Пермские ученые предложили новый метод укрепления деревянных конструкций

Новый способ усиления деревянных конструкций за счет армирования базальтовыми волокнами предложили ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) и Пермского государственного аграрно-технологического университета (ПГАТУ) им. академика Д. Н. Прянишникова, 12 мая сообщает пресс-служба ПНИПУ. Дерево как один из самых экологичных и эстетичных материалов широко используется в строительстве. Согласно аналитикам, в 2024 году объем деревянного домостроения в России может составить 18 млн кв. м. Древесину используют при изготовлении окон, дверей, отделочных материалов и др. Ее отходы разлагаются естественно, не нанося вреда экологии. Однако невысокая прочность древесины (прогиб балок, например) и деформирование при изменении погодных условий — разбухание при повышенной влажности и сжатие с возможным растрескиванием при высыхании — нарушают пропорции деревянной конструкции, что может привести к выходу ее из строя. Также недостаточная прочность не позволяет использовать дерево в конструкциях с большой нагрузкой (например, мостов, больших залов и т. п.). В настоящее время древесину усиливают волокнами металла, но они при контакте с влажной древесиной со временем ржавеют и теряют прочность. Магистр кафедры «Строительные технологии» ПГАТУ Денис Злобин уточнил: «Из-за отличий в прочности древесины и волокон металла они по-разному реагируют на нагрузки. В конечном итоге такой метод работает недостаточно эффективно». Пермские ученые нашли способ укрепить древесину без использования материалов, подверженных коррозии, выбрав для этого армирование тонкими нитями из расплавленного базальта. Результаты исследования нового метода были представлены в статье «Повышение несущей способности деревянных конструкций: дисперсное армирование», опубликованной в журнале «Вестник ПНИПУ. Прикладная экология. Урбанистика 2024 год № 3 (55). Доцент кафедры «Строительный инжиниринг и материаловедение» ПНИПУ, кандидат технических наук Ольга Третьякова пояснила: «В отличие от традиционных способов, где часто армируются только поверхности, наш подход предполагает смешивание с клеем и равномерное распределение волокон внутри изделия, клееного из доски — а именно в швах между отдельными досками. Для проверки эффективности нашей технологии мы сравнили образцы, укрепленные базальтовыми волокнами, с обычными. Затем на специальной установке прикладывали нагрузку сверху и изучали, через какое время материал не просто гнется под весом, а начинает ломаться». Проведенные исследования показали увеличение стойкости к нагрузке на 9% и более плавное разрушение армированных нитями из расплавленного базальта объектов. Кроме того, базальт по сравнению с металлической арматурой обладает высокой стойкостью к коррозии и лучше совмещается с древесиной. Благодаря сочетанию природных материалов с современными технологиями армирования предложенный пермяками метод укрепления деревянных конструкций может стать важным шагом в развитии экологичного и экономичного строительства, одновременно расширяя область применения древесины за счет полученной способности выдерживать больший груз, например, при строительстве мостов, многоэтажных зданий или большепролетных конструкций. В планах исследователей изучение возможностей использования других видов волокон (стекло, углерод) для укрепления деревянных конструкций. glavno.smi.today