материал

СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ ИЗ ТЕКСТИЛЯ И БАКТЕРИЙ

Архитектор из Лондона Бастиан Бейер в сотрудничестве с немецким дизайнером Дэниелом Суаресом создал необычную колонну из трикотажных волокон.

Архитектор из Лондона Бастиан Бейер в сотрудничестве с немецким дизайнером Дэниелом Суаресом создал необычную колонну из трикотажных волокон. Жесткости конструкции придали бактерии Sporosarcina Pasteurii, образовавшие на ее поверхности прочный слой кальцита.

«Этот биокомпозит не может конкурировать с более высокотехнологичным углеродным или стекловолокном, но он полностью натуральный и может послужить альтернативой для продуктов нефтехимического производства. При этом ему присущи уникальная эстетика и индивидуальные особенности дизайна. В силу своей гибкости трикотажная нить может создавать боле сложные архитектурные формы. Их можно использовать в качестве пространственных разделителей, скрепляющих элементов, структурных частей стен и крыш», — говорит автор проекта.

Архитектор из Лондона создал новый строительный материал из текстиля и бактерий
Процесс создания колонны высотой 1,6 м состоял из трех этапов. Сначала на компьютере разработали дизайн с точки зрения его оптимальной геометрии, а также тип вязки (в итоге использовали четыре разных узора). Затем мастер связал каркас из джутовой и полиэстеровой нити, используя ручной станок, изготовленный по индивидуальному заказу.

Последним этапом было помещение колонны во вращающийся «биореактор», где ее опрыскивали раствором с микроорганизмами. Позже система полива была использована для распыления хлорида кальция – это ускорило процесс затвердевания конструкции. Чтобы получить нужный уровень жесткости понадобилось три дня и восемь последовательных сеансов опрыскивания.

Идея основывается на использовании так называемых «текстильных микробиомов» – колоний микроорганизмов, обитающих в волокне. Большая площадь поверхности и содержание определенного количества влаги создают идеальные условия для их жизни.

Таким образом, населяя ткань определенным типом микроорганизмов, чья способность к взаимодействию с окружающей средой может быть проконтролирована, можно создавать разные по своим свойствам композитные материалы. В процессе работы авторы много экспериментировали с узорами и плотностью вязки, чтобы понять, как это может повлиять на процесс кальцификации.

В конечном счете, идея эксперимента состояла в том, чтобы изучить влияние бактерий на структурные свойства подобных нетрадиционных стройматериалов. Проект получил награду Autodesk/ACADIA Emergent Research Award и теперь продвигается в рамках более масштабного исследования под названием ArcInTex при поддержке таких компаний, как Soletanche Bachy и Eurecat.

СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ ИЗ ДЕРЕВА И МЕТАЛЛА

Ученые одного из Фраунхоферских институтов Германии дополнили древесную пену для экологически чистого изоляционного материала металлом.

Ученые одного из Фраунхоферских институтов Германии дополнили древесную пену для экологически чистого изоляционного материала металлом. Композит получился легким, невероятно прочным, и он проводит электричество.

Немецкие специалисты работают с древесной пеной с 2014 года. Оригинальная пена состоит из измельченного до состояния вязкости древесного порошка с добавлением газа, который придает материалу воздушную пористость.Такие панели можно изготавливать из отходов деревообрабатывающей промышленности и использовать для более экологически чистой изоляции домов, чем обычные пены из продуктов переработки нефти.

Металло-древесная пена — дальнейшее развитие идеи. Для ее создания команда Фрауке Бунцеля отлила металлическую «губку», к которой добавила пену из древесных волокон. В результате многократного механического погружения вязкая пена проникает во все поры, потом материал высушивают. Получившийся композитный материал обеспечивает, несмотря на свой легкий вес, тепловые и акустические свойства древесной пены, но с намного более высоким пределом прочности при изгибе, чем ее отдельные элементы. Кроме того, материал проводит электричество.

Параллельно с попытками коммерциализации изобретения разработчики занимаются улучшением процесса производства. Они надеются, что их продукт найдет применение в изоляционных панелях для автомобилей или промышленных зданий.

Деревянная лодка своими руками

Начнем описание процесса мы с досок, которые пойдут на изготовление лодочных бортов. Учтите, что какие попало доски не подойдут.

Начнем описание процесса мы с досок, которые пойдут на изготовление лодочных бортов. Учтите, что какие попало доски не подойдут. Они обязательно должны быть хорошего качества, первого класса, или даже экстра-класса. Лучше всего подойдут доски из хвойных пород древесины, например, из ели или сосны. Они должны быть длинными, широкими, не слишком толстыми, максимум двадцать пять миллиметров толщиной.

Доски для лодочных бортов должны пройти определенную подготовку. Она не требует никаких затрат ваших сил, но довольно долгая по времени. Целый год доски должны находиться в сухом месте. Положите их на ровную поверхность и придавите сверху грузом, но не слишком большим.

Мы не будем в этой статье приводить схемы и размеры, их вы сможете найти в интернете и выбрать любой себе по вкусу. Мы лишь опишем основные этапы работы и некоторые нюансы, которые следует учитывать.

Этап первый
Основой лодочного носа будет кусок деревянного бруса, который следует сделать треугольной формы. Лучше чтобы он был длиннее, чем ширина досок для лодочных бортов. Со всех трех сторон его нужно построгать, сгладив все неровности.

Важный момент. Все части досок, которые станут недоступными после сборки, необходимо обрабатывать антисептическим составом.

Сейчас, на первом этапе, такими частями будут треугольный кусок бруса, а также края досок, формирующих нос.

Итак, пора взять ждущие своего часа доски. Если после тщательного осмотра вы не обнаружили на них никаких трещин, сучков и прочих дефектов, можно брать их в работу.

Пройдитесь по обеим сторонам досок рубанком, сглаживая возможные неровности. Затем с одной стороны нужно спилить края под углом в сорок пять градусов. А затем снять фаски для того, чтобы формирующие нос лодки доски плотно прилегали друг к другу.

Все три элемента – две доски и треугольный кусок бруса – необходимо тщательно соединить, используя гвозди или саморезы. Чтобы на бортах не появилось трещин, мы рекомендуем проделывать в них предварительные отверстия тонким сверлом.

Последним шагом этого этапа будет выравнивание размеров куска бруса под размеры бортов. Они должны быть на одном уровне, так что брус нужно спилить заподлицо с лодочными бортами.

Этап второй
На втором этапе нужно выпилить кормовую часть будущей лодки. Доску для нее следует взять толстую, миллиметров в пятьдесят толщиной.

Теперь нужно подготовить временную распорку. Это кусок доски не шире, чем борта будущей лодки. Временная распорка должна иметь форму трапеции с небольшими углами скоса. Устанавливать ее следует более узкой частью вниз. После этого можно начинать сгибать борта. Это ключевой момент в постройке деревянной лодки своими руками. Ведь если что-то было сделано неверно, то доски-борта могут лопнуть, и тогда все придется начинать сначала.

А как вы помните, подготовительный этап для этих досок длинный, так что в текущем сезоне вам придется обходиться без лодки. Итак, позовите кого-то на помощь и сгибайте лодочные борта. Когда они коснутся уже готовой кормы, снимите с ее торцов фаску для плотного прилегания. Края бортов, а также торцы кормы не забудьте обработать антисептическим составом, прежде чем начать их скреплять.

Этап третий
Теперь можно установить постоянные распорки и сделать сидение, или два. Это будет зависеть от ваших нужд, от выбранного вами чертежа и размеров лодки. Распорки – те же трапеции, но чуть ниже временной, не равняющиеся по высоте лодочным бортам. По нижнему краю лодки распорка и борта должны быть на одном уровне. Сверху на распорку закрепите неширокую планку-сиденье. Для надежности стоит также прикрепить его к бортам, используя клей для древесины.

Не забывайте сверлить отверстия под гвозди и саморезы, а также про антисептик. На этом этапе требующих обработки частей, недоступных после сборки и крепления, будет много.

После высыхания клея следует подготовить нижнюю часть лодки к следующему этапу. Для этого переверните ее и снимите фаску с нижней части бортов и распорки, чтобы они были на одном уровне, параллельно земле.

Этап четвертый
На этом этапе мы будем делать дно лодки. Его можно сделать из досок, но мы сделаем его из листа оцинкованной жести. Лучше всего, если лист будет один на всю лодку, но если вы не нашли нужный размер – не беда, можно сделать дно и из двух.

Лист жести нужно положить на пол, а на него поставить лодку и обвести маркером. Обводите не впритык, а с запасом сантиметра в полтора-два.

Снова переверните лодку вверх будущим дном. На нижние торцы бортов следует нанести силиконовый герметик с помощью специального пистолета. Это должна быть непрерывная извилистая линия. Затем сверху следует положить шнур для герметизации в два ряда. Есть и другие варианты защиты будущей лодки от протечек, но этот – самый оптимальный.

Теперь вам нужно запастись терпением. Вырезанное дно следует аккуратно положить на герметик со шнуром и начать прибивать от середины лодки к носу и корме. Мы рекомендуем гвозди 1,8х32. Забивать их следует с шагом в один сантиметр.

Закончив эту работу, осмотрите края жестяного листа. Если они выступают более чем на полсантиметра – обрежьте. Оставшийся небольшой зазор следует загнуть на лодочные борта, постукивая молотком.

Этап пятый
Оцинкованной жестью также следует защитить и нос лодки. Для этого нужно вырезать кусок прямоугольной формы. Ту часть носа, которая будет закрыта жестью, необходимо обработать антисептическим составом, а после нанести герметик и положить шнур. После этого прямоугольник шести нужно согнуть пополам и прибить с обеих сторон лодки.

Сверху и снизу выступающие части можно положить внахлест и срезать лишнее. Также не забудьте затупить кончик лодочного носа, который получится опасно острым.

Затем на все деревянные части лодки следует нанести антисептический состав в два-три слоя, а жестяные части покрасить. Это нужно сделать для того, чтобы оцинковка жести была более долговечной.

Сравнение арболита

Это вид лёгкого бетона, состоящий на 80-90% из органики, химических добавок, воды и цемента.

Это вид лёгкого бетона, состоящий на 80-90% из органики, химических добавок, воды и цемента. Главным сырьём может выступать измельчённая древесная щепа, льняная или конопляная костра, дроблёные стебли хлопчатника или рисовая солома. По-другому этот компонент называется деревобетоном.

Он появился еще в 30-х годах XX века в Голландии. Благодаря своей экологичности, теплосберегающим и звукоизоляционным свойствам, стройматериал получил широкое распространение в США, Канаде и Европейских странах.

Сочетание древесных отходов и цементного раствора делает арболитовый блок уникальной композицией, характеризующейся свойствами этих двух компонентов.

А для того чтобы повысить уровень адгезии древесины и цемента, необходима минерализация.

В этом процессе участвуют такие химические добавки, как сульфат алюминия, хлорид и нитрат кальция, жидкое стекло. Таким образом, нейтрализуется влияние органики на отвердевание бетона.

Арболит обладает прекрасным показателем теплопроводности (0,08 – 0,17 Вт/м·К) и неплохой плотностью (400 – 850). О прочности свидетельствует высокая морозостойкость (25-50 циклов) и устойчивость к усадке (0,4-0,5). Такие свойства гарантируют долгий срок эксплуатации сооружения. Также материал отличается хорошей огнестойкостью и шумопоглащением (0,17-0,6). Имеет отменную прочность на сжатие (0,35 – 3,5 МПа), на изгиб (0,7 – 1,0 МПа) и высокое влагопоглощение (до 40-85 .

Из арболита делают теплоизоляционные плиты и смеси для заливок. Но самым востребованным изделием являются блоки.

Выпускаются они стандартных размеров 500 х 300 х 200 мм. Применяется материал для возведения стен малоэтажных зданий (до 3-х этажей). Согласно заверениям производителя, одного слоя арболитовых пеноблоков вполне достаточно для сохранения тепла.

Технология производства
Сегодня применяют несколько способов изготовления стеновых блоков для наружных и внутренних стен. Чаще всего они производятся методом прямого прессования или с помощью вибролитья (вибропрессования).

Первый способ представляет собой сравнительно молодую и довольно бюджетную технологию. Она предусматривает суточную выдержку арболита в формах. Но полученная при этом масса не отличается однородностью, что грозит внутренними напряжениями в готовом изделии.

Вибролитьё – это традиционный способ, проверенный годами. Компоненты в смеси распределяются равномерно и, как результат, получается более качественный блок.

Однако основной процесс изготовления в обоих методах одинаков. Он состоит из трех важных этапов:

Сортировка и размельчение органики.
Смешивание щепок с химическими компонентами, цементом и водой. Операция занимает 10 минут.
Формовка и высушивание готового раствора.

Разновидности
В зависимости от показателей прочности на сжатие арболит бывает нескольких видов.

Теплоизоляционный. Характеризуется невысокой прочностью на сжатие и низкой плотностью. В связи с этим он слабо выдерживает нагрузки. Применяется только в теплоизоляционных целях.
Конструкционно-теплоизоляционный. Такой материал обладает прочностью 1,5 – 2,5 и используется при строительстве стен и перегородок. Характеризуется композиция низкой плотностью и невысоким коэффициентом теплопроводности.
Конструкционный. Это самый прочный тип. Показатель прочности на сжатие достигает до 3,5 МПа, а показатель плотности – до 1200 кг/м³. Используется при кладке конструкций до 3–х этажей. Однако строение, сооруженное из таких блоков, будет нуждаться в дополнительной теплозащите.
Достоинства и недостатки
Арболит обладает огромным количеством плюсов по сравнению с другими строительными материалами.

Экологичность сырья. Изготавливается в основном из натуральных компонентов.
Высокая огнестойкость. Несмотря на то, что арболит главным образом состоит из древесных отходов, он не горюч.
Хорошая паропроницаемость. Это свойство позволяет зданиям дышать и сохранять свой микроклимат.
Небольшой вес древоблоков. Этот фактор заметно упрощает строительство.
Лёгкая обработка режущими инструментами. Блоку можно легко придать любую нужную форму.
Простота в обращении. При укладке блоки из арболита не требуют профессиональных навыков.
Устойчивость к плесени, грибкам и вредителям. Материал обладает IV классом биостойкости.
Высокая теплопроводность. По этой причине арболит часто используется при постройке частных домов.
Устойчивость к усадке. Стены и перегородки в этом случае не пойдут трещинами.
Высокое звукопоглощение. Благодаря этому материал может использоваться и для строительства промышленных зданий.
Устойчивость к сейсмической активности.

К минусам относятся следующие факторы.

Если не предпринять меры для защиты от влаги, арболит быстро начинает разлагаться, теряя свои свойства.
Блоки не обладают идеально ровной поверхностью из-за характерных особенностей состава.
Арболитовым стенам требуется дополнительная отделка.
Материал обладает низким уровнем сцепления со штукатурными смесями.
Из-за огромного количества кустарных производств на рынке часто встречается некачественный товар.
Небогатый ассортимент изделий.
Отсутствие масштабного производства сказывается на высокой цене материала и сложностях с доставкой.
Сравнение с другими материалами
Для возведения жилого здания или хозяйственной постройки очень важно правильно выбрать строительные компоненты. Но следует знать, что не бывает хороших или плохих материалов, есть только подходящие и не очень.

Керамзитобетон. Так же как и арболит, это экологически чистый материал и относится к классу легкого бетона. В его состав входят керамзит (обожженная глина или глинистый сланец), цемент, песок и вода. Однако керамзитоблоки обладают показателем теплопроводности (0,5 – 0,7 Вт/м·К), то есть немного хуже, чем у арболита. Поэтому для дома, с точки зрения сохранения тепла, лучше выбрать древоблоки. Несмотря на более высокую прочность, керамзитобетон может не выдержать превышение давления. Это объясняется полым пространством внутри изделия.
Пенобетон. Это пористый бетон, состоящий из цемента, песка, воды и пенообразователя. Блоки из него обладают хорошим запасом прочности, однако, в отличие от арболита, практически не работают на изгиб и дают большую усадку. Коэффициент теплопроводности лучше, чем у керамзитобетона (0,14 – 0,5 Вт/м·К), но хуже, чем у арболита.
Опилкобетон. По составу этот материал очень похож на арболит. В обоих случаях используются древесные отходы. Так же как и арболит считается экологичным строительным материалом, обладает высокими теплозащитными качествами и устойчив к растяжению, сгибу и удару.
Газобетон. Ячеистая композиция состоит из песка, цемента, воды и газообразователя, благодаря которому и появляется характерная пористость. В отличие от арболита, у газоблока наблюдается чёткая геометрия изделия. Материал характеризуется высокой гидроустойчивостью и хрупкостью. Если сравнить этот материал и арболит, то по многим характеристикам газобетон выигрывает.
Полистиролбетон. Это разновидность лёгкого бетона, состоящего из портландцемента, гранул вспененного полистирола и воздухововлекающих добавок. Отличается он высокой конструкционной прочностью. Даёт усадку, но значительно меньшую, чем газоблоки и пеноблоки. Так же как и арболит, обладает хорошими теплоизоляционными свойствами. Полистиролбетонные блоки не нуждаются в дополнительном утеплении.
Соломенные блоки. Они представляют собой строительный материал, состоящий из экологически чистого сырья – прессованной соломы. Соломенные блоки обладают лучшим, чем у арболита показателем теплопроводности (0,05 – 0,065). Но имеют и такие недостатки, как высокая влагопоглащаемость и низкая огнестойкость.
Брус. Это высокоэкологичный дышащий материал, изготовленный из клеёных досок или брёвен. Отличается замечательным показателем теплопроводности и высокой прочностью. Является достойным конкурентом арболита.
Газосиликат. Этот ячеистый материал получают из раствора мелкого песка, извести, газообразующих добавок и воды. По структуре схож с газобетоном, но есть разница в составе, а следовательно, и в свойствах. Характеризуется хорошей теплопроводностью, высокой хрупкостью и повышенным влагопоглощением.
Фибролит. Это аналог арболита с очень похожим составом. В обоих случаях в качестве составляющих выступают древесные отходы. Но если в первом варианте идёт стружка, то в фибролите используется древесное волокно, изготавливаемое в виде тонких и узких лент. Так же как и арболит, обладает хорошей теплопроводностью (0,08 – 0,1 Вт/м·К) и нуждается в дополнительной защите от влаги.
Сибит. Состоит из бетона, гипса, алюминиевой пудры с добавлением ПАВ и воды. Считается экологически чистым материалам, так как в результате реакций образуется искусственный камень. Обладает чрезвычайно высокой морозостойкостью (до 250 циклов замораживания и оттаивания), но низкой прочностью на излом. Для малоэтажного дома обычно не применяется.
Саман. Это самый древний строительный материал, состоящий из экологичного сырья – глинистого грунта и соломы. Саман обладает отличным коэффициентом теплопроводности (0,1 – 0,4). Однако имеет важный недостаток – повышенную влагопроницаемость.

Registration