Nepálená hlína se ve stavitelství používala odjakživa. Na území České republiky známe z minulosti používání hliněných cihel tzv. vepřovic. Z nepálených cihel se zdily nejdříve komíny, později celé domy a v určité době tak v některých oblastech vytlačily dřevo. Na konci 19. století došlo k výraznému pokroku v technologii vypalování cihel a ty nepálené tak upadly v zapomnění.
Vlastnosti nepálené cihly
Cihly z nepálené hlíny mají samozřejmě jak kladné, tak záporné vlastnosti, jejich největší předností je však bezesporu nízký difuzní odpor. To znamená, že stěna vyzděná z nepálených cihel se bude chovat jako difuzně otevřená - dům bude „dýchat" celým povrchem. Další unikátní vlastností nepálené hlíny je její schopnost absorbovat do sebe vzdušnou vlhkost a při změně podmínek ji zase vypustit zpět do interiéru. To zaručí udržení stálých vlhkostních podmínek. Třetím neopominutelným plusem nepálené hlíny je její schopnost tepelné akumulace, díky níž je zajištěna teplotní stabilita interiéru. Tyto tři vlastnosti vytvářejí zdravé vnitřní mikroklima, které je vhodné zejména pro jedince s chronickým onemocněním horních cest dýchacích. Hlína je čistě přírodní materiál, se schopností pohlcovat pachy a regulace vlhkosti ve stavbách, je zdravotně nezávadná a navíc příjemná na dotek.
Nepálené cihly mají objemovou hmotnost 1600- 2000 kg/m3, což je do značné míry jejich nevýhoda. Jednotlivé cihly jsou těžké a zdění je tak pracné. Proto se objevuje snaha nepálené cihly vylehčovat - to nejen sníží jejich hmotnost, ale také jejich tepelnou vodivost. Nepříznivý dopad má ale vylehčení na pevnost a tvarovou stálost - vylehčovací příměsi při navlhnutí bobtnají a mohou narušit stabilitu stěny. Pevnost v tlaku se u nepálených cihel pohybuje v rozmezí 3-10 MPa (obvykle kolem 7 MPa).
Výroba nepálené cihly
Na nepálených cihlách je zajímavé také to, že jako surovina pro jejich výrobu může posloužit klidně i hlína přímo ze staveniště a na jejich výrobu není potřeba žádné speciální odbornosti. Při výstavbě nosných konstrukcí je sice nutné její laboratorní přezkoušení, enormně se ale sníží náklady na dopravu materiálu a tím i dopad na životní prostředí. Pro výrobu kvalitních nepálených cihel potřebujeme jílovité zeminy, smíchané v různých poměrech s prachovitými zeminami a písky. Vytěžená hlína se musí provlhčit vodou a nechat nějaký čas ležet. Působení klimatických vlivů má za následek její homogenizaci a zlepšení vlastností. Po odležení se do hlinité směsi přidávají plniva organického i anorganického původu, které zajišťují zejména stabilitu při vysychání, zmenšení objemové hmotnosti, zlepšení tepelně-technických parametrů a často i zvýšení pevnosti. Často se používají příměsi organické ve formě nasekané slámy, osin nebo plev. Dříve se do nepálených cihel přidávaly i kozí chlupy nebo vepřové štětiny - z toho odvozen název vepřovice. Dnes můžeme najít na trhu dokonce cihly vylehčené dutinami, perlitem, keramzitem nebo expandovanou břidlicí.
Takto připravená směs se zpracuje ručním nebo strojním mícháním a hnětením. Vlastní cihly se vyrábějí pěchováním směsi do dřevěné formy, která se následně stáhne, a cihly se nechají ležet, aby přirozeně vysychaly. Cihly je nutné sušit v dobře větraných prostorech, pravidelně otáčet a chránit před nežádoucím vlivem slunce a deště.
Čtěte také: Zábava s Křížovkami: Nepálená Cihla
Obr. Princip výroby nepálených cihel Nature Energy (obr. 1) se téměř neliší od výroby pálených cihel. Rozdíl je ale, že neprocházejí výpalem. Vyrábějí se z cihlářské hlíny, vody a říčního písku, která se vytěží z vlastních ložisek hlíny, sedimentů a písku. Směs se homogenizuje, lisuje a následně se řeže strunou drátem na požadovaný rozměr. V cihlách jsou vytvořeny otvory, které usnadňují sušení výrobku v komorových sušárnách. K sušení cihel se využívá odpadní teplo z tunelové pece. Vysušené cihly se balí na palety a skladují se na suchém místě.
Nepálené cihly na trhu
Pokud se začnou stavebníci zajímat o konkrétní materiál, je jen otázkou času, kdy se do hry zapojí chytří výrobci a začnou nový produkt nabízet ve velkém. Nejinak tomu bylo i v případě nepálených cihel, a proto dnes můžeme na trhu nalézt hned několik výrobců tohoto stavebního materiálu. Nepálené cihly už nejsou tak zajímavé z hlediska ekologie dopravy a výroby (i když jsou na tom samozřejmě lépe než pálené cihelné bloky), jejich zprůmyslnění má však dobrý dopad na jejich kvalitu a vlastnosti. „S rostoucí poptávkou po přírodních materiálech ve stavebnictví se vývoj cen trvale posouvá směrem dolů," říká Pavel Kmoníček, který se stavbami z nepálených cihel zabývá.
Na trh také vstupují tzv. stabilizované nepálené cihly, do kterých se přidává příměs vápna nebo cementu v hmotnostním podílu přibližně šesti procent. Díky tomu získávají nepálené cihly na pevnosti a příměs vápna nebo cementu zmírňuje jejich největší slabinu - bobtnání a sesychání při změně vlhkosti. Cihly tak ale samozřejmě zvětšují svou ekologickou stopu, navíc tyto příměsi zvyšují jejich difuzní odpor.
V roce 2011 se k těmto výrobcům přidala i společnost Heluz se svým produktem Heluz Nature Energy. Tyto cihly jsou určeny pro stavbu nenosných zdí a příček zejména v budovách, kde jsou kladeny požadavky na zvýšení tepelné akumulace a použití alternativních materiálů s příznivým environmentálním profilem.
Novinka pojmenovaná podle svých dvou základních předností, přírodního původu a nízké energetické náročnosti - HELUZ Nature Energy - je průmyslově vyráběnou nepálenou cihlou. Na rozdíl od původních nepálených cihel, do kterých se přidávala sláma, plevy nebo prasečí štětiny (odtud název vepřovice), se pro výrobu HELUZ Nature Energy používá čistá cihlářská hlína s příměsí písku. Cihla je také oproti svým předchůdkyním vylehčená otvory, což pomáhá zejména při jejím sušení, které je kratší a rovnoměrnější, a tudíž i méně nákladné.
Čtěte také: Adoba: Tradiční stavební materiál
Nepálená cihla HELUZ Nature Energy se používá na vnitřní příčkové a akumulační zdivo o tloušťce 12 a 25 cm. Uplatní se zejména v domech s lehkou obvodovou konstrukcí, např. dřevostavbách, které nemají dostatečné tepelně akumulační vlastnosti a také nejsou schopny zajistit přirozenou regulaci vlhkosti v objektu. Využije se jak v novostavbách, tak i při rekonstrukcích staveb. Jako na všechny hliněné nepálené cihly také na HELUZ Nature Energy není možné používat malty a omítky s cementem.
„Trendy současné doby poukazují na návrat k přírodním stavebním materiálům. Lidé pomalu upouštějí od umělých stavebnin a upřednostňují ty s tradicí a prověřené zkušenostmi,“ říká Ing. Jan Krampl, obchodní ředitel firmy HELUZ. Týká se to i přírodní nepálené cihly, která vytváří zdravé vnitřní prostředí stavby příznivé například pro astmatiky, má vynikající akustické vlastnosti, výborně absorbuje vzdušnou vlhkost a dosahuje vysokých parametrů akumulace tepla. Během výrobního procesu nemusí cihla projít pálicím procesem, pouze se přibližně 50 hodin suší.
Použití nepálených cihel
Konstrukce z nepálených cihel se navrhují tak, aby nikdy nemohlo dojít ke kondenzaci v hliněné části. Zkondenzovaná vlhkost by výrazně narušovala pevnost a stabilitu celé konstrukce. Použití nepálených cihel na vnější stěny je vhodné zejména, pokud jsou cihly stabilizované příměsí vápna nebo cementu. Stěna ale musí být ještě dodatečně zateplena, nejlépe některou z přírodních tepelných izolací s nízkým difuzním odporem. Pokud zdíme z nepálených cihel, je nutné používat speciální hliněnou maltu, nikoliv maltu cementovou. Malá příměs cementu do nepálené hlíny má totiž naopak za následek pokles pevnosti. Stejně tak se na nepálené cihly aplikují i hliněné, probarvené omítky, které se vyrábějí v poměrně široké barevné škále.
V souvislosti s množícími se alergiemi a viry je třeba zajistit co nejzdravější vnitřní prostředí v domě. I u nás to jde! Podle statistik z posledních let se v Česku každoročně postaví bezmála tři tisíce dřevostaveb. Primární úvahy kolem navrhování domů souvisí s energetickou účinností, snižováním uhlíkové stopy a s naším pohodlím.
Stavba na Nazeleno.cz - Moderní dřevostavby slaví 40 let - Ovčí vlna jako izolace: Má smysl? - Aktivní domy: Neplaťte za energie - Nové podmínky dotací na zateplení Nepálená hlína: Revival ve jménu zdraví a ekologie V současné době je stavění s použitím produktů z nepálené hlíny ceněno zejména pro relativní energetickou nenáročnost výrobního procesu. Například výroba nepálené hliněné cihly je z hlediska spotřeby energie zhruba čtyřicetkrát úspornější než výroba běžné pálené cihly. Kromě šetrné výroby je nepálená hlína ekologická i svým lokálním původem. Nepálená cihla patří mezi tradiční materiály Výrobci zpravidla dbají na přírodní původ a zdravotní nezávadnost také ostatních komponent svých produktů, například přídatných barviv do omítek. Dalším hlavním důvodem, který mluví „pro“ nepálenou hlínu, je pak logicky zdraví. Kontakt s hlínou je nezávadný, a pro leckoho až příjemný ať už při stavebním procesu, tak při samotném bydlení.
Čtěte také: Jak používat nepálené cihly: Kompletní průvodce
Mechanické vlastnosti nepálené hlíny
Mechanické vlastnosti nepálené hlíny jako stavebního materiálu se intenzivně zkoumají posledních padesát let a během této doby bylo provedeno za účelem jejich zjištění tisíce zkoušek. Podle typu použití nepálené hlíny ve stavebnictví, ať už jako dusané zdi, cihly nebo omítky, se připravují různé hliněné směsi. U každé hliněné směsi záleží na obsahu jílových minerálů (a jejich typu), plniva, vody a přísad. Podle typu použití hlíny lze provést řadu testů pro zjištění jejich mechanických vlastností. Článek pojednává o jednotlivých mechanických vlastnostech, jejich zkouškách a mezních hodnotách. Mezi tyto vlastnosti patří pevnost v tlaku, pevnost v tahu, pevnost v tahu za ohybu, modul pružnosti, vaznost, pevnost hliněné malty, odolnost proti oděru a nárazová síla rohů.
Jedním z problémů hliněného staviva je nedostatek standardizovaných kritérií, podle kterých by bylo možné jej objektivně zhodnotit. To hraje negativní roli například při rozhodování o použití nepálené hlíny pro nosné konstrukce budov. V posledních desetiletích byla provedena řada testů pro zjištění pevnostních a přetvárných vlastností tohoto materiálu. Hodnoty se však značně liší v závislosti na technologii výstavby - omítky, dusané zdi, nepálené cihly atd. a také podle typu jílovitých minerálů, velikosti zrn a přítomnosti přísad.
Hlína vzniká erozí hornin zemské kůry a její složení a vlastnosti závisí především na místních podmínkách. Zatímco štěrkovitá hlína z hor (s obsahem jílovitých minerálů) je vhodná pro dusané zdivo, jemnozrnná jílovitá hlína u břehů řek má naopak nižší odolnost vůči povětrnostním vlivům a menší pevnost v tlaku. Základní tři složky hlíny se dělí podle velikosti zrn na písek (0,05-2 mm), prach (0,006-0,05 mm) a jíl (menší než 0,006 mm), přičemž právě jílovité minerály jsou pojivem pro větší částice. Podle toho, která složka převažuje, dělíme hlíny na písčité, prachovité a jílovité. Jíl je produktem eroze živce a dalších minerálů. Pokud se během eroze rozpustí sloučeniny draslíku, vytvoří se jíl zvaný kaolinit. Dalším běžným jílovitým minerálem je montmorillonit. Existuje také řada méně běžných jílovitých minerálů, jako je illit.
Vaznost je definována jako pevnost v tahu u nepálené hlíny v plastickém stavu. Vaznost závisí nejen na obsahu jílu, ale také na typu přítomných jílovitých minerálů. Jelikož je test vaznosti závislý na obsahu vody v hlíně, různé vzorky mohou být porovnávány, pouze pokud je obsah vody u všech vzorků stejný. Pro posouzení vaznosti nepálené hlíny byl vyvinut speciální test, kde mají vzorky tvar čísla 8. Tento test hodnotí součet všech vazebných sil všech skupin jílovitých minerálů i celé struktury. Z každé testované hliněné směsi se vyrobí tři vzorky. Směs se naplní do připravené formy tvaru 8 a zhutní se. Vzorek se upevní do testovacího zařízení (obr. 4) a do spodní zavěšené nádoby se sype písek hmotnostním průtokem 750 g/min., dokud se vzorek nepřetrhne.
Hodnoty vaznosti se odvozují z průměru tří vzorků, které se od sebe rozměrově neliší o více než 10 % a typicky se pohybují od 2,5 do 50 kPa. Po zjištění mezních hodnot vazebné síly vzorku může být hliněná směs klasifikována podle tabulky č. 1.
Pevnost v tlaku hliněného stavebního materiálu závisí především na druhu hlíny, rozložení a velikosti zrn prachu, písku i většího kameniva a v neposlední řadě také na způsobu přípravy a zhutnění materiálu. Pevnost v tlaku je základním testem pro kontrolu kvality dusané hliněné konstrukce. Zkouška se provádí na válcích o průměru 150 mm a výšky 300 mm, ve kterých se před zkouškou vzorek hlíny zhutní. Válce se testují po sušení na stabilní vlhkost za podmínek okolního prostředí nebo při vytvrzování po určitou dobu, například 28 dní. Hodnoty se získávají z maximálního zatížení (okamžiku, kdy vzorek selže) a počátečního průřezu. Pevnost v tlaku se pohybuje v rozmezí od 0,5 do 5 MPa. Obecně také platí, že pevnost v tlaku roste s objemovou hmotností materiálu.
Hliněné omítky
Favoritem spotřebitelského zájmu jsou hliněné omítky. Jakožto nejpopulárnější produkt ze své nabídky je uvádí rovnou dva oslovení čeští výrobci. Jeden z nich pak zdůrazňuje popularitu speciality své firmy, venkovní omítky, druhý úak zmiňuje rostoucí zájem o omítky barevné.
„Dekorativní omítky vyrábíme z barevných jílů (bez použití pigmentů) pocházejících z ČR. Omítky se nenatírají a člověk se jich může přímo dotýkat. Do těchto omítek se také přidávají byliny,“ říká Michal Navrátil z firmy Rigi, která se zabývá výrobou nepálených cihel i hliněných omítek.
Hliněné omítky, které lze sehnat v podobě suchých směsí, a to jak v hrubé, tak v jemné variantě, mohou být zdravou alternativou ke klasickým materiálům, navíc s jistým dekorativním potenciálem. Náležité zacházení s patřičným typem hliněných omítek může také zajistit jejich neomezenou životnost. Barevnou omítku bez povrchové úpravy například není ani nutné natírat, a případné zašpinění zdi lze v takovém případě odstranit pouhým omytím vodou. Oblíbené jsou především omítky z nepálené hlíny
Stavební materiály z nepálené hlíny ale nemají jen výhody. Jak dodává zástupce firmy Claygar David Žember: „Slabinou hliněných omítek v našich podmínkách stále ještě zůstává nedostatek kvalifikovaných řemeslníků, kteří je umějí kvalitně zpracovat“. Další nevýhodou těchto omítek, jakož ostatně i dalších výrobků z nepálené hlíny, je jejich nižší odolnost vůči vodě. Vystavení nepálené cihel i hliněných omítek přímému vlivu vody snižuje jejich životnost. Většina omítek proto není vhodná pro venkovní použití. Nepálená hlína se rozhodně nedoporučuje do záplavových oblastí. I přes svůj potenciál a přes své nesporné zdravotní a ekologické výhody zůstává tedy materiálem se svými specifickými omezeními.
Závěr
Hlína jakožto stavební materiál je u nás již poměrně etablovanou záležitostí. Uživatelský zájem o její využití neustále roste, a to i navzdory ekonomické krizi. „Každým rokem máme nárůst výroby o 70 % a loňský rok nebyl výjimkou. Stavitelé, kteří mají zájem o přírodní materiály, samozřejmě tento materiál znaji,“ říká Michal Navrátil.
David Žember spatřuje další možnosti nepálené hlíny ve vývoji a výrobě prefabrikovaných stavebních panelů se zabudovaným stěnovým topením a panelů s kombinací hlíny a izolací pro rychlou výstavbu.
„Během května bude probíhat první aplikace našich omítek a speciálně vypěstovaných bakterií, které dokáží zlepšit obnovu buněk v lidském těle. Je to jen začátek nové cesty a pohledu na hliněné materiály. V budoucnu bude možné vyrábět omítky s cíleně vypěstovanými bakteriemi, které budou vhodné například pro alergiky a astmatiky. Další směr je čištění vzduchu od chemických výparů. Některé pokusy jsme již provedli, ale bude trvat ještě rok nebo dva, než se tyto omítky objeví na trhu,“ popisuje Michal Navrátil další potenciál využití nepálené hlíny.
Tabulka: Vlastnosti nepálených cihel HELUZ Nature Energy
| Vlastnost | Hodnota |
|---|---|
| Objemová hmotnost | 1680 kg/m³ |
| Pevnost v tlaku | 8 MPa |
| Tepelná vodivost zdiva | λequ = 0,723 W/mK |
tags: #nepálená #sušená #cihla #vlastnosti