Костра и ее применение в строительстве

Костра – отходы от растений (лен и конопля), после первичной обработки, которые используются в прядильной промышленности.

Состав костры: лигнин (21…29%), целлюлоза (45…58%), пентоза (23…26%). Костра состоит из частиц размером 10…20 мм по длине и толщиной 0,1…1,5 мм (фото 1).

Костра, как строительный материала — применение

Используется костра в строительстве для изготовления теплоизоляционных материалов и как наполнитель для материалов с улучшенными теплотехническими показателями. Есть интересные данные, что при толщине стен 400 мм с использованием утеплителя из костры, для обогрева помещения площадью 100 м 2 необходимо в зимнее время года всего 3 кВт/ч электроэнергии. Наиболее широко костра применяется для строительства частных домов и коттеджей с деревянным каркасом. Также она используется для изготовления полов.

Основу костры составляют лён или конопля, свойства которых практически одинаковые.

Костра может производиться в виде:

• насыпной костры (в мешках);
• костроплиты;
• блоки и кирпичи из костры.

Костробетон

Костробетон – это легкий бетон с органическим заполнителем – костры, фото 2. Костробетон состоит из костры, вяжущего (цемент или известь), песка, воды и по необходимости ускорители твердения. В составе волокон конопли или льна содержится большое количество кремнезема SiO₂ (диоксида кремния), который при взаимодействии с водой и вяжущим, вследствие гидратации образует прочный контакт и соединение. Блоки или стены из костробетона на протяжении всего времени эксплуатации продолжают медленно набирать свою прочность и кроме того при наборе прочности поглощают углекислый газ, что создает комфортную атмосферу в помещении.

Фото 2. Приготовление костробетона и возведение стен из этого материала

Состав костробетона

Примерная пропорция компонентов костробетона по массе следующая: 1:0,44:3,7:1,85, (Ц:К:П:В), где Ц – портландцемент М400 или М500, К – костра, П – песок, В – вода. Вначале необходимо перемешивать костру с песком, затем затворяют водоцементной смесью и перемешивают до получения однородного раствора.

Костробетон следует укладывать послойно (10…15 см) с уплотнением. Удельная плотность костробетона составляет 400…700 кг/м 3 . Такой бетон обладает хорошей тепло- и звукоизоляцией. Строительство с применением костры значительно снижает стоимость строительства жилых домов.

На строительство дома среднего размера (площадью около 150 м 2 ) необходимо 10…12 тон костры.

Применяется для строительства наружных и внутренних стен. Технология строительства из костробетона больше всего нашла применение в таких странах, как Австралия, Германия, Великобритания, Франция, США и начала развиваться в Украине. В Украине строительство домов из костры представлено фирмой «Экодом».

Костроплиты

Изготовление костроплиты происходит путем прессования костры и вяжущего вещества, фото 3. Такие плиты обладают хорошей звукопоглощающей способностью. В зависимости от области применения, удельная плотность плит составляет 300…600 кг/м 3 .

Фото 3. Костроплиты

Блоки и кирпичи с использованием костры

Блоки и кирпичи также получают путем заливки в формы костробетона или путем прессования, фото 4. Блоки и кирпичи из костры имеют коэффициент теплопроводности – 0,18 Вт/(м*К). Теплоизоляционные характеристики этих блоков и кирпичей высокие, например, стена из блоков костры толщиной 15 см эквивалентна по теплоизоляции кирпичной стене толщиной в два кирпича (толщиной 510 мм).

Фото 4. Блоки и кирпичи из костры

Блоки и кирпичи из костры обладают не высокими прочностными характеристиками, например, предел прочность на сжатие 1,2 МПа. Поэтому, ограничением для использования блоков и кирпичей из костры – это его несущая способность. Конечно, можно увеличить прочность на сжатие за счет прессования и добавления песка с вяжущим, но это значительно снизит их теплотехнические показатели.

Так как эта прочность не совсем пригодна для возведения несущих стен, блоки и кирпичи используют для закладывания стеновых проемов (деревянные стойки воспринимают нагрузку). Несущие стены из блоков и кирпичей из костры можно возводить не выше 3 этажей (высотой до 9…10 м).

Стоимость утепления из костры в Украине будет стоить от 40 у.е./м 3 , что относительно недорого. А вот блоки и кирпичи из костры стоят намного дороже по сравнению с обычными. Например, из некоторых источников известно, что в Европе кирпич размером 30×14,5×10,5 см стоит примерно 1 €, при стоимости обычного кирпича (24×11,5×6 см) — 0,10…0,40 €. Но при расчете экономического эффекта от применения костры, данные затраты относительно быстро окупаются за счет снижения затрат на отопление и кондиционирование дома.

Преимущества костры, как строительного материала

Итак, подведя итоги, перечислим основные достоинства использования костры при строительстве:

1. Костра — экологически чистый материал.
2. Материалы с применением костры имеют относительно невысокую стоимость.
3. Костра является природным антисептиком.
4. Материалы с применением костры обладают хорошими звукоизоляционными свойствами.
5. Костра и костробетон имеют хорошие теплотехнические свойства.
6. Относительно высокая долговечность. Костра не гниёт. При длительной эксплуатации не теряет своих первоначальных свойств.
7. Биологическая стойкость. Костра не поглощается грызунами и насекомыми.
8. Высокий показатель паропроницаемости, и пористости, что позволяет стене «дышать». Также, высокая паропроницаемость исключает образование и скопления конденсата в теле стены, т.к. образование конденсата в стеновых материалах приводит к резкому снижению теплотехнических показателей и разрушению материала при замерзании.

Костробетон – натуральный материал для строительства дома из конопли

Костробетон – натуральный материал для строительства дома из конопли

Возможно ли строительство круглогодичного дома из конопли? В последнее время появилось много информации о экологическом бетоне из конопли, так называемом костробетоне. Какие свойства у этого материала?

Дом круглогодичный из конопляного бетона

Дома, построенные из конопляного бетона теплые, долговечны и безопасны для окружающей среды. Идея устойчивого развития, то есть такого, которое ограничивает негативное влияние зданий на окружающую среду, в последнее время набирает популярность.

Строительство экологическим способом становится распространенным явлением не только среди разработчиков офисных помещений, которые применяют мировые сертификаты типа LEED или BREEAM, а также среди частных лиц, думающих о строительстве дома круглогодичного проживания или отдыха. Интересной областью строительства среды является технология костробетона, то есть использование конопляного бетона.

Что такое костробетон (бетон из конопли)?

Бетон из конопли (англ. костробетон, от слов „hemp” – конопля и „concrete” – бетон) — это материал, который имеет все шансы произвести революцию в мировом строительстве, потому что сильно вписывается в тренд возобновляемых ресурсов. Характеризуется отрицательным углеродным следом, так как во время роста конопли поглощается больше углекислого газа, чем производится его позже, чтобы сделать из нее строительные материалы. Костробетон проявляет высокие способности изоляции и тепловой аккумуляции тепла, обладает паропроницаемостью, является негорючим, а после сноса здания может быть использован в качестве удобрения.

Из чего состоит костробетон

Костробетон производится в основном на использовании конопляной костры, произведенной из соломы конопляного хозяйства (так называемая промышленная конопля). Костробетон производится путем смешивания влажной костры конопли (то есть, порезанных кусочков одревеневших частей стеблей) с вяжущим составом на базе извести. Костра конопли — это наполнитель натуральный, органический, используемый в сочетании со связкой в известковой штукатурке.

Костробетон или обычный бетон

Для сравнения в обычном бетоне используется связующее вещество цемент и щебень, минеральный наполнитель – гравий. Костробетон, несмотря на то, что нет несущей функции, обеспечивает отличное заполнение стены естественным изоляционным материалом средней плотности. Называется „бетоном”, потому что это сочетание наполнителя со связующим, и из-за постепенного упрочнения — известь становится все тверже под влиянием процесса карбонизации, так что из года в год конструкция выдерживается, а известь превращается медленно в камень из известкового раствора.

Бетон из конопли, используется чаще всего в качестве заполнения перегородок деревянной каркасной конструкции.

Cвойства бетона из конопли в качестве строительного материала?

Бетон из конопли является хорошим термическим изолятором, негорюч и устойчив к развитию грибков и плесени, а в случае необходимости, например, при сносе подлежит 100% разложению. Имеет свойства звукоизоляции и удивительной теплоемкостью. Является материалом, содержащим целлюлозу — его способность накопления тепла значительно больше, чем в минеральных материалах, таких как минеральная вата. Обеспечивает тепловую устойчивость — у нас есть теплые стены изнутри, а потери тепла уменьшаются, потому что тепло медленно проникает сквозь стены, а мы экономим на расходах на электричество. Коэффициент теплопроводности ? конопляного бетона находится в диапазоне 0,07-0,09 Вт/(м•K). Поэтому, создав стену из этого материала толщиной 35-40 см, возможно выполнение тепловых требований Евросоюза, действующих с 1 января 2017 года (U Плюсы костробетона

Как пишут некоторые интернет — источники: «костробетон позволяет построить здоровые здания, благодаря своей способности поглощать и отвода влаги из воздуха внутри. Это помогает пассивно регулировать влажность и препятствует образованию конденсата, которые могут привести к накоплению токсинов и росту черной плесени.»

Костробетон и конструкции из него «дышащие» (пропускающие водяной пар), что продлевает их срок службы и увеличивает тепловую эффективность здания. Конопляный бетон характеризуется высокой степенью щелочности — обеспечивает защиту костры конопли от развития коррозии и плесени, от грибков и насекомых.

Как выглядит конструкция дома из конопляного бетона?

Костробетон используется, как правило, в сочетании с деревянной конструкцией. Он заполняет перегородки – выполняет функцию теплоизоляции, а также жесткости. Костробетон — это относительно легкий материал — типичная плотность для стен — это около 350 кГ/м3, что сопоставимо с легкими сортами газобетона. Подходит для теплоизоляции крыши и стен, и пола, при этом следует изменить соотношение используемой костры конопли к известковому раствору, что влияет на прочность и термические свойства.

Работа с конопляным бетоном, а на самом деле с композитом известково-конопли, связано с повышенным риском из-за наличия извести, которая является связующим сильно щелочным. Поэтому следует предохранить дыхательные пути, и быть осторожным с кожей рук. Поэтому работать с костробетоном необходимо в перчатках — известь очень агрессивна, и кожа может получить ожоги.

Во время строительства дома из конопли не требуется специальных машин. Смесь в опалубках состоит из деревянного каркаса и опалубки с наружной и внутренней стороны на высоту, примерно 40-60 см, так, чтобы добраться до формы ладонью. В форму насыпается смесь в полусухой консистенции, взбивается вручную с помощью деревянных колотушек. Затем заливается конопляный бетон на несколько недель, чтобы высох, после чего наносится отделка — известковая или глиняная штукатурка. Можно также применить облицовки фасадные деревянные или каменные.

Композит известково — конопляный, в просторечии называемый конопляным бетоном, является материалом, исполняющим функцию теплоизоляции и жесткости в деревянных каркасных конструкциях, особенно в наружных стенах. Его высокая пористость определяет хорошими параметрами теплоизоляции, а клетчатка, содержащаяся в перемолотых ветках обеспечивает высокую способность хранения тепла, что ведет к ограничениям потерь тепла и гарантированному тепловому комфорту использования.

Гигроскопичный характер костры и известкового вяжущего раствора позволяет регулировать уровень влажности в помещении, а высокая паропроницаемость композита снижает риск развития неблагоприятных явлений, влаги в здании. Сильно щелочная известковая связка защищает материал от развития грибка и плесени, которые являются источником токсинов, а также обеспечивает надежную огнестойкость.

Дом из…конопли? 5 преимуществ «зеленого» утеплителя

В современном строительстве среди самых важных показателей материалов на первое место уверенно выходит экологическая безопасность. При этом желательно, чтобы отсутствие вредных примесей и вредных производств гармонично сочеталось с эффективностью и удобством работы. Утеплитель из костры конопли – удачный пример таких «зеленых» строительных материалов.

Маты, засыпка или «костробетон»?

Из технической конопли производят три вида утеплителя:

1. костра в чистом виде – измельченные и очищенные от загрязнений стебли технической конопли;

2. маты и плиты на основе костры. Связующие вещества – негашеная известь, цемент, пластификаторы;

3. костробетон – смесь костры, цемента и извести, изготавливаемая на месте строительства и затвердевающая после укладки в стену/перекрытие.

С точки зрения бюджета строительства оптимальным считается использование чистой костры. Она отгружается с предприятий, занимающихся переработкой волокон конопли на волокна для изготовления тканей и нитей, является отходами производства и потому стоит дешево – около 5 000 руб/т. Материал очень рыхлый, со временем слеживается, теряя объем до 50%, но сохраняет при этом теплоизолирующие свойства. За счет особенностей уплотнителя – аморфной рыхлой массы – для его укладки требуется организовать горизонтальную или слабо наклонную поверхность с разделителями. Для утепления вертикальных конструкций используются закрытые ячейки.

Костробетон – утепляющая смесь на основе цемента, извести и костры – успешно применяется для утепления вертикальных стен, при этом возможна заливка в промежутки каркаса с облицовкой или формование блоков. Несущая способность костробетона мала, поэтому он не может использоваться в качестве основного стенового материала. Расходы на строительство возрастают на стоимость цемента и извести.

Готовые плиты и маты монтируются в каркасных и других постройках так же, как утеплители на основе минеральной ваты – с устройством обрешетки и равномерной фиксацией по всей площади. Средняя цена матов с толщиной 30…50 мм составляет 400…500 руб, при толщине 200 мм – 1 000 руб. за кв.м.

Преимущества натурального утеплителя

Помимо достаточно низких цен и несомненной экологической безопасности – не только костра коноплит, но и известь с цементом после отверждения не вредят здоровью человека – утеплители на конопляной основе имеют ряд достоинств:

1. низкая теплопроводность. В зависимости от вида материала, λ = 0,06…0,09 Вт/(м*К);

2. естественная регулировка влажности в помещениях. За счет структуры – оставшихся несвязанными растительных волокон – лишняя влага абсорбируется утеплителем, при падении влажности избыток воды уходит из волокон. Благодаря этому не требуется монтировать паронепроницаемую мембрану;

3. качественная звукоизоляция. Пористая структура костры в рассыпном или связанном виде поглощает шум (плотность 260…1000 кг/м.куб.);

4. минимальный риск гниения, развития плесени благодаря естественным свойствам костры. Для костробетона и блоков на основе костры гниение и развитие грибка практически невозможно;

5. высокая огнестойкость костры в смеси с цементом и известью.

Устроив утепление существующих конструкций или заполнение каркаса блоками или матами из конопляной костры, владелец дома получает существенную экономию на отоплении/охлаждении здания, природный уровень влажности и в помещениях и гарантированную безопасность постройки для здоровья ее жильцов.