Инновационные материалы на основе древесины: обзор новых строительных материалов

Камень, дерево и шкуры животных – были первыми строительными материалами. Хотя они и сейчас используются в этом качестве. Современные аналоги различают по составу и способу обработки. Также от выбранных расходников зависят сроки строительства, прочность создаваемых конструкций, вес, энергоэффективность. Существует немало технологий производства инновационных строительных материалов на основе древесины. Благодаря научно-техническому прогрессу стало возможным нейтрализовать недостатки природного материала и преобразовать их в преимущества. Как это работает?

Перечень инноваций в выборе стройматериалов

Сейчас наметилась тенденция по расширению использования композитных материалов при домостроении и для развития экономики. В России только набирает обороты популярность использования практичных CLT-панелей. Это склеенные между собой ламели из древесины хвойных лиственных пород. Благодаря искусственному происхождению такие пиломатериалы могут достигать в длину 24 м, по ширине быть в пределах 1,25-3,25 м. Рабочая толщина панелей от 6 до 40 см.

Впервые такой стройматериал был разработан в Австрии в 1996 г. Буквально за 10 лет наметился ежегодный прирост производственных мощностей по изготовлению таких пиломатериалов. Изначально их производство задумывалось для ускоренного возведения шале в Швейцарии. Хотя популярность панели быстро распространилась по странам Европы и Северной Америки. Сегодня такой пиломатериал производят в Австрии, Германии, Швеции, Великобритании, Норвегии. Сейчас налажено производство подобных и в России.

Сейчас из таких конструкций с алюминиевыми гвоздями и металлическими скобами создают устойчивые к горению и долговечные жилые дома. Технология изготовления достаточно проста. Заготовленные и предварительно высушенные до влажности 12% ламели из хвойных и лиственных пород сращиваются на клеевой шип. Используются экологичные полиуретановые или меламиновые клеи. Соответственно продукция является безопасной для жилища.

Кроме заявленных преимуществ, CLT-панели обладают повышенной устойчивостью к сейсмическим толчкам. Этот факт был доказан при испытаниях в Японии в 2007 году. Тогда дома из такого стройматериала выдержали землетрясение магнитудой до 9 баллов.

В числе неоспоримых преимуществ заявленных панелей:

• Повышенная экологичность;
• Отличная устойчивость к огню и воспламенению ввиду использования синтетических клеевых элементов;
• В сравнении с камнем, кирпичом или брусом относительно малый вес. Это обеспечивает возможность строительства на зыбких почвах или экономии за счёт менее устойчивого к механическим нагрузкам каркаса дома;
• Возможность изготовления по индивидуальным параметрам. Это обеспечивает реализацию авторских проектов при строительстве, оптимизирует затраты на хранение и транспортировку;
• Отличная сопротивляемость статическим нагрузкам;
• Четкость геометрических форм, что обеспечивается за счет точного распила ламелей, лежащих в основе CLT-панелей.

Данный строительный материал нельзя отнести к категории дешевого. Его производство требует использования дорогостоящего оборудования. При этом при строительстве жилья или здания общественного назначения в регионах с низкой температурой и повышенной влажностью есть необходимость дополнительных затрат на утепление и гидроизоляцию стен. С этой задачей данный пиломатериал не справляется.

Структурно-изоляционная панель - не совсем инновационный материал. Но порядком усовершенствованный. Впервые его производство наладили в США в 30-х годах с прошлого века. Это плита состояла из 2 панелей фанеры, соединенных пропитанным гудроном картоном. Спустя 20 лет изоляционный слой был порядком усовершенствован и в его качестве использовался пенополистирол. Массовое изготовление таких панелей началось в 1959 г. Сейчас согласно государственному стандарту для создания CIP применяются OSB плиты и наполнитель. В зависимости от места использования стройматериалов возможен вариативный выбор последнего. Это может быть:

• Пенополистирол;
• Минеральная вата;
• Стекловолокно;
• Пенополиуретан.

Использование именно OSB основы стало практиковаться в 80-х годах на заводах в Канаде. Сегодня такой тип панели очень распространен в Европе. Стандартная ширина строительного материала 1,25 м, длина – до 2,5-2,8 м, толщина от 6 до 25 мм. В зависимости от места применения возможны различные варианты по габаритам.

Также существуют и другие типы внешнего материала. Это цементно-стружечные плиты, стекломагниевые листы. Первые не уступают по своим функциональным возможностям газобетонным блокам, имеют высокую огнестойкость, практичные. Но при этом очень хрупкие и слабо выдерживают статические нагрузки. Вторые обладают повышенной огнестойкостью, легко поддаются обработке, просто раскраиваются, имеют отличную стойкость при изгибе, обладают повышенной адгезией к различным типам строительных штукатурок.

В современном строительстве принято использовать древесно-композитные конструкционные материалы. В числе самых распространенных вариантов брус: LVL, LSL, PSL, OSL. Первый изготавливают из листов шпона, подобранных по одному направлению волокон в текстуре. Его используют при строительстве загородных домов, спортивных сооружений, складов, ангаров, при изготовлении мебели, окон, межкомнатных дверей, перегородок, предметов интерьера. LSL производят из удлиненных плоских стружек, которые образуются при раскрое плит. Их укладывают параллельно друг другу, что позволяет создать красивый равномерный узор. PSL-брус изготавливают из склеенных между собой удлиненных листов шпона. Его используют для конструкции с большими пролетами, ведь плотный пиломатериал в состоянии выдерживать высокие нагрузки. Для его изготовления нужны сосна, лириодендрон, тсуга. Для создания OSL используется полученная при раскройке стружка, но укороченного вида. Обычно данные брусья применяются для изготовления ригелей, стоек для каркасных домов.

В целом перечисленные композитные материалы приобрели широкую популярность при строительстве сооружений из натуральной древесины. Это позволяет оптимизировать затраты, повысить влагостойкость и биологическую нейтральность используемых стройматериалов.