В условиях меняющегося климата и истощения ископаемых ресурсов увеличивается потребность в экологически чистом строительном сырье. Особенно актуальны в этом плане быстрорастущие растения, такие как мискантус. Эта многолетняя трава обладает высоким содержанием паренхимы, что обеспечивает хорошие теплоизоляционные свойства. Кроме того, выращивание этой культуры является выгодным как с экономической, так и с экологической точек зрения. Она производит большое количество биомассы при относительно небольшом использовании питательных веществ, а благодаря уникальному процессу фотосинтеза С4, способна улавливать до 26 тонн углекислого газа с одного гектара плантации в год.
"Зеленый" бетон
На сегодняшний день для производства био-бетона из мискантуса используется технология затворения рабочего раствора, при которой на 1 куб.м. растительного заполнителя, состоящего из мелкофракционных волокнистых частиц, длиной до 40 мм и диаметром до 5 мм, добавляется:
- 180 – 400 кг минерального связующего,
- 4 – 14 кг негидратируемого мелкофракционного минерализатора, подготовленного из расчета 25-50 кг на 1 тыс. кг воды, в качестве которого могут выступать измельченная в порошок каменная пыль, каменная пыль с зернистостью до 0,09 мм не менее чем в 80% общей массы, необожженный карбонат кальция, портландцемент с белой известью.
Помимо этого, производство таких строительных материалов требует соблюдения ряда правил:
- удельный вес сырья мискантуса в непрессованном рассыпчатом состоянии в общем составе рабочего раствора – 80 – 160 кг/м при остаточной влажности в пределах 15%;
- использование негидратируемого минерализатора мелкого помола, обеспечивающего при твердении прочное соединение между наполнителем из иискантуса и минеральной основой связующего.
Данный способ, при котором мелкофракционный минерализатор покрывает лишь поверхность частиц мискантуса, используемого в качестве заполнителя, не проникая в их клеточную структуру, признан одним из самых дешевых, простых и быстрых. При этом получаемый по этой технологии био-бетон имеет отменные эксплуатационные характеристики (источник - https://misc.farm/scope/bio-beton/).
Арболит
Щепа мискантуса является ключевым компонентом в создании легких мелкоячеистых блоков, подходящих для возведения стен и других несущих конструкций в малоэтажных зданиях.
Технологиях их производства включает несколько этапов:
- Подготовка щепы - измельчение на специальном дробильном оборудовании, которое формирует нужные размеры и форму; далее - проверка на наличие посторонних примесей, признаков гниения и плесени, измерение уровня влажности. Перед отправкой на производство щепа дополнительно просушивается и обрабатываться специальными составами для улучшения эксплуатационных характеристик.
- Подготовка вспомогательных компонентов. Для производства строительных блоков из мискантуса дополнительно используется цемент, который должен быть марки М500 и выше, вода, температурой +12 +15, а также химические добавки, обеспечивающие скорейшую минерализацию и твердение (сернокислый глинозем, жидкое натриевое стекло, хлористый кальций и т.д.).
- Подготовка водного раствора с минеральными добавками - это обеспечит их равномерное распределение.
- Отправка измельченной щепы мискантуса в специальный смеситель и добавление к предварительно равномерно увлажненной щепе воды и подготовленного раствора с минеральными добавками
- Дозированное добавление в смеситель цемента
- Тщательное перемешивание смеси и раскладывание ее по формам в течение 10-15 минут. Смесь, подготовленная для формовки, должна быть однородной, не рассыпчатой и умеренно липкой. Из нее не должен выделяться цементный раствор.
- Трамбовка смеси в формах по технологии вибропрессования либо формование на вибростанке с пригрузом.
- Прессование блоков на вибростанке. Распалубка выполняется через 10-12 часов после формования.
Готовые блоки можно переносить на складские стеллажи спустя 2-3 дня после изготовления.
Древесно-стружечные плиты
Изготовление древесно-стружечных плит (ДСП) из мискантуса является перспективным направлением в современном строительстве, предлагающее экологичную альтернативу традиционным методам производства ДСП из древесных материалов.
Технология их производства включает:
- Подготовка сырья: мискантус собирается и очищается от примесей.
- Измельчение: сырье проходит через измельчитель для получения мелких частиц.
- Сушка: полученные частицы сушатся до определенной влажности.
- Добавление связующих веществ: в измельченное сырье добавляются клеевые добавки, такие как формальдегидные смолы.
- Прессование: смесь подвергается высокому давлению и температуре для формирования плиты.
- Обрезка и шлифовка: плита обрезается до нужного размера и формы, после чего поверхность обрабатывается для достижения гладкости.
- Упаковка и хранение: готовые плиты упаковываются и хранятся в соответствии с требованиями.
Как показывают исследования, средняя плотность ДСП из мискантуса составляет примерно 85% и 90% для плит с плотностью 0,65 и 0,50 г/см³ соответственно, что гораздо выше, чем у стандартных древесно-стружечных плит с контрольной величиной 67% (источник - https://jwoodscience.springeropen.com/articles/10.1007/s10086-012-1262-x#Sec2 ).
Утеплитель
Особое внимание в "зеленом" строительстве уделяется теплоизоляционным материалам, поскольку они способствуют сокращению потребления энергии зданиями. Сегодня самыми популярными утеплителями являются минеральная вата, пенополистирол и пенопласт. НО! у них есть существенный минус – высокий потенциал глобального потепления (ПГП) по сравнению с возобновляемыми материалами.
Согласно проведенным исследованиям, композиты из мискантуса обладают сравнительно лучшими свойствами, чем традиционные изоляционные материалы, и удовлетворяет большинству требований, предъявляемых к применению внутри помещений.
1. Имеют хорошую устойчивость к давлению (0,23–0,61 Н/мм2). Самые высокие значения были получены для генотипа Мискантус Гигантеус (Gil — 0,61 Н/мм2 в 2002 году и Gi2 — 0,44 Н/мм2 в 2003 году) (источник - https://www.researchgate.net/publication/242324033_Suitability_of_Miscanthus_Genotypes_for_Lightweight_Concrete).
2. Обеспечивают низкую теплопроводность (при содержании волокон мискантуса не более 30% теплопроводность 0,09 Вт (мк)-1) источник - https://www.researchgate.net/publication/346791297_Bio-based_ultra-lightweight_concrete_applying_miscanthus_fibers_Acoustic_absorption_and_thermal_insulation).
3, Эффективно поглощает звук (отмечен высокий коэффициент звукопоглощения 0,9 на низких частотах) (источник - https://www.researchgate.net/publication/346791297_Bio-based_ultra-lightweight_concrete_applying_miscanthus_fibers_Acoustic_absorption_and_thermal_insulation).
4. Снижают углеродный след на 95% по сравнению с традиционными системами изоляции (источник - https://www.researchgate.net/publication/346791297_Bio-based_ultra-lightweight_concrete_applying_miscanthus_fibers_Acoustic_absorption_and_thermal_insulation ).
Использование мискантуса открывает новые горизонты для строительной индустрии, предлагая устойчивые и возобновляемые решения, которые могут существенно улучшить энергетические показатели зданий и сократить их углеродный след. Это делает мискантус не только выгодным выбором для современного строительства, но и важным ингредиентом в борьбе за более "зеленое" и устойчивое будущее.
Если вам понравилась статья, не забудьте поставить 👍 и подписаться на наш канал ✅!
Наш сайт: https://misc.farm
Телефон: +7 (495) 177-89-89
Email: info@misc.farm
Мы в соцсетях:
Telegram: https://t.me/miscant
Одноклассники: https://ok.ru/group/70000007152054
Rutube: https://rutube.ru/channel/37881605/