грунтоблоки что это такое
Школа Застройщика
Грунтоблочное строительство
Грунтоблок 390 х 190 х 90 мм
Немного физики
Четыре года назад состоялся конкурс “Российский дом будущего”, где победила технология грунтоблочного строительства в номинации “Строительные машины и механизмы”.
А изготовители серийных машин для производства блоков на основе природных сыпучих материалов получили приз от экспертного совета при президенте РФ по реализации приоритетных национальных проектов и демографической политике. Одними из первых оценили технологию на основе “текучего клина” в префектуре Миебаши (Япония) и выписали устройство для изготовления строительных изделий.
Отечественная грунтоблочная машина
Изделия, изготовленные по технологии “зонного нагнетания”, существенно отличались по плотности и прочности от полученных в процессе прессования. Новая технология исключила вредные эффекты перепрессовки, “защемления воздуха”, упругого последействия, присущие традиционным процессам прессования.
В 1971 году инженером Н. Е. Королевым открыт эффект самоуплотнения порошков в результате индуцированного течения, известный как технология “зонного нагнетания грунта методом текучего клина”. Зонное нагнетание — механический метод получения плотных и сверхплотных структур из дисперсных сыпучих сред.
В основу технологии положено искусственное воспроизведение обнаруженного природного эффекта, названного “текучий клин”. Текучий клин — это процесс самоорганизации предельно плотной структуры когерентно движущихся частиц сыпучей среды.
Схема действия “текучего клина”:
уплотнение грунта
путем плавного
перемещения нагнетателя
В области возведения домов он был положен на полку: в годы плановой экономики доминировало бетонное крупноблочное строительство с ускоренными показателями изготовления и наиболее простым унифицированным оборудованием.
Основа
Идея строительства из земли не нова. А о постройках из земляных блоков упоминал еще в I веке Плиний Старший. Свойства современных грунтоблоков, в том числе и прочность, зависят от природы грунта, вида использованного стабилизатора и, что особенно важно, от способа их изготовления.
Грунтоблоки формуют из имеющейся почвы, и без стабилизаторов они будут неводостойкими. Такие блоки обладают значительной прочностью в сухом состоянии, их и сейчас применяют для строительства одноэтажных жилых зданий и подсобных хозяйственных построек.
Блоки, изготовляемые из грунтов с добавкой небольшого количества стабилизаторов (известкового теста или цемента), кроме определенной прочности приобретают свойство неразмываемости. При этом у таких водостойких блоков коэффициент размягчения, то есть отношение прочности в насыщенном водой состоянии к прочности в сухом состоянии, не менее 0,6. Водостойкие блоки можно применять для несущих стен жилых одно- и двухэтажных домов.
Технология “зонного нагнетания” изменила свойства грунтоблоков, сделав их более долговечными.
Есть над чем поразмыслить…
Два неоспоримых преимущества грунтоблоков — дешевизна и плотность.
Итак,первое — широкое использование материалов, добываемых непосредственно на стройплощадке, в качестве наполнителя для блоков.
Если дом строится без подвала, то сыпучего грунта, вынутого для устройства фундамента, достаточно для сооружения стен одноэтажного дома. Если же дом строить с подвалом, то земли хватает уже на стены двухэтажного коттеджа и гараж. В дело направляется грунт, вынутый при планировке участка, при сооружении колодца или бассейна, при обустройстве дренажа, полученный на разнообразных других работах. Все эти ранее бесполезные терриконы земли дают даровой строительный материал, который нет нужды покупать с наценкой или подвозить. А это уже важный фактор для застройщика! В среднем по России цены строительных материалов для потребителя в два раза превосходят цены производства. При этом доля транспортных расходов в этой наценке составляет 10–50%. Так что в рыночных условиях небольшому кооперативу, желающему возводить полноценные сооружения на едином замельном участке с различными характеристиками грунта (песок, глина), весьма выгодно стать производителем стройматериалов. Местным наполнителем наряду с глинами и песком могут быть пелмит, керамзит, древесные опилки, кора, стружки, измельченные корневища деревьев, остающиеся от корчевки, — отходы ближайшей лесопилки или корчевания на участке. Все это кардинально меняет поход к строительству: больше нет необходимости закупать и завозить многочисленные очищенные материалы, застройщик выходит из-под опеки монополистов (например, поставщиков чистого речного песка).
Второе преимущество — создаются однородные монолитные блоки повышенной прочности, практически не разрушаемые в дальнейшем процессами заморозки-оттайки в силу отсутствия микропор. Фактически по гигроскопичности изготавливается природный камень-валун. При формовании изделий из сугубо бетонных смесей с составом 1:2,5–1:3 (цемент:песок) качество получаемого бетона соответствует всем требованиям ГОСТов, предъявляемым к конструкционному и дорожному бетонам. При этом изделие имеет прочность на изгиб в 1,5 раза выше, чем аналогичное, отформованное по вибрационной технологии. К тому же блоки не нуждаются в обжиге или продолжительной высокотемпературной сушке, что также удешевляет энергозатраты — особенно на автономной стройке.
Устройства, созданные для выпуска изделий на основе технологии зонного нагнетания, дают возможность производить не только грунтоблоки. Велика номенклатура получаемых изделий. Бордюрные камни, оконные перемычки, подоконные плиты, черепица, колодезные и дренажные секции. Варианты технологии могут быть использованы для изделий из металлических и металлокерамических порошков, топливных брикетов (пеллетных гранул), и многого другого. Например, в приусадебном дорожном строительстве — качественном уплотнении дорожек за один проход, без последующей укатки.
Каковы особенности серийно выпускающейся техники, реализующей метод?
Например, производительность устройства РК 250, предназначенного для выделки кирпичей, — около 250 блоков в час размером 390 х 190 х 90.
Идея грунтобитного строительства проста и надежна, но вот что следует учесть: чем плотней формование, тем выше теплопроводность. Высокая плотность влечет увеличение толщины и массы стен. На Дальнем Востоке, где годовые перепады температур составляют от +30 до –35ОС, теплотехнический расчет стен из грунтоблоков показывает толщину больше метра, чтобы выйти на СНиПовский зональный коэффициент сопротивления теплопередачи 3,76. Выход в использовании для стеновых блоков наполнителей с низкой теплопроводностью, в том числе пустотелых.
На фото мы видим результат эксперимента — цоколь лампочки накаливания, помещенной в исходный материал блока, оказывается невредим после опрессовки. Такая деликатность технологии позволяет включать в толщу стены специальные нетеплопроводные (или например для пола с подогревом — теплотворные) элементы, производить разнообразные сэндвичевые изделия, многослойные теплоизолирующие накладки.
Подробности
• Об организации производства на основе серийных машин РК-250 и РК-мини можно прочитать в журнале “Строительные и формовочные машины” № 3/2007 в статье к.т.н. Зубкина В.Е. (ЗАО “Русские качели”) и Струка М.В. (ЗАО “Стройдомаш”) — 
http://sdmpress.ru/online/32007859.pdf. Авторами рассмотрены конструктивные особенности, принцип работы и методы эксплуатации компактной формовочной машины, предназначенной для изготовления стеновых блоков, камней мощения и огнеупорных блоков с размерами, соответствующими стандартному кирпичу, из разнообразных сыпучих материалов (цементопесчаных, грунтобетонных смесей, опилкобетона, легких заполнителей типа пелмита и керамзита и др.).
• На странице fond-lvova.narod.ru/toppage12.htm собраны материлы об использовании миниатюрного комплекса выделки плит на приусадебном участке. Рассмотрены вопросы изготовления фундаментных и стеновых блоков, оконных перемычек, подоконных плит, черепицы и других изделий, необходимых для отделки большого частного дома.
Книги по зонному нагнетанию
и эффекту “текучего клина”
• Королев Н. Е. Опыт бетонирования сборных железобетонных изделий. Новое в технологии формования бетонных и железобетонных изделий. Материалы семинара. М.: МДНТП, 1977, с. 92–101.
• Королев Н. Е., Зубкин В. Е. О механизме безвибрационного уплотнения. — В сб. науч. трудов: Механизация и автоматизация технологических процессов в промышленности сборного железобетона. М.: ВНИИ Железобетон, 1984, с. 83–87.
• Королев Н. Е. Технология самоуплотнения. Наука и жизнь. 1981, № 11, с. 28–32.
• Борщевский А. А., Королев Н. Е., Зубкин В. Е. Установки зонного нагнетания, их расчет и область применения./Механизация строительства, 1998, № 3, с. 8–11.
Сергей ДРЕСВЯННИКОВ
«БИРЖА ПЛЮС СВОЙ ДОМ»
Грунтоблоки
Для изготовления грунтоблоков пригоден грунт, содержащий от 15 до 30% глинистых примесей
Грунтоблоки, изготовленные без добавок, легко размокают, резко теряя при этом свою прочность (в 10—20 раз).
Для придания грунтоблокам известной водоустойчивости и прочности в грунт вводят следующие стабилизирующие добавки:
жидкие дегти в количестве 3—5% от объема грунта;
вязкие дегти, мягкие пеки и битумы 8—12%;
вещества, содержащие белки (отходы маслобойного, кожевенного, винокуренного и других производств), обработанные небольшим количеством едких щелочей или извести, в количестве 2—3%;
перегнойные вещества — торф, а также получаемые при гниении в течение двух-трех месяцев в глинистом тесте травянистых растений, ботвы, опилок, соломенной сечки, листьев и т. п., в количестве 70— 80 кг на 1 м3 массы.
Дегтевые и битумные добавки вводят в грунто-массу в виде дегте-глиняных или битумно-глиняных эмульсий, получаемых тщательным перемешиванием подогретых дегтей или битумов с подогретым же глиняным молоком.
Объемный вес грунтоблоков колеблется от 1200 до 2000 кг/м3, а прочность — 10—25 кг/см2 (до 50 кг/см2 при изготовлении с прессованием).
Грунтоблоки, содержащие каменноугольные дегти и пеки, вредно влияют на здоровье людей и животных, поэтому такие материалы не следует применять для внутренних конструкций жилых и животноводческих помещений.
Конструкции из грунтоблоков необходимо надежно защищать от увлажнения как при строительстве, так и при эксплуатации строений
Глинобитные конструкции
Глинобитные стены и другие наземные и защищенные от влаги конструкции устраивают путем набивки в заранее установленные формы земляной или глиняной массы влажностью 12—15%.
Земляная или глиняная масса подготавливается так же, как для грунтоблоков или самана; набивка массы ведется слоями толщиной около 70 см. причем в углах стен слои должны перевязывать друг друга; над проемами и в углах прокладывают жерди или бруски.
Землебитные стены дают осадку — 7—10%. Они очень просты, но весьма трудоемки.
Грунтоблоки что это такое
По объемному весу и, следовательно, по теплопроводности грунтоблоки делятся на:
По степени водостойкости грунтоблоки могут быть:
Размываемые груптоблоки необходимо надежно защищать от увлажнения как при производстве, так и, особенно, в эксплуатационных условиях. Укладывать их в стены можно только после полной просушки (до равновесной с окружающей средой влажности), когда в свежем изломе камня не останется темного и влажного внутреннего ядра.
Неразмываемые блоки (из глинистых грунтов с добавкой тех или иных стабилизаторов) обычно выдерживают без видимых повреждений испытание погружением в воду на 1—2 суток. Однако они cpaвнительно быстро насыщаются водой, что ведет к весьма значительной потере прочности. Такие блоки обычно выдерживают не более 2—3 циклов испытаний на замораживание и оттаивание. Поэтому их нельзя применять для фундаментов, цоколей, подоконных рядов и других частей стен, подвергающихся сильному увлажнению.
Так как неразмываемые блоки после просушки удовлетворитель но выдерживают действие кратковременного поверхностного увлажнения, то хранить и укладывать их в стены летом можно, применяя легкие переносные укрытия от дождей. В конце же лета и особенно, осенью стены лучше выкладывать под заранее поставленной кровлей здания.
При использовании неразмываемых грунтоблоков необходимо учитывать следующие их недостатки:
Поэтому при кладке стен из неразмываемых грунтоблоков всегда необходимо предусмотреть конструктивные мероприятия, защищающие стены от увлажнения и, особенно, от капиллярного подсоса воды и от размывающего ее действия.
Водостойкие грунтоблоки, изготовляемые с добавкой сравнительно большого количества (8—12%) вязких дегтей, мягких пеков или битмов, имеют после просушки сравнительно малое водопоглощение и поэтому сравнительно высокую величину коэффициента размягчения (обычно выше 0,5—0,6) и морозостойкости, но они обходятся дороже.
Грунтоматериалы, содержащие каменноугольные дегти и пеки, могут вредно влиять на здоровье людей и животных. Поэтому эти материалы не следует применять для внутренних элементов зданий (стены, потолки, шт катурки), выходящих в жилые и животноводческие помещения.
Самоделкино
Каждому человеку, каждой семье нужен свой дом. Сельской семье необходим дом для постоянного проживания, обустроенный различными помещениями для домашних животных, хранения сельскохозяйственной техники и автомобилей, хозяйственного инвентаря, продуктов и прочего. Городская семья мечтает о домике за городом для проживания летом. Независимо от величины приусадебного участка, для его обустройства необходимы ограждения, дорожки и площадки с твёрдым покрытием, дренажные и канализационные устройства, бассейны, колодцы и т.п. Но купить готовый дом со вспомогательными помещениями и обустроенным участком или построить дом из покупных строительных материалов может далеко не каждый.
Есть выход из положения! Самое дешёвое решение для потенциального домовладельца – это строить жильё своими силами с получением строительного материала непосредственно на месте. Самым доступным материалом, который есть повсеместно, является земля, а точнее грунт, находящийся под растительным слоем. Не удивляйтесь и не говорите, что “все понятно, ничего серьезного в этом нет”. Если у вас сильно желание и вы действительно только и грезите о своем домике где-нибудь в лесочке или возле озера, это именно то, что вы давно искали. Мудрый человек сказал: если ты хочешь быть счастливым, будь им. Если хотите построить свой дом, нет ничего невозможного. Мы вам поможем.
Итак. Землебитное или грунтоблочное строительство.
С древнейших времён, особенно в безлесных районах, жильё и другие постройки возводили из грунта путём набивки его в опалубку или из грунтоблоков, предварительно изготовленных в форме трамбованием или пластическим формованием.
Однако секреты мастерства до нашего времени не сохранились. Да и перемешивать ногами или трамбовать ручными трамбовками даже при знании секретов сегодня современный человек, избалованный различными средствами механизации труда, не будет (возможно за исключением некоторых энтузиастов) из-за тяжести такого труда.
Чтобы изменить ситуацию к лучшему и дать возможность владельцам земельных участков своими силами построить дом и обустроить приусадебное пространство, нужен ручной электрифицированный инструмент, с помощью которого можно было бы также тщательно перемешивать и уплотнять материал, как в древности, но со значительно меньшей затратой физического труда. И чтобы стоимость такого инструмента была на уровне традиционного электроинструмента.
Авторам новейшего патентованного оборудования удалось создать такой ручной электрифицированный инструмент, пригодный для уплотнения грунтомасс, бетонных смесей и других строительных маловлажных смесей, что теперь позволит каждому имеющему земельный участок изготовлять большинство деталей для дома непосредственно на месте строительства, а для стен использовать грунт.
В основу технологии положено искусственное воспроизведение обнаруженного природного эффекта, названного “текучий клин”.
Главнейшая особенность новой технологии в том, что в ней во всё время формования без шума и вибрации согласованно и одновременно движутся форма, порошкообразная формовочная масса и нагнетатель. При этом оказываются ненужными и лишними присущие традиционным технологиям процессы и приспособления для дозирования массы в форму, контроль за давлением, развиваемым пуансоном, или за размером формуемого изделия.
Замечательная особенность новой технологии в том, что в форме по всему её объёму самообразуется равномерная плотная структура, а размеры изделия точно соответствуют форме по высоте, ширине и длине. При переходе с одного материала на другой, например, от формования блоков из суглинков на формование блоков из бетонной смеси или арболита не требуется никакой переналадки. В новом процессе исключаются вредные эффекты перепрессовки, “защемления воздуха”, упругого последействия, присущие традиционным процессам прессования.
Строительство из грунта имеет ряд достоинств, которые приведены ниже:
— Дешевизна. Она обуславливается тем, что материал имеется везде под руками (и под ногами тоже): почти всякая земля, за исключением чистого песка, годна для работы. Применение грунтоблоков для стен одноэтажных зданий сокращает транспортные расходы в 3-4 раза, топлива — в 10-15 раз. Трудозатраты на изготовление материала и укладку его в стены снижаются примерно в 1,5 раза. Капиталовложений требуется в 5-10 раз меньше по сравнению со стенами из обжигового кирпича.
— Пожаробезопасность. Постройки из земли не только не горят, но от действия огня становятся ещё крепче.
— Гигиеничность. Постройки из земли сухи и комфортны для проживания.
— Малая теплопроводность. Здания из земли теплее кирпичных. Для поддержания нормальной комнатной температуры в них требуется израсходовать топлива меньше, чем при аналогичных условиях в каменных и деревянных зданиях.
— Экобезопасность. Использование земли для строительства способствует сбережению леса, снижению энергозатрат для изготовления и транспортирования стройматериалов. Да и утилизация такого строения не представляет особого труда: из земли пришел, в землю и ушел J.
Обратившись к историческим данным:
Самая известная в России постройка из земли – это Приоратский дворец в Гатчине. Когда Российский император Павел 1 возложил на себя обязанности попечителя Мальтийского ордена и стал его приором, ему понадобилась резиденция для выполнения новых обязанностей. Для этого Павлом 1 было поручено придворному архитектору Н.А.Львову построить для этой цели дворец. Будучи энтузиастом земляного строительства Н.А.Львов спроектировал и лично руководил постройкой дворца, материалом для которого был выбран грунт. Заметим, что дворец был построен в течение двух месяцев в 1798 г.
Приоратский дворец стоит уже в течение 200 лет на берегу искусственного Черного озера. Время пощадило дворец, и в немалой степени этому способствовал выбор материала. В дни Великой Отечественной войны здесь шли ожесточённые бои. От снарядов и авиабомб рушились даже массивные каменные постройки, а землебитный дворец выстоял. Н.А.Львов подобрал такой состав грунтомассы, что по прочности она по сей день соперничает с железобетоном.
Прочность землебита у Львова через 20-30 лет после возведения здания составила 10-12 МПа, хотя цемент в состав грунтомассы не вводился.
Чтобы не сложилось впечатление, что земляное строительство закончилось в далёком прошлом, можем сказать, что сейчас в Испании, Италии, Франции, Англии и др. подобный вид строительства начинает пользоваться большой популярностью. Добавим, что пользуется популярностью у богатых, не потому, что дешево, а по своим превосходным строительным качествам, условиям для проживания, комфорту. Ну а у бедных — понятно, почему. В южных и африканских странах подобное строительство не прекращалось и не забывалось. В России до недавнего времени были известны строения из грунтоблоков в Кемерово, Балашихе Московской области, на Алтае, в Краснодарском крае. Сейчас географическая карта намного шире. Особенно привлекателен подобный вид строительства для индивидуального застройщика при возведении коттеджей, дачных домиков, частных домов для проживания в сельской местности. Есть такие коттеджи в Уфе, Оренбурге, Златоусте и др.
Предложения по использованию грунта в качестве строительного материала начали возрождаться, но из-за технологической сложности, говорить об индивидуальности такой технологии было совсем непросто.
После краткого периода неуёмного энтузиазма и сопровождающих его глупостей, наступило время, когда положительный опыт земляного строительства, помноженный на новые технологии обработки сыпучих материалов, должен занять своё подобающее место в ряду строительных технологий, способных помочь гражданам решить, наконец, “квартирный вопрос”.
Итак, вернёмся к тому, что был изготовлен не имеющий аналогов в мире новый ручной механизированный инструмент – “мини-нагнетатель”, предназначенный для изготовления строительных изделий и элементов (кирпичей, блоков, стоек, подоконных плит и др.) в условиях индивидуальной работы. В качестве сырья для этого оборудования могут быть использованы маловлажные сыпучие смеси: жесткие бетоны, грунт (суглинки, супесь), промышленные отходы и другие материалы.
Этот первый в своем классе комплект формовочный МН-05 открывает перед владельцами коттеджей, дачных и садовых участков, фермерами, реставраторами, архитекторами и ландшафтными дизайнерами бесконечные возможности для творчества в строительстве, ремонте и реставрации зданий, при благоустройстве территорий садов, парков, приусадебных участков.
Но самое главное, что теперь изготавливать материалы для строительства можно всем. Фактически это является революцией в строительстве. Ведь теперь стоимость малоэтажного строения (будь то садовый домик или коттедж) – падает в несколько раз. Имея это оборудование у себя на садовом участке – можно сотворить всё, что только на ум придёт. Ведь фактически теперь нет зависимости от строительного материала (а стоимость получаемого на месте строительного материала — 10 копеек за блок). А стены можно сделать непосредственно на месте из грунта.
Например:
№№
п/п
Номенклатура
Размер,мм
Техническая произво-дительность, шт./мин.
1.
Кирпич-сырец / грунтоблок
65х120х250
4
2.
Камень бетонный для мощения
65х120х250
4
3.
Плитка тротуарная
250х250
2
4.
Газонный камень бетонный
65х120х1000
2/2
5.
Черепица плоская
120х250
4
6.
Подоконная плита
50х250х1500
1/3
7.
Перемычка оконная
50х250х1500
1/3
8.
Облицовочная плитка бетонная
250х250х15
2
9.
Облицовочная доска бетонная
15х120х1000
2/2
10.
Столб (стойка) железобетонная
65х65х1000
3/2
11.
Лоток бетонный
65х250х1000
1/2
Обращение к предпринимателям и частным лицам:
Начало прорыва в технологиях, как правило, сопровождается появлением новых предложений и услуг. Поэтому сейчас важно занять свою нишу на рынке нового строительного материала, который позволит построить дом даже студентам и отставным военным. Такой факт сам по себе ведёт к введению этой технологии на областном и федеральном уровне.
Арифметика проста: есть оборудование, есть технологии плюс потребности в дешёвом и качественном жилье. А кто будет работать в этом направление — зависит от Вас.
В данном случае выгода очевидна:
— для предпринимателей: продажа оборудования, сдача в аренду, изготовление строительного материала, организация строительных бригад, изготавливающих весь строительный материал на месте, строительство коттеджей из экологически чистого материала, обустройство ландшафта и т.д.
— для индивидуальных застройщиков: приобретение аппарата (даже в складчину на несколько семей) и изготовление своими силами стройматериала с дальнейшим возведением капитального строения, гаража, забора, подсобных помещений.
— для садово-дачных объединений: изготовление стройматериала и продажа его среди членов объединений; организация строительной бригады и т.д.
В общем, насколько мысль широка, настолько и идей много. Подумав, можно найти ещё способы воплощения в жизнь этой потрясающей технологии.
Более подробно — на сайте фирмы — “Алистра” и в книге авторов и создателей уникального оборудования “Комплекта формовочного МН-05” — “Зонное нагнетание сыпучих сред, или как строить из обыкновенной земли весьма дешевые, прочные, теплые и огнестойкие дома посредством “Русских качелей”: Практ. Пособие. / Зубкин В.Е., Коновалов В.М., Королев Н.Е. – “РУСАКИ”, 2002. – 144 с.: ил.
Автор: Фурсов Анатолий, г.Челябинск