Make Your Own Bricks from Soil
Obwohl technisch nicht schwierig, ist die Herstellung von Bausteinen mit einem CINVA Ram eine sogenannte „arbeitsintensive“ Operation. Vier Erwachsene, die in einem organisierten Fließband mit Hilfe eines mechanisierten Zementmischers arbeiten, können nur etwa 50 der 4 x 6 x 12-Zoll-Ziegel pro Stunde herstellen. (Da selbst für ein kleines Haus ein paar Tausend dieser Blöcke benötigt werden, können Sie verstehen, warum nur wenige Menschen diese Bautechnik alleine versuchen!)
Um fair zu bleiben und die andere Seite der Geschichte darzustellen: CINVA-Ram-Ziegel mögen zwar arbeitsintensiv in der Herstellung sein … aber sie sind auch stark, langlebig, feuerfest, kosten nur sehr wenig Geld und haben gute Dämmeigenschaften. Kurz gesagt, wenn Sie mehr Zeit als Geld haben, mit einheimischen Materialien bauen wollen und eine Struktur brauchen, die lange hält … kann eine Erd-Zement-Mischung, die mit einem CINVA Ram zu Blöcken geformt wird, genau die richtige Antwort für Sie sein (so wie es für mich war).
Die fünf Grundlagen der Ziegelherstellung
Der grundlegende Prozess der Ziegelherstellung kann in fünf Schritte unterteilt werden: Analyse des Bodens, Sieben der Erde, Vorbereitung der Mischung, Herstellung der Blöcke und das Aushärten der Ziegel.
Wir werden jede dieser Aktivitäten im Detail besprechen.
Bodenzusammensetzung
Die Analyse des Bodens, der zu Ziegeln verarbeitet werden soll, ist der erste (und wahrscheinlich komplizierteste) Schritt bei der Herstellung von gepressten Erdblöcken. Sie müssen die Zusammensetzung des Bodens, den Sie verwenden wollen, kennen, bevor Sie die Menge an Zement … und/oder fehlenden „nativen“ Bestandteilen … abschätzen können, die der endgültigen „Mischung“ hinzugefügt werden muss.
Alle Böden bestehen aus drei Komponenten: Sand, Schluff und Ton. Diese Komponenten werden auf der Grundlage der Partikelgröße definiert (Sand ist die gröbste der drei Komponenten und Ton die feinste).
Einigermaßen sandige Erde scheint die besten CINVA-Ram-Blöcke zu ergeben, und der optimale Boden für die Ziegel besteht aus etwa 75 % Sand und nur 25 % Schluff und Ton. (Der Ton allein sollte nie weniger als 10 % oder mehr als 50 % der Gesamtmenge ausmachen.) Von diesem Ideal darf aber durchaus abgewichen werden. In der Anleitung, die unserer Maschine beilag, heißt es: „Die meiste Erde, wenn sie einigermaßen frei von pflanzlichen Stoffen ist, ergibt gute gepresste Erdblöcke.“
Sie können eine ungefähre Vorstellung von der Zusammensetzung Ihrer Erde bekommen, indem Sie einfach eine Handvoll in die Hand nehmen und sie fühlen. Sand hat – natürlich – eine grobe und körnige Textur, während Schluff die Konsistenz von Mehl hat. Feuchter Lehm fühlt sich glatt an, ist etwas klebrig und bildet ein Band, wenn Sie ihn zwischen Daumen und Zeigefinger zusammendrücken.
Um den prozentualen Anteil der einzelnen Komponenten besser abschätzen zu können: Füllen Sie ein Glasgefäß mit geradem Rand etwa zu einem Drittel mit Erde. Fügen Sie eine gleiche Menge Wasser hinzu. Decken Sie das Glas ab und schütteln Sie es kräftig, um die gesamte Erde zu suspendieren. Lassen Sie den Brei schließlich etwa 30 Minuten lang ungestört stehen, oder bis sich die Erde in drei separaten Schichten mit dem Sand am Boden abgesetzt hat.
Sieben
Ungeachtet der Konsistenz Ihrer Erde muss sie getrocknet und gesiebt werden (um große Klumpen, Steine, Blätter und andere Verunreinigungen zu entfernen), bevor die Erde richtig mit Zement vermischt und zu Blöcken gepresst werden kann.
Die Erde hat den richtigen Feuchtigkeitsgehalt zum Sieben, wenn sich eine Handvoll zusammendrücken lässt, ohne dass Wasser auf der Oberfläche erscheint, und die Erdkugel ohne Klumpen zerfällt, wenn sie losgelassen wird. Feuchte Erde dieser Art kann leicht durch ein Viertel-Zoll-Sieb gedrückt werden.
Sie können ein stabiles Sieb auf verschiedene Arten konstruieren. Unseres, zum Beispiel, ist einfach ein Stück Hardware-Stoff, das auf einem 3-Fuß-Quadrat-Rahmen aus 2 X 4 Holz montiert ist. Wichtig ist, dass die Struktur leicht und klein genug ist, um sie einfach zu handhaben, denn Sie werden ab und zu eine Ansammlung von Steinen und anderem Material vom Sieb abladen müssen.
Wir fanden es praktisch, einen Ständer für unser Sieb zu bauen, auf dem es während des Gebrauchs ruht. Drei Seiten der Basis des Ständers sind fest eingemauert, um die gesiebte Erde ordentlich einzuschließen, während sie durch das Sieb auf der Oberseite fällt … und die vierte Seite wurde offen gelassen, damit wir den Schmutz herausschaufeln können, wenn wir ihn brauchen.
Herstellen der Mischung
Wenn Ihre Erde getrocknet und gesiebt ist, können Sie damit beginnen, die Mischung vorzubereiten, aus der Ihre Ziegel gepresst werden.
Die Menge an Portlandzement, die Sie verwenden, hängt von der Zusammensetzung der Erde ab, die Sie zur Hand haben: Sandige Lehme müssen mit 4,75 bis 9,10 Volumenprozent Zement angereichert werden, wüstenartige Schluffe benötigen 8,35 bis 12,5 Prozent des Stabilisators und lehmige Böden 12,5 bis 15,4 Prozent des Bindemittels. Mehr als 15,4% Zement wird nicht empfohlen.
Es ist eigentlich recht einfach, diese Anteile zu berechnen. Um zum Beispiel eine 10%ige Zementmischung zu erhalten, müssen Sie einen Kubikfuß Portlandzement für jeweils neun Kubikfuß gesiebten, trockenen Boden abmessen. Das ist gar nicht so schwierig, wenn Sie ein paar Eimer oder Behälter mit bekanntem Volumen auftreiben können, vorzugsweise mit Henkeln.
Mischen Sie alle trockenen Zutaten gründlich zusammen: Zement, gesiebte Erde und spezielle Zusätze wie Sand oder Ton, die eventuell benötigt werden, um die Zusammensetzung des Bodens abzurunden. Ein Zementmischer hat uns diesen Teil der Arbeit erleichtert … aber – wenn Sie keine Maschine zur Verfügung haben – können Sie die Materialien auch von Hand auf einer ebenen, harten und nicht saugfähigen Oberfläche zusammenharken. Achten Sie nur darauf, die Mischung nicht zu verunreinigen.
Die letzte Zutat, die Sie für die Herstellung von Blöcken benötigen – Wasser -, muss nach und nach hinzugefügt werden, bis der feuchte Boden-Zement die richtige Konsistenz erreicht. (Hier haben wir einen Gartenschlauch verwendet, dessen Düse so eingestellt ist, dass ein feiner Sprühnebel entsteht). Es gibt mehrere Möglichkeiten, um festzustellen, wann Sie aufhören sollten, die Flüssigkeit hinzuzufügen. Wenn Sie eine kleine Menge des Gemischs in die Hand nehmen und zu einer Kugel formen, sollte der entstehende Klumpen seine Form behalten und keine Flecken auf Ihrer Handfläche hinterlassen. Die Kugel sollte sich auch auseinanderziehen lassen, ohne zu zerfallen, und sie sollte, wenn sie aus einer Höhe von 1,1 Metern fallen gelassen wird, in ein loses Material zerfallen, das der ursprünglichen Mischung ähnelt.
Vom Gemisch zum Ziegel
Der Boden-Zement kann nun in die Form des CINVA Ram geladen werden. Der einzige knifflige Teil dieser Prozedur besteht darin, die Box jedes Mal mit genau der richtigen Menge des Gemischs zu füllen.
Mit ein wenig Erfahrung können Sie anhand des Drucks, der erforderlich ist, um den langen Griff der Maschine herunterzudrücken, erkennen, ob die Ram so viel von dem Erd-Bindemittel-Gemisch enthält, wie sie sollte. Idealerweise sollten Sie einen gewissen Widerstand spüren können … aber es sollte nicht nötig sein, den Hebel nach unten zu „kämpfen“. Ich kann nur vorschlagen, dass Sie eine Reihe von Versuchssteinen mit sorgfältig abgemessenen Mengen an Erde-Zement herstellen, um das richtige Ladevolumen zu bestimmen, und dann eine entsprechend kalibrierte Schaufel herstellen. (Wir haben eine Plastikflasche mit abgeschnittenem Boden verwendet, während einige Freunde von uns eine solide kleine Holzschaufel gebaut haben, die einfacher zu handhaben und genauer ist als unser recyceltes Modell.)
Das Entfernen der frischen Blöcke aus der Ram erfordert Fingerspitzengefühl, da die Steine aus Plastik sind und zerbrechlich, wenn sie neu geformt sind. Die Anleitung der Ram schlägt vor, „die Hände flach an die Enden des Blocks zu legen, wobei man darauf achten sollte, die Ecken oder Kanten nicht zu beschädigen, und den Block dann vorsichtig aus dem Formkasten zu heben“. Wir hatten mehr Erfolg, wenn wir stattdessen unsere Handflächen flach gegen die langen, schmalen Seiten der Steine drückten (wie auf einem der beiliegenden Fotos zu sehen).
Die Aushärtungszeit
Legen Sie die Steine so bald wie möglich auf eine flache, nicht saugfähige Oberfläche (ein Brett oder eine Zementplatte, die mit Plastikfolie abgedeckt ist, ist ideal) in einer schattigen Umgebung zum Aushärten. Achten Sie darauf, dass Sie jeden Stein hochkant setzen und die Steine weit genug voneinander entfernt sind, damit sie sich nicht berühren. Und bitte beachten Sie, dass nackter Boden – der den Blöcken so schnell Wasser entzieht, dass sie geschwächt werden und sogar reißen können – KEIN akzeptabler Untergrund ist, um Ihre Ziegel zu altern.
Wenn möglich, sollte der Aushärtungsort direkt neben dem Ram liegen, da es schwierig sein wird, die frisch geformten Ziegel weit zu tragen. Ken Kern schlägt im Kapitel „The Owner-Built Home“ über den Bau mit gepressten Blöcken vor, dass Sie zuerst das Dach Ihres Gebäudes errichten, damit Sie den geschützten Bereich darunter als „Aushärteplatz“ nutzen können.
Je langsamer die Erd-Zement-Blöcke trocknen, desto stärker werden sie. Das bedeutet, dass Sie die Steine während der ersten vier Tage ihrer Aushärtung mit Plastikfolie abdecken sollten. Außerdem müssen die Boden-Zement-Blöcke ab 24 Stunden nach dem Verlassen des Rams dreimal täglich mit dem feinen Sprühstrahl eines Gartenschlauchs gründlich besprüht werden. Die Ziegel können am vierten Tag gestapelt werden, aber das Besprühen sollte für weitere acht Tage fortgesetzt werden. Schließlich, drei Wochen nachdem sie die Form verlassen haben, können die Blöcke zum Bauen verwendet werden.
Bauen mit Ihren Ziegeln
Die gleichen Bautechniken, die mit Betonblöcken verwendet werden, können mit Ihren Ziegeln aus gepresster Erde angewendet werden. Vor dem Verlegen von Lehm-Zement-Blöcken ist es jedoch eine gute Idee, sie in Wasser zu tauchen, um zu verhindern, dass sie Feuchtigkeit aus dem Mörtel aufnehmen (und ihn dadurch schwächen), mit dem sie zusammengehalten werden.
Wie üblich sollten die Ziegelschichten so verlegt werden, dass die vertikalen Nähte in einer Reihe mit den Mittelpunkten der Blöcke in der darüber liegenden Schicht übereinstimmen. Außerdem sollte der Mörtel in allen Fugen nicht mehr als einen Zentimeter dick sein.
Da unsere Winter hier im Osten Washingtons so kalt und nass sind, hielten wir es für ratsam, unsere Blöcke zu versiegeln (und damit für immer wasserdicht zu machen). Zu diesem Zweck trugen wir eine klare Acryl-Mauerwerksversiegelung auf die fertigen Boden-Zement-Wände auf. Zahlreiche andere Anstriche und Verputze hätten es natürlich genauso gut getan.
Es ist traurig, aber es gibt nicht wirklich viele Bücher zum Thema Bauen mit gepressten Erdblöcken. Ein faktenreicher Text, den ich jedem empfehlen kann, der sich für diese Art des Bauens interessiert, ist das „Handbook for Building Homes of Earth“ von L. Wolf Skill, W. Dunlop und B. Callaway. Auch Ken Kern widmet dem Thema natürlich ein Kapitel in „The Owner-Built Home“.
Außerdem sind Sie auf sich allein gestellt. Kaufen Sie einfach einen CINVA-Ram, holen Sie sich ein paar Freunde zur Hilfe und legen Sie los.
Was aber, wenn Sie in einem Teil des Landes leben, in dem die Winter eisig und feucht sind? Kaltes Wetter hin oder her, gepresste Erde funktioniert wunderbar. Glauben Sie mir. Ich weiß es.
Wie man Boden-Zement auf strukturelle Integrität testet
Bevor Sie daran denken, ein Haus, eine Scheune oder eine andere bewohnbare Struktur aus gepressten Erdblöcken zu bauen, sollten Sie sicherstellen, dass die Boden-Zement-Mischung, die Sie verwenden, die bestmögliche ist. Wie das geht? Beginnen Sie damit, Ziegelsteine aus vier Versuchsmischungen herzustellen: eine mit der maximalen Menge an Zement, eine mit der minimalen Menge und zwei mit mittleren Konzentrationen des Bindemittels. Lassen Sie die Blöcke 15 Tage lang aushärten und testen Sie sie dann in jeder der folgenden Kapazitäten:
ZUGSTÄRKE: Legen Sie einen Block über zwei Stützen, die 20 Zentimeter voneinander entfernt sind, und legen Sie nacheinander Gewichte auf die Mitte des Ziegels, bis er bricht. Die Mischung, die den stärksten Block ergibt, ist am besten.
HÄRTE: Ein mit der bloßen Hand eingeschlagener Nagel sollte nicht tiefer als fünf Zentimeter in den Block eindringen.
KLANG: Bei leichten Hammerschlägen sollte der Ziegel ein metallisches Geräusch erzeugen.
Einheitsgewicht: Die Mischung, die den Block mit dem größten Gewicht – und damit dem geringsten Porenraum – ergibt, sollte als die beste gelten.
SCHWÄCHE: Es sollte keine geben. Eine messbare Schrumpfung nach dem Aushärten bedeutet, dass die Mischung entweder zu viel Ton oder zu wenig Zement enthält. Oder beides.
Für weitere Strukturtests siehe das Handbuch für den Bau von Häusern aus Erde (im Artikel erwähnt), oder sprechen Sie mit Ihrem örtlichen Bauinspektor … was Sie früher oder später sowieso tun müssen.