改性生土压制砌块力学与耐水性能的研究

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1、文章编号：1009—9441(2016)05—0001—04改性生土压制砌块力学与耐水性能的研究①口口曲烈，刘志华，王丽娜，覃靖辉，王超，张文研，康茹茹(天津城建大学材料科学与工程学院，天津300384)摘要：研究了无机、有机和复掺胶凝材料对生土压制砌块力学与耐水性能的影响。结果表明，当成型压强为8MPa时，生土掺量90％，水泥掺量10％，其抗压强度可达8．6MPa，软化系数为0．16。单掺水泥改性比复掺水泥和石灰组的生土压制砌块的抗压强度高，因为水泥水化产生更多的C—S—H，故使生土砌块的强度更高。当成型压强为8MPa时，掺K820改性剂2％，砌块的抗压强度可达13MPa，较纯生土砌块提高

2、近3倍。K820改性剂在土体中形成网络增强体系，增加了土颗粒间界面的粘结强度，使土颗粒更加紧密地连接在一起，提高了生土砌块的强度。关键词：无机改性；复合改性；生土压制砌块；力学性能；耐水性能中图分类号：TU522．3文献标识码：A引言“十二五”期间是我国农村住宅建设快速发展的重要时期，农村建设若沿用城市的发展方式，虽在短期内会提高人民的生活质量，但也将导致生态环境恶化的累积。我国拥有数千年的生土建造传统，生土建筑在我国分布十分广泛¨‘3J。生土建筑具有就地取材、施工方便、造价低廉、热工性能好、低能耗以及可复垦等优点。压制生土砌块是将潮湿的土放人钢模具或木模具中，通过施加机械压力得到的生土砌块

3、。其工艺比夯土工艺灵活、质量易控、施工速度快，更容易实现产业化，更重要的是生产效率很高、质量稳定，可满足工程使用要求H。5J。因此，压制生土砌块和生土砌体建筑具有良好的发展前景。法国的现代生土建筑研究成果得到国际公认。在法国现代生土建筑已有30年的历史，已经初步形成了包括生土材料及产品的研发、生产线的建立、建造技术和建筑设计的产业链。位于法国格勒诺布尔市的“国际生土建筑研究和应用中心”(CRATerre—ENSAG)是联合国教科文组织生土建筑分部的执行机构，它引导了欧洲生土建筑的复兴和发展。CRATerre规定了压制砌块的用土要求、常用改性方式和改性剂、制作工艺、质量控制、设备选用及生产线的

4、建立原则，以及生土制品的性能指标及要求‘6—8

5、。在现代生土建筑建造技术方面，美国也处于国际先进水平。1991年新墨西哥州制定了《新墨西哥州土坯与夯土建筑规范》，2004年制定了《新墨西哥州生土建筑材料法规》一J。美国材料与试验协会还制定了ASTME2392／E2392M一10(生土墙体建筑系统的设计指南》，针对以土坯、压制砌块、夯土、浇筑生土和其他生土材料作为结构和非结构墙体材料的生土建筑体系，规定了生土建设的技术要求和可持续性原则。针对生土材料、建造过程和工作服役性能的可持续性，该标准给出了提高耐久性的结构设计方法‘1㈦1

6、。目前，国内还没有统一的生土材料标准和规范，现仅有JC／T422

7、--2007(t[E烧结垃圾尾矿砖》¨2

8、，而且还并非专门针对生土材料和制品制定的，生土制品生产、生土建筑建造技术仅可参考《新型墙体材料标准手册》¨纠等相关规范。JC／T422--2007《非烧结垃圾尾矿砖》规定了非烧结垃圾尾矿砖的规格、等级、技术要求和试验方法等，其中非烧结垃圾尾矿砖按强度要求分为MUl5、MU20和MU25三个强度等级。抗冻性要求砖样经抗冻试验后，抗压强度损失率≯25％。未规定耐水性要求，吸水率单块值≯18％。鉴于上述情况，本研究拟对生土压制砌块的力学与耐水性能进行试验，并根据试验结果确定压制砌块的指标体系，以达到改善生土建筑质量的目的，为我国的新农村建设做贡献。①基金项

9、目：国家科技支撑计划项目(20141BAL03803)。建材技术与应用5／2016．1．1原材料及试验方法1．1试验原料试验所用土为陕西黄土，将土放入球磨机中粉磨10min。土的化学组成见表1，土的天然含水率为2。3％，粘粒含量为20％，塑限为17．8％，液限为28％，最优含水率为14．3％。经粒度分析，黄土含13．4％的砾粒(>2mm)、71．7％的砂粒(0．075—2mm)、14．9％的细粒(<0．075mm)。表l黄土化学组成％I成分烧失量Si02A1203Fe203Ca0M90K20Naz0SO，II含量0．550．312．14．29．82．73．51．715．2试验所用P·042．

10、5普通硅酸盐水泥为天津振兴水泥厂生产。所用熟石灰为试验前加水熟化陈伏后得到的。所用改性剂K820为江苏某化工厂提供的增稠剂，K850为聚合物界面剂。所用糯米汁是采用20％的糯米加上80％的水在火上煮15min，至其出现一定量的稠状物冷却后得到的。1．2试验方法试验设计配方见表2。表2生土砌块试验设计配比生土水泥熟石灰K820K850糯米汁编号水固比／％／％1)A1000．12Bl9050．12B290100．