Vervangingen of alternatieven voor stenen die in India voor de bouw worden gebruikt

Vervangingen of alternatieven voor bakstenen die in India voor de bouw worden gebruikt!

Volgens één onderzoek heeft ons land elk jaar ongeveer 60 miljard stenen nodig en als er geen geschikte vervanging wordt gevonden, zou dit ongeveer 1600 x 10 ⁶ verbruiken kN kleivelden of andere landbouwgrond per jaar.

Het zal dus ongeveer 3000 hectare vruchtbaar land onvruchtbaar maken. De omvang van de schade die zal worden veroorzaakt, kan worden voorgesteld als de vraag naar bakstenen die de bouwsector nodig heeft, voortdurend toeneemt als gevolg van de enorme behoefte aan huisvesting, een groeiende bevolking, enz. Het zal ook leiden tot de erosie van vruchtbare grond, degradatie van de bodem en verstoring in de ecologie.

De Indiase bouwsector heeft de behoefte gevoeld om naar een geschikt alternatief voor de bakstenen te zoeken, voornamelijk om de volgende redenen:

(i) Hoge verspilling tijdens transport;

(ii) Hoge wateropname van bakstenen;

(iii) Inconsistentie in de grootte van stenen;

(iv) Stijgende kosten van ovenbrandstof;

(v) Onbeschikbaarheid van geschoolde arbeidskrachten; enz.

Het is momenteel mogelijk om een ​​verscheidenheid aan stenen te maken van andere materialen dan klei en de aldus geproduceerde stenen kunnen worden gegroepeerd in de volgende drie categorieën:

(1) Betonblokken

(2) Vliegasstenen

(3) Kalkzand- of kalkzandsteen.

Elk van deze categorieën zal nu kort worden beschreven. Genoemd kan worden dat het mogelijk is om deze producten in voldoende hoeveelheden en misschien zelfs van betere kwaliteit te produceren dan de bouwnijverheid verlangt.

1. Betonblokken :

Grondstoffen:

De materialen die nodig zijn voor de productie van de betonblokken zijn toeslagstoffen, cement en water.

De verschillende soorten aggregaten zijn in verschillende mate gebruikt van succes en ze omvatten steenslag, grind, vulkanische sintels, schuimslakken, ovenklinkers, enz. De aggregaten worden geselecteerd op basis van het gewicht, de textuur of de samenstelling van de ontworpen eenheid. De sterkte, textuur en economie van het betonblok hangen af ​​van de zorgvuldige sortering van het aggregaat. Als lokaal beschikbaar aggregaat geschikt is, zal het helpen bij het realiseren van de economie.

Het gebruikte cement is gewoon portlandcement. Het benodigde water is het normale drinkwater.

Productie:

De volautomatische installaties zijn beschikbaar voor de vervaardiging van betonblokken met hoge sterkte. Deze automatische machines produceren betonblokken van superieure kwaliteit. Maar ze brengen een grote kapitaalinvestering met zich mee.

De handmatig bediende machines zijn ook beschikbaar en kunnen op de projectlocatie zelf worden geïnstalleerd, waardoor de transportkosten van de betonblokken van de plaats van productie naar de plaats van daadwerkelijk gebruik verder worden verlaagd.

De processen die betrokken zijn bij de productie van de betonblokken zijn als volgt:

(i) Selectie en verhouding van ingrediënten:

Het belangrijkste criterium voor de selectie van de ingrediënten is de gewenste sterkte van het blok. Hoe groter het aandeel grof toeslagmateriaal, des te sterker zal de gebruikte hoeveelheid cement zijn.

(ii) Mengen van ingrediënten:

Het mengen van toeslagstoffen, cement en water moet zeer zorgvuldig gebeuren. Het mengen dient bij voorkeur plaats te vinden in een mechanische mixer. Bij handmatig mengen moet uiterste zorg worden besteed om ervoor te zorgen dat het cement en de toeslagstoffen eerst grondig in droge toestand worden gemengd en dat het water vervolgens geleidelijk wordt toegevoegd.

(iii) Plaatsing en vibratie:

Het gemengde betonmateriaal wordt tot op het hoogste niveau in de vormbak gevoerd en er wordt voor gezorgd dat de bak gelijkmatig wordt gevuld. Het trillen van beton wordt gedaan totdat het gelijkmatig in de vormbak is neergedaald.

(iv) Uitharding:

Het blok wordt bewaterd na ongeveer een dag gieten en het wordt minimaal 7 dagen en bij voorkeur tot 28 dagen voortgezet. Hoe langer de uithardingsperiode, hoe beter het blok zal zijn.

Voordelen:

Het gebruik van betonblokken als metselwerk kan op veel bouwplaatsen worden waargenomen vanwege de volgende voordelen:

(i) Het vergroot het tapijtoppervlak van het gebouw vanwege de geringe breedte van het betonblok in vergelijking met de gemetselde muur.

(ii) Het zorgt voor een betere thermische isolatie, verbeterde brandwerendheid en geluidsabsorptie.

(iii) Het resulteert in de besparing van kostbare landbouwgrond die wordt gebruikt voor de vervaardiging van bakstenen.

(iv) De blokken kunnen zodanig worden geprepareerd dat de verticale voegen automatisch kunnen worden versprongen en dus het vakkundig toezicht wordt verminderd.

(v) De constructie van metselwerk van betonblokken is gemakkelijker, sneller en sterker dan het metselwerk van baksteen.

(vi) De perfecte vorm en grootte van het betonblok maakt het werk van een metselaar veel eenvoudiger.

(vii) Er wordt bespaard op de bouw van mortel omdat het aantal voegen wordt verminderd.

(viii) Het nut kan verder worden vergroot door de metselstenen van gewapend betonblokken (RCB's) te produceren. De blokken zijn voorzien van twee gaten voor het plaatsen van geschikte wapeningsstaven en de constructie met RCB-eenheden kan veilig wind en aardbevingen weerstaan, indien zo ontworpen. De traditionele balken en kolommen kunnen volledig worden weggelaten en de constructie met RCB-units kan een betere uitstraling krijgen.

Gebruik:

Met het oog op de voordelen kan de bouwtechniek van betonblokken metselwerk op grote schaal worden toegepast voor massale woningbouw en verschillende civieltechnische projecten.

2. Vliegasstenen :

De vliegasstenen zijn een veelbelovend alternatief voor de conventionele stenen.

3. Kalkzand- of calciumsilicaatstenen :

De geautoclaveerde calciumsilicaatstenen, in de volksmond bekend als de kalkzandsteen, werden al in 1866 uitgevonden door Van Derburgh in Engeland. Dergelijke stenen werden echter pas in 1898 voor het eerst op commerciële schaal geproduceerd. Bureau of Indian Standards code IS:4139:1989 behandelt verschillende aspecten van deze stenen.

Grondstoffen:

Voor de bereiding van de kalkzandsteen zijn de volgende grondstoffen nodig:

(i) Zand

(ii) Limoen

(iii) Water

(iv) Pigment.

(i) Zand:

Het percentage zand in kalkzandsteen varieert van 88 tot 92 procent. De eigenschappen van kalkzandsteen worden dan ook voornamelijk bepaald door de eigenschappen van zand. Om kalkzandsteen van goede kwaliteit te krijgen, moet het zand goed gesorteerd zijn en vrij zijn van onzuiverheden zoals klei, organisch materiaal, steenmineralen, oplosbare zouten, enz.

De fijnverdeelde klei, indien aanwezig in een zeer kleine hoeveelheid van minder dan 4 procent, biedt voordelen van gemakkelijker persen, verdichting en gladdere textuur.

(ii) Limoen:

Het percentage kalk in kalkzandsteen varieert van 8% tot 12%. De kalk moet van een kalkrijke kalk van goede kwaliteit zijn. Het mag niet over- of onderverbrand zijn.

(iii) Water:

Het water dat meer dan 0,25% oplosbaar zout of organisch materiaal bevat, mag niet worden gebruikt voor de bereiding van kalkzandsteen. Het zeewater is ongeschikt voor de vervaardiging van kalkzandsteen.

(iv) Pigment:

Om gekleurde kalkzandsteen te maken, moet een geschikt kleurpigment worden toegevoegd aan het mengsel van zand en kalk. De hoeveelheid pigment varieert van 0,2 tot 3 procent van het totale gewicht van de steen.

Tabel 4-6 toont pigmenten voor het verkrijgen van kalkzandsteen in verschillende kleuren.

Productie:

Hier volgt de procedure voor het vervaardigen van kalkzandsteen:

(i) Het zand, de kalk en het pigment worden in geschikte verhoudingen genomen en grondig gemengd met 3 tot 5 procent water.

(ii) Het materiaal wordt vervolgens onder mechanische druk in een speciaal ontworpen draaitafelpers in de vorm van bakstenen gegoten. Het materiaal bevindt zich in een halfdroge toestand en de druk varieert van 31,50 tot 63 N/mm ² .

(iii) De stenen worden vervolgens in een gesloten kamer geplaatst en onderworpen aan een verzadigde stoomdruk van ongeveer 0,85 tot 1,60 N/mm ² gedurende 6 tot 12 uur. Dit proces staat bekend als autoclaveren of hydrothermische behandeling. Een autoclaaf is een stalen cilinder met goed afgesloten uiteinden. De diameter en lengte zijn respectievelijk 2 m en 20 m.

De interactie tussen kalk en zand wordt enorm versneld door de stijgende temperatuur in aanwezigheid van een hoge luchtvochtigheid. Het silica van zand en calcium van kalk, samen met water, reageren om een ​​kristalachtige verbinding te vormen die bekend staat als het calciumhydrosilicaat. Vandaar dat deze stenen bekend staan ​​als de calciumsilicaatstenen.

(iv) De stenen worden uit de kamer gehaald en kunnen dan worden verzonden voor gebruik.

Voordelen:

Hier volgen de voordelen van kalkzandsteen:

(i) Als pleisterwerk op kalkzandsteen moet worden aangebracht, zal de benodigde hoeveelheid mortel minder zijn omdat de stenen uniform van grootte en vorm zijn.

(ii) De calciumsilicaatproducten zijn verkrijgbaar in baksteen-, blok- en tegelvormen. Zo maken ze een breder gebruik in de woningbouw en de bouw mogelijk.

(iii) Het metselwerk van deze stenen biedt de architecten aanzienlijke flexibiliteit om complexe vormen, ingewikkelde ontwerpen en verschillende oppervlakteafwerkingen te produceren, wat een aangenaam visueel effect geeft.

(iv) De grondstoffen van deze stenen bevatten geen oplosbaar zout. Vandaar dat het probleem van uitbloeiing niet optreedt.

(v) Deze stenen zijn hard en sterk met een druksterkte van ongeveer 10 N/mm ² . Door deze stenen te gebruiken, is het mogelijk om gebouwen met meerdere verdiepingen en dragende muren te krijgen. De weerstand tegen de eventuele seismische kracht kan ook worden bereikt door een geschikte wapening aan te brengen.

(vi) Deze stenen zijn uniform van kleur en textuur.

(vii) Deze stenen kunnen worden gemaakt waar klei schaars is. Met andere woorden, de toepassing van deze stenen verlicht de druk op de landbouwgrond.

(viii) Deze stenen hebben de juiste maat en vorm met rechte randen en echte rechthoekige vlakken.

(ix) Deze stenen hebben betere waterafstotende eigenschappen en geluidsreducerende coëfficiënten en bieden bescherming tegen brand.

(x) Deze stenen hebben een witte kleur met een gladde afwerking en helpen bij het verminderen van het effect van zonnewarmte op zichtbare muren.

(xi) Deze stenen zien er netjes uit en daarom kan pleisterwerk worden vermeden.

(xii) Het gebruik van gekleurde kalkzandsteen zorgt voor een permanente afwerking van de muren zonder meerprijs.

(xiii) De verspilling van calciumsilicaatproducten is minder, zeg maar één procent of zo.

Nadelen:

Hier volgen de nadelen van kalkzandsteen:

(i) Deze stenen zijn niet geschikt voor ovenmetselwerk omdat ze zullen desintegreren als ze gedurende lange tijd aan hitte worden blootgesteld.

(ii) Deze stenen zijn zwak in het bieden van weerstand tegen slijtage. Daarom kunnen ze niet als bestratingsmateriaal worden gebruikt.

(iii) Deze stenen kunnen niet worden gebruikt voor funderingswerkzaamheden omdat ze minder waterbestendig zijn dan bakstenen.

(iv) Waar geschikte klei voor de vervaardiging van bakstenen in overvloed beschikbaar is, zullen deze bakstenen oneconomisch blijken te zijn.

Factoren die de bouwkosten verlagen:

Er kan echter worden opgemerkt dat de bouwkosten met ongeveer 40 procent zijn gedaald als gevolg van verschillende factoren, zoals:

(i) Minder verspilling tijdens behandeling en transport,

(ii) Vermindering van de onderhoudskosten en het vermijden van het aanbrengen van gevelstenen,

(iii) Vermindering van de kosten van mortel aangezien de benodigde hoeveelheid mortel lager is in vergelijking met de conventionele bakstenen,

(iv) Vermindering van de wanddikte vanwege hogere druksterkte, wat resulteert in meer tapijtoppervlak voor elke kamer,

(v) Besparing door pleisterkosten vanwege gladde afwerking, enz.

Gebruik:

De kalkzandsteen wordt gebruikt voor sierwerk en kan in de bouw worden gebruikt in plaats van gewone bakstenen. Duitsland heeft meer dan 200 fabrieken die deze bakstenen produceren. De andere landen waar de kalkzandsteenindustrie goed ingeburgerd is, zijn het VK, Nederland, Denemarken, de VS, Canada, USSR, Zwitserland, Polen, Roemenië, Tsjecho-Slowakije, Mongolië, Vietnam, Bulgarije, Finland, Chili, Koeweit, Egypte, Australië , Zuid-Afrika en het Midden-Oosten.

Deze stenen zijn nog niet populair geworden in India, behalve in de staat Kerala, waar sommige structuren worden gebouwd met behulp van deze stenen. De grootschalige productie van dit type bouwmateriaal was in ons land niet mogelijk vanwege het niet beschikbaar zijn van een pers met hoge capaciteit.