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新 型夯土墙的材料构成及配合比设计

2019-05-27 10:06:16

  以上的新型夯土墙材料构成是按照梯度功能设计的,所谓梯度功能材料,就是在材料的制备过程中,选择几种不同性质和功能的材料,通过控制材料微观要素(包括组成、结构以及空隙在内的形态与结合方式等)的分布形式,使得界面的成分和组织呈现连续梯度变化,既有效缓解界面过渡区应力(外应力、温差应力)集中,又在同一材料及其结构体中赋予不同功能(尤其是材料组分变化相对的两端)。上图所示:胶结材料部分可以提高夯土墙的强度、耐水性等,但同时也有干缩开裂、耐久性差等缺点。改性材料和砂石土可以有效抑制夯土墙开裂、增加夯土的耐久性,也可以激发胶结的材料的最大活性,并能替代部分胶结材料。在实际的夯土墙工程项目应用中,要根据施工用土的性质、工程质量要求和当地的施工环境,因地制宜、就地取材、超前思考、科学布局、充分沟通、掌握关键、过程受控、持续优化,合理设计配合比,科学试验,科学施工。必须做到:技术上可行,经济上合理。

  适用于建造的土质位于种植层以下、岩石层以上。这是由于这一土层为无机矿物质,避免了种植层内有机物的生长对建造物的破坏。同时,这一土层的颗粒组成丰富,较为坚硬。

  事实上,土是由不同粒径的颗粒组成,包括石块、石砾、砂、粉土和粘土。显然,因地质形成的差异,各地土质的颗粒组成比例也不同。因此,不同地区的生土应根据其颗粒组成的比例对应相应的建造方式。比如,颗粒分布均衡的生土适用于夯土建造,而以细小颗粒的砂和粘土为主的生土适用于作为抹面。(为了颜色好看,尽量选颜色深红或深黄的土最好,而且选好的土必须过筛,不能有土块)

  夯土取自坡积而成的土比较好,其原因是不占或少占可耕农田还可以减少砂石的掺入量节省成本,分为坡积碎石土,坡积土石料、坡积砾石土。

  0.08mm筛,计算黏粒占总土样质量的比重。(用于夯土墙的土壤,黏粒含量不能超过30%)

  粒径为0.5厘米到1.2厘米的碎石即可,但为了颜色好看,尽量选黄色或红色的碎石。

  采集施工地夯土土料、碎石、砂等材料,对土(筛分过的细粒粘土)、石、砂这3种材料进行相关的配合比实验,常用的配合比有:

  塑指小的土,达不到好的稳定效果;③收缩系数大,易产生收缩裂缝;④兼容性差,有结构缺陷和结构缺陷;⑤施工期短;⑥水稳性和冰冻性差。

  10%~35%粉粒和粘粒的砂土和砂砾土,可用水泥稳定,但耐久性差。液限大于45%,塑性指数大于20%以上的土,用水泥稳定是不合适的。单一外掺水泥来做夯土墙是不行的,因为水泥和砂石能很好结合,但水泥和土是不能兼容的,后期的结构缺陷和排异缺陷非常明显。

  石灰和土能兼容,但石灰改性的生土材料做成的夯土墙,耐水性差,非常容易开裂,前期强度低,在实际应用中受到限制。含黏粒成分少的土体不宜用石灰改性。

  通过试验研究分析得出,粉煤灰能减少开裂,但强度增长缓慢。随着粉煤灰掺量的增加,除个别(如云黄)土体与素土相比抗压强度无明显降低外,其它大部分土体抗压强度均有下降趋势。

  脱硫石膏能调节夯土材料的凝固时间,但石膏单掺时无法改善生土材料的耐水性,加入激发剂后泛霜现象比较严重,在实际应用中受到限制。

  矿渣能够提高生土材料的活性,且耐水性好。矿渣对收缩变形的改性效果最好,粉煤灰次之。为了得到强度高、软化系数高的材料,矿渣是比较理想的矿物外加剂。但掺矿渣依然无法解决夯土稳定性和耐久性的问题。

  600kg/平方米,而粉煤灰仅为400 kg/平方米左右。比表面积大的矿渣在夯实下反应速率明显高于粉煤灰。数据表明,达到3MPa强度要求的最适合矿渣掺量大约为10%。

  植物纤维植物纤维主要有:①麻丝②稻草③麦秸秆④竹片⑤红柳⑥芦苇⑦葛藤⑧谷壳⑨锯末⑩麦糠

  人造纤维人造纤维主要有:①玻璃纤维②聚丙烯纤维③纤维素纤维④聚乙烯醇纤维

  土壤固化剂是一款兼容并蓄、博采众家之长的产品,兼有水泥、石灰、粉煤灰、石膏、高炉矿渣等的所有优点,克服了这些材料的缺点,加入LD夯土专用土壤固化剂的生土材料强度和软化系数显著提高,收缩率明显减小,能抑制开裂,不怕水的浸泡和风雨的侵蚀,耐冻融,抗震性能好,经久耐用,而且还可以在不加颜料的条件下保持夯土色彩的多样性。

  C∶F=1∶3~1∶5,水泥石灰粉煤灰混合料的粘结料最佳配比C∶L∶F=1∶2∶3~1∶4∶7。

  3%~4%为宜,高于5%掺量时,抗压强度增加缓慢,抗剪切强度有下降的趋势。

  0.5%的麻草/稻草(长3cm)的改性土,在最佳含水量条件下夯实后,抗压强度和抗剪强度效果最好。相比素土而言,抗压强度能提高约93%,抗剪切强度能提高约70%,掺入适量的淀粉(红薯淀粉或支链淀粉)或麻草(或稻草)在一定程度上均能提高生土墙体的抗压和抗剪性能,麻草的改性效果优于淀粉。(稻草的掺量以0.5%~3%之间根据土质寻求最佳掺量)

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