Những đặc tính độc đáo và hữu ích của đất sét trong xây dựng

Đất sét là một trong những vật liệu xây dựng cổ xưa, thô sơ nhưng hiệu quả nhất trên hành tinh. Bên cạnh việc có nhiều trong tự nhiên trên phần lớn trái đất, đất sét có những đặc tính độc đáo khiến nó không chỉ phù hợp mà còn rất được ưa chuộng như một vật liệu xây dựng tự nhiên. Đất sét được sử dụng để sản xuất gạch nung, gạch không nung, lõi ngô và các lớp hoàn thiện vữa đất tự nhiên.

Cùng theo dõi bài viết để tìm hiểu thêm về đất sét, đặc biệt là những đặc tính độc đáo và hữu ích của đất sét khi được ứng dụng trong xây dựng tự nhiên.

Đất sét chính xác là gì?

Đất sét là đất bao gồm các cỡ hạt có đường kính nhỏ hơn 0,005 mm. Về cơ bản, đó là các hạt đá được nghiền thành bột cực kỳ mịn. Bằng mắt thường không thể nhìn thấy các hạt riêng lẻ, có dạng tấm hoặc hình lục giác.

Đất sét được ứng dụng trong xây dựng, trang trí nhà ở (Ảnh: Sưu tầm)

Đất sét dẻo khi ướt và kết dính (ổn định) khi khô. Điều khiến đất sét trở thành vật liệu xây dựng đặc biệt hấp dẫn chính là mối quan hệ của nó với nước.

James Henderson từng nói: “Các đĩa có điện tích làm cho chúng hoạt động giống như nam châm. Khi khô, tất cả các mặt tích điện âm của đĩa bám vào các mặt tích điện dương của một đĩa đất sét khác bên cạnh chúng. Chức năng này tạo cho đất sét một lực liên kết. Việc bổ sung nước làm tách các đĩa cách xa nhau đủ để làm suy yếu điện tích. Khi nước khô đi, điện tích sẽ được kích hoạt trở lại, liên kết đất sét lại với nhau. Do đó đất sét ở trạng thái chảy không đổi và không bao giờ đông kết. Điều kỳ diệu là khi cát và rơm được thêm vào đất sét, nó duy trì trạng thái rắn chắc có thể hoạt động như một vật liệu xây dựng hiệu suất cao trong nhiều thế kỷ.”

Mối quan hệ giữa đất sét và nước

Đất sét có mối quan hệ đặc biệt với nước ở cả dạng lỏng và hơi.

Đất sét ngâm được sàng mịn để tạo thành hỗn hợp vữa đất hoàn thiện (Ảnh: Sưu tầm)

Trích dẫn từ Clayworks – đơn vị chuyên thi công các ứng dụng từ đất:

"Những lớp tường đất luôn có cảm giác khát độ ẩm. Đặc tính được đánh giá cao nhất của nó chính là khả năng dễ dàng thu hút và hấp thụ độ ẩm từ không khí và giữ lại độ ẩm này trong cấu trúc lỗ khí của nó. Do đó, vữa đất sẽ có tính hút nước (ưa nước) và hút ẩm (có thể giữ độ ẩm này một cách an toàn). Hơn nữa, khi nó kết hợp độ ẩm này vào cấu trúc của nó, nó làm cho các phân tử đất sét nở ra, ngăn chặn sự truyền hơi ẩm qua cấu trúc của nó. Điều này tạo thành một rào cản chống nước. Khả năng tự bịt kín này có thể ngăn hơi ẩm thấm vào nền tường bên dưới, trong khi vẫn cho phép hơi ẩm di chuyển ngược ra ngoài."

Nhìn chung, đất sét có tính hút nước, hút ẩm và chống nước. Lớp vữa đất hoàn thiện cho phép các phân tử nước (ở dạng hơi) tự do đi qua lớp vỏ của một tòa nhà. Điều này đặc biệt quan trọng đối với hệ thống tường tự nhiên (hay còn gọi là có thể phân hủy sinh học) bao gồm rơm rạ và rơm rạ đất sét nhẹ. Hệ thống tường tự nhiên hoạt động (và chỉ hoạt động) thành công khi hơi ẩm đi qua tự do, do đó nước không bị giữ lại trong cấu trúc tường, có thể dẫn đến mục nát. Đất sét có đánh giá độ thẩm thấu cao nhất trong tất cả các lớp hoàn thiện vữa đất có thể có.

Thi công trát hỗn hợp đất sét và rơm lên bề mặt tường (Ảnh: Sưu tầm)

Điều thú vị là đất sét cũng có khả năng cân bằng độ ẩm trong nhà. Trái với suy nghĩ của nhiều người, các lớp hoàn thiện bằng đất sét có lẽ đặc biệt có lợi trong điều kiện khí hậu ẩm ướt, nơi nó có thể hút ẩm từ không khí và giữ độ ẩm đó cho đến khi không khí khô đi. Khi không khí có độ ẩm trên 50%, đất sét sẽ hấp thụ độ ẩm dư thừa trong không khí. Sau đó, khi độ ẩm giảm xuống dưới ngưỡng 50%, đất sét sẽ giải phóng độ ẩm tích trữ đó.

Độ ẩm không khí trong nhà lành mạnh từ 40 - 50%. Nếu độ ẩm vượt qua ngưỡng 60% và duy trì ở đó trong thời gian dài, nấm mốc sẽ trở thành mối lo ngại. Bây giờ bạn có thể đánh giá mức độ hữu ích của lớp tường vữa đất hoàn thiện trong điều kiện khí hậu ẩm ướt.

Đất sét có tính linh hoạt và sửa chữa dễ dàng

Khác với vữa trát vôi hoặc vữa xi măng, đất sét khô về mặt cơ học - điều đó có nghĩa là nó chỉ mất nước vào không khí. Không có quá trình đóng rắn hóa học. Cuối cùng, điều này có nghĩa là đất sét có thể được tái sử dụng nhiều lần, sửa chữa và thích nghi lại. Có thể sửa chữa lớp vữa đất bằng cách phun sương nhẹ và sơn sửa lại.

Vật liệu đã sử dụng trước đây có thể được làm ướt lại và sử dụng nhiều lần mà không làm giảm chất lượng và không có bất kỳ đầu vào năng lượng đáng kể nào. Trên thực tế, đất sét đã được ứng dụng trong xây dựng tại Nhật Bản với tỷ lệ nhất định.

Tham khảo công trình trên thế giới với những bức tường đất trang trí thô mộc, tự nhiên (Ảnh: Sưu tầm)

Vữa đất là một lớp hoàn thiện mềm và có tính linh hoạt cao cao, đặc biệt khi so sánh với xi măng, nó rất giòn và dễ bị nứt. Điều này làm giúp đất sét trở thành người bạn đồng hành hoàn hảo với các chất nền mềm, bao gồm cả rơm rạ. Nó có khả năng uốn dẻo với sự chuyển động của chính bức tường mà không bị nứt.

Nhìn chung, trong xây dựng, lợi ích của đất sét rất tuyệt vời, đặc biệt là khả năng kết dính vô cùng hữu ích và mối quan hệ có lợi với độ ẩm. Tuy nhiên, có những giới hạn cho việc sử dụng nó. Ví dụ, khi đất sét được sử dụng làm lớp hoàn thiện cho ngoại thất, nó phải được bảo vệ rất tốt để không bị xói mòn - việc lái xe trời mưa không phải là người bạn của lớp hoàn thiện bằng đất sét. Nó cũng dễ bị co lại khi khô, nhưng nếu có chi tiết thích hợp thì có thể tránh được các vấn đề tiềm ẩn.

Nguồn: The Unique & Beneficial Properties of Clay Plaster - The Year of Mud

Người dịch: Thu Trà

Biên tập: Thùy Dung