• 0° Волокна обеспечивают максимальную жесткость на изгиб. Попробуйте согнуть трубку над коленом.
• Волокна 45° обеспечивают максимальную жесткость при кручении. Обычно сложены в противоположном направлении, т. е. ±45°. Попробуйте скрутить трубку, как карданный вал автомобиля.
• 90° Волокна повышают жесткость на сжатие и в целом повышают общую прочность трубы. Подумайте о том, чтобы положить трубу на землю и наступить на нее.

Построить дом с использованием альтернативных строительных материалов

Время чтения: 11 минут

Чармейн Р. Тейлор — Строительство самоподдерживающегося дома или строения — это замечательная концепция, которую может реализовать на практике каждый, кто хочет создать убежище для человека. или животное. Поселенцы и люди, стремящиеся к самообеспечению, удивительно изобретательны в поиске альтернативных строительных материалов купленным в магазине, дорогим, переработанным товарам. А «отходы», производимые нашей потребительской культурой, создают счастливые охотничьи угодья по всей стране. Большинство из нас знает, как выискивать окна и двери, перерабатывать и обменивать бывшие в употреблении шкафы, приспособления, дворовые распродажи и материалы для сноса, чтобы построить самодостаточный дом из альтернативных строительных материалов. Но помимо этого есть действительно бесплатные строительные материалы, генерируемые самой Землей.

Строительство из земли

Земля используется для строительства стен и домов уже тысячи лет. Это не новая концепция и в США. В 1920-х годах правительство США продвигало использование утрамбованной земли для сельскохозяйственных построек и выпускало буклеты по испытаниям почвы, изготовлению сырцового кирпича и строительству земляных домов. В 1970-х годах Кен Керн активно экспериментировал и писал о формулах эмульсии глина-известь-солома-асфальт для возведенных вручную стен. Он построил несколько изогнутых пассивных солнечных зданий на своей усадьбе в Калифорнии, используя бесплатные альтернативные строительные материалы. Его книги научили владельцев-строителей экспериментировать и использовать экологически чистые материалы для своих самодостаточных домов.

Глина, песок, камни, солома, щепа, опилки и даже сорняки могут быть использованы в качестве альтернативных строительных материалов для строительства всего автономного дома. И в этом прелесть использования даров природы — легкодоступных, нежелательных и некоммерческих, без каких-либо выгод в ограничении вашего доступа к траве, сорнякам, речному или пляжному песку, глине или щебню. На самом деле, уборка обрезков кустов и сорняков рассматривается как улучшение большинства имущества! Большую часть того, что вам нужно, можно найти на заднем дворе, на дороге, в местном поле или ручье. Единственным компонентом, который необходимо приобретать для некоторых строительных смесей, описанных здесь, является гашеная известь, продаваемая в 50-фунтовых мешках в магазинах товаров для дома и товаров для дома или в магазинах кормов и зерна.

Основные альтернативные строительные материалы

Глина : Глина представляет собой очень мелкий ингредиент в земляной смеси. Существует множество классификаций глины, основанных на ее пластичности (способности удерживать воду), от очень липкой «гумбо» глины серого цвета, обычно выстилающей русла рек и ручьев, до каолинита, который удерживает наименьшее количество воды. Каолинит (также называемый огнеупорной глиной или растворной глиной) используется для фарфора и гончарных изделий, а также художниками для изготовления обожженной керамики, потому что он дает усадку и меньше всего трескается. В большинстве регионов США под верхним слоем почвы находится какой-либо тип глины. Если на вашем участке его нет, лучший способ найти его — поискать глубокие выемки дорог там, где идет строительство. Или стены берега реки или ручья обычно дают более липкую серо-золотистую глину. Однажды найденную глину можно обработать несколькими способами. Его можно сушить на солнце и на воздухе, а затем измельчать и смешивать с водой, когда вы будете готовы к сборке. Или вы можете просто насыпать большие куски свежевыкопанной глины в барабан и оставить его в воде на несколько месяцев. Большая часть глины развалится и станет похожей на пудинг, но глина гамбо останется непроницаемой для воды, если ее не разбить на мелкие кусочки. Химический состав глины представляет собой «пластинки» оксида алюминия или кремнезема с притяжением к воде. Испарение воды вызывает сильное растрескивание, и именно поэтому необходима известь. Известь стабилизирует глину, изменяя связи глины с водой, делая ее гидрофобной, поэтому набухание / усадка значительно уменьшается или устраняется. Известь также связывается с глиной, образуя «пуццолан», природный цемент. Чем длиннее глина и известь вместе, тем прочнее цементная связь между ними. Если вы живете в районе с песчаной почвой и хотите поэкспериментировать, вы можете приобрести мелко измельченную каолинитовую глину в мешках. 50-фунтовый мешок, добытый в Сакраменто, Калифорния, стоит 3 доллара, но в вашем регионе он может быть дороже. Смешать мелкий порошок каолинита с чистой водой несложно, но наденьте пылезащитную маску, чтобы предотвратить вдыхание. Возможно, у вас уже есть идеальное 30-процентное глинистое/70-процентное песчаное основание на вашем участке. Это отлично подходит для приготовления традиционных земляных смесей или для добавления опилок, щепы и извести для приготовления альтернативных смесей. Поэкспериментируйте с тем, что у вас есть, сделайте пробные кубики и обработайте материал, чтобы увидеть, как вам нравится его использовать. Не существует единственно правильного способа сделать это, и ваши доступные местные материалы могут повлиять на ваши окончательные результаты.

Песок: Лучший песок чистый и острый, с широким диапазоном размеров частиц (от 3 мм до 100 микрон). Песок можно найти возле ручьев или океана, но пляжный песок в основном круглые частицы. Однако при смешивании глины и извести этот песок работает хорошо. Я без проблем использовал только немытый (соленый) пляжный песок для своих смесей из самана. У местного карьера или продавца заполнителя может быть недорогой «отбракованный» песок, который отлично подходит для земляных смесей.

Волокно: Солома или трава обеспечивают прочность на растяжение. Солома не имеет пищевой ценности для крупного рогатого скота и считается отходами. Он должен быть сухим и нарезанным примерно до 4–8 дюймов в длину. Можно использовать такие травы, как высушенные скошенные газоны. Удалите семенные головки или цветы и стручки, если это возможно, особенно если они будут использоваться в отделочных штукатурках. Солома может быть тонко просеяна или может использоваться шерсть животных, например, козья. Множество вкрапленных волокон обеспечивают гибкую прочность, уменьшая трещины и предотвращая большие трещины или разрушение из-за бокового смещения.

Известь: Известь означает обожженный известняк (САО3, карбонат кальция), который во время обработки выделяет двуокись углерода. Гидратная известь в мешках, используемая для строительства, составляет крошечную часть рынка США, поэтому найти подходящую известь для покупки иногда бывает сложно. Существует много сортов и разновидностей извести, и разобраться в них может быть сложно. Известь с высоким содержанием кальция, продаваемая в магазинах кормов, вполне приемлема для использования, но строительная известь типа N или известь для каменщиков типа S считаются лучшими, поскольку они должны соответствовать стандартам ASTM для работы в строительстве. Если вы будете использовать известь для смешивания с глинистыми почвами, подойдет и менее дорогая известь с высоким содержанием кальция. Доломитовый известняк также в изобилии добывается в США, он представляет собой смесь карбонатов кальция и магния и специально гидратируется под давлением, поэтому он хорошо работает. Однако не покупайте «аглиме» по цене 2 доллара за сумку. Это просто молотый известняк и не вступает в реакцию с глиной. Известь, смешанная с песком в соотношении 1:3, веками использовалась в качестве раствора и штукатурки. Он затвердевает обратно в известняк, повторно поглощая углекислый газ из воздуха. Он считается лучшим связующим в мире, и с ним очень легко работать. Известь схватывается гораздо медленнее, чем цемент, но на молекулярном уровне она связывается с глиной и песком, образуя прочный, паропроницаемый материал. Известь следует замачивать в ведре с чистой водой как можно дольше, от 48 часов до нескольких месяцев или дольше. Покупайте лайм не старше полугода, максимум, чтобы в пакете не началась карбонизация. Наполните ведро или бочку на одну треть или наполовину водой и добавьте сухую гашеную известь. Накройте крышкой и дайте впитаться в мягкую замазку. Чем дольше вымачивание, тем более мягкой и пластичной становится известковая замазка. Насыщенную воду сверху можно слить, чтобы приготовить известь или закалить сухую смесь. Нет необходимости размешивать воду обратно, как в случае с краской, поскольку известь естественным образом отдает воду, которая ей не нужна. Лайм очень сушит кожу, но не едкий и не опасный. Негашеная известь, недоступная для широкой публики, сильно реагирует с водой и может взорваться, поэтому не связывайтесь с ней, если вы действительно не знаете, что делаете.

Смеси, описанные здесь, варьируются в зависимости от местоположения вашего здания. Например, большинство людей слышали о глинобитном кирпиче и домах на юго-западе США, но очень похожие материалы, используемые в «самобумаге», не так хорошо изучены. Традиционный саман представляет собой глинистую песчаную почву, формованную вручную в формах для изготовления кирпичей. В большинстве саманов не используется солома. Глыба — это валлийский метод, использующий глину, песок и длинную измельченную солому для формирования и строительства стен. Иногда саман называют монолитным саманом, потому что это одна масса, а не отдельные кирпичи. Глыба может быть построена везде, где есть достаточное соотношение глины и песка, предпочтительно 30 процентов. Раскопки самодостаточного дома обычно дают достаточно альтернативных строительных материалов для возведения стен. Люди используют тюки соломы для изготовления самана, а балки конька крыши часто представляют собой искривленные снегом деревья или обрезки деревьев, непригодные для пиломатериалов. Мешки с землей – это длинные мешки, наполненные бедной почвой и связанные друг с другом колючей проволокой. Их можно покрыть земляной штукатуркой, а во многих конструкциях предусмотрен пол ниже уровня земли. Пакеты с рисом с опечатками покупаются у производителей, а для наполнения мешков используются лопата и банка из-под кофе. Однако обучение строительству по этому методу необходимо для обеспечения безопасного строительства автономного дома. Утрамбованная земля стала популярной в США в 1920-х годов, когда федеральное правительство предоставило фермерам информацию о строительстве огнеупорных конструкций. Плохая экономика и мало дорог для перевозки пиломатериалов в сельские районы сделали это хорошим решением. Собранный грунт стабилизируют небольшим процентным содержанием цемента или извести, помещают между опалубкой из досок и плотно утрамбовывают. Часто деревянные формы можно использовать позже для строительства крыши и пола. Используются ручные и пневматические трамбовки, и для эффективной работы требуется несколько рабочих. Готовые стены защищают широкими навесами или оштукатуривают землей или известью. Утрамбованная земля и все земляные постройки (или дома на земных кораблях) при умеренной температуре звуконепроницаемы, огнестойки и устойчивы к насекомым. Кирпичи Cinva-Ram (блоки из прессованной земли) изготавливаются с помощью ручного станка, изобретенного в Боготе, Колумбия, в XIX в.50-е годы. Внутрь помещают ровный или стабилизированный грунт, затем прессуют, а кирпичи отверждают перед строительством. Подобно саману, без добавления соломы, эти кирпичи намного прочнее благодаря своей плотности. Лишь несколько человек в США производят машины Cinva-Ram, которые стоят от 650 до 2500 долларов; и вы можете купить планы, чтобы построить свой собственный. Возможна аренда автоматов для производства кирпича; они производят тысячи кирпичей в день.

Смеси альтернативных строительных материалов

Бумажный бетон и саман также становятся популярными альтернативными строительными материалами. Papercrete — это просто измельченная бумага, песок и цемент, смешанные в блендере промышленного типа. Бумажный саман использует только измельченную бумагу и глину, чтобы сделать более тяжелый материал для кирпичей, блоков и штукатурки. После смешивания этот волокнистый материал можно залить между стеновыми опалубками или превратить в блок любого размера и оставить сохнуть на солнце, как саман. Но в сухом виде он намного легче; устойчивы к насекомым и огнестойким материалам, обладают высокой теплоизоляцией и легко растворяются раствором для паперкрета. Не считая фундамента, окон, сантехники или электричества, некоторые люди строили из паперкрета менее чем за 35 центов за квадратный фут. Стоимость указана только за портландцемент. Крестон, штат Колорадо, и Город Солнца, штат Нью-Мексико, — это два района с несколькими автономными домами, полностью построенными из альтернативного строительного материала — паперкрета. Этот материал еще не одобрен кодом и, возможно, никогда не будет из-за большого разнообразия составов. Тем не менее, сараи, мастерские, автономные дома для гостей, офисы, убежища, приюты для животных и стены для уединения были построены из паперкрета. Большинство построек построено в пределах 120 кв. Футов, установленных кодексом округа. Паперкрет может выглядеть грубо в незавершенном виде, но когда его покрывают известью, землей или даже штукатуркой из паперкрета, он выглядит как обычный дом.

Использование других волокон в качестве альтернативных строительных материалов

Опилки уже измельчены и готовы к использованию, а сорняки, солома и пенька измельчены и смешаны с глиной или цементными смесями, чтобы получились очень крепкие стены. Различные породы деревьев производят самые разные опилки. Некоторые опилки хвойных пород на самом деле довольно твердые и зернистые, больше похожие на песок. И наоборот, опилки твердых пород все же будут поглощать некоторое количество влаги и могут работать достаточно хорошо. Опилки и древесная щепа теряют влагу по мере старения в течение нескольких недель. Я использовал Pacific Madrone, твердую древесину, и Redwood, мягкую древесину, и не заметил никакой разницы в сочетании с глиной и известью. Опилки также действуют как изолятор и обеспечивают вовлечение воздуха, что может помочь во время циклов замораживания/оттаивания. Что удивительно, так это то, как просто использовать эти сухие ненужные материалы и создавать что-то практически бесплатно. Расчистка сорняков, заросших и холмистых участков может обеспечить наполнитель, а обратная мотыга для создания ровного места для строительства может обеспечить глину, решая две проблемы и перерабатывая два ингредиента одновременно.

Cobwood, Cobweed, Agstone и Stonehemp

Названия для этих смесей, конечно, произвольны и только помогают в подтверждении того, какая смесь использовалась для того или иного проекта. Я использую местную выкопанную глину, гашеную известь в мешках и бесплатные местные опилки, чтобы сделать брусчатку. Глина и известь вместе могут стать прочным стабилизированным альтернативным строительным материалом или затвердеть до природного цемента, также известного как римский цемент, превосходного экологически чистого вяжущего, и он практически бесплатен. Кустарник и паутинник похожи, разница между ними только в замене опилок сушеными, измельченными бурьянами. Смеси древесной щепы и глины для заполнения стен автономных домов с деревянным каркасом веками использовались в Германии и снова стали популярны, а опилки, песок и цемент использовались в Австралии на протяжении десятилетий. Эти стены утрамбованы, как утрамбованная земля, и после высыхания становятся прочными, звуконепроницаемыми и хорошо переносят умеренные перепады температур. Agstone — это имя калифорнийского производителя бумаги из конопли Джона Стала за рецепт конопляного луба, или костры, и различных сухих сорняков, смешанных с известью, песком и портландцементом. Stonehemp — это название, которое канадцы Дэйв Калл и Брэд Дэвис используют для смеси, в которой используется негашеная известь и техническая пенька, с портландцементом и без него.

Работа в мокром и сухом состоянии

Три основных ингредиента брусчатки смешиваются во влажном состоянии, и все они измеряются по объему. Простая формула 9-3-2-1. Увлажненные состаренные опилки (замоченные на ночь, затем осушенные на несколько часов), глиняная суспензия (густая как сметана), известковая замазка (тоже как сметана) и песок. Сухая измельченная трава добавляется в последнюю очередь перед постройкой. Этот гибкий материал может сидеть всю ночь или день или около того; похож на мокрый початок, и его можно наливать, наносить вручную или бросать, «загонять», как это делают шотландцы с наружными рендерами. (Наденьте виниловые перчатки.) В моей смеси из брусчатки много опилок, потому что они есть в свободном доступе и готовы к использованию без необходимости измельчения. Смешивание производится вручную с помощью садовой мотыги, а глину часто сначала перемешивают с помощью смесителя для краски, прикрепленного к ручной дрели 1/4 HP. Для более крупных строительных проектов можно использовать смеситель для цемента или раствора. Уличная садовая скамейка, которую я построил, полностью сделана из различных экспериментальных смесей брусчатки, вылитых на бутовое основание из битых кусков бетона. Смеси добавляли по одному ведру за раз и оставляли сохнуть. Придать форму спинке, подлокотникам и сиденью было нетрудно, и можно было использовать форму для быстрого создания основы. Дизайн скамейки или сиденья может быть самым разным и принимать любую форму. Изогнутые коряги могут быть использованы для подлокотников, речные камни могут быть усеяны основанием, а ракушки или другие элементы могут быть встроены в скамейку для более личного и творческого самовыражения. Между стенками из проволочной сетки можно насыпать толстую брусчатку. Сетку также можно использовать в качестве каркаса для изготовления скульптуры или в качестве формы для создания бордюров газонов или для обрамления приподнятых садовых клумб. Вариантов использования этого материала множество. Я не пытаюсь использовать брусчатку для несущих стен или для критически важных структурных участков, и я не инженер-строитель или архитектор. Тем не менее, эти природные материалы использовались с самого начала попыток строительства жилья мужчинами (и женщинами), и с ними легко играть всем, кто интересуется альтернативными идеями.

Работа в сухом виде

Производитель Agstone Джон Шталь использует сухие измельченные сорняки, кустарники, ветки и пожертвованные стебли конопли в качестве наполнителя. Стебли промышленной конопли, доступные в Канаде и Франции, и сорняки (доступные повсюду) являются отличным бесплатным наполнителем. Сухой кустарник, кустарники, ворсянка, щавель желтый, даже сосновые иголки можно мелко нарезать и использовать. Джон Шталь бросал газеты и журналы в измельчитель/измельчитель древесины и использовал их вместе с сорняками для изготовления камня. Джон использует портландцемент в своих смесях по рецепту 10-4-3-2. Десять частей сухой измельченной конопли, сорняков, соломы; 4 части сухой гидратной извести; 3 части песка, 2 части портландцемента. Он использует тачку и добавляет ингредиенты лопатой, добавляя достаточное количество воды, чтобы увлажнить смесь, и перемешивая смесь в густую массу. Пока цемент не замешивается по инструкции на упаковке, с его успехом спорить не приходится. Уличные лестницы Джона используются ежедневно уже более двух лет без каких-либо признаков поломки. Каждый шаг представляет собой отдельный рецепт, некоторые с добавлением гипса, а другие без цемента. Ступени были залиты на место, заглажены шпателем и оставлены для застывания. Один раз в год на них наносится известь. Джон также использовал опалубку, чтобы сделать ящики для компоста, залить пол сарая и теперь строит стены для небольшого здания.

Выносливость

Кирпич, стена или садовая скамейка, оставленные под проливным дождем, начнут возвращаться на Землю. Если в смеси использовалась известь, любая дождевая вода нанесет меньший вред, но лучше всего построить укрытие под деревом или оштукатурить стену для защиты. Глиняные дома в Англии и Уэльсе сотни лет выдерживали чрезвычайно суровые зимы. Эти автономные дома были оштукатурены из чистой извести и выдержали испытание временем. В горах Леггетт, штат Калифорния, у Джона Стала температура ниже нуля, и мы оба выносим долгие, очень влажные зимы, и эти натуральные материалы хорошо выдержали.