Деревянный кирпич: конструкция и изделие

Напомним, что стержень — это конструктивный элемент, один из размеров которого намного превосходит два других. Стержневая переклейка (СП), являющаяся клееной деревянной конструкцией (КДК), представляет собой композиционный строительный материал с несколькими структурными уровнями. Применяется для изготовления мелкоразмерных сборных конструкций, элементов строительных конструкций и самих конструкций, крупных панелей, а также элементов покрытий пола и кровли, столярных и мебельных щитов.

СП — это конструкция из нескольких склеенных преимущественно на гладкую фугу слоев. Слои состоят из деревянных стержневых элементов (СЭ), изготовленных из долевых реек и (или) брусков, и (или) досок цельной и (или) клееной древесины. Между поверхностями смежных СЭ одного слоя предусмотрены зазоры, наименьшие размеры которых наряду с оптимальным выбором размеров сечений СЭ гарантируют отсутствие растрескивания древесины элементов и разрушения клеевого слоя при экстремальных деформациях древесины, вызванных изменением условий эксплуатации, в первую очередь — колебаниями температурно-влажностного режима.

СП изготавливается из долевых СЭ, образующих из двух или нескольких смежных слоев плоскую решетчатую конструкцию. Поэтому ее разбухание и усушка будут одинаковы во всех направлениях плоскостей слоев и равны продольным разбуханию и усушке, то есть будут минимальны для данной породы древесины. Если длина и ширина изделия из предложенного материала измеряются в плоскости слоев, то отсутствует корреляция между длиной, шириной изделия и усушкой, разбуханием в радиальном и тангенциальном направлениях древесины, из которой оно сделано.

СЭ имеют небольшие размеры сечений, а в длину их можно наращивать, склеивая на зубчатый шип. Для изготовления СП можно использовать короткомерные пиломатериалы, дощатый горбыль, отходы лесопильного производства, выборку из низкосортных пиломатериалов. Самым сильным аргументом в пользу широкого использования СП является неприхотливость к качеству исходного сырья при высоких конечных показателях упругости и прочности изделий.

На базе рассматриваемых штучных изделий возможно создание спектра унифицированных сборных (и при необходимости разборных) изделий-элементов из экологически чистого возобновляемого традиционного сырья с малыми энергозатратами, позволяющих реализовать большое разнообразие архитектурных решений, в том числе наборов элементов (по типу "конструкторов") быстровозводимых сборно-разборных зданий для строительства временных зданий в зонах бедствия.

Развитие монолитного домостроения вызвало потребность в легких перегородках, идеально подходящих для свободного внутриэтажного планирования. Предлагаемый материал позволяет разработать элементы для монтажа перегородок по сухой технологии. Отдельные варианты изготовления элементов "конструктора" должны исключать необходимость финишных операций отделки. Элементы "конструктора" могут соединяться с помощью комбинаций любых столярных соединений (шип-паз, цилиндрический шип, клей, металлические крепежные элементы).

Дальнейшее развитие системы строительных элементов с применением стержневой переклейки в направлении деталь — сборочная единица — подсистема — система — здание значительно упростит технологию строительства малоэтажных зданий, сократив сроки и трудоемкость работ на строительной площадке, а также уменьшив потребность в тяжелой технике. За счет снижения эксплуатационных напряжений в древесине и клеевом слое КДК повысятся сроки эксплуатации зданий из СП по сравнению с такими же из известных КДК.

Дома из СП можно делать намного более легкими, чем из традиционных деревянных строительных материалов и КДК, так как предел прочности древесины при сжатии вдоль волокон в несколько раз больше, чем при поперечном. Следовательно, экономятся пиломатериалы, расходы на устройство фундаментов и транспортировку. Для производства 1 м3 КДК используется 2,5-3,1 м3 качественной конструкционной древесины, а для СП потребуется 2,2 (максимум 2,5) м3 сырья аналогичного качества, то есть в среднем на 20% меньше.

В плане же рационального природопользования можно вспомнить, что древесина представляет собой экологически чистый, благоприятный для человека, возобновляемый и легкоутилизируемый материал. При этом удельная прочность конструкционной древесины сравнима с удельной прочностью конструкционной стали. А единица удельной прочности пиломатериалов в 10 раз дешевле, чем стали, и в 2-3 раза дешевле, чем железобетона (в первую очередь за счет экономии энергии).

Следовательно, расширение применения древесины в строительстве, которое сделает возможным внедрение СП, позволит значительно экономить энергетические ресурсы, тем более, что в России лесные запасы используются далеко не полностью. Например, в США объем строительства домов из древесных материалов составляет 75%, в России же — только 15%. Внедрение СП, бесспорно, позволит повысить эффективность лесопользования, так как для ее изготовления пригоден короткомерный и неконструкционный пиломатериал малых сечений.

А то обстоятельство, что СП позволяет изготавливать стабильные по форме и прочностным характеристикам конструкции, делает возможным производство мелкоштучных стеновых изделий (так называемых деревянных кирпичей) для строительства сборных (при желании разборных) малоэтажных зданий. При этом в плане требующихся профессиональных навыков данные изделия позволят застройщикам самим выполнять значительный объем работ при возведении своего дома.

Внедрение перегородок внутриэтажного планирования из СП, представляющей собой натуральную древесину с малым содержанием клея, несомненно, способствует улучшение экологии городского жилища. Причем СП — единственная КДК, на которую при желании можно непосредственно наклеивать обои или крепить сухую штукатурку. Кроме того, перспективным представляется изготовление из СП навесных панелей для монолитного домостроения.

Проект производства деревянного кирпича основан на изобретении автором данного предложения нового древесного материала (патент России №2183556, выдан 20 июня 2002 г., бюллетень №17 "Конструкция деревянная клееная, выполненная в виде стержневой переклейки").

Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ