Rammed earth/tr

Sıkıştırılmış toprak , taipa ^{[ 1 ]} (Portekizce), tapial (İspanyolca), pisé de terre veya sadece pisé (Fransızca) olarak da bilinir, toprak, tebeşir, kireç ve çakıl hammaddeleri kullanılarak duvar yapımında kullanılan bir tekniktir. İnsanların daha sürdürülebilir yapı malzemeleri ve doğal yapı yöntemleri aramasıyla son yıllarda yeniden canlanan eski bir yapı yöntemidir . Sıkıştırılmış toprak duvarlar inşa edilmesi kolay, yanmaz, termal olarak masif , çok güçlü ve dayanıklıdır. Buna karşılık, makine (motorlu sıkıştırıcılar) olmadan inşa etmek yoğun emek gerektirebilir ve uygun şekilde korunmaz veya bakımı yapılmazsa su hasarına karşı hassastırlar. Geleneksel olarak, sıkıştırılmış toprak binalar Antarktika hariç her kıtada bulunur. Kuzey Avrupa'nın ılıman ve yağışlı bölgelerinden ^{[ 2 ]} yarı kurak çöllere, dağlık alanlara ve tropiklere kadar. Kullanışlı toprağın mevcudiyeti ve yerel iklim koşullarına uygun yapı tasarımı, kullanımını destekleyen faktörlerdir.

Kullanım

Sıkıştırılmış toprak duvar inşa etmek, uygun oranlarda kum, çakıl ve kil içeren nemli bir toprak karışımının (bazen bir dengeleyici eklenerek) dışarıdan desteklenen bir çerçeveye sıkıştırılması ve sağlam bir toprak duvar oluşturulması işlemini içerir . Tarihsel olarak, malzemeyi dengelemek için kireç veya hayvan kanı gibi dengeleyiciler kullanılırken, modern sıkıştırılmış toprak yapılarda kireç, çimento veya asfalt emülsiyonları kullanılır. Bazı modern inşaatçılar ayrıca yapıya çeşitlilik katmak için renkli oksitler veya şişeler ya da ahşap parçaları gibi diğer malzemeler de ekler.

Öncelikle, her duvar kesitinin istenen şekil ve boyutları için kalıp görevi görecek, genellikle ahşap veya kontrplaktan geçici bir çerçeve (kalıp) inşa edilir. Çerçeveler sağlam ve iyi desteklenmiş olmalı ve yüksek basınç kuvvetlerinin neden olduğu şişme veya deformasyonu önlemek için iki karşıt duvar yüzeyi birbirine kenetlenmelidir. Nemli malzeme 100 ila 250 mm derinliğe dökülür ve orijinal yüksekliğinin yaklaşık %50'sine kadar sıkıştırılır. Malzemenin sıkıştırılması, çerçevenin üst kısmının gerektirdiği gerekli yüksekliğe kademeli olarak ulaşmak için gruplar halinde tekrar tekrar yapılır. Sıkıştırma, geçmişte uzun bir sıkıştırma direği kullanılarak elle yapılırdı ve çok emek gerektirirdi. Modern inşaat, pnömatik tahrikli tokmaklar kullanılarak daha verimli hale getirilebilir.

Duvar tamamlandığında, çerçeveler hemen sökülebilecek kadar sağlamdır. Bu, yüzey dokusu (örneğin tel fırçalama) isteniyorsa gereklidir, çünkü duvarlar yaklaşık bir saat sonra işlenemeyecek kadar sertleşir. Duvarlar, kuruyup sertleşebilmeleri için sıcak havalarda inşa edilmeleri en iyisidir. Duvarların tamamen kuruması biraz zaman alır ve tamamen kürlenmesi iki yıla kadar sürebilir. Basınç dayanımı, kürlenme süresi arttıkça artar ve su hasarını önlemek için açıkta kalan duvarlar yalıtılmalıdır.

Yöntemin modern varyasyonlarında, sıkıştırılmış toprak duvarlar, geleneksel temel veya betonarme döşeme tabanı üzerine inşa edilir.

En iyi inşaat yöntemleri

Çin Seddi'nde kullanılan "hang tu" yöntemine dikkat edin: Kalıplar arasında 10-15 cm kalınlığında gevşek toprak katmanları kullanılmış ve ardından bunlar direklerle sıkıştırılmıştır. Kalınlık: 10,6 m'ye kadar (bu, optimum kalınlıktan çok daha kalındır).

Özellikler ve avantajlar

Sıkıştırılmış toprağın basınç dayanımı 4,3 MPa'ya kadar çıkabilir. Bu, benzer kalınlıktaki bir betonun değerinden daha azdır, ancak konut binalarında kullanım için fazlasıyla yeterlidir. ^{[ 3 ]} Gerçekten de, düzgün bir şekilde inşa edilmiş sıkıştırılmış toprak, dünyanın dört bir yanındaki hala ayakta duran birçok antik sıkıştırılmış toprak yapının da kanıtladığı gibi, binlerce yıl boyunca yüklere dayanabilir. ^{[ 4 ]} Donatı, ahşap veya bambu takviyeli sıkıştırılmış toprak, deprem veya şiddetli fırtınaların neden olduğu hasarları önleyebilir. Çimentoyu toprak karışımına karıştırmak da yapının yük taşıma kapasitesini artırabilir, ancak yalnızca kil açısından zayıf karışımlarda kullanılabilir. USDA, sıkıştırılmış toprak yapıların süresiz olarak dayandığını ve standart çerçeve evlerin maliyetinin üçte ikisinden fazlasına inşa edilemeyeceğini gözlemlemiştir. ^{[ 5 ]}

Sıkıştırılmış toprak, Kuzey Avrupa'nın yağışlı bölgelerinden Afrika'nın kurak bölgelerine kadar dünyanın birçok yerinde çok çeşitli iklim koşullarında kullanılmıştır.

Toprak, yaygın olarak bulunabilen, düşük maliyetli ve sürdürülebilir bir kaynaktır ve inşaatta kullanılmak üzere hasat edilmesinin çevresel etkisi minimumdur. ^{[ 6 ]} Bu durum, sıkıştırılmış toprak inşaatını düşük gelirli inşaatçılar için oldukça uygun fiyatlı ve uygulanabilir hale getirir. Vasıfsız iş gücü (genellikle arkadaşlar ve aile) gerekli iş gücünün çoğunu sağlayabilir ve bugün dünya nüfusunun yüzde 30'undan fazlası yapı malzemesi olarak toprak kullanmaktadır. ^{[ 3 ]}

Malzeme maliyeti düşük olsa da, sıkıştırılmış toprağın mekanik aletler olmadan inşa edilmesi çok zaman alıcı bir proje olabilir; ancak mekanik bir sıkıştırıcı ve önceden hazırlanmış kalıp ile 2000 ila 2200 ft2'lik bir evin duvarlarını inşa etmek iki ila üç gün kadar kısa bir süre alabilir ^. [ ^{3 ] Sıkıştırılmış} toprağın önemli faydalarından biri mükemmel termal kütlesidir ; tuğla veya beton yapı gibi, gün içinde ısıyı emebilir ve geceleri serbest bırakabilir. Bu, günlük sıcaklık değişimlerini dengeleyebilir ve klima ve ısıtma ihtiyacını azaltabilir . Ancak sıkıştırılmış toprak, tuğla ve beton gibi, genellikle daha soğuk iklimlerde yalıtım gerektirir. Ayrıca şiddetli yağmurdan korunmalı ve buhar bariyerleriyle yalıtılmalıdır. ^{[ 4 ]} Tamamlandığında ve boya veya başka bir kaplama olmadan, duvarlar doğal toprağın rengine ve dokusuna sahip olur. Kusurlar ayrıca toprak karışımını sıva olarak kullanarak ve pürüzsüz bir şekilde zımparalayarak yamalanabilir. Duvarın nemi dışarı atma (atma) yeteneğini bozacağından, çimento sıva gibi neme dayanıklı olmayan yüzeylerin kullanımından kaçınılmalıdır; bu da basınç dayanımının kaybına yol açar.

Genellikle 300 ila 350 mm kalınlığında olan sıkıştırılmış toprak duvarların kalınlığı ve yoğunluğu, doğal olarak ses yalıtımına uygundur. Sıkıştırılmış toprak duvarlar ayrıca termitlere karşı dirençli, toksik olmayan, doğası gereği yangına dayanıklı ve nihayetinde biyolojik olarak parçalanabilir özelliktedir.

İyice kürlenmiş duvarlara çivi veya vidalar kolayca çakılabilir ve bunlar, inşasında kullanılan malzemeyle etkili bir şekilde yamalanabilir.

Çevresel yönler ve sürdürülebilirlik

Sıkıştırılmış toprak yapılar yerel olarak temin edilebilen malzemeler kullandığından, genellikle düşük bir iç enerjiye sahiptir ve çok az atık üretir. Kullanılan topraklar genellikle kil oranı düşük , %5 ila %15 arasında değişen alt topraklardır ve üst toprak genellikle tarımsal kullanım için saklanır. İdeal olarak, bina temelini hazırlamak için çıkarılan toprak kullanılabilir ve bu da nakliye için kullanılan maliyet ve enerjiyi daha da azaltır. ^{[ 6 ]} Sıkıştırılmış toprak yapılar, kullanılan kalıp çıkarılabilir ve sürekli olarak yeniden kullanılabildiği için kereste ihtiyacını azaltır. ^{[ 7 ]}

Sıkıştırılmış toprak, kil içeren kaplamasız duvarların iç mekana maruz kaldığı durumlarda nemi etkili bir şekilde kontrol edebilir. Nem, astım hastaları ve kitap gibi hassas eşyaların depolanması için ideal nem aralığı olan %40 ile %60 arasında tutulur.

Toprak karışımında çimento kullanıldığında, düşük gömülü enerji ve nem kontrolü gibi sürdürülebilir faydalar elde edilemeyecektir. Çimentonun kendisinin üretimi, üretilen her ton çimento başına 1,25 ton oranında küresel karbondioksit yüküne katkıda bulunmaktadır. ^{[ 8 ]} Öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu gibi alternatiflerle çimentonun kısmen değiştirilmesinin etkili olduğu gösterilmemiştir ve beraberinde başka sürdürülebilirlik soruları da getirmektedir. ^{[ 9 ]}

Sıkıştırılmış toprak, binaların genel enerji verimliliğine katkıda bulunabilir. Sıkıştırılmış toprağın yoğunluğu, kalınlığı ve ısıl iletkenliği, onu pasif güneş ısıtması için özellikle uygun bir malzeme haline getirir. Isının 350 mm kalınlığındaki bir duvardan geçmesi yaklaşık 12 saat sürer. ^{[ 3 ]} Sıkıştırılmış toprağın malzeme kütlesi ve kil içeriği, binanın beton yapılara göre daha fazla "nefes almasını" sağlayarak, önemli bir ısı kaybı olmadan yoğuşma sorunlarını önler. ^{[ 3 ]} Sıkıştırılmış toprak konutların, yüksek inşaat maliyetlerinin neden olduğu evsizlik sorunlarını çözmenin yanı sıra, geleneksel inşaat yöntemleriyle ilişkili ormansızlaşma ve toksik yapı malzemelerinin yol açtığı ekolojik ikilemin çözümüne de yardımcı olduğu gösterilmiştir . ^{[ 10 ]}

Geçmiş

Sıkıştırılmış toprağın erken kullanımına dair kanıtlar, MÖ 5000'e tarihlenen Çin'deki Sarı Nehir kıyısındaki Yangshao kültürü ve Longshan kültürüne ait Neolitik arkeolojik alanlarda görülmüştür . MÖ 2000 yılına gelindiğinde, sıkıştırılmış toprak mimari teknikleri Çin'de duvarlar ve temeller için yaygın olarak kullanılıyordu. ^{[ 11 ]}

1800'lerde Amerika Birleşik Devletleri'nde sıkıştırılmış toprak, SW Johnson'ın Kırsal Ekonomi adlı kitabıyla popüler hale geldi . Bu yöntem, Amerika Birleşik Devletleri'nin iki Ulusal Tarihi Simgesi olan Borough House Plantasyonu ve Holy Cross Kilisesi'nin (Stateburg, Güney Carolina) inşasında kullanıldı: ^{[ 12 ]}

"1821 yılında inşa edilen Borough House Plantation kompleksi, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki en eski ve en büyük 'yüksek stil' pise de terre (sıkıştırılmış toprak) bina koleksiyonunu içerir. Ana evin 27 ek binasının altısı ve bölümleri, 1806 yılında SW Johnson'ın Kırsal Ekonomi adlı kitabıyla bu ülkeye tanıtılan bu eski teknik kullanılarak inşa edilmiştir." Kanada'da sıkıştırılmış toprak inşaatının olağanüstü bir örneği, 1838-1841 yılları arasında inşa edilen St. Thomas Anglikan Kilisesi'dir (Shanty Bay, Ontario).

1920'lerden 1940'lara kadar olan dönem, ABD'de sıkıştırılmış toprak yapı inşaatı için aktif bir araştırma dönemiydi. South Dakota Eyalet Koleji kapsamlı araştırmalar yürüttü ve sıkıştırılmış topraktan yaklaşık 100 hava koşullarına dayanıklı duvar inşa etti. Otuz yıllık bir süre boyunca kolej, topraktaki koloidlerle ilişkili olarak boya ve sıva kullanımını araştırdı. 1945'te Güney Carolina Clemson Tarım Koleji, sıkıştırılmış toprak araştırmasıyla ilgili sonuçlarını "Sıkıştırılmış Toprak Bina İnşaatı" adlı bir broşürde yayınladı. 1936'da, Alabama, Gardendale yakınlarındaki bir çiftlikte, Amerika Birleşik Devletleri Tarım Bakanlığı, mimar Thomas Hibben ile birlikte sıkıştırılmış toprak binalardan oluşan deneysel bir topluluk inşa etti. Evler ucuza inşa edildi ve halka, bahçe ve küçük hayvancılık arazileri için yeterli araziyle birlikte satıldı. Proje başarılı oldu ve düşük gelirli ailelere değerli evler sağladı. ^{[ 3 ]} USAID, sıkıştırılmış toprak evler etrafındaki inşaat bilimini geliştirmek için gelişmemiş ülkelerle birlikte çalışıyor. Ayrıca, Texas A&M Üniversitesi ve Texas Ulaştırma Enstitüsü tarafından hazırlanan "Sıkıştırılmış Toprak El Kitabı"nın yazımını da finanse ettiler. El kitabı, Uluslararası Sıkıştırılmış Toprak Enstitüsü yeniden basım izni alana kadar halka açık olarak satışa sunulmadı. ^{[ 3 ]} II. Dünya Savaşı'ndan sonra, modern yapı malzemelerinin fiyatları düştüğünde, sıkıştırılmış toprağa olan ilgi azaldı. Sıkıştırılmış toprak, standartların altında görülmeye başlandı ve bugün, toprak inşaat tekniklerine aşina olmayan müteahhitler, mühendisler ve esnaf tarafından sıklıkla muhalefetle karşılaşıyor.

Earthships

Earthships'ten​

Earthship'ler, otonom olarak çalışmak üzere tasarlanmış , pasif güneş enerjisiyle çalışan, toprakla kaplı bir ev türüdür . Earthship'ler, toprakla doldurulmuş lastikler veya kum torbaları kullanılarak yapılır.

Lastikler (kullanılıyorsa) toprakla sıkıştırılarak üretilir ve böylece kullanılabilir "tuğlalara" dönüştürülür. Bu, basit ve uygun fiyatlı bir inşaat yöntemidir ve yüksek yük taşıma kapasitesine sahip duvarlar sağlar. Bir Earthship'teki lastikler genellikle yerinde üretilir çünkü doğru şekilde üretildiklerinde 300 pound ağırlığa ulaşabilirler ve yer değiştirmeleri çok zor olabilir.

Ayrıca bkz.

• Adobe

Referanslar