Глина – универсальный природный материал для строительства — Светич
Главная
/ Статьи
/ Сельский строитель
Глина – один из древнейших строительных материалов, применяемых в строительстве по сей день. Свойство этого природного материала к затвердеванию в определённых условиях позволяет использовать его в различных целях при строительстве построек различного назначения – и жилых, и хозяйственных. Из глины делают несущие конструкции (саманные стены), на ней заводят раствор для кладки печей (из неё же собственно делают и сам печной кирпич), её используют как утеплитель, а также глиной штукатурят стены. В связи с тем, что этот природный и экологически чистый материал может широко использоваться в строительстве, мы решили подготовить статью по вопросу применения глины в строительных целях.
Немного о глине
Глина – мелкозернистая осадочная горная порода, пылевидная в сухом состоянии, пластичная при увлажнении. Глина состоит из одного или нескольких минералов группы каолинита (происходит от названия местности Каолин в Китае), монтмориллонита или других слоистых алюмосиликатов (глинистые минералы), но может содержать и песчаные и карбонатные частицы. Как правило, породообразующим минералом в глине является каолинит, его состав: 47 % оксида кремния (IV) (SiO2), 39 % оксида алюминия (Al2О3) и 14 % воды (Н2O).
Al2O3 и SiO2 — составляют значительную часть химического состава глинообразующих минералов.
Диаметр частиц глин менее 0,005 мм; породы, состоящие из более крупных частиц, принято классифицировать как лёсс. Большинство глин — серого цвета, но встречаются глины белого, красного, жёлтого, коричневого, синего, зелёного, лилового и даже чёрного цветов.
Окраска обусловлена примесями ионов – хромофоров, в основном железа в валентности 3 (красный, желтый цвет) или 2 (зеленый, синеватый).
Основным источником глинистых пород служит полевой шпат, при распаде которого под воздействием атмосферных явлений образуются каолинит и другие гидраты алюминиевых силикатов. Некоторые глины осадочного происхождения образуются в процессе местного накопления упомянутых минералов, но большинство из них представляют собой наносы водных потоков, выпавшие на дно озёр и морей.
Глина – это вторичный продукт земной коры, осадочная горная порода, образовавшаяся в результате разрушения скальных пород в процессе выветривания (ru.wikipedia.org).
Саманное строительство
Что из себя представляет саман? Сам термин происходит от тюркского «солома». Подразумевает саман под собой строительный материал из глинистого грунта, высушенного на открытом воздухе.
Ещё в сравнительно недавнем прошлом этот материал имел достаточно широкое распространение в мире. По сей день саманные постройки повсеместно встречаются и в Азии, и в Европе, и на территории России.
Несмотря на то, что в настоящее время принято применять современные материалы, считающиеся более прочными и долговечными, существуют живые свидетельства того, что многие материалы современности в значительной степени уступают по прочности домам, построенным из глины.
Например, на сайте www.subscribe.ru в статье «саманное строительство» приводятся данные о том, что участники войны в Афганистане свидетельствовали о том, что при попадании из танка прямой наводкой в стену из самана она не разрушалась, а оставался только след.
Теперь немного о том, как сделать саман. На сайте www.subscribe.ru по этому поводу приводится следующая информация: Земля под ногами — основной источник материала для строительства..jpg)
Песок и глина лежат практически везде. Для смеси всегда нужно также достаточно длинной, прочной, сухой соломы. Идеальная смесь содержит много грубого песка и немного глины.
Глины нужно ровно столько, чтобы склеить песок и солому, приблизительно в соотношении 3 или 4 к 1, песок к глине.
Большинство почв – смесь песка, глины и других примесей. Нужно понять Вашу почву и с ней работать.
Ил для самана не подходит. Избегайте почв с более чем незначительным содержанием ила. Ил снижает клейкость глины и непрочен на сжатие. Глина существенно отличается от ила. Глины усыхают линейно на 5-15 %, поэтому растрескиваются, если не смешать их с большим количеством песка и соломы. Когда же глина высыхает в пространстве между грубыми зёрнами песка, она плотно скрепляет их вместе. В результате получается на удивление прочный материал – саман.
Конечно, это лишь краткая информация о том, как сделать саман.
Если вы хотите приготовить его правильно и профессионально, то вопрос поиска и подбора материалов, а также составления пропорций надо изучить более тщательно. Благо, интернет-ресурсы позволяют сделать это без особых затруднений.
Использование глины для кладки печей
Глина является основным материалом для приготовления раствора для кладки печей. Качество этого раствора оказывает прямое влияние на качество кладки, а значит и печи.
О том, как правильно приготовить раствор, приведём информацию из книги А.М. Шепелева «Как построить сельский дом»: «Правильно приготовленный глиняный раствор не трескается, прочно связывает между собой кирпичи и не выкрашивается. Трещины в швах кладки нарушают нормальную работу печи.
Толщина швов влияет на прочность кладки. Швы должны быть толщиной 3 мм (как исключение – 5 мм). Чем меньше в печи глины и больше кирпича, тем выше качество печной кладки.
Вот почему, готовя глиняный раствор желательно отдельно просеять глину и песок через сита с отверстиями не более 3×3мм, а затем ещё раз процедить раствор.
Доза песка, добавляемого в глину, зависит от жирности последней: жирнее глина – больше песка, и наоборот.
Глину для раствора нужно хорошо размочить и промять. Делают это так. Берут большой крепкий ящик или бочку, заполняют их на 1/3 объёма глиной, заливают водой, тщательно перемешивают и оставляют на сутки или больше. Затем все перемешивают и, если надо, добавляют воду. Полученное глиняное молоко процеживают на сите с отверстиями не более 3×3 мм в другую ёмкость. Оставшиеся комки вновь заливают водой, разминают, добавляют глину и т. д.
Оставшуюся от глиняного молока воду сливают, используя её при замочке следующей порции глины. Отстоявшаяся глина должна иметь густоту сметаны.
Приготовив нужное количество глины, определяют её жирность и потребность в песке.
Для этого берут какую-то одну объёмную часть процеженной глины (например, банку из-под консервов) и вливают её в ведро. Этой же меркой отмеряют 3 части песка, добавляют его небольшими порциями в глину и все перемешивают веслом или палкой. Если раствор сильно обволакивает весло (палку) – он жирный и нужно добавить песка. Если к веслу (палке) прилипают отдельные сгустки – раствор нормальной жирности и годен для кладки. Измерив «ставшийся песок, определяют жирность глины, вернее потребность в песке. Например, осталось 0,5 банки песка, значит, для приготовления нормального по жирности раствора на 1 часть глины требуется 2,5 части песка (состав 1:2,5).
Таким образом, в зависимости от качества глины на одну её объемную часть может потребоваться от 0,5 до 3-х и более частей песка.
Нормальный по жирности раствор не трескается, крепко связывает между собой кирпичи; жирный раствор сильно трескается, а тощий – непрочный.
Качество раствора можно проверить так.
Из густого раствора скатывают шарик диаметром 5 см и делают лепешку толщиной 1 см и диаметром 10 см. И то и другое высушивают при обычной комнатной температуре. Высохнув, они не должны растрескиваться, а шарик при падении с высоты 1 м не должен рассыпаться. В этом случае раствор пригоден для кладки.
Готовят раствор на бойке или в ящике. Для этого грядкой насыпают отмеренную порцию песка, делают в ней углубление, наливают порцию приготовленного глиняного теста и все перемешивают до полной однородности. При необходимости добавляют воду, получая сметанообразную массу, легко сползающую с железной лопаты, но не растекающуюся по ней. При ощупывании между пальцами должен ощущаться сплошной шероховатый слой песчинок, а не скользкая с разрозненными песчинками глина.
Во время кладки глиняный раствор должен быть таким, чтобы при небольшом нажиме на него кирпичом, смоченным водой, он легко выдавливал из шва излишне наложенный раствор.
Для кладки 1000 кирпичей при швах толщиной до 5 мм требуется 250 л процеженного раствора.
Время, затраченное на процеживание раствора, с лихвой окупается удобством в работе».
Использование глины как утеплителя
Глина также используется в качестве утеплителя. Чаще всего её используют для утепления потолка. Для получения качественного утеплителя помимо глины применяют опилки.
На сайте www.domoustroi.ru приводится следующая информация по утеплению потолков этим способом: Потолок из глины и опилок отличается хорошей термостойкостью, легкостью в изготовлении, легким весом, противопожарным качеством и доступностью в цене.
Чтобы утеплить потолок и сделать потолок из глины и опилок, следует приобрести в первую очередь глину и опилки. Опилки сейчас приобрести не трудно, так как их даже раздают бесплатно самовывозом на предприятиях деревообработки. Даже если придется покупать опилки, то их стоимость будет ничтожна, по сравнению с другими материалами для потолка.
Глина же будет немного дороже, но её нужно совсем мало, поэтому ее можно добыть и самому.
Итак, для начала подготовим потолочное перекрытие для будущего потолка.
Так как смесь глины и песка будет жидкой, то необходимо на потолочные доски что-либо постелить водонепроницаемое. Можно взять обычную пленку и пристрелять её к дереву обыкновенным строительным степлером. Некоторые под пленку застилают картон. Картон имеет гофрированный слой между плоскими слоям, это дает дополнительное утепление, но потолок становится более пожароопасным.
После того, как потолок застелен пленкой, можно приступать к замешиванию глино-опилкового раствора.
Для этого необходимо залить полную бочку водой и высыпать туда четыре-пять вёдер глины. Глина должна размочиться.
Перемешивать глину в бочке до того момента, пока она максимально не растворится. Вода должна приобрести характерный грязный цвет.
Далее, залить в бетономешалку пару вёдер полученной смеси из глины и воды и засыпать опилками. Нельзя забывать добавлять глиняную воду по мере перемешивания опилок. Консистенция не должна быть ни густой, не жидкой.
Далее, замешав раствор, нанести его на потолок равномерным слоем 5-10 см. в зависимости от необходимого утепления и пригладить слегка утрамбовывая. Через несколько дней потолок должен подсохнуть, и если появятся небольшие трещины, то их проще всего затереть простой глиной, хотя можно оставить и так, потому, что трещины будут незначительные.
В данной статье мы рассмотрели различные случаи применения глины, а именно: строительство стен, приготовление раствора для кладки печей и утепление потолков. Во всех этих случаях глина является эффективным строительным материалом. В завершение следует заметить, что это не все варианты применения глины в строительстве, например, её применяют в производстве керамзита и цемента, поэтому этот природный материал безо всякого преувеличения оправдывает название этой статьи: «Глина – универсальный природный материал для строительства».
Статью подготовил Евгений ИЗМАЙЛОВ,
фото srubnbrus.com
Поделиться:
Применение глины в строительных целях
Одним из древнейших строительных материалов является глина, применяемая в строительстве по сей день. Свойство этого природного материала к затвердеванию в определённых условиях позволяет использовать его при строительстве построек различного назначения.
Глина представляет собой мелкозернистую осадочную горную породу. В сухом состоянии она пылевидная, а во влажном-пластичная. Породообразующим минералом в глине является каолинит. Его состав: 47 % оксида кремния, 39 % оксида алюминия и 14 % воды.
Большинство глин — серого цвета, но встречаются глины белого, красного, жёлтого, синего, зелёного, коричневого и даже чёрного цветов. Окраска обусловлена примесями ионов железа.
Использование глины для получения самана
Саман представляет собой строительный материал из глинистого грунта, высушенного на открытом воздухе.
Ещё в сравнительно недавнем прошлом этот материал имел достаточно широкое распространение в мире. И по сей день саманные постройки повсеместно встречаются в Азии и даже в Европе.
Смесь для получения самана состоит из глины, песка и сухой соломы (сам термин «саман» происходит от тюркского «солома»). Глины нужно ровно столько, чтобы склеить песок и солому (приблизительно в соотношении 3 или 4 к 1, песок к глине). Песок и солома смешиваются с глиной, чтобы последняя не растрескалась.
В результате получается на удивление прочный материал – саман.
Использование глины как утеплителя
Глина также используется в качестве утеплителя. Чаще всего её используют для утепления потолка. Для получения качественного утеплителя к глине добавляют древесные опилки.
Потолок из глины и опилок отличается хорошей термостойкостью, легкостью в изготовлении, легким весом, противопожарным качеством и доступностью в цене.
Использование глины для кладки печей
Глина является основным материалом для приготовления раствора для кладки печей.
Качество этого раствора оказывает прямое влияние на качество кладки, а значит и печи. Правильно приготовленный глиняный раствор не трескается, прочно связывая между собой кирпичи, не выкрашивается. В швах кладки не должно быть трещин, так как они нарушают нормальную работу печи. Толщина швов влияет на прочность кладки (швы должны быть толщиной 3 мм). Готовя глиняный раствор, желательно отдельно просеять глину и песок через сита с отверстиями не более 3×3 мм, а затем ещё раз процедить раствор.
Глину для раствора нужно хорошо размочить и размять. Приготовив нужное количество глины, определяют её жирность и потребность в песке. В зависимости от качества глины на одну её объемную часть может потребоваться от 0,5 до 3-х и более частей песка.
Нормальный по жирности раствор не трескается, крепко связывает между собой кирпичи. Жирный раствор сильно трескается, а тощий – непрочный. Во время кладки глиняный раствор должен быть таким, чтобы при небольшом нажиме на него кирпичом, смоченным водой, он легко выдавливал из шва излишне наложенный раствор.
Во всех вышеописанных случаях глина является эффективным строительным материалом. Однако, это не все варианты применения глины в строительстве: например, её применяют в производстве керамзита и цемента. Поэтому этот материал безо всякого преувеличения является универсальным природным материалом для строительства.
Будівництвоглина
Строительство грунта: где и как процветает строительство из глины — построено
Видео, созданное Джастином Хирном
В некотором смысле глина является самым основным материалом, доступным человечеству. Поскольку он легко доступен в природном ландшафте, люди строили из глины с тех пор, как создавали сооружения.
Существует бесчисленное множество примеров исторических зданий на глиняной основе, в том числе глинобитные постройки коренных жителей Нью-Мексико из пуэбло и переносные конструкции с деревянным каркасом, построенные австралийскими аборигенами, которые были изолированы глиной для защиты жителей как от холода, так и от жары.
Даже на индивидуальном уровне первая попытка молодого человека построить структуру обычно принимает форму смеси грязи и воды, будь то глинобитная стена на заднем дворе или замок из песка со рвом, построенный во время семейной поездки на пляж.
«Если мы посмотрим на строительство на протяжении всей истории, люди нашли бесконечное количество интересных решений, использующих местные ресурсы», — сказала Эмануэла Дель Гадо, профессор Джорджтаунского университета, изучающая сложные материалы с помощью компьютерного моделирования и статистической механики.
На протяжении веков люди по всему миру создавали сооружения из самых доступных материалов: земли и воды. Но почему некоторые из этих построек — например, древний форт в Иераконполисе — сохранились, а другие давно превратились в прах?
По словам Дель Гадо, мы еще многого не знаем о том, что делает строительство из грунта эффективным. Поиск этих ответов может стать ключом к открытию нового, современного подхода к этому невероятно доступному и экологически чистому материалу.
Как работает строительство грунта
Как на самом деле работает строительство грунта? Чтобы понять основные принципы строительства из грунта, вспомните, когда вы в последний раз строили замок из песка.
«Когда вы строите замок из песка, — сказал Дель Гадо, — вы начинаете с песка, который сухой и полностью дезагрегирован. Мы знаем, что если мы немного намочим его, мы сможем заставить его держаться вместе. Песчинки не притягиваются друг к другу, но если вы добавите достаточное количество воды, она образует тонкие слои, которые прикрепляются к отдельным песчинкам и скрепляют здание замка из песка. Но поскольку эта вода — всего лишь жидкая вода, она в конце концов испарится между зернами. Итак, вы оставили замок там на остаток дня под солнцем, вода начинает испаряться, и замок понемногу распадается.
По мере того, как вода испаряется между песчинками, полученная структура становится неустойчивой и в конце концов рухнет.
Напротив, в прочных конструкциях из грунта вода более глубоко интегрирована в структуру материала, так что по мере испарения воды материал затвердевает, а не становится мягче.
«Есть некоторые глины и, в принципе, некоторые виды грунтов, которые имеют очень интересную реакцию с водой, подобную той, что происходит с цементом», — сказал Дель Гадо. «Порошок вступает в реакцию с водой и начинает образовывать очень липкий материал, который со временем затвердевает, как камень».
Эти материалы называются геополимерами; понимание того, как и почему они работают, является темой, которая в настоящее время изучается Дель Гадо и другими ведущими исследователями в мире материаловедения.
Почему грязь так важна?
Поскольку строительная отрасль стремится уменьшить воздействие, которое она оказывает на окружающую среду, местные материалы, такие как глина и почва, могут многое сделать для уменьшения экологического вреда проекта.
«В строительстве всегда существовало необходимое ограничение — желание строить на основе ресурсов, которые доступны повсюду и относительно дешевы», — сказал Дель Гадо. «Это одна из причин, по которой цемент является таким вездесущим строительным материалом — его можно производить из горных пород в любом месте на земле».
Но производство цемента наносит особый ущерб окружающей среде — настолько большой, что некоторые ученые назвали бетон, для производства которого требуется цемент, «самым разрушительным материалом на земле». Дель Гадо сказал, что более глубокое понимание того, как работает почва и глинистые материалы, потенциально может позволить отрасли значительно сократить использование бетона.
«Теоретически вы можете смешать определенное количество обычного цементного порошка с дополнительным геополимером», — сказал Дель Гадо. «Это позволит вам уменьшить количество цемента, которое вы используете для каждого здания».
Последствия такого сокращения могут сильно повлиять на воздействие строительной отрасли на окружающую среду — от снижения количества воды, необходимой для схватывания цементных конструкций, до сокращения выбросов, связанных с производством цемента.
Древние технологии, современные исследования
Успешное создание геополимеров в древних земляных сооружениях, по-видимому, во многом было результатом проб и ошибок, когда строители экспериментировали с местными материалами для создания более прочных конструкций.
«Прекрасным примером строителей, использующих местный и, возможно, даже отходы, в качестве дополнительного компонента в строительстве, является Великая Китайская стена, где они обнаружили следы рисовых белков в строительном растворе», — сказал Дель Гадо. Клейкая рисовая паста, используемая в дополнение к более дорогому раствору из гашеной извести, так прочно связывается между камнями, что в некоторых местах сорняки все еще не могут расти в трещинах, создавая более стабильную смесь.
Возврат к этим древним технологиям в современной строительной индустрии означает более взвешенный, основанный на исследованиях подход к использованию материалов.
«Теперь вопрос, — сказал Дель Гадо, — заключается в том, можем ли мы вернуться к этой технологии и, с нашими знаниями и способностью понять, как работает материал, сможем ли мы найти современную версию этих технологий, которая действительно может нам помочь. решить проблемы, которые у нас есть сейчас?»
Преимущества строительства из глины
Откройте для себя качества, которые делают глину универсальным и высокоэффективным строительным материалом.
Глина – повышение качества жизни
Обожженная глина – это универсальный и прочный строительный материал, который всегда актуален. Глиняные строительные материалы могут использоваться по всей оболочке в виде кирпичей, блоков, фасадных систем, черепицы и брусчатки.
Являясь одним из старейших и самых популярных доступных строительных материалов, глиняный кирпич и черепица имеют глубокие корни в европейской истории и составляют некоторые из наших самых знаковых зданий. Жизненный цикл построенных из глины конструкций из поколения в поколение означает, что они стали частью нашего культурного наследия и архитектурной самобытности. Сегодняшняя продукция производится намного эффективнее, чем в прошлом, что обеспечивает более высокое качество и меньшее воздействие на окружающую среду. Тем не менее, Wienerberger сохраняет традиционные методы формования черепицы ручной работы Keymer, чтобы соответствовать требованиям проектов реставрации и придать вид наследия.
Вот подробнее о преимуществах строительных материалов из глины для строительной отрасли и жителей зданий:
Изделия из глины можно использовать практически для любого нового строительства или проекта реконструкции, и они могут отражать все архитектурные стили, от традиционных до от исторического до инновационного и авангардного.
Архитекторы любят экспериментировать со строительными изделиями из глины, поскольку их компактный размер и разнообразие доступных цветов и форм предоставляют бесконечные возможности дизайна при создании современных конструкций.
Строители домов уверены в эксплуатационных и эстетических качествах строительных материалов из глины для одиночных или многоэтажных домов.
Благодаря долговечности глины как строительного материала конструкции, построенные из глиняных изделий, являются инвестицией для будущих поколений, а срок их службы превышает 100 лет. Отличным свидетельством долговечности глиняных изделий является количество старых зданий вокруг нас, которые все еще стоят.
Кирпичи, блоки, черепица и тротуарная плитка из глины имеют стабильные размеры, а это означает, что структурные дефекты во время строительства маловероятны при правильной установке изделий. После возведения кирпичная стена невероятно прочна: она не должна деформироваться, сжиматься при высыхании, набухать при намокании или трескаться при длительном воздействии.
Благодаря механической прочности и устойчивости глиняных строительных изделий кирпичные здания не только выдерживают ветер, сырую погоду, град, мороз, бурю и снег; они также предназначены для работы в экстремальных условиях, таких как лавины, пожары, оползни, наводнения и землетрясения.
Глиняные строительные материалы обладают высокой теплоемкостью, что обеспечивает комфортный микроклимат в помещении в любое время года. В жаркие летние дни стены из глиняных блоков поглощают и сохраняют тепло, которое высвобождается при понижении наружной температуры в вечернее время. Это позволяет избежать перегрева зданий летом и снижает потребность в кондиционировании воздуха. В холодные зимние дни стены из глиняных блоков сохранят тепло внутри здания, даже если отопление прервется.
Способность строительных материалов из глины амортизировать изменения внешней температуры делает их идеальными для использования в концепциях энергоэффективных домов, таких как Passivhaus.
Строительную конструкцию из глиняных блоков можно построить быстро, сэкономив время и деньги при строительстве.
После использования затраты на техническое обслуживание становятся низкими благодаря устойчивости изделий из глины к экстремальным погодным условиям, вредителям, росту растительности и химическому загрязнению. Исключительная долговечность означает, что активы, построенные из глины, обычно достигают высокой стоимости при перепродаже.
Здоровая среда обитания
Поскольку строительные материалы из глины обычно не требуют химической обработки для обеспечения долговечности или огнестойкости, они не выделяют летучих органических соединений, формальдегида или аллергенов в воздух во время эксплуатации.
Глиняные строительные материалы также могут выступать в качестве буфера для влажности воздуха в помещении из-за пористой поверхности глины. Это снижает потребность в системе механической вентиляции для регулирования влажности, что, в свою очередь, снижает риск образования плесени.
Ответственность за окружающую среду
При принятии решений о покупке важно учитывать влияние материалов на весь их жизненный цикл.
Когда кумулятивное воздействие жизненного цикла строительных изделий из глины (поиск сырья, производство, техническое обслуживание в процессе эксплуатации и этапы окончания срока службы) рассматривается в течение более чем 100-летнего срока службы изделий, выбросы двуокиси углерода от строительных изделий из глины относительно низкий. Если здание спроектировано для многократного использования в течение длительного срока службы и имеет прочную конструкцию и оболочку (например, изделия из глины), это уменьшит воздействие углерода на весь срок службы здания.
Wienerberger постоянно ищет новые способы улучшить качество жизни людей, предлагая функциональные строительные материалы с минимальным воздействием на окружающую среду.
Таким образом, глина – это строительный материал с историей и будущим в строительной отрасли. Испытанные методы строительства с использованием глиняных материалов продолжают создавать безопасные, стабильные и устойчивые здания, отвечающие требованиям современной жизни.