Video produceret af Justin Hearn
På nogle måder er ler det mest basale materiale, der er tilgængeligt for mennesker. Fordi det er let tilgængeligt i det naturlige landskab, har mennesker bygget med ler, så længe vi har skabt strukturer.
Der findes utallige eksempler på historiske lerbaserede bygninger, herunder fra Pueblo, bygget af soltørrede lersten af indfødte fra New Mexico, til de transportable strukturer med trærammer bygget af australske aboriginale folk, som var isoleret med ler for at beskytte beboerne mod både kulde og varme. Selv på et individuelt niveau finder en ung persons første forsøg på at bygge en struktur ofte sted ved hjælp af en blanding af jord og vand, uanset om det er i form af en muddervæg i baghaven eller et sandslot med vandgrav på en familietur til stranden.
“Hvis vi ser på byggeriet gennem historien, har mennesker fundet en uendelig mængde interessante løsninger, der udnytter lokale ressourcer,” siger Emanuela Del Gado, der er professor ved Georgetown University og studerer komplekse materialer ved hjælp af computermodeller og statistisk mekanik.
Rundt om i verden har mennesker i århundreder skabt strukturer ud af de lettest tilgængelige materialer: jord og vand. Men hvorfor kan nogle af disse strukturer – som det gamle fort ved Hierakonpolis – overleve, mens andre for længst er blevet til støv?
Ifølge Del Gado er der stadig meget, vi ikke ved om, hvad der får byggeri af jord til at fungere. Hvis man finder svar på dette, kan det måske være nøglen til at opdage en ny, moderne tilgang til dette utroligt billige og miljøvenlige materiale.
Sådan fungerer jordbyggeri
Hvordan fungerer jordbyggeri rent faktisk? For at forstå grundprincipperne bag jordbyggeri skal du tænke på sidste gang, du byggede et sandslot.
“Når du bygger et sandslot,” siger Del Gado, “begynder du med tørt sand, der er helt løst. Vi ved, at hvis vi fugter det lidt, kan vi få det til at hænge sammen. Sandkorn tiltrækker ikke hinanden, men hvis man tilsætter den rette mængde vand, vil det forme tynde lag, der sætter sig fast på de enkelte korn og holder hele sandslottet sammen. Men eftersom vandet bare er flydende vand, vil det med tiden fordampe ud mellem sandkornene. Lod man sandslottet stå under solen resten af dagen, ville vandet begynde at fordampe, og slottet ville lidt efter lidt falde fra hinanden.”
Efterhånden som vandet fordamper ud mellem sandkornene, bliver den resulterende struktur ustabil – og kollapser til sidst.
I modsætning hertil har varige jordbyggerier vandet dybere integreret i materialets struktur, således at når vandet fordamper, bliver materialet hårdere i stedet for at blive blødere.
“Der findes visse typer ler, og derfor i princippet også visse typer jord, der har en meget interessant reaktion med vand svarende til det, der sker med cement,” siger Del Gado. “Pulveret reagerer med vandet, og det begynder at producere et materiale, der er meget klæbrigt, og som til sidst hærder som en sten.”
Disse materialer kaldes geopolymerer. Forståelse af, hvordan og hvorfor de virker, er et emne, der i øjeblikket undersøges af Del Gado og andre førende forskere i materialevidenskabens verden.
Hvorfor er jord vigtig?
Efterhånden som byggebranchen bevæger sig hen imod at reducere den indvirkning, den har på miljøet, kan lokale materialer som ler og jord gøre meget for at nedsætte et projekts skade på miljøet.
“I byggeriet har der altid været den nødvendige begrænsning til at ville bygge med de ressourcer, der er tilgængelige overalt, og som er er relativt billige,” siger Del Gado. “Det er en af grundene til, at cement er sådan et allestedsnærværende byggemateriale – man kan producere det fra sten overalt på jorden.”
Men produktionen af cement er særligt skadeligt for miljøet – i en sådan grad at nogle forskere har kaldt beton, som kræver cement i produktionen, for “det mest destruktive materiale på jorden.” Del Gado siger, at hvis man udvikler en bedre forståelse af, hvordan jord- og lermaterialer virker, kunne det potentielt gøre det muligt for branchen at nedsætte brugen af beton i stor skala.
“I teorien kunne man blande en bestemt mængde almindeligt cementpulver med en supplerende geopolymer,” siger Del Gado. “Dette ville gøre det muligt at nedsætte mængden af cement, man bruger til hver bygning.”
Konsekvenserne af en sådan reduktion kunne have en stor indvirkning på det miljømæssige aftryk fra byggebranchen – fra at sænke den mængde vand, der skal bruges til at fremstille cementstrukturer til et fald i de udledninger, der er forbundet med fremstilling af cement.
Gammel teknologi, moderne forskning
Vellykket fremstilling af geopolymerer i gamle byggerier af jord ser ud til overvejende at have været resultatet af mange forsøg, hvor byggefolk eksperimenterede med de lokalt tilgængelige materialer for at skabe stærkere strukturer.
“Et godt eksempel på byggefolk, der brugte lokale materialer – måske endda affaldsstoffer – som supplerende komponenter i byggeriet, er den kinesiske mur, hvor man har fundet spor af risprotein i mørtlen,” siger Del Gado. Den klistrede rispasta, der blev brugt til at supplere den dyrere kalkmørtel, bandt sig så stærkt mellem stenene, at ukrudt stadig ikke kan vokse i revnerne visse steder – og skabte dermed en mere stabil blanding.
En tilbagevenden til disse gamle teknologier i den moderne byggebranche betyder, at man tager en mere bevidst, forskningsbaseret tilgang til materialeanvendelse.
“Spørgsmålet er nu,” siger Del Gado, “om vi kan gå tilbage til den teknologi, med vores viden og forståelse for hvordan materialer virker, og finde en moderne version af disse teknologier, der rent faktisk kan hjælpe os med at løse de problemer, vi har nu?”
