淺析增強型生土建筑材料

張曉航 秦亞茹

(鄭州大學 土木工程學院，河南 鄭州 450001）

生土房子在夏天非常涼爽，現在的磚房或是混凝土房，一到夏天沒有空調，根本就無法入睡。此外，生土建筑可以無限循環(huán)使用，符合綠色環(huán)保的概念，可以成為未來建筑材料的發(fā)展方向。

1 生土建筑的性能

1.1 生土建筑材料的概念

生土建筑材料是以生土為主要原料，經過不同方法處理后制成的墻體材料。生土建筑有很多優(yōu)點，但是它也有一個致命的弱點，它的強度和耐久性限制了它的發(fā)展，導致生土建筑材料的使用年限都比較短。在現在這個高層高質量建筑的社會，不免要被淘汰。我們可以運用知識對其進行處理，改進它的缺點，使之在成本不至于太高的情況下?lián)碛行碌男阅埽鉀Q它的缺點。

1.2 夯土建筑的概念

夯土建筑的歷史非常悠久，古代的長城，墓葬等都屬于夯土建筑。他們至今依舊屹立在這個世界上，供后人瞻仰，足以證明夯土建筑的強度還是比較高的。夯土就是用一種能夠固定在墻上的專用木制模具，用鍬往模具內添土，人站在墻上，用一種特制的夯錘，把松軟的土夯實。福建土樓就是夯土建筑一個非常著名的代表，現在依然屹立在福建，供全世界的學者瞻仰學習。

1.3 土坯建筑的概念

土坯建筑是先把生土做成土坯，再用土坯來砌墻。土坯的制作也分很多種，比如夯制，碾壓，和泥等。夯制是把攪拌好的原料放進模具內夯實后脫模形成土坯；碾壓主要應用于稻田居多的地區(qū)；和泥是直接將土加水調配到一定強度放入模具中成型。土坯建筑的整體性，強度等力學指標不是很高。

1.4 草泥垛墻概念

草泥垛墻主要是以草和生土為原料，具有經濟、可塑性強、粘附性好、密度小、可操作性強、保溫隔熱等優(yōu)點，在農村的應用也比較廣泛。相比于土坯建筑，草泥垛墻的強度相對提高，整體性也相對提高，不過它的抗震性能還是與規(guī)范相差較遠。

2 生土建筑的現況

2.1 國外生土建筑的現況

由于生土建筑的環(huán)保性能，在外國的重視程度也比較高。像美國，新西蘭，德國，墨西哥等國家，都具有很多生土建筑。生土建筑的應用范圍也比較廣泛。為了保證生土建筑的質量，這些國家還專門為其量身定制了一套規(guī)范，使生土建筑的各項指標以及計算都規(guī)范化，同時使生土建筑更加安全可靠。外國研究項目主要包括生土墻的夯實密度與導熱系數，生土墻的熱學性質和節(jié)能以及生土改性材料。

2.2 國內生土建筑的概況

為了保證一定的耕種地，我國在一定程度上是限制粘土的開發(fā)的，因此也就限制了生土建筑的發(fā)展。不過我國對生土建筑的整體性抗震性研究具有較高的成就，此外我國學者還涉足生土墻體材料自身的改性研究，取得了不錯的成績。

3 生土建筑材料未來的發(fā)展方向

3.1 在生土建筑材料中加筋

影響生土建筑的應用范圍和使用壽命的主要原因是它的力學性能和耐久性。為了解決這個問題我們的祖先選擇在土坯中加入草根，秸稈等富含纖維的干草，以此增加土坯的整體性和各種力學指標。但是通過學者的研究，發(fā)現生土建筑對所加筋的種類，力學性能和特征具有一定的要求。一些學者通過實驗能夠確定出加筋材料種類、加筋長度和加筋率對加筋生土墻體材料力學性能的影響規(guī)律，進而確定出最適合的筋材料種類，加筋長度和加筋率。實驗表明加筋生土建筑材料的抗壓，抗剪和抗折強度都大大提高，其中就力學性能考慮，麥秸稈和狗尾草加筋生土墻體材料可以較高程度提升生土墻體材料的力學性能。

3.2 在生土建筑材料中加入固化劑

在處理基坑問題時，常常需要對松散的地基土進行加固，加固方式非常多樣。為了提高生土建筑的強度，也可以對其進行加固。此處的加固一般是加入一些固化劑，從而提高生土墻體材料的抗壓強度，抗凍性，抗?jié)B性，水穩(wěn)定性差等。選擇的固化劑的種類以及固化劑的摻量，都將影響這些因素。此外，如果過多摻入固化劑將會提高成本，不利于生土建筑材料的繼續(xù)發(fā)展。

3.3 在生土建筑中加入防水組分

水泥改性會影響生土墻體的材料保溫，隔熱等問題。為解決這個問題，同時解決生土墻體材料強度低、耐水性差、抗凍性差等問題，我國一些學者對我國的一些特殊地區(qū)的圖樣進行了水泥全摻與面摻改性，以及不同改性方式與水泥摻量對生土墻體材料的抗壓強度，耐水性，抗凍融性的改善程度。此外，為了進一步改善生土墻體材料的耐水性和抗凍性，通過防水劑以及防水劑與水泥復合面摻改性方式再次對幾個特殊地區(qū)取土樣進行分析。通過實驗對比發(fā)現，水泥面摻與防水劑和水泥復合面摻改性生土墻體材料的改性方式是有研究價值的。

4 結語

生土建筑的優(yōu)點不可忽視，尤其是其特有的環(huán)保、保溫，且能夠無限循環(huán)利用，使它成為未來發(fā)展的趨向。但是其需要占用農田耕種地，以及它的強度和耐久性問題成為制約它發(fā)展的主要原因。對于生土建筑材料我們既不能盲目發(fā)展，也不能忽視現在的環(huán)境問題，因此就需要我們統(tǒng)籌利弊，找出最適合生土建筑材料發(fā)展的方向。

[1]陳嘉.改性土體材料及土坯砌體的受壓力學性能研究.新疆大學碩士學位論文，2009.

張曉航，女，河南南陽人，鄭州大學土木工程學院2011級本科生，土木工程專業(yè)。