アースワークス

言葉ジョン・ラムショー写真ウィル・クラクストン

土をベースにした建設技術が建設業界で注目を集めていることは間違いありませんが、これまでは主に地方での小規模な開発に関連していました。 しかし、この状況は、ロンドンを拠点とする開発会社REEFグループのためにベネッツ・アソシエイツが設計した、ロンドンのキングスクロスにおける環境に優しい野心的な大規模開発であるトライベッカによって変わりそうだ。 この複合用途計画は、以前のロイヤル・メールの仕分けオフィスを置き換えるもので、複合賃貸アパート、小売およびレジャー施設、オフィスを収容する 5 つの建物で構成されています。

5 つの建物のうちの 1 つであるザ・アペックスは、建設資材として現場​​の地下土を使用する英国初の大規模建造物となる予定です。 このタイプの建物ではよくあることですが、掘削土は埋め立て地に運ばれるのではなく、バッキンガムシャーに本拠を置くレンガ製造会社 HG マシューズに輸送され、そこで高性能の土ブロックに加工されてから、使用するために現場に戻されます。壁工事中。

濡れたパンを使用して最初にふるい分けした後、現場の材料をフィードホッパーに投入し、一連のローラーを通過させて残っている大きな堆積物を粉砕します。

炭素削減アース ブロックを使用するというアイデアは、プロジェクト アーキテクトのニコライ シャパゾフの発案です。彼は以前からこのテクノロジーに興味を持っていましたが、ベネット アソシエイツに入社して社内で働き始めたときに、大規模プロジェクトでそれを使用する機会があると考えました。診療所の専任の持続可能性グループ。 シャパゾフにとって、固着炭素を削減するという点では、アースブロックは明らかな選択肢です。

各ブロックには、従来のコンクリート ブロックに含まれる炭素が 1​​0 パーセントしか含まれていません。 また、再利用可能な敷地資材を建物自体の中に保管します。 「粘土、砂、シルトはそのまま残っています」とシャパゾフ氏は説明する。 「たとえば、レンガを作る場合、再利用のためにモルタルを除去するのが難しいため、これらの資源は有限になります。ここでは、将来の使用に備えて資源を保管しており、これが循環経済を補完します。これに加えて、レンガの「生きた」性質が加わります。このブロックにより、室内の温度と湿度を調整し、空気中の汚染物質を減らすことができます。」

アースブロックは手作業で木型から取り出されます。 1シフトあたり約700ユニットが生産されます。

夢を現実にするThe Apex で地球ブロックを使用してコンセプトから現実に移行することは、シャパゾフにとって時間のかかる、時には困難な仕事でした。 「ロックダウン中にHGマシューズのアースブロックのことを初めて知りました」と彼は振り返る。 「その後、私はそれらを診療所の現在のプロジェクトの 1 つに組み込もうとしましたが、それはすでに進みすぎていました。私がトライベッカのプロジェクト アーキテクトになったとき、当時現場で杭を打っていた請負業者の VolkerFitzpatrick とそれらを使用する可能性について話し合いました。分析用に新鮮な土壌を採取してもらえないかと尋ね、その後、ラムド アース コンサルティングのローランド キーブルに連絡を取りました。彼は HG マシューズと協力していくつかのブロック サンプルを作成し、クライアントに提示しました。」

さまざまな実験室でのテストの後、コンクリートブロックの代わりに土ブロックを地下室に使用することが決定されました。 しかし、依然として多くの課題があり、特にブロックの構造特性と耐火性能特性を確認することが困難でした。 この情報の多くは、シャパゾフと知り合いの構造工学の教授や他の専門家から得たもので、設計と仕様のプロセスにフィードバックされました。

「長いプロセスで、結局ブロックを使用できないかもしれないと思われた瞬間が何度かありました」と建築家は告白します。 「しかし、最終的には、私たちは必要な情報をすべて入手し、それが良いアイデアであると全員を説得し、ブロック工事の下請け業者であるチューリックのために HG マシューズでトレーニング セッションを開催し、彼らが建設に必要なスキルを持っていることを証明することができました。幸いなことに、下請けチームの多くはモルドバ出身で、地球上の建設に精通しており、熱心でした。

ブロックが目的に適合していることは間違いありませんが、保証されていないため、最も重要なのはクライアントとプロジェクト資金提供者を納得させる必要がありました。 プロジェクトの構築方法を変えたい場合は、大手開発者と協力して説得する必要があります。 正直に言うと、このプロセス全体で心が折れそうになり、おそらく必要以上の費用がかかりましたが、これが行われるのは初めてです。」

ブロックは、焼成ではなく、50°C の温度で 7 日間乾燥される前に、金属ラックに積み重ねられます。

適切な組み合わせを実現する当初の意図は、地下室全体に土ブロックを使用することでしたが、部屋間の隔壁に関連する耐火性の問題により、チームは周囲の壁にのみ土ブロックを指定することになりました。 テストに十分な時間と忍耐力があれば、ブロックは当初の要旨を満たしたであろうとシャパゾフ氏は信じている。 ブロックは現在、コンクリート擁壁の内面を裏打ちするために非耐荷重能力で使用されていますが、構造的に使用することもできます。

The Apex に指定された土ブロックの強度は約 6.5N/mm2 で、中密度のコンクリート ブロックと同等です。 「私たちは 3 つの異なるブロック ミックスを実験しました」と Shahpazov 氏は説明します。 「1つ目は掘削した下層土100パーセントに藁を混ぜたものでした。2つ目は下層土75パーセント、砂とわら25パーセントでした。そして3つ目は下層土50パーセント、砂とわら50パーセントでした。テストの後、3つ目の混合物が完成しました」 「これが最も強いことが判明し、その結果、プロジェクトで使用するために構造エンジニアによって選択されました。今になって考えると、それでも非常に強力であり、基本的にブロックを被覆材として使用しているため、最も弱い混合物で十分でした。」

価格の点では、土ブロックは従来のコンクリートブロックに似ています。 ただし、端ではなく側面に設置されるため、より多くのブロックが必要になります。 「敷地の掘削に伴う埋め立てとそれに伴う税金を回避することで経済的節約がもたらされます」と建築家は言います。

乾燥プロセスの後、ひび割れたブロックは分解され、別のバッチに再処理されます。

現場設置高さ 5.9 メートルの地下壁の構築は、現場コンクリート、ミネラルウール断熱材、コンクリート基材に固定された垂直アルミニウム レール、その後コースをコースに接続する水平金属タイでストレッチャー ボンドで敷設されるアース ブロックで構成されます。レール。 壁の基部にはコンクリートブロックで作られた低い台座があります。 これは、地下室が浸水した場合に土ブロックを保護するように設計されています。 ブロックは、同等のコンクリートと同じくらい迅速に敷設できますが、望ましい美観を実現するには、ポインティングに時間がかかる場合があります。

壁の構築に使用するモルタルはブロックと同じ材料で作られており、現場で湿った状態で供給されます。 重要なのは、ブロックの製造プロセスや敷設プロセスにセメントが使用されていないことです。 粘土モルタルは非常に強くて丈夫ですが、現場での作業性を向上させるために混合物に砂を加える必要がありました。 セメントベースのモルタルとは異なり、未使用の粘土は固まってから捨てずに、バケツに戻して翌日再利用できます。

壁はさらし仕上げが指定されました。 モルタルが乾いたら、ブロックをブラッシングして、粘土やほこりの緩い粒子を取り除きます。 次に、亜麻仁油の層を外面に塗布して、さらなる「粉塵」を防ぎ、わずかに暗い仕上がりになります。

ブロックは垂直のアルミニウム レールに結び付けられ、さらにコンクリートの下地に固定されます。

アースブロックメーカーの視点このプロジェクトの中心となるのは、チェシャム近くのベリンドンにある独立した家族経営のレンガ製造会社、HG Matthews です。 パートナーのジム・マシューズは数年前に、より環境に優しい製品を生産するようにビジネスを進化させることを決意しました。 「当社はレンガ製造プロセスをより環境に優しいものにするための措置をすでに講じており、乾燥プロセスをバイオマスに切り替えた国内最初のメーカーでした」とマシューズ氏は説明します。 「これにより、月に約 30,000 リットルのディーゼルが節約されます。そこで私たちは、徹底的に天然の超低炭素建築材料であるアースブロックを生産することにしました。

レンガ製造で最もエネルギーを消費する部分の 1 つは焼成プロセスです。そのため、マシューズのアイデアは、これを排除し、未焼成の土ベースの製品を製造することでした。 「このアプローチには特に新しいことはありません」とメーカーは説明します。 「しかし、私たちが革新したのは、地下室や足場のために掘られた現場から戦利品を取り出し、ブロックに変えて現場に戻すことです。これにより、戦利品が埋め立て地に送られるのを防ぎ、同時に生の資源への依存も減らします」 /バージン材料。プロセス全体の持続可能性に関連する主な問題は、現場の材料をどのくらいの距離まで輸送するかです。価値のあるものにするために、最大距離を 30 マイルにすることをお勧めします。」

亜麻仁油を塗布する前に、粘土やほこりの緩い粒子をきれいな壁から取り除きます。 後者はさらなる「ダスティング」を防ぎ、わずかに暗い仕上がりになります。

ブロックの製造アースブロックの製造に使用されるすべてのプラントは中古品であり、この作業のために再利用されていることに注目する価値があります。 「ちょっとフランケンシュタインの怪物みたいだね」とマシューズは笑う。 「すべての機械は別の工場から来たものですが、廃棄するのではなく、修復して再稼働させました。」 ブロック製造プロセスは、一連の鋼板を使用して現場の原材料をふるい分ける大型の産業機械であるウェットパンから始まります。 新しく精製された戦利品は地元で栽培されたわらと混合されます。 基材の品質とブロックの必要な設計パラメータに応じて、粘土または砂を追加することもできます。

ブロックの粘土含有量が高い場合は、通常、砂が使用されます。 「これにより、乾燥中の収縮が防止され、材料の本体が安定します」とマシューズ氏は説明します。 「場合によっては、敷地の材料が石や砂が多い場合があるため、希望の混合物を作成するには追加の粘土が必要になる場合があります。私たちは砂と粘土の比率を変えて実験し、研究室でブロックのテストを行って圧縮強度を確認しました。私たちは建築する前にテストを行い、その後、エンジニアの要件に応じて建設中に。」

各土ブロックには、従来のコンクリートブロックに含まれる固化炭素の 10 パーセントしか含まれていません。

次に、土混合物はフィードホッパーに投入され、最終セットのローラーを通過して、残っている過大な堆積物を粉砕します。 ここからブロック製造機に入り、シフトごとに 700 個のブロックを製造できます。 木製のブロック型は一連の回路をたどります。最初にブロックが内側にくっつくのを防ぐために砂が振りかけられ、次にバレルの前を通過し、そこで刃の付いたシャフトで粘土が圧力をかけられ、最後に機械から取り出されます。手。 ブロックはフロッグ加工されており、型に流し込んだときに粘土が隅々まで確実に分散されます。

ブロックは、約 4,000 個のユニットを備えた特別に構築された乾燥機で 50°C の温度で 7 日間、焼成されるのではなく乾燥されます。 熱源は地元産の再生可能な木材を利用したバイオマスボイラーです。 各土ブロックには、乾燥する前に約 3.5 リットルの雨水 (敷地内の建物から採取された) が含まれています。 ブロックが収縮する際のひび割れを防ぐために、ゆっくりと乾燥させることが不可欠です。 ひび割れたブロックはすべて分解され、別のバッチに再処理されます。 ブロックのわら含有量 (通常、質量で約 2 パーセント) は、乾燥プロセス中にバインダーとして機能するだけでなく、完成品の構造補強の役割も果たします。

未来に目を向けてザ・アペックスの高い、真っ白な土のブロック壁は、エレガントでローマ風のプロポーション、温かみのある色、触り心地の良い表面が印象的です。 コンセプトから実現までのプロセスは決して簡単ではありませんでしたが、最終結果と得られた知識により、他の先進的なプロジェクト チームがこの低炭素技術を建物に組み込むことができるようになると期待されています。 「土ブロックを使った建築は、ロンドン全域、さらには大規模な敷地掘削が行われる場所以外でも一般的に行われるはずです」とシャパゾフ氏は結論づけています。 「このプロセスで使用する二酸化炭素の量は従来の方法の 10 分の 1 なので、簡単です。」