De laatste jaren bouwen we met hoogwaardige geperste aarde stenen. Dit is mogelijk omdat SDO sinds 2008 beschikt over een mobiele steen persmachine. De kennis en mogelijkheden van het bouwen met geperste aarde stenen is al veel eerder opgedaan tijdens het onderzoek van Joop van Stigt voor Mamelodi (studie ontwerp en onderzoek Mamelodi Zuid Afrika, 1995, Joop van Stigt i.s.m. TU Delft). In Mali is de productie van deze stenen pas gestart toen er daadwerkelijk mogelijkheden waren om te gaan bouwen. Hiervoor moest er ook meer vertrouwen komen in de ontwikkelingen van het onderwijs en de lokale aannemer Amatigue Dara. De bouw van de technische school in Sevaré, Mopti en de financiering voor de aanschaf van de machine door Ymere hebben hiertoe bijgedragen. Het produceren van de stenen, de samenstelling en wijze van verwerking is nog continu in ontwikkeling. Doelstelling is het minimaliseren van de toevoeging van cement dat zeer kostbaar is en door Mali moet worden geïmporteerd. Zelfs voor de geperste aarde stenen, waar nog geen 5% cement in zit, bepaalt dit voor 85% de kosten per steen. We produceren nu al stenen zonder cement voor bijvoorbeeld de binnenmuren. In de toekomst gaan we onderzoeken of de stenen extra kunnen worden gestabiliseerd met lokaal te produceren kalk. Ook worden de stenen op nieuwe manieren toegepast.
Ze worden verwerkt als plavuizen vloeren en getoogde stenen daken die allemaal weer andere eigenschappen moeten bezitten. De stenen zijn in het begin vooral geproduceerd in Sevare om de techniek onder controle te krijgen. In 2011 is er voor het eerst op locatie geproduceerd, dit scheelt aanzienlijk in de kosten van vervoer van de stenen.
Het bouwen met de geperste aarde stenen vraagt om een nieuwe aanpak van het bouwen en de architectuur. Het bouwen met de geperste aarde stenen heeft een groot aantal voordelen; er wordt gebouwd met lokaal aanwezige materialen, het levert bouwfysisch zeer aantrekkelijke “koele” gebouwen op die heel goed “meebewegen” met het klimaat en s’nachts snel afkoelen.
De stenen hebben een zeer hoge druksterkte, er kan dragend mee gebouwd worden, zelfs in meerdere lagen. De stenen gevels hebben weinig onderhoud nodig. Tegelijkertijd kleuren de gebouwen als vanzelf mee in het landschap.
De bouw van de scholen is aanzienlijk goedkoper dan die van zandcement blokken (25%) of gehakte stenen (45%) terwijl ze kwalitatief beter zijn. De gevels van de scholen worden enkelvoudig gemetseld met verstijvingpenanten die het gebouw ook een ritme geven. De getande openingen langs de veranda volgen de druklijn en maken zo als vanzelfsprekend de overspanningen van penant naar penant. De raam en deurkozijnen zijn van staal, er is besloten om de ramen niet meer dubbel draaiend uit te voeren maar als schoepen.
De fundering is van beton, de vloeren worden uitgevoerd met geperste aarde stenen helft van de standaard dikte- in visgraad verband. Ter voorkoming van aantasting van de stenen door termieten is er zout gestrooid onder de vloer en is er een folie aangebracht. De eerste scholen zijn nog uitgevoerd met metalen daken. De doelstelling is om ook de daken uit te gaan voeren in geperste aarde stenen. Het nadeel van het bouwen met de geperste aarde stenen is natuurlijk de noodzaak van de machine en de beperktere bijdrage van de lokale bevolking. Dit weegt niet op tegen de vele voordelen. Naast de economische voordelen, zit er in deze wijze van bouwen wel toekomst voor de gemeenschap. Een volledige school kan bijna geheel op locatie met lokaal materiaal worden gemaakt. Het bouwen met deze stenen wordt op de technische school aan de jongere generatie geleerd.
Het aanvoeren van veel materiaal, het meewerken aan de productie van stenen, de aanvoer van water, en verschillende andere hand en spandiensten moeten voldoende zijn om de gemeenschap te verbinden met deze wijze van bouwen. Voor de toekomst heeft SDO besloten zich te concentreren op de methodiek van het bouwen met geperste aarde stenen. Er zijn inmiddels al diverse andere bouwwerken met geperste aarde stenen gerealiseerd door SDO zoals de uitbreiding van het campement Sangha, woningen in Sevaré, een vrouwenkliniek en onderwijzerswoningen met stenen daken.
Hoogwaardig hydraulisch geperst
Leem regelt op een natuurlijke manier het klimaat in huis. De leemstenen worden niet gebakken waardoor, de unieke vochtregulerende en warmteaccumulerende eigenschappen behouden blijven. Bij vochtige lucht neemt de muur vocht op, bij droge lucht staat deze vocht af. Door de hoge massa van de leemstenen kan een lemen muur goed warmte opslaan en weer afgeven zodat temperatuurfluctuaties minder zijn. Leem geeft geen schadelijke gassen en stoffen af aan het binnenmilieu en werkt bovendien neutraliserend op bijvoorbeeld sigarettenrook etc. De constante relatieve vochtigheid van circa 50% in een lemen binnenklimaat voorkomt het ontstaan van schimmelvorming. Daarom is vooral voor mensen met problemen aan de luchtwegen een lemen woning een “verademing”.
Het productieproces
De leemstenen worden geproduceerd met een mobiele persmachine, die bij grotere projecten op de bouwplaats zelf kan produceren, mits de bouwgrond van goede kwaliteit is. De vruchtbare bovengrond wordt tijdelijk opzij gelegd, de kleihoudende onderlaag gedroogd door zon en wind en daarna verpulveriseerd. Afhankelijk van het aandeel klei in de leem, wordt deze vermengd met zand en licht vochtig gemaakt. De persmachine maakt hier uniforme leemstenen van, die na enkele weken drogen klaar zijn voor de bouw.
Compressed earth production from stichting dogon onderwijs on Vimeo.
Duurzaamheid en milieu
Op veel plaatsen is leem (klei, zilt, zand) in natuurlijke vorm 20 tot 30cm onder de vruchtbare teeltlaag aanwezig en kan soms lokaal gewonnen worden. Ook kan leem gedolven worden uit de bouwput of kan het vrijkomen als bijproduct van weg- en waterbouwprojecten. De eigenschappen van leem veranderen niet tijdens de productie van de leemstenen, zodat leem onbeperkt opnieuw verwerkt kan worden, mits er met leem gemetseld wordt en eventueel met leem gestuct en/of geverfd wordt met ademende natuurlijke verf. De leemstenen behoeven geen bewerking te ondergaan om weer in het ecologische systeem terug te keren.
Energie
Het produceren van een leemsteen vergt ongeveer 1% van de energie die nodig is voor het produceren van een baksteen. Er is slechts 1 liter diesel nodig voor het produceren van 145 leemstenen, waardoor het een energiearm productieproces is met een minimale CO2 uitstoot. Door de vrij constante relatieve vochtigheid van circa 50% in een lemen woning, zal er minder energie nodig zijn voor verwarming in vergelijking met een traditioneel gebouwde woning, waarin relatieve vochtigheid kan oplopen tot 80% of meer. Doordat een massieve leemmuur goed warmte en zonne-energie kan opslaan en weer afgeeft in de vorm van stralingswarmte als de temperatuur daalt, wordt energie bespaard .Bij toepassing van buitengevel isolatie van een leemstenen muur creëert men een groot accumulatievermogen, met als effect dat het huis warm is in de winter en koel is in de zomer.
Samenstelling
Leemsteen (klei, zilt, zand), meestal in natuurlijke vorm aanwezig. Leemkalksteen (klei, zilt, zand) toevoeging van 5% kalk (watervast).
Vorm, afmeting, gewicht
Vorm. Rechthoekig (kloostermopformaat).
Afmeting: 295mm x 140mm x 90mm
Gewicht: 7,5kg per steen. 2200kg per m³.
Uiterlijk
Oppervlaktestructuur. Glad. Kleur. Meestal bruin (afhankelijk van de leemsoort).
Mechanische eigenschappen (afhankelijk van de leemsoort)
Druksterkte leemsteen 4-6Mpa Druksterkte leemkalksteen 6-18MPa Productsterkte. Per ophangpunt 2 tot 5kN, afhankelijk van de bevestigingstechniek.
Brandbaarheid
Niet brandbaar.
Gassen, vloeistoffen, vaste stoffen
Diffusie. Diffusieweerstandsgetal: m= Vochtopname. Maximaal 5 tot 7% van het droge gewicht. Bestandheid. Leemsteen is niet bestand tegen stromend water en optrekkend vocht. De leemkalksteen is waterbestendig.
Thermische eigenschappen
Geleiding. Warmtegeleidingcoëfficiënt: l=1,13W/(K.m). Warmteweerstand. Warmteweerstand bij 40cm muurdikte: R=0,354w/m².K. Soortelijke warmte. Soortelijke warmte: Cw=2000KJ/m³k. Bij een massieve lemen wand van 40cm dikte geldt een thermische demping van 10% met een vertraging van circa 10 uur. Specifieke warmtecapaciteit. C=1,0kJ/kgK
Akoestische eigenschappen
Geluidsisolatie: geluidsisolatie bij een 40cm dikke muur: 56dB.
Elektriciteit, magnetisme en straling
Leem laadt zich niet elektrostatisch op, werkt neutraliserend op aardstralen en kosmische straling en GSM- en DECT straling, wordt niet beïnvloed door statische magneetvelden en is ongevoelig voor elektromagnetische velden.
Energiebesparing
Energiebesparing door accumulatie en vochtregulatie. Bij een project in Denemarken is in combinatie met zonne-energie een energiebesparing van 30% gehaald.