Adobe — Adobe

Ściana Adobe (detal) w Bahillo, Palencia , Hiszpania
Odnowienie powłoki powierzchniowej ściany ceglanej w Chamisal, Nowy Meksyk
Sziraz , Iran. Jego miejskie ogrody są oddzielone murami z cegły ceglanej.

Adobe ( / ə d b I / ( słuchania )O tym dźwięku ; hiszpańskie wymowa:  [aðoβe] ) jest materiał budowlany wykonany z ziemi i substancji organicznych. Adobe to po hiszpańsku cegła mułowa , ale w niektórych anglojęzycznych regionach hiszpańskiego dziedzictwa termin ten jest używany w odniesieniu do wszelkiego rodzaju konstrukcji ziemnych. Większość budynków z gliny przypomina wyglądem budynki z kolb i ubitej ziemi . Adobe należy do najwcześniejszych materiałów budowlanych i jest używany na całym świecie.

Opis

Cegły Adobe to prostokątne pryzmaty na tyle małe, że mogą szybko wyschnąć pojedynczo bez pękania. Można je następnie montować, stosując błoto adobe do łączenia poszczególnych cegieł w konstrukcję. Nie ma standardowego rozmiaru, ze znacznymi różnicami na przestrzeni lat iw różnych regionach. W niektórych obszarach popularny rozmiar mierzy 8 na 4 na 12 cali (20 cm × 10 cm × 30 cm) i waży około 25 funtów (11 kg); w innych kontekstach rozmiar 10 na 4 na 14 cali (25 cm x 10 cm x 36 cm) o wadze około 35 funtów (16 kg). Maksymalne rozmiary mogą osiągnąć do 100 funtów (45 kg); powyżej tej wagi trudno jest przesuwać kawałki i preferuje się ubijanie błota na miejscu , co skutkuje inną typologią znaną jako ubita ziemia .

Wytrzymałość

W suchym klimacie konstrukcje z adobe są niezwykle trwałe i stanowią jedne z najstarszych istniejących budynków na świecie. Budynki Adobe oferują znaczne korzyści ze względu na większą masę termiczną , ale wiadomo, że są szczególnie podatne na uszkodzenia spowodowane trzęsieniami ziemi, jeśli nie są wzmocnione. Przypadki, w których struktury zbudowane z adobe zostały poważnie uszkodzone podczas trzęsień ziemi, obejmują trzęsienie ziemi w Gwatemali w 1976 roku , trzęsienie ziemi Bam w 2003 roku oraz trzęsienie ziemi w Chile w 2010 roku .

Dystrybucja

Budynki wykonane z wysuszonej na słońcu ziemi są powszechne na całym świecie (Bliski Wschód, Azja Zachodnia, Afryka Północna, Afryka Zachodnia, Ameryka Południowa, południowo-zachodnia Ameryka Północna, Hiszpania i Europa Wschodnia). Adobe było używane przez rdzennych mieszkańców obu Ameryk w południowo-zachodnich Stanach Zjednoczonych, Mezoameryce i Andach przez kilka tysięcy lat. Ludy Puebloan budowały swoje ceglane konstrukcje garściami lub koszami z cegieł, dopóki Hiszpanie nie wprowadzili ich do robienia cegieł. Cegły Adobe były używane w Hiszpanii od późnej epoki brązu i żelaza (od VIII wieku p.n.e.). Jego szerokie zastosowanie można przypisać prostocie konstrukcji i produkcji oraz ekonomii.

Czasami rozróżnia się mniejsze cegiełki , które są mniej więcej wielkości zwykłych wypalanych cegieł , i większe cegiełki , z których niektóre mogą mieć długość od jednego do dwóch jardów (1–2 m).

Etymologia

Kościół w San Pedro de Atacama , Chile

Słowo adobe / ə d b í / istnieje od około 4000 lat ze stosunkowo niewielkimi zmianami w obu wymowy lub znaczenia. Słowo to można prześledzić od środkowego Egiptu (ok. 2000 pne) słowa ḏbt „cegła błotna” (z niezapisanymi samogłoskami). Bliski egipski przekształciła późnej egipskich , demotycznym lub „pre-koptyjskiego”, a na końcu do koptyjskiego (ok. 600 pne), gdzie pojawił się jako ⲧⲱⲃⲉ tōbə . Zostało to przyjęte na język arabski jako الطوب at-ṭawbu lub AT-Tubu , z przedimka al- załączeniu. tuba , Zostało to zasymilowane w języku starohiszpańskim jako adobe [aˈdobe] , prawdopodobnie przez mozarabski . Angielski zapożyczył to słowo z hiszpańskiego na początku XVIII wieku, nadal odnosząc się do konstrukcji z cegły mułowej .

We współczesnym języku angielskim termin „adobe” obejmuje styl architektoniczny popularny w pustynnych klimatach Ameryki Północnej, zwłaszcza w Nowym Meksyku , niezależnie od metody budowy.

Kompozycja

Styl Adobe w Santa Fe, Nowy Meksyk

Cegła adobowa to materiał kompozytowy złożony z ziemi zmieszanej z wodą i materiału organicznego, takiego jak słoma lub łajno . Skład gleby zazwyczaj zawiera piasek , muł i glinę . Słoma jest przydatna do wiązania cegły ze sobą i umożliwia równomierne wysychanie cegły, zapobiegając w ten sposób pękaniu z powodu nierównomiernego skurczu przez cegłę. Dung oferuje tę samą zaletę. Najbardziej pożądaną teksturą gleby do produkcji błota z adobe jest 15% gliny, 10-30% mułu i 55-75% drobnego piasku. Inne źródło podaje 15-25% gliny, a resztę piasku i grubszych cząstek do bruku od 50 do 250 mm (2 do 10 cali), bez szkodliwego wpływu. Nowoczesne adobe jest stabilizowane za pomocą emulgowanego asfaltu lub cementu portlandzkiego do 10% wagowo.

Nie więcej niż połowę zawartości gliny powinny stanowić iły ekspansywne , a pozostałą część nieekspansywny illit lub kaolinit. Zbyt dużo ekspansywnej gliny powoduje nierównomierne przesychanie cegły, powodując pękanie, podczas gdy zbyt duża ilość kaolinitu spowoduje, że cegła będzie słaba. Zazwyczaj gleby południowo-zachodnich Stanów Zjednoczonych, gdzie taka konstrukcja jest szeroko stosowana, mają odpowiedni skład.

Właściwości materiału

Wielki Meczet Djenne , Mali , jest wbudowany w Adobe. Wystające ze ściany rozpórki służą jako dekoracja, a także podpory rusztowań podczas prac konserwacyjnych.

Ściany Adobe są nośne, tzn. przenoszą swój ciężar na fundament, a nie przez inną konstrukcję, stąd też adobe musi mieć odpowiednią wytrzymałość na ściskanie. W Stanach Zjednoczonych, większość przepisy budowlane wymagają minimalnej wytrzymałości na ściskanie 300 lbf / in 2 (2,07 Newton / mm 2 ) dla bloku adobe. Konstrukcja Adobe powinna być zaprojektowana tak, aby uniknąć bocznych obciążeń konstrukcyjnych, które mogłyby powodować obciążenia zginające. Przepisy budowlane wymagają, aby budynek wytrzymał obciążenie trzęsienia ziemi z przyspieszeniem poprzecznym o wartości 1 g. Takie przyspieszenie spowoduje boczne obciążenia ścian, powodując ścinanie i zginanie oraz wywołując naprężenia rozciągające. Wytrzymać obciążeń, kody zwykle wymagają moduł sprężystości siły zerwania co najmniej 50 lbf / in 2 (0,345 newton / mm 2 ) do końcowego bloku.

Oprócz tego, że jest niedrogim materiałem o niewielkich kosztach zasobów, adobe może służyć jako znaczący zbiornik ciepła ze względu na właściwości termiczne nieodłącznie związane z masywnymi ścianami typowymi dla konstrukcji adobe. W klimatach charakteryzujących się gorącymi dniami i chłodnymi nocami, wysoka masa termiczna adobe pośredniczy w wysokich i niskich temperaturach dnia, łagodząc temperaturę przestrzeni życiowej. Masywne ściany wymagają dużego i stosunkowo długiego dopływu ciepła od słońca ( promieniowanie ) i otaczającego powietrza ( konwekcja ), zanim ogrzeją się do wnętrza. Po zachodzie słońca i obniżeniu temperatury ciepła ściana będzie przez kilka godzin dalej przekazywać ciepło do wnętrza ze względu na efekt opóźnienia czasowego. Tak więc dobrze zaplanowana ściana z cegieł o odpowiedniej grubości jest bardzo skuteczna w kontrolowaniu temperatury wewnętrznej poprzez szerokie dzienne wahania typowe dla klimatu pustynnego, co przyczyniło się do jej długowieczności jako materiału budowlanego.

Właściwości termodynamiczne materiałów mają znaczne różnice w literaturze. Niektóre eksperymenty sugerują, że standardowe uwzględnienie przewodnictwa nie jest adekwatne dla tego materiału, ponieważ jego główną właściwością termodynamiczną jest bezwładność, i wnioskują, że badania eksperymentalne powinny być przeprowadzane przez dłuższy czas niż zwykle - najlepiej ze zmiennymi skokami termicznymi. Efektywna wartość R dla 10-calowej ściany skierowanej na północ wynosi R0=10 hr ft 2 °F/Btu, co odpowiada przewodności cieplnej k=10 in x 1 ft/12 in /R0=0.33 Btu/(hr ft °F) lub 0,57 W/(m·K) zgodnie z przewodnością cieplną podaną z innego źródła. Aby określić całkowitą wartość R ściany, skaluj R 0 przez grubość ściany w calach. Opór cieplny Adobe również podano jako wartości R dla 10-calowego ściany R 0 = 4,1 h ft 2 ° F / BTU. Inne źródło zapewnia następujące właściwości: przewodność = 0,30 Btu/(hr ft °F) lub 0,52 W/(m·K); Ciepło = 0,24 Btu / (lb ° F) 1 kJ / (kg K) i gęstość = 106 lb / ft 3 lub 1700 kg / m 3 , co daje pojemność cieplną = 25,4 Btu / (ft 3 ° F) 1700 kJ / (m 3 K). Stosując średnią wartość przewodności cieplnej, co k = 32 Btu / (hr FT ° F) i 0,55 W / (m K) dyfuzyjność cieplna obliczona na 0.013 stóp 2 / H lub 3.3x10 -7 m 2 / s .

Zastosowania

Wylewane i kałuże ściany z adobe

Mieszkania w klifie z wylanej lub kałuży adobe (kolby) w Cuarenta Casas w Meksyku

Wylana i kałuża adobe (kałużna glina, usypana ziemia), dziś zwana kolbą , jest wytwarzana przez układanie miękkiej adobe warstwami, a nie przez tworzenie pojedynczych suszonych cegieł lub używanie formy. „Kałuża” to ogólne określenie gliny lub materiału na bazie gliny i piasku, przetworzonego w gęsty, plastyczny stan. Są to najstarsze metody budowania z adobe w obu Amerykach, dopóki jako formy nie wykorzystano otworów w ziemi, a później wprowadzono drewniane formy, z których wyrabiano pojedyncze cegły, przez Hiszpanów.

Cegły Adobe

Cegły Adobe w pobliżu placu budowy w Milyanfan , Kirgistan

Cegły wykonane z adobe są zwykle wykonywane przez wciśnięcie mieszanki błota w otwartą drewnianą ramę. W Ameryce Północnej cegła ma zazwyczaj rozmiar około 25 na 36 cm (10 na 14 cali). Mieszankę formuje się w ramkę, którą usuwa się po wstępnym związaniu. Po kilkugodzinnym suszeniu cegły obraca się na krawędzi, aby zakończyć wysychanie. Powolne schnięcie w cieniu zmniejsza pękanie.

Z tej samej mieszanki, bez słomy, wykonuje się zaprawę i często tynk na ścianach wewnętrznych i zewnętrznych. Niektóre kultury używały do tynku cementu na bazie wapna , aby chronić przed uszkodzeniami spowodowanymi deszczem.

W zależności od formy, w którą mieszanka jest prasowana, adobe może mieć prawie dowolny kształt lub rozmiar, pod warunkiem, że suszenie jest równomierne, a mieszanka zawiera zbrojenie dla większych cegieł. Zbrojenie może obejmować obornik, słomę, cement, pręty zbrojeniowe lub drewniane słupki. Słoma, cement lub obornik dodane do standardowej mieszanki adobe mogą wytworzyć mocniejszą, bardziej odporną na pękanie cegłę. Najpierw przeprowadza się test na zawartość gleby. W tym celu próbka gleby jest mieszana w przezroczystym pojemniku z niewielką ilością wody, tworząc prawie całkowicie nasyconą ciecz. Pojemnik jest energicznie wstrząsany przez minutę. Następnie pozostawia się na jeden dzień, aż gleba ułoży się warstwami. Najpierw osadzają się cięższe cząstki, powyżej piasek, powyżej muł, a bardzo drobna glina i materia organiczna pozostaną w zawieszeniu przez wiele dni. Po oczyszczeniu wody można określić procent różnych cząstek. Pięćdziesiąt do 60 procent piasku i 35 do 40 procent gliny da mocne cegły. Cooperative State Research, Education, i rozszerzenie usługi w New Mexico State University zaleca mieszankę nie więcej niż ⅓ gliny, a nie mniej niż ½ piasku, a nie więcej niż ⅓ mułu.

Konstrukcja ścian Adobe

Gliniany tynk usunięty, odsłaniając cegły adobe w Fort St. Sebastien we Francji

Grunt podtrzymujący konstrukcję glinianą powinien być ściśnięty, ponieważ ciężar ściany z gliny jest znaczny i osiadanie fundamentu może spowodować pękanie ściany. Głębokość stóp powinna być poniżej poziomu przymrozków. Podstawa i ściana trzonu mają zwykle odpowiednio 24 i 14 cali grubości. Nowoczesne przepisy budowlane wymagają zastosowania stali zbrojeniowej w podstawie i ścianie trzonu. Cegły Adobe układa się oczywiście. Ściany Adobe zwykle nigdy nie wznoszą się powyżej dwóch pięter, ponieważ są nośne, a Adobe ma niską wytrzymałość konstrukcyjną. Podczas tworzenia otworów okiennych i drzwiowych nad otworem umieszcza się nadproże, aby podeprzeć cegły powyżej. Na ostatnich warstwach cegieł kładzie się belki wieńcowe wykonane z ciężkich belek drewnianych lub nowoczesnego betonu zbrojonego, aby zapewnić poziomą płytę nośną dla belek dachowych i ponownie rozłożyć boczne obciążenia trzęsienia ziemi na ściany, które są bardziej zdolne do przenoszenia sił. W celu ochrony wewnętrznych i zewnętrznych ścian ceglanych można zastosować takie wykończenia, jak tynk błotny, bielenie lub stiuk. Chronią one ścianę Adobe przed uszkodzeniem przez wodę, ale muszą być okresowo ponownie nakładane. Alternatywnie ściany można wykończyć innymi nietradycyjnymi tynkami, które zapewniają dłuższą ochronę. Cegły wykonane ze stabilizowanej adobe z reguły nie wymagają ochrony tynków.

Dach Adobe

Tradycyjny dach ceglany został skonstruowany przy użyciu mieszanki ziemi/gliny, wody, piasku i materiałów organicznych. Następnie mieszaninę uformowano i sprasowano w drewniane formy, tworząc rzędy wysuszonych cegieł ziemnych, które następnie układano na drewnianej konstrukcji nośnej i tynkowano na miejscu większą ilością cegieł.

W zależności od dostępnych materiałów dach można zmontować za pomocą drewnianych lub metalowych belek, aby stworzyć szkielet do rozpoczęcia układania warstw cegieł adobe. W zależności od grubości cegieł adobe, rama została wstępnie uformowana przy użyciu stalowego szkieletu i ułożenia warstw metalowego ogrodzenia lub okablowania na ramie, aby umożliwić równomierne obciążenie, ponieważ masy cegieł są rozprowadzane po metalowym ogrodzeniu jak kolby i pozwala na odpowiednio wysuszyć na powietrzu. Ta metoda została zademonstrowana z mieszanką adobe mocno impregnowaną cementem, aby umożliwić równomierne wysychanie i zapobiec pękaniu.

Bardziej tradycyjne płaskie dachy ceglane są funkcjonalne tylko w suchym klimacie, który nie jest narażony na obciążenia śniegiem. Najcięższe drewniane belki, zwane vigas , leżą na szczycie ściany. W poprzek vigas leżą mniejsze elementy zwane latillas, na których następnie kładzie się pędzel. Na koniec nakładana jest warstwa Adobe.

W celu skonstruowania płaskiego dachu ceglanego ułożono drewniane belki, które obejmowały budynek, których końce przymocowano do szczytów ścian. Po ułożeniu wigów, latilli i szczotki układane są cegły adobe. Dach ceglany jest często układany z cegieł o nieco większej szerokości, aby zapewnić pokrycie większej przestrzeni podczas układania cegieł na dachu. Za każdą pojedynczą cegłą powinna znajdować się warstwa zaprawy adobe, o zalecanej grubości co najmniej 25 mm (1 cal), aby zapewnić wystarczającą wytrzymałość między krawędziami cegły, a także zapewnić względną barierę dla wilgoci podczas deszczu.

Konstrukcja dachu ewoluowała około 1850 roku na południowym zachodzie Ameryki. Trzy cale błota z adobe zostało nałożone na wierzch latillas, a następnie 18 cali suchej ziemi z adobe nałożono na dach. Brud został ukształtowany w niskie zbocze prowadzące do rynny zwanej „kanałem”. Kiedy wilgoć została zaaplikowana na dach, cząsteczki gliny rozszerzyły się, tworząc wodoodporną membranę. Raz w roku trzeba było wyrywać chwasty z dachu i w razie potrzeby ponownie nasypywać ziemię.

W zależności od materiałów dachy Adobe mogą być z natury ognioodporne. Konstrukcja komina może znacząco wpłynąć na konstrukcję podpór dachowych, stwarzając dodatkową potrzebę starannego doboru materiałów. Budowniczowie mogą wykonać komin z cegły, układając proste cegły w podobny sposób, jak otaczające ściany.

W 1927 roku w Stanach Zjednoczonych przyjęto Uniform Building Code (UBC). Lokalne rozporządzenia, odnoszące się do UBC, dodały wymagania do budowania za pomocą Adobe. Obejmowały one: ograniczenie wysokości budynku konstrukcji adobe do 1 kondygnacji, wymagania dotyczące mieszanki adobe (wytrzymałość na ściskanie i ścinanie) oraz nowe wymagania, zgodnie z którymi każdy budynek powinien być zaprojektowany tak, aby wytrzymać aktywność sejsmiczną, w szczególności siły boczne. Jednak w latach osiemdziesiątych zmiany sejsmiczne w kalifornijskim kodeksie budowlanym skutecznie zakończyły budowę solidnych ścian z cegły w Kalifornii; jednak nadal stosuje się licówki i licówki Post-and-Beam.

Adobe na całym świecie

Największą budowlą, jaką kiedykolwiek wykonano z adobe, jest Arg-é Bam zbudowana przez Imperium Achemenidów . Inne duże budowle z gliny to Huaca del Sol w Peru, ze 100 milionami sygnowanych cegieł oraz ciudelle z Chan Chan i Tambo Colorado , oba w Peru.

Cytadela z Bam w Iranie lub Arg-é Bam w prowincji Kerman , Iran : Największa na świecie struktury Adobe, datuje się co najmniej 500 pne

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki