1 新型夯土墻的材料構(gòu)成
以上的新型夯土墻材料構(gòu)成是按照梯度功能設(shè)計(jì)的，所謂梯度功能材料，就是在材料的制備過程中，選擇幾種不同性質(zhì)和功能的材料，通過控制材料微觀要素（包括組成、結(jié)構(gòu)以及空隙在內(nèi)的形態(tài)與結(jié)合方式等）的分布形式，使得界面的成分和組織呈現(xiàn)連續(xù)梯度變化，既有效緩解界面過渡區(qū)應(yīng)力（外應(yīng)力、溫差應(yīng)力）集中，又在同一材料及其結(jié)構(gòu)體中賦予不同功能（尤其是材料組分變化相對(duì)的兩端）。上圖所示：膠結(jié)材料部分可以提高夯土墻的強(qiáng)度、耐水性等，但同時(shí)也有干縮開裂、耐久性差等缺點(diǎn)。改性材料和砂石土可以有效抑制夯土墻開裂、增加夯土的耐久性，也可以激發(fā)膠結(jié)的材料的最大活性，并能替代部分膠結(jié)材料。在實(shí)際的夯土墻工程項(xiàng)目應(yīng)用中，要根據(jù)施工用土的性質(zhì)、工程質(zhì)量要求和當(dāng)?shù)氐氖┕きh(huán)境，因地制宜、就地取材、超前思考、科學(xué)布局、充分溝通、掌握關(guān)鍵、過程受控、持續(xù)優(yōu)化，合理設(shè)計(jì)配合比，科學(xué)試驗(yàn)，科學(xué)施工。必須做到：技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理。
2 土、 砂、石的要求及級(jí)配設(shè)計(jì)
2.1 粘土
① 取土地點(diǎn)
適用于建造的土質(zhì)位于種植層以下、巖石層以上。這是由于這一土層為無機(jī)礦物質(zhì)，避免了種植層內(nèi)有機(jī)物的生長(zhǎng)對(duì)建造物的破壞。同時(shí)，這一土層的顆粒組成豐富，較為堅(jiān)硬。
事實(shí)上，土是由不同粒徑的顆粒組成，包括石塊、石礫、砂、粉土和粘土。顯然，因地質(zhì)形成的差異，各地土質(zhì)的顆粒組成比例也不同。因此，不同地區(qū)的生土應(yīng)根據(jù)其顆粒組成的比例對(duì)應(yīng)相應(yīng)的建造方式。比如，顆粒分布均衡的生土適用于夯土建造，而以細(xì)小顆粒的砂和粘土為主的生土適用于作為抹面。（為了顏色好看，盡量選顏色深紅或深黃的土最好，而且選好的土必須過篩，不能有土塊）
夯土取自坡積而成的土比較好，其原因是不占或少占可耕農(nóng)田還可以減少砂石的摻入量節(jié)省成本，分為坡積碎石土，坡積土石料、坡積礫石土。
② 黏粒含量的測(cè)定
將土樣過0.08mm篩，計(jì)算黏粒占總土樣質(zhì)量的比重。（用于夯土墻的土壤，黏粒含量不能超過30%）
③ 液塑限技術(shù)指標(biāo)
液限（LL）和塑限（PL），兩者之差為塑性指數(shù)（Ip）
優(yōu)質(zhì)夯土材料：Ip＜16% ；LL ＜36%
良好夯土材料：Ip=15%～30%；LL=36%～45%
不適用做夯土的材料：Ip＞30%；LL＞45%
2.2 粗砂
（普通粗砂即可，但為了顏色好看，盡量選黃色的砂）
2.3 碎石
粒徑為0.5厘米到1.2厘米的碎石即可，但為了顏色好看，盡量選黃色或紅色的碎石。
2.4 級(jí)配設(shè)計(jì)
土石混合料的最佳級(jí)配的設(shè)計(jì)主要是采集施工地夯土土料、碎石、砂等材料，對(duì)土（篩分過的細(xì)粒粘土）、石、砂這3種材料進(jìn)行相關(guān)的配合比實(shí)驗(yàn)，常用的配合比有：
土：石：砂=6：2：2；
5：3：2 ;
5：2：3;
5：4：1;
4：4：2;
4：3：3
進(jìn)而選出夯實(shí)之后密實(shí)度較高、強(qiáng)度較高且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的配合比。
3 改性材料簡(jiǎn)介
3.1 水泥
水泥穩(wěn)定土做夯土墻的缺點(diǎn)包括：①脆性大，抗拉強(qiáng)度較低；② 塑指小的土，達(dá)不到好的穩(wěn)定效果；③收縮系數(shù)大，易產(chǎn)生收縮裂縫；④ 兼容性差，有結(jié)構(gòu)缺陷和結(jié)構(gòu)缺陷；⑤施工期短；⑥ 水穩(wěn)性和冰凍性差。
實(shí)驗(yàn)表明，含有10％～35％粉粒和粘粒的砂土和砂礫土，可用水泥穩(wěn)定，但耐久性差。液限大于45％，塑性指數(shù)大于20％以上的土，用水泥穩(wěn)定是不合適的。單一外摻水泥來做夯土墻是不行的，因?yàn)樗嗪蜕笆芎芎媒Y(jié)合，但水泥和土是不能兼容的，后期的結(jié)構(gòu)缺陷和排異缺陷非常明顯。
3.2 石灰
石灰和土能兼容，但石灰改性的生土材料做成的夯土墻，耐水性差，非常容易開裂，前期強(qiáng)度低，在實(shí)際應(yīng)用中受到限制。含黏粒成分少的土體不宜用石灰改性。
3.3 粉煤灰
通過試驗(yàn)研究分析得出，粉煤灰能減少開裂，但強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢。隨著粉煤灰摻量的增加，除個(gè)別（如云黃）土體與素土相比抗壓強(qiáng)度無明顯降低外，其它大部分土體抗壓強(qiáng)度均有下降趨勢(shì)。
3.4 石膏
脫硫石膏能調(diào)節(jié)夯土材料的凝固時(shí)間，但石膏單摻時(shí)無法改善生土材料的耐水性，加入激發(fā)劑后泛霜現(xiàn)象比較嚴(yán)重，在實(shí)際應(yīng)用中受到限制。
3.5 高爐礦渣
礦渣能夠提高生土材料的活性，且耐水性好。礦渣對(duì)收縮變形的改性效果最好，粉煤灰次之。為了得到強(qiáng)度高、軟化系數(shù)高的材料，礦渣是比較理想的礦物外加劑。但摻礦渣依然無法解決夯土穩(wěn)定性和耐久性的問題。
同種土質(zhì)，摻礦渣的強(qiáng)度比摻粉煤灰的強(qiáng)度高，尤其是重夯下表現(xiàn)明顯，究其原因，一是從礦渣的化學(xué)成分分析，礦渣堿性組分大于粉煤灰中的堿性組分，摻入后與土體中氧化硅、氧化鋁在重夯下易于發(fā)生適量反應(yīng)，產(chǎn)生固化產(chǎn)物，其粒子數(shù)量增多，抗壓強(qiáng)度提高；二是從礦渣的比表面積分析，經(jīng)測(cè)定礦渣比表面積達(dá)600kg/平方米，而粉煤灰僅為400 kg/平方米左右。比表面積大的礦渣在夯實(shí)下反應(yīng)速率明顯高于粉煤灰。數(shù)據(jù)表明，達(dá)到3MPa強(qiáng)度要求的最適合礦渣摻量大約為10%。
3.6 纖維
⑴ 植物纖維
植物纖維主要有：①麻絲②稻草③麥秸稈④竹片⑤紅柳⑥蘆葦⑦葛藤⑧谷殼⑨鋸末⑩麥糠
⑵ 人造纖維
人造纖維主要有：①玻璃纖維②聚丙烯纖維③纖維素纖維④聚乙烯醇纖維
3.7 LD夯土專用土壤固化劑
LD夯土專用土壤固化劑是一款兼容并蓄、博采眾家之長(zhǎng)的產(chǎn)品，兼有水泥、石灰、粉煤灰、石膏、高爐礦渣等的所有優(yōu)點(diǎn)，克服了這些材料的缺點(diǎn)，加入LD夯土專用土壤固化劑的生土材料強(qiáng)度和軟化系數(shù)顯著提高，收縮率明顯減小，能抑制開裂，不怕水的浸泡和風(fēng)雨的侵蝕，耐凍融，抗震性能好，經(jīng)久耐用，而且還可以在不加顏料的條件下保持夯土色彩的多樣性。
4 其它材料配比建議
水泥粉煤灰混合料的最佳配合比C∶F=1∶3～1∶5,水泥石灰粉煤灰混合料的粘結(jié)料最佳配比C∶L∶F=1∶2∶3～1∶4∶7。
麥秸稈摻量增加，會(huì)增加材料內(nèi)部的孔隙，從而降低變形模量，當(dāng)摻量達(dá)到1%時(shí)，麥秸稈的拉結(jié)作用使破壞趨于延性。
素土中淀粉的摻量在3%～4%為宜，高于5%摻量時(shí)，抗壓強(qiáng)度增加緩慢，抗剪切強(qiáng)度有下降的趨勢(shì)。
摻入0.5%的麻草/稻草（長(zhǎng)3cm）的改性土，在最佳含水量條件下夯實(shí)后，抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度效果最好。相比素土而言，抗壓強(qiáng)度能提高約93%，抗剪切強(qiáng)度能提高約70%,摻入適量的淀粉（紅薯淀粉或支鏈淀粉）或麻草（或稻草）在一定程度上均能提高生土墻體的抗壓和抗剪性能，麻草的改性效果優(yōu)于淀粉。（稻草的摻量以0.5%～3%之間根據(jù)土質(zhì)尋求最佳摻量）
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