• falak
• födém
• pince
• természetes kövek

A falak és a födémszerkezet építéséhez használt természetes építőanyagok

A vályog és a vályoggal kombinált faszerkezetek mellett a leggyakoribb építőanyag a könnyen megmunkálható kő volt, esetleg ezt használták együtt az előbbiekkel. A vályoggal kiegészített faszerkezetekből kevés ma­radt fenn, csak a nem túl régi épületek, épületrészek maradtak épek. Téglát elsősorban azokon a területeken, régiókban alkalmaztak, ahol kevés volt a kő. Kötőanyagként a korai időszakban általában vályog- vagy agyagos alapú habarcsot használtak, a mészhabarcs csak később terjedt el.

A faanyag

A fa a legrégebben használt építőanyag, nagyon gyakran kombinálták vályoggal, agyaggal. Sajnos ezek az anyagok nem túlságosan tartósak, a belőlük készült épületek nem maradtak fenn, csak a negatív lenyoma­tokból tudunk következtetni létezésükre. A faanyag előnye volt, hogy min­denhol bőségesen állt az építők rendelkezésére, és a szerkezetek könnyen javíthatók voltak.

A pincékben a fát általában csak kiegészítőként használták. Abból építet­ték pl. a lépcsőket, a magas pincék utólag készített födémszerkezetét stb. Egyes régebbi épületekben komolyabb faszerkezetekre vagy azok marad­ványaira is rábukkanhatunk, mint pl. a dúcolt famennyezetre, tartószerkezetekre, az eredeti önálló födémszerkezet egyes megmaradt elemeire. Az épületek fából készült talajszint feletti részeit agyagos habarccsal szigetelték, ebbe rostos növényhulladékot és néha homokot is kevertek.

A faszerkezeteknek sok hátránya van, könnyen elkorhadnak, gombák és rovarok támadhatják meg őket, és kevéssé ellenállók a tűzzel szemben. A fa­anyag egyes tulajdonságait az 1a-1c táblázat tartalmazza.

1a táblázat. A fa térfogatváltozása a nedvességtartalom abszolút értékben mért 1 %-os változása esetén.

1b táblázat. A nedvesség hatása a fa teherbírására (fenyőfélék).

1c táblázat. A nedvesség hatása a fa teherbírására (jegenyefenyő, boróka, tölgy).

A kő

Azok a kőzetek, amelyekbe pincéket vájtak vagy építettek, többnyire egy­szerű szerszámokkal is könnyen megmunkálhatok, általában üledékes és átalakult kőzetek voltak. Az épületeket vizsgálva találkozhatunk kemé­nyebb, vulkáni eredetű építőkövekkel is, de ezeket általában az épületek tartósabb részeinél alkalmazták (statikailag jobban terhelt épületszerke­zetek vagy a díszítések).

A márga

Márgának nevezzük a réteges, homokos alapú kőzeteket, amelyek fajtáit az ásványtartalom alapján határozzuk meg. A márga könnyen megmun­kálható, de nem túl tartós kőzet. Korábban 200 évben határozták meg az élettartamát, ma azonban ez az érték csak 10-20 év. Pincék építőanyagá­nak megfelelő, mivel itt a környezeti hatások enyhébbek, mint a szabad­ban, így a kőzet élettartama is hosszabb.

A márga akkor a legtartósabb, ha hozzávetőlegesen olyan körülmények közé kerül, mint amilyenek a lelő­helyén voltak: megközelítőleg azonos nedvességtartalom, hőmérséklet és hasonló rétegződés. Viszonylag magas nedvszívó képességgel rendelkező kőzet, a föld alatti helyiségek falában könnyen átnedvesedik, tűz során kiszárad, és szétmállik. Sok olyan pince maradt fenn, amely a kőzet kiter­melése során keletkezett. Ezeket általában bányászás utáni formájukban használták, nem alakítottak rajtuk, nem építettek bennük tartószerkezetet.

A homokkő

A homokkő elnevezés szintén többféle kőzettípust jelöl. Sok helyen ma­radtak fenn homokkőbe vájt pincék, amelyekbe a márgába vájtakhoz ha­sonlóan nem kellett kiegészítő tartószerkezeteket vagy falakat építeni. A régebbi épületek általában ebből a kőzetből épültek, a köveket meszes vagy szilíciumtartalmú kötőanyaggal tapasztották össze. A kötőanyagban találhatunk agyagtartalmú ásványokat is, ezek azonban a nagyobb nedves­ségtartalom esetén tönkreteszik az építőkövet. A homokkőnek is ártanak a környezeti hatások és a terhelés, de sokkal tartósabb, mint a márga. Tűz hatására instabillá válik, mivel a kvarc 550 °C-nál nagyobb hőmérsékleten átalakul.

A gnájsz

A gnájsz az átalakult kőzetek közé tartozik. Hasonló az összetétele, mint a gránitnak, mivel azonban réteges kőzet, egyszerűbb a kitermelése. Emiatt viszont az élettartama és a szilárdsága is kisebb, mivel hajlamos a morzsolódásra.

A mészkő

Üledékes, oldatból kivált kőzet, alapanyaga CaCO₃, fizikai tulajdonságai alapján több fajtája ismert. A durva mészkő durva szerkezetű, porózus, puha és nem feltétlenül fagyálló. Ennek ellenére évszázadokig kedvelt építőanyag volt. A fővárosban és környékén az 1800-as évek második felétől az 1900-as évek elejéig tömegszerűen alkalmazták, de később, a kor­szerűbb építőanyagok megjelenésével háttérbe szorult.

A durva mész­követ nagy porozitása és kis szilárdsága miatt a pincék talajszint alatti falainál nem igazán használták. Kőben gazdag vidékeken, ahogy a lakó­házakat, úgy a szabadon álló pincéket is építettek belőle. A tömött mészkő nagy szilárdságú, fagyálló, faragható, jól csiszolható és fényez­hető, ezért főként burkoló- és díszítőkőként alkalmazták, többek között lábazatoknál.

Egyéb kőzetek

Az építkezésekhez vidékenként eltérő anyagokat használtak aszerint, hogy mi volt a legelterjedtebb az adott területen. Leggyakrabban a pala külön­böző fajtáival találkozhatunk.

A különböző kőzetek műszaki tulajdonságait a 2. táblázat tartalmazza.

2. táblázat. A kőzetek tulajdonságai.

A tégla

A téglát a sumerok használták először építőanyagként. Kezdetben szal­mával és állatszőrökkel kevert téglákat készítettek, amelyeket nem éget­tek ki. Az égetett téglát először csak a homlokzatokhoz használták, a belső falak később is égetetlen falazóelemből készültek. Az első téglák viszony­lag nagyok voltak, de laposak (300 x 300 x 50 mm). Megfelezésükkel keletkezett az ún. lídiai tégla, amelynek mérete már közelít a ma használ­takéhoz. Régiónkban az első téglaépületek a római korban épültek.

A téglagyártás a kereszténység elterjedésével vált egyre általánosabbá, a legtöbbet a ciszterci szerzetesek tettek ezért a 12. században. A gótikus téglát többféle magassági méretben is készítették, ebből a korból fenn­maradt 50 mm, de 130 mm magas építőelem is. A későbbi korokban elter­jedt a mostani „öntött falazás” előfutára: a homlokzatot téglából rakták, a belső rész habarcsba rakott kő volt. A pincékben ennek a módszernek másik változata volt jellemző: a fal talajjal érintkező oldalán nagyobb darab köveket helyeztek el, a belső oldalát pedig téglával borították.

A téglagyártás lépései:

A téglagyártás három részből áll: formázás, szárítás és égetés. A kézi gyártás eredményeképpen különböző méretű, alakú és minőségű elemek készül­tek. Az égetés sem volt folyamatos, gyakran megszakították, így még az egy téglagyárban készült termékek tulajdonságai, minősége is eltérő lehetett. A jobban kiégetett téglákat a talajszint feletti falak építéséhez használták, a normális égetésűek általában a pincék falába kerültek.

A 18. században javult az égetett tégla minősége, és egységesült a méret is: II. József rendelete 303 x 115 x 65 mm-es méretet határozott meg. A metrikus mértékrendszer bevezetése után ez a méret módosult 290 x 140 x 65 mm-re. A monarchia területén 1870 után fokozatosan elter­jedt a folyamatos égetésű, kör alakú téglaégető kemence, amelynek kö­szönhetően jelentősen javult az építőanyag minősége.

A tégla szilárdságát régebben nem határozták meg, a 19. században csak a típusa és az építő céhek követelményei alapján különböztették meg. Ezek a követelmények azonban nem a szilárdságra, hanem a méret­re vonatkoztak, pontosabban a minimális vastagságot határozták meg az épület szintjeinek száma alapján. A 20. század elején fajtájuk szerint különböztették meg a téglákat, ezeket tartalmazzák a 3a-3c táb­lázatok.

A fal szilárdságát hozzávetőlegesen szilárdsági próba nélkül is meg lehet állapítani. A 4. táblázat a kisméretű tömör téglából épült fal szilárdságá­nak megállapítására mutat példát.

3a táblázat. A különböző téglák szilárdsága a 20. század elején.

3b táblázat. A téglák hozzávetőleges szilárdsága, 1931.

3c táblázat. A tégla szilárdsága, részletesebb meghatározás, 1942.

4. táblázat. A téglafal szilárdságának megállapítása.

* A TF a téglafalazatot jelöli, a szám pedig a falazat határfeszültségének N/mm2-ben kifejezett számértéké­nek tízszerese.

A habarcs

Hazánk területén már a római idők óta alkalmazták a habarcsot az építő­elemek közötti rések kitöltésére. A 19. század végéig a legelterjedtebb a mészhabarcs volt. Emellett korábban agyagos vagy vályoghabarcsot is használtak, ez vidéki épületeknél sokszor még a 20. század elején is előfordult.

A kötőanyag lehet légáteresztő habarcs, amely jól bírja az időjárás leg­több hatását, de a vizet nem (ezek a meszes, vályog- és agyaghabarcsok), valamint hidraulikus kötésű meszes vagy cementes habarcs, amely ellenáll a nedvességhatásnak.

A vályog- és agyaghabarcs

Alig egy évszázaddal ezelőtt még a vályog volt a legelterjedtebb építő­anyag, ezért nagyon gyakran használták pincék építésénél is. A habarcs alapanyaga nagy agyagtartalmú vályog vagy tiszta agyag volt. Az agyag­habarcs tartósan alacsony nedvességtartalom mellett (amelynél a térfogata nem változik) viszonylag stabil kötőanyag, és meglepően jó a szilárdsági mutatója.

A térfogatcsökkenés megakadályozása érdekében homokot és apró kavicsot adtak hozzá. Néhány éve megállapították, hogy a mész hozzá­adásával csökken ugyan a szilárdsága, de nagyobb lesz az ellenállása a nedvességgel szemben, és jobban őrzi térfogatát is (l. 5a és 5b táblázat). Létezett olyan agyaghabarcs is, amelyet cement, agyag és homok keveré­kéből készítettek, ezt elsősorban talajszilárdítóként alkalmazták.

Azoknál az épületeknél, ahol vályoghabarcsot használtak, általában még mészvakolattal is bevakolták a falakat, így biztosítva a szükséges hőmér­sékleti, szárazsági és statikai feltételeket. Az ilyen többrétegű szerkezet a pincék esetében ritkaságnak számít. A márgából épített pincéknél az agyaghabarcs gondoskodott a szükséges állandó páratartalomból, de csak abban az esetben, ha a fal mögötti talaj nedvességtartalma is állandó volt.

5a táblázat. Agyaghabarcs (14 napos).

5b táblázat. Agyaghabarcs (28 napos).

A meszes habarcs

A mész tulajdonsága a mészkő összetételétől függ. Kezdetben lágyra égetett meszet használtak. A mészégetés lassú folyamat volt (mészkőt, fát, szalmát és nádat raktak több rétegben egymásra). Pórusos, kis sűrű­ségű, nagy fajlagos felületű meszet használtak, amely oltáskor erősen exoterm reakcióval, nagy hőmérsékleten és gyorsan oltódott. A későbbi fala­zott mészégető kemencék, aknák és rotációs kemencék gyorsították az eljárást. Így azonban ún. keményre égetett meszet kaptak, amelynek nagyobb volt a sűrűsége, és oltása lassan zajlott, reakciója nem volt olyan heves. Az oltással a mész térfogata növekszik.

A meszet tökéletesen, oltatlan maradék nélkül kell oltani, majd hagyni kell érni. A pihentetés legalább három hét, a komolyabb épületekhez akár több évig is érlelték a meszet.

Az utóbbi években használt hidraulikus mész kémiai összetétele jelen­tősen eltér a hagyományosétól, ennek köszönhetően ellenálló a vízzel szemben. A hidraulikus mész hozzáadásával készült habarcs sűrű, kisebb benne a páravándorlás (nagy a diffúziós ellenállása). A mésztartalmat óvatosan kell megállapítani, csak annyi kell, hogy a ho­mokszemcséket tökéletesen borítsa, mivel a túl sok mész jelentősen csök­kenti a habarcs szilárdságát.

A cementes habarcs

Ennél a habarcsnál cementet használnak kötőanyagként. Az első kísér­leteket a víz alatt kötő habarccsal még az ókori Rómában végezték. Az oltott mészhez vulkáni tufát és finom vulkáni hamut adtak, a keveré­ket cementnek nevezték. Az újkori cement az agyagos mészkő nagy hőmér­sékleten való égetésével keletkezik. Már a 19. század második felétől alkal­mazzák, de ipari méretű gyártása és felhasználása csak a 20. század elejétől jellemző. A cementtartalmú habarcs szilárdsága nagy, de nagy a dif­fúziós ellenállása, ami gátolja a pára akadálytalan átjutását.