Κυριακή, 17 Μαΐου 2015

Το καλοκαίρι της υπομονής: Από την πειραματική στη μαζική παραγωγή πλιθιών!

Έχουμε λοιπόν κατασκευάσει ξύλινο σκελετό και στέγη και έχουμε περάσει το καλοκαίρι παράγοντας πλιθιά κάθε σαββατοκύριακο. Δηλαδή, ένα συνεργείο 4 ατόμων έκανε τα εξής:
1) κοσκινίζαμε το χώμα, αναμιγνύαμε το μίγμα σε κ.β. αναλογίες ξηρών υλικών (άμμο, χώμα εκσκαφής, χώμα κεραμοποιίας) στο χώρο ανάμιξης
2) στη μπετονιέρα ανακατεύαμε με άχυρο και νερό παράγοντας το υγρό μίγμα
3) ρίχναμε το μίγμα στο καρότσι και ξεκολλάγαμε ότι είχε απομείνει στα τοιχώματα του κάδου ανάμιξης
4) μεταφέραμε το μίγμα και χυτεύαμε τα πλιθιά στο χώρο παραγωγής
5) καθαρίζαμε εργαλεία, καλούπια, κάδο και καρότσι και επαναλαμβάναμε τη διαδικασία.

Η βασική μεθοδολογία, όπως την περιγράψαμε παλιότερα ως συνδυασμό θεωρητικών γνώσεων και εκπαιδευτικής εμπειρίας σε πρακτικά εργαστήρια (στην Ελλάδα και στην Ινδία), πλέον μπολιάστηκε από σαββατοκύριακο σε σαββατοκύριακο από τη δική μας εμπειρία και παρατήρηση. Έτσι μεταβάλαμε την αναλογία ξηρών υλικών, την αναλογία νερού στο υγρό μίγμα, τον τρόπο ανάμιξης, αλλά και τον τρόπο χύτευσης, τα εργαλεία χύτευσης και την οργάνωση του εργοταξίου. 


Ο τρόπος ανάμιξης του ξηρού μίγματος και με το χέρι, όχι μόνο με φτυάρι


ο χώρος ανάμιξης

Ο χώρος παραγωγής πλιθιών σε σκιά και επίπεδη επιφάνεια
Χειρονακτική συμπίεση του μίγματος

Διάστρωση και επιπέδωση της άνω έδρας

Προσεχτικό χτύπημα του καλουπιού

Οοοπ! Προσεχτικό ξεκαλούπωμα

Voila! Άλλη μια 4άδα από πλιθιά έτοιμα για ωρίμανση



Αυτή η διαδικασία του σαββατοκύριακου είναι μόνο η μισή δουλειά της ... υπομονής. Γιατί στο ενδιάμεσο διάστημα 1 εως 2 βδομάδων από την μια παραγωγή ως την επόμενη έπρεπε να φροντίζουμε τα νωπά πλιθιά να ωριμάσουν. Δηλαδή να σκληρύνουν σταδιακά αναπτύσοντας αντοχές, αλλά όχι ρηγματώσεις από την απότομη αποβολή υγρασίας, γι' αυτό χρειάζονται σκίαση, γύρισμα από την κάθε πλευρά τους και γενικώς... ντάντεμα σε προστατευμένο χώρο.


Τα "ωριμα" πλέον πλιθιά στέκονται στο ύψος τους


Και σα να μην έφταναν όλα αυτά, τα έτοιμα πλιθιά πρέπει πλέον να αποθηκευτούν στο στόκ μας σε παλέτες, πρίν ξεκινήσουμε με την επόμενη παρτίδα παραγωγής και να προστατευθούν έναντι βροχής, ανέμου, ήλιου και εδαφικής υγρασίας σε παλέτες. Γιατί αν και αρκετά σκληρά για να τα μεταφέρουμε και να τα βάζουμε το ένα πάνω στ' άλλο, η διεργασία ανάπτυξης αντοχών τους συνεχίζεται και η ώρα τους να χτιστούν δεν έχει φτάσει...

Παλέτες με μόνωση και κάλυψη για στοκάρισμα των ωμοπλίνθων

Εξασφαλισμένη η σοδειά, πάμε για την επόμενη παρτίδα παραγωγής!





Δευτέρα, 28 Απριλίου 2014

Παραγωγή ωμοπλίνθων: Θεωρία και η πρώτη πράξη


Έχουμε ήδη εξηγήσει γιατί επιλέξαμε 2 είδη τοιχοποιίας πλήρωσης για την κατασκευή της προσθήκης: θερμοπρόσοψη και ωμοπλινθοδομή. Δεν έχουμε πει ακόμα γιατί επιλέξαμε ωμόπλινθους (πλιθιά) ανάμεσα στις διάφορες μεθόδους κτισίματος με χώμα. Ούτε τώρα θα σταθούμε σε μια συγκριτική αξιολόγηση των διαφόρων εναλλακτικών, γιατί κατά βάση αποφασίσαμε να "μπλέξουμε" με τα πλιθιά όχι γιατί είναι τα καλύτερα, αλλά γιατί έτσι μας αρέσει.

Μας αρέσει για το συγκεκριμένο σπίτι στο συγκεκριμένο χωριό, γιατί έτσι χτίζανε εδώ μέχρι τα πρώτα μεταπολεμικά χρόνια καθώς η πέτρα ήτανε πιο ακριβή και σε καλή ποιότητα δυσεύρετη. Κι έτσι θυμούνται οι συνομίληκοι του παπού μου -όσοι έχουν απομείνει- ότι ξαναχτίστηκε το καμένο από τα γερμανικά αντίποινα χωριό τους, κουβαλώντας όλοι μαζί πέτρες από το κοντινό ποτάμι στους Λαγκαδινούς μάστορες που έχτιζαν με αργολιθοδομή τα κυρίως σπίτια, και μόνοι τους οι χωρικοί τα υπόλοιπα κτίσματα φτιάχνοντας και χτίζοντας πλίθρες. 
Επιπλέον, η τοιχοποία αυτή που θα κατασκευάσουμε ως πλήρωση θέλουμε να συνδυαστεί με ξυλοδεσιές, όπως είναι συχνά ο κανόνας στην παραδοσιακή αρχιτεκτονική ευρύτερα στον ελλαδικό χώρο και στα βαλκάνια. 

Και γιατί τότε να μην χτίσουμε από πέτρα και ξυλοδεσιές το καθιστικό; 
Γιατί θέλουμε να αναβιώσουμε και να δοκιμάσουμε την εν λόγω τεχνική φυσικής δόμησης από χώμα. Λέγεται πως η ενεργειακή κατανάλωση για την παραγωγή 1κ.μ. πλίνθων είναι  2 φορές μικρότερη από την απαιτούμενη για την παραγωγή κοινών τούβλων (οπτόπλινθων), αντίστοιχα η πέτρα εξορύσσεται και χωριστά υπολογίζεται η ενέργεια για τη μεταφορά τους ως δομικά υλικά από το εργοστάσιο ή το λατομείο έως στο εργοτάξιο. Επίσης το χώμα είναι το μόνο βιοδιασπώμενο υλικό, που όταν κι αν το γκρεμίσουμε (ή γκρεμιστεί) θα το πετάξουμε όπως είναι στο χέρσο μας χωράφι δίπλα (στο χωριό είμαστε!). Η παραγωγή των πλιθιών δεν είναι ρυπογόνα, δεν απαιτεί βιομηχανικές και εισαγόμενες πρώτες ύλες (αν δεν περιέχει πρόσμιξη τσιμέντου ή άσβεστου). 
Αυτά όμως δεν συνεπάγονται ότι το χτίσιμο με χώμα είναι και κάτι φθηνό. 
Η βασική προϋπόθεση για όποια εφαρμογή τεχνικής φυσικής δόμησης είναι η τοπική διαθεσιμότητα του υλικού, δηλαδή στην προκειμένη περίπτωση η καταλληλότητα του εν λόγω χώματος εκσκαφής που βγάλαμε από τη θεμελίωση και το στιβάξαμε στην άκρη. 


Σύμφωνα με τις προδιαγραφές του Auroville Earth Institute ένα «καλό έδαφος για χτίσιμο», περιέχει: 15% χονδρόκοκκα αδρανή και 50% λεπτόκοκκη άμμο, 15% ιλύς και 20% άργιλο.  Ωστόσο, όπως διευκρινίζεται στα σχετικά εγχειρίδια του ίδιου φορέα, οι αναλογίες μίγματος είναι ενδεικτικές και για κάθε χώμα κάθε περιοχής η σύνθεση πρέπει να οριστικοποιείται πειραματικά. Άλλωστε, το "ιδανικό" αυτό μίγμα αφορά σε παραγωγή συμπιεσμένων ωμοπλίνθων με πρέσα και μίγμα σταθεροποιημένου με τσιμέντο. 
Στην Ελλάδα, σχετική πανεπιστημιακή έρευνα πολιτικού μηχανικού (Μπέη 2004) με πειράματα σε συμπιεσμένες ωμοπλίνθους με υδραυλική πρέσα χωρίς σταθεροποιητές προτείνει να μην υπερβαινει το 30% κατά βάρος η άμμος στη σύνθεση, χρησιμοποιώντας όμως για το υπόλοιπο 70% πηλόχωμα με περιέκτικότητα άμμου 42%.
Με βάση αυτές τις δυο αναφορές έχουμε μια σχέση συνδετικού υλικού (πηλός) και αμμώδους υλικού (αδρανή):  (35- 40)% με (60-65)% αντίστοιχα.

Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των εργαστηριακών δοκιμών στο δικό μας έδαφος, αυτό περιέχει: 43,6% αμμώδες υλικό (17,2% μεσόκοκκη και 26,4% λεπτόκοκκη άμμο), 44,6% ιλύς και 11,8% άργιλο. 
Ωστόσο, το πρώτο στοιχείο της ανάλυσης που κοιτάξαμε ήτανε η μηδαμινή περιεκτικότητα σε οργανικές ύλες (0,2%) και σε άλλες βλαβερές προσμίξεις. 

Αφού εξασφαλίσαμε ότι έχουμε ένα αξιοποιήσιμο φυσικό υλικό ερχόμαστε στα εξής ερωτήματα:
- Ποια σύνθεση ξηρού μίγματος θα εφαρμόσω; Πως μπορώ να βελτιώσω το αρχικό εδαφικό μίγμα;
- Πως το νερό θα επηρεάσει το υγρό μίγμα; Ποια αναλογία και τρόπος ανάμιξης ενδείκνυται;
- Πως θα ελέγξω την ποιότητα των παραγόμενων πλιθιών; Τι απαιτήσεις έχω ως προς την μηχανική αντοχή τους και ως προς την αντοχή στην απορρόφηση υγρασίας;
- Τι θα κρίνει την τελική ποιότητα των πλιθιών; Η σύνθεση; Η ανάμιξη; Η ωρίμανση- ξήρανση;

Επιπλέον, ΠΟΣΟ εδαφικό υλικό έχω και ΠΟΣΑ πλιθιά θα χρειαστώ; 
Από την εκσκαφή σε βάθος περίπου 1μ. που αποκάλυψε μόνο συμπαγές χωμάτινο υπόβαθρο προέκυψαν πάνω από 50κ.μ. επίχωμα. Υπολογίσαμε ότι χρειαζόμαστε 3000 πλιθιά διαστάσεων (29x14x9)εκ. που αντιστοιχούν σε 15κ.μ. κτισμένο χώμα και σε 25 με 30 κ.μ. χώμα εκσκαφής. Συνεπώς, και ποσοτικά αλλά και ως διάταξη χώρου στο εργοτάξιο μπορούσαμε να υποστηρίξουμε την παραγωγή πλιθιών. 

Η περίπτωση ενός μικρού ιδιωτικού έργου (κάποιου που θέλει να χτίσει το σπίτι του στο χωρίο, δηλαδή) συνήθως αποκλείει ως ασύμφορη την χρήση μηχανικής πρέσας που πρέπει να αγοραστεί (ή να κατασκευαστεί!) ειδικά και μόνο για το συγκεκριμένο έργο, η οποία σίγουρα θα βελτιώνε όλα τα χαρακτηριστικά μιας απλής, χυτής, "παραδοσιακής" ωμοπλίνθου μέσω της συμπύκνωσης. Επίσης, άλλες είναι οι δυνατότητες παραγωγής πλίνθων μαζικά (Auroville Earth Institute) για πληθώρα έργων αντί για ένα μεμονωμένο, και άλλες οι συνθήκες πανεπιστημιακού εργαστηρίου απ' ότι επιτόπου σε μικρό εργοτάξιο.
Άλλωστε και οι δυο κλάδοι, της μαζικής παραγωγής και της ακαδημαϊκής έρευνας, επικεντρώνονται σε φέρουσες τοιχοποιίες.  Έτσι, οι απαιτήσεις θλιπτικής αντοχής σε ξηρές συνθήκες της τάξης των 5MPa δεν μπορούμε να τις αναμένουμε από οποιαδήποτε "μαγική" σύνθεση, ούτε και την μειωμένη απορροφητικότητα υγρασίας χωρίς συμπύκνωση και σταθεροποίηση.

Όμως εμείς φτιάχνουμε τοιχοποιία πλήρωσης, δηλαδή βασιζόμαστε κυρίως για θερμομόνωση σε αυτές τις πλίνθους και θα την "δέσουμε" στον ξύλινο σκελετό του κτιρίου με οριζόντια ξύλινα διαζώματα που είναι άγνωστο ακόμα πόσο, αλλά σίγουρα βελτιώνουν την σεισμική συμπεριφορά της τοιχοποιίας. Το θέμα μας όμως δεν ήτανε εξ' αρχης να φτιάξουμε το καλύτερο-πλιθί-στον-κόσμο! Αλλά το καλύτερο πλιθί που μπορούμε με τις δικές μας  δυνατότητες να επαρκεί για τις ανάγκες μας. Στο πεδίο εφαρμογής άλλωστε της φυσικής δόμησης ξέρουμε ότι δεν έχουμε τυποποίηση και κανονισμούς να μας βοηθήσουν πέρα από την κατασκευαστική λογική, τους κανόνες της μηχανικής της τοιχοποίιας, συμβουλευτική βιβλιογραφία και ποιοτικές προσεγγίσεις. Η υπολογιστική τεκμηρίωση λείπει σε σύγκριση με τα βιομηχανικά υλικά (συμπεριλαμβάνομένου και του ξύλου) και ίσως με το έργο αυτό συνεισφέρουμε κι εμείς στη συλλογική συλλογή εμπειρίας που αναπτύσεται... Ο χρόνος θα δείξει για όλα αυτά. 

Οπότε, εφόσον το χώμα εκσκαφής εγκρίθηκε αρχικά ως ξηρό μίγμα θα δοκιμάσουμε να το βελτιώσουμε προσθέτωντας χονδρή άμμο λατομείου και κοσκινισμένο πηλό τοπικής κεραμοποιίας, ώστε να μειώθει και η περιεκτικότητα σε ιλύς σε σχέση με την άργιλο. Η ανάμιξη με νερό και άχυρο (το συστατικό που θα μας βοηθήσει στην βελτίωση αντοχών, ενώ δεν συμπεριλαμβάνεται στην παραγωγή συμπιεσμένων ωμοπλίνθων) θα γίνει σε τυπική βενζινοκίνητη μπετονιέρα.

Για τις επι τόπου δοκιμές έχουμε τον έλεγχο της υγρασίας στο ομογενές μίγμα κάνοντας σβώλους και ρίχνοντας από 1μ. ύψος (drop test), μέτρηση των διαστάσεων των πλιθιών και οπτικό έλεγχο παραμορφώσεων κατά την ξήρανση, μέτρηση της ξηρής πυκνότητας, δοκιμή του "ώριμου" πλιθιού σε κύκλο ξήρανσης και υγρασίας... και άλλα προσεχώς! Πολλά γράψαμε και ποιος θα μας διαβάσει χωρίς εικόνες;  
Ορίστε λοιπόν μερικές από τις πρώτες δοκιμαστικές μίξεις με χέρια και πόδια μέχρι την πρώτη έτοιμη φουρνιά παραγωγής πλιθιών στην παλέτα.   

Βουνό το χώμα εκσκαφής στο βάθος μας περιμένει, και τα Βουνά στο φόντο πιο βάθος

Κοσκίνισμα χώματος εκσκαφής


Η προεργασία συνεχίζεται: ψιλοκόβουμε το άχυρο


Τα δοκιμαστικά μίγματα με νερό και άχυρο ξεκινάνε χειροπόδαρα
Πάνω στα drop test πρωτοεμφανίζεται κι ο Adobe, αδέσποτος, ζωηρός και περίεργος... δέσαμε!
Κοσκίνισμα και το πηλόχωμα για να το προσθέσουμε για αύξηση του ποσοστού της αργίλου, πόσο όμως;




Περισσότερο πηλόχωμα (πόση άργιλο να έχει;) ή άμμο; το δίλημμα μας έχει σκυλιάσει...


Ας γίνει εργοτάξιο... η άμμος δεν αναμιγνύεται με ομοιογένεια και το μίγμα προέκυψε πέρισσότερο αργιλώδες


Στο καλούπι αμέσως και θα κρίνουμε μετά στην ωρίμανση τι κάναμε


Το αργιλώδες μίγμα πάντως δουλεύεται καλύτερα στο καλούπωμα, σημαντικό για την παραγωγή πλιθιών χωρίς γεωμετρικές παραμορφώσεις



Το καλό πλύσιμο του καλουπιού αμέσως μετά από κάθε χύτευση είναι επίσης σημαντικό για τη γεωμετρική ομοιομορφία των πλιθιών


Η πρώτη φουρνιά πλιθιών λιάζεται μια σκιερή δροσερή μέρα χωρίς νάιλον κάλυμα




Σχεδόν έτοιμα, γι' αυτό και όρθια πλέον


Στην παλέτα και σε καλή μεριά, θα περιμένουν να τα εξετάσουμε...