стране увеличиваются с каждым годом, и все большее количество людей предпочитают жилью в многоквартирных домах индивидуальное строение на собственном земельном участке.

Наряду с большим выбором строительных материалов, представленных на рынке, существует один, который является не только конкурентноспособным, но и единственным, объединяющим положительные свойства каждого из них, сохраняя при этом полную экологичность и долговечность. Называется этот материал АРБОЛИТ.

В СССР арболит был разработан в 60-х годах ХХ века и прошел все технические испытания, был сертифицирован и стандартизирован. Именно из этого материала была построена станция в Антарктиде.

Арболит представляет собой композиционный материал, сформованный в виде блока или панели, состоящий из наполнителя, каждая частица которого обернута цементной оболочкой. В качестве наполнителя используются различные природные материалы: древесина, отходы льнопроизводства, отходы маслосемян и т.п. Однако наиболее перспективным наполнителем является древесина в виде щепы определенного размера и фракции. При этом нет необходимости использовать деловой круглый лес, так как подойдут любые отходы лесозаготовок, отходы деревообрабатывающих производств и т.п.

По своим прочностным характеристикам данным материал является конструкционным, а по теплопроводным характеристикам – теплоизоляционным. Учитывая тот факт, что арболит изготавливается из полностью природных материалов, это ставит его вне конкуренции.

Цена на арболит, на первый взгляд, может показаться высокой по сравнению с некоторыми другими материалами, однако стоимость готового дома оказывается минимум на 30 % ниже, чем при строительстве из любого другого материала при полном соответствии строительным нормам (СниПам). Экономия получается за счёт толщины стен, отсутствия дополнительных утеплителей, облегченного фундамента, дешевизны отделки (как наружной, так и внутренней). Известны случаи, когда строительные компании, построив несколько домов из арболита, полностью отказываются строить из других материалов.

Целью данной статьи является обоснование производственных подходов по изготовлению арболитовых блоков.

Одним из основных тормозов развития данной темы до недавнего времени было отсутствие качественной технологии производства и разработанного под эту технологию оборудования. Однако в настоящее время эта проблема решена предприятием «Опытно-Конструкторское Бюро «СФЕРА». Основной вид деятельности фирмы – разработка и изготовление нестандартного оборудования. У конструкторов данного предприятия имеется многолетний опыт в проведении научно-исследовательских и экспериментальных работ, в том числе с оборонной и деревообрабатывающей промышленностью.

Последние три года предприятие вплотную занимается технологией и оборудованием по изготовлению арболита. Проведенный патентный поиск за последние 50 лет по нескольким странам мира позволил определить состояние вопроса и сделать выводы о возможности применения полученных знаний в современных условиях. Кроме того, был проведен анализ арболитовых блоков современных производителей на предмет соответствия производимого материала ГОСТу, который еще никто не отменял. Данная работа проводилась совместно с предприятием ООО «ЭкоДревПродукт». Выводы оказались неутешительными: ни по прочности, ни по геометрии; исследуемый материал ГОСТу не соответствовал. Основной причиной являлась неправильная формовка блока с последующей моментальной распалубкой. На основании полученных данных стало очевидно, что основным оборудованием, отвечающим за качество производимого материала, являются вибропресс и формы. Данное оборудование было спроектировано и изготовлено на предприятии ООО «ОКБ «СФЕРА». На сегодняшний день оборудование прошло эксплуатационные испытания и стадию доводки. При этом используемая технология предполагает запечатывание арболитовой смеси в блоке с последующей выдержкой. Уплотнение смеси в форме обеспечивается вибрацией формы на столе вибропресса в процессе ее заполнения с последующим сжатием. Таким образом, плотность получаемого блока, его прочность и геометрия полностью обеспечиваются.

Однако только основного оборудования для производства арболитовых блоков недостаточно. Необходимо иметь измельчитель (шредер), который производит щепу определенного размера из отходов древесины, а также бетоносмеситель.

Компоновка технологической линии может сильно отличаться в зависимости от уровня механизации всего технологического процесса. Именно поэтому предприятием были разработаны две производственные линии для изготовления арболитовых блоков. Качество получаемого материала на обеих линиях одинаково и соответствует ГОСТу, однако стоимость оборудования отличается в десятки раз. При этом суммарная производительность отличается незначительно. К тому же использование большого количества вспомогательного оборудования (нории, транспортеры, пневмотранспорт, компрессоры, бункеры-накопители и т.д.) требуют квалифицированного обслуживания. Такая сложная линия была установлена и успешно эксплуатируется в г. Тейково Ивановской области.

Однако мы считаем, что наибольший коммерческий интерес имеют линии с минимальным набором вспомогательного оборудования, где механизированы только очень тяжелые (в физическом плане) операции. К тому же такие линии являются весьма мобильными и не требуют сложной инфраструктуры помещений. Эти производства можно поставить где угодно, лишь бы по близости был источник сырья. Все оборудование находится в одном ярусе, и достаточна высота от пола до потолка 2,5 м.

На схеме представлена технологическая линия мини-производства по изготовлению арболитовых блоков.

Комплекс для производства арболита

Изготавливаем высокорентабельное оборудование для переработки древесных отходов.

Оборудование предназначено для изготовления арболитовых блоков на основе отходов лесоперерабатывающей промышленности (опилок или щепы), вяжущего компонента портландцемента.

Технология производства позволяет получать высококачественный строительный материал арболит, не имеющий аналогов по совокупности свойств на рынке строительных материалов. Получаемый материал арболит соответствует всем требованиям ГОСТов. Арболит экологичен и прост в применении.

 Данная технология позволяет производить арболит, полностью соответствующий ГОСТу. Конечная продукция — геометрически точные арболитовые блоки, которые успешно применяются при строительстве всех видов общественных, промышленных зданий и жилых домов.

Для производства арболитовых блоков требуются следующие компоненты:

• опилки, щепа и другие отходы лесной и деревообрабатывающей промышленности
• вяжущий компонент — цемент
• вода
• сернокислый алюминий

Оборудование позволяет расширить возможности бизнеса в строительной отрасли, открыть свое дело со стабильным ежемесячным доходом.

Оборудование для производства арболита решает проблемы, связанные с утилизацией и переработкой древесных отходов. С его помощью отходы лесопереработки используются вторично, на предприятии создается непрерывный производственный цикл по переработке древесины.

Видео оборудования для производства арболита

;

Производство арболита — уникального строительного материала — еще один способ переработки отходов деревообрабатывающих и лесозаготовительных предприятий. Сочетание дерева и бетона открывает новые свойства привычных материалов, позволяет приобрести им положительные качества, устраняя присущие изначально недостатки. Арболит прочен как бетон, при этом легок и экологичен как дерево. Легко пилится обычной ножовкой и при этом способен выдержать падение с высоты 10 метров, не горит, не гниет, имеет прекрасные тепло- и звукоизоляционные свойства.

Относящийся к классу ячеистых бетонов арболит, согласно ГОСТ 19222-84, используется как для малоэтажного строительства, так и для утепления строительных конструкций. Материал может успешно применяться для строительства жилых домов и производственных сооружений до трех этажей в любых климатических условиях.

Комплекс для производства арболита позволяет наладить выпуск строительных блоков различного назначения и размеров — от стандартных кирпичей, до крупных армированных конструкций с фактурным слоем. Плотность выпускаемого материала варьируется от 400 кг/м3 для теплоизоляционных марок арболита, до 900 кг/м3 для конструкционных.

достоинства и недостатки — Реальное время

Достоинства и недостатки арболита, ГОСТы, секреты выбора

Еще один, доселе не упоминавшийся в проекте «Дом в фокусе», материал, из которых строят дома в нашей стране — арболит (его еще иногда называют древобетоном). Новинкой его назвать сложно — в СССР его делали еще в 1960-х, и ходит даже байка о том, что из него строили столовую на советской полярной станции. Так это было или нет — проверить трудно. Однако арболитовые блоки занимают свое не самое большое, но прочное место на рынке материалов для частного домостроения. Предлагаем познакомиться с ним поближе.

Как делают арболит

Строго говоря, он тоже считается легким бетоном, но на 80—90% состоит из древесной щепы и химических связующих. Остальные 20—10% — цементное связующее. Вместо измельченной древесины может быть использована и костра растений (льна, конопли), и даже рисовая солома. Словом, подходит любой плотный растительный материал, но арболит для строительства все-таки в основном делают на древесном наполнителе.

Технические условия изготовления этого материала регламентирует ГОСТ Р 54854-2011 В качестве вяжущего материала используются портландцемент (включая быстротвердеющую его разновидность), заполнителем чаще всего выступает деревянная щепа хвойных пород (сосновая, еловая, лиственничная).

В состав арболита обязательно вводятся химические добавки (хлористый кальций, жидкое стекло, известь, сернокислый глинозем). Во-первых, подобные добавки ускоряют твердение, улучшают защиту арматурной стали от коррозии. Во-вторых, они связывают сахара, содержащиеся в природной древесине, и исключают развитие гнилостных процессов внутри материала — минерализуют содержимое блока. Еще один тип добавок — порообразующие (чтобы обеспечить просыхание блоков и их вентилирование). Конструкции из арболита армируются. Для этого используется арматура классов A-I, A-II, A-III небольшого диаметра (до 16 мм).

Методы формирования блоков и плит из арболита могут быть разными: это происходит в металлических формах, материал в них либо послойно укатывается, либо спрессовывается, либо уплотняется на виброплощадках — словом, способов множество.

А еще бывает так называемый монолитный арболит, когда материал смешивается и заливается прямо на строительной площадке в несъемную опалубку. Эта технология относится к довольно экзотичным, зато полностью исключает образование мостиков холода и позволяет реализовывать самые фантастические архитектурные формы. А чтобы избежать формирования мостиков холода в случае использования обычных блоков и плит, строители используют теплоизоляционную кладочную смесь, которая имеет такую же теплопроводность, что и сам арболит.

Арболит тоже считается легким бетоном, но на 80—90% состоит из древесной щепы и химических связующих. Фото: z500proekty.ru

Сухие цифры

Арболит, как и многие другие стеновые материалы для строительства дома, может быть разных классов по прочности на сжатие. Для конструкционного арболита он должен быть не ниже B1 (это соответствует плотности 650—750 кг/кв. м). Максимальный класс арболита по прочности на сжатие — В3,5 (800—850 кг/кв. м).

Согласно таблице, приведенной в ГОСТе, для несущих стен из арболита марка по средней плотности должна быть D750—D900, прочность на сжатие — B2. 5 и B3,5. Ненесущие стены могут быть ограничены показателями D500—В600, прочность на сжатие — от В0,75 до B1.5.

Марка арболита по морозостойкости для зданий с влажностью в помещениях от 60 до 75% должна быть не ниже F35 (а лучше — 50).

Влажность арболита, привезенного на площадку, не должна быть больше 25% по массе.

Арболитовые блоки и панели, в соответствии с СН 549-82, предназначены для строительства наружных и внутренних стен для зданий, относительная влажность воздуха в которых будет не выше 75%, без воздействия агрессивных сред. Диапазон систематического воздействия температур должен быть от 50 до -40 градусов по Цельсию.

Таким образом, можно заключить: арболитовые стены вполне подходят для строительства жилого дома в наших широтах. Для этого стены выкладывают в один ряд из блоков размером ориентировочно 500х300х200 мм. Поверхности стен, которые соприкасаются с атмосферной влагой, должны быть надежно защищены от увлажнения и от продувания отделочным слоем. Хорошо подходят для этого, к примеру, теплые штукатурные системы толщиной до 2 см с добавлением перлита.

Арболитовые стены вполне подходят для строительства жилого дома в наших широтах. Фото: z500proekty.ru

Достоинства арболита

Как и у любого другого строительного материала, у арболита есть и ряд достоинств, и список недостатков. Начнем с достоинств.

Во-первых, у него прекрасная теплоизоляция. Благодаря содержанию древесной стружки и большому количеству пор, арболит имеет низкую теплопроводность, он хорошо удерживает тепло. Правда, для этого надо, чтоб материал был произведен строго по ГОСТу (см. выше).

Во-вторых, он легкий. Кубометр арболита весит примерно 650 килограммов — примерно как газобетон или сосновый брус. И, как для любого другого легкого материала, это дает серьезную экономию на фундаменте.

Кубометр арболита весит примерно 650 килограммов — примерно как газобетон или сосновый брус, и это дает серьезную экономию на фундаменте. Фото: kblok.ru

В-третьих, объем арболитового блока довольно большой — аналогичный примерно 15 стандартным кирпичам. А это существенно ускоряет процесс возведения дома и позволяет сэкономить на рабочей силе. Кроме прочего, с арболитом работать не очень сложно, так что сбиваться с ног в поисках бригады, «заточенной» именно под этот материал, не придется (как, например, в случае газосиликатных блоков).

В-четвертых, геометрию арболитовых блоков можно менять как вам заблагорассудится — материал легко пилить обычной бензопилой. Поговаривают, что справляется с ним даже ножовка. А заселившись в дом из арболита, вы легко сможете забивать гвозди в такие стены.

В-пятых, у арболита довольно высокий коэффициент звукопоглощения. Акустика арболита, по результатам исследования, проведенного в СибГУ им. Решетнева, показала коэффициент звукопоглощения от 0,17 до 0,6 при частотах звука 125—2000 Гц. Например, кирпич при частоте 1000 Гц показывает коэффициент звукопоглощения на уровне 0,04.

В-шестых и в-седьмых, несмотря на то, что арболит почти полностью состоит из дерева, он лишен его главных недостатков — горючести и биоразлагаемости. Чтоб поджечь арболитовую стену, надо серьезно постараться, у нее низкий класс горючести — Г1. За час пожара арболит обугливается не более, чем на 30 мм. А благодаря содержанию в составе минерализующих добавок и цемента, арболитовая стена совершенно не привлекательна в качестве продукта питания ни для макрофауны (жучков или мышей), ни для микроорганизмов (гнили на блоках вы не увидите).

Геометрию арболитовых блоков можно менять как вам заблагорассудится — материал легко пилить обычной бензопилой. Фото: z500proekty.ru

Недостатки арболита

Как часто бывает, недостатками часто обращаются явные достоинства материала.

Во-первых, вспомним легкое разрезание арболитовых блоков. Дом из такого материала будет не самым взломостойким. По форумам ходит страшилка о том, как однажды воры, не справившись с взломом двери, просто вырезали дверь из арболитовой стены и спокойно сделали свои злоумышленные дела. Правда, форумчане умалчивают о том, как же соседи не услышали звуков разделки стенового материала — все-таки абсолютно тихо это сделать не получится.

Во-вторых, стена из арболита может оказаться плохо оштукатуриваемой. Это может случиться из-за того, что железная форма для производства блоков обрабатывается машинным маслом, и его остатки могут остаться на поверхности. К такой поверхности штукатурный состав вы не прикрепите никакими уговорами. Придется воспользоваться штукатурной сеткой, а это повлечет за собой дополнительные расходы.

Совет: чтобы избежать такого казуса, при покупке блоков проверьте их на «измазанность» машинным маслом. Просто проведите пальцем по поверхности нескольких выборочных блоков. Если на пальце остается черный след — значит, вам грозит покупка километров штукатурной сетки.

В-третьих, у арболита низкая марка прочности. Поэтому несущие стены из него можно строить только на 2—3 этажа (правда, нам для нашего частного дома больше и не надо). А еще дому обязательно понадобится равномерное распределение нагрузки по всему периметру стен. Для этого специалисты советуют обустройство монолитного армирующего пояса по этому периметру.

Дому обязательно понадобится равномерное распределение нагрузки по всему периметру стен. Для этого специалисты советуют обустройство монолитного армирующего пояса. Фото: kblok.ru

В-четвертых, для защиты от влаги наружные поверхности арболитовых блоков надо обязательно штукатурить, причем выбирая паропроницаемые составы.

В-пятых, не стоит строить неутепленный дом из арболита там, где постоянно дует сильный ветер (в зонах турбулентности, на высоких берегах и обрывах). Дело в том, что в силу высокой воздухопроницаемости стены будут ощутимо сквозить. Штукатуркой можно отчасти нивелировать этот недостаток, но для более серьезной защиты от ветра придется дополнительно утеплять стену. Причем обязательно хорошо продумать паропроницаемость — иначе см. п. «в-четвертых». Вообще, все варианты отделки арболитовых стен должны быть «дышащими». Так что, например, с виниловыми обоями лучше не экспериментировать.

И в-шестых, найти качественное производство арболитовых блоков и плит, где выдерживаются все ГОСТы, не так легко. А вот нарваться на гаражное производство — проще простого. На рынке этого материала не очень много (и стоит он дороже, чем тот же газобетон) по одной простой причине: его производство во многом «завязано» на ручном труде, автоматизировать его сложно. Поэтому, если вы решили строить дом из арболита, нужно будет как следует прошерстить рынок и найти производство, которое действительно заслуживает доверия.

Людмила Губаева

Недвижимость Татарстан

Автоматизированная линия Арболит-2 для производства блоков с доставкой по России

Автоматизированная линия Л-Арболит 2 – малогабаритная, компактная установка, позволяющая производить арболитовые блоки (ГОСТ 19222-84) методом вибро-формования с пригрузом, с мгновенной распалубкой. Современная промышленная линия предназначена для налаживания собственного производства популярного строительного материала в вашем цеху и обладает высокой скоростью формовки и выдачи блоков.

Комплектация линии Л-Арболит 2:

1. Бетоносмеситель принудительного действия, в который вы сможете загружать до 700 литров сырья.
2. Ленточный транспортер
3. Автоматический бункер накопитель готовой смеси.
4. Два вибростанка, гарантирующих высокое качество формования блоков и удаление из них излишков жидкости.

Принцип работы Л-Арболит 2:

В бетоносмеситель загружаются компоненты для приготовления арболитовой смеси. Далее готовый раствор поступает по ленточному конвейеру в бункер – накопитель. Оператор подает смесь из бункера в матрицу, установленную на вибростанке. При включенном вибраторе, уплотняет смесь с помощью верхнего прижима. Далее одним нажатием ногой на рычаг, достает готовый арболитовый блок из матрицы и ставит его на стеллаж, поддон или пол, в зависимости от Ваших условий производства. Время изготовления 1 блока составляет от 15 до 30 секунд.

Компактность установки и ее простые принципы работы позволят вам открыть производство новой, востребованной на рынке продукции без существенных вложений в расширение территорий, обучение и наем персонала. При этом вы можете быть полностью уверены, что покупка производственной линии окупится и принесет прибыль в самые краткие сроки.

Меры предосторожности:

1. Оборудование должно быть установлено на ровной, прочной, хорошо освещенной площади.
2. Подключение к электросети и заземление обязан производить аттестованный электрик.
3. Работники должны быть проинформированы и обучены работе на установке.
4. Перед началом работы, обязательно производить осмотр всех частей линии.
5. После рабочей смены, оборудование необходимо обесточить и очистить от следов раствора.

Преимущества линии Л-Арболит:

• Невысокая стоимость оборудования при достаточно высокой скорости производства.
• Легкость монтажа и отсутствие длительной предварительной настройки линии.
• Для работы достаточно трех человек. Вам не придется значительно расширять штат – вы получите внушительный поток прибыли при минимальных вложениях.
• Не требуется высокой квалификации и дополнительного обучения персонала.
• Высокое качество выпускаемой продукции.
• Минимальный срок окупаемости линии.

Про Арболит

На сегодняшний день, когда столько внимания уделяется экологии, производство экологичных и при этом теплых и прочных стеновых материалов является очень актуальным и востребованным. На арболитовые блоки уже сформирован достаточно высокий спрос, как со стороны частных строителей собственного жилья, так и бригад, осуществляющих возведение жилых и коммерческих зданий по договору. Причиной быстрого входа на рынок стали уникальные свойства, которые совместили в себе все лучшее от древесины и бетонных блоков:

• Низкая теплопроводность, которая позволяет жителям средней полосы значительно экономить на топливе в зимний период.
• Малый вес, способствующий быстрой работе строительно-монтажных подразделений.
• Экологичность и безопасность для здоровья людей.
• Прочность, долговечность и отличные показатели противопожарной безопасности.
• Гигиеничность. Материал великолепно пропускает воздух, не подвержен накоплению влаги и поражению плесневыми грибками – он позволяет строить дома с хорошим микроклиматом.
• Низкая звукопроводимость – свойство, актуальное для строительства многоквартирных домов и коттеджей вдоль оживленных улиц, вблизи вокзалов и аэропортов.

Благодаря своим уникальным свойствам, он позволяет не только построить отличное жилье, но и сэкономить на этом процессе до 40% финансовых и временных ресурсов.

Все чаще и чаще народ отдает свое предпочтение Арболиту, когда встает вопрос выбора основного строительного материала для возведения дома, коттеджа, бани, гаража, коммерческий помещений.

Производство — Балтийский Арболит

Участок приготовления арболитовой смеси

На отдельной площадке, в пластиковых емкостях готовится химическая добавка. В кубы подается подогретая вода и минерализатор щепы – сульфат алюминия. А чтобы смешение получилось тщательным — делаем «бомбардировку» раствора воздухом. Таким образом, реактивы добавки равномерно распределяются по всей массе раствора. Растворный узел

Весь процесс производства арболитовой смеси контролируется с пульта управления оператора.

— Для приготовления смеси, ее компоненты — щепа, минерализатор, цемент и вода поочередно загружаются в смеситель принудительного действия и тщательно перемешиваются на протяжении 6 минут.

-Для подачи щепы в смеситель используется скиповый подъемник: металлический ковш который одновременно дозирует щепу и загружает ее из бункера в смеситель. При дозировке, скиповый механизм регулирует объем, и контролирует вес щепы. Именно такой метод полностью механизирует этот процесс. А также, в зависимости от веса щепы, помогает сделать в дальнейшем более точную дозировку количества воды в смеси. Ведь влажность и вес щепы — связаны напрямую.

Такой способ впервые применен на подобном производстве и практически не используется на других предприятиях, поскольку внедрить его довольно сложно. Мы внедрили его, потому что важна максимальная точность в дозации каждого компонента смеси.

— Раствор минерализатора подается одним нажатием кнопки. По команде оператора открывается клапан и необходимый объём раствора (счётчик точно отмеряет его) поступает в смеситель. Равномерность распределения раствора в щепе достигается за счёт распылителя вмонтированного в конструкцию смесителя. 

Вода добавляется аналогичным способом.

— Подача цемента из бункера в смеситель, как мы говорили выше, производится системой выгрузки — шнековым транспортером. По нему цемент из силоса подается в дозатор. Для точного дозирования используем весовой способ. Практика показала, что это оптимальный метод, ведь погрешность при взвешивании составляет всего   +/-  1%.

Бетон из дерева — ScienceDaily

Дома могут быть деревянными, как раньше, или бетонными, как сегодня. Чтобы построить завтрашний день, комбинируются два метода строительства: эти гибридные конструкции, содержащие как деревянные, так и бетонные элементы, становятся все более популярными в современной архитектуре.

В контексте Национальной ресурсной программы «Ресурс древесины» (NRP 66) швейцарские исследователи разработали еще более радикальный подход к объединению дерева и бетона: они производят несущий бетон, который сам состоит в основном из дерева.Во многих смесях объемная доля древесины превышает 50 процентов.

Изделия из древесины на цементной основе существуют уже более ста лет. Однако раньше они использовались только для ненесущих целей, например, для изоляции. Дайя Цвикки, руководитель Института строительных и экологических технологий Школы инженерии и архитектуры Фрибурга, задалась вопросом, не пришло ли время для более амбициозного использования деревянного бетона.

Плавающий бетон

Вместе со своей командой Цвикки экспериментировал с содержанием и зернистостью древесины, а также с различными добавками, а затем подверг различные смеси строгим испытаниям.Основное отличие от классического бетона в том, что щебень и песок заменены мелко измельченной древесиной. Другими словами, с цементом примешиваются не мелкие камни, а опилки. Благодаря высокому содержанию древесины новые строительные материалы обладают хорошей огнестойкостью и действуют как теплоизоляция. «Они весят почти половину того, что весит обычный бетон — самые легкие из них даже плавают!» — говорит Цвикки. Более того, поскольку материалы в основном основаны на возобновляемых ресурсах, после демонтажа их можно повторно использовать в качестве источника тепла и электричества.Древесину можно сжигать при сжигании отходов, хотя для повседневного использования она соответствует стандартам противопожарной защиты.

Первоначальные стресс-тесты 1: 1 показывают, что новый бетон на древесной основе также подходит для плит и стеновых элементов и может выполнять несущие функции в строительстве. Этот процесс также подходит для сборных блоков. В этом контексте, в частности, группа Фрибург хотела бы углубить свой опыт с помощью более широкого спектра тестов. Исследователи хотят выяснить, какой древесно-бетонный композит лучше всего подходит для каких областей применения и как его можно эффективно производить.

«Пройдет несколько лет, прежде чем мы увидим первые здания, в которых легкий бетон, содержащий дерево, играет важную роль в строительстве», — говорит Цвикки. «Уровень знаний, необходимый для широкого применения, все еще слишком ограничен».

История Источник:

Материалы предоставлены Швейцарским национальным научным фондом (SNSF) . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

«Дерево» Вы любите перерабатывать бетон? — ScienceDaily

Исследователи из Института промышленных наук, входящего в состав Токийского университета, разработали новую процедуру переработки бетона с добавлением выброшенной древесины. Они обнаружили, что правильная пропорция материалов может дать новый строительный материал с более высокой прочностью на изгиб, чем у исходного бетона. Это исследование может помочь резко снизить затраты на строительство, а также сократить выбросы углерода.

Бетон уже давно является предпочтительным материалом для строительства в нашем современном мире, используется в таких конструкциях, как небоскребы, мосты и дома — и это лишь некоторые из них. Однако, поскольку страны работают над ограничением выбросов парниковых газов, производство бетона подвергается все более пристальному вниманию.Бетон состоит из двух частей: заполнителя, который обычно состоит из гравия и щебня, и цемента. Именно производство цемента является причиной выброса большого количества углекислого газа в атмосферу.

«Простое повторное использование заполнителя из старого бетона нерационально, потому что именно производство нового цемента приводит к выбросам, связанным с изменением климата», — объясняет первый автор Ли Лян. Следовательно, необходим новый, экологически чистый подход, который поможет продвинуть круговую экономику бетона.Исследователи оптимизировали свой новый метод, отрегулировав пропорцию смеси, давление, температуру, продолжительность прессования и содержание воды. Выбор правильного соотношения бетона и переработанной древесины имел решающее значение для получения бетона максимальной прочности. Древесина приобретает жесткость благодаря лигнину, который представляет собой сильно сшитый органический полимер. В этом случае лигнин заполняет зазоры в бетоне и действует как клей при смешивании с бетонным порошком и нагревании. Прочность также повысилась за счет более высоких температур и давлений во время прессования.

«Большая часть произведенных нами переработанных продуктов демонстрирует лучшую прочность на изгиб, чем у обычного бетона», — говорит старший автор, преподаватель Юя Сакаи. «Эти результаты могут способствовать переходу к более экологичной и экономичной строительной отрасли, которая не только сокращает запасы отходов бетона и древесины, но и помогает решить проблему изменения климата».

Рециклированный бетон, вероятно, будет даже биоразлагаемым, потому что бетонные отходы прикрепляются к деревянному компоненту. Этот метод также может быть расширен для переработки других типов выброшенных растительных материалов вместо древесины или даже нового бетона, сделанного из растений, песка и гравия.

История Источник:

Материалы предоставлены Институтом промышленных наук Токийского университета . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Экологичное здание: Самый популярный новый материал — это дерево

Архитекторы, строители и защитники устойчивого развития все озабочены новым строительным материалом, который, по их словам, может существенно снизить выбросы парниковых газов (ПГ) в строительном секторе, сократить количество отходов, загрязнение и затраты, связанные со строительством, а также создать более физически, психологически и эстетически здоровая искусственная среда.

Этот материал известен как дерево.

Деревья использовались для строительства сооружений с доисторических времен, но особенно после таких бедствий, как Великий чикагский пожар 1871 года, древесина стала рассматриваться как небезопасная и нестабильная по сравнению с двумя материалами, которые с тех пор стали основными продуктами строительной индустрии во всем мире: бетон и стали.

Однако новый способ использования дерева снова привлек внимание к этому материалу. Шумиха сосредоточена на конструкционной древесине или, как ее чаще называют, «массивной древесине» (сокращенно от «массивной древесины»).Вкратце, он заключается в склеивании кусков мягкой древесины — обычно хвойных, таких как сосна, ель или пихта, но также иногда и лиственных пород, таких как береза, ясень и бук, — вместе для образования более крупных кусков.

Да, самая популярная вещь в архитектуре этого века — это «дерево, но как Лего».

Массивная древесина — это общий термин, который охватывает изделия различных размеров и функций, такие как клееный брус (клееный брус), клееный брус (LVL), клееный брус с гвоздями (NLT) и брус, клееный дюбелями (DLT). Но наиболее распространенная и наиболее известная форма массивной древесины, открывшая самые новые архитектурные возможности, — это поперечно-клееная древесина (CLT).

Arch Daily

Для создания CLT обрезанные и высушенные в печи пиломатериалы приклеиваются друг на друга слоями, крест-накрест, при этом волокна каждого слоя обращены к волокнам соседнего слоя. Складывая доски таким образом, можно получить большие плиты, толщиной до фута и размером от 18 футов в длину на 98 футов в ширину, хотя в среднем это примерно 10 на 40.(На данный момент размер плит ограничен не столько производственными ограничениями, сколько ограничениями транспортировки.)

Деревянные плиты такого размера могут соответствовать характеристикам бетона и стали или превосходить их. Из CLT можно делать полы, стены, потолки — целые здания. Самое высокое массивное деревянное сооружение в мире, высотой 18 этажей и более 280 футов, было недавно построено в Норвегии; для Чикаго предлагается 80-этажная деревянная башня.

Я разговаривал со множеством людей, которые чрезвычайно воодушевлены массовым лесом, как из-за его архитектурных качеств, так и из-за его потенциала для декарбонизации строительного сектора, и некоторые высказали важные предостережения.Мы сразу же рассмотрим все преимущества и недостатки. Но сначала давайте кратко рассмотрим историю массового производства древесины и ее нынешнее положение.

Haut, самое высокое деревянное жилое здание в Нидерландах. Arup

Массовая древесина (наконец) поступает в Америку

CLT была впервые разработана в начале 1990-х годов в Австрии, где лесоводство хвойных пород является чрезвычайно распространенным явлением. Ее поддержал исследователь Герхард Шикхофер, который все еще активен и в прошлом году получил престижную награду в области лесоводства за свою работу по стандартизации и обеспечению общественной поддержки нового материала.

В Австрии и в Европе в целом, где он распространился в 2000-х годах, CLT был разработан для использования в жилищном строительстве. Европейцам не нравится хрупкая конструкция деревянного каркаса, используемая для строительства многих домов в США; они предпочитают более прочные материалы, такие как бетон или кирпич. CLT был призван сделать жилищное строительство более устойчивым.

Но в США CLT (пока) не может конкурировать с конструкцией со стержневой рамой, которая является дешевой и широко распространенной. Только когда у североамериканских архитекторов появилась идея использовать CLT в больших зданиях в качестве замены бетона и стали, он начал появляться в Северной Америке в 2010-х годах.

В 2015 году CLT был включен в Международный строительный кодекс (IBC), который в юрисдикциях США принят по умолчанию. Принят ряд новых изменений, которые позволят создавать массовые деревянные конструкции высотой до 18 этажей, и ожидается, что они будут формализованы в новейшем кодексе IBC в 2021 году.

Некоторые юрисдикции в США агрессивно поддерживают массовую заготовку древесины, в том числе Вашингтон и Орегон (которые заблаговременно приняли новые изменения в IBC; Орегон включил CLT в качестве «альтернативного метода для всего штата» в 2018 году).

Кондоминиумы Carbon 12 в Портленде, штат Орегон. Хочу. Углерод 12

Тихоокеанский Северо-Запад по понятным причинам взволнован возможным переходом на деревянные строительные материалы, так как здесь есть густые леса и простаивающие лесопилки.

«Заготовка древесины на [северо-западном тихоокеанском регионе] значительно снизилась в результате слабого внутреннего спроса во время жилищного кризиса, который имел разрушительные последствия для лесной промышленности», — говорится в недавнем исследовании выбросов CLT в течение всего жизненного цикла.«В штате Вашингтон объем производства пиломатериалов снизился на 17% в период с 2014 по 2016 год, и по сравнению с 10 годами назад лесопилки (крупнейший сектор по потреблению древесины) производили на треть меньше досок».

В масштабах страны леса настолько переполнены, что Департамент лесного хозяйства выделяет 9 миллионов долларов в виде грантов на новые идеи по использованию древесины. Многие местные сообщества приветствовали бы новый спрос.

В то время как CLT продолжает бурно развиваться в Европе и ускоряется в Канаде, в США ему по-прежнему препятствуют анахроничные и чрезмерно предписывающие строительные нормы, ограниченное внутреннее предложение и консервативное мышление строительной отрасли.

Что касается поставок, Vaagen Brothers, известная вашингтонская лесопилка, уже выделила вторую компанию, специализирующуюся на CLT; ожидается, что другие заводы последуют этому примеру. Компания под названием Katerra недавно открыла крупнейшее в Северной Америке производственное предприятие CLT в Спокане, штат Вашингтон, и законодатели штата готовы отпраздновать это событие. Это может помочь в массовом производстве древесины в регионе.

На данный момент существует ряд ярких разовых проектов CLT в США: инновационный центр Catalyst в Спокане, офисное здание T3 в Миннеаполисе, кондоминиумы Carbon 12 в Портленде, штат Орегон, начальная школа Франклина в Западной Вирджинии и более.Но поскольку они разовые, они требуют много дополнительной работы по тестированию, проектированию и получению разрешений. И не хватает как подходящих материалов, так и знакомых с ними подрядчиков и строителей. «Это еще не развитая отрасль», — говорит архитектор Майкл Грин, чье основополагающее выступление на TED Talk 2013 года по массовой древесине помогло поднять интерес в США. (Примечание: Катерра недавно приобрела Michael Green Architecture.)

Тем не менее, растущий энтузиазм строителей и защитников, похоже, ослабляет сопротивление.Почему они так настроены?

Преимущества массового бруса

1. Хорошо работает в условиях пожара

Особенно в США люди ассоциируют дерево в зданиях с конструкцией стержневого каркаса, 2X4 и фанеру, которые являются легковоспламеняющимися AF. Ничего не помогает и то, что в последнее время средства массовой информации пестрят изображениями горящих домов и жилых кварталов в Калифорнии. О массовых лесах это первый вопрос: а как насчет огня?

Дело в том, что большие, твердые, сжатые массы дерева на самом деле довольно трудно воспламенить.(Поднесите спичку к большому бревну какое-то время.) В случае пожара внешний слой массивной древесины будет иметь тенденцию обугливаться предсказуемым образом, что эффективно самозатухает и защищает внутреннюю часть, позволяя ей сохранять структурную целостность в течение длительного времени. несколько часов даже при сильном огне.

Отчеты об испытаниях CLT на огнестойкость поступают от Лесной службы США, Совета Международного кодекса и Фонда исследований противопожарной защиты. (Лесная служба также провела обширные взрывные испытания CLT, которые она успешно прошла, открыв дверь для его использования на военных объектах.Суть в том, что все строительные материалы должны соответствовать нормам, а CLT — нормам пожарной безопасности.

Интересное замечание: большинство людей не осознают, что «сталь ужасна в огне», — говорит Грин. «Как только он достигает умеренной температуры, это становится очень непредсказуемым, и дело сделано. Ваше здание должно быть снесено ». Когда Грин использует сталь, он часто окружает ее CLT, чтобы защитить ее в случае пожара.

2. Снижает выбросы углерода

Примерно 11 процентов мировых выбросов парниковых газов приходится на строительные материалы и строительство; еще 28 процентов приходится на строительные работы, которые в основном связаны с использованием энергии.По мере того как в ближайшие годы энергия станет чище, материалы и конструкции будут представлять все большую долю углеродного воздействия на здания. Именно на это и направлена ​​масса древесины.

Определение воздействия массивной древесины на выбросы углерода в течение всего жизненного цикла — непростая задача. Необходимо подсчитать не менее трех углеродных эффектов.

Во-первых, некоторые выбросы парниковых газов производятся цепочкой поставок, начиная с лесного хозяйства. При лесозаготовках нарушается и высвобождается почвенный углерод, образуются растительные и древесные отходы, которые в конечном итоге гниют и выделяют углерод, а выбросы производятся транспортными средствами и механизмами, необходимыми для распиловки древесины, транспортировки ее на комбинат и обработки.Примечательно, что в большинстве традиционных анализов жизненного цикла поставки древесины считаются углеродно-нейтральными, если предполагается, что они поступают из устойчиво управляемых лесов; как мы увидим позже, это не всегда надежное предположение.

Во-вторых, некоторое количество углерода содержится в самой древесине, где он удерживается в зданиях, которые могут прослужить от 50 до сотен лет. Хотя точное количество будет зависеть от породы деревьев, методов ведения лесного хозяйства, транспортных расходов и ряда других факторов, Грин говорит, что хорошее практическое правило (подтвержденное этим исследованием) заключается в том, что один кубический метр древесины CLT связывает примерно одну тонну (1 .1 тонна США) CO2.

(Опять же, как мы увидим позже, это зависит от некоторых предположений о лесном хозяйстве.)

Это имеет значение. Shutterstock

В-третьих, что наиболее важно, замена бетона и стали массивной древесиной позволяет избежать включения углерода в эти материалы, что является существенным. На производство цемента и бетона приходится около 8 процентов мировых выбросов парниковых газов, больше, чем любая другая страна, кроме США и Китая.На долю мировой черной металлургии приходится еще 5 процентов. Примерно полтонны CO2 выбрасывается для производства тонны бетона; При производстве тонны стали выбрасывается 2 тонны CO2. Все эти воплощенные выбросы избегаются при замене CLT.

Точное соотношение этих трех углеродных эффектов будет зависеть от индивидуальных случаев, но исследования показывают, что для всех, кроме самых плохо управляемых лесов, общим воздействием использования CLT вместо бетона и стали будет сокращение парниковых газов.В исследовании 2014 года, опубликованном в Journal of Sustainable Forestry, был подробно рассмотрен вопрос о влиянии углерода на крупномасштабную замену древесных материалов на альтернативные продукты и сделан вывод: «В глобальном масштабе можно устойчиво заготавливать как достаточное количество дополнительной древесины, так и достаточную инфраструктуру зданий и мостов. будут построены так, чтобы сократить годовые выбросы CO2 на 14–31% и потребление FF на 12–19%, если часть этой инфраструктуры будет сделана из дерева ». По его словам, наибольшее сокращение выбросов CO2 произошло за счет «отказа от избыточной энергии [ископаемого топлива], используемой для изготовления стальных и бетонных конструкций.”

Совсем недавно группа из Вашингтонского университета попыталась провести полный комплексный анализ жизненного цикла, сравнивая «гибридное, среднеэтажное коммерческое здание из кросс-клееной древесины (CLT)» с «железобетонным зданием с аналогичными функциями. характеристики.» Подсчитав все факторы, они пришли к выводу, что здание CLT представляет «26,5% -ное снижение потенциала глобального потепления».

Это, вероятно, неплохая оценка, основанная на практическом опыте, хотя, опять же, эта цифра может быть увеличена в любом направлении за счет лучших или худших методов ведения лесного хозяйства, транспорта, фрезерования, строительства и удаления.

3. Позволяет строить здания быстрее, с меньшими затратами на рабочую силу и меньшими отходами

Вместо того, чтобы заказывать материалы в массовых количествах, разрезать по размеру на месте и собирать, как при традиционном строительстве, большая часть труда и изготовления зданий из CLT выполняется на заводе, часто с использованием станков с числовым программным управлением (ЧПУ). для точных разрезов.

Если архитекторы и дизайнеры предоставят подробные планы, фабрика может изготовить, e.g., стена CLT точно по спецификации, с дверными и оконными проемами в нужных местах и ​​с местом для водопровода и электричества. Это практически исключает отходы материала — нет вырезов в дверях и окнах, которые можно было бы выбросить, потому что древесина никогда не закладывалась в них. При производстве с компьютерным управлением древесина укладывается только там, где это необходимо.

Поскольку эти сборные детали могут быть собраны по несколько за раз, последовательно, с относительно небольшими трудозатратами, их можно доставить на строительную площадку точно в срок, избегая массовых запасов на месте и минимизируя затраты на месте. срыв.Строительные проекты можно втиснуть в тесные, своеобразные городские пространства.

Даже высокие башни можно построить за несколько недель с низкими затратами на рабочую силу. По данным производителей пиломатериалов из хвойных пород, «массивные деревянные дома строятся примерно на 25% быстрее, чем бетонные, и требуют на 90% меньше строительного трафика».

Заводское производство «создаст высокий уровень повторяемости, который приведет к сокращению отходов и потраченных впустую затрат» обычного строительства, говорит Грин, что в конечном итоге сделает что-то вроде набора деталей для дома невероятно дешевым.

Действительно, в статье для National Geographic журналист Сол Элбейн пишет о Джоне Кляйне, архитекторе из Массачусетского технологического института, который считает, что «его фирма могла бы предложить многолюдным городам 2020-х годов линейку стандартизированных, настраиваемых квартир средней этажности и офисных зданий. , в основном сделанных из модульной массивной древесины, которую разработчики могли заказать в спецификациях, как диваны IKEA ».

Прямо сейчас, говорит Кляйн, «каждое здание — это прототип», спроектированный и построенный один раз. Массовая древесина поможет это изменить.

4.Фантастичен при землетрясениях

Эффективность массивной древесины при землетрясениях была многократно проверена (и проверена и проверена) и оказалась чрезвычайно хорошей.

В то время как бетон просто трескается при землетрясениях, что означает, что бетонные здания необходимо сносить и заменять, деревянные здания можно ремонтировать после землетрясений.

Массивная древесина также легче и может быть построена на городских землях, например. заброшенные поля, не подходящие для тяжелого бетонного строительства.

5. Это эстетически и даже духовно привлекательно

Древесина часто остается открытой в массовых деревянных зданиях — ее не нужно обертывать или укреплять, чтобы соответствовать нормам — и нет ничего более красивого, чем большие участки открытой древесины. Это привлекательно на первичном уровне, это связь с природой. По словам Грин, дерево — это «отпечаток пальца природы в зданиях», который оказывает глубокое успокаивающее действие.

Архитектор Сьюзан Джонс из Atelierjones LLC руководила строительством одной из первых односемейных резиденций CLT — ее дома в Сиэтле, построенного пять лет в соответствии с суперэффективными стандартами пассивных домов.(Об этом было рассказано в журнале Dwell Magazine.) «Нам нравится там жить», — говорит она. Интерьер полностью отделан деревом, а «акустика невероятно богатая, есть красивый тон, в воздухе все еще чувствуется легкий запах сосны, а то, как он улавливает свет, просто волшебно». Джонс говорит, что, учитывая все обстоятельства, строительство ее дома с использованием CLT увеличило общие затраты примерно на 8 процентов.

Внутри дома CLT Сьюзен Джонс. Ателье Джонс

(См. Также этот очень крутой дом CLT в Атланте, который вы можете арендовать через Airbnb.)

Массивная древесина также является хорошим естественным изолятором: «Хвойная древесина в целом имеет примерно одну треть теплоизоляционной способности сопоставимой толщины стекловолоконной изоляции, но примерно в 10 раз больше, чем у бетона и кирпичной кладки, и в 400 раз больше, чем цельная сталь. ” Это делает его особенно подходящим для окон и дверей.

6. Это может помочь заплатить за хорошее управление лесным хозяйством на государственных землях

Леса на Западе превратились в пороховые бочки отчасти из-за изменения климата, а отчасти из-за многих лет плохого управления.Они заполнены деревьями мертвыми или ослабленными от нашествия сосновых жуков. Десятилетия чрезмерно усердной противопожарной защиты заставили их задыхаться от густых деревьев небольшого диаметра. В последнее время, когда вокруг все это возжигание, «так много топлива, что интенсивность огня стирает все с лица земли», — говорит Хилари Франц, уполномоченный по делам общественных земель в штате Вашингтон. Земля постоянно покрыта шрамами.

Леса на государственных землях остро нуждаются в прореживании, но финансирования всегда не хватает. Это натолкнуло Франца на мысль: использовать слабые и маленькие деревья, для которых нет другого рынка, для массового производства древесины.(Подойдут бревна с вершиной всего 4,5 дюйма.) Достаточно большой рынок массивной древесины создаст финансирование для прореживания этих деревьев. В качестве бонуса Франц хочет использовать массивную древесину для строительства недорогого доступного жилья на государственной земле.

7. Он может создать рабочие места в неблагополучных сельских районах

Хвойные (в основном сосновые, еловые или пихтовые) леса в США в основном встречаются на северо-западе и юго-востоке, и общины, которые живут и работают в них, испытывают трудности, особенно после жилищного кризиса и великой рецессии.

Новый спрос на древесину хвойных пород может помочь открыть некоторые из закрытых заводов и возродить некоторые из этих сообществ, согласовав их интересы с программой национального возрождения в стиле Green New Deal.

8. Другого выбора нет

В своем выступлении на TED Грин отмечает, что миллиарды людей во всем мире не имеют дома — полмиллиона в Северной Америке — и в грядущем столетии им придется жить, в основном в городах. Если все это городское жилье будет построено из бетона и стали, климат будет омрачен.

«В течение следующих 20 лет будет построено более половины новых зданий, ожидаемых к 2060 году», — сообщает Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП). «Что еще более тревожно, две трети этих добавлений, как ожидается, произойдут в странах, которые в настоящее время не имеют обязательных строительных норм и правил».

Необходимо найти более устойчивую альтернативу. А древесина — единственный материал, в достаточном количестве и возобновляемый, чтобы выполнять эту работу. Нам нужно выяснить, как заставить его работать.«У нас нет выбора, — сказал мне Грин. «Это единственный вариант».

«Улыбка», общественный павильон из CLT, спроектированный и построенный в Лондоне в 2016 году архитектором Элисон Брукс. Архитекторы Элисон Брукс

Оговорки о массовой древесине

Из всего, что я читал и среди всех, с кем я говорил о массовом дереве, я не встречал ничего, кроме энтузиазма по поводу его архитектурных свойств. Единственным исключением может быть коалиция Build With Strength, которая выступила против массового включения древесины в IBC, охарактеризовав ее как шаткую, легковоспламеняющуюся и экологически неустойчивую.Но Build With Strength, кхм, спонсируется бетонной промышленностью.

В целом, архитекторы и строители в восторге от массового производства древесины, равно как и лесозаготовительные предприятия и сообщества, политики лесопромышленных штатов, ястребы, занимающиеся вопросами климата, обеспокоенные углеродным воздействием зданий, а городские власти ищут способы ускорить декарбонизацию PR).

Не все шло гладко — несколько панелей CLT треснули и рухнули во время строительства здания Университета штата Орегон в марте 2018 г .; планы строительства деревянной башни в Портленде, штат Орегон, провалились, но попутный ветер, стоящий за массивной древесиной, очень силен.Материал, который можно выращивать в изобилии, создает рабочие места в сельской местности, снижает строительные отходы и затраты на рабочую силу, а также замедляет рост бетона и стали, кажется беспроигрышным вариантом.

Существующие добросовестные оговорки касаются цепочки поставок, и они бывают двух видов.

Во-первых, защита и правильное управление лесами — это огромная часть борьбы с изменением климата и сохранения пригодного для жизни мира. Нетронутые лесные экосистемы обеспечивают не только связывание углерода, но и экосистемные услуги, среду обитания диких животных, отдых и красоту.

Сплошная вырубка в Орегоне. Shutterstock

Экологи опасаются, что леса Северной Америки недостаточно защищены, чтобы выдержать резкий скачок спроса. Совет по защите природных ресурсов представил ужасающий отчет о (систематически заниженном) количестве парниковых газов, выбрасываемых в результате сплошных рубок в бореальных лесах Канады, поскольку нетронутые экосистемы заменяются управляемыми лесными монокультурными культурами. (Подробнее о повреждении бореальной зоны в этом отчете.В Oregon Wild есть аналогичный отчет об устаревших правилах лесного хозяйства в этом штате, которые являются одними из самых слабых в стране.

Существует два конкурирующих стандарта сертификации заготавливаемой древесины: Инициатива устойчивого лесного хозяйства (SFI), спонсируемая отраслью, и Лесной попечительский совет (FSC), независимый орган, созданный защитниками окружающей среды. Неудивительно, что стандарты FSC значительно строже в отношении сплошных рубок, использования пестицидов и многого другого. Хотя у SFI есть свои защитники и недавно были проведены реформы, на экологов это не произвело впечатления, и несколько архитекторов и строителей, с которыми я разговаривал, решительно предпочли использовать древесину FSC.(Джонс сказала, что предлагает это клиентам, но это добавляет 10-процентную надбавку, поэтому они не всегда идут на это.)

Во-вторых, некоторые защитники окружающей среды обеспокоены тем, что преимущества древесины как строительного материала в отношении секвестрации переоцениваются.

Международный институт устойчивого развития опубликовал в прошлом году отчет, в котором рассматриваются пробелы и недостатки в анализе жизненного цикла применительно к строительным материалам, в частности к дереву. Они обнаружили, что «существующие LCA дают сильно различающиеся результаты даже для аналогичных зданий», что существуют широкие региональные различия в характеристиках зданий, и, что особенно важно, что LCA имеет тенденцию преувеличивать важность «воплощенного углерода» в древесине, игнорируя или недооценка выбросов в других частях жизненного цикла.

В частности, говорится в сообщении, наиболее неопределенные части большинства ОЖЦ связаны с углеродом, секвестрированным в древесине , и углеродом, высвобождающимся в конце срока службы — двумя вопросами, имеющими центральное значение для массового производства древесины.

Многочисленные экологические группы, возглавляемые Sierra Club, подписали в 2018 году открытое письмо официальным лицам штата Калифорния, призывая проявлять осторожность в отношении массовой древесины. Примечательно, что они не возражали открыто. Они утверждали, что благодаря современным методам ведения лесного хозяйства его климатические преимущества преувеличены.«CLT не может быть экологически безопасным, если он не исходит из экологически безопасного лесного хозяйства», — заявили они.

В письме приводится краткий список принципов, которыми следует руководствоваться в экологически безопасном лесном хозяйстве, в том числе: «Необходимо прекратить вырубку оставшихся в мире спелых и девственных лесов, а также непроходимых / неосвоенных и других нетронутых лесных ландшафтов». И: «Посадки деревьев не должны создаваться за счет естественных лесов».

Хотя это и не идеально, они пришли к выводу, что «FSC-сертификация частных лесных угодий может способствовать прогрессу в правильном направлении.”

«Нет никаких сомнений в том, что [FSC] является золотым стандартом, — говорит Джонс, — но все это лучше, чем ничего не делать».

Массовая древесина должна сочетаться с устойчивым лесным хозяйством

Что мы должны сделать из всего этого?

Есть много способов уменьшить воздействие строительного сектора на окружающую среду и климат, некоторые из которых, возможно, более важны, по крайней мере на данный момент, чем воплощенный углерод материалов. К ним относятся плотные городские засыпки и мультимодальные перевозки, более устойчивые цепочки поставок и методы строительства, электрификация систем отопления и охлаждения, а также более высокие характеристики зданий (эффективное тепло, свет и циркуляция воздуха).

Но, тем не менее, математика ясна: это будет катастрофа, если мы попытаемся приспособить растущее, урбанизирующееся население 21-го века зданиями из бетона и стали, точно так же, как это будет катастрофой, если мы попытаемся сделать это с помощью генерируемой энергии. из ископаемого топлива.

Массовая древесина представляется единственной жизнеспособной альтернативой. И это круто! Это сокращает отходы и затраты, открывает возможность массового производства недорогого жилья на заводе и пробуждает интерес и творческий потенциал строительного сообщества.»Это так весело!» Джонс говорит.

T3 Bayside в Торонто — после завершения строительства в 2021 году, самая высокая офисная башня из дерева в Северной Америке. 3XN

Как бы круто это ни было, было бы катастрофой, если бы переход на массовую древесину привел к дальнейшей потере зрелых лесов и усилению сплошных рубок. Воздействие неустойчивого лесного хозяйства может свести на нет остальные выгоды.

Для меня моральные, экономические и стратегические аргументы указывают на одно и то же: массовая древесина стоит прославлять и поддерживать, но она всегда и везде должна идти рука об руку с новым акцентом на экологически безопасное лесное хозяйство.По крайней мере, все, кто выступает за массовую древесину или участвует в ней, должны добиваться того, чтобы стандарты сертификации FSC стали нормативным уровнем, а не добровольным потолком.

Дров достаточно; По оценкам Грина, 20 лесам Северной Америки требуется около 13 минут, чтобы в совокупности вырастить достаточно древесины для 20-этажного здания. Но если мы хотим, чтобы леса сделали для нас больше, чтобы обеспечить все наши квартиры, офисы и дома, мы должны заботиться о них, чтобы они могли делать то же самое для будущих поколений.

---

Дополнительная литература

Некоторые подробные ресурсы для людей, которые хотят заняться массовым лесным хозяйством:

• Отраслевая группа Think Wood имеет руководство по CLT, которое охватывает «производство, конструктивное проектирование, соединения, пожарные и экологические характеристики, а также подъем и перемещение элементов CLT». Он также предлагает множество страниц по конкретным темам, связанным с таймером массы, например, CLT.
• Фирма Fast + Epp, занимающаяся проектированием строительных конструкций, имеет «Руководство разработчика по массивной древесине», «краткий обзор различных типов массивной древесины, примеры недавних массовых деревянных башен, маркетинговые возможности, а также преимущества и риски строительства.”
• В журнале Canadian Architect есть чрезвычайно подробный учебник по массивной древесине с точки зрения строительной инженерии.
У
• Central City Association of Los Angeles есть красивый технический документ, обобщающий массовый таймер.
У
• Utility Dive есть интервью с архитектором Эндрю Цаем Джейкобсом, которое он называет «массовой древесиной 101».

Несколько хорошо сделанных и доступных для СМИ знакомств с массовой древесиной:

И не пропустите выступление Майкла Грина на TED Talk.

Древесина против бетона: лучший выбор для строителей и промышленных предприятий

Дерево и бетон используются в строительстве на протяжении тысячелетий и не зря. Оба материала обладают свойствами, которые делают их привлекательными строительными материалами.

В этом блоге мы затронем вековую дискуссию между деревом и бетоном. Но прежде чем мы погрузимся в эту горячую дискуссию, нам нужно иметь в виду несколько соображений.

Как профессионалы в строительстве, мы знаем, что вы можете смотреть на этот вопрос с разных точек зрения, что в конечном итоге влияет на вашу интерпретацию преимуществ и недостатков, перечисленных ниже.Мы также осознаем разницу между немедленными преимуществами и долгосрочными выгодами. Другими словами, преимущества, которые дает материал в долгосрочной перспективе, могут перевесить недостатки, с которыми вы сталкиваетесь сегодня. Следовательно, читая этот пост, вы должны помнить о своих приоритетах.

Углубленный взгляд на бетонную конструкцию

Согласно этому исследованию, бетон — второй по популярности материал после воды, и есть много причин, почему он так популярен. Тем не менее, у использования бетона в качестве строительного материала есть свои преимущества и недостатки:

Преимущества бетона

• Очень прочный
• Низкие эксплуатационные расходы
• Не ржавеет, не гниет и не горит
• Поглощает и удерживает тепло (повышает эффективность зданий и снижает счета за отопление / охлаждение)
• Ветрозащитная и водонепроницаемая
• Негорючие (пожаробезопасные)
• Эффективный звукоизоляционный материал

Недостатки бетона

• Дороже
• Тяжелые и трудные для транспортировки (хотя легкий бетон существует)
• Ограниченная универсальность
• Строить медленнее с
• Чувствительность к высолам

Углубленный взгляд на деревянное строительство

Так же, как бетон, дерево или древесина имеет свои преимущества и недостатки как строительный материал:

Преимущества древесины

• Легкость и простота работы с
• Недорого
• Природный ресурс (легкодоступный, с многообещающими возможностями)

Недостатки дерева

Как и бетон, деревянное строительство имеет свои преимущества и недостатки.

Устойчивое развитие и окружающая среда

Когда мы думаем о дереве, мы часто представляем себе натуральный, устойчивый и экологически чистый строительный материал. И во многом это так. Древесина накапливает углекислый газ, что приводит к сокращению выбросов углекислого газа на 2432 метрические тонны (что эквивалентно снятию с дороги 500 автомобилей в течение года).

Бетон часто критикуют за его неустойчивость, поскольку для его производства требуется много ресурсов. Цемент, основной компонент бетона, является одним из крупнейших в мире источников выбросов парниковых газов.Многие считают, что производство цемента вредно для окружающей среды, так как производство бетона вредит окружающей среде. Но правда намного сложнее.

Рассмотрим подробнее…

• Бетон долговечен. — его срок службы в два или три раза больше, чем у других обычных строительных материалов.
• Бетон отлично поглощает и удерживает тепло, а это означает, что он повысит энергоэффективность здания и снизит расходы на ОВК.
• Его отражающие свойства на снизят затраты на кондиционирование воздуха на в жаркие летние месяцы.
• Concrete производит мало отходов , так как его можно производить партиями в соответствии с потребностями проекта.

Что безопаснее: бетон или дерево?

И последнее, но не менее важное: безопасность. В целом деревянные конструкции не так безопасны, как бетонные. Дерево уязвимо для внешних угроз, таких как огонь, ветер, насекомые, влага и плесень — все это может привести к повреждению конструкции и угрозам безопасности.

Хотя бетон является прочным и прочным материалом, он также представляет определенные риски для безопасности. Например, в случае обрушения бетонной конструкции либо на строительной площадке, либо после того, как здание будет занято, падение бетона может серьезно повредить любому, кто находится поблизости.

Кроме того, если вы строитель, работающий с сухим или влажным бетоном, у вас может возникнуть раздражение глаз, носа, горла или кожи. Кроме того, воздействие кремнезема, основного ингредиента сухого бетона, может даже вызвать гораздо более серьезные проблемы со здоровьем, включая рак легких.

Теперь, когда вы знаете все о строительстве из бетона и дерева, что бы вы выбрали? Дайте нам знать, оставив комментарий ниже!

Источники

Цемент и бетон как инженерный материал: историческая оценка и анализ конкретного случая
Mold Busters
Страхование наследия

** Примечание редактора. Этот пост был первоначально опубликован 25 апреля 2018 г. и был обновлен для обеспечения точности и полноты.

Древесные отходы делают переработанный бетон более прочным, чем когда-либо

Производство цемента, используемого в бетоне, является огромным источником выбросов CO2, поэтому чем больше мы сможем переработать существующий бетон, тем лучше.Вот тут-то и приходит новое исследование, которое показывает, что заброшенный бетон становится даже прочнее, чем был раньше, когда к нему добавляются древесные отходы.

Бетон получают путем смешивания заполнителя, такого как гравий, с водой и цементом. Как только смесь затвердеет, цемент затвердевает и связывается с заполнителем, образуя твердый блок материала.

Под руководством Асс. Профессор Юя Сакаи, ученые из Токийского университета, измельчали ​​куски такого бетона в порошок, затем добавляли воду вместе с лигнином, полученным из древесных отходов.Лигнин является весьма сшит органическим полимером, и является ключевым компонентом поддержки ткани в васкуляризированных (водопроводных) растениях — это то, что дает дереву его жесткость.

Затем смесь одновременно нагревали и помещали под высокое давление. Было обнаружено, что путем точной настройки переменных, таких как соотношение бетон / лигнин, содержание воды, температура, а также количество и продолжительность давления, лигнин превратился в высокоэффективный клей, связывающий вместе куски бетонного порошка.

При последующих испытаниях было обнаружено, что переработанный бетон имеет большую прочность на изгиб, чем исходный бетон, из которого он был изготовлен. В качестве дополнительного бонуса, из-за содержания в нем лигнина, материал, вероятно, должен подвергнуться биологическому разложению после удаления.

Более того, ученые считают, что вместо него можно использовать лигнин, полученный из других растительных источников (например, сельскохозяйственных отходов). В конечном итоге может быть даже возможно создать новый «первичный» бетон, в котором лигнин используется вместо цемента.

«Эти данные могут способствовать переходу к более экологичной и экономичной строительной отрасли, которая не только сокращает запасы отходов бетона и древесины, но и помогает решить проблему изменения климата», — говорит Сакаи.

Интересно отметить, что исследование 2018 года, проведенное в Национальном университете Сингапура, показало, что добавление древесных отходов в цемент и строительный раствор делает их более прочными и водонепроницаемыми.

Источник: Токийский университет

Бетон, сталь или дерево: поиск конструкционных материалов с нулевым содержанием углерода

Для продвижения своих проектов легких конструкций Бакминстер Фуллер спросил: «Сколько весит ваше здание?» Сегодня, когда архитекторы понимают, что необходимы как структурная, так и углеродная эффективность, возникает вопрос: «Сколько углерода содержит ваше здание?»

Многие архитекторы настаивают на сокращении или устранении воплощенных выбросов углерода, как это уже происходит с эксплуатационной энергией.Например, начиная с 2020 года, глобальная архитектурная и инженерная компания HOK планирует провести оценку жизненного цикла конструкций всех своих новых целостных строительных проектов и «искать возможности для оптимизации наших спецификаций», — говорит Аника Ландрено, доц. . AIA, директор по устойчивому дизайну.

Действительно, строительная конструкция и подконструкция — хорошие места для охоты, потому что вместе они составляют более половины углеродного следа коммерческого здания. Более того, архитекторы и разработчики должны искать возможности для повторного использования и обновления существующих конструкций, чтобы не тратить впустую энергию, уже израсходованную (и уже выделенный углекислый газ), на их создание.Палитра углеродных интеллектуальных материалов от Architecture 2030 и калькулятор воплощенного углерода в строительстве, или EC3, инструмент, разработанный Форумом углеродного лидерства, C Change Labs и Skanska, — отличные места для изучения влияния выбора материалов как для проектов модернизации, так и для новых строительных проектов. .

Источник: Carbon Leadership Forum. Пример диаграммы Сэнки доступных сокращений на основе текущей цепочки поставок, взятой из калькулятора воплощенного углерода в строительстве. Источник: Carbon Leadership Forum. Вставка для точки данных стальной арматуры в приведенном выше примере диаграммы Санки

При взвешивании вариантов стали, бетона или дерева необходимо учитывать такие факторы, как местоположение проекта, масштаб, ожидаемый срок службы, потенциал повторного использования и даже сравниваемые показатели материалов (см. «Как измерить воплощенный углерод»).По мере роста осведомленности о воплощенном углероде отрасли стремятся сделать свою продукцию более привлекательной. Сами по себе архитекторы не могут сократить воплощенный углерод в своих проектах, но они, скорее всего, будут прислушиваться к клиенту и могут повлиять на цепочку поставок через свои спецификации. Прежде чем принимать окончательные решения по материалам, воспользуйтесь все более удобными для пользователя инструментами сравнения и вовлеките в диалог строителей и поставщиков — чем раньше, тем лучше.

Мировой сталелитейный сектор имеет огромный углеродный след, на который приходится более 10% глобальных выбросов углекислого газа.«Крупные сталелитейные компании очень хорошо осведомлены о требованиях общества по сокращению выбросов и ищут способы отреагировать на это», — говорит Мэтью Венбан-Смит, исполнительный директор международной некоммерческой организации ResponsibleSteel. базируется в Вуллонгонге, Новый Южный Уэльс, Австралия.

Производство новой стали из железной руды энергоемко. В кислородных печах (кислородных конвертерах), являющихся нормой для большинства развивающихся стран, требуется кокс — очищенная версия угля — для извлечения железа из руды и легирования ее углеродом.В результате полученный чугун затем очищается до низкоуглеродистой стали, которая содержит около 25% переработанного чугуна и стального лома. Производители экспериментируют со способами замены угля и кокса не ископаемыми веществами, такими как водород и электролиз на конвертерных фабриках.

Источник: EPD International. Образец шаблона экологической декларации продукции (EPD)

По оценкам Американского института стальных конструкций, 98% конструкционной стали из снесенных зданий восстанавливается и перерабатывается в новые стальные изделия.Таким образом, отечественная конструкционная сталь, которая производится на заводах с электродуговыми печами (EAF), может похвастаться содержанием вторичного сырья 93%, согласно утвержденной UL экологической декларации продукции (EPD), составленной AISC в 2016 году. стальную балку, транспортный контейнер или старый холодильник можно продать на металлолом и превратить в стальную балку с широкими полками, которая переходит в новый небоскреб », — говорит советник AISC Люк Джонсон.

Поскольку заводы EAF работают на электричестве, они в основном так же экологичны, как и их источник энергии.В сентябре прошлого года сталелитейный завод в Колорадо XIX века, принадлежащий российскому конгломерату Evraz, заключил сделку с местной энергетической компанией о строительстве прилегающей солнечной батареи мощностью 240 мегаватт, которая будет обеспечивать значительную часть энергии комбината. Сталелитейная компания Nucor строит в Миссури завод стоимостью 250 миллионов долларов, который будет полностью работать за счет ветра. Другие похожие проекты находятся в разработке.

ResponsibleSteel недавно опубликовала первую версию своего одноименного стандарта, добровольного международного эталонного теста, разработанного для поддержки «ответственного поиска поставщиков и производства стали» и разработанного в рамках процесса с участием многих заинтересованных сторон с участием производителей, таких как ArcelorMittal, и групп по защите окружающей среды, таких как Могучая Земля.Сертификация основана на стороннем аудите и одобрении независимой комиссии.

Венбан-Смит, который помогал разработать стандарты устойчивого развития в лесном хозяйстве до того, как сосредоточился на стали, хочет сделать сталь одним из самых чистых материалов в мире: «Когда энергетический след для EAF становится нейтральным, мы можем думать о стали в полностью замкнутой экономике. ,» он говорит. Осуществление этой мечты, если возможно, скорее всего, произойдет сначала в развитых странах, где большое количество металлолома доступно для вторичной переработки.

Что спрашивать при указании стали

• Доступна ли сталь на электродуговом заводе, в частности, на стане, работающем на возобновляемых источниках энергии?
• Можно ли использовать в конструкции скрепленные рамы вместо стойких к моменту рам, чтобы уменьшить требуемую массу стали?
• Можете ли вы закупить сталь, сертифицированную ResponsibleSteel?

Люди ненавидят бетон почти так же, как любят его использовать. Как самый распространенный в мире строительный материал, на него приходится от 6% до 11% глобальных выбросов углекислого газа.Большая часть этих выбросов связана с производством вяжущего, портландцемента, который составляет в среднем около 10% бетонной смеси по весу. Производство заполнителя — песка и щебня, которые в среднем могут составлять от 70% до 80% смеси — также требует энергии, но в гораздо меньшей степени. Добыча песка может нанести ущерб речным и прибрежным экосистемам.

Почти половина выбросов углекислого газа цементом возникает в результате сжигания ископаемого топлива для нагрева цементных печей примерно до 2500 F. Достижения в области производства чистой энергии могут помочь сократить эти выбросы: прототипы цементных заводов на солнечных батареях в Калифорнии и Франции, разработанные Heliogen и Solpart соответственно, успешно нагрели печи до температуры около 1800 F с использованием огромных массивов зеркал.Однако большая часть выбросов углекислого газа происходит в результате химических реакций, присущих производству цемента: в процессе, называемом кальцинированием, известняк распадается на углекислый газ, который уходит в атмосферу, и негашеную известь, составляющую цемента.

Некоторые компании связали углекислый газ в бетон, в том числе компания CarbonCure в Дартмуте, Канада, и Blue Planet в Лос-Гатосе, Калифорния. Эти процессы остаются исключением и на сегодняшний день не полностью компенсируют выбросы углерода при производстве бетона.

Предоставлено Carbon Leadership Forum Скриншот из инструмента EC3 (Embodied Carbon in Construction Calculator) Предоставлено Carbon Leadership Forum Скриншот из инструмента EC3 (Embodied Carbon in Construction Calculator)

В настоящее время самый простой способ уменьшить углеродный след бетона — это использовать меньше цемента, как ясно показывает палитра углеродных интеллектуальных материалов. Так называемые смешанные цементы используют некальцинированный известняк и другие дополнительные вяжущие материалы (SCM) вместо части клинкера — твердых гранул, полученных в печи, которые измельчаются и смешиваются с другими ингредиентами — при производстве цемента.Включая природные пуццоланы, такие как зола рисовой шелухи, и промышленные побочные продукты, такие как летучая зола, доменный шлак и микрокремнезем, SCM могут улучшить структурные характеристики бетона, а также снизить содержание в нем углерода.

Северная Америка отстает от Европы в использовании цементов с добавками, говорит Джули Баффенбаргер, старший научный сотрудник и директор по вопросам устойчивого развития компании Beton Consulting Engineers из Мендота-Хайтс, штат Миннесота. Спецификации — хороший способ сделать бетонное строительство более эффективным, отмечает она, но слишком строгие предписания могут привести к обратным результатам.Вместо того, чтобы диктовать пропорции ингредиентов в бетонной смеси, она предлагает проектным группам указать критерии эффективности с точки зрения измеримых пластичных и твердосплавных свойств, «чтобы производитель мог предоставить варианты в рамках ограничений». Имейте в виду, что SCM могут увеличивать время, необходимое для достижения требуемых показателей прочности.

Что спрашивать при указании бетона

• Можно ли уменьшить количество цемента в бетонной смеси?
• Можно ли уменьшить общую массу бетона в проекте?
• Какая цементная печь является наименее энергоемкой из имеющихся на местном уровне?
• Какие методы улавливания углерода агрегатами или смесями могут быть включены?

Инновации в области массового производства древесины, в частности, отечественное производство конструкционных изделий, таких как древесина, клееная поперечно, клеем, гвоздями и дюбелями, подогревают надежды на то, что строительство с нулевым выбросом углерода станет возможным в больших масштабах.Согласно отраслевым исследованиям, деревья, вырубленные и замененные для производства массивной древесины, могут улавливать больше углерода во время своего роста, чем то, что выбрасывается при производстве, транспортировке и строительстве. Повышенный спрос на древесину из экологически чистых источников может стимулировать лесовозобновление. «Мы должны заново покрыть часть этой планеты лесами», — говорит Ландрено из HOK. «Мы можем повлиять на это, выбрав деревянную конструкцию, где это возможно».

Спроектированные деревянные панели могут заменить стальные настилы и бетонные перекрытия в коммерческих структурах, а клееные колонны могут выдерживать нагрузку на среднеэтажные и высотные конструкции от своих стальных и бетонных аналогов.Эти деревянные изделия также могут быть огнестойкими и быстро монтируемыми. «В тот день, когда они будут установлены и подключены к несущей конструкции, они смогут нести полную проектную нагрузку», — говорит Кеннет Бланд, вице-президент American Wood Council.

Но соответствует ли массовая древесина требованиям, предъявляемым к экологической устойчивости?

По данным Министерства сельского хозяйства США, общий объем деревьев, произрастающих в лесах США, с 1953 года увеличился на 60%. По мере роста спроса на конструкционные изделия из древесины, леса, которые производят массовую древесину, должны будут управляться устойчиво, с повторной посадкой деревьев после сбора урожая.Различия в методах ведения лесного хозяйства приводят к большим различиям в количестве улавливаемого углерода, поэтому важно знать, где и как были произведены ваши лесоматериалы.

Требуются дополнительные исследования выбросов углерода при заготовке, переработке и транспортировке изделий из древесины. Новые средние отраслевые EPD для древесины и изделий из нее ожидаются в первом квартале 2020 года, но заявления конкретных производителей древесины будут еще более полезными. Помимо углерода, содержащегося в самой древесине, существуют выбросы от воздействия почвы и леса, а также от производства смол и клеев, связывающих массивные слои древесины.

Наконец, преимущество массового хранения углерода в древесине сохраняется только в том случае, если балки и панели остаются в эксплуатации или не допускаются к разложению, которое приведет к выбросу углерода обратно в атмосферу. Чтобы деревянные конструкции были долговечными, они должны быть защищены от проникновения воды, насекомых или грибков, возможно, за счет использования герметиков в сочетании с продуманным дизайном и деталями ограждающей конструкции. Для многоразового использования деревянные элементы должны соединяться съемными креплениями.

Что спрашивать при выборе древесины

• Рекуперируется ли ваша деревянная продукция? Если нет, то происходит ли это из устойчивого лесного хозяйства?
• Можно ли собрать конструкцию с помощью съемных креплений, чтобы можно было повторно использовать элементы?
• Используются ли в проекте эффективные методы обрамления, позволяющие минимизировать требуемую массу древесины?

[Ознакомьтесь с этими советами и инструментами для измерения воплощенного углерода, а также посетите палитру углеродных интеллектуальных материалов.]

Эта статья появилась в выпуске за январь 2020 года под заголовком «Проблема конструкционных материалов».

Проблема углерода

Сталь, дерево и бетон: сравнение

ширина: 80%;
}
]]>

Какие материалы чаще всего используются в строительстве?

Конструктивное проектирование зависит от знания материалов и соответствующих им свойств, чтобы мы могли лучше предсказать поведение различных материалов при нанесении на конструкцию.Как правило, три (3) наиболее часто используемых строительных материала — это сталь , бетон и дерево / древесина . Знание преимуществ и недостатков каждого материала важно для обеспечения безопасного и экономичного подхода к проектированию конструкций.

Конструкционная сталь

Сталь — это сплав, состоящий в основном из железа и углерода. Другие элементы также примешиваются к сплаву для получения других свойств. Одним из примеров является добавление хрома и никеля для создания нержавеющей стали.Увеличение содержания углерода в стали имеет предполагаемый эффект увеличения прочности материала на растяжение. Увеличение содержания углерода делает сталь более хрупкой, что нежелательно для конструкционной стали.

Преимущества конструкционной стали

1. Сталь имеет высокое соотношение прочности и веса. Таким образом, собственный вес металлоконструкций относительно невелик. Это свойство делает сталь очень привлекательным конструкционным материалом для высотных зданий, длиннопролетных мостов, сооружений, расположенных на земле с низким содержанием грунта и в районах с высокой сейсмической активностью.
2. Пластичность. Перед разрушением сталь может подвергаться значительной пластической деформации, что обеспечивает большой резерв прочности.
3. Прогнозируемые свойства материала. Свойства стали можно предсказать с высокой степенью уверенности. На самом деле сталь демонстрирует упругие свойства до относительно высокого и обычно четко определенного уровня напряжения. В отличие от железобетона свойства стали существенно не меняются со временем.
4. Скорость возведения. Стальные элементы просто устанавливаются на конструкцию, что сокращает время строительства.Обычно это приводит к более быстрой окупаемости в таких областях, как затраты на рабочую силу.
5. Простота ремонта. Стальные конструкции в целом можно легко и быстро отремонтировать.
6. Адаптация заводской сборки. Сталь отлично подходит для заводского изготовления и массового производства.
7. Многократное использование. Сталь можно использовать повторно после разборки конструкции.
8. Расширение существующих структур. Стальные здания можно легко расширить, добавив новые отсеки или флигели. Стальные мосты можно расширять.
9. Усталостная прочность. Металлоконструкции обладают относительно хорошей усталостной прочностью.

Недостатки конструкционной стали

1. Общие расходы. Сталь очень энергоемкая и, естественно, более дорогая в производстве. Строительство стальных конструкций может быть более дорогостоящим, чем строительство других типов конструкций.
2. Противопожарная защита. Прочность стали существенно снижается при нагревании до температур, обычно наблюдаемых при пожарах в зданиях. Сталь также довольно быстро проводит и передает тепло от горящей части здания.Следовательно, стальные конструкции в зданиях должны иметь соответствующую противопожарную защиту.
3. Техническое обслуживание. Сталь, подвергающаяся воздействию окружающей среды, может повредить материал и даже загрязнить конструкцию из-за коррозии. Стальные конструкции, подверженные воздействию воздуха и воды, такие как мосты и башни, регулярно окрашиваются. Применение устойчивых к атмосферным воздействиям и коррозии сталей может устранить эту проблему.
4. Склонность к короблению. Из-за высокого отношения прочности к весу стальные сжимающие элементы, как правило, более тонкие и, следовательно, более подвержены короблению, чем, скажем, железобетонные сжимающие элементы.В результате требуется больше конструктивных решений для улучшения сопротивления продольному изгибу тонких стальных компрессионных элементов.

Программное обеспечение SkyCiv Steel Design

Рис. 1. Обзор стальных конструкций

Железобетон

Бетон представляет собой смесь воды, цемента и заполнителей. Пропорция трех основных компонентов важна для создания бетонной смеси желаемой прочности на сжатие. Когда в бетон добавляют арматурные стальные стержни, эти два материала работают вместе с бетоном, обеспечивающим прочность на сжатие, и сталью, обеспечивающей прочность на растяжение.

Преимущества железобетона

1. Прочность на сжатие. Железобетон имеет высокую прочность на сжатие по сравнению с другими строительными материалами.
2. Прочность на разрыв. Благодаря предусмотренной арматуре железобетон также может выдерживать большое количество растягивающих напряжений.
3. Огнестойкость. Бетон обладает хорошей способностью защищать арматурные стальные стержни от огня в течение длительного времени. Это выиграет время для арматурных стержней до тех пор, пока пожар не будет потушен.
4. Материалы местного производства. Большинство материалов, необходимых для производства бетона, можно легко найти на месте, что делает бетон популярным и экономичным выбором.
5. Прочность. Система здания из железобетона более долговечна, чем любая другая система здания.
6. Формуемость. Железобетон, изначально как текучий материал, можно экономично формовать в практически неограниченном диапазоне форм.
7. Низкие эксплуатационные расходы. Железобетон является прочным, с использованием недорогих материалов, таких как песок и вода, которые не требуют обширного обслуживания.Бетон предназначен для того, чтобы полностью покрыть арматурный стержень, так что арматурный стержень не будет нарушен. Это делает стоимость обслуживания железобетонных конструкций очень низкой.
8. По конструкции, такой как фундаменты, плотины, опоры и т. Д., Железобетон является наиболее экономичным строительным материалом.
9. Жесткость. Он действует как жесткий элемент с минимальным прогибом. Минимальный прогиб хорош для удобства эксплуатации зданий.
10. Удобство в использовании. По сравнению с использованием стали в конструкции, при строительстве железобетонных конструкций может быть задействована менее квалифицированная рабочая сила.

Недостатки железобетона

1. Долгосрочное хранение. Бетон нельзя хранить после смешивания, так как цемент вступает в реакцию с водой и смесь затвердевает. Его основные ингредиенты нужно хранить отдельно.
2. Время отверждения. Бетон выдерживает тридцать дней. Этот фактор сильно влияет на график строительства здания. Это снижает скорость возведения монолитного бетона по сравнению со сталью, однако ее можно значительно улучшить с помощью сборного железобетона.
3. Стоимость форм. Стоимость форм, используемых для отливки ЖБИ, относительно выше.
4. Поперечное сечение большее. Для многоэтажного здания секция железобетонной колонны (RCC) больше, чем стальная секция, так как в случае RCC прочность на сжатие ниже.
5. Усадка. Усадка вызывает развитие трещин и потерю прочности.

Программное обеспечение SkyCiv RC для проектирования

Рис. 2. Типичный пример железобетона

Древесина

Древесина — это органический, гигроскопичный и анизотропный материал.Его тепловые, акустические, электрические, механические, эстетические, рабочие и т. Д. Свойства очень подходят для использования, можно построить комфортный дом, используя только деревянные изделия. С другими материалами это практически невозможно. Очевидно, что дерево — это и распространенный, и исторический выбор в качестве конструкционного инженерного материала. Однако в последние несколько десятилетий произошел отход от дерева в пользу инженерных изделий или металлов, таких как алюминий.

Преимущества древесины

1. Прочность на разрыв.Поскольку дерево является относительно легким строительным материалом, он превосходит даже сталь по длине разрыва (или длине самонесущей конструкции). Проще говоря, он может лучше выдерживать собственный вес, что позволяет использовать большие пространства и меньше необходимых опор в некоторых конструкциях зданий.
2. Электрическое и тепловое сопротивление. Он обладает естественным сопротивлением электропроводности при сушке до стандартного уровня содержания влаги (MC), обычно от 7% до 12% для большинства пород древесины. Его прочность и размеры также не подвержены значительному влиянию тепла, обеспечивая устойчивость готового здания и даже безопасность при определенных пожарных ситуациях.
3. Звукопоглощение. Его акустические свойства делают его идеальным для минимизации эха в жилых или офисных помещениях. Дерево поглощает звук, а не отражает или усиливает его, и может помочь значительно снизить уровень шума для дополнительного комфорта.
4. Из местных источников. Дерево — это строительный материал, который можно выращивать и повторно выращивать с помощью естественных процессов, а также с помощью программ пересадки и лесного хозяйства. Выборочная уборка и другие методы позволяют продолжить рост, пока собираются более крупные деревья.
5. Экологически чистый. Одна из самых больших проблем многих строительных материалов, включая бетон, металл и пластик, заключается в том, что когда они выбрасываются, они разлагаются невероятно долго. В естественных климатических условиях древесина разрушается намного быстрее и фактически пополняет почву.

Недостатки бруса

Усадка и разбухание древесины — один из ее основных недостатков.

Дерево — гигроскопичный материал.Это означает, что он будет поглощать окружающие конденсируемые пары и терять влагу в воздух ниже точки насыщения волокна. Еще один недостаток — его износ. Агенты, вызывающие порчу и разрушение древесины, делятся на две категории: биотические (биологические) и абиотические (небиологические). Биотические агенты включают гниющие и плесневые грибы, бактерии и насекомые. К абиотическим агентам относятся солнце, ветер, вода, некоторые химические вещества и огонь.

Программное обеспечение SkyCiv Wood Design

Рисунок 3.Деревянный конструкционный каркас

Резюме

Для лучшего описания стали, бетона и дерева. Обобщим их основные характеристики, чтобы выделить каждый материал.

Сталь очень прочна как на растяжение, так и на сжатие и, следовательно, имеет высокую прочность на сжатие и растяжение. Сталь имеет предел прочности от 400 до 500 МПа (58 — 72,5 ksi). Это также пластичный материал, который поддается или прогибается перед разрушением. Сталь выделяется своей скоростью и эффективностью в строительстве.Его сравнительно легкий вес и простота конструкции позволяют сократить рабочую силу примерно на 10-20% по сравнению с аналогичной строящейся структурой на бетонной основе. Металлоконструкции также обладают отличной прочностью.

Бетон чрезвычайно прочен на сжатие и, следовательно, имеет высокую прочность на сжатие от 17 МПа до 28 МПа. С более высокой прочностью до 70 МПа или выше. Бетон позволяет проектировать очень прочные и долговечные здания, а использование его тепловой массы, удерживая его внутри оболочки здания, может помочь регулировать внутреннюю температуру.Также в строительстве все чаще используется сборный железобетон, что дает преимущества с точки зрения воздействия на окружающую среду, стоимости и скорости строительства.

Древесина устойчива к электрическим токам, что делает ее оптимальным материалом для электроизоляции. Прочность на разрыв также является одной из основных причин выбора древесины в качестве строительного материала; его исключительно сильные качества делают его идеальным выбором для тяжелых строительных материалов, таких как конструкционные балки.Дерево намного легче по объему, чем бетон и сталь, с ним легко работать и легко адаптировать на месте. Он прочен, дает меньше тепловых мостиков, чем его аналоги, и легко включает в себя готовые элементы. Его структурные характеристики очень высоки, а его прочность на сжатие аналогична прочности бетона. Несмотря на все это, древесина все шире используется для строительства жилых и малоэтажных построек. Его редко используют в качестве основного материала для высотных конструкций.

Это самые распространенные строительные материалы, используемые для строительства.У каждого материала есть свой уникальный набор достоинств и недостатков. В конце концов, они могут быть заменены материалами, которые практически не имеют ограничений с технологическими достижениями будущего. Тем не менее, наши нынешние строительные материалы будут оставаться актуальными еще многие десятилетия.

.