книги из ГПНТБ / Якунин, Н. К. Новые эффективные материалы и изделия из древесного сырья за рубежом

* Здесь н далее модели отечественного деревообрабатывающего оборудо­ вания указаны согласно типажу деревообрабатывающего оборудования на

1971—1975 гг.

Изучается поведение изделий из дюрнзола из различных мате­ риалов в разных средах.

Большое внимание уделяется объективному изучению пове­ дения своих изделий при разных вариантах нагрузки. Для выполнения этой работы фирма имеет лабораторную базу, позво­ ляющую проводить 'испытание образцов натуральных размеров. Технология производства изделий типа дюризол на фирме тщательно контролируется.

Фирмой разработана методика определения оптимальной тол­ щины изделий из дюризола в зависимости от конкретных усло­ вий их применения.

ВЕЛОКС, ЕГО СВОЙСТВА И ИЗДЕЛИЯ ИЗ НЕГО

Исходный материал для изделий велонса представляет собой древесно-цементную массу, внешне напоминающую дюризол, но в отличие от дюрнзола древеоная масса велокса состоит не из стружек, а из древесной щепы (дробленки) и крупной стружки, вырабатываемой из хвойных (ель, сосна) и лиственных (осина, тополь, ива) кусковых древесных отходов на рубительных маши­ нах и центробежных стружечных станках. Отходы и стружка не должны содержать коры. Содержание древесной щепы, минера­ лизующих веществ и цемента, как и у дюризола, имеют опре­ деленные количественные соотношения. По внешнему виду велокс имеет некоторое сходство с арболитом.

40

Из этого материала изготовляются различные конструкцион­ ные элементы, получившие в Австрии широкое распространение в строительстве.

к р а т к и е с в е д е н и я о в е л о к с е

В основу производства плит «велокс» была положена идея получения стройматериала в виде плит с применением щепы, которые, обладая хорошими изоляционными свойствами, могли бы применяться в качестве несущих конструкций.

Плиты из велокса имеют довольно высокие показатели сопро­ тивления сжатию, растяжению и разрыву; хорошо обрабатыва­ ются и сохраняют приданную им форму; обладают способ­ ностью к удержанию шурупов и гвоздей; обеспечивают хорошую тепловую и шумовую изоляцию; нечувствительны к воде, что особенно важно во время строительства, морозостойки, хорошо удерживают штукатурку и стойки к гниению.

Фирма утверждает, что благодаря гидрофобированию преду­ преждаются явления усадки и разбухания, а химическая обра­ ботка волокон древесины способствует их соединению с порт­ ландцементом. Стройплнты велокса не содержат агрессивных примесей, вредных для других строительных деталей.

Физико-механические показатели. Габариты плит, изготов­ ляемых фирмой, приняты в соответствии с требованиями DIN. Наиболее распространенные стандартные габариты — 200x50см

при толщине 25; 30; 50; 75 и 100 мм.

толщине плит 50 мм 666 кг.

Предел прочности на изгиб проверялся технической службой испытания материалов при высшей технической школе в Вене на образцах плит из велокса длиной 1320 мм при расстоянии между опорами 660 мм. Плиты располагались .на опоры и под­ вергались воздействию сосредоточенной нагрузки, располагае­ мой по середине участка плиты между опорами. Нагружение плит осуществлялось через металлическую пластинку шириной 40 мм и толщиной 8 мм до нх разрушения.

Испытания показали, что предел прочности плит из велокса при изгибе равен: для плпт толщиной 25 мм 22 кгс/см'2. толщи­

Сопротивление плит из велокса сжатию определялось на образцах размером 10X10 см, вырезанных из середины плит. Образцы помещались между гладкими ровными стальными

41

пластинами и.в течение одной минуты находились под нагрузкой 300 кгс, или 3 кгс/см2. Средняя величина деформации сжатия составляла 0,61 мм, или 1,74%. Допустимая величина деформа­ ции сжатия для легких строительных плит по DIN 1101 равна

тельной камере пресса. Торцовые кромки заделывали цементным раствором. Для измерения сминаемостн опорных торцовых поверхностей на длине плиты 2 м были установлены измери­ тельные приборы, позволяющие измерять деформацию торцовых поверхностей плит с точностью до 0,01 мм. Нагрузку постепенно увеличивали от 1 до 10 т, затем после промежуточного снятия нагрузки ее доводили до 20 т и после очередного снятия нагруз­ ки ее увеличивали до 'излома образца. Излом плит происходил при средней нагрузке 29 т, пли 41,5 кгс!см2.

Смпнаемость от нагрузки 10 г, или 14,3 кгс/см2, составила 0,02%, а от нагрузки 20 т, пли 28,6 кгс/см2, 0,08%. Испытания плит на сжатие показали, что смпнаемость их поверхностен мож­ но охарактеризовать как очень незначительную.

Модуль деформации элементов плит велокса определялся из величины сминаемостн, отнесенной к сечению 700 см2. Для

Техническая служба в 1961 г. провела испытания трех полых элементов перекрытия, сделанных из плит велокс. Длина элемен­ тов 2 м. а толщина 18 и 31,5 см. Основание из плит велокс имело длину 2 м и ширину 50 см. На основание устанавлива­ лась балка коробчатого сечения шириной 40 сиг из этого же материала. Концы балки соединялись с плитой основания.

Воздушно сухой вес образцов был равен в среднем соответ­ ственно 56,02 кг и 71,15 кг. Образцы были подвергнуты испыта­ ниям на сжатие в продольном направлении и пяти испытаниям на изгиб при длине пролета 1,8 м. Наибольшие нагрузки, при которых началось разрушение плит, были равны: для элементов

427,5 сиг2— 13 700 кг, что дало прочность на сжатие 32 кгс/см2. Испытание на изгиб показало, что наибольшие нагрузки для элементов высотой 18 сиг равны 1000 кг, при этом изгибающий момент равен 450 кгм, а для элементов 32 сиг наибольшая нагрузка равна 2550 кг, а изгибающий момент— 1145 кгм. Это позволило технической службе сделать вывод о том, что испы­ тываемые элементы имеют значительную несущую способ­ ность.

42

Водопоглощение плит из велокса определялось технической службой испытания материалов при Высшей школе в Вене на образцах размером 50X50 см. За исходную принималась влаж­ ность плит в момент поступления. Эти образцы помещали в во­ ду помнатной температуры. Через каждые 24; 48 ч и т. д. образ­ цы вынимались, вода стекала, а с поверхности вода удалялась фильтровальной бумагой, после чего определяли увеличение веса. По окончании срока вымачивания образцы высушивались

1 день вымачивания — 53%, через 2 дня — 57%, через 3 дня —

59,4%, через 5 дней — 62,3%.

Теплоизоляционные качества плит. Коэффициент теплопро­ водности определялся на образцах размером 50X50 см на при­ боре Е. Р. Пенсгена. Согласно DIN 1101 были проведены измере­ ния коэффициента теплопроводности нормально влажных образ­ цов. Коэффициент теплопроводности Я/ .при средней влажности 5,5% равен 0,091 ккал/м-ч-град. Эквивалентность кирпичной кладки clz {см) определяли согласно австрийскому стандарту В8110/1952 по коэффициенту теплопроводности для средних условий строительства. Плита из велокса толщиной 3.5 см при неизменной теплопередаче (т. е. без обогрева и охлаждения) по своим теплотехническим свойствам Может заменить монолит­ ную кирпичную кладку толщиной dz = 25,8 см.

Определение равиоаккумулпрующей толщины производилось согласно тому же стандарту В8110/1952. Мерой аккумулирова­ ния тепла стеной берется равноаккумулирующая толщина кир­

ность сухих плит велоке равна 500 кг/м3.

Огнестойкость и стойкость к высоким температурам проверя­ лись в соответствии с положением Шведской службы испытания материалов (г. Стокгольм). Из двух плит толщиной 35 мм был изготовлен элемент с промежутком между плитами 10 см. Передняя плита была приподнята на 10 см, и через образовав­ шееся отверстие на заднюю плиту направлялось пламя от спе­ циальной горелки. На обратной стороне обогреваемой плиты тер­ мопарой измерялось распределение температуры на высоте действия пламени. Температура отходящих газов измерялась термометром в верхнем конце промежутка.

Были проведены три опыта: нагревание городским газом до температуры 1200° С; нагревание до 1600—1800°С сварочной горелкой при незначительной подаче кислорода; нагревание до 1600—1800°С сварочной горелкой при интенсивной подаче кис­ лорода.

43

Все опыты продолжались до тех'шор, пока на обратной сто­ роне плиты не возникало сильное повышение температуры, что свидетельствовало о прогорании! плиты. При усилении пламени или горении плиты температура отходящих газов возрастала более интенсивно. Проведенные опыты показали:

а) в опытах с городским газом через 15 мин было зафикси­ ровано местное образование пламени, которое не распространя­ лось дальше. Плита прогорела через 45 мин. После удаления горелки образования пламени на плите не наблюдалось, было зафиксировано лишь кратковременное тление в месте воздей­ ствия пламени;

б) в опытах со сварочной горелкой при незначительной пода­ че кислорода и спокойном пламени через 2 мин возникло мест­ ное образование пламени, которое не распространялось дальше. Плита прогорела через 20 мин. Через 35 мин горелку удалили, при этом образования пламени на плите не наблюда­ лось. Было зафиксировано кратковременное тление в месте воз­ действия пламени, которое дальше не распространялось и быст­ ро прекратилось;

в) в опытах со сварочной газовой горелкой с интенсивной подачей кислорода и бурным пламенем плита прогорела при­ мерно через 75 сек. После удаления горелки плита продолжала гореть в течение 50 сек, а затем некоторое время тлела.

Государственной 'службой испытания материалов на огнестой­ кость в г. Линце (Верхняя Австрия) в соответствии с требова­ ниями DIN 4102. Согласно этому стандарту, материал считается огнестойким, если при воздействии на образец соответствующих размеров пламенем с температурой 1025° С в течение 90 мин материал оказывает сопротивление огню, сохраняет свою устой­ чивость и не пропускает огня и дыма. При этом на обратной стороне образца температура не должна превышать 130° С.

Для испытаний были взяты стеновые элементы из плит велокс размером 300X50X15 см (стеновые элементы состояли из двух плит толщиной по 3,5 см каждая). Обе плиты были свя­ заны внутри двумя полосами размером 7X10 см каждая, кото­ рые соединялись с плитами цементным раствором. Каждый сте­ новой элемент был покрыт с одной стороны штукатуркой толщи­ ной 1,5 см.

Из пяти элементов была сделана стена размером300X250см, обвязанная деревянными рейками и брусьями, а стыки и швы между плитами были заделаны цементным раствором. Стена была установлена вертикально и подвергалась воздействию только собственного веса. Через 8 недель выдержки стену помес­

44

тили в специальную печь оштукатуренной стороной внутрь, а внутреннюю сторону стены обогревали двумя масляными горелками. Температура в печи и на наружной поверхности сте­ ны измерялась в трех местах термопарами и записывалась само­ пишущими приборами. При испытаниях в первые полчаса наблюдалось незначительное отслоение внутренней штукатурки, на наружной, неоштукатуренной поверхности стены никаких изменений не наблюдалось.

При дальнейших испытаниях усилилось отслоение штукатур­ ки, которая местами полностью отошла. У одной из кромок сте­ нового элемента появился дым. Через 90 мин на обратной сторо­ не некоторых элементов при непрерывном воздействии огня выступила влага. На противоположной поверхности стены через 90 мин температура в среднем была 65° С. С внутренней стороны плиты обуглились на глубину до 25 мм. В полостях между пли­ тами и на наружной стороне еледов огня не обнаружено. После прекращения воздействия огня горения материала не наблюда­ лось, а тление было кратковременным.

Результаты опытов позволили отнести плиты из велокса к материалам огнестойким и не горючим.

Звукопоглощение плит из велокса проверялось Государствен­ ной службой испытания материалов в г. Вене.

Для испытаний была сделана стена площадью 6 м2, оштука­ туренная с двух сторон известково-гипсовой штукатуркой толщи­ ной 0,4 см. Общая толщина стены составляла 5,8 см, вес 1 м2 был равен 40 кг. После высыхания стены были проведены испы­ тания звукоизоляции при распространении звуков по воздуху. С одной стороны стены звуковой генератор издавал гудящие звуки частотой от 100± 50 до 3200±50 гц, которые через усили­ тель поступали в динамик. Звукомеры, предусмотренные DIN, подключенные к октавным фильтрам, воспринимали уровень зву­ ка с обеих сторон стены. По показаниям приборов определяли звукоизоляцию и звукопоглощение стены. Были определены средние значения коэффициента звукопоглощения в зависимости от частоты звука. С учетом Австрийского стандарта В8115 зна­ чения коэффициента звукопоглощения в децибелах увязаны с диапазонами частот звука. Для частот 100—550 гц коэффи­ циент звукоизоляции равен 28 дцб, для 550—3000 гц он равен 34 дцб. В среднем для частот 100—3000 гц коэффициент звуко­ изоляции равен 31 дцб. Австрийский стандарт В8115 допускает для внутренних стен коэффициент звукоизоляции, равный 40 дцб. Государственная служба испытания материалов считает, что стены из плит велокса следует делать двойными с промежу­ точным пространством 4 см и периферийной изоляцией из стек* ловолок/на.

Биостойкость. Испытание плит велокс на биостойкость про­ водилось в июле 1967 г. профессором доктором Куртом Ловач в соответствие с требованиями DIN 52176.

45

Из плит вырезались образцы размером 5X2, 5X1,5 см, кото­ рые помещались в ванночки, где на питательной среде агара были заросли грибницы домашнего гриба. Испытания продолжа­ лись в течение 4 месяцев. Заросли грибницы за это время покры­ ли все образцы. Через 4 месяца извлеченные образцы (после очистки от грибницы и высушивания) взвесили. Было установле­ но, что из пяти образцов один не изменил своею веса, а у четы­ рех вес увеличился, что объяснили химическим изменением ком­ понентов плит. Никаких следов разрушения в образцах не обна­ ружили.

Это позволило сделать .вывод о том, что плиты из велокеа стойки к воздействию домашнего гриба.

Кроме этого, образцы строительных плит велокс помещали во влажные помещения, помещения с парами кислот и влажный перегной, где они находились по .нескольку лет. Опыты показа­ ли, что плиты из .велокса не подвержены гниению и не чувстви­ тельны к парам кислот и щелочей.

По мнению фирмы, формат плит 50X200 см является .наибо­ лее оптимальным и рациональным для изготовления и примене­ ния в строительстве. Этот формат позволяет быстро и экономич­ но собирать строительные элементы различных размеров приме­ нительно к конкретным условиям. Однако фирмой изготовля­ ются плиты различных стандартизованных размеров. Эти плиты могут разрезаться на различные отрезки, из которых изготовля­ ются самые различные строительные элементы, удовлетворяя тем самым требования как строителей, так и архитекторов.

Такая универсальность велокса имеет большое значение, она создает возможность серийного производства унифицированных деталей стен и потолков, что удешевляет строительство. При этом перестройка технологии изготовления различных строитель­ ных элементов очень проста.

Из плит велокса делают стены зданий различной конструк­ ции.

ПРИМЕНЕНИЕ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ВЕЛОКСА

Плиты из велокса в качестве опалубки для бетона. Две пли­ ты из велокса удерживаются дистанционными держателями из проволоки на определенном расстоянии друг от друга и выпол­ няют роль опалубки. Между плитами образуется полость, кото­ рая заполняется бетонным раствором, а при необходимости и арматурой. При заполнении полости бетоном, плиты велокса с ним схватываются и в готовом здании являются изоляцией

•и основой для штукатурки. Средняя часть, заполненная бетоном, воспринимает нагрузку и является несущей строительной деталью. В зависимости от высоты зданий средняя часть стен из бетона делается разной толщины. Это осуществляется приме­ нением дистанционных держателей из проволоки разной длины.

.46

Используя плиты разной толщины, можно получить тепло­ изоляцию наружных стен в соответствии с климатическими усло­ виями. Более толстые плиты размещают снаружи, а более тон­ кие— с внутренней стороны.

По 'Сообщению представителей фирмы, такой метод на 15—■ 30% удешевляет строительство, улучшает качество и повышает теплоизоляционные свойства стен. Этим методом пользуются около 20 лет.

Представители фирмы сообщили, что при использовании двух плит толщиной 35 мм получается теплоизоляция, эквивалентная теплоизоляции железобетонной панели толщиной 60 см, а при использовании двух плит толщиной 50 мм теплоизоляция равно­ ценна теплоизоляции при кладке толщиной 80 см из цельных кирпичей.

Представители фирмы сообщили, что у 8-этажного жилого

велокс толщиной 35 мм.

Для легких стеновых конструкций на заводе или на строй­ площадке путем подгонки плит изготовляют строительные эле­ менты различных размеров. Оборудование для коммуникаций у элементов больших размеров встраивается на заводе, а у эле­ ментов небольших габаритных размеров — на стройплощадках.

Фирма проводит работы по нанесению на стеновые конструк­ ции поверхностного слоя декоративных покрытий на заводе-изго- товителе заводским способом. После решения этого вопроса отпадает необходимость в штукатурных операциях на стройпло­ щадках. Чтобы стены были ровными и гладкими, строительные плиты, собираеме в стеновые конструкции на стройплощадке, тщательно подгоняются и выравниваются по поверхностям и по толщине.

Выровненные поверхности стен изнутри могут оклеиваться обоями, а снаружи штукатурятся цементным раствором или спи­ тет11чесinI м и материала ми.

Допустимая нагрузка на строительные плиты зависит от тол­ щины конструкции стены и площади ее поперечного сечения. По сообщению представителей фирмы, стеновые элементы высо­ той 3 м подвергались испытанию на сжатие. Эти элементы были изготовлены из двух плит толщиной 35 мм. Поверхность была покрыта слоем штукатурки толщиной 12иш из обычного цемент­ ного раствора. Вся стеновая конструкция имела толщину около 17 см, полости в стене имели поперечное сечение около 7X20 см.

были деформированы, что рассматривалось как разрушение. Несмотря на значительную высоту (3 м) и относительно неболь­ шую толщину стеновой конструкции (17 см) продольного изгиба не произошло. Испытания таких конструкций на изгиб показали,

47

нием плит из велокса позволило фирме определить обширные области их применения.

Конструкция для потолков. Для ПОТОЛКОВ С ОДНОСЛОЙНОЙ перекрестной арматурой применяются пустотелые плиты велокс толщиной до 57 мм, удовлетворяющие статическим требованиям. Эти плиты при строительстве сначала служат в качестве опа­ лубки, а затем действуют как изоляция и облицовка. Благодаря этому вес таких потолков значительно уменьшается. Пустотелые плиты изготовляются таким образом, чтобы ребра располага­ лись на определенном расстоянии и совпадали с опорами. Фир­ мой разработаны различные конструктивные решения примене­ ния плит из велокса как в одноэтажном, так и в ‘многоэтажном строительстве.

Из велокса можно изготовлять сплошные стеновые элементы различной толщины для зданий с разной этажностью. Creiia толщиной 25 см, сделанная из велокса, может выдержать нагрузку 20 кгс/см2, при этом теплоизоляционные и звукоизоля­ ционные качества у таких стен значительно выше, чем у стон из кирпичной кладки или железобетонных панелей такой де толщины. Вес 1 м3 стен из велокса значительно меньше, чем вое 1 м3 стен из кирпича или железобетонных панелей.

Выше уже отмечалось, что изделия из велокса нашли широ­ кое применение в одно- и многоэтажном жилищном и промыш­ ленном строительстве Австрии.

На рис. 13 показаны примеры одно- и многоэтажных зданий, построенных с широким применением плит из велокса. На рис. 14—16 показаны примеры сооружения стен, междуэтажных перекрытий и крыш.

Из изложенного видно, что плиты из велокса в Австрии при­

как элементы коробчатого сечения с последующим заполне­ нием их бетоном и арматурой на месте строительства.

2. В качестве несущих перегородок коробчатого сечения с применением скрепляющих элементов из .проволоки с заливкой пустот бетоном с арматурой.

3.В качестве подстилающего слоя и звукоизоляции в пере­ крытиях.

4.В качестве опалубки для бетонирования ребристых моно­ литных междуэтажных перекрытий с применением элементов

48