I. О «зелёном» строительстве из грунта (земли)«Зелёный» дом – это комфортное жильё с минимально возможным влиянием на окружающую среду. Для этого «зелёный» дом должен обладать, во-первых, низким уровнем потребления энергетических и материальных ресурсов на всех этапах своего жизненного цикла, а именно, выбор участка, проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт, разрушение и утилизация.Во-вторых, «зелёное» здание должно обладать повышенным комфортом своей внутренней среды, а именно, внутри здания, как минимум, должен быть обеспечен тепловой и акустический комфорт, повышена эффективность использования энергоресурсов для отопления, вентиляции и кондиционирования, обеспечено рациональное использование питьевой воды, используемые для строительства здания материалы должны быть безвредны для здоровья человека. Для обеспечения этих требований здания, возводимые из традиционных ныне материалов, оснащаются сложными и дорогими инженерными системами, что требует больших финансовых затрат на стадии проектирования и строительства. Из-за этого такие дома малодоступны средним слоям населения и совсем недоступны малообеспеченным гражданам. В то же время известно, что строительство зданий из земли и дальнейшая эксплуатация требует небольших энергозатрат по сравнению с традиционным домостроением. Это энергоэффективное устойчивое строительство из возобновляемых материалов безвредных для здоровья. В здании из земли уровень влажности саморегулируется за счёт адсорбирования стенами водяных паров из воздуха помещения. Это поддерживает внутри помещений здоровый микроклимат. Вредные вещества, которые могут находиться в воздухе помещения, нейтрализуются и связываются одновременно. Это создаёт исключительно комфортный и здоровый климат в помещении. И это без использования каких-либо сложных технических климатических установок (устройств). Массивные стены из земли обеспечивают акустический комфорт. Они же аккумулируют тепло, что гарантирует повышенный тепловой комфорт и улучшает климат в помещении. Их изготовление не образует токсических отходов, требует как минимум на порядок меньше энергии по сравнению, например, с производством строительного кирпича или железобетона. Таким образом, дома из земли экономят энергию и сокращают загрязнение окружающей среды, всегда готовы к вторичному использованию без каких-либо ограничений. Дома из земли являются идеальным кандидатом для широкого внедрения в практику «зелёного» строительства. |
I. About "green" building from soil (earth)"Green" house is a comfortable accommodation with the least possible harm to the environment. To achive this "green" house should have, for one thing, low consumption of energy and material resources at all stages of their life cycle, namely, site selection, design, construction, operation, repair, demolition and recycling.Secondly, the "green" building must have highly comfortable internal environment, namely, interior of the building, at least, should be provided with thermal and acoustic comfort, heating must be energy efficient, ventilation and air conditioning should be increased, also, rational use of water should be ensured, and all materials used for the construction must be harmless to human health. To ensure these requirements, the buildings constructed from traditional materials today are equipped with complex and expensive engineering systems that require large financial investments during design and construction. Thereby these buildings are mostly inaccessible to middle class citizens and definitely not affordable for low-income citizens. At the same time, it is known that the construction of buildings from soil and their further use requires less energy compared to traditional methods of construction. This presents us with energy-efficient sustainable buildings from renewable materials, which are totally harmless to health. In the building made of soil, level of humidity self-regulates by adsorbing water vapors with the walls of the room, where possible harmful substances from the air are neutralized and bound together. This creates an exceptionally comfortable and healthy indoor climate. And that's achieved without any complicated climate systems. The massive walls of the earth provide acoustic comfort. They accumulate heat, which ensures high thermal comfort and improved indoor climate. Their production does not produce toxic waste, it requires at least an order of magnitude less power than, for example, the production of building brick or concrete. Thus, buildings made of soil save energy and reduce pollution, are always ready for reuse without any restrictions. Buildings made of soil are ideal for world-wide expansion of "green" construction. |
II. Технические причины, сдерживающие строительство «зелёных» домов из землиИспользование земли для строительства «зелёных» зданий сдерживается несовершенством всех традиционных технологий её обработки. В первую очередь это относится к технологиям формования земли. Ими либо получают сразу готовые стены, либо отдельные элементы (блоки, кирпичи), из которых потом выкладываются стены. Традиционные базовые технологии трамбования и прессования являются сейчас преобладающими способами.Неравномерность плотности по высоте и объёму изделия является главным трудно устранимым недостатком этих способов. Контактирующий с поверхностью движущегося пуансона слой уплотняется при прессовании наиболее сильно и не выпускает из формы воздух, находящейся в рыхлой массе. По мере уплотнения последней воздух оттесняется к средине изделия. Это приводит к трещинам, расслаиванию и расширению прессовок до 4-8% при прекращении давления пуансона. Кроме того, значительная доля подводимой энергии (не менее 30 %) расходуется впустую на трение о стенки формы. Исследование известных способов уплотнения структур как систем приводит к однозначному выводу, что все они являются закрытыми замкнутыми системами. Замкнутые закрытые системы характерны тем, что вещество не поступает в них и не выделяется из них. Обмен энергией с окружающей средой происходит только. Закрытая система достигает состояния неподвижного равновесия, когда все макроскопические величины системы остаются неизменными и прекращаются все макроскопические процессы. Свойственное традиционным способам применение закрытых замкнутых систем является причиной недостатков этих способов уплотнения. Открытые незамкнутые системы характерны тем, что в них ввод и вывод происходит постоянно не только энергии, но и вещества. Подвижное (текущее) равновесие является стационарным состоянием открытой системы, при котором все макроскопические величины остаются неизменными, но макроскопические процессы упорядочивания структуры продолжаются непрерывно из-за обмена веществом и энергией с окружающей средой. Причём упорядочивание будет тем значительнее, чем дальше система находится от равновесия. Все природные процессы упорядочивания протекают в открытых системах с минимальным расходом энергии. Поэтому процессы строительства «зелёных» домов нужно осуществлять, по возможности, в открытых системах. Однако, реализация открытых систем, до относительно недавнего времени осуществлена, в основном, в биологии, медицине и лазере. Принципиально новую технологию самоуплотнения порошков в результате индуцированного течения (СПРИТ), известную как «Русские качели» и «зонное нагнетание» было предложено использовать для преодоления этого очевидного технологического противоречия. Принципиальная новизна этой технологии основывается на использовании в ней эффекта самоорганизации (самоуплотнения) сыпучих сред, открытого инженером Н.Е.Королёвым и названного им «текучим клином». Особенность этой новой, пятой, базовой технологии, принципиально отличающая её от четырёх традиционных (трамбование, укатка, прессование, вибрирование), заключена в том, что процесс ведётся в открытой системе. При изготовлении изделий порошокообразный материал нагнетают постоянно в открытую систему, через которую материал протекает потоком и вытекает из неё (см. рис.1). При этом стационарное неравновесное состояние с упорядоченной структурой достигается в системе, которую выводят в направлении, противоположном вытеканию потока материала из системы. |
II. Technical reasons hindering construction of "green" buildings made of soilUse of soil for the construction of "green" buildings is constrained by shortcomings of the traditional technologies. This primarily refers to the technologies used in shaping the soil. They are now used either for creating a whole wall or for making individual elements (blocks, bricks), from which walls are constructed. Here, traditional basic ramming and molding technologies are still predominantly used.The density unevenness throughout the height and volume of products is the main and nearly nonremovable disadvantage of these methods. Surface level of the moving punch layer is hardened quickly and it does not let air from the loose mass out of the shape. As a result, as the product is hardened, air is pushed into to the middle of the volume. This leads to cracks, delamination, and expansion of final product by 4-8% at the end of the pressure punch. In addition, a significant proportion of input energy (at least 30%) is wasted due to friction with the walls of the mold. Investigation of the known methods of structures contraction as systems leads to the unequivocal conclusion that they are all closed systems. In closed systems there’s no inflow and no outflow of substances. Only energy exchange with the environment takes place. When a closed system reaches a stationary state of equilibrium, where all the macroscopic quantities of the system remain unchanged, it ends all macroscopic processes. Inherent use of closed systems in traditional methods of structures contraction results in their shortcomings. In open systems, not only energy is exchanged, but also substances. Dynamic equilibrium is a stationary state of an open system in which all the macroscopic quantities remain unchanged, but the macroscopic processes of structuring go on continuously due to exchange of substances and energy with the environment. Moreover, the ordering and structuring are more significant, if the system is far from equilibrium. All natural processes of ordering and structuring occur in open systems with minimal power consumption. Therefore, construction of "green" buildings should be done, if possible, in open systems. However, open systems were used, until relatively recently, mainly in biology, medicine and laser technologies. Essentially new technology of self-condensation of powders by stimulated induced current (SPSIC), known as the "Russian Kachely (Swing)" and "zoned pumping" was proposed to overcome this apparent technological contradiction. The principal novelty of this technology is based on the use of self-organization (self- compacting) effect in granular media, which is called the "flowing edge" which was discovered and named by N.Korolev. Features of this new, fifth, base technology fundamentally distinguish it from the four traditional ones (plugging, rolling, pressing, vibrating). The main difference lies in the fact that the process is conducted in an open system. During the manufacture of products, powdery material is injected constantly into an open system, through which material flows (see Figure 1). In this case the stationary nonequilibrium state with an ordered structure is achieved in the system, which is lead in the direction opposite to the outflow of the material stream from the system. |
|
Рисунок 1 / Figure 1 |
|
|
Это позволяет получать изделия из порошкообразных материалов с равномерной плотностью по объёму с минимальными энергетическими и материальными затратами. При этом «защемление» воздуха и образование трещин не происходит, ровно, как и других дефектов, свойственных закрытым системам. Для иллюстрации минимальных усилий, требуемых для создания плотных структур из земляных смесей СПРИТ - технологией, был проведён следующий эксперимент. Перед формованием блока обыкновенные электрические лампочки были помещены в форму, а личинка жука уложена на дно формы. Блоки были отформованы способом СПРИТ, и после этого оказалось, что ни лампочки, ни личинка не были раздавлены (Рис. 2). Более того, личинка оказалась жива, несмотря на высокую плотность самого блока. |
This allows to receive products from powdered materials with uniform density over the volume with minimal energy and material costs. The "pinching" of the air and cracking does not occur, as well as other defects, common to closed systems. To illustrate the minimal effort required to create a dense structure from soil mixtures using SPSIC technology, following experiment was conducted (2). Before forming the block, ordinary light bulbs were placed in a form, and the beetle larvae lay on the bottom of the form. The blocks then were molded with method of SPSIC, and it turned out that no bulbs and no larvae were squashed (Fig. 2). Moreover, the larva was still alive, despite the high density of the block. |
|
Рисунок 2 / Figure 2 |
|
| Главная особенность СПРИТ- технологии заключается в том, что во всё время формования порошкообразная формовочная масса и нагнетатель движутся согласованно и одновременно без шума и вибрации. При этом равномерная плотная структура самообразуется в опалубке или форме по всему её объёму, а размеры изделия точно соответствуют опалубке или форме по высоте, ширине и длине. Никакой переналадки не требуется при изменении влажности земляной смеси или её состава. | The main feature of SPSIC technology lies in the fact that during the entire process powder mass and the supercharger are moving in accord and at the same time without the noise and vibration. So, uniform dense structure is self-generated in the mold or shape throughout its volume and dimensions of the unit correspond exactly to mold or shape by height, width and length. No setupis required if it is necessary to change the humidity of soil mixture or its composition. |
III. СПРИТ-технология как способ удовлетворения потребности в жильеСПРИТ технологией можно обрабатывать любые применяемые для строительства грунты влажностью от 6 до 16 % и изготавливать из них строительные изделия с предельно плотной структурой материала и точными размерами одним непрерывным действием, как в виде слоя, так и в отдельных формах. СПРИТ-технология исключает весовое и объёмное дозирование, уменьшает давление, воздействующее на формуемый порошкообразный материал, на порядок и более.СПРИТ-технология осуществляется посредством нового класса высокоэффективных, машин - нагнетателей сыпучих сред, получивших название «Русские качели®». Такие машины являются простым, дешёвым и надёжным технологическим оборудованием, с меньшей металлоёмкостью в 3-5 раз, с меньшей мощностью в 2-3 раза по сравнению, например, с традиционным прессованием. Они работают без вибрации и сверхнормативного шума, имеют минимальный износ деталей, взаимодействующих с обрабатываемым грунтом. При этом грунт распределяется и уплотняется равномерно без защемления воздуха и влаги. Высокая точность размеров изделия достигается за счёт заполнения формы вровень с краями. Также как и традиционными технологиями СПРИТ-технологией можно либо изготовить сразу готовые стены, либо отдельные элементы (блоки, кирпичи) для последующей укладки в стену. Устройство, реализующее СПРИТ-технологию, известное, как мини-нагнетатель сыпучих сред, может применяться для изготовления стен путём непосредственной набивки земляной массы в переставную опалубку. Заполнение пространства опалубки уплотнённой земляной смесью с одинаковой плотностью по всему объёму опалубки производят перемещением по переставной опалубке мини-нагнетателя. Опалубку переставляют вдоль стены, затем она снова заполняется и это увеличивает величину получаемого уплотнённого слоя. После завершения формования слоя вдоль всех стен опалубка устанавливается на этот образованный слой, и новый слой наращивается аналогичным способом. И так действуют до достижения требуемой высотной отметки. При этом необходимые проёмы для окон и дверей оставляют. Их поверхности не требуют последующей доработки. Установка перемычек в проёмы так же не вызывает никаких проблем и производится в процессе укладки соответствующего слоя возводимой стены. Темп возведения стен, например, толщиной 0,5 м, одним мини-нагнетателем, управляемым в ручную, может в среднем составить 1 м2/час. Для увеличения скорости возведения стен можно одновременно использовать несколько мини-нагнетателей. Использование мини-нагнетателей в качестве основы кибернетических механизмов для возведения стен без участия или с минимальным участием человека является весьма перспективным и отвечающим духу строительства «зелёных» зданий. |
III. SPSIC technology as a way to meet the housing needsSPSIC technology can be used for construction from soil with humidity from 6 to 16% and to make building products with an extremely dense structure of the material and the exact dimensions in one continuous action, as a layer, or in different molds. SPSIC technology eliminates weight and volume dosing, decreases the pressure on the molded powder material by order or more.SPSIC technology is carried out by a new class of highly efficient machines - superchargers of powder media, now known as "Russkiye Kachely®». These machines are simple, cheap and reliable manufacturing equipment, with metal content lower by 3-5 times and power consumption lower by 2-3 times compared to, for example, traditional pressing. These machines work without excess vibration and noise, have minimal wear of components interacting with treated soil. Here, soil is distributed evenly and compacted without entrapped air and moisture. Dimensional accuracy of the product is high, thanks to filling out the form to the edges. As well as traditional technologies, SPSIC technology can either make a whole wall or individual elements (blocks, bricks) for the subsequent building of the wall. A device that implements the SPSIC technology, known as mini-supercharger of powder media, can be used to manufacture whole walls by direct filling of soil masses into formwork. Uniform filling of formwork by compacted soil mixture with equal density throughout the volume is achieved by moving of the mini-supercharger along the formwork. Formwork is rearranged along the wall, then is filled again, which increases the size of the resulting compacted layer. After completion of first layer along the walls, formwork is installed on the top of the layer and a new one is created in the same way. This process is repeated until required height is reached. In this case the required openings for windows and doors are left. Their surfaces do not require further tweaking. A putting of a jumper in opening is also easy, and in done while forming of the corresponding layer. This way, the walls with thickness of 0.5 m are built at a rate of average of one m2/hour, while using a single mini-supercharger operated by hand. To increase the speed of wall construction, several mini-superchargers can be simultaneously used. Usage of mini-superchargers as the basis for cybernetic building mechanisms requiring no or with minimal human participation is very promising and goes well with the spirit of constructing of "green" buildings. |
IV. «Русские качели» (РК) – новый класс формовочных машинЭкоблоки и кирпичи из земляной массы могут изготавливаться посредством серийно выпускаемых мобильных формовочных машин типа «Русские качели®» (РК).Одна из таких машин, получившая индекс РК_мини_01 (рис. 3) создана для удовлетворения потребности в недорогом, но относительно производительном формовочном оборудовании для изготовления экоблоков размером 65х120х250 мм из маловлажных смесей различного состава. |
IV."Russkiye Kachely" (RK) is a new class of molding machinesEkoblocks and bricks from soil mixtures can be produced by commercially available mobile molding machines such as "Russkiye Kachely®» (RK).One of these machines, known as RK_mini_01 (Fig.3), is designed to meet the demand for inexpensive, but relatively productive molding equipment to manufacture ekoblocks 65x120x250 mm in size from low moisture mixtures of different composition. |
|
Рисунок 3 / Figure 3 |
|
|
СПРИТ-технология воспроизводится в этой машине непрерывно в формах одним качающимся гирационным рабочим органом. Формы могут перемещаться под нагнетателем. Замкнутые ячейки с открытой верхней поверхностью, соответствующие размеру формуемого изделия, образуются, когда формы располагаются между правым и левым продольными бортами. РК_мини_01 машина работает следующим образом. Подготовленную земляную смесь подают в бункер машины. Эта смесь попадает под поверхность качающегося рабочего органа нагнетателя и заполняет форму через её открытую сторону. Рабочий орган, совершая круговое качание, осуществляет постоянное нагнетание порций смеси в форму. Интенсивное выдавливание смеси в свободную сторону формы характеризует образование СПРИТ, которое происходит в результате нагнетания. При этом плотность смеси в формах достигает максимальной величины, соответствующей уровню управляющего сигнала. Затем привод передвижения форм включается автоматически. Формование экоблоков происходит в процессе последовательного продвижения форм под рабочим органом нагнетателя. Скорость их передвижения регулируется автоматически, исходя из условия образования СПРИТ. Формы с отформованными экоблоками попадают под лыжу бункера, где блоки калибруются. Отформованные экоблоки снимают либо руками, либо посредством соответствующего захвата. Это осуществляется постоянно, пока продолжается процесс изготовления экоблоков. РК_мини_01 машина может изготавливать не только экоблоки из разнообразных земляных масс, но также и блоки из цементно-песчаных, грунтоцементных, глинопесчаных, цементно-перлитовых и других смесей. Ориентировочная производительность машины может составлять 0,5-0,6 млн. экоблоков в год при односменной работе (8 ч). Машина РК 250 (рис.4) является ещё одной серийно выпускаемой машиной РК. Машина РК 250 предназначена для изготовления стеновых экоблоков размером 90х190х390 мм из разнообразных мало влажных сыпучих материалов, преимущественно из грунто-песчаных и грунтоцементных мелкозернистых смесей, как на месте строительства, так и в производственных условиях. Машина РК 250 оснащена электронным блоком управления, который реализует автоматический и полуавтоматический режимы работы. |
In this machine SPSIC technology is implemented by a working tool of the oscillating gyration. Forms can also move under the supercharger. Closed cells with an open top surface, corresponding to the size of the molded product, formed when the forms are located between the right and left longitudinal side. Prepared soil mixture is fed into the bunker machine. This mixture gets under the surface of swinging working member and fills out a form through its open side. The working tool, doing a circular swing, provides a constant pumping a mixture of portions of the form. The intensive extrusion of mixture into the free side of the form creates the SPSIC, which occurs as a result of injection. The density of the mixture in forms reaches a maximum value, corresponding to the level control signal. Then it drives the movement of forms automatically. Ekoblocks are molded by continuous process of moving forms under the working tool of supercharger. Movement speed is automatically adjusted based on the conditions of SPSIC formation. Forms with molded ekoblocks get under the ski bunker where the blocks are calibrated. Formed ekoblocks are removed by hands, or by an appropriate device. This is done constantly, while the manufacturing process of ekoblocks continues. RK_mini_01 machine can produce not only ekoblocks from a variety of soil masses, but also blocks from cement and sand, ground-cement, clay-sand, cement-perlite, and other mixtures. The estimated performance of the machine can be 0.5-0.6 million ekoblocks per year in eight-shift. RK 250 machine (Fig. 4) is another commercially available RK machine. RK 250 is designed for the manufacture of wall ekoblocks 90x190x390 mm in size from a variety of low-moisture granular materials, mainly from the soil-sand and ground-cement mixtures, both on-site construction and in production. The RK 250 machine is equipped with electronic control unit, which implements the automatic and semiautomatic modes. |
|
Рисунок 4 / Figure 4 |
|
| Экоблоки, изготовленные на машинах РК 250, имеют точные размеры и хороший внешний вид. Средняя распалубочная прочность блоков составляет от 1,0 до 2,0 МПа. Экоблоки отличаются высокой стабильностью плотности. Установлено, что плотность экоблоков, отформованных на РК 250, высушенных до постоянной массы, не зависит от изменения исходной влажности грунтосмеси. Испытания проводились при одном и том же составе формуемой смеси, состоящей из одной части глины Бескудниковского кирпичного завода (г.Москва) и 0,75 частей карьерного песка по массе. При этом влажность смеси варьировалась от 7 до 12%. | Ekoblocks made on machines RK 250 have the exact size and nice exterior. The average stripping strength of blocks is from 1.0 to 2.0 MPa. Ekoblocks have very stable density. It was established, that the density of RK 250 ekoblocks, dried to constant mass, is independent of changes in the initial moisture of soil mixtures. Tests were conducted with the same composition of initial mixtures, with one part of clay from the Beskudnikovsky brick plant (Moscow) and with 0.75 parts of sand. Moisture of the mixture ranged from 7 to 12%. |
V. Каскадно-инверсионный способ смешивания на основе СПРИТ-технологииПоявление формовочных машин типа «Русские качели®» выдвинуло в первый ряд проблему подготовки грунтовых смесей, которая для строительства «зелёных» зданий должна быть столь же эффективной, что и формование СПРИТ-технологией.Традиционная схема производства грунтоблоков предполагает сушку исходного грунта для последующего измельчения. Это существенно снижает общую эффективность процесса производства грунтоблоков. Это есть вынужденная энергоёмкая операция, так как грунт при естественной влажности, как правило, невозможно измельчить существующими дробилками. И если при маломасштабном производстве грунт подсушивают за счет воздействия солнечного излучения и выветривания, что удлиняет время подготовки грунта, то при заводском производстве – это есть прямые затраты на энергию, потребляемую сушилкой. Это есть очень не рационально, тем более, что при последующей подготовке грунтовой смеси к формованию, её снова увлажняют до 8-12% влажности. Принципиально новый каскадно-инверсионный способ смешивания порошкообразных материалов, основанный на СПРИТ-технологии был предложен для разрешения этого противоречия. СПРИТ создают накачкой извне смешиваемых материалов в зону тонкими слоями сверху-вниз друг за другом до образования локальной плотной текучей зоны движущихся частиц (эффект «текучего клина»), и обратного вытеснения разрыхлённого потока перемешанных материалов из зоны текучего клина. При каскадно-инверсионном способе смешиваемые материалы перемещают потоком в смесителе последовательно из одного отсека ёмкости смесителя в другой, из другого в следующий. Причём поток в первом отсеке образуют постоянной накачкой (втиранием, внедрением) смешиваемых материалов, поступающих из внешней среды. В последующих отсеках поток образуют постоянной накачкой (втиранием, внедрением) смешиваемых материалов, вытесняемых (пересыпаемых) из предыдущих отсеков до вытеснения перемешанного материала из последнего отсека наружу. Суглинки и супеси естественной влажностью с вяжущим и другими добавками можно смешивать каскадно-инверсионным способом. Причём, получаемая смесь имеет высокую гомогенность и по структуре, и по распределению смешанных компонентов. Она сыпется хорошо, не имеет больших комков. Технологическая схема производства грунтоблоков с применением каскадно-инверсионного смесителя упрощается значительно. Применение каскадно-инверсионного способа для подготовки грунта к последующему формованию исключают из технологической схемы изготовления грунтоблоков операции сушки грунта, последующее его дробление и отсев крупных включений. Это повышает эффективность изготовления блоков, экономит энергию и сокращает загрязнение окружающей среды значительно. Общий вид каскадно-инверсионного смесителя представлен на рис.5. |
V. Cascaded inversion method of mixing based of SPSIC technologyThe appearance of forming machines such as "Russian Kachely®» puts forward the problem of preparation of soil mixtures, which, for the construction of "green" buildings should be solved as effectively as possible, in the spirit of SPSIC technology.The traditional scheme of production of soil-blocks involves drying source of soil for subsequent grinding. This significantly reduces the overall efficiency of the production process. This is a forced energy extensive operation, because soil with natural moisture level is usually impossible to grind with existing crushers. And while during small-scale production the soil is dried at the expense of exposure to solar radiation and weathering, which lengthens the time of preparing the soil, in factory production this process is conducted by energy extensive dryer. This is not very efficient, especially since in the subsequent preparation of the soil mixture to molding, it is necessary to moisten it again to 8-12% moisture. Fundamentally new method of cascade-inversion mixing of powdered materials, based on the SPSIC technology has been proposed to resolve this contradiction. SPSIC is created by pumping of mixed materials into the zone in thin layers, one after another until a local dense fluid zone of moving particles (the effect of "flowing edge"), is formed and reverse displacement the flow of the loosened mixed material from the zone of flowing edge is achieved. Using cascaded inversion method, the mixed materials are moved in a flow in the mixer sequentially from one compartment of the mixer container to another, from another to the next. The flow in the first compartment forms a continuous pumping of mixed the materials coming from the external environment. In subsequent compartments flow forms a constant pumping of mixed material displaced from the previous sections to the displacement and extrusion of the mixed material from the last compartment outwards. Loam and sandy loam with natural moisture with binder and other additives can be mixed using cascade-inversion method. Moreover, the obtained mixture has a high homogeneity of both structure and distribution of mixed components. It pours well, no big lumps. Technological scheme for creating ekoblocks simplifies considerably with the use of cascaded inversion mixer. The use of cascade-inversion method for preparing the soil for subsequent molding eliminates the need for drying the soil, its subsequent crushing and screening of large inclusions. This increases the efficiency of production, saves energy and reduces pollution of the environment. General view of cascaded inversion mixer shown in Fig.5. |
|
Рисунок 5 / Figure 5 |
|
|
Смеситель работает следующим образом. Грунт естественной влажности, вяжущее (стабилизирующую добавку) и другие необходимые компоненты в требуемых пропорциях подают непрерывно в бункер работающего смесителя. Смешиваемые материалы перемещаются из бункера под конусную рабочую поверхность нагнетателя и внедряются ей в слой ранее поступивших смешиваемых материалов. По мере поступления смешиваемых материалов в каскадную ёмкость смешиваемые материалы движутся по дну чаши и по наклонным поверхностям лопастей каскадообразователя, попадая из первого отсека в другой. Смешиваемые материалы нагнетаются нагнетателем слоями сверху вниз в каждом последующем отсеке, что приводит к движению смешиваемых материалов по дну чаши и наклонным поверхностям лопастей каскадообразователя во всех отсеках. Смешиваемые материалы перемешиваются, образую гомогенную смесь, по мере последовательного прохождения отсеков. Смесь высыпается из смесителя наружу через выпускное отверстие из последнего (пятого) отсека. Процесс смешивания грунта производится непрерывно. При этом смешиваемые компоненты подают в течение всего процесса постоянно в необходимых пропорциях в бункер-питатель. А готовую смесь выводят из-под смесителя. Каскадно-инверсионным смесителем можно смешивать различные материалы, в первую очередь, глиносодержащие с вяжущим (цемент, известь) и другими необходимыми компонентами (песок, керамзитовый песок, минеральные красители, золы и др.). При этом исходная влажность грунта может колебаться от 4 до 18 %. Экоблоки, отформованные из смеси, полученной на каскадно-инверсионном смесителе, имеют лучший внешней вид и более качественно уплотненную структуру, чем из смеси, подготовленной на лопастном смесителе с вертикальным валом. При этом получаемая плотность блоков может быть больше на 10-15%. Применение СПРИТ-технологии для смешивания земляной массы и для её последующего формования снижает существенно нагрузку на окружающую среду по сравнению с применением традиционных способов, удешевляет строительство, повышает качество зданий, делает возможным строительство «зелёных» зданий экономического класса (рис.6, 7- Россия, рис. 8 - ОАЭ). СПРИТ технологии переводят традиций строительства из земли на новый уровень развития, тем самым способствуют не только их сохранению, но и совершенствованию. |
The mixer operates as follows. Soil with natural moisture, binder (stabilizing additive) and other necessary components in the required proportions are supplied continuously into the bunker of the working mixer. The mixed materials move to out of the bunker under the tapered working surface of the supercharger and are introduced it into the layer of previously received mixed materials. As the mixed material is introduced into cascading container, previously added masses move along the bottom of bowl and along the inclined surfaces of the cascade-forming blades, falling from one compartment to another. Mixed material is supercharged in layers from top to bottom in each successive compartment, which leads to the movement of the mixed material at the bottom of the bowl and on inclined blades in all compartments. The mixed materials are mixed, forming a homogeneous mixture as they pass though compartments. The mixture is then poured out from the mixer through the outlet of the last (fifth) compartment. The process of mixing is continuous. The mixed components are fed through the whole process constantly in the required proportions through the bunker feeder. A ready-mix is removed from the mixer. Cascaded inversion mixer can mix different materials, primarily clay-containing with binders (cement, lime) and other necessary components (sand, expanded clay sand, mineral pigments, ash, etc.). The initial soil moisture can range from 4 to 18%. Ekoblocks, molded from the mixture obtained in cascaded inversion mixer, have better appearance and better structure than ones formed from a mixture prepared by paddle mixer with a vertical shaft. So final density of the blocks may be better by 10-15%. Application SPSIC technology for mixing soil masses and for subsequent molding considerably reduces the negative impact on the environment compared to conventional methods. It reduces the cost of construction, improves the quality of buildings, and finally, makes possible the construction of "green" buildings in economy class (Fig. 6, 7 – Russia, Fig. 8 - UAE). SPSIC technology rises ancient traditions of construction from soil to a new level of development, thus striving not only to preserve but also improve it. |
|
Рисунок 6 / Figure 6
Рисунок 7 / Figure 7
Рисунок 8 / Figure 8 |
|
| СПРИТ технология и полученные ей экоблоки могут быть применимы не только для новых «зелёных» зданий, но также и в реставрации различных объектов культурного наследия. | SPSIC technology and SPSIC ekoblocks may be applicable not only to build new "green" constructions, but also in the restoration of various cultural heritage sites. |
|
Для контактов просим использовать: Телефон: +7 (926) 521.3027 Электронный адрес: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript Электронный адрес: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript |
Authors will consider any offers on cooperation. On all questions please contact authors of the technology via: + 7 (926) 521.3027 E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript |
