Электропроводка в частном доме



Как выбрать мебель для кабинета?



Как выбрать корпусную мебель?



Как применяется модульная мебель?



Как правильно размещать розетки?



Чем популярна стеклянная мебель?



Мебельные светильники
Перейти на главную  Материалы 

 

Композитные материалы из углеродных волокон


Древесина на Руси издревле считалась незаменимым материалом для строительства домов. Широкая доступность, легкость в обработке, хорошая теплоизоляция и неповторимая красота - ее основные преимущества. Дом, построенный из древесины обладает благоприятным микроклиматом для живущего в нем человека, поэтому вне всякого сомнения, что и в будущем этот строительный материал не утратит своей популярности.

 

В старину для строительства деревянных домов в основном применяли бревна, т. е. со стволов деревьев лишь снималась кора. Недостатком бревен является их нетехнологичность, обусловленная естественными неровностями, и другие причины, связанные со структурой древесины.

 

В настоящее время для строительства деревянных домов в основном применяются оцилиндрованные бревна и профилированный брус (цельный или клееный).

 

По своей микроструктуре древесина является естественным полимером, образующие ее клетки-волокна имеют трубчатую форму и направлены вдоль ствола. Благодаря этому древесина обладает целым рядом достоинств - высокой прочностью, упругостью, малой плотностью, а следовательно, и малым весом, низкой теплопроводностью, стойкостью к воздействию химически агрессивных сред, природной декоративностью, легкостью и простотой обработки и монтажа. Особое значение имеют теплоизоляционные свойства древесины: низкая теплопроводность - ее бесспорное достоинство. Важнейшей характеристикой теплоизоляционных свойств конструкции является величина термосопротивления, устанавливающая связь между физическими свойствами материала и толщиной его слоя. Она определяется как отношение толщины слоя материала к его коэффициенту теплопроводности.

 

Чем ниже коэффициент теплопроводности, тем выше термосопротивление материала, из которого построен дом, тем он теплее.

 

Превосходство дерева над кирпичом по теплоизоляционным свойствам очевидно: кирпичная стенка толщиной 510 мм (в два кирпича) имеет почти такое же термосопротивление, как и стена из деревянного бруса толщиной 100 мм. Однако наряду с достоинствами у древесины есть недостатки: анизотропия (ее свойства резко отличаются вдоль и поперек волокон), пороки структуры, гигроскопичность и, как следствие, влажностные деформации, загниваемость и возгораемость.

 

Наиболее существенно на эксплуатационных свойствах деревянных конструкций сказываются гигроскопичность, загниваемость и возгораемость. Для уменьшения их отрицательного влияния в первую очередь применяют сушку, пропитку древесины антисептиками или антипиринами, а также меры по предотвращению увлажнения конструкций в процессе эксплуатации (защита от атмосферных осадков; изоляция от грунта, камня, бетона; устройство хорошей естественной вентиляции и т. д.).

 

Из века в век на Руси искусно рубили деревянные строения, подгоняя бревно к бревну, комель к вершинке, искусно устраняя таким образом естественный сбег древесного ствола. С расширением масштабов строительства потребовалось упрощение технологического процесса. Решение пришло в виде оцилиндрованного бревна (с одинаковым диаметром по всей его конструкционной длине) и строганого профилированного бруса.

 

Механизированные технологии оцилиндровывания применялись в России и за рубежом уже в начале века. Деревянные дома из-за сокращения числа операций при сборке стали проще и быстрее строить, кроме того, использование оцилиндрованного бревна позволило при сборке создать более жесткую конструкцию. Так как бревно к бревну подгоняется плотнее, улучшаются теплоизоляционные свойства стен, а само здание выглядит эстетичнее.

 

Для изготовления оцилиндрованного бревна и профилированного бруса, пришедшего на смену обычному, в основном используется сосна. При оцилиндровке этой классической ядровой породы срезается более рыхлая заболонь и остается более твердое, пропитанное смолой ядро. Бревно от этого только выигрывает.

 

Срезание заболони приводит еще к одному положительному эффекту - уменьшению ширины трещин при высыхании, что, в свою очередь, улучшает теплоизоляцию стен. С растрескиванием бревен борются целенаправленно, провоцируя появление трещин в вертикальной плоскости. Для этого вдоль бревна делают неглубокий вертикальный пропил.

 

При оцилиндровке, а также при изготовлении профилированного бруса достигается высокая чистота обрабатываемой поверхности, древесина становится чрезвычайно гладкой, что позволяет не применять дополнительные материалы для внутренней и внешней отделки зданий и, следовательно, избежать лишних затрат.

 

Законодателями мод в производстве оцилиндрованного бревна, профилированного бруса и в строительстве из них домов считают финские фирмы. Профиль оцилиндрованного бревна, производимого ведущими фирмами, далек от традиционного круглого профиля. Современные профили имеют специальные клиновые замки, которые вместе с утеплителем, закладываемым между бревнами, надежно защищают дом от ветра и влаги. При возведении зданий из оцилиндрованного бревна и профилированного бруса для скрепления конструкций применяют (как и при традиционных технологиях сборки) нагели, болты, шпильки, скобы, а также регулируемые анкеры. Собранный дом обязательно дает осадку, но она гораздо меньше, чем у дома из обычных бревен. Снижению величины осадки способствует принудительная стяжка конструкции. Поскольку дом сделан из хорошо обработанного материала, он в основном не требует дополнительной отделки, в нем можно жить почти сразу после его возведения.

 

Естественная текстура древесины создает особый рисунок стен, а поскольку используется древесина эксплуатационной влажности, то дом сразу можно окрасить снаружи. Это дополнительно предохраняет древесину от проникновения влаги.

 

Деревянный дом из оцилиндрованного бревна и профилированного бруса быстро возводим и экологичен, он сочетает в себе сравнительно низкую стоимость с высокими эксплуатационными характеристиками. Естественная красота дерева и фантазия архитектора позволяют создавать из этого материала по- современному комфортные загородные дома и коттеджи. Все вышеперечисленное сделало эти деревянные дома очень популярными как за рубежом, так и у нас в России.

 

В заключение остановимся на одной из отечественных индустриальных технологий производства и строительства домов из бруса "Вишера".

 

Проектирование. Проектирование дома производится проектно-конструкторской группой на основе компьютерной программы. Программа позволяет выполнить чертежи фасадов, разрезов и планов дома, а также получить сметную документацию на его производство и строительство.

 

Проектирование в виртуальном пространстве компьютера, учитывающее особенности деревянного строительства, полностью воспроизводит процесс сборки дома.

 

Результатом является проект реального дома.

 

Подготовка и сушка сырья. Сырьем для изготовления брусовой части дома служит свеженапиленный брус (еловый или сосновый) сечением 150х180  мм. Уникальная технология камерной сушки и предварительной обработки позволяет за 8-9 дней высушить брус до влажности 14-16%. Именно при таком значении влажности защищенная от осадков древесина не впитывает влагу из окружающего воздуха, и такие условия идеальны для её качественной обработки. В результате до минимума снижается усадка собранного дома, предотвращается образование трещин, а тепловое сопротивление стены из такого бруса повышается в 1,6 раза по сравнению с деревянной стеной, изготовленной обычным способом. Таким образом, стена из такого бруса сохраняет тепло в доме столь же эффективно, как обычная брусовая стена толщиной 23 см.

 

Производство комплекта дома. Комплекты деревянных домов изготавливаются по специальной индустриальной технологии на основе нового подхода к организации производства. Управляемая компьютером производственная линия, изготовленная на заказ, непосредственно под эту технологию, подобно принтеру, "печатает" из профилированного бруса комплект деталей реального дома.

 

Используемый в технологии принцип модульности брусовых деталей позволяет упростить производство, комплектацию и сборку и значительно повысить точность изготовления, существенно снизив отрицательное влияние "человеческого фактора".

 

Сборка дома. Дом собирается из готовых брусовых деталей. Монтаж дома осуществляется на месте, без предварительной сборки и подгонки. Доставка и сборка комплекта может производиться по мере его изготовления (по уровням - 10-12 м3), что исключает нежелательное длительное хранение материалов на складе или стройплощадке. При этом унификация деталей позволяет беспрепятственно заменять их при необходимости теми, что уже находятся на стройплощадке. Доставка всех материалов в виде готовых, законченных деталей обеспечивает высокую скорость возведения конструктивной (брусовой) части дома: двухэтажный дом площадью 250 м2 собирается бригадой из восьми человек менее чем за 30 дней.

 

Одной из важных задач строительного комплекса является увеличение несущей способности конструкций (бетонных, кирпичных, деревянных и стальных). В настоящее время существуют различные пути ее решения, в данной статье речь пойдет об усилении строительных конструкций композитными материалами из углеродных волокон системы Sika CarboDur.

 

В состав системы входят следующие составляющие:

 

- ленты Sika CarboDur различных типов;

 

- эпоксидный клей для лент Sikadur 30;

 

- ремонтный раствор Sikadur 41;

 

- угольники для усиления сжатых зон Sika CarboShear L;

 

- холсты SikaWrap;

 

- эпоксидный клей Sikadur 330.

 

Ленты с помощью клея приклеиваются к основанию конструкции (см. рис 1). Тип ленты выбирается исходя из ее технических характеристик и в зависимости от вида материала усиливаемого объекта. Усиление материалами из углеродистых волокон с высоким модулем линейной упругости уменьшает напряжения в арматурной стали, вероятность появления трещин. Также их целесообразно применять при большом изгибе усиливаемого элемента (например, в случае усиления деревянных конструкций - см. рис. 2) и большой высоте конструкции (при усилении кладки или стены - см. рис. 3 или усилении колонн - см. рис. 4).

 

Существуют и возможность предварительного напряжения лент непосредственно перед приклеиванием к конструкциям, что приводит: к уменьшению напряжений в арматурной стали, увеличению живучести и безопасности конструкции, более рациональному использованию несущей способности лент, а также уменьшению изгиба и ширины трещин.

 

Существует возможность усиления за короткий период времени. В нормальных условиях система достигает своей прочности через несколько дней, а в случае применения специального приспособления, подогревающего эпоксидный клей для лент Sikadur 30, можно нагружать конструкцию уже через несколько часов после ее усиления. Такая процедура позволяет достигнуть плановой прочности элемента за несколько часов (например, за ночь).

 

Угольники выполняют функции дополнительных стремян, приклеиваемых к Т - образным балкам (см. рис. 5) и ребристым конструкциям. Они анкерятся при помощи клея Sikadur 30 в зоне сжатия верхних полок разреза, в специально высверленных отверстиях и приклеиваются к боковой и нижней поверхностям балки.

 

Холсты применяются везде, где использование лент значительно затруднено или невозможно (например, при усилении больших кирпичных поверхностей или элементов со сложной геометрией - см. рис. 6). Для приклеивания холстов используется клей Sikadur 330.

 

Основными преимуществами системы являются:

 

-высокая прочность на растяжение;

 

- небольшие размеры и собственный вес;

 

- экстремально высокая прочность на усталость;

 

- простота перевозки и маневрирования;

 

- возможность покрытия растворами и красками;

 

- простое и быстрое применение;

 

- устойчивость к коррозии;

 

- возможность предварительного напряжения плит;

 

- водонепроницаемость материала.

 

Следует заметить, что качество усиления конструкций композитными материалами системы в большой степени зависит от состояния основания и выполнения требований по его подготовке, а также от соблюдения технологии проведения работ.Основание должно быть прочным, ровным, обезжиренным и чистым. При наличии раковин или неровностей усиливаемой конструкции их необходимо предварительно выровнять (зашпаклевать) ремонтным раствором.

 

Технология выполнения работ достаточно проста. Сначала необходимо шпателем втереть тщательно перемешанный клей Sikadur 30 в подготовленную поверхность, выравнивая все дефекты основания. Ленту очистить (желательно фланелью, насыщенной специальным составом. После этого на ленту нанести слой клея Sikadur 30 так, чтобы этот слой в сечении имел вид дуги (высота от 3 до 5 мм). Прижав ленту к подготовленной и покрытой клеем поверхности, дожать ее валиком, чтобы клей по всей длине был выдавлен с двух сторон ленты.

 

Перед приклеиванием холста необходимо тщательно втереть клеевой раствор Sikadur 330 в подготовленное и выровненное основание. Холст уложить, учитывая направления волокон, и слегка дожать. Затем, используя специальный валик, дожать холст к основанию, направляя валик вдоль волокон. Заканчивается приклеивание нанесением последнего раствора - лучше всего с использованием валика или кисточки. В случае приклеивания очередного усиливающего слоя, необходимо повторить вышеуказанные операции.

 

Примерами применения композитных материалов из углеродных волокон системы Sika CarboDur являются:

 

- усиление железобетонной дымовой трубы на электростанции Козенице;

 

- увеличение несущей способности моста над рекой Вьяр и на международной трасе Via Baltika;

 

- усиление каменных колонн дворца в Баранове Сандомерском;

 

- быстрое усиление балки на эстакаде в Гдыни (весь ремонт удалось провести за 6 часов);

 

- дополнительное усиление фундаментной плиты РРА банка в Гдыни (см. рис. 7);

 

- усиление поддерживающих водяные трубы балок на электростанции Белхатув и др.

 

Итак, система приклеиваемых композитных материалов из углеродных волокон обладает целым рядом достоинств (устойчивость к коррозии, высокая прочность на растяжение, водонепроницаемость, удобство и простота в применении, небольшие размеры и вес и др.), что позволяет их широко применять для усиления конструкций различного назначения.

 

 

Использование силиконов для остекления. Вечная керамика. керамическая плитка. Клеи, применяемые в строительстве. Гипсокартон - лучший материал для стен, перегородок, потолков. Рольставни - надежное средство защиты окон, дверей, гаражей.

 

Перейти на главную  Материалы