Использование камыша в качестве строительного материала известно было еще в глубокой древности.
На территории Казахстана и Узбекистана встречаются древние памятники, где в качестве строительного материала широко использовался камыш. Народы Средней Азии издавна используют камыш в качестве упругой антисейсмической прокладки, укладываемой по всему периметру фундамента здании. В строительстве эти прокладки получили название камышового пояса, они служат в качестве амортизатора и цокольной части здания для смягчения действия сейсмических толчков.
Камыш издавна используется в качестве строительного материала и в ряде европейских стран, как, например, в Румынии, Польше и др.
В России производство и применение камыша в строительстве относится к началу 1900 г. В 1908—1910 гг. в Нижнем Новгороде Ф. А. Гогин впервые создал ручной пресс для производства камышитовых плит. К этому же времени относится организация производства камышита и соломита в Барыбино под Москвой на станках большей производительности. На Северном Кавказе на станции Приморско-Ахтарское на специальных станках было организовано производство камышитовых плит, применяемых в основном в качестве теплоизоляционного материала для железнодорожных вагонов. Первый завод по производству камышитовых плит был построен в 1918 г. в Краснодаре. Всего на Северном Кавказе было построено 25 заводов по изготовлению камышитовых плит.
В начале тридцатых годов, когда по всей стране развернулось широкое строительство, отмечается наибольшее применение камышита в качестве строительного материала. Во многих областях нашей страны строились предприятия, жилые и культурные здания, различные хозяйственные и подсобные сооружения. Так, например, с применением камыша в Казахстане был построен рабочий поселок нефтепромылса Эмбанефть, более 200 жилых и административных зданий. В Краснодаре был построен целый поселок студенческого городка из одно — и двухэтажных зданий с деревянным каркасом и камышитовым заполнением стен. В г. Горьком было построено до 100 зданий с применением камышита: жилые дома, общежития, дом инженерно-технических работников и др. Большое количество зданий с применением камыша было выстроено в районах Одессы, Астрахани, Ростова, Краснодарском крае и других районах страны. По неполным сведениям, в 1931—1932 гг. в СССР ежегодно производилось до 15 млн. м2 камышита.
Вторая половина тридцатых годов характеризуется спадом строительства с применением камыша. Этому способствовал острый дефицит вязальной проволоки, применяемой в производстве камышитовых плит. Вместо проволоки стали применять различные заменители, как шпагат, лыко, лозу и т. п. Это резко ухудшило качество плит, что привело к уменьшению объема их использования в строительстве. Кроме того, в то время не были найдены эффективные конструктивные решения, вследствие чего применение камыша в последующие годы резко сократилось.
В послевоенный период отмечается новый подъем производства и применения камышита в строительстве, что было вызвано колоссальной потребностью в строительных материалах в связи с восстановительным и новым строительством во всех областях народного хозяйства.
В настоящее время камыш находит широкое применение в строительстве во многих районах нашей страны, особенно в Средней, Азии, Нижнем Поволжье, на Кубани, Украине, в Ростовской и Воронежской областях, на Северном Кавказе, в Западной Сибири. Массовое применение камыша в строительстве начато с 1955 г.
Целесообразность применения камыша в строительстве отмечена в директивах XX съезда КПСС и в постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 31/VII 1957 г. «О развитии жилищного строительства в СССР». При посещении Астрахани в июле 1960 г. Н. С. Хрущев вновь обратил внимание на необходимость более широкого использования камыша как в строительстве, так и в других областях народного хозяйства.
Как показала практика, камышит удовлетворяет требованиям строительства и вполне может быть использован в качестве полноценного, дешевого строительного материала.
В Казахстане в течение 1955—1957 гг. построено с применением камышита (помимо колхозного и индивидуального строительства) 10 тыс. жилых домов, около 250 культурно-бытовых, 650 производственных объектов и более 5 тыс. животноводческих помещений.
За этот же период в колхозах и совхозах Казахстана с применением камышита выстроено 35 тыс. объектов, в том числе 26,7 тыс. жилых домов общей площадью до 1 млн. м2; около 6,2 тыс. животноводческих хозяйственных и культурно-бытовых помещений.
В 1957 г. на Украине было выстроено несколько крупных жилых поселков в Черкассах, Полтаве, Кременчуге, Лубках, Новогеоргиевске, Херсоне, Одессе и других городах.
В 1958 г. объем жилищного строительства с применением камышита резко увеличился. Так, например, в Одесской области возведено несколько тысяч жилых домов: в Беляевском 7 500, в Староказацком 7 500, в Андреево-Ивановском районе около 3 000 и т. д.
В Узбекской республике за один только 1957 г. выстроено свыше 1 000 жилых домов.
Строительство из камыша ведется не только в южных районах, но и в северо-западной части Советского Союза.
Камыш широко применяется в Литве для покрытия крыш жилых домов, животноводческих и других сельскохозяйственно-ценных построек, а в последнее время и для строительства жилых домов.
Как видно, камыш в качестве стройматериала широко используется во многих областях Европейской части СССР и Сибири.
Вначале распространенным видом изделий из камыша, применяемых в строительстве, были фашины. Большей частью фашины изготовляются вручную путем связывания проволокой стеблей камыша в большие пучки длиной примерно от 4 до 10 м, диаметром 20—30 см.
Фашины могут быть изготовлены прямолинейные, криволинейные, круглые и плоские. Изготовление фашин не требует сложного оборудования. Между двумя парами кольев закладывают равномерным слоем стебли камыша и с помощью несложного приспособления перевязывают через 25—30 см железной проволокой. Прочность фашины зависит от степени стягивания ее проволокой.
В Херсонской области по типу фашин организовано производство элементов конструкций — камышитовые брусья толщиной 140 мм, шириной 400 мм и длиной, равной высоте стен, которые изготовляются в специально сконструированной пресс-форме.
Пресс-форма состоит из трех частей: нижней рамы, боковых щитов и прессующих брусьев. Нижняя рама изготовляется из деревянного бруса сечением 250X250 мм. Раму укладывают на горизонтальной площадке, и сверху к ней крепят боковые щиты из деревянных брусков сечением 50 X 50 мм. Щиты на раме устанавливают так, что между ними образуется зазор для заполнения рамы камышом. Перед заполнением пресс-формы камышом в нее закладывают проволоку в виде П-образных хомутов. Пресс-форму заполняют камышом послойно с перекрытием стыков вышележащим слоем камыша. После заполнения формы камышом накладывают прессующие брусья и винтовыми прессами-струбцинами запрессовывают. Слой камыша высотой 650 мм, уложенный в форму, спрессовывают до 150—200 мм, затем верхние прессующие брусья снимают и форму дополняют второй порцией и вновь запрессовывают до тех пор, пока не образуется требуемый слой прессованного камыша высотой 350—400 мм.
Наиболее распространенным видом изделий из камыша являются камышитовые плиты, которые согласно ГОСТ 7483-58 имеют размеры: по толщине 30, 50,70 и 100 мм, ширине 550, 950, 1 150 и 1 500 мм и по длине 2 400, 2 600 и 2 800 мм.
Объемный вес плит толщиной 30 и 50 мм — 200— 250 кг/м3 и толщиной 70 и 100 мм — 175—200 кг/м3. Плиты могут изготовляться и с большим объемным весом.
Камышитовые плиты применяют для заполнения каркасов домов и различных сельскохозяйственных построек, укладывают в качестве наката по балкам междуэтажных и чердачных перекрытий; камышитовые плиты применяются в качестве теплоизоляционных материалов и в капитальном строительстве. Они могут быть уложены под паркет или линолеум и т. д.
На 1957 г. был установлен план производства камышитовых плит 12 м2, в том числе (в тыс. м2) по РСФСР — 4 000 Украинской ССР — 3 000, Казахской ССР — 3 000, Узбекской ССР — 1 300, Туркменской ССР — 400, Азербайджанской ССР — 200, Таджикской ССР — 100. План 1957 г. был и целом перевыполнен.
По РСФСР наибольшее количество камышитовых изделий производится в Астраханской области.
В Астрахани в 1957 г. был создан трест Астраханкамышит, который является одним из крупнейших трестов по заготовке и выработке камышитовых плит (трест объединяет несколько десятков заводов). Программа выпуска камышитовых плит в тресте Астраханкамышит составляла и 1958 г. — 3 млн. м2, в 1959 г. — 5 и в 1960 г. — 8 млн. м2.
В других областях, богатых зарослями камыша, также отмечается рост производства камышитовых плит.
Для изготовления камышитовых плит применяются различные пресса — от простейших ручных до механизированных автоматических станков, как, например, станок ПКТР-3, на котором за смену вырабатывается до 400 м2 плит.
Камыш и камышитовые плиты применяются также и в сочетании с железобетоном, кирпичом, бетоном, используется для изготовления камышегипсовых изделий и др.
Казгипрогорсельстроем (по предложению инж. Бранда) разработана комплексная конструкция — камышитовая плита в железобетонной обойме, которая представляет собой одновременно несущую и ограждающую конструкцию стен и перекрытий. Жесткая конструкция железобетонной обоймы, монолитно связанной с прессованными камышитовыми плитами, позволяет производить внутреннюю штукатурку их при изготовлении стеновых и перегородочных панелей, а также панелей перекрытий с офактуренным потолком размерами на комнату.
В Алма-Ате применяется конструкция стен из крупных камышебетонных блоков (предложена инж. А. К. Агеевым), Блоки изготовляются из камыша на цементном растворе с добавкой извести, шлака и опилок. Объемный вес блоков составляет около 1 000 кг/м3.
Разработаны и другие эффективные конструкции крупных стеновых блоков и панелей, армированных камышом.
Технология производства изделий из гипса и камыша отличается простотой, не требует сложного оборудования, как, например, пропарочных камер и автоклавов.
Выбор способа получения водостойкого гипсобетона определяется наличием того или иного местного материала. Стены из гипсобетонных блоков, армированных камышом (в виде пучков), не требуют деревянных и железобетонных каркасов и обвязок. Из них можно возводить здания с несущими стенами на высоту в один-два этажа.
Камышитовые плиты применяются и в сочетании с кирпичом в качестве утеплителя каменных стен. Камышитовые плиты располагают в каменных стенах с наружной стороны с последующей штукатуркой их сложным раствором. В сельских местностях саманные стены армируют камышом.
В холодильной промышленности камыш впервые начали применять в качестве заменителя дорогого импортного материала — пробки.
Первые холодильники с применением камышитовых плит вместо импортной пробки были построены в Поти, Новороссийске, Одессе, Мариуполе и других городах. Камышитовые плиты применялись для изоляции наружных стен, перекрытий и перегородок. Изоляция наружных стен осуществлялась следующим образом. При сооружении кирпичной стены снаружи закладывались деревянные пробки, с внутренней стороны стена штукатурилась и после полной просушки очищалась от пыли, неровностей и покрывалась тонким слоем нефтебитума марки 4. К стене крепились деревянные рейки и между ними закладывались камышитовые плиты. Для скрепления плит между собой их прошивали деревянными нагелями и закрепляли проволокой.
Поверхность плит штукатурилась смешанным цементно-известковым раствором. Изоляция перекрытий и покрытий, в зависимости от условий строительства, осуществлялась сверху или снизу. Наиболее удобный способ укладки камышитовых плит — сверху. Железобетонное перекрытие или
покрытие очищается от пыли и покрывается нефтебитумом марки 3, после чего плотными рядами укладываются послойно камышитовые плиты. Первый слой — на нефтебитуме, последующие — насухо. Камышитовые плиты покрываются вначале гидроизоляцией, на которую наносится бетонная армированная корка толщиной 5 см и настилается чистый пол. С такой изоляцией строились многие холодильники.
В ближайшие годы камыш и его отходы будут широко использоваться для переработки с целью изготовления изоляционных плит: отделочных — полупрессованных и прессованных, жестких для отделки сухих помещений, жестких с добавкой фенолформальдегидных и других смол для полов вместо линолеума, а также покрытых эмалями, по типу жестких древесно-волокнистых плит, используемых вместо керамических облицовочных материалов. Из камыша на основе фенолформальдегидных смол могут изготовляться подоконные доски, двери, детали мебели, брусья для каркасов домов и т. п.
Так, например, в Алма-Ате выстроен трехкомнатный жилой дом с центральным отоплением, водопроводом и канализацией с применением нового материала на основе фенолформальдегидной смолы, так наызваемого пресс-камыша. Несущие конструкции, полы, потолки, кровля, оконные и дверные коробки изготовлены из пресс-камыша. Конструкция дома каркасная. Стены заполнены антисептированными камышитовыми плитами и облицованы с двух сторон пресс-камышитом — плитами толщиной 5 мм. Двери состоят из цельно прессованной обвязки, обшитой с двух сторон плитами пресс-камыша. Оконные переплеты изготовляются из пресс-камыша путем прессования. После выемки из формы отпрессованные переплеты только окрашиваются.
Пресс-камыш изготовляется из сечки зрелого камыша путем добавки до 18% фенольной смолы. Полученную в смесителе массу после ее перемешивания укладывают на поддон ровным слоем с таким расчетом, чтобы в результате прессования он уплотнился в 4—6 раз.
После предварительной подпрессовки поддон с массой поступает в пресс горячего прессования, где подвергается температурному воздействию 150—180° и давлению 18—20 кг/см2. Продолжительность прессования составляет 1 мин на 1 мм толщины готового изделия.
Опрессованные элементы 3—4 суток выдерживаются под грузом, после чего идут в дело. Пресс-камыш хорошо обрабатывается плотничным инструментом, прочно удерживает гвозди и шурупы. Олифа образует на нем плотную устойчивую пленку.
Строительство жилых домов из пресс-камыша будет широко развиваться в ближайшее время.
На заводах, в некоторых колхозах и совхозах организован широкий выпуск кровельных и отделочных плит на основе камышитовых отходов. Кровельные плиты чаще изготовляются волнистой формы по типу асбошифера. Длина плит до 1 000 мм, ширина 600—800 мм, толщина 5—6 мм.
Плиты используют для покрытия жилых и производственных зданий. После укладки такие плиты промазываются битумной мастикой, которую повторяют через 4—5 лет.
Технология изготовления плит в основном заключается в следующем. Сначала на соломорезке заготовляют сечку камыша. Нарезанный камыш пропускают через специальную решетку с определенными отверстиями и подвергают варке в котле, в который вводят известковое молоко из расчета 15% извести к весу сухой сечки. Варка продолжается в течение 5—6 часов. Наилучшие результаты получаются при варке в закрытом котле под давлением при температуре 120—125°.
После варки камышитовая сечка поступает в бункер-сцежу, а затем в дробилку для размола на волокнистую массу. Из дробилки волокнистая масса поступает в лопастную мешалку, куда добавляют воду для доведения массы до 3,5%-ной концентрации и битумную пасту из расчета 40% к весу сухого волокна. (Битумная паста состоит из битума марки 3 и 4 — 45%, глины — 30%, воды — 25% и готовится заранее).
После введения битумной пасты волокнистая масса тщательно перемешивается в течение 10 мин. и подается на формовку, после чего формы поступают к месту прессования массы. Плиты поступают на гидравлический пресс и выдерживаются под давлением в течение 1—1,5 мин. Затем в целях придания плитам волнистой формы их подвергают прокатке на волнистом шаблоне и перекладывают на деревянную рамку для последующей просушки. Высушенные плиты подвергают «прокалке» при температуре 80—90° в течение 10—12 часов.
Во многих сельских местностях камыш используют для глинокамышитовых кровель, которые покрывают камышитовыми плитами или связанными снопиками. Такие кровли наиболее распространены в юго-восточных и южных районах СССР. Глинокамышитовые кровли применяются в Казахстане, Узбекистане, Сибири и на Урале. В районах с сухим климатом угол наклона кровель принимает 5—7°, в районах, где осадков выпадает больше, наклон кровель допускают до 40°. В животноводческих помещениях глинокамышитовые кровли делают в виде утепленных бесчердачных крыш, которые одновременно являются и потолком помещения.
При устройстве глинокамышитовой кровли стебли камыша укладывают на обрешетку вдоль ската кровли ровным слоем около 10 см. Уложенный камыш обмазывают за два раза глиняным раствором с соломенной сечкой.
Соломенную сечку предварительно в течение 3—5 суток выдерживают в жидком глиняном растворе. За это время соломенная сечка хорошо пропитывается глиной и становится мягкой. Приготовленный глиняный раствор с добавкой соломенной сечки наносят на поверхность камыша в два слоя по 2 см; второй слой глиняной смазки наносят через один-два дня. После окончательной просушки поверхность глинокамышитовой кровли в целях лучшей гидроизоляции промазывают мазутом или ему подобными материалами.
Кровли из камышитовых плит изготовляют по такому же принципу. В зависимости от типа здания плиты укладываются в один или два слоя.
В Средней Азии часто устраивают гудробердановые кровли. Для этой цели используют бердан — плетенку из камыша шириной 1—2 м и длиной по потребности (до 20 м). Бердан, уложенный на кровлю, заливают битумом с песком.
Берданы изготавливаются из предварительно размоченного камыша путем пропускания его через вальцы. В вальках камыш расщепляется и выравнивается в ленты шириной 3—5 см и толщиной до 3 мм. Из расплющенных лент камыша плетут берданы, с одной стороны поверхность их блестящая, а с другой матовая.
Используют берданы для устройства кровель следующим образом: на обрешетку из камышитовых плит прибивают гвоздями первый слой берданы глянцевой стороной вниз. Затем наносят слой битума и наклеивают второй слой берданы, но глянцевой стороной кверху. В целях лучшего сцепления второй слой плотно прикатывают катком. На всю поверхность снова наносят расплавленный битум, равномерно посыпают его крупным песком и снова укатывают катком.
Камышитовые кровли с последующим нанесением гидроизоляционного битумного слоя применяются в Румынии.
В ближайшее время намечено широкое использование камыша в качестве сырья для изготовления картона, бумаги и другой продукции целлюлозно-бумажной промышленности. В текущем году заканчивается строительство целлюлозно-бумажного комбината в районе Приволжска г. Астрахани. В ближайшее время в г. Измаиле будет выстроен комбинат по переработке камыша на целлюлозу. Выстроена картоноделательная фабрика в г. Белгород-Днестровске и ряде других районов.
Наряду с химической переработкой камыша с целью получения из него бумажно-целлюлозных продуктов, как бумаги, картона, различного вида твердых плит и т. п., большой интерес представляет использование камыша для получения фурфурола, который является ценным сырьем при изготовлении пластмасс и других синтетических продуктов.
Камыш при правильном применении его в конструкциях, обеспечивающих надлежащую его сухость во время эксплуатации, может служить в течение долгого времени. Особенно длительный срок службы камыша в конструкциях отмечается в районах с сухим климатом. Так, например, при исследовании среднеазиатских памятников обнаружены постройки с камышитовыми поясами как в мавзолеях в Чор-Бахре, Бухарском районе Узбекской ССР, мавзолее Али-султана в Ургенче и других районах. Несмотря на то что камыш находился в течение длительного времени в конструкциях, он вполне сохранил свою прочность и эластичность. Камыш только потемнел и совершенно не производил впечатления ветхого старого материала. В Алма-Ате в начале 1930—1932 гг. было выстроено большое количество капитальных домов с применением камышита ручного и механического прессования. Обследованием ряда зданий после двадцатилетней эксплуатации установлена полная их пригодность к дальнейшему использованию.
В литературе имеются сведения, что камышитовые плиты, уложенные в конструкции холодильника в 1929 г., при обследовании, произведенном в 1952 г., оказались в хорошем состоянии.
С. И. Рендино в своей статье указывает на долговечность камыша в сочетании с вяжущими материалами и постройках Приднепровья, Одессы, Измаила и других юродов.
М. М. Кукебаев приводит в качестве примера длительную службу камыша в конструкции, прослужившей 26 лет, в течение которого камышитовые маты хорошо сохранились.
В. Н. Успенский ссылается на документальные данные о том, что в Вилково, Одесской области, существует ряд жилых домов, построенных из камыша 100—140 лет тому назад, которые еще и в настоящее время пригодны для эксплуатации. Он отмечает, что с долголетним сроком службы имеются дома (с применением камыша) в Херсоне, Полтаве, Одессе и других южных городах. К сожалению, В. Н. Успенский не приводит описание конструкции домов, оправдавших себя в эксплуатации.
И. Б. Хорошулин, описывая камышитовые дома в городе Вилково, простоявшие более 100 лет, указывает, что их конструкция весьма проста. Это — деревянный каркас с верхней обвязкой и чердачным перекрытием, с дощатым полом по подготовке из ракушки, которая служит гидроизоляцией. Камыш использован в качестве стенового материала. Стены промазываются слоем ила или глины с соломенной резкой.
И. Б. Хорошулин пишет, что вследствие увлажнения происходит усиленное гниение камыша в стенах, а также и стек каркаса. Он указывает, что дома, построенные в прошлом веке, держатся за счет регулярно подновляющихся каркасов и стен. Проверка показала, что внутри стен нижние концы стоек и камыш через 30—35 лет превращаются в труху. Он делает вывод, что постройки сохраняются за счет ежегодного восстановления глиносоломенных стен, толщина наращивания которых за 80—100 лет достигла более 20 см с каждой стороны. За это время произошла осадка ними больше чем на 100 см.
Таким образом, анализ имеющегося опыта длительной службы камыша в конструкциях показывает, что камыш в условиях повышенной влажности загнивает и теряет механическую прочность.
Непродолжительный срок службы камыша в условиях повышенной влажности, особенно в животноводческих постройках, отмечается в ряде статей.
Так, например, М. С. Волковский, делясь опытом строительства с применением камыша в Джамбулской области пишет, что колхоз «Восток» на собственном опыте убедился в непрактичности и недолговечности конструкции кошар из камыша. В условиях Южного Казахстана, где зимой выпадает много снега, а осенью и весной — много дождей, конструкции из камыша сильно увлажняются и подвергаются гниению. В результате камыш теряет прочность и строения обычно через два года приходят в полную негодность.
М. М. Кукебаев, В. Г. Калиниченко и другие авторы также отмечают непродолжительный срок службы камыша в сельскохозяйственных постройках.
На основании данных практики существует общее мнение, что в помещениях с влажностью выше 65% применять камышитовые материалы нецелесообразно. Но в зданиях, где конструкции с применением камыша эксплуатируются в условиях нормального температурного режима, камышитовые плиты и др. виды изделий находятся в хорошем состоянии.