Монолитное домостроение

Технология  монолитного домостроения в несъемной опалубке из стружечно-цементной плиты (СЦП, другие названия – фибролит, гераклит, зидарит) это простой, экономичный и высококачественный метод строительства. Технология не требует использования грузоподъемных механизмов, позволяет сократить сроки строительства.
Фибролит — это плитный негорючий материал, изготавливаемый обычно из специального древесного волокна (древесной шерсти) и неорганического вяжущего вещества. Древесную шерсть получают на специальных станках в виде тонких и узких лент. В качестве связующего используется магнезиальное вяжущее вещество. Фибролит изготавливают без специальной минерализации, поскольку процесс естественной минерализации позволяет древесному волокну противостоять биологическому воздействию (поражение грибками, плесенью, насекомыми, грызунами) эрозии и гниению.

Основные свойства фибролита Сферы применения фибролита
  • Механическая прочность и долговечность (срок эксплуатации свыше 60 лет)
  • Экологичность, безопасность для здоровья человека и окружающей среды
  • Биологическая стойкость к воздействию грибков, плесени, насекомых, грызунов
  • Огнестойкость и влагостойкость
  • Хорошая звукоизоляция и звукопоглощение
  • Теплоизоляция
  • Легкость и простота обработки и монтажа
  • Естественный белый цвет, обеспечивающий яркие тона при дальнейшем окрашивании
  • В качестве несъемной опалубки при возведении стен, перегородок, перекрытий в зданиях при монолитном и деревянно-каркасном домостроении
  • Как конструктивный тепло- и звукоизоляционный материал для обшивки стен, чердаков, устройства кровель, подвалов
  • Как декоративный материал для внутренней отделки помещений
  • В качестве звукопоглощающего и звукоизолирующего материала в помещениях с высоким уровнем шума

Плиты из фибролита ранее были доступны только импортного производства, в настоящее время их выпуск освоен несколькими отечественными заводами, они соответствуют ТУ 5768-049-01227131-2004. Плиты имеют четкую прямоугольную форму, кромку повышенной жесткости, что позволяет обеспечивать плотную и равномерную укладку материала при монтаже конструкций.

Наименование материала Размеры Вес кг\м3 Предел прочности на изг. мПа Расчет. Коэф.пар. Мг/м*ч*Па Коэф.тепл В сух. сост.Вт/м*С Коэф. теплопр.
Длина м.м Шир. м.м Толщ. м.м W=10%А; Вт/м*С W=15%А; Вт/м*С
Фибролит ГМТ-25 2000 500 25 9,0-11,0 4,6        0,11 0,09 0,11 0,12
Фибролит ГМТ-35 2000 500 35 12,0-14,0 2,3 0,09 0,11 0,12
Фибролит ГМТ-50 2000 500 50 17,0-18,5 0,6 0,09 0,11 0,12
Фибролит ГМТ-75 2000 500 75 26 0,4 0,09 0,11 0,12
Фибролит ГМТ-100 2000 500 100 35 0,35 0,09 0,11 0,12

Технические характеристики:Система строительства с применением несъемной опалубки из фибролита детально разработана австрийской фирмой «Velox» и используется как в многоэтажном, так и коттеджном строительстве. Отсутствие подъемных кранов, малая номенклатура стройматериалов, простая организация работ, сокращение объема перевозки и хранения материалов позволяют существенно сократить трудозатраты и общую стоимость объектов строительства. Так, рядом московских строительных организаций, применяющих данную технологию, дается стоимость квадратного метра малоэтажного жилья 250-350 $. Именно поэтому представляемая технология интересна как для высокоиндустриального строительства, так и для потребительской «ниши» между индустриальными и «ручными» технологиями жилищного строительства, что с учетом ее положительных свойств открывает возможности массового строительства доступного жилья малыми и средними организациями на площадках, не имеющими инфрастуктуры и отдаленных от транспортных магистралей. Свойства цементного фибролита.

Свойства цементного фибролита характеризуют следующие основные показатели. 
1. пористость цементного фибролита.
Пористость фибролита характеризуется неоднородным волокнистым строением с сообщающимися довольно крупными порами. С повышением средней плотности от 300 до 500 кг/м3 его пористость уменьшается от 87 до 77 %. 
2. плотность и прочность цементного фибролита.
Плотность и прочность цементного фибролита зависят от средней плотности, его подразделяют на марки: 300, 350, 400 и 500, причем выпуск марки 300 составляет около 80 % от общего выпуска фибролитовых плит. Средняя плотность теплоизоляционного фибролита составляет 300…400 кг/м3, акустического — 350…400 и теплоизоляционно-конструкционного — 500 кг/м3. Средняя плотность фибролита зависит в основном от расхода вяжущего и усилия прессования. С увеличением средней плотности возрастает сопротивление изгибу и огнестойкость, а теплоизоляционные свойства ухудшаются. Прочность фибролита существенно зависит от размера и качества древесной шерсти и определяется расходом вяжущего, усилием прессования, режимом тепловой обработки и составляет при изгибе 0,4…1,2 МПа.
3. водостойкость цементного фибролита.
Водостойкость фибролита недостаточна, поэтому его необходимо защищать от увлажнения. При увлажнении фибролитовых плит до 50 % их механическая прочность снижается в 1,5…2 раза. Водопоглощение возрастает с уменьшением средней плотности и расхода вяжущего. Обычно оно колеблется в пределах 35…60 %. К положительным качествам цементно-фибролитовых плит следует отнести их малую гигроскопичность и отсутствие склонности к короблению. 
4. теплопроводность цементного фибролита.
По теплопроводности фибролитовые теплоизоляционные плиты относят к среднему классу. Их теплопроводность колеблется от 0,079 до 0,115 Вт/(м °С). Однако увлажнение плит в конструкции существенно ухудшает их теплоизоляционные свойства (при увеличении объемной влажности на 1 % теплопроводность плит повышается от 5 до 14 % в зависимости от средней плотности материала).
5. огнестойкость цементного фибролита.
По огнестойкости фибролитовые плиты относят к трудносгораемым материалам — фибролит не горит, но тлеет. Время тления после удаления пламени для плит со средней плотностью 350 кг/м3 составляет 30 с.
В сухом состоянии фибролитовые плиты биостойки, они не подвержены действию грызунов и грибков. Однако при увлажнении свыше 35 % плиты поражаются домовым грибом. Если плиты защищены от увлажнения, то их долговечность достаточно велика. Фибролит хорошо обрабатывается пилением, его можно сверлить, вбивать в него гвозди; плиты хорошо окрашиваются и оштукатуриваются.

Сырье для производства цементного фибролита. Сырьевыми материалами для изготовления цементного фибролита являются древесина в виде древесной шерсти, цемент, минерализующие добавки и вода.
Древесную шерсть для фибролитов получают из неделовой древесины — дровяника, тонкомерного кругляка и отходов лесопиления без гнили с определенными допусками по кривизне и наличию сучков. При выборе древесины большое значение имеет наличие в ней водорастворимых веществ, вредно влияющих на процессы схватывания и твердения портландцемента. Взаимодействие древесины с цементом имеет некоторые особенности. Древесина представляет собой сложный комплекс органических веществ: целлюлозы, лигнина, гемицеллюлозы, экстрактивных и смолистых веществ, а также простейших водорастворимых сахаров и минеральных солей. При попадании в щелочную среду (которой является твердеющий цементный раствор, покрывающий древесную шерсть) гемицеллюлоза гидролизуется и переходит в простейшие водорастворимые сахара (сахарозу, фруктозу, глюкозу), которые являются сильнейшими «цементными ядами». Целлюлоза, лигнин, а также экстрактивные, смолистые вещества и минеральные соли влияния на процесс твердения цемента не оказывают. Продукты гидролиза гемицеллюлозы значительно замедляют твердение цемента, иногда до полного его прекращения, а также сильно (в 5…10 раз) снижают прочность затвердевшего цемента. Для устранения вредного воздействия «цементных ядов» проводят специальную биохимическую, физическую и химическую обработку древесины.
Содержание водорастворимых веществ в древесине зависит от породы, части дерева, его возраста и времени рубки, а также от продолжительности вылеживания древесины на складе. Наименьшее количество водорастворимых веществ содержится в ели, затем идут пихта, тополь, сосна. Наиболее богаты ими береза, осина, бук. Поэтому древесную шерсть получают преимущественно из хвойных пород. В основании ствола содержится значительно больше водорастворимых веществ, чем в его середине. Древесина летней рубки значительно богаче ими, чем древесина зимней рубки.
Древесная шерсть для фибролитов — длинная тонкая древесная стружка длиной 200…500 мм, шириной 2… 5 мм и толщиной 0,3…0,5 мм. Применение древесной шерсти толщиной менее 0,3 мм приводит к снижению прочности плит, а при толщине более 0,5 мм шерсть становится ломкой и менее эластичной.
Для изготовления фибролита обычно применяют портландцемент марки не ниже 400, быстротвердеющий портландцемент либо шлакопортландцемент. Наиболее пригодны быстротвердеющие цементы с содержанием C3S более 60 % и С3А — не менее 12 %, обеспечивающие быстрый рост прочности цементного камня.
Для нейтрализации вредного воздействия на цементный камень выщелачиваемых водорастворимых веществ и улучшения сцепления древесной шерсти с цементом древесную шерсть пропитывают растворами минеральных веществ — минерализаторов. Минерализаторами служат хлористый кальций, жидкое стекло и другие вещества. Вводят минерализатор в строго определенном количестве, так как избыток или недостаток его существенно понижает прочность цементного камня и, следовательно, готовых плит. Производство фибролитовых плит.

Производство фибролитовых плит может быть организовано по мокрому и сухому способам.

При мокром способе древесную шерсть для фибролита окунают в ванну с водным раствором цемента и минерализатора с последующим удалением излишнего раствора на виброгрохоте. Этот способ требует постоянного перемешивания цементного раствора во избежание его расслоения, введения в формовочную массу большого количества воды, что отрицательно сказывается на качестве плит. Кроме того, цемент часто отверждается в ванне, что приводит к существенным его потерям и требует дополнительных затрат труда по очистке ванны.

Наибольшее распространение получил сухой способ производства фибролита, включающий подготовку сырья, получение древесной шерсти, приготовление формовочной смеси, формование плит прессованием и их тепловую обработку.
1. подготовка сырья для производства фибролита.
Подготовка сырья для фибролита заключается в следующем. Поступающую на завод древесину окоривают и отправляют на выдержку, чтобы устранить вредное воздействие «цементных ядов». Древесину выдерживают на открытом воздухе не менее 4…6 весенне-летних месяцев. В этот период под действием солнечных лучей и тепла происходит окисление экстрактивных веществ и перевод простейших водорастворимых Сахаров и гемицеллюлозы древесины в менее растворимые формы. После выдержки древесину распиливают на чураки, удаляют гниль и другие пороки, затем чураки подают к древесношерстным станкам. Используемые для получения древесной шерсти станки имеют рабочий орган, работающий лажности 20… 22 % для уменьшения отрицательного воздействия водорастворимых веществ на цемент и улучшения условий минерализации шерсти (чем суше древесная шерсть, тем глубже раствор минерализатора проникает в поры и капилляры древесины, тем эффективнее минерализация). 
2. минерализация древесной шерсти для производства фибролита.
Минерализацию древесной шерсти для фибролита осуществляют путем ее окунания или обрызгивания 3…4 %-ным водным раствором хлористого кальция или жидкого стекла. Для этого применяют различные устройства: шерстетрясы, конвейеры с перфорированной лентой, барабанные смесители. На шерстетрясах из древесной шерсти отсеивается мелочь и стряхивается излишек раствора минерализатора. Влажность минерализованной шерсти составляет 140…160 %. Если в качестве вяжущего применяют белитовый цемент, содержащий незначительное количество C3S, то обработка древесной шерсти минерализатором не нужна. 
3. приготовление формовочной смеси для производства фибролита.
При приготовлении формовочной смеси для фибролита учитывают соотношение между древесной шерстью и цементом, которое зависит от марки выпускаемых плит и вида древесной шерсти. Для каждого вида древесной шерсти существует рациональный расход цемента, соответствующий оптимальной толщине слоя цементного камня на поверхности ее элементов. Дальнейшее увеличение расхода цемента не приводит к эффективному росту прочности цементного фибролита, а лишь повышает его среднюю плотность. Уменьшение расхода цемента ухудшает скрепление лент древесной шерсти, снижает био- и огнестойкость готовых изделий. Средние значения расхода древесной шерсти, м3, и цемента, кг, следующие: для марки 300 — 0,4 и 190, для марки 400 — 0,55 и 240, для марки 500 — 0,82 и 270. Влажность смеси для получения плит хорошего качества должна поддерживаться в пределах 45…50 %.

Смешивают компоненты формовочной массы для фибролита в смесителях принудительного действия либо в смесителях свободного падения (гравитационных), обеспечивающих перемешивание шерсти без уплотнения и навивания ее на вал. 
4. формование плит фибролита.
При формовании плит фибролита приготовленная формовочная масса загрузочным конвейером, оборудованным специальным валковым разделителем и разрыхляющим устройством, распределяется по формам и разравнивается валками или вручную. Формы устанавливают на многополочный пресс в виде пакета, при этом одновременно прессуют 15…20 плит. Для прессования применяют механические, пневматические или гидравлические прессы. Удельное давление при прессовании теплоизоляционных плит составляет 0,06…0,1 МПа; более тяжелые плиты прессуют при удельном давлении 0,25…0,4 МПа.
После достижения заданной степени уплотнения массы фибролита формы сжимают струбцинами (фиксируют толщину уплотненной массы) с целью исключения упругого последействия лент древесной шерсти. В таком обжатом состоянии формы с уплотненной массой подают на тепловую обработку.
5. тепловая обработка фибролитовых плит.
Тепловая обработка фибролитовых плит
осуществляется в два этапа. Вначале тепловую обработку фибролита производят в формах в обжатом состоянии с целью закрепления структуры, полученной при формовании. На этой стадии пакеты форм загружают в камеру твердения, где их выдерживают при влажности среды 60…70 % и температуре З0…35 °С в течение 8 ч при использовании быстротвердеющего цемента и до 24 ч при применении обычного портландцемента. Затем плиты фибролита распалубливают, обрезают боковые и торцевые кромки и выдерживают под навесом на открытом воздухе (в летнее время) в течение 5…7 сут или в специальных сушилках при температуре 50…60 °С и относительной влажности 60…70 % в течение 1…2 сут. Влажность высушенных плит фибролита не должна превышать 20 %. Готовые плиты отправляют на склад.
Существуют автоматизированные линии для производства фибролитовых плит. Такая поточная линия работает следующим образом. От станков полученная древесная шерсть пневмотранспортом подается на перфорированный вибростол для минерализации и очистки от мелочи, после чего она поступает в смеситель для приготовления формовочной массы фибролита. Из смесителя формовочная масса ленточным транспортером подается к сбрасывающему барабану, который распределяет ее по металлическим формам, установленным на роликовом конвейере. Проходя под подпрессовочным барабаном, масса уплотняется. Установленный на потоке круглопильный станок разрезает образовавшийся ковер по зазору между торцевыми бортами смежных форм, после чего формы с массой подаются к пакетонаборному устройству, являющемуся одновременно прессом. После набора в пакет десяти форм осуществляется процесс прессования путем нагружения пакета плитой. Пакеты фибролита из пресса электропогрузчиком отправляются в камеры твердения, а набравшие прочность пакеты — из камеры к распределителю, с помощью которого фибролит разбираются на отдельные формы и конвейером подаются к распалубочному устройству. Из распалубочного устройства фибролит поступает на обрезной станок и после обрезки торцов укладываются в штабеля по 20 шт. и электропогрузчиком отправляются под навес для подсушивания, а формы — на формовочный конвейер.

В СНГ теплоизоляционные фибролитовые плиты выпускают размером 2400х550х75 мм. Плиты марки 300 применяют для утепления ограждающих конструкций щитовых и каркасных деревянных домов, сельскохозяйственных построек различного назначения, а также жилых, общественных и промышленных зданий в виде теплоизоляционного слоя в железобетонных стеновых панелях, облегченных фибролитоасбестоцементных панелей и т. п.
СЦП не следует путать со всем известной ЦСП. СЦП представляет собой прессованную композицию из древесной стружки на цементносвязующем растворе без вредных примесей. Она имеет отличное звукопоглощение, негорючая (группа горючести НГ по ГСТ 30244-94), экологически чистая, не гниет (биостойкость по ГОСТ 17612-83) и не разбухает. ЦП используется при возведении многоэтажных зданий, коттеджей, хозяйственных построек, а также при реконструкции и ремонте зданий. Применение метода несъемной опалубки обеспечивает качественно новый более чем в 1,5 раза сокращается время строительства по сравнению с традиционными методами; дает возможность использовать один и тот же материал для реконструкции и устройства стен, покрытий, надстройки, утепления внешних стен, выполнения  многовариантных архитектурнопланировочных решений, включая исполнение криволинейных поверхностей;
·       за счет использования современных облегченных материалов, в частности пенобетона, снижается нагрузка на перекрытие и в целом на здание, что позволяет получить экономию материала на несущие конструкции здания и усиление фундаментов;
·     уменьшается процент ручной работы – только 15% веса стройматериалов переносится вручную, остальные 85% доставляет бетонорастворонасос;
·     обеспечивается экологическая чистота, отсутствие воздействия на окружающую среду.

Стена с использованием СЦП и пенобетона как эффективного утеплителя обладает высокими теплоизолирующими и прочностными свойствами, имеет отличное звукопоглощение. Стоимость каждого проекта определяется при наличии конкретной документации, но реальная практика строительства по данной технологии показывает, что себестоимость одного квадратного метра жилой площади составляет 250-300 долларов США для многоэтажных зданий и 280-350 для коттеджей, при этом доля стоимости СЦП, отнесенная к конечной стоимости строительства составляет 3-5%.
Все основные материалы, используемые в данной технологии, сертифицированы Госстроем России и по своим характеристикам соответствуют строгим мировым стандартам