Основные виды композитных материалов: бетон, дерево, ОСП, стеклопластик

Основные виды композитных материалов: бетон, дерево, ОСП, стеклопластик

Казалось бы, на нашей планете все устроено идеально и рационально, продумано до мелочей. Но на деле все не так просто. Несущая способность и огнестойкость дерева иногда не устраивают строителей, а прочный и негорючий камень может быть слишком холодным и тяжелым. Именно поэтому человеческий интеллект вносит свои коррективы в природу вещей.

Создание строительных материалов, обладающих полезными и порой взаимоисключающими свойствами, такими как легкость и прочность, является сложной задачей. С незапамятных времен люди пытались создать такие материалы, комбинируя различные субстанции, обладающие разными механическими, физическими и химическими характеристиками. Идея проста, но ее реализация требует большого опыта и знаний.

Например, блоки из соломы и глины. Идея их создания проста, чего не скажешь об ее реализации. Далеко не всегда получается добиться желаемого результата простым смешиванием глины с соломой. Несмотря на это, накопленный опыт и новые знания дали прекрасные результаты. Как говорится, «если долго мучиться, что-нибудь получится». Сегодня существует целый арсенал средств, решающих самые сложные инженерные задачи.

Бетон и камень

Первое, что приходит на ум, когда мы говорим о современном строительстве, это бетон. И да, безусловно, это композитный материал. Щебень в его составе отвечает за прочность, песок — за плотность, цемент — скрепляет все это в единое целое. Даже «тяжелый» бетон легче натурального гранита и технологически удобнее, а ведь есть еще «легкий». В производстве бетона можно сознательно влиять на свойства получаемого искусственного камня, варьируя сырьевой состав и технологии.

Например, использовать различные наполнители (керамзит, полимеры и т. п.), добавки (гидрофобизаторы, пластификаторы, поризующие), изменять марку цемента, крупность песка и гравия. В результате можно получить различные свойства: прочность, удельный вес, морозостойкость, теплоизолирующую способность… Короче говоря, все в наших руках. Получается, железобетонные панели и блоки, малоформатные блоки из газобетона, сэндвич-панели и т. п. — это композитные материалы.

Дерево как цемент
Арболит — это композитный материал на основе растительных заполнителей (например, древесной стружки или соломы), цементного связующего и армирующего компонента. Цементно-стружечные плиты (ЦСП) являются современной разновидностью арболита. Для минерализации заполнителя, то есть для нейтрализации воздействия органики на схватывание цемента, добавляются соли кальция.

В отличие от древесины, материал не поддерживает горение. Прочностные и теплоизоляционные свойства могут быть разными в зависимости от марки цемента, природы наполнителя и соотношения ингредиентов. Недостатком материала является низкая влагостойкость, поэтому наружным стенам требуется влагозащитная отделка.

Ориентированно-стружечные плиты
Ориентированно-стружечная плита (ОСП или OSB) не содержит цемента. В ней используется щепа длиной до 14 см, скрепленная смолами под давлением. Расположение щепы перекрестно-послойное, что делает материал более прочным и эластичным по сравнению с древесными аналогами. Он легок в обработке, легко режется ручным инструментом и крепится саморезами. ОСП используется в некоторых готовых строительных конструкциях, например, в технологиях быстровозводимых зданий.

Канадская технология строительства Sip предлагает готовые сэндвич-панели, состоящие снаружи из ОСП и со слоем пенополистирола внутри. Основное достоинство — высокие скорости строительства и высокая теплоизоляция. По прочности такая стена превосходит обычную каркасную конструкцию. Обработка антипереном гарантирует пожарную безопасность материала.

Стеклопластик
Стеклопластик давно используется в механике, а теперь его «разглядели» и строители. Этот материал стоек к коррозии и обладает настолько высокой прочностью, что вполне способен заменить в строительстве… металл. И заменяет! Из «прозрачного» композитного материала делают арматуру, элементы системы канализации, наружную облицовку стен, объемный архитектурный декор (камень и бетон он тоже заменяет).

Надо ли говорить, что стеклопластик существенно легче традиционных строительных материалов? Меньшая нагрузка на основание — это не только экономия на строительных работах, но и более длительный срок эксплуатации здания.

Предоставлено: https://mtr.by/