Đất nện - Vật liệu xây dựng bền vững

Đất nện được coi là một vật liệu xây dựng bền vững, có thể tồn tại hàng nghìn năm. Điển hình công trình ứng dụng tường đất nện vẫn tồn tại tới giờ là Vạn Lý Trường Thành tại Trung Quốc được xây từ TCN. Ngoài ra, tính sẵn có của vật liệu trong tự nhiên khiến tường đất nện tồn tại và được ứng dụng phổ biến ở nhiều quốc gia, đặc biệt là các nước châu Phi hay Tây Úc.

Hơn thế nữa, với sự phát triển hiện nay, các vật liệu được thêm vào tường đất nện có thể điều chỉnh cho phù hợp với từng điều kiện khí hậu mỗi vùng miền. Chính vì vậy, tường đất nện ngày càng được ứng dụng nhiều và phù hợp trong cả những kiến trúc hiện đại.

1. Tìm hiểu về tường đất nện

Những bức tường làm từ đất nện được xây dựng từ việc nén chặt hỗn hợp từ các cốt liệu được chọn lọc, bao gồm sỏi, đá, phù sa, và một lượng nhỏ đất sét, ở giữa những tấm phẳng được gọi là ván khuôn. Trong xây dựng truyền thống, người ta sử dụng một đầu của thanh gỗ để đầm chặt hỗn hợp đất. Xây dựng hiện đại thay thế thanh gỗ bằng máy đầm.

Đất nện ổn định là một dạng từ đất nện truyền thống nhưng thêm một lượng nhỏ xi măng (từ 5-10%) để tăng độ rắn và bền. Những bức tường đất nện ổn định không cần thêm biện pháp bảo vệ nào nhưng thường được phủ lên một lớp trám thoáng khí để tăng tuổi thọ vật liệu.

Những bức tường đất nện còn được gọi là tường pisé - từ tiếng Pháp “pisé de terre”. Thuật ngữ này được áp dụng vào nguyên tắc xây dựng tường dày 500mm bằng cách đầm chặt đất giữa hai khung song song, sau đó được dỡ bỏ và để lại bức tường đất hoàn thiện. Trong khi tường 500mm có thể tùy chọn có xi măng hoặc không, đa số các loại tường đất hiện đại đều sử dụng xi măng làm chất ổn định và thường dày 300mm mặt tường ngoài và 300 hoặc 200mm cho tường trong.

1.1. Cách thi công tường đất nện

Đất nện là một phương pháp xây dựng tại chỗ. Những nguyên liệu cơ bản trong xây dựng đất nện đều có sẵn ở khắp mọi nơi, nhưng xi măng và ván khuôn có thể cần phải được vận chuyển đường dài, tăng chi phí môi trường và chi phí kinh tế. Việc kiểm tra cốt liệu và hỗn hợp tại địa phương là cần thiết nếu không sử dụng hệ thống độc quyền.

Mặc dù đất nện dễ thi công, ván khuôn của đất nện cần một địa điểm tốt và chuẩn bị hậu cần tốt để đảm bảo những hoạt động khác không bị ảnh hưởng trong quá trình thi công.

Sau khi tường đất đã đầm chặt, đường ống và dây điện có thể được lắp đặt như những công trình xây dựng khác, nhưng có thể ảnh hưởng đến bề mặt hoàn thiện. Các phương pháp tiếp cận độc quyền đối với đất nện giúp đảm bảo tính nhất quán và hiệu quả xây dựng nhưng tốn kém. Giá thành của một công trình tường đất chuyên nghiệp sẽ ngang với những công trình xây dựng chất lượng cao khác. Tường đất có thể đắt hơn gấp đôi so với tường khối bê tông khí áp rộng 200mm.

Phương pháp xây dựng bằng đất được hình thành phổ biến ở Tây Úc và là một lựa chọn kinh tế phù hợp ở bang đó. Hầu hết công nhân tại các bang đều có tay nghề cao, hiểu được tiềm năng và hạn chế của nó, nhưng ngoài Tây Úc thì chi phí khá đắt đỏ vì không phải là phương pháp xây dựng phổ biến.

Đất nện đòi hỏi mức độ kiểm soát cao đối với nguồn cung cấp, phân phối vật liệu, và ván khuôn đắt tiền. Một yếu tố chủ chốt trong việc kiểm soát chi phí là thiết kế tường thành những tấm đơn giản để tránh sự phức tạp không cần thiết. Đất nện truyền thống dùng sức người để đầm đất và ván khuôn bằng gỗ đơn giản có thể giảm thiểu được chi phí (và năng lượng), nhưng không phải lúc nào cũng là một lựa chọn thực tế.

1.2. Tính thẩm mỹ

Màu sắc của tường đất được quyết định bởi loại đất và cốt liệu được sử dụng. Quá trình thi công tường đất được tiến hành theo từng lớp nên có thể xuất hiện những dải vân nằm ngang trên bức tường. Những dải vân này có thể để như một cách để trang trí hoặc bỏ đi tùy ý.

Cốt liệu có thể để lộ ra và những hiệu ứng đặc biệt được tạo ra bằng cách thêm những vật liệu có màu sắc khác nhau vào các lớp khác nhau, cùng những nguyên liệu khác như đá hay đồ vật đặc trưng,... Hốc tường hoặc đường gờ chạm nổi cũng có thể được kết hợp vào các bức tường đất. Lớp trang trí hoàn thiện có thể được thực hiện bằng cách thêm những hình dạng bên trong ván khuôn để tạo hình sau khi tường được đầm chặt.

Các góc vát mép cho phép các bức tường dễ dàng được gỡ ra khỏi ván khuôn. Bề mặt hoàn thiện được làm sạch để tránh những dấu vết giống bê tông của ván khuôn để lại, nhưng điều này chỉ cần thiết nếu sử dụng thành phần hạt mịn. Những đường cong chạy dọc có thể được tạo hình bằng cách đầm nhẹ tường theo đường bên trong ván khuôn. Những đường cong chạy ngang yêu cầu chuyên môn cao hơn, và ván khuôn đắt tiền hơn.

1.3. Độ bền cao

Đất nện có độ nén rất cao và có thể sử dụng trong những công trình chịu tải nhiều tầng. Nghiên cứu tại New Zealand chỉ ra rằng tường đất nguyên khối hoạt động tốt hơn ở điều kiện động đất so với tường đơn khối.

Đất nện có thể đạt được độ bền khá cao và được gia cố tương tự như bê tông. Không nên gia cố theo chiều ngang và gia cố dọc quá nhiều có thể gây nứt vỡ.

Những điểm đặc trưng thú vị về kết cấu, kể cả những bức tường nghiêng đều đã được xây dựng bằng đất nện. Bất cứ khó khăn nào liên quan đến việc đặt và đầm quanh cốt thép có thể được giảm nhẹ bằng việc cẩn thận trong khâu quản lý thi công mà không cần tốn thêm nhiều chi phí.

1.4. Tuổi thọ và khả năng khử ẩm của tường đất

Tường đất thường rất bền vững - kỹ thuật xây dựng cơ bản của tường đất đã có từ hàng nghìn năm trước và vẫn còn rất nhiều bức tường đất có tuổi thọ hàng thế kỷ vẫn còn trụ vững.

Tuy nhiên, tất cả các loại tường đất đều có độ xốp cao và cần được bảo vệ khỏi mưa dồn dập và tiếp xúc lâu dài với hơi ẩm. Tiếp xúc lâu dài với hơi ẩm sẽ khiến kết cấu bên trong tường bị xuống cấp bởi làm phản tác dụng xi măng ổn định và làm đất sét bên trong nở ra.

Nhìn chung, đất nện có độ kháng ẩm từ khá tới tốt, và hầu hết những bức tường hiện đại ở Úc đều không cần thêm biện pháp kháng nước nào. Những chất phụ gia kháng nước mới có thể phù hợp với những điều kiện tiếp xúc với nước cao, kể cả tường chắn, nhưng có thể làm mất tính thoáng tự nhiên của vật liệu.

1.5. Khả năng cách nhiệt

Đất nện hoạt động như một bức tường nề nặng với khối lượng nhiệt cao. Tường đất nện “làm chậm” đường đi của nhiệt qua vật liệu và tỏa nhiệt khi nhiệt độ môi trường xung quanh hạ xuống.

Nếu được sử dụng đúng cách, và đúng khí hậu, lượng nhiệt của đất nện có thể làm trễ dòng nhiệt qua lớp tường của tòa nhà khoảng 10 đến 12 tiếng và có thể cân bằng lại biến động nhiệt độ hàng ngày. Những bức tường đất nện trở nên hiệu quả khi chênh lệch nhiệt độ ngoài trời giữa ngày và đêm ít nhất 6 độ C.

Không cần thiết phải xây cả căn nhà hoàn toàn bằng đất nện nếu bạn muốn tận dụng khối lượng nhiệt của nó. Ở khí hậu mát hoặc lạnh, một bức tường đất ở vị trí phù hợp có thể hoạt động như một cục pin dự trữ nhiệt hữu hiệu. Đất nện không được khuyến nghị sử dụng ở những nơi có khí hậu nhiệt đới nơi một công trình khối lượng lớn có thể khiến một căn nhà giữ quá nhiều nhiệt bên trong và gây khó chịu.

Đất nện có khả năng cách nhiệt hạn chế - tương tự như một bức tường sợi xi măng không có cách nhiệt. Thông thường, nhiệt độ trong nhà của một công trình tường đất nện duy trì nhiệt độ gần với nhiệt độ trung bình trong 24 giờ của nhiệt độ ngoài trời trong bất kỳ thời điểm nhất định nào trong năm.

Ở nhiều nơi thì điều này có thể gây khó chịu bởi quá nóng hoặc quá lạnh. Có thể bổ sung thêm cách nhiệt bằng cách thêm những lớp lót. Thường thì những bức tường đất nện dày 300mm sẽ không đảm bảo yêu cầu cách nhiệt tường ngoài.

Vị trí hợp lý nhất cho cách nhiệt với tường đất chính là ở mặt trong tường, để khối lượng nhiệt bên trong có thể kiểm soát được. Cách nhiệt cũng có thể được lắp đặt ở trong bề dày của tường, nhưng làm tăng chi phí và làm thay đổi kết cấu của tường. Tuy nhiên, điều này đảm bảo được lợi ích của cả khối lượng nhiệt xuất sắc lẫn cách nhiệt tốt trong cùng một bức tường, đồng thời giữ được tính thẩm mĩ, kết cấu, chất cảm, âm thanh mong muốn và đặc tính “dễ chiều” của đất nện bộc lộ ra ở cả hai mặt.

Nhiều công trình kết hợp sử dụng tường khung cách nhiệt siêu nhẹ với tường đất nện bên trong và các yếu tố khác có thể đạt được khả năng cách nhiệt và khối lượng nhiệt cao.

1.6. Khả năng cách âm

Một trong những cách tốt nhất để cách âm là sử dụng vật liệu xây dựng nguyên khối như đất nện. Nó có đặc tính vang âm tuyệt vời và không tạo ra tiếng vang chói tai đặc trưng của nhiều vật liệu tường thông thường.

1.7. Khả năng chống cháy và sâu bọ

Tường đất nện không có thành phần dễ cháy nên khả năng chống cháy rất tốt. Trong các thử nghiệm của CSIRO, một bức tường khối đất dày Cinva 150mm (tương tự như đất nện) đã đạt được xếp loại khả năng chống cháy tới gần 4 giờ.

Bề mặt tường đất không có lỗ cho sâu bọ và không có thành phần gì trong vật liệu thu hút hay giúp chúng sinh sôi, vì vậy khả năng chống sâu bọ là rất cao.

1.8. Điều hòa không khí và độc tính

Nếu không thi công 1 lớp phủ, tường đất nện có khả năng điều hòa không khí. Những bức tường hoàn thiện có tính trơ, nhưng hãy cẩn thận trong việc lựa chọn vật liệu chống thấm hoặc chống bụi không độc hại và không có hoặc có ít lượng khí thải hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC).

1.9. Thân thiện với môi trường

Đất nện ít tác động môi trường trong quá trình sản xuất, tùy thuộc vào hàm lượng xi măng và mức độ khai thác nguồn vật liệu tại chỗ. Hầu hết đất nện ở Úc đều sử dụng cốt liệu khai thác, thay vì loại “đất” như đa số mọi người nghĩ. Vật liệu tại chỗ thường có thể được sử dụng nhưng cần được kiểm tra về tính phù hợp.

Năng lượng tiêu tốn của đất nện là từ thấp cho tới trung bình. Bao gồm những cốt liệu được lựa chọn kết hợp với vật liệu kết dính, đất nện có thể được coi là một loại “bê tông yếu”. Có thể hiểu rằng: xi măng và những sản phẩm từ đất ở những điểm khác nhau trên trục năng lượng, với đất ở đầu thấp và bê tông cường độ cao thì ở đầu cao. Hàm lượng xi măng và cốt liệu của đất nện có thể thay đổi để phù hợp với yêu cầu kỹ thuật và độ bền.

Mặc dù về nguyên tắc là một sản phẩm phát thải khí nhà kính thấp nhưng vận chuyển và sản xuất xi măng có thể góp phần đáng kể vào lượng khí thải tổng thể liên quan đến xây dựng những công trình đất nện hiện đại phổ biến. Hầu hết năng lượng sử dụng trong thi công đất nện là khai thác nguyên liệu thô và vận chuyển nó đến điểm thi công. Sử dụng nguyên liệu tại chỗ có thể giảm thiểu được năng lượng tiêu hao trong thi công.

Loại đất nện truyền thống cơ bản nhất có lượng phát thải khí nhà kính rất thấp, nhưng những biến thể qua xử lý và thiết kế có thể có làm tăng đáng kể lượng phát thải trong khâu sản xuất. Ví dụ, một bức tường đất nện 300mm với 5% xi măng sản sinh ra lượng khí thải cao hơn so với bức tường bê tông 100mm.

2. Ứng dụng đất nện

2.1. Đặc điểm khi ứng dụng đất nện

• Tường đất nện có độ nén tốt và thường được sử dụng làm công trình chịu tải.

• Có thể sử dụng các ván khuôn chuyên dụng để tạo hiệu ứng vòm nhọn hoặc cửa sổ tròn.

• Tường đất nện không chất ổn định dễ bị xói mòn hơn đất nện ổn định. Có thể bổ sung lớp chống thấm nước trong suốt và chải cọ tường sau khi tách khuôn để giảm thiểu tác động của các khớp nối và có bề mặt giống đá sa thạch nguyên khối hơn.

• Thiết kế và kết cấu đều được chuẩn bị và kiểm tra bởi những người có kinh nghiệm trình độ cao. Và công trình xây dựng phải tuân thủ Bộ luật Xây dựng Quốc gia và theo tiêu chuẩn.

2.2. Quy trình xây dựng

Tường đất nện hoàn thành bằng cách nén hỗn hợp sỏi, cát, phù sa, đất sét giữa các ván khuôn trong một loạt các lớp dày khoảng 100mm. Tuy nhiên, hiện tại làm tường đất nện thường sử dụng đầm chạy điện, vừa tốn sức lực vừa yêu cầu máy móc cao.

• Phần móng thường sử dụng tấm bê tông hoặc móng băng, tùy vào điều kiện đất.

• Phần khung và dầm nối cần gia cố thêm ở những công trình kiến trúc phức tạp còn công trình đơn giản và phổ biến thì không cần thiết.

Ván khuôn sử dụng tương tự khi thi công bê tông nhưng có yêu cầu khác. Một lưu ý khi thi công tường đất là cần làm mái che hoặc chỗ ở tạm thời để đảm bảo thi công. Các bức tường được xây dựng theo từng phần và việc dựng từng phần của ván khuôn thường có thể thấy sau khi hoàn thiện. Khi bức tường được dựng lên, có thể lấy phần dưới của ván khuôn ra nếu bức tường đã đủ vững chắc.

Bức tường thường cao 3,5m với khớp nối linh hoạt, đảm bảo yêu cầu xây dựng. Giữa những bức tường thường được liên kết với nhau bằng hốc ở cuối bức tường.

Trong quá trình sử dụng cần sửa chữa cũng rất đơn giản vì nó tương tự sửa chữa xây dựng thông thường.

>>> Để tìm hiểu thêm thông tin chi tiết về tường đất trang trí, hãy truy cập website: tuongdattrangtri.vn. Đây là website chính thức về tường đất của chúng tôi, cung cấp các thông tin và giải pháp thi công trang trí tường.

Nguồn: Rammed Earth

Người dịch: Diệp Linh

Biên tập: Thùy Dung

------Contact Us-------

▪️ Hotline: 0865 600 932 - 0977 090 565

▪️ Mail: vietbeton@gmail.com

▪️ Facebook: Vietbeton

▪️ Website: https://vietbeton.com/

▪️ Showroom: C9-13 KĐT Geleximco - Đ.Lê Trọng Tấn - Dương Nội - Hà Đông - Hà Nội