Повнотіла глиняна цегла

Як повторно використовувати екологічний місцевий матеріал

Ця публікація призначена для архітекторів, проектувальників та інших учасників будівельних проєктів, які бажають повторно використовувати цей матеріал або продукт. Цей текст спирається на дані проєкту Interreg FCRBE - "Facilitating the Circulation of Reclaimed Building Elements", українські стандарти та дослідження команди ReThink. Представлена тут інформація має ознайомчий характер та не призначена для заміни експертизи професіоналів.

Про матеріал та актуальність повторного використання в українському контексті

Історичний розвиток виробництва та вигляду цегли в Україні демонструє регіональні особливості, які залежали від наявних локальних матеріалів, культурних впливів та відповідного історичного періоду.

  • На території Київської Русі

    Найдавніші зразки цегли використовувались у будівництві храмів, монастирів та укріплень. Техніка випалу та форма цих цеглин відрізнялись від сучасних стандартів, - розміри часто були більшими, а текстура грубішою. Один з перших великих прикладів використання такої цегли в України є Софійський собор у Києві, будівництво якого почалося у 1037 році. Тоді цегла використовувалася разом із природними каменями, і технологія будівництва мала візантійські корені.

  • На Поділлі та Волині

    Використовували специфічні місцеві глини, що додавало унікального відтінку цеглі. Під впливом Польщі та Литви в XV–XVI століттях цегла часто мала декоративні елементи, що відбивалося в архітектурі тогочасного регіону. В цей період, цегла залишалася основним будівельним матеріалом для церков, оборонних споруд, і значних адміністративних будівель. У XVIII-XIX століттях з'являлися перші заводи з виробництва цегли, що дало можливість масового виробництва та використання у міському будівництві.

  • На Харківщині та Донеччині, на межі XIX та XX століть

    Інтенсивний розвиток промисловості сприяв створенню заводських виробництв цегли, де використовувались стандартизовані процеси для задоволення високого попиту та масового промислового будівництва. Заводи цієї епохи застосовували місцеві ресурси, зокрема багаті поклади глини, що зробило регіон привабливим для розвитку цегляної промисловості ще до початку індустріалізації.

  • У Західній частині України, особливо в Чернівцях та Львові

    Цегла використовувалась як декоративний елемент на фасадах, часто вироблена на місцевих фабриках з унікальними формами та орнаментами, що відображали західноєвропейські стилі, такі як австрійський модерн.

Аудит

Глиняна цегла, як правило, має дуже хорошу міцність. Однак зовнішні фактори можуть впливати на її властивості під час використання: структурні обмеження, погана погода, різні забруднювачі тощо. Саме тому, перед демонтажем важливо провести попередній аудит стану матеріалу.

Глиняна цегла, як правило, має дуже хорошу міцність. Однак зовнішні фактори можуть впливати на її властивості під час використання: структурні обмеження, погана погода, різні забруднювачі тощо. Саме тому, перед демонтажем важливо провести попередній аудит стану матеріалу.

Аудит до демонтажу:

1. Тест на демонтаж (або експертний висновок)

На практиці цей етап аудиту дає змогу переконатися в доцільності та прибутковості демонтажу. «Експертне око», як правило, дозволяє оцінити інтерес до матеріалу на основі планів, фотографій, історичних документів або під час візиту на об'єкт.

Центральними елементами для оцінки, серед іншого, варто враховувати:

  • загальний стан матеріалів та спосіб їх встановлення:
    • тип розчину
    • пошкодження, тощо
  • потенційний комерційний інтерес:
    • модель
    • кількість
    • потенціал утилізації та перепродажу,
    • специфічні регіональні особливості, тощо
  • логістичні домовленості:
    • дедлайни
    • робочий час
    • обробка
    • транспортування, тощо

Для того, щоб більш впевнено визначити потенціал ‘порятунку’ цегли та оцінити рівень втрат при демонтажі, очистці та обробки, тест на демонтаж і очищення зазвичай проводиться на вибірці з декількох десятків демонтованих цеглин.

2. Додатковий аудит до демонтажу:

  • Тест ‘Піпеткою Карстена’ - це простий тест для оцінки водопоглинання цегли. Скляна трубка, наповнена водою, герметично прикріплюється до поверхні цегли.

    • Градуйована шкала показує кількість води, яка проникає за певний час.
  • Тест вологоміром - Вологість (вміст води) цегли можна виміряти за допомогою вологоміра або за допомогою простого тесту з карбідною бомбою.

    • Це вимірювання дозволяє оцінити пористість цегли.
  • Тест відбійним молотком (або молотком Шмідта) - це портативний прилад, який використовується для неруйнівної оцінки міцності/твердості певних матеріалів. Пружна сила удару прикладається до матеріалу, що випробовується, а енергія, що не поглинулася, повертається назад і кількісно вимірюється приладом.

    • Аналіз даних за допомогою графіків або калібрувальних кривих дає можливість порівняти зразки, що випробовуються.
  • Тест за допомогою плаского циліндра - Певною мірою напруження при стисканні (і, отже, міцність на стиск in situ) можна оцінити за допомогою плоского циліндра. Цей метод полягає у виконанні паза в кладці на рівні горизонтального розчинного шва для того, щоб вставити в нього плоский циліндр, який знаходиться під тиском.

    • Цей метод підходить не для всіх типів будівельних розчинів, і результати повинні інтерпретуватися з обережністю досвідченими фахівцями.
  • Тест індикаторними смужками - використовуються для визначення та кількісної оцінки наявності розчинних солей у цегляній кладці (нітратів, хлоридів, сульфатів).

Аудит під час сортування:

  • візуальний огляд:

    • значні пошкодження - цегла може бути неправильної форми, але принаймні одна сторона і один торець повинні бути в хорошому стані.
    • залишки фарби на поверхні - протилежна сторона або торець повинні бути в хорошому стані.
    • сліди обгорання від старих димоходів або камінів - цегла непридатна для повторного використання
  • нюховий:

    • цегла, що виділяє неприємні запахи - аміаку, мазуту і т.д. - має бути відбракована.
  • на слух - злегка постукавши по ній твердим предметом або інструментом, щоб переконатися, що цегла ціла, міцна і непориста:

    • «глухий» звук - є внутрішня тріщина
    • «чистий» звук - цегла не змінена.

    Ця елементарна перевірка зазвичай проводиться кваліфікованим персоналом, який має багаторічний досвід у цій галузі.

  • механічний - цеглу розтирають, щоб перевірити пористість.

    • цегла лущиться
      - зазвичай є занадто пористою.
      • Цеглу сортують за моделями, якістю, можливим пошкодженням, кольором і розмірами. Загальна частка відновленої цегли залежить від стану початкової кладки. Найчастіше вона становить від 50 до 70 %.
    • цегла ламається під час розбирання та очищення - здебільшого непридатна для використання

Додатковий аудит:

  • Для поглибленої діагностики на місці можна застосувати низку простих методів, застосований безпосередньо на об’єкті.
Демонтаж, сортування, обробка, перевезення та зберігання

Демонтаж

Ретельний демонтаж має бути спрямований на забезпечення цілісності цегли та певної однорідності партій.

Етапи демонтажу:

  1. Механічно видаляють поверхневі покриття (штукатурку, стельові конструкції тощо).
  2. Демонтаж вручну або, для більших обсягів, за допомогою грейферного крана - цегла в цей час має рівно лежати на землі або в контейнері. Навіть падіння з невеликої висоти може бути достатньо, щоб розбити цеглу, придатну для багаторазового використання.
  3. Цегла, яка ламається або спонтанно розсипається під час демонтажу, автоматично відбраковується.
  4. Вилучену цеглу зазвичай перевозять у контейнерах.
  5. Для певних типів більш крихкої цегли - очистити і укласти цеглу на піддони перед транспортуванням, щоб обмежити рівень втрат.
  6. Якщо цегла має варіації (наприклад, залежно від її експозиції), рекомендується скласти список і чітко розділяти її під час демонтажу.

Сортування

Цеглу сортують за:

  • моделями
  • якістю
  • можливим пошкодженням
  • кольором
  • розмірами

Загальна частка відновленої цегли, яка залежить від стану первісної кладки, найчастіше становить від 50 до 70 %. Цегла, яка ламається під час розбирання та очищення, здебільшого непридатна для використання. Однак, можна зберегти невелику кількість половинної або три чверті цегли для швів і кутів, залежно від типу збірки, запланованої під час їх повторного встановлення. Деякі професійні постачальники можуть постачати цеглу таких неповних форматів.

Обробка

Очищення від залишків розчину:

  1. Не потребує жодної обробки.
  2. Очищення здійснюється на місці або у спеціаліста.
  3. Видалення залишків розчину або бруду (піни тощо) здійснюється вручну або механічно, цегла за цеглою, за допомогою сокири, зубила, сталевої щітки або скребкової машини чи віброплити.
  4. Для монтажу відновленої цегли допускаються лише незначні сліди поверхневого розчину або тонкого шару цементу. Пустотіла або перфорована цегла погано піддається цим операціям, тому рідко піддається рекультивації.

Зберігання

Цегла ідеально укладається зі зміщенням і зберігається на палетах (від 500 до 1000 штук на палеті залежно від моделі). Повні палети не перевищують 1 м у висоту і обмотуються термоусадочною плівкою, щоб забезпечити їх стабільність під час транспортування і захистити від атмосферних впливів і пилу. Коли цегла очищена і рекультивована на місці, її також можна зберігати в штабелях на рівному сухому майданчику. Важливо захистити їх від дощу і вологи, що піднімається з землі, щоб вони були сухими при повторному монтажі.

Перевезення

Під час транспортування та доставки необхідно вжити необхідних запобіжних заходів, щоб мінімізувати пошкодження (обв'язати палети ременями, обмотати їх термоусадочною плівкою тощо). Бажано залучити спеціалізованих фахівців для забезпечення безперебійного виконання цих операцій.

Рекультивація матеріалів

Рекультивація цегли завжди повинна проводитися з дотриманням правил безпеки, що застосовуються до демонтажних робіт. Якщо цегла не знаходить нового застосування безпосередньо на місці, її можна відправити до професійних каналів рекультивації. Часто оператори, які займаються утилізацією цегли, також є підрядниками на знесення. У такому випадку можна домовитися про умови торгівлі залежно від вартості цегли.

Застосування та укладання

ДСТУ Б В.2.7-61-97 — стандарт, що регулює вимоги до цегли керамічної, зокрема повнотілої. Він охоплює показники міцності, водопоглинання, морозостійкості, а також вимоги до розмірів і відхилень у формі цегли.

  • Міцність - класи міцності від М75 до М300, залежно від навантажень.
  • Водопоглинання - до 8-12% для забезпечення стійкості до вологості.
  • Морозостійкість - не менше 15 циклів заморожування/відтаювання.
  • Розміри та відхилення - визначаються стандартними параметрами (250х120х65 мм).

ДСТУ Б В.2.7-147:2008 — стандарт, який описує технічні умови для виробів з будівельної кераміки, включаючи цеглу повнотілу та інші типи. Тут також прописані показники для міцності та інших механічних характеристик.

  • Технічні умови - визначають класи міцності, теплопровідність, вогнетривкість і стійкість до хімічних впливів.
  • Випробування - перевірка на стиск, вологість і розтріскування.

Повторне використання цегли — формальні стандарти для повторного використання будівельних матеріалів, включаючи цеглу, в Україні на етапі розробки. Цей процес є частиною більш широких розробок у сфері кругової економіки. Міжнародні стандарти, як-от ISO 14021 (екологічне маркування та декларації) є основним орієнтиром для повторного використання матеріалів, в тому числі повнотілої цегли.

Щоб отримати сертифікацію або відповідність цегли певним ISO-стандартам для повторного використання та екологічного маркування, важливо дотримуватись таких основних показників:

  • Міцність на стиск (ISO 14021, ISO 20887)
    Цегла повинна мати достатню міцність на стиск для безпечного використання у конструкціях. Показник міцності на стиск повинен відповідати класу міцності, прийнятому в Україні (наприклад, не нижче класу М75), щоб витримувати навантаження в конструкціях.
  • Морозостійкість (ISO 14021, ISO 20887)
    Для зовнішнього використання цегла має витримувати певну кількість циклів заморожування та відтаювання (в Україні зазвичай ≥15 циклів), що гарантує її стійкість до погодних умов.
  • Водопоглинання (ISO 21930)
    Для повнотілої цегли цей показник зазвичай не повинен перевищувати 8-12%. Водопоглинання є важливим для стійкості матеріалу до вологи, особливо при повторному використанні.
  • Відсутність токсичних домішок (ISO 14021, ISO 21930)
    Повторно використана цегла має бути перевірена на наявність шкідливих речовин, наприклад, важких металів або азбесту. Це є особливо важливим для безпечного використання у приміщеннях.
  • Розміри та однорідність (ISO 20887)
    Цегла повинна відповідати стандартним розмірам з допустимими відхиленнями, що забезпечує сумісність у будівельних конструкціях. Важливо, щоб навіть при повторному використанні розміри були однорідними.
  • Екологічні аспекти життєвого циклу (ISO 14040)
    Показники екологічного впливу, такі як вуглецевий слід, споживання енергії на виробництво, транспортування та утилізацію цегли, мають бути задокументовані в рамках оцінки життєвого циклу (LCA) для екологічної декларації матеріалу.

Для повторного використання повнотілої цегли зазвичай перевіряють її механічні властивості (міцність на стиск) та можливу деградацію матеріалу. Також важливо дотримуватись будівельних норм щодо безпеки конструкцій, де ця цегла застосовуватиметься.

Застереження щодо небезпечних елементів
  • Основними шкідливими компонентами в рекультивованій цеглі можуть бути:

    1. Цементний пил - цей компонент може містити частинки кремнію або кварцу, які можуть бути шкідливими для здоров'я. Рекомендується забезпечити необхідне захисне обладнання під час демонтажу та очищення цегли (маски FFP3).
    2. Суха гниль - це грибок, який процвітає і вражає деревину у вологих або погано провітрюваних умовах, що може призвести до пошкодження конструкції. Хоча грибок не вражає цегляну кладку, він виробляє спори, які можуть проникати в цеглу та будівельні розчини поблизу уражених дерев'яних конструкцій. Тому використання рекультивованої цегли може бути джерелом поширення грибка, якщо гігрометричні умови погано контролюються.
В базі знань поки відсутні приклади використання цього матеріалу