X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Глина – один из наиболее перспективных материалов для эко-строительства.

Глина - интересный материал с точки зрения строительной физики и строительной биологии. В основном глина используется, как смесь из равных частей песка, суглинка и собственно глины. С ее способностью теплового регулирования, а еще в большей степени, регулирования влажности в помещениях, не может сравниться ни один другой строительный материал. До сих пор работа с глиной непосредственно на строительной площадке была достаточно дорогой. Но после разработки технологии производства глиняных строительных панелей, ситуация кардинально изменилась.

Проблемы экологической безопасности активно обсуждаются главами крупнейших государств на экологических конференциях .Вопрос экологической безопасности не имеет связи с национальностью или гражданством-это глобальный вопрос, касающийся всех жителей Земли. Ухудшение экологической ситуации, быстрый темп роста цен на энергоносители, потребность в использовании местного сырья придали домам из глиняных панелей стабильный спрос в Америке, Канаде, Западной Европе.Глиняные панели выпускаются различными производителями и в самых различных вариантах. Но главным их компонентом остается глина. Глина - довольно хрупкий материал. Ее армируют с помощью камышовых матов, либо стабилизируют с помощью соломенных или деревянных волокон (опилки). Кроме того, глиняные строительные панели могут содержать и иные растительные или минеральные добавки, например джутовые или льняные волокна для улучшения теплоизоляционных свойств. Панели не подвергаются термической обработке, благодаря чему все полезные свойства глины сохраняются в полном объеме.Глиняные строительные панели обладают высокими звукоизоляционными характеристиками. Кроме того, они способствуют регулированию влажности , что помогает поддерживать оптимальный микроклимат в помещении, а их поверхность воспринимается, как "теплая", что немаловажно при использовании панелей для строительства жилых домов. Еще одно уникальное свойство глиняных панелей - это способность абсорбировать запахи и экранировать излучения. Эти свойства актуальны в контексте защиты человека от вредных воздействий, например, при строительстве объектов вблизи города. По международным стандартам паропроницаемости строительных материалов (стандарты ISO TC 163/SC 2 и ISO/FDIS 10456:2007(E) - 2007 год) глина имеет коэффициент сопротивления паропроницаемости (µ) равный 50 как при сухом (влажность < 70 %), так и при влажном (влажность > 70%) состоянии воздуха. Это говорит о том, что глина является устойчивым к изменениям влажностного режима сырьем для создания качественного строительного материала. Плотность глины составляет 1845 кг/м³; Это говорит о высокой прочности материала. Для сравнения, плотность бетона 2300 кг/м^3. .Удельная (массовая) теплоемкость, кДж/(кг·град) для глины составляет 1,09. Она очень близка к удельной теплоемкости бетона ( 1,13 кДж/(кг·град) ). Можно сказать, что прочностные качества глины достаточно высокие, а физические характеристики позволяют сделать вывод о том, что глина является высококачетсвенным сырьем для создания экологичных строительных материалов.

Глиняные строительные панели, в зависимости от исполнения, могут относиться к разным классам европейской классификации: от В1 (горючий) до А1 (не горючий). Это позволяет расширить возможности применения панелей в строительстве объектов различного функционального назначения (жилые и общественные здания).Глиняные строительные панели применяются для обшивки стен и потолков, а также для обшивки стен с дополнительным изоляционным слоем. Глиняные панели монтируются на стальные профили или деревянные рамочные конструкции с помощью шурупов или гвоздей. Обшивку же потолков глиняными панелями следует производить, в зависимости от типа панелей, с помощью подкладных шайб. Прирезку глиняных панелейможно производить обычными инструментами. Часто стыки глиняных строительных панелей для удобства монтажа имеют паз и шпонку. При этом стыки желательно армировать джутовой тканью или стекловолоконной тканью, после чего зашпаклевать штукатурным раствором. Начисто поверхность смонтированных глиняных строительных панелей можно покрыть глиняной штукатуркой.

Для отделки фасада можно применить обожженные панели - терракотовые плиты.

Фасадные терракотовые плиты созданы на основеиспользования природной глины в качестве основного сырья с добавлением небольшого количества других ингредиентов

( кварц, пемзы, полевой шпат, пигменты и т.д.). С помощью высокого давления экструзионного формования, низкотемпературной сушки и 1200 ℃ высокой температуры обжига, создается терракота. Терракотовые фасадные плиты имеют широкий спектр различные естественных тексту (гладких, шероховатых , деревянных и т.д.) , получаемых в процессе экструзионного формования. Также за счет добавления различных минеральных красителей, а также уникальной технологии обжига, плиты имеют огромную богатую цветовую палитру. Эти аспекты могу удовлетворить потребности архитекторов в стойком, универсальном фасадном материале, который бы с легкостью передавал с помощью своих свойств (текстура, фактура, цвет) идею архитектора. Конструкционно плиты закрепляют с помощью «клипов» - легкий 18 мм алюминиевый профиль. Эти профили могут иметь различные формы благодаря процессу экструзии алюминиевых изделий различной формы поперечного сечения. Если произошло разрушение одного фрагмента в фасадной конструкции, то система «клипов» позволяет с легкостью заменить испорченный фрагмент без разбора конструкции в целом. Просто удалить панель физическим методом, а затем повторно установить новые панели. Соединительные части (заклепки и поры) гарантируют стабильность системы.

Следует отметить некоторые физические свойства терракотовых плит. Терракотовые плиты обладают отличными звукоизоляционными свойствами (шумоподавление посредством более 8 дБ), что важно именно при отделке фасада, так как плоскость фасада почти всегда направлена на более оживленную часть улицы, примыкающую у участку строительства. Важным свойством является класс огнестойкости –плиты обладают огнестойкостью уровня A1 (не горючие). Это свойство обусловлено технологией изготовления терракоты - высокая температура обжига (1200℃) позволяет ей с легкостью выстоять при пожаре.

Кратко можно отметить следующие функции и преимущества терракотовых плит:

1. Натуральные эко-материалы в основе (глина)

2. Возможность создания уникального дизайна панелей (богатство цветовой палитры, разнообразие текстур и фактур)

3. Пустотная структура панелей (облегченная форма)

4. Защита от излучений

5. Прочность

6. Возможность легкой установки, удобного, безопасного и надежного крепления

7. Сейсмоустойчивость и отличное сопротивление ветровой нагрузке

8. Пожарная безопасность, высокие тепло- и звукоизоляционные качества

9. Возможность самоочистки (за счет осадков), простота обслуживания.

Интересно, что в нашем регионе эко-строительство становится все более популярным. Поэтому можно сказать о том, что глиняные панели могут стать важнейшим материалом при строительстве объектов в Ростовской области.

К минеральному сырью регионального значения на территории Ростовской области относятся тугоплавкие глины (Владимировское, Федоровское Западное, Киселевское и Гуковское месторождения), флюсовые известняки (Жирновское месторождение), формовочные пески (Карпов-Ярское, Миллеровское, Сутурминское и Тарасовское месторождения), стекольные пески (Песчаное месторождение, Дегтевский II, Миллеровский участки). Все эти полезные ископаемые могут быть использованы при создании глиняных панелей (глина-в качестве сырья, известняки и стекольные пески –в качестве дополнительных компонентов или добавок) . Месторождения огнеупорных и тугоплавких глин распространены в центральной части Ростовской области в пределах открытого Донбасса. Глины приурочены к сулинским слоям плиоценового возраста, представляют собой тонкодисперсные, вязкие, пластичные породы разнообразной окраски (белые, желтые, серые с голубоватым или зеленоватым оттенком, фиолетовые, розовые и др.). Мощность глин достигает 9-22 м. Общие запасы Ростовской области составляют 15,9 млн. т., из которых 75% приходится на Владимировское месторождение. Промышленность области в основном обеспечена сырьем. Глины разведанных месторождений используются для производства грубой керамики (керамические трубы, метлахские плитки, плитки для наружной облицовки, тугоплавкий кирпич и др.).

Поэтому можно сказать о том, что в Ростовской области панели из глины и терракотовые плиты имеют большие перспективы применения (доступность сырья, экологичность, использование местных ресурсов, экономичность продукта на всех стадиях - от производства до доставки непосредственно к потребителю) . Также архитектура южных регионов тяготеет к лаконичным формам, которые с легкостью можно создать с помощью этих панелей и плит.

Также для нашего региона актуально решение вопроса солнцезащиты зданий. Для решения этого вопроса применяют различные виды солнцезащиты: солнцезащитные системы со статичными или поворотными ламелями.

Из терракоты изготавливают: керамические фасадные ламели с функциями защитных оконных решеток, солнцезащитные системы из керамики.

Керамические фасадные ламели могут выполнять не только солнцезащитные функции, но и служить защитными оконными решетками одновременно, защитным роллетам и рольставням, при этом они могут статья акцентом или структурным нюансом в решении фасада здания. Также помимо солнцезащиты могут являться декоративным экраном для окон при оформлении окон и фасада.

Керамические ламели могут крепиться как горизонтально, так и вертикально на фасаде, могут служить ограждающими конструкциями для отделки балконов и лестниц, «стенами» или «перегородками» для террас или патио, отделочным материалом для беседок, веранд, заборов, оград. Можно назвать несколько главных особенностей материала.

Особенности материала:

окраска исходного сырья (глины), а не поверхности плиты после производства, как в аналогах;

не разрушается под действием солнечных лучей, не выцветает;

морозоустойчив, не деформируется, не «ржавеет» и не требует специального ухода;

влагоустойчив (влагопоглощение менее 1, 5 %);

прочный и долговечный;

огнеупорный материал;

поверхность и фактура способствует большей теплоотдаче при сохранении изысканного вида;

легкость, простота и высокая скорость монтажа;

наличие угловых фасадных керамических элементов;

высокая адгезия;

высокая плотность;

низкий уровень технологических отходов;

В коттеджном, малоэтажном и загородном строительстве в Европе более чем в 85% проектах применяется керамическая фасадная плита и изделия из керамики для облицовки фасада, что делает здание не только изысканным и стильным, но и существенно повышает его стоимость в случае продажи. Этот опыт может быть полезен для российского рынка недвижимости.

Суммируя все вышесказанное, хочется отметить, что в строительстве наметилась тенденция к оптимизации процесса создания архитектурного объекта /уменьшение затрат непосредственно на строительной площадке/,то есть актуальными становятся модульные ,панельные элементы (они позволяют упростить технологию возведения объекта ,а также сократить время его создания). Также решение экологических проблем выходит на первый план в строительной индустрии- экологичные материалы вытесняют «вредные»(пластики, тяжелые металлы и прочее), создавая экологически благоприятную среду для обитания человека.

Рис.1 Глиняные панели

Рис 2. Терракотовые панели

Рис 3. Крепления терракотовых панелей

Рис 4. Фасонные керамические изделия

Рис.5 Применение фасонных керамических изделий в качестве солнцезащитных устройств

Рис.6 Применение фасонных керамических изделий в качестве динамических солнцезащитных устройств

Источники:

Справочник современных строительных материалов и конструкций, Основин В.Н., Феникс, 2010.-424с

СНиП II-3-79 (1998) (Приложение 3. Теплотехнические показатели строительных материалов и конструкций)

Стандарты ISO TC 163/SC 2 и ISO/FDIS 10456:2007(E) - 2007 год

Физические величины. Справочник. А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. - М.:Энергоатомиздат, 1991. - 1232 с.

Строительные материалы и изделия, К.Н. Попов, Учеб. — М.: Высш. шк. , 2001. — 367 с.

http://www.donland.ru/O-regione/Priroda/?pageid=76153

http://snosn.com/7-glinyanye-paneli.html

http://ru.terracottapanel.com/dry-hanging-system-terracotta-panel-aluminum-column_p244.html

http://www.i-con.ru/region/distinct/d128/

Код для цитирования: Скопировать