Duurzaam bouwen met modder en zand
Het is een van de oudste bouwtechnieken: stampleem ofwel aangestampte modder en zand. Toch zie je het in Nederland niet zo veel meer, omdat de baksteen werd uitgevonden die veel sterker is en langer meegaat. Fieke Konijnenberg – voormalig Bouwkunde student aan de TU Delft – draait de rollen weer om. Voor haar afstudeerscriptie heeft ze onderzocht hoe stampleem een duurzaam en natuurlijk alternatief kan zijn voor de baksteen.
Op The Green Village testte ze verschillende recepten voor stampleem in de praktijk. Nu ze haar studie succesvol heeft afgerond, blikt ze terug op haar onderzoek en deelt ze de belangrijkste resultaten met ons.
Groeiende interesse
Het zaadje voor haar interesse in biobased materialen is geplant door haar eerste mentor die zich daarmee bezig houdt. Daardoor weet Fieke al vroeg dat ze voor haar afstudeeronderzoek iets met natuurlijke materialen wil doen. Maar ze komt steeds uit op grassen en mycelium en daar zijn al genoeg anderen mee bezig, vindt ze. Het liefst wil ze aan de slag met afvalstromen en daar iets positiefs van maken. Stampleem (een aardvochtig klei-zandgrind mengsel dat is aangestampt) als bouwmateriaal intrigeert Fieke al sinds het begin van haar studie. Wanneer ze hoort dat het in Nederland als biobased wordt gezien – omdat het zichzelf weer aanvult – en ingenieursbureau ABT onderzoek naar dit materiaal wil doen, gaat ze ermee aan de slag.
De onderste steen boven halen
Om meer te weten over stampleem en hoe het werd gemaakt en toegepast, duikt Fieke in de cultuurhistorie. Al snel ontdekt ze dat er weinig te vinden is. Bakstenen worden als een verbeterde versie van stampleem stenen gezien, waarschijnlijk is er daardoor zo weinig over de receptuur en het bouwen ermee vastgelegd. Zo is de kennis verdwenen en deze manier van bouwen in Nederland in de vergetelheid geraakt. Dat geldt niet alleen voor Nederland. Ook in de literatuur van andere West-Europese landen is de gedetailleerde historische informatie summier. Voor kennis en toepassing van het materiaal moet men in arme gebieden zijn, omdat ze daar noodgedwongen nog met deze materialen werken.
Stampleem geschikt maken voor de bouw
“In de bouwsector passen ze stampleem niet langer standaard buiten toe, je ziet het voornamelijk binnen als siermuurtje. Sterker nog er wordt gezegd dat stampleem ongeschikt is voor buiten, dat het in ons regenachtige klimaat zo wegspoelt. Je hebt iets nodig dat het materiaal stevigheid geeft en robuust genoeg maakt voor buiten”, legt Fieke uit.
Zij gaat op zoek naar literatuur over biobased bindmiddelen of vezels die ze kan toevoegen om het materiaal sterker te maken. Het toevoegen van vezels zorgt voor meer trekkracht en bindmiddelen maken het product beter bestand tegen vorst, water en droogte. Een boek over middeleeuwse natuurlijke lijmen helpt haar verder. Door te lezen waarvoor deze lijm is gebruikt, krijgt ze een beter beeld van de toepassing. Zo kun je de eigenschappen achterhalen en testen of het overeenkomt met de praktijk. Stel dat je een kano ziet, dan weet je dat deze lijm waterbestendig zou moeten zijn. Met een glimlach zegt Fieke: “Het is niet nieuw. Er werd vroeger op deze manier gebouwd, dus die kennis is er. Ik hoef het wiel niet opnieuw uit te vinden, ik moet alleen uitzoeken waar ze het wiel hebben achtergelaten.”
Eiwit als bindmiddel
In het verleden gebruikte men rietsuiker als bindmiddel. Deze kunnen we proberen te vervangen door bietensuiker, omdat we daar veel van hebben in Nederland. Voor haar afstudeeronderzoek test Fieke verschillende variaties. Wat niet goed werkt zijn combinaties met suikerstroop, eigeel, het hele ei of variaties met suikerstroop én basterdsuiker. De variaties die goed werken zijn: witte basterdsuiker & eiwit, zowel vloeibaar als in poeder vorm. Sterker nog, eiwitpoeder werkt zelfs nog beter en bijna net zo goed als cement! Vervolgens vergelijkt ze diverse samples met niets erin met samples waarbij cement is toegepast.
“Het is een kwestie van uitproberen. Door verschillende recepturen te maken, ontdek je wat het best werkt . Het is mooi hoe wetenschap en gevoel samengaan. Je weegt alles voordat je het mengt. In mijn hand neem ik een handje van het mengsel, ga staan en laat het vallen. De eerste keren keek ik naar het uiteengespatte hoopje om te achterhalen hoe ik het mengel moest aanpassen. Verderop in het proces wist ik alleen al door het mengsel te voelen exact wat ik moest toevoegen, ook hoorde ik aan de plof op de grond of de receptuur aangepast moest worden of dat het zo goed was.”
Biobased muren
Voor een muur van 1m2 met een dikte van 60cm zijn volgens Fieke haar huidige recept 4000 eieren nodig. Het oorspronkelijke idee is overgebleven eieren op deze manier in te zetten, zodat er niets verloren gaat. Een duurzame gedachte. Echter als muren op grote schaal op deze manier worden gebouwd, moet er een kippenindustrie worden opgezet. Dan is het duurzame aspect in een keer weg. De vraag is of er een duurzaam alternatief is met dezelfde eigenschappen, zodat er geen kippeneieren meer nodig zijn. Een andere optie is een recept waarbij de hoeveelheid veel lager is. Het toevoegen van sterke vezels kan bijdragen aan een oplossing voor dit probleem. Vlas, hennep of elk sterk gewas waarvan je touw kunt maken, is een optie.
Behoefte aan een basisrecept
In een ideale wereld gebruikt men het zand van de bouwplaats en maakt daar stampleem van. Maar zo gemakkelijk is dat niet, want de samenstelling van de grond is in elk gebied iets anders. Daarom is onderzoek naar de werking van elk bindmiddel essentieel om de invloed ervan op de samenstelling te bepalen. Op die manier ontstaat er een soort basisrecept voor stampleem waarmee men op elke locatie kan achterhalen wat er ongeveer nodig is om op het recept uit te komen.
Andere kijk op (ge)bouwen
Fieke: “Het verduurzamen van de bouw is meer dan duurzame ventilatie- en bouwsystemen ontwikkelen en toepassen. Er is een andere kijk op (ge)bouwen nodig.” De standaard levensduur van een gebouw is gesteld op 100 jaar, maar dat is puur gebaseerd op wat de Nederlandse samenleving verwacht. Dat zegt niets over daadwerkelijk gebruik, want in de praktijk blijkt een gebouw slechts 25 jaar aan zijn functie te voldoen.
Vol passie vertelt ze verder: “Wat als we anders leren kijken naar gebouwen en ervan gaan houden? Dan kan een gebouw dynamisch zijn, leven net als wij en onderhoud je het met plezier. Dan is het mooi als een gebouw van 25 jaar verweerd raakt, dat geeft karakter.”
Deze zienswijze biedt ook de mogelijkheid om anders te gaan bouwen, door in het ontwerp- en bouwproces de kracht en eigenschappen van het materiaal als uitgangspunt te nemen. Het materiaal vormt de leidraad. Kiest men voor biobased isolatie, dan moet de gevel makkelijk loskunnen, omdat natuurlijke isolatie minder lang mee zou kunnen gaan. Daar tegenover staat dat natuurlijke materialen voordelen bieden ten opzichte van niet natuurlijke isolatie. Stampleem houdt warmte vast en geeft deze langzaam af. Hierdoor ontstaat een fijn binnenklimaat en gebouwen warmen in hete perioden geleidelijk op.
Biobased bouwen in de praktijk
Het materiaal is duurzamer, het binnenklimaat beter voor de bewoners en gebruikers. Waarom kiezen we in tijden dat het duurzamer moet dan nog steeds voor de niet duurzame baksteen die op hoge temperatuur wordt afgebakken? Die je niet kunt hergebruiken als het stuk is.
Het is ingewikkeld. Zonder alternatieve bouwnormen wordt bouwen met natuurlijke materialen niet de standaard, omdat bouwbedrijven garant moeten staan. Dat risico willen zij niet nemen, omdat er onvoldoende kennis is over wat het materiaal op de lange termijn doet. Daar is meer (praktijk)onderzoek voor nodig. Daarnaast is een industriestandaard noodzakelijk en zal de kennis breed gedeeld moeten worden.
“We vergeten dat beton ooit ook zo is begonnen. Toen wisten we het ook niet wat de levensduur was, maar hadden we de luxe dat we ermee konden spelen en wat konden aanrommelen. Met biobased bouwen zitten wij nu op precies datzelfde beginpunt, alleen hebben we de luxe niet met de bouwnormen te spelen. Het moet gelijk goed zijn. Daarom heb je een plek als The Green Village nodig. Hier kun je testen en onderzoeken, zodat je weet wat het materiaal over lange tijd doet. Daarnaast is het ook een openbare plek waar bouwers, overheden, onderzoekers en andere komen kijken wat er mogelijk is.”
Vervolgtest
Fieke is inmiddels afgestudeerd. Op The Green Village gaat ze vervolgonderzoek doen. Ze gaat een stampleem muur maken met daarin eiwitpoeder. Deze muur krijgt twee verschillende diktes 60 cm (dragende muur) en 30 cm (de dikte van een gewone wand). De muur wordt in vier vlakken verdeeld, om de verschillende kleurvariaties te laten zien. Het eerste vlak een kleur, het tweede twee kleuren, derde drie kleuren en het laatste vlak is een mix van de drie kleuren. Zo wil ze de verschillende mogelijkheden laten zien.
Ze zal onderzoeken hoe het materiaal zich over tijd houdt, hoe het vocht in de wand zich over tijd gedraagt en hoe de verschillende soorten leem reageren op het bindmiddel.
