Maak Je Eigen Stenen Van Grond
Hoewel het technisch niet moeilijk is, is het maken van bouwblokken met een CINVA Ram een zogenaamde “arbeidsintensieve” operatie. Vier volwassenen, werkend in een georganiseerde assemblagelijn met behulp van een gemechaniseerde cementmolen, kunnen slechts ongeveer 50 van de 4 x 6 x 12 inch stenen per uur produceren. (Aangezien een paar duizend van de blokken nodig zijn voor zelfs een klein huis, kunt u zien waarom weinig mensen ooit proberen deze bouwtechniek alleen!)
Om eerlijk te zijn, en de andere kant van het verhaal te geven: CINVA Ram bakstenen zijn misschien arbeidsintensief om te maken … maar ze zijn ook sterk, duurzaam, brandveilig, kosten zeer weinig geld en hebben goede isolerende eigenschappen. Kortom, als je meer tijd dan geld hebt, je wilt bouwen met inheemse materialen, en je hebt een structuur nodig die lang meegaat … een grond-cement mengsel gevormd tot blokken met een CINVA Ram kan net het antwoord voor u zijn (zoals het voor mij is geweest).
De vijf grondbeginselen van het metselen
Het basisproces van het metselen kan in vijf stappen worden onderverdeeld: analyse van de grond, zeven van de aarde, voorbereiding van het mengsel, vervaardiging van de blokken, en het harden van de stenen.
We zullen elk van deze activiteiten in enig detail bespreken.
Samenstelling van de grond
Analyse van de grond die tot bakstenen zal worden verwerkt, is de eerste (en waarschijnlijk meest gecompliceerde) stap bij het maken van blokken van geperste aarde. U moet de samenstelling van de grond die u wilt gebruiken kennen voordat u de hoeveelheid cement en/of ontbrekende “inheemse” bestanddelen kunt schatten die aan de uiteindelijke “mix” moet worden toegevoegd.
Alle grondsoorten bestaan uit drie componenten: zand, slib en klei. Deze componenten worden gedefinieerd op basis van de deeltjesgrootte (zand is de grofste van de drie en klei de fijnste).
Een beetje zandige aarde lijkt de beste CINVA Ram blokken te maken en de optimale grond voor de stenen bestaat uit ongeveer 75% zand en slechts 25% slib en klei. (De klei alleen mag nooit minder dan 10% of meer dan 50% van het totaal uitmaken). Van dit ideaal mag echter vrij veel worden afgeweken. Volgens de instructies die bij onze machine werden geleverd, “kunnen van de meeste aarde, mits redelijk vrij van plantaardig materiaal, goede blokken van samengeperste aarde worden gemaakt.”
U kunt een idee krijgen van de samenstelling van uw grond door simpelweg een handvol op te pakken en te voelen. Zand heeft -natuurlijk- een grove en korrelige textuur, terwijl slib de consistentie van meel heeft. Vochtige klei voelt glad aan, is enigszins kleverig en vormt een lint als u het tussen duim en wijsvinger samendrukt.
Om de percentages van elk bestanddeel beter te kunnen schatten: Vul een glazen pot met rechte wanden voor ongeveer een derde met aarde. Voeg een even grote hoeveelheid water toe. Dek de pot af en schud krachtig om al het vuil in suspensie te brengen. Laat het mengsel ongeveer 30 minuten ongestoord staan, of totdat de aarde zich in drie afzonderlijke lagen heeft afgezet, met het zand op de bodem.
Ziften
Hoe sterk uw aarde ook is, deze moet worden gedroogd en gezeefd (om grote brokken, stenen, bladeren en andere onzuiverheden te verwijderen) voordat de aarde goed met cement kan worden gemengd en tot blokken kan worden geperst.
De grond heeft het juiste vochtgehalte om te kunnen zeven als er in een handvol kan worden geknepen zonder dat er water aan de oppervlakte verschijnt, en de bal aarde zonder klonters uit elkaar valt als hij wordt losgelaten. Vochtige grond van deze soort kan gemakkelijk door een zeef van een kwart inch worden geduwd.
Een stevige zeef kan op een aantal manieren worden gemaakt. De onze is bijvoorbeeld gewoon een stuk hardwaredoek gemonteerd op een drie voet vierkant frame gemaakt van 2 X 4 hout. Het belangrijkste is om de constructie licht en klein genoeg te houden om gemakkelijk te hanteren, omdat je af en toe een opeenhoping van stenen en ander materiaal van de zeef moet kieperen.
Wij vonden het handig om een standaard te maken voor onze zeefbak om op te rusten tijdens het gebruik. Drie zijden van de steun zijn stevig ommuurd om de gezeefde aarde netjes opgesloten te houden als het door de zeef valt … en de vierde zijde is open gelaten zodat we het vuil eruit kunnen scheppen als we het willen.
Het maken van het mengsel
Als de grond eenmaal gedroogd en gezeefd is, kunt u beginnen met het maken van het mengsel waaruit de stenen zullen worden geperst.
De hoeveelheid portlandcement die u gebruikt, hangt af van de samenstelling van de grond die u tot uw beschikking hebt: Zandleem moet worden versterkt met 4,75 tot 9,10% cement, woestijnachtige slibgronden hebben 8,35 tot 12,5% van de stabilisator nodig, en kleiachtige grond heeft 12,5 tot 15,4% van het bindmiddel nodig. Meer dan 15,4% cement wordt niet aanbevolen.
Het is eigenlijk vrij eenvoudig om deze verhoudingen te berekenen. Bijvoorbeeld, om een 10%-cement mengsel te krijgen, moet u een kubieke voet portlandcement afmeten voor elke negen kubieke voet gezeefde, droge grond. Dit is helemaal niet moeilijk als u een paar emmers of bakken, bij voorkeur met handvatten, met een bekend volume kunt vinden om mee te werken.
Doe een grondige mix van alle droge ingrediënten: cement, gezeefde aarde, en speciale toevoegingen, zoals zand of klei, die nodig kunnen zijn om de samenstelling van uw grond “af te ronden”. Een cementmolen maakte dit deel van het werk voor ons gemakkelijker … maar – als u niet een van de machines kunt krijgen – u kunt de materialen samen met de hand harken op elke vlakke, harde, en niet-absorberende ondergrond.
Het laatste ingrediënt dat u nodig hebt om blokken te maken – water – moet beetje bij beetje worden toegevoegd totdat de vochtige grond-cement de juiste consistentie heeft. (Hier hebben we een tuinslang gebruikt met een sproeikop die zo is afgesteld dat er een fijne straal ontstaat). Er zijn verschillende manieren om te zien wanneer u moet stoppen met het toevoegen van de vloeistof. Ten eerste, als u een kleine hoeveelheid van het mengsel in uw hand neemt en er een bal van vormt, dan moet de kluit zijn vorm behouden en geen vlekken op uw handpalm achterlaten. De bal moet ook uit elkaar trekken zonder uit elkaar te vallen, en moet, wanneer hij van een hoogte van 1,1 meter valt, uiteenvallen in een los materiaal dat lijkt op de oorspronkelijke mix.
Van mix tot stenen
De grond-cement kan nu in de mal van de CINVA Ram worden geladen. Het enige lastige deel van deze procedure is het vullen van de bak met precies de juiste hoeveelheid van het mengsel.
Met een beetje ervaring kunt u aan de druk die nodig is om de lange hendel van de machine in te drukken, zien of de Ram de juiste hoeveelheid van het grond-bindmiddelmengsel bevat. In het ideale geval zou u enige weerstand moeten voelen… maar het zou niet nodig moeten zijn om de hendel naar beneden te “vechten”. Ik kan alleen maar aanraden dat u een aantal proefstenen maakt, met zorgvuldig afgemeten hoeveelheden aarde-cement om het juiste laadvolume te bepalen, en dan een goed gekalibreerde schep maakt. (Wij hebben een plastic bleekwaterfles gebruikt waarvan de bodem is weggesneden, terwijl enkele vrienden van ons een stevig houten schepje hebben gemaakt dat gemakkelijker te hanteren en nauwkeuriger is dan ons gerecyclede model.)
Het verwijderen van de verse blokken uit de Ram vereist een delicate aanpak, want de stenen zijn van plastic en kwetsbaar als ze net zijn gevormd. Het instructieboekje van de Ram suggereert dat “je je handen plat op de uiteinden van het blok legt, voorzichtig dat je de hoeken of randen niet beschadigt, en dan het blok voorzichtig uit de vormdoos tilt”. Wij hadden meer succes met het platdrukken van onze handpalmen tegen de lange, smalle zijkanten van de stenen (zoals op een van de bijgaande foto’s).
De uithardingsperiode
Plaats de stenen zo snel mogelijk op een vlakke, niet-absorberende ondergrond (een plank of plaat cement bedekt met plastic folie is ideaal) in een schaduwrijke omgeving om uit te harden. Zorg ervoor dat elk blok op zijn kant ligt en dat de stenen ver genoeg uit elkaar liggen, zodat ze elkaar niet raken. En let op: kale grond, die zo snel water aan de blokken onttrekt dat ze verzwakken en zelfs kunnen scheuren, is GEEN acceptabele ondergrond om uw stenen op te laten rijpen.
Zo mogelijk moet de rijpingsplaats direct naast de Ram liggen, omdat u de vers gevormde stenen moeilijk ver kunt dragen. Ken Kern, in het hoofdstuk over geperste blokkenbouw van The Owner-Built Home, stelt voor dat u eerst het dak van uw gebouw optrekt, zodat u daarna het beschermde gebied eronder als een “uithardingsplaats” kunt gebruiken.
Hoe langzamer de aarde-cementblokken drogen, hoe sterker ze zullen zijn. Dat betekent dat u gedurende de eerste vier dagen van de uitharding uw bakstenen met plastic bedekt moet houden. Ook moeten de aarde-cementblokken vanaf 24 uur na het verlaten van de Ram drie keer per dag grondig worden besproeid met de fijne nevel van een tuinslang. Op de vierde dag mogen de stenen worden opgestapeld, maar het besproeien moet nog acht dagen worden voortgezet. Tenslotte kunnen de blokken drie weken na het verlaten van de vorm in de bouw worden gebruikt.
Bouwen met uw bakstenen
Dezelfde bouwtechnieken die met betonblokken worden gebruikt, kunnen ook met uw bakstenen van geperste aarde worden toegepast. Maar voordat u de aarde-cementblokken legt, is het een goed idee om ze in water te dompelen om te voorkomen dat ze vocht uit de mortel opnemen (en daardoor verzwakken) die wordt gebruikt om ze bij elkaar te houden.
Zoals gebruikelijk moeten de banen van de bakstenen zo worden gelegd dat de verticale naden in de ene rij samenvallen met de middelpunten van de blokken in de baan erboven. Ook mag de mortel in alle voegen niet meer dan een centimeter dik zijn.
Omdat onze winters hier in het oosten van Washington zo koud en nat zijn, vonden wij het verstandig onze blokken af te dichten (en ze dus voorgoed waterdicht te maken). Om dit te doen, hebben we een heldere acryl metselwerk sealer toegepast op de afgewerkte grond-cement muren.
Het is triest, maar er zijn niet echt veel boeken over het bouwen met geperste-aarde blokken. Een tekst boordevol feiten die ik kan aanbevelen aan iedereen die geïnteresseerd is in deze manier van bouwen is het Handbook for Building Homes of Earth, door L. Wolf skill, W. Dunlop, en B. Callaway. Ook, natuurlijk, Ken Kern wijdt een hoofdstuk aan het onderwerp in The Owner-Built Home.
Buiten dat, bent u op uzelf aangewezen. Koop gewoon een CINVA Ram, roep de hulp in van een paar vrienden, en ga aan de slag.
En wat als u in een deel van het land woont waar de winters frigide en vochtig zijn? Koud weer of niet, geperste aarde werkt prachtig. Geloof me maar.
Hoe test je aarde-cement op structurele integriteit
Voordat je begint na te denken over het bouwen van een huis, schuur, of ander bewoonbaar bouwwerk van geperste-aarde blokken, moet je er zeker van zijn dat het aarde-cement mengsel dat je gebruikt het best mogelijke is. Hoe? Begin met het maken van stenen van vier proefmengsels: één met de maximale hoeveelheid cement, één met de minimale hoeveelheid, en twee met tussenliggende concentraties van het bindmiddel. Laat de blokken 15 dagen uitharden en test ze dan in elk van de volgende capaciteiten:
TENSIEVE STERKTE: Leg een blok op twee steunen die 20 centimeter uit elkaar staan, en plaats gewichten één voor één op het midden van de steen totdat deze breekt. De mix die het sterkste blok oplevert is het beste.
HARDHEID: Een spijker die met de blote hand wordt geslagen, mag niet dieper dan vijf centimeter (ongeveer twee inches) in het blok dringen.
GELUID: Bij een lichte slag met een hamer moet de baksteen een metaalachtig geluid voortbrengen.
GewICHT per eenheid: De mix die het blok met het grootste gewicht en dus de minste poriën oplevert, wordt als de beste beschouwd.
ZUIVELHEID: Er zou geen mogen zijn. Meetbare krimp na uitharding betekent dat de mix of te veel klei bevatte, of te weinig cement. Of allebei.
Voor andere technieken om de constructie te testen, zie het Handboek voor het bouwen van huizen van aarde (genoemd in het artikel), of praat met uw plaatselijke bouwinspecteur . . iets wat u vroeg of laat toch zult moeten doen.