Перейдет ли мир на костроблоки?

На планете до 30% общих годовых выбросов парниковых газов приходится на сектор обычного строительства (данные Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде, ЮНЕП). В связи с ростом строительных мощностей  ожидается, что в ближайшие 20 лет эти выбросы вырастут вдвое. В связи с этим растет интерес к строительным материалам на биологической основе, в том числе производству строительных материалов из конопли.

По данным Совета по экологическому строительству США (USGBC), конопля - натуральное, экологически нейтральное сырье, которое обладает рядом уникальных свойств для широкого спектра применений в строительстве и обеспечивает ежегодное «сокращение» углерода CO2 примерно на 8 тонн.

Лубяные конопляные волокна - альтернативный стекловолокну конкурентоспособный по стоимости изоляционный материал, обладающий высокой воздухонепроницаемостью, отличными акустическими характеристиками и устойчивостью к плесени.

Костра используется для производства костробетона – разновидности арболита, в состав которого входит органический наполнитель – древесная щепа, стебли хлопчатника, костра льна либо конопли (1 часть), цемент (2 части), песок (6 частей) и вода (4 части). Готовят его, сначала смешивая костру и песок, затем добавляя цемент, воду и тщательно перемешивая компоненты до получения однородной массы, из которой формируют блоки.

Недостаток блоков из костробетона в том, что они не очень прочны (предел прочности на сжатие – 1,2 Мпа). Поэтому их нельзя использовать в качестве несущих стен, особенно, для домов в два-три этажа. Для такого строительства требуется деревянный или металлический каркас, который и берет на себя всю нагрузку. Кроме того, прочность бетонного биокомпозита и, соответственно, пригодность полученного материала для строительства зданий, определяет ряд факторов – режимы прессования, сушки, состав закрепителя и цемента, структура костры. Но при правильной технологии материал простоит долго. Во всяком случае, в Нагано (Япония) сохранился дом, построенный в 1698 году.

Еще один минус - затраты на строительство зданий из пенькового бетона на 10 -15% выше, чем у традиционных деревянных сооружений. Однако материалы из конопли дают дополнительные преимущества в виде более низких затрат на отопление и кондиционирование воздуха, обеспечивают лучшую вентиляцию в закрытом помещении. К тому же, с ростом производства конопли и снижением стоимости сырья, строения из пенькового бетона смогут конкурировать по цене с кирпично-фанерными конструкциями. 

Это подтверждает опыт Германии - одной из стран, активно внедряющих конопляные строительные материалы. Немецкие строители ежегодно используют 100 000 кубометров изоляционного материала из конопли. По данным правительства ФРГ возобновляемые источники теплоизоляции в настоящее время составляют 7% от общего рынка этих материалов. Однако рост объемов возобновляемого сырья в строительной отрасли составляет 3,1% в год, значительно превышая рост рынка изоляционных материалов в целом. 

Ставку на блоки из конопли также делает компания  HempBlock (ранее GeoSIP) из Квинсленда -  ведущая в Австралии и Новой Зеландии строительная компания - производитель конопляного бетона* и блоков Hempcrete

Система HempBlock  основана на укладке специально формованных строительных блоков Hempcrete (разновидность арболита, который состоит из воды, извести и 84% волокна конопли). подходит для каркасных зданий высотой до двух этажей. В качестве каркаса используются стоечно-балочные рамы из стали и бетона, пролеты стен между которыми заполняются пеньковыми блоками массой около 40 фунтов (18 кг). Блоки также могут использоваться в качестве изоляции для уже существующих конструкций.

HempBlocks имеет рейтинг изоляции до R28, устойчив к вредителям, выдерживает, не воспламеняясь, температуру до 300°. Система уже используется в Австралии, была аккредитована и протестирована несколькими организациями Международного сотрудничества по аккредитации лабораторий (ILAC).  Сейчас система HempBlock стоит 14 долларов за квадратный фут и эффективнее традиционных материалов: требуется три, а не четыре или пять слоев блоков, которые, к тому же, монтируются на 70% быстрее (на строительство 1 кв. м требуется всего 10 минут).

В настоящее время компания HempBlock совместно с французской компанией по производству пенькового бетона Vieille Matériaux заключила дистрибьюторскую сделку по продаже строительных изделий из конопляного бетона в шести регионах США. В 2020 году в США было выдано более 416000 разрешений на одноквартирное жилье для новых застроек. Для получения разрешения на производство и применение в строительстве изделий из пенькового бетона, продукция компании проходит сертификационные испытания в США.  Впрочем, производство таких блоков в США станет коммерчески выгодным лишь при условии доступности и низкой стоимости конопли на местном рынке.

Аналогичные системы разрабатываются в России и на Украине. Например, Аркадий Тионко рекомендует использовать вяжущий органический растворитель, магнезиальный бикарбонатный,двухкомпонентный отвердитель и 100 - 300 грамм костры на литр готового материала. В итоге можно получить параметры (прочность/плотность/теплопроводность) в диапазоне от 0.5 МПа/260 кг/кубометр/0.06  до 5 МПа/600/0,12. При такой рецептуре прочностные характеристики конопляных конопляных костроблоков на 30 - 70% превышают аналогичные параметры блоков из портландцемента.

Стены из костробетонных блоков хорошо держат тепло (коэффициент теплопроводности – 0,18 Вт/(м*К): стена из костроблоков толщиной 15 см по теплоизоляционным показателям эквивалентна кирпичной стене два кирпича (51 см). При этом помещение «дышит».  Блоки с кострой легче, чем стандартные бетонные, что упрощает монтаж. Согласно действующих норм термосопротивления (R=4-4.5) толщина стенки в зависимости от необходимой прочности составит 30-40 см, а расчетная цена кубометра кладки при цене костры 12 р/кг не превысит 10 000 рублей.

Впрочем, у костроблоков есть и скептики. Так, Ильдар Башаров считает, что газобетон обладает лучшими характеристиками. Кроме того, при каркасном строительстве целесообразнее использовать утеплитель, который имеет коэффициент теплопроводности 0,036. Это 5 раз более эффективно, чем костробетон.

По материалам:

Canadian Industrial Hemp Corp. (Торонто),

https://www.ponderingpot.com.au

https://hemptoday.net