Compressed earth brick press/ar

هذا المشروع عبارة عن استكشاف للطوب المصنوع من الطين المضغوط. والسبب الرئيسي هو أنه رائع.

انتقل مركز CCAT ، وهو مركز جامعي متخصص في التقنيات المناسبة ، مؤخرًا إلى موقع جديد، ويضمّ أرضه الجديدة العديد من المنحدرات غير المُسيّجة. ونظرًا لمشاكل التعرية العامة والمخاطر الناجمة عن تدفق المياه المنحدرة فوق التربة الطينية، تبرز الحاجة المُلحة إلى بناء جدران استنادية.

مراجعة الأدب

أساسيات الطوب الطيني المضغوط (CEB)

الطوب المضغوط هو عبارة عن لبنات بناء مصنوعة من تربة مضغوطة، سواء كانت مُثبّتة أو غير مُثبّتة. تتراوح قوة الضغط من بضع مئات من الأرطال إلى عدة أطنان. ونظرًا لزيادة المتانة بشكل كبير، يُستخدم الطوب غير المُثبّت فقط في الأماكن التي لا تتوفر فيها أي مواد لتثبيت الطوب. بالإضافة إلى التثبيت، تُعاير التربة التي يُصنع منها الطوب لضمان المتانة وسهولة التشكيل ومقاومة التلف.

عند ضغط الطوبة، فإنها تفقد 30% من حجمها. ويعود ذلك إلى الضغط الميكانيكي الناتج عن عملية الضغط، والذي يؤدي إلى إخراج فقاعات الهواء ومحاذاة جزيئات الطين الرطبة وضغط الطين حول جزيئات الرمل. [1]

التثبيت

تتوفر العديد من المواد المثبتة التي يمكن استخدامها، ويمكن تصنيفها بشكل عام إلى مواد طبيعية ومواد مصنعة. وتشمل هذه المواد موادًا رائعة مثل عصارة النباتات، ومصل اللبن، والراتنجات، والدبس، ورماد الخشب، والجير، على سبيل المثال لا الحصر. في الولايات المتحدة، يُعدّ توفر الإسمنت وانخفاض تكلفته عاملًا فعالًا من الناحيتين العملية والاقتصادية. ^{[ 1 ] [ 2 ]} بل إن بعض المصادر لا توصي باستخدام مواد مثبتة أخرى غير الإسمنت حتى عند البناء في الدول النامية. ^{[ 3 ]}

الورق كمثبت

مادة "الخرسانة الورقية"، وهي مادة بناء مصنوعة من الأسمنت والورق، خضعت لدراسات واختبارات مكثفة. [2] يُقال إن للورق الموجود في هذه المادة تأثيرًا كبيرًا كمثبت. ومن بين مشاكلها: العفن، والانكماش، وبطء الجفاف. [3] ^{[ 1 ]}

معايير

في النهاية، تفوقت العملية على المنتج. لم يُصنع حتى الآن سوى حوالي ثلاثين طوبة. ومع ذلك، فأنا راضٍ تمامًا عن التجربة، وقد تحققت الأهداف الرئيسية، وهي التعليم والتجريب وإمكانية التكرار، على نحو مُرضٍ.

يكلف

تحضير

معايرة الأرض

بعد اختبار التربة، ويفضل في مواقع متعددة، ستحصل على خليط ترابيّ يتكون من حوالي 75% رمل و10% طين على الأقل وأقل من 35% طين، من حيث الحجم. ^{[ 1 ]} وتعتمد كمية الأسمنت المطلوبة على مدى قربك من هذه النسبة المثالية، وتتراوح بين 3-5% و10%. ^{[ 1 ]} والآن، لنفكر في صنع بعض قوالب الطوب الترابي المضغوط...

اختبار الأرض

بعد قراءة جميع الاختبارات، والتي يبدو أن ستة منها شائعة الاستخدام، استقرت على أبسط اختبارين. اخترت "اختبار الكتلة" و"اختبار الماء المالح".

اختبار الكتلة

اختبار الانكماش بسيط، وهو عبارة عن تشكيل قالب من التربة وقياس الانكماش. يتطلب ذلك صندوقًا طويلًا نسبيًا، حوالي 30 سم × 10 سم × 10 سم. يجب أن تكون جوانب الصندوق ملساء، لذا استخدم زيتًا إذا كانت الجوانب خشنة.

اختبار الماء المالح

لإجراء هذا الاختبار: أضف الملح والماء إلى كوب واحد على الأقل من التربة في وعاء شفاف. استخدم ملعقة صغيرة من الملح لكل كوب من التربة، ثم غطِّ التربة بالماء. رجّ الوعاء جيدًا. اتركه لمدة نصف ساعة تقريبًا. راقب وقِس مدى انفصال التربة.

بحسب:

مقدمة لعملية الكبش

هذا نشاط يُفضّل القيام به ضمن مجموعة. يلزم شخصان على الأقل لتشغيل جهاز CINVA-ram. أربعة أشخاص مناسبون، وستة أشخاص مثاليون حسب تجربتي. سأشرح بإيجاز طريقةً غير ميكانيكية لتشكيل الطوب لا تتطلب سوى قناعة شخصية وأدوات بسيطة.

المواد المطلوبة (للخلط غير الآلي)

• مجرفة معدنية
• عدة دلاء (1-3)
• سطح الخلط (لوح من الخشب الرقائقي، إن وجد، لتجنب الخلط مع الأسمنت على الأرض)
• علامة
• مجرفة
• أداة قياس (مسطرة، شريط قياس، عصا، إلخ)

ستحتاج إلى تحديد مكونات الخليط بناءً على حجم الدلاء. إذا كنت تخلط التربة بالطين أو الرمل، فيمكنك استخدام نفس الطريقة التي استخدمتها لتحديد كميات الأسمنت التقريبية.

اكتشف مزيجك الخاص

أولًا، املأ دلوًا بخليط التربة، ثم ضعه على سطح الخلط. املأ الدلو مرة أخرى، ولكن حتى نصفه فقط، واستخدم قلم تحديد لرسم خط حول منتصف الدلو، ثم اكتب اسم الخط. في الواقع، اكتب أسماء كل شيء. هذا نشاط جماعي، لذا ستساعدك الأسماء على تجنب الالتباس والخطأ. ضع الدلو الثاني على سطح الخلط، وشكّل كومة واحدة، ثم قسّم هذه الكومة إلى 10 أكوام متساوية. قد يتطلب هذا بعض الجهد، فلا تسعى للكمال، بل قم بعمل جيد ثم تابع. ضع إحدى الأكوام بحرص في الدلو، وارسم علامات صغيرة حول الدلو عند مستوى التربة. كرر هذه العملية مرتين إضافيتين. قدّر هذه العلامات. الآن، ارسم خطًا لأعلى هذه المسافة من خط المنتصف. اكتب اسم هذا الخط الجديد، الذي يجب أن يكون أعلى خط المنتصف بمسافة صغيرة، على أنه "أسمنت". هذا يعطيك ما يقارب 10% من تثبيت الأسمنت عند القياس. إذا كنت تجري اختبارًا لتحديد أفضل نسبة خلط، فقم بتغيير كمية الأسمنت من 10% إلى 5% عن طريق تقليل المسافة بين خطي "التربة" والأسمنت إلى النصف. ثم قلل المسافة بين خط اختبار 5% وخط اختبار 10% إلى النصف مرة أخرى. تشير بعض الوثائق إلى إمكانية خفض نسبة الأسمنت إلى 2%. مع ذلك، إذا كنت تستخدم مُثبِّتًا آخر، فمن المرجح أن تحتاج إلى استخدام ضعف الكمية.

والآن لنبدأ فعلياً بصنع بعض الطوب الطيني المضغوط...

مشروع

حاولتُ تطبيق حيلة "ورشة العمل = معسكر عمل جماعي" القديمة، ولكن بنجاح محدود. وكانت أنجح مجموعة عمل هي مجموعة طلابي في مقرر الهندسة 305. عمومًا، عليّ أن أقول إنني بتُّ أعتقد أن معظم الأمريكيين لم يعودوا بارعين في العمل اليدوي. تشير الدراسات إلى أن آلة CINV-ram التي استخدمناها، والتي صُنعت بالمناسبة في بوغوتا، كولومبيا، قادرة على إنتاج ما بين 40 و60 قطعة في الساعة. ^{[ 1 ]} أما أفضل أداء استطعنا تحقيقه منها فكان ربع هذا الرقم تقريبًا، وذلك بفريق مكون من 14 شخصًا.

يعني العمل الجماعي ضرورة وجود تدفق سلس (انظر الجدول أعلاه) لما يلي:

يتطلب التدفق السلس التكيف. تتداخل الوظائف، وتحدث الاختناقات بشكل طبيعي، ويتعب الناس، والتواصل ومرونة دور كل فرد هما الأدوات التي تصنع نظام عمل جماعي فعال، وهو أحد أكثر الأشياء متعة على الإطلاق.

تتم عملية تشغيل المطبعة على النحو التالي:

امزج جيداً، ولكن ليس كثيراً...	العمل الجماعي يجلب السعادة	أثناء العمل، من الأفضل ممارسة وضعية بيغ فوت قدر الإمكان

التجريب

لا تزال قوالب الطوب المضغوطة والمثبتة بالورق التي صنعتها في طور التصلب، وسأبقيها رطبة (ليتصلب الإسمنت) وأختبرها بعد شهر. مع ذلك، جعل الورق القوالب أكثر متانة بعد الضغط. كانت عملية معالجة الورق للخلط مُرهقة. استخدمتُ سلة مهملات بلاستيكية لتخزين الورق في الماء.

أضفتُ ثمن كوب من حمض البوريك إلى خليط 50 جالونًا من الورق والماء لمنع التعفن. يُشار إلى التعفن على نطاق واسع كمشكلة شائعة في الخرسانة الورقية (المنتج الأقرب إلى ما أجربه) [4] . مع ذلك، يُمكن استخدام حمض البوريك كعامل آمن على الإنسان ومضاد للعفن. [5] . كان خليط الورق/الماء/حمض البوريك سهل الاستخدام وخاليًا من العفن لمدة ستة أسابيع حتى الآن.

بعد أسبوع، قمت بخلط الورق في الماء باستخدام شفرة خلط مثبتة على مثقاب كهربائي. ثم كررت العملية بعد أسبوع آخر. بعد ذلك، وضعته ليجف على شبكة فوق منصة نقالة.

بعد أن جفّ، قمت بتفتيته في دلو واستخدمت الخلاط الكهربائي مرة أخرى لتقليل حجم الجزيئات. أعتبر هذه العملية ناجحة بشكل محدود. استغرقت وقتًا طويلاً جدًا، ولم يكن المنتج النهائي ذو حجم جزيئات صغير بما يكفي لتوزيعه بالتساوي.

مناقشة

هذه نظرة سريعة على تقنية الطوب الطيني المضغوط. وقد أصبحت هذه التقنية خاضعة لهيمنة الصناعة، وجميع مراجعي تعود إلى عقد أو أكثر.

على الرغم من أن هذه العملية موفرة للموارد، إلا أنها تتطلب الكثير من العمالة والوقت.

لا يزال اهتمامي بالمواد الجديدة فائقة الكفاءة مستمرًا، فلا تترددوا في التواصل معي لطرح الأسئلة والتعليقات. eghant@gmail.com

مراجع

انظر أيضاً

• تكوين الطوب الطيني
• تركيب أرضيات منزلية باستخدام ألواح الخرسانة المسلحة: http://web.archive.org/web/20120630174117/http://www.velacreations.com:80/cebfloors.html
• صحيفة ذا ليبريتور (دار نشر سي إي بي)
• سي إي بي
• كتل التربة المضغوطة
• كيفية صنع الطوب - المواد، تصنيع الطوب، تشكيل الطوب، حرق الطوب
• تفاصيل كاملة عن الطوب الطيني أو الطوب المثبت