1. Региональный конкурс учебно-исследовательских работ школьников

Секция экология

 

 

Техника землебита в Приморском крае

Доклад

Выполнен ученицей
9 класса средней школы №5
г. Находки Приморского края
Анацкой Анастасией Павловной

 

Научный руководитель –
Пономарева Людмила Николаевна,

учитель химии

МБОУ «СОШ № 5» НГО

1. 1. 1. 1.  

Владивосток, 2019

Оглавление

Введение………………………………………………………………………………………… 2-4

Глава I. Подготовка земли……………………………………………………………………… 5-6

Глава II. Построение стены……………………………………………………………………… 6-7

Глава III. Стоимость кирпичей………………………………………………………………….7-8

Заключение……………………………………………………………………………………...... 8

Список литературы………………………………………………………………………………. 9

Приложения……………………………………………………………………………………. 10-16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Существует интересная, но малоизвестная страница в истории русской архитектуры -землебитное строительство. Строительство из грунта как способ решения архитектурных и градостроительных задач известно с незапамятных времен. Наши предки широко использовали его не только при возведении городских стен и оборонительных сооружений, но также и при строительстве жилых домов, общественных и культовых зданий.

В последней четверти XVIII века плодотворно работал талантливый архитектор Николай Александрович Львов (приложение 1), один из наиболее ярких представителей русской культуры. Именно с его именем связано возникновение русской землебитной архитектуры. Современники Н.А. Львова называли его "Русским Леонардо". Наиболее ярко талант Львова проявился в области архитектуры. Более 90 построек самого разного типа и назначения возводятся по его технологии. Причем в творчестве зодчего он идет по пути применения новых строительных материалов [1]. Осенью 1797г. начались работы под руководством Львова по закладке фундамента Приоратского дворца (приложение 2), который стал высшим достижением землебитной архитектуры. Землебитные стены боятся высокой влажности, но вопреки логике для Приората выбрали не сухое возвышенное место, а низкий заболоченный озерный берег. Николай Александрович Львов поставил Приоратский дворец на высокий фундамент из местного камня известковой породы, имеющий свойство хорошо впитывать влагу. Таким образом, основание Приората стало надежной защитой его землебитным стенам от сырости. С годами открылся секрет прочности землебитных стен - они становятся прочнее и монолитнее попрошествии многих лет с момента возведения. Построенный в1799 г., этот дворец простоял более двухсот лет без ремонта стен (хотя многие современники сомневались в долговечности землебитных стен и поэтому строили его с оговоркой на "гарантийный срок" - 25 лет)! Это единственное подобное сооружение, так хорошо сохранившееся до наших дней. Во время Великой Отечественной войны в Гатчине шли ожесточенные бои. От снарядов и авиабомб рушились даже более поздние массивные каменные постройки, а землебитный дворец выстоял. В 50-е годы прошлого века в поселках Ленинградской области Отрадное и Саблино были построены жилые дома, при возведении стен которых применили последний раз землебитный способ строительства (приложение 3). В начале 30-х гг. в ленинской слободе г. Москвы еще стояли два жилых одноэтажных дома, возведенные мастерами XVIII века. Там в свое время находился филиал школы землебитного строения. Впоследствии на данной территории разместился автозавод им. Лихачева и здания разобрали при расширении автозавода [1].

Землебитные стены дают небольшую усадку, мало набухают от сырости, почти не образуют трещин и имеют очень низкий коэффициент теплопроводности. Все знают, насколько прочны грунтовые пешеходные дорожки. Они не размываются дождями и с большим трудом распахиваются трактором. Землебитные стены возводят в жилых домах, складских и служебно-технических зданиях высотой не свыше двух этажей. Многоэтажные постройки из землебита невозможны вследствие малой начальной его прочности. Самое главное — умело подобрать компоненты и приготовить из них землебит. Стены, возведенные из землебита, со временем только набирают прочность, в то время как стены, возведенные из других материалов, после постройки начинают медленно разрушаться. Они не только не горят, но и становятся под воздействием огня ещё крепче. По прочности землебитные стены ничем не уступают бетонным.

Дома и коттеджи, возведенные по данной технологии, сухи и комфортны для проживания.Они намного теплее и в 10-15 раз дешевле стен домов, построенных из кирпича, бетона или дерева. Применение грунтоблоков для стен зданий, сокращает транспортные расходы в 3-4 раза. Трудозатраты на изготовление материала и укладку его в стены снижаются примерно в 1,5 раза. Стоимость таких домов на 40-50% дешевле строительства домов из кирпича или бетона [2]. Через 20 - 30 лет землебит повышает свою прочность с 1,5 до 10-12 МПа [3].

Для поддержания нормальной комнатной температуры в них требуется расход топлива меньше, чем при аналогичных условиях в каменных и деревянных зданиях. Использование земли для строительства способствует также сбережению леса, снижению энергозатрат на изготовление и транспортировку стройматериалов, ведь для получения землеблоков подходит практически любая земля, за исключением чистого песка.

6 работников за 16 дней или три недели могут построить дом 23,5 м², если основание уже готово [4]. У землебитного дома строительный сезон длится с апреля по ноябрь в сухую погоду. Такие стены можно возводить везде, где они смогут просохнуть за лето [3].

Срок возведения коробки 2-3 месяца. При этом, если вы в этом году успели возвести только стены, то просто оберните (накройте) их полиэтиленом и они спокойно перезимуют.

Чтобы получить грунт, можно срезать высоту участка, также можно использовать землю из под фундамента, из под ямы для колодца, погреба, подвалаи т.д. (вынутого из-под дома грунта вполне хватает на стены) [3].

Землебитные стены просты в изготовлении и доступны каждому. Воспрещается устройство землебитных стен для специальных зданий, рассчитанных на эксплуатацию с повышенным режимом влажности (бани, прачечные и т. п. ). Землебитные стены зданий можно строить во всех климатических районах. Исключение представляет арктический и субарктический пояса, где такие стены не вполне просыхают до наступления зимних холодов. Применять их в сырых местах также не рекомендуется. Таким образом, строить стены надо с весны или в начале лета, что дает возможность хорошо просушить их до осени.

Грунтоматериалы, применяемые для строительства стен зданий, должны быть прочными, обладать хорошей морозостойкостью. Насыщенный водой материал от многократного замораживания не должен разрушаться. Водоустойчивость грунтоматериалов также должна быть высокой. От косых дождей стены не должны размываться. Водостойкие стены можно получить только из полусухих грунтов путем их тщательной трамбовки [3].

Работу по изготовлению кирпичей техникой землебита из грунтомассы мы начали в прошлом году. В этом году мы повторили эксперимент и дополнили работу изготовлением кирпичей из земляного теста.

 

Проблема исследования

Можно ли использовать метод землебита в Приморском крае? Каковы особенности подбора грунта для изготовления кирпичей по данной технологии?

 

Актуальность темы

В основу большинства научных разработок сегодня закладывается принцип энергосбережения. Учет этого принципа при проектировании современных зданий, разработке новых технологий строительства, создании строительных материалов дает весьма ощутимые результаты. Очевидно, что жилье XXI века должно строиться из доступных, экологически чистых, экономичных материалов. Землебитное строительствоявляетсяодним из методов альтернативных энергосберегающих технологий.

 

Цель

Исследовать, согласно методике, возможность использования техники землебита в Приморье. Сравнить кирпичи, изготовленные техникой землебита из грунтомассы и земляного теста.

 

Задачи исследования

Мы решили провести исследование и, изучив литературу, поставили перед собой следующие задачи:

• подобрать состав грунтомассы;

• изготовить из неё кирпичи;

• изготовить кирпичи из земляного теста;

• построить модель стены;

• испытать на гвоздимость;

• рассчитать примерную стоимость одного кирпича.

 

 

 

 

 

Глава I. Подготовка земли

 

Вопрос о строительстве индивидуаль­ных одноэтажных домов и других построек  из утрамбованной земли возникает каждый  раз, когда строительные материалы становятся дефицитными и дорогостоящими.

Мы решили испытать возможность применения техники землебита применительно к условиям нашего края.

 

Требования к земле

Можно использовать разные виды земли, при этом их необходимо смешать.В смесь можно добавлять мелкие минеральные частицы (известь, песчинки), но не растения. Чем «жирнее» земля, тем больше в нее нужно добавить земли «тощей», легко рассыпающейся, т.е. песчаной. Порцию узнают на опыте. Можно тереть землю на бумаге и на полотне. Если она красит, то её можно использовать. Так же можно ее завязать в плотную тряпицу и опустить на 24 часа в стакан, наполненный водой. Если клейкость отсядет на дно стакана, то такую землю можно употреблять для строительства.

Отсеиваются крупные камни и остатки растений. Земля не должна быть ни слишком суха, ни слишком влажна. В первом случае она не соединяется, во втором делается как тесто. Она должна иметь свою натуральную влагу. Допустимо смачивание [3]. Для проведения опытов использовали методику, предложенную Львовым при постройке Приоратского дворца. [3].

Подготовка эксперимента

Подготовку эксперимента проводили в период с 15 по 30 августа 2018г. Землю, взятую для эксперимента, просеивали от кореньев, камней, растительности, мусора (мелкие камушки допустимы) (приложение 4).Затем мы завязали её в плотную тряпицу и опустили на 24 часа в стакан, наполненный водой. Клейкость отсела на дно стакана. Следовательно, эту землю можно использовать для строительства.

Смешивали её со следующими компонентами согласно методике [3].

Состав грунтомассы (в частях) по объему:

• гравий (5х10) - 4;

• песок – 58 (использовали песок с берега реки Партизанка);

• мелкая земля– 20 (почву брали с пришкольного участка)

• глина – 18 (из старого карьера в пос. Новолитовский) (приложение 5)

В методике описывается состав грунтомассы, если здание строится с применением опалубки. Мы же решили изготовить земляные кирпичи. Их размер 17 см длиной, 5 см высотой и 7,5 см шириной.Рекомендуют в опалубку добавлять известь [3], но при добавлении в кирпичи они рассыпались, поэтому мы отказались от её применения.

Земля для изготовления кирпичей из земляного теста не требует добавления других материалов.

Глава II. Построение стены

Формование кирпичей

Формование кирпичей проводили с 22 – 25 августа. Грунтомассу тщательно перемешивали (если смесь была слишком сухой, добавляли воду). Для получения земляного теста землю смачивали до получения однородной массы. Затем обе смеси закладывали в формы (приложение 6), утрамбовывали с помощью тротуарного молотка (приложение 7) и оставляли сушить в естественных условиях. Примерно через неделю кирпичи высыхали, их вынимали из формы и оставляли на воздухе, чтобы кирпич просох ещё лучше. Для большей стойкости кирпичей их покрывали слоем извести и снова давали просохнуть. После этого кирпичи можно было использовать.

Проверка на гвоздимость

Тщательно подобранный, уложенный и выдержанный землебит должен иметь хорошую гвоздимость, т. е. гвоздь должен прочно входить в стены и сгибаться под прямым углом от ударов молотка, не раскалывая при этом материала [3]. Мы вбили гвозди в кирпичи 29 августа. В оба кирпича они легко забиваются, удерживаются, не образуя трещин (приложение 8).

Приготовление раствора

Раствор для построения стены готовили 15 октября. Использовали следующую строительную смесь:

• песок – 3 части;

• цемент – 1часть;

• немного моющего средства;

• вода.

Смесь песка и цемента тщательно перемешивали, воду добавляли осторожно, добиваясь необходимой консистенции раствора. Для предотвращения быстрого оседания песка и цемента в раствор добавили немного моющего средства.

 

 

Построение кирпичной стены

15 октября 2018г. построили кирпичную стену. Для эксперимента три части стены из грунтомассы, одну – земляного теста.
Кирпичи укладывали, наносили раствор, затем оставляли сохнуть. После того, как раствор просох, покрыли его слоем извести (приложение.9).

Оштукатуривание и побелка

Стену оштукатурили 05 января 2019г.

Оштукатуривание землебитных стен менее трудоемкое.

Мы использовали раствор для оштукатуривания следующего состава [4]:

• 1 объ­емная часть жидкого глиняного теста;

• 0,3—0,4части известкового теста;

• 3 –6 частей песка (приложение 10)

После высыхания штукатурки (07 января 2019г.) стену побелили (приложение 11)

 

Глава III. Стоимость кирпичей

Примерный расчет стоимости кирпича

Согласно ценам розничного прайс-листа «Приморский Думпкар»

(цены действуют с 01.12.2016 г.) [5]

№	Товар	Розничная
		Цена	Ед.	Валюта
1	Кирпич строительный (красный) (250× 125× 75 мм)	15,00	шт	руб.
2	Песок строительный	600,00	1т	руб.
3	Щебень 5х10	700,00	1т	руб.
4	Глина	250, 00	1т	руб.

 

Расчет стоимости одного стандартного кирпича (250× 125× 75 мм),

изготовленного техникой землебита (без учета транспортных расходов)

Материалы	Вес (в граммах)	Цена (в копейках)
Песок строительный	540	38
Щебень 5х10	2614	157
Глина	583	15

 

С учетом того, что будет использована земля, изъятая при закладке фундамента или рытье канавы (колодца) и изготовление будет осуществляться без привлечения сторонних лиц, примерная стоимость одного кирпича составляет 2,1 рубля.

Для изготовления кирпича из земляного теста не требуется дополнительных затрат, кроме затрат на связующий раствор и оштукатуривание.

 

Мы опросили 100 учащихся МБОУ «СОШ №5» НГО, знают ли они, что существует строительная технология -землебит. На этот вопрос все учащиеся ответили отрицательно. Таким образом, мы впервые поставили вопрос о возможности применения данной технологии в Приморье.

 

Заключение

 

Почвы в Приморском крае преимущественно кислые, легко слёживаются, при выдёргивании растения остаются на корне и не осыпаются. Такая земля пригодна для изготовления кирпичей техникой землебита. Остальные компоненты(при необходимости) доступны и сравнительно недорогие. При строительстве возможно применение обеих техник. При этом кирпичи из земляного теста обходятся дешевле, легче кирпичей из грунтомассы в 1,5 раза, проще вынимаются из формы.

Условия нашей местности имеют сходство с Гатчинскими, также при необходимости можно использовать известковую породу, которая есть в Приморье, в районе села Мономахово и г. Спасск- Дальний (приложение 12). Возможно, что строительство будет успешным и в районах, удаленных от моря, – Партизанском, Уссурийском, Спасском.

Земля - дешевый, доступный, огнестойкий, прочный строительный материал. Архитектор Львов поставил цель заменить деревянное строительство землебитным. При массовом применении этого метода решилась бы задача пожарной безопасности, а также сохранились лесные богатства страны.

Необходимо также заметить, что в благополучных высокоразвитых странах популярность эта обусловлена не столько экономичностью, сколько превосходными строительными качествами, благоприятными условиями для проживания, высокой комфортабельностью таких строений. Жить в землебитных домах намного уютней и полезней, чем в железобетонных коробках [2].

Таким образом, наша гипотеза о возможности строительства с использованием техники землебитав Приморском крае подтвердилась.

Кто знает, может XXI век станет временем второго рождения забытой технолгии? [1]

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы
 

1. http://history-gatchina.ru/article/zemlebit2.htmhttp://history-gatchina.ru/article/zemlebit2.htm

2. http://www.viramax.ru/uslugi/stroy/zemlebit.php

3. http://nestor.minsk.by/sn/2005/39/sn53906.html

4. 480http://poselenie.ucoz.ru/publ/zemlebitnye_doma_vozvedenie_sten_iz_zemlebita/3-1-0-480

5. https://primorskiy-dympkar.nethouse.ru/page/1176142?_openstat=ZGlyZWN0LnlhbmRleC5ydTs5ODQ0MDk2OzQ3MzUwMjc5ODtnby5tYWlsLnJ1Omd1YXJhbnRlZQ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П риложение 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 12