Камыш— тростник обыкновенный (Phragmites communis Frin) - многолетнее растение, относится к семейству злаков. Стебли его ежегодно возобновляются, нарастая взамен отмирающих в конце вегетационного периода. Высота их достигает 15 м при диаметре до 4...5 см, урожайность тростника составляет 2...18 т на 1 га. Камыш растет но многих районах нашей страны. Местное название «камыш» относится к различным ботаническим видам растений. В Московской области камышом называют рогоз, в Смоленской, Новгородской, Псковской областях — кугу, на Сахалине — даже курильский бамбук. Однако в подавляющем большинстве районов нашей страны название «камыш» относится к 1liragmites.

В строительстве и промышленности строительных материалов принято народное название «камыш», а отсюда камышит, камы-шебетон, камышесечковые плиты, камышовые фашины и брусья. На территории СССР произрастает три вида камыша: камыш (тростник) обыкновенный — Plir. communis Frin; камыш (тростник) Изиды — Plir. isiace Kunlch; камыш (тростник) поздний — Plir. serotina Кот.

Широко и повсеместно распространен только камыш обыкновенный. Камыш Изиды (гигантский) имеется небольшими участками в Средней Азии и в Закавказье. Камыш поздний встречается лишь в Приморском крае. Для производства плит камышита и других строительных материалов применяется в основном камыш обыкновенный.

Наряду с камышом определенный интерес представляет собой тростник-арундо, в—речающийся в Средней Азии и на Кавказе. Физико-механические показатели (сжатие вдоль и поперек волокон, сопротивление разрыву, изгибающему усилию, скручи ванию и упругость) у арундо примерно в 1,5...2 раза выше, чем у обыкновенного камыша.

Анатомо-морфологическое строение камыша. Изучение строения камыша позволяет определить наилучшие варианты сочетании этого растения с вяжущими, проволокой, смолами и научно обосновать технологию производства строительных материалов из него. Лнатомо-морфологнческие особенности строения стеблей камыша определяют их физико-механические показатели, в первую очередь прочность и термоизоляционные свойства.

В Румынии д-ром Г. Илиеску проведены исследования анатомии стебля камыша. Краткое содержание этих исследований сводится к следующему. От периферии к центру междоузлия поперечный разрез стебля позволяет различить пол микроскопом следующие концентрические слои и элементы тканей в них:

эпидермис — слой, состоящий из одного ряда крупных клеток с извилистыми и утолщенными боковыми стенками;

кора — промежуточный слой клеток разной величины;

опорная ткань — состоит из удлиненных по вертикали стебля склеренхимных волокон (в разрезе под микроскопом склеренхима имеет мелкоячеистое строение); опорная ткань переходит в следующий паренхнмный концентрический слой постепенно;

паренхима — относительно более рыхлая крупноклеточная ткань; в паренхиму «утоплены» сосудисто-волокнистые пучки, представляющие собой тяжи, идущие по всей длине стебля.

Внутренняя поверхность стенок междоузлия покрыта тонкой, как папиросная бумага, воздухо- и водонепроницаемой пленкой. Диаметр стебли пропорционален высоте лишь до некоторой степени. Более высокие стебли относительно тоньше. Нижние междоузлия обычно на 2.3 мм тоньше, чем средние, диаметр узлов на 0,5... 1 мм больше диаметра междоузлия. Длина отдельных междоузлий пропорциональна общей высоте стебля и достигает у шести-семиметрового камыша 40..50 см; у четырех-пятиметро-вого камыша длина наиболее крупных междоузлий не превышает 30..40 см Количество междоузлий колеблется от 4...5 у карликовых побегов камыша, до 30. .40 — у восьмиметровых гигантов.

Побег камыша растет следующим образом: вверху развертываются листья и одновременно до полного одревеснения стеблей идет процесс их вставочного (интеркалярного) роста, т. е. удлинения междоузлий. В верхней трети междоузлий долго сохраняется поясок (2...3 см) слабо одревесневшей ткани (меристемы).

Клетки меристемы придают зеленым стеблям характерную для камыша гибкость.

Верхняя треть стебля имеет более короткие междоузлия, чем средние, несет больше листьев, ткани ее менее одревесневшие. Узлы, по существу, образованы из этих же тканей, сжатых в более узкое кольцо. Выше узла кольцевое сечение междоузлия расширяется, а просвет соответственно сужается. Перегородка узла состоит из довольно рыхлой паренхимы.

Листья камыша состоят из листовой пластинки и стеблеобъ-емлющен трубки. У созревающих побегов камыша нижние листья засыхают и постепенно опадают; к концу вегетации остаются лишь 3.5 верхних листьев. Трубки опавших листьев остаются прижатыми к стеблю, образуя чехол, охватывающий нижнюю часть стебли.

В камышебетопе остатки трубок на стеблях препятствуют схватыванию раствора с внешними стенками междоузлия, места эти являются очагами пониженной биостойкости.

Механические ткани в стебле камыша состоят из клеток с одревесневшими оболочками (рис. 2.0)

Проводящие пучки (рис. 2.0, А, ж и ?) среди основной иа-ренхимной ткани как бы разбросаны отдельными островками. В таких пучках сгруппированы: водоироводящие ткани-сосуды (рис. 2.6, Е, 6) и другие элементы, составляющие ксилему, или древесинную часть пучка, и обращенные к центру стебля; ситовидные трубки, проводящие органические вещества, флоэма, или лубяная часть пучка, обращенная в каждом пучке к периферии (рис. 2.6, Е, в).

Механические волокна располагаются вокруг проводящих

пучков; в стебле травянистых растений они носят название склеренхимы, имеют одревесневшие оболочки (рис. 2.6, Е, 0), ближе к периферии залегают сплошной полосой (рис. 2.6, А, е); на поперечном срезе можно хорошо видеть утолщенные оболочки таких волокон и узкие полости (при большом увеличении).

Гиподерма (подкожица) —прослойка под эпидермисом механической ткани с одревесневшими и утолщенными оболочками (рис. 2.6, А, б и Б). На продольном срезе (рис. 2.6, Г) можно видеть ткань, состоящую из продолговатых клеток, которые не являются типичными механическими волокнами В стебле камыша (тростника обыкновенного) механические волокна составляют 20..40% и более объема тканей (в средней части) стебля.

Соотношение массы отдельных органов зрелого камыша в зависимости от размеров отдельных побегов (стеблей) показано в табл. 2.8. В среднем по массе стебель составляет 78,2%, трубка (стеблеобъемлющая часть листа) — 17,4%, метелка — 4,4%.
строительных материалов мост» от и» диаметров наибольшее значение имеют следующие физические показатели:

структура тканей стебля, наличие и характер пустот, обусловливающих теплоизоляционные свойства камыша и изделий из него;

прочность на разрыв, изгиб, сжатие вдоль и поперек стеблей, а также их упругость

Теплоизоляционные свойства камыша зависят от пустотности междоузлий стебля, а также наличия пустот в тканях стенок стеблей. С ростом последних толщина их стенок меняется (табл. 2.9).

Исследования, проведенные П. И. Круговым, показали, что толщина стенок стеблей камыша возрастает с увеличением диаметра стебля. Толщина стенок одного стебля неодинакова не только по его длине, но и по окружности одного разреза.

Опыты показали, что временное (разрушающее) сопротивление растяжению при изгибе зрелых стеблей камыша составляет 126,5...270 МПа, что значительно больше чем у дуба (90 МПа) и сосны (70 МПа).

При испытании пластинок из камыша, не бывшего в употреблении, средний предел сопротивления на растяжение составил 279 МПа, а из стеблей камыша, пролежавшего в кладке стен 12 лет, — 276 МПа. Таким образом, механическая прочность камыша стечением времени изменяется незначительно (табл. 2.10).

Большое значение для соотношения массы стебля и листьев имеет густота расположения побегов, т. е. количество их на единице площади, например на 1 м2. Чем гуще заросли, тем меньше облистненность отдельных побегов камыша и соответственно выше средняя плотность стебля

В зависимости от условий водного режима размеры камыша и характер его побегов резко меняются. В одних условиях увлажнении развиваются гигантские экземпляры, достигающие 6...8 м, в других — карлики высотой около 10 см. Распространение камыша происходит семенным и вегетативным путем.

Применение камыша, засоренного рогозом и кугой (свыше 5..10%), ограничено теми случаями, когда по технологическому процессу требуется измельчение стеблей, например при изготовлении камышесечковых плит, арболита и др.

Физико-механические свойства стеблей камыша. При использовании стеблей камыша в строительстве и промышленности.

Химические анализы стеблей камыша, проведенные НИИ-стройкамышом, показали, что содержание целлюлозы в стеблях пятиметрового камыша на 5% выше, чем в стеблях двух-трех-метрового, что указывает на наличие некоторой зависимости химического состава от размеров побегов и условий произрастания этого растения. Установлено также, что камыш по своему химическому составу мало отличается от других видов растительного сырья (соломы и др.).

Влажность камыша весной устанавливается устойчивая -14...16% (дельта Волги). Биостойкость растения определяется в основном условиями увлажнения. В условиях сухого климата районов центральной Азии в древнем городе Хара-Хото камыш в глинобитных зданиях сохранился в течение 2 тыс. лет. Известны случаи, когда в условиях влажного климата г. Сочи камыш в сооружениях подвергался порче (гниению) за 2...3 года.

После смачивания камыш высыхает сравнительно быстро. Это объясняется трубчатым строением и глянцевитостью его стеблей, а также наличием воскового налета на листьях, вследствие чего поверхность плохо смачивается. Набухание камыша значительно увеличивается три деформации тканей.

Водопоглощенне камыша детально изучено в ЦНИИСКе. Оно достигает максимума через 14...15 суток и при массе образцов ПО...120% составляет в среднем 16,2% от первоначального. У образцов стеблей с листом (трубкой) водопоглощенне оказалось несколько большим и масса образцов соответственно достигала 140.160%.

При эксплуатации камышовых зарослей промышленного значения для получения на протяжении многих лет высоких ежегодных урожаев этого растения с одних и тех же участков или массивов нужно знать и учитывать особенности его роста и развития: возобновление, урожайность, долговечность и другие биологические свойства, а также их зависимость от условий произрастания и способов эксплуатации.

Прочность арболита при использовании сечки камыша в значительной степени зависит от содержания в заполнителе продуктов распада гемицеллюлозы, которые препятствуют нормальной гидратации цемента.

В табл. 2.11 приведены данные, показывающие изменение состава камыша в зависимости от вида его обработки. Так, например, при запаривании сечки.

Для приготовления арболитовой смеси в качестве заполнителя применяют сечку камыша, полученную на соломосилосорезке и доизмельченную на молотковой дробилке. Такая сечка сохраняет глянцевую поверхность исходного стебля и, согласно данным Казахского отделения Гипронисельпрома, б. Алма-Лтинского НИИСМа и Гипросельстроя, характеризуется следующими размерами: длина—7.„35 мм, ширина —2...6 мм,толщина— 1...2 мм. При рассеве остатки на ситах составляют, %: № 10 — 0,3...1; № 5 —от 7 до 36; № 2,5 —от 26 до 63; № 1,2 —от 17 до 27, 0,5 —от 1 до 14; № 0,3 —от 2 до 6 и на поддоне остается 1,..9% сечки.

При дроблении структура камыша разрушается и его физико-механические свойства изменяются. Так, например, за счет деформации тканей, происходящей в результате дробления, водопоглощенне сечки (камыш, произрастающий в низовьях реки Или) в течение суток достигло 200...220% ее массы по сравнению с водопоглощением стебля камыша, которое составляет 150...160%. Основное количество воды поглощается сечкой сразу же после погружения ее в воду. Как видно из табл. 2.12, в течение 5...15 мин нахождения сечки в воде поглощается 70...90% воды всего объема суточного водопоглощения.

Средняя плотность сечки камыша V,,, определенная путем обмера объема отдельных частиц, составляет 153 кг/м3, объемная насыпная масса 1 кг ее У„, как видно из табл. 2.13, колеблется в широком диапазоне в зависимости от фракционного состава.