NashEkoDom
  домой почта карта сайта
 
Реклама

 

 

ЗОННОЕ НАГНЕТАНИЕ

Как строить из обыкновенной земли весьма дешёвые, прочные, теплые и огнестойкие дома посредством "Русских качелей"

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ Е.М.БУРЯКА "Азбука РСТ-99" ИННОВАЦИОННАЯ САГА

ВВЕДЕНИЕ

Каждому человеку, каждой семье нужен свой дом. Сельской семье необходим дом для постоянного проживания, обустроенный различными помещениями для домашних животных, хранения сельскохозяйственной техники и автомобилей, хозяйственного инвентаря, продуктов и прочего. Городская семья мечтает о домике за городом для проживания летом. Независимо от величины приусадебного участка для его обустройства необходимы ограждения, дорожки и площадки с твёрдым покрытием, дренажные и канализационные устройства, бассейны, колодцы и т.п. Но купить готовый дом со вспомогательными помещениями и обустроенным участком или построить дом из покупных строительных материалов может далеко не каждый.

Самое дешёвое решение для потенциального домовладельца – это строить жильё своими силами с минимальными расходами на приобретение строительных материалов.

Раньше многие семьи строили дом сами из подручных материалов, имевшихся на месте строительства. Самым доступным материалом, который есть повсеместно, является земля, а точнее грунт, находящийся под растительным слоем.

С древнейших времён, особенно в безлесных районах, жильё и другие постройки возводили из грунта путём набивки его в опалубку или из грунтоблоков, предварительно изготовленных в форме трамбованием или пластическим формованием.

Если дом строится без подвала, то грунта, вынутого для устройства фундамента, хватает на сооружение стен одноэтажного дома. Если же дом строить с подвалом, то грунта, вынутого для подвала, хватает на стены двухэтажного коттеджа. Для сооружения стен можно использовать также грунт, вынутый при планировке участка, при сооружении колодца или бассейна, при обустройстве дренажа и других работах.

Достаточно часто находящийся под растительным слоем грунт оказывается пригодным для изготовления камней – его только можно подсушить и измельчить.

Если же грунт потребует улучшения добавкой песка или глины, или его нужно сделать водостойким путём прибавления цемента, извести или других вяжущих, то потребуется ещё и тщательное перемешивание.

В старину тщательное перемешивание чаще всего достигалось перемятием грунта топтанием ногами людей или лошадей, а уплотнение ручными трамбовками.

Сохранившиеся здания из землебитных камней убеждают в высоком качестве подбора грунта, его перемешивания и уплотнения древними мастерами.

Однако некоторые секреты их мастерства до нашего времени не сохранились. Да и перемешивать ногами или трамбовать ручными трамбовками даже при знании секретов сегодня современный человек, избалованный различными средствами механизации труда, не будет (возможно за исключением некоторых энтузиастов) из-за тяжести такого труда.

Для подготовки грунта и для изготовления грунтоблоков в мире предложено много разнообразных устройств, но, в основном, они ориентированны на профессиональное применение, обладают солидной массой и стоимостью, что делает их практически недоступными для индивидуального использования. Кроме этого, качество получаемых на них грунтоблоков часто оставляет желать лучшего.

Возможно, что отсутствие оборудования или инструмента достойного внимания индивидуального застройщика является основной причиной того, что в индивидуальном строительстве редко обращаются к земляному строительству.

Чтобы изменить ситуацию к лучшему и дать возможность владельцам земельных участков своими силами построить дом и обустроить приусадебное пространство нужен ручной электрифицированный инструмент, с помощью которого можно было бы также тщательно перемешивать и уплотнять материал, как в древности, но со значительно меньшей затратой физического труда. И чтобы стоимость такого инструмента была на уровне традиционного электроинструмента.

Авторам удалось создать такой ручной электрифицированный инструмент, пригодный для уплотнения грунтомасс, бетонных смесей и других строительных маловлажных смесей, что теперь позволит каждому имеющему земельный участок изготовлять большинство деталей для дома непосредственно на месте строительства, а для стен использовать ту же землю.

Создание такого нового инструмента для формования и смешивания маловлажных сыпучих материалов, названного мини-нагнетателем, стало возможным в результате использования принципиально новой технологии, предложенной авторами в последние годы и получивший название «технология зонного нагнетания».

В основу технологии положено искусственное воспроизведение обнаруженного природного эффекта, названного «текучий клин».

Текучий клин – это процесс самоорганизации предельно плотной структуры когерентно движущихся частиц сыпучей среды.

Главнейшая особенность новой технологии в том, что в ней во всё время формования без шума и вибрации согласованно и одновременно движутся форма, порошкообразная формовочная масса и нагнетатель. При этом оказываются ненужными и лишними, присущие традиционным технологиям процессы и приспособления для дозирования массы в форму, контроль за давлением, развиваемым пуансоном, или за размером формуемого изделия.

Замечательная особенность новой технологии в том, что в форме по всему её объёму самообразуется равномерная плотная структура, а размеры изделия точно соответствуют форме по высоте, ширине и длине. При переходе с одного материала на другой, например, от формования блоков из суглинков на формование блоков из бетонной смеси или арболита не требуется никакой переналадки. В новом процессе исключаются вредные эффекты перепрессовки, «защемления воздуха», упругого последействия, присущие традиционным процессам прессования.

Эта книга предназначена для тех, кто

  • хочет своими силами построить себе дом или какую-либо другую постройку,
  • хочет увеличить эффективность своего труда при возведении зданий,
  • хочет быть в курсе новейших разработок в области индивидуального строительства и маломасштабного производства строительных материалов.

Главной целью данной книги является обеспечение индивидуальных застройщиков и представителей малого бизнеса детальной технической информацией о новейших технологиях изготовления строительных изделий посредством мини-нагнетателя сыпучих сред и установок зонного нагнетания с нагнетательным рабочим органом, о технологии производства грунтоблоков и строительства из них. Информация, содержащаяся в настоящей работе, достаточно детализирована, чтобы индивидуальный застройщик или предприниматель могли применять технологию, описанную в тексте, не нуждаясь в дополнительной информации. Для этой цели текст снабжён подробными рисунками.

Руководство состоит из девяти частей. Первая часть знакомит читателя с общими вопросами строительства из земли и приводит некоторые исторические примеры земляного строительства. Вторая и третья части освещают вопросы выбора и подготовки грунта к производству грунтоблоков. Четвёртая часть посвящена рассказу о традиционных технологиях земляного строительства и о технологии зонного нагнетания и формовочных устройствах с рабочим органом «Русские качели». Пятая и шестая части освещают вопросы обработки отформованных изделий, их испытания и правильного применения при строительстве. В седьмой части рассказывается об изготовлении зонным нагнетанием строительных изделий из бетона в условиях индивидуального производства. Восьмая часть посвящена вопросам экономики применения земли и зонного нагнетания в строительстве. Девятая часть содержит справочный и информационный материал, который может быть полезен индивидуальному застройщику.

Материал, который набран в тексте мелким шрифтом, предназначен в первую очередь для тех, кто предпочитает более подробную и точную информацию по освещаемым темам.

Здесь текст Пособия приводится с сокращениями, в частности, исключены части 2, 3, 5, 6, 9 и глава 14, а также в ряде других глав опущена уточняющая информация. Кроме того, сокращён иллюстративный материал.

ЧАСТЬ 1, ОСВЕЩАЮЩАЯ ОБЩИЕ ВОПРОСЫ СТРОИТЕЛЬСТВА ИЗ ЗЕМЛИ

Глава 1, в коей сообщается о том, что такое земляное строительство

Земля – самый распространённый материал на Земле. И строго говоря, весь строительный материал является производной от земли. В самом деле, песок, щебень, цемент, обожённый и силикатный кирпич, керамическая плитка и многое, многое другое ни что иное, как земля, в разной степени обработанная человеком.

Кстати, человек также производная земли, но только обработал её Создатель: « И создал Господь Бог человека из праха земного, и вдунул в лице его дыхание жизни, и стал человек душею живою.» (Библия, Кн.1, Бытие, Гл.2, стих 7).

Под земляным строительством понимается строительство из грунта. Согласно БСЭ, грунт (от нем. Grund – основа, почва) – это любые горные породы, залегающие преимущественно в пределах зоны выветривания (включая почвы) и являющиеся объектом инженерно-строительной деятельности человека.

При земляном строительстве кирпичи, блоки, монолитные стены выполняются из грунта, как правило, взятого из-под плодородного верхнего слоя (гумуса).

Строительство из земли условно можно разделить на три основных разновидности:

  • постройки со стенами, устраиваемыми в опалубке, где землю уплотняют трамбованием, (такие постройки называются землебитными или глинобитными);
  • постройки из отдельно приготовляемых трамбованием землебитных камней или грунтоблоков;
  • постройки из земляных кирпичей, изготовленных пластичным формованием.

Преимущественное распространение за рубежом и в России получили методы строительства из грунтоблоков, так как при применении грунтоблоков уменьшается вероятность появления трещин из-за того, что перед укладкой их размеры и прочность становятся более стабильными, чем при набивке, когда усадка происходит при высыхании всей стены. Кроме того, качество грунтоблоков всегда можно достаточно легко проверить.

Строительство из земли имеет ряд достоинств, которые приведены ниже.

  • Дешевизна. Она обуславливается тем, что материал имеется везде под руками (и под ногами тоже): почти всякая земля, за исключением чистого песка, годна для работы. В 50-е годы Институт строительной техники Академии архитектуры СССР указывал, что применение грунтоблоков для стен одноэтажных зданий, сокращает транспортные расходы в 3-4 раза, топлива в 10-15 раз. Трудозатраты на изготовление материала и укладку его в стены снижаются примерно в 1,5 раза. Капиталовложений требуется в 5-10 раз меньше по сравнению со стенами из обжигового кирпича.
  • Пожаробезопасность. Постройки из земли не только не горят, но от действия огня становятся ещё крепче.
  • Гигиеничность. Постройки из земли сухи и вполне комфортны для проживания.
  • Малая теплопроводность. Здания из земли теплее кирпичных.Для поддержания нормальной комнатной температуры в них требуется израсходовать топлива меньше, чем при аналогичных условиях в каменных и деревянных зданиях.
  • Экобезопасность. Использование земли для строительства способствует сбережению леса, снижению энергозатрат для изготовления и транспортирования стройматериалов.

Глава 2, в коей рассказывается о том, что древние цивилизации почитали землю как один из основных строительных материалов, и что и нынешней цивилизации не чужд интерес к постройкам из земли

Земля в качестве строительного материала использовалась с древнейших времён. За прошедшие тысячелетия из земли возводились города, посёлки, дворцы, храмы, крепостные стены, форты и т.п. У Плиния Старшего, прокуратора Испании (67 г. Новой эры), в его «Естественной истории» (25 книга, глава Х1У) можно прочесть о виденных им в Африке и Испании формовых стенах, называемых так потому, «что их более в формах делают, нежели строят». Плиний отмечает, что «стены эти уже несколько столетий противостояли действию ветров, непогоды, дождей и огня лучше сложенных из кирпича». Плиний упоминает о зданиях в Испании, построенных Ганнибалом (247 или 246-183 гг. до н. э.) на самых вершинах гор.

В Испании, в провинции Валенсия, существуют остатки земляных укреплений, стены которых во многих местах полностью уцелели за 2000 лет.

Предполагается, что из Испании строительство из земли распространилось далее по Западной Европе, захватывая Францию, Италию, Швейцарию, Германию.

В сочинениях зодчего Ронделе (ХУШ) можно найти указания на то, что большое распространение среди жителей Южной Франции получили дома из битой земли. Они были настолько хорошо сделаны, что казались как бы вылитыми из одного куска. Ронделе указывает, что битая земля может быть употреблена не только на мелкие сельские постройки, но и на постройки весьма значительные. В подтверждение он приводит тот факт, что, когда ему пришлось перестраивать в 1764 г. трехэтажный замок, построенный за 150 лет до этого, землебитные стены его оказались настолько крепкими, что создавалось впечатление, будто они вытесаны из употребляемого в том районе очень крепкого песчаного камня.

В великолепно иллюстрированной книге Ж.Детье «Архитектура из Земли» (Jean Dethier. Architectures de Terre, Paris , 1986) приведено множество примеров использования земли при возведении различных построек на всех континентах Земли. Это – дворцы, культовые сооружения, виллы, офисы госучреждений, жилые дома. Наряду с историческими постройками здесь можно увидеть и современные здания, причём не только в местах традиционного применения, как Ближний и Средний Восток, Африка, но и в Северной Америке, и Европе. Надо отметить, что в последнее время в мире интерес к земляным постройкам постоянно растёт. Многие ведущие архитекторы современности благосклонно относятся к земле как строительному материалу, который позволяет осуществлять очень интересные архитектурные решения. Например, во Франции вблизи Лиона построено целое поселение, названное «Поместье из земли» (Le domaine de la terre ), а в США в Нью-Мексико можно встретить как общественные здания, так и частные виллы довольно состоятельных людей.
Глава 3. Об удивительном дворце императора России Павла 1 и о другом опыте отечественного строительства из земли

Самая известная в России постройка из земли – это Приоратский дворец в Гатчине (рис.1.1).


рис 1.1

Когда Российский император Павел 1 возложил на себя обязанности попечителя Мальтийского ордена и стал его приором, ему понадобилась резиденция для выполнения новых обязанностей. Для этого, Павлом 1 было поручено придворному архитектору Н.А.Львову построить для этой цели дворец. Будучи энтузиастом земляного строительства Н.А.Львов спроектировал и лично руководил постройкой дворца, материалом для которого был выбран грунт. Заметим, что дворец был построен в течение двух месяцев в 1798 г.

Приоратский дворец стоит уже в течение 200 лет на берегу искусственного Черного озера. Время пощадило дворец, и в немалой степени этому способствовал выбор материала. В дни Великой Отечественной войны здесь шли ожесточённые бои. От снарядов и авиабомб рушились даже массивные каменные постройки, а землебитный дворец выстоял. Н.А.Львов подобрал такой состав грунтомассы, что по прочности она по сей день соперничает с железобетоном. Состав этой грунтомассы в процентах по объёму: гравий крупностью от 3 до 7 мм – 4; песок – 58; пыль (мелкая земля) – 20; глина – 18. Органические примеси не добавлялись. Прочность землебита у Львова через 20-30 лет после возведения здания составила 10-12 МПа, хотя цемент в состав грунтомассы не вводился.

Для тех, кто хочет самостоятельно соорудить для себя и не только для себя постройку из земли, заметим, что Львовым до постройки им Приоратского дворца был выстроен, в виде опыта, лишь угол избы. А затем осенью 1797 г. им был выстроен в Аропакази, около Гатчины, целый домик.

С постройкой Приоратского дворца связана одна поучительная и одновременно детективная история.

Недруги архитектора Н.А.Львова всячески пытались опорочить его идеи и начинания по земляному строительству. В очередной раз они решили организовать хитрую комбинацию, которая, по их мнению, не только бы окончательно и бесповоротно покончила с этими новаторскими идеями, но и поставила бы крест на карьере придворного архитектора самого Н.А.Львова. Эти недруги имели достаточное влияние при дворе и, якобы в угоду императору, посоветовали Павлу 1 разместить дворец в Гатчине в самом неподходящем, с их точки зрения, месте. А место это было выбрано глухое, сырое и болотистое. Павел 1, так как он любил Гатчину и рассматривал её как свою резиденцию, одобрил этот выбор и дал своё высочайшее повеление о постройке дворца, не вдаваясь, что вполне естественно, в технические детали. Противники Н.А.Львова торжествовали и предвкушали час крушения его карьеры. Но случилось чудо. Место постройки оказалось сухим. Это чудо сотворил сам архитектор Н.А.Львов. Он вырыл у самых стен дворца обширный пруд, называемый сейчас Черным озером, и утопил тем самым все черные замыслы своих недругов и недоброжелателей. Это урок тем, кто пытается бороться с новаторскими идеями и их носителями недостойными методами.

Возвращаясь к самой постройке – Приоратскому дворцу, отметим, что здание дворца двухэтажное, на фундаменте из бутовой плиты. Глубина заложения фундамента 2 м.

Стены землебитные, трамбованные в передвижной опалубке. Трамбование стен произведено слоями, толщиной 5-6 см, с введением между слоями земли прослоек из известкового раствора, толщиной до 6 мм. Высота стен около 8,5 м. Толщина стен на уровне подоконника 1 этажа – 78 см, на уровне подоконника 2-го этажа – 62 см.

Наверное, в насмешку своим недругам и в назидание сомневающимся Львов не стал штукатурить стены дворца. Так они простояли до 1887 года, и лишь тогда их оштукатурили. Штукатурка произведена по дранке, прибитой к земляным стенам большими коваными гвоздями. Ограда и две будки у ворот построены из землебитного кирпича, размером 15х30 см. Причём стены ограды сложены, как обычно на извести.

У архитектора Н.А.Львова были и другие, менее знаменитые, постройки из земли. Например, известны строения, а это два здания (одно двухэтажное, другое одноэтажное), в бывшей Симоновой слободе, которые в 30-х годах двадцатого века были еще обитаемы. Эти здания были позже разрушены при строительстве цехов Московского завода малолитражных автомобилей.

Кстати, утилизация земляных построек при их сносе не представляет большой проблемы. Из земли родился, в землю и ушёл.

В России энтузиастом земляного строительства был не только Н.А.Львов. Одним из ярых сторонников земляных построек был французский изобретатель директор опытной фермы Общества сельских хозяев южной России Изнар. Он изобрёл в 1833 г. устройство («снаряд») для изготовления землебитного камня в формах. Посредством этого устройства он выстроил на опытной ферме общества около Одессы целый ряд построек: жилые дома, конюшни, сараи, скотные дворы и пр. В 1837 г. Изнар имел в Одессе два дома, причём один из них был выстроен из землебитных камней, изготовленных на том же устройстве. Этот дом был двухэтажным размером 19х8,5 м.

«Снаряд» Изнара представлял собой обыкновенный копёр. Несколькими ударами бабы весом 150 кг производилось необходимое уплотнение земли в форме, после чего форма освобождалась от готового камня, и он подвергался сушке. Размеры камня составляли 180х180х360 мм, масса – 22 кг, объёмная средняя плотность – 1860 кг/м3.

Производительность последней модели установки, созданной Изнаром, доходила до 400 камней в течение десятичасового рабочего дня при трёх обслуживающих установку.

Качество построек Изнара, сложенных из землебитного камня на глине, по отзывам нескольких комиссий, было более чем удовлетворительно. Вот некоторые выдержки из этих отзывов:

  • «…по дешевизне и прочности упомянутый камень может с выгодою заменить обыкновенный естественный камень…»,
  • «…кирпич получает такую твердость и плотность во всех частях, что он может равняться со здешним одесским камнем…»,
  • «…оба дома, построенные на опытной ферме из этих кирпичей, представляют все условия прочности, которые только можно желать, и что эти здания не обнаруживают ни малейших следов сырости, хотя они и недавно выстроены…»,
  • «Гвозди, вколоченные в стену, держались в ней крепко, а на деревянных кольях, воткнутых в ту же стену, висели конюшенные вещи, довольно тяжёлые, без всякого повреждения стены…»

Через 25 лет с момента возведения построек Комиссия Общества сельских хозяев Южной России в 1858 году после обследования построек Изнара установила, что все здания, в том числе, жилые строения, конюшни, сараи, скотные дворы сохранились в первоначальном целом виде. Кирпичи на совершенно неотштукатуренных и необелённых стенах имеют такую плотность, при которой гвозди забиваются в них с величайшим трудом, при этом большая часть их загибается. Жилые дома, включая и нижние этажи, до половины находящиеся в земле, не имеют и следов сырости и отличаются легким, приятным воздухом. Наружные стены у сараев под известковой окраской сохранились без всякого повреждения, а штукатурка, произведённая как из глины, так и из извести, держится на стенах превосходно.

Комиссия, основываясь на 25-летнем существовании этих построек и на тщательном осмотре, выдала Свидетельство о том, что «по чрезвычайной дешевизне, по прочности жилья они могут называться превосходными и могут быть с большой пользой и выгодой возводиться везде, даже в местах, изобилующих естественным камнем и строевым лесом».

В 1828 г. помещик Екатеринославской губернии Абаза построил себе дом в девять комнат, в котором поселился со всем своим семейством. Прожив в нем восемь лет, он убедился, что «чистый воздух, теплота, сухость суть его достоинства».

Другой помещик Воронежской губернии Муравьёв, узнав о постройках, которые производил из земляного кирпича Абаза, последовал его примеру. Для начала, он построил кухню длиною в 8,5 м, шириною 6,4 м и высотою 2,85 м. После чего, в следующем 1838 г. менее чем за месяц (с 22 августа по 13 сентября)(!) Муравьёв построил себе жилой флигель длиною 14,5 м, шириною 11,4 м и высотою 2,85 м.

В 1840 году два человека за день набивали 150 камней размером 110х200х400 мм.

В с. Борок-Лутошкин Ярославской губернии некто Чижиков возводил постройки из земляного кирпича. Он отмечает их дешевизну, прочность, гигиеничность и красивый внешний вид.

В 1889 г. архитектор Грудистов демонстрировал одну из своих построек из земли на Саратовской земской сельскохозяйственной выставке и получил за неё серебряную медаль. При этом другие постройки из земли, а это ряд жилых и нежилых строений, построенных Грудистовым в Саратовской губернии, оказались ничуть не хуже обыкновенных построек, но зато дешевле деревянных в 7 раз и каменных в 11 раз.

Кроме упомянутых примеров земляного строительства в России, постройки из землебита и земляного кирпича производились по имеющимся из периодической печати того времени сведеньям в целом ряде губерний: Орловской, Саратовской, Симбирской, Тверской и др.

Положительный опыт применения земли в качестве строительного материала в России позволил в конце 19 века начать широкую пропаганду и внедрение в практику строительства материалов на основе грунта. Особенное внимание этому вопросу уделялось со стороны Общества по огнестойкому строительству России, так как применение грунтоблоков позволяло доступными средствами с наименьшими затратами решить задачу по замене деревянных построек (самых распространённых в России 19 века) на добротные, прочные и огнестойкие строения. В помощь застройщикам были специально разработаны проекты жилых и общественных зданий, например, см. книгу В.М.Верховского «Сельские огнестойкие постройки» (В.М.Верховский. Сельские огнестойкие постройки Спб, 1898).

Чтобы не сложилось впечатление, что земляное строительство закончилось в прошлом веке, приведём ряд частных примеров из недалёкого прошлого, взятых из литературных источников.

В 1933 году в посёлках Голицино и Ступино Московской области построен ряд зданий, а в г.Кемерово два квартала одно-двухэтажных грунтоблочных домов.

В 1955-1956 годах построено несколько зданий со стенами и частично фундаментами из грунтоцементных блоков на Алтае (Долговская и Анисимовская МТС, Сычёвский заготовительный пункт, Быстроистокский район).

В Краснодарском крае (совхоз № 612, Пластуновский район) в 1956 году выстроен опытный двухквартирный дом со стенами из грунтоблоков, которые спустя 6-7 часов после изготовления приобретали прочность 1,6-1,8 МПа.

В 1957 году в с.Гулькевичи Краснодарского края построен двадцатиквартирный дом с облегчёнными стенами (колодцевой кладки) из грунтоцементных блоков.

В 1957 году в г.Балашихе Московской области в районе машиностроительного завода из грунтоцементных блоков выстроено несколько хозяйственных и бытовых помещений, здание будущего цеха ксилолитовых плит.

В период бурного развития сборного железобетона (с 1954 по 1985 годы) из массового строительства практически были вытеснены все другие материалы, включая и такие, казалось бы традиционные, как кирпич, дерево, уже, не говоря о грунте. А индивидуальное строительство, кто помнит, в то время, мягко говоря, не приветствовалось. Хотя владельцы садовых участков, а точнее члены садоводческих товариществ, старательно поддерживали огонь угасающего индивидуального строительства, о земляном строительстве мало кто вспоминал за исключением мест традиционного саманного строительства. И настолько был забыт опыт земляного строительства, что когда после 1985 года изменилась техническая политика в области производства строительных материалов, и был сделан крен в сторону индивидуального строительства, предложения по использованию грунта в качестве строительного материала для многих, даже специалистов, были восприняты как откровения.

После краткого периода неуёмного энтузиазма и сопровождающих его глупостей, наступило время, когда положительный опыт земляного строительства, помноженный на новые технологии обработки сыпучих материалов, должен занять своё подобающее место в ряду строительных технологий, способных помочь гражданам решить, наконец, «квартирный вопрос».


Домой | Почта | Практический опыт | Карта сайта