В лаборатории № 40 сектора механических испытаний строительных конструкций (СМИСК) Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета магистранты кафедры металлических и деревянных конструкций строительного факультета проводят испытания прочности бамбука. По словам исследователей, бамбук имеет шансы получить широкое применение в российской строительной отрасли, поскольку обладает лучшими механическими свойствами по сравнению с древесиной. Более того, бамбуковая индустрия имеет хорошие экономические выгоды и социальное значение.

Данное исследование актуально в мировом масштабе, поскольку строительная отрасль любой страны заинтересована в использовании долговечных материалов высокой экономической ценности, подчеркнул заведующий кафедрой металлических и деревянных конструкций, профессор, руководитель магистрантов Александр Черных.

По словам доцента кафедры, кандидата технических наук, руководителя магистрантов Татьяны Казакевич, интерес к использованию бамбука в строительстве в разных странах обусловлен различными причинами. Например, в Китае наблюдается относительный дефицит лесных ресурсов, скорость роста леса медленна и недостаточна для удовлетворения потребностей социально-экономического развития в древесине. Россия, напротив, богата лесом, но добыча, переработка и поддержка качественной древесины могут повлечь значительные расходы. Кроме того, чрезмерная вырубка лесов оказывает негативное воздействие на экологическую среду. Поэтому широкое использование бамбука актуально для обеих стран.

«Бамбук быстро растёт и может улучшать окружающую среду во время своего роста. Обработка растения требует минимального потребления энергии, а его отходы могут разлагаться естественным образом, поэтому он является идеальным натуральным экологически чистым строительным материалом. Согласно имеющимся научным исследованиям, для строительства здания одинаковой площади использование бамбука потребляет энергии примерно в восемь раз меньше, чем использование бетона, а энергия, потребляемая бамбуком в том же процессе, составляет всего 2% от той, что требуется для стали», – рассказал магистрант второго курса Цзян Бо (КНР).

Он уточнил, что результаты исследований различных учёных показали, что из-за структурных особенностей исходный бамбуковый материал обладает отличными механическими свойствами. Однако из-за влияния условий роста, возраста бамбука и других факторов его качество меняется, что отражается на прочности конструкции.

«Исходя из этого, мы разработали новый тип лёгкой бамбуковой фермы и провели испытания несущих бамбуковых конструкций для небольших домов. Наша задача – выяснить, как изменяется структура материала из бамбука под воздействием долговременной нагрузки. В процессе испытаний мы будем изучать его прочность при растяжении, сжатии вдоль волокон, изгибе. Процессы испытания проводятся с разными скоростями, чтобы выявить взаимосвязь между длительной нагрузкой и прочностью», – уточнил Цзян Бо.

Для данного эксперимента магистранты использовали золотой бамбук, выращенный в Абхазии, возраст которого составляет три-четыре года, а диаметр – от 110 до 120 мм. Чтобы бамбуковую ферму было удобнее устанавливать, её узловые части собраны с помощью уголков, болтов и хомутов. Результаты испытаний показали высокие механические качества бамбукового сырья.

В рамках исследования бамбуковые материалы демонстрируют превосходные свойства по сравнению с традиционной древесиной и соответствуют требованиям строительных конструкций. Это позволяет применять их в гражданском инженерном строительстве.

«Бамбуковые фермы обладают такими характеристиками, как малый вес, высокая прочность и экологичность, поэтому их в основном используют для строительства небольших жилых домов или общественных помещений: сельских домов, кафе или небольших складов. Экспериментальные исследования показали, что спустя пятьдесят лет прочность таких конструкций сохраняется на уровне 56%. Это означает, что они могут прослужить не менее пятидесяти лет, а при сочетании с другими материалами срок их службы может быть увеличен», – заключил Цзян Бо.

Напомним, что в России бамбук произрастает на Сахалине, Курильских островах, культивируется на Кавказе, Южном Урале, в Краснодарском крае.