一种用于轻质夯土墙的夯土材料及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及，具体是一种用于轻质夯土墙的夯土材料及其制备方法和应用。


背景技术：

2.夯土建筑是以石或木制锤等工具，将原状生土分层夯实以构建承重墙的建筑。夯土建筑作为一种传统建筑，因其造价低廉、节能环保、保温隔热性能好、施工方便、可就地取材、墙体材料可重复利用及居住舒适等特点，在我国部分农村地区仍然被广泛应用。
3.对于夯土墙来说，其力学性质受到所用土体自身化学成分和物理性质等因素的影响。然而，由于传统夯土墙的土体自身材料强度低，且在干燥条件下为脆性材料，基本无延性，破坏无征兆，加之土体材料的耐久性能差，导致其在防水性、抗震性和耐久性等方面存在天然缺陷。为了改善和解决上述问题与缺陷，不仅要从传统夯筑方式及工具上进行改进，更需要从夯土墙体本身材料的角度进行优化改良。
4.因此，我们亟需一种适用于轻质夯土墙，并且具有良好的粘聚性、保温隔热性、隔音防噪性和抗压性的夯土材料。


技术实现要素：

5.本发明的目的之一在于克服现有技术的不足，提供一种夯土材料，以至少达到适用于轻质夯土墙，并且具有良好的粘聚性、保温隔热性、隔音防噪性和抗压性的效果。
6.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种夯土材料，按重量份计，包括黏土0.39～0.49份、米石0.08～0.18份、砂0.13～0.23份、石灰浆0.14～0.24份和锯末面0.04～0.08份。
7.在上述技术方案中，所述黏土能够增加夯土材料本身的粘聚性；所述米石能够增加轻质夯土墙的整体刚性、承载性和粘聚性；所述砂能够使夯土材料更加密实；所述石灰浆能够使各组分粘结在一起，从而增加所述夯土材料的可操作性和粘聚能力；所述水泥不仅能够增加夯土材料的粘聚力，还能对所述黏土、米石和石灰浆进行粘聚力加强，从而让各组分更好地混合，以增加所述轻质夯土墙整体的刚性；所述锯末面能够减轻轻质夯土墙的单方比重，并且通过自身的自然香味调节气味。其中，所述黏土、米石、石灰浆和水泥之间通过协同作用，共同提高了所述夯土材料的粘聚性。
8.需要提醒的是，协同作用并不是孤立存在的，某些组分往往同时通过几方面作用的配合才能有效地实现对性能的显著提高。
9.在某些实施方案中，所述夯土材料的含水率≤8％。
10.在上述技术方案，通过对所述夯土材料的含水率进行限定，有助于快速成型，易于造型。
11.在某些实施方案中，所述米石的粒径为2～4mm。
12.在上述技术方案中，通过对所述米石的粒径进行控制，不仅更易于控制墙面的平整度，而且能够增加单方承载力，也更易于密实。
13.在某些实施方案中，所述锯末面的原料为天然实木。
14.在某些实施方案中，所述锯末面的含水率≤5％。
15.在上述技术方案，通过对所述锯末面的含水率进行限定，有助于保留原木的气味。
16.在某些实施方案中，所述锯末面的粒径≤3mm。
17.在上述技术方案中，通过对所述锯末面的粒径进行限定，能使其完全融于夯土材料中，并且减轻轻质夯土墙的单方比重，并且通过自身的自然香味调节气味。
18.在某些实施方案中，所述天然实木包括松木、柏木和橡木中的一种或多种。
19.本发明的目的之二在于提供上述夯土材料的制备方法。
20.上述目的是通过以下技术方案来实现的：一种夯土材料的制备方法，是按配比将所述黏土、米石、砂、石灰浆和锯末面混合并搅拌均匀，即得。
21.本发明的目的之三在于提供上述夯土材料在制造轻质夯土墙中的应用。
22.在某些实施方案中，所述轻质夯土墙的制造方法，依次包括支模、浇筑、拆模、养护和抹面的步骤；
23.其中，所述支模是制作用于使夯土墙成型的模具，并将骨架固定于所述模具的空腔中；所述浇筑是向所述空腔中浇筑所述夯土材料。
24.在某些实施方案中，所述骨架包括若干横向且间隔设置的竹片。
25.在上述技术方案中，所述骨架能够使夯土墙更易于成型，增强墙体自身的稳固性，且形成的弧度线条自然完美。
26.在某些实施方案中，相邻的所述竹片的间距为5mm。
27.在上述技术方案中，通过限定相邻竹片的间距，使得抹面时材料能够嵌入相邻竹片的缝隙，从而增加粘度和整体性。
28.在某些实施方案中，所述竹片的原材料选自楠竹。
29.在某些实施方案中，所述竹片的原材料选自4年生以上且直径不低于15cm的楠竹。
30.在某些实施方案中，所述竹片的宽度为4cm。
31.在某些实施方案中，所述竹片的厚度为8mm。
32.在某些实施方案中，所述竹片的长度为2m。
33.在上述技术方案中，通过对所述竹片的原材料、宽度、厚度和长度进行限定，能够保证所述骨架在施工过程中不会变形。
34.在某些实施方案中，所述浇筑为多次浇筑，每次浇筑的高度为10～20cm。
35.在上述技术方案中，限定每次浇筑的高度，更易于夯实，能够使拆模后的墙体密实且表面更自然无凹凸感。
36.应当理解的是，本发明中的“和/或”是指，通过“和/或”连接的前后两个技术特征既可以为并列关系，也可以为择一选用关系。例如，“a和/或b”包含“a”、“b”和“a b”三种情况。
37.本发明的有益效果是：
38.1.本发明的一种夯土材料，利用所述水泥本身的物理性能与其余各组分的配合，实现了良好的保温隔热性和隔音防噪性。
39.2.本发明的一种夯土材料，使用的原材料均为天然原材料，无任何化学添加成分，具有良好的环保性。
40.3.本发明的一种夯土材料，通过所述黏土、米石、石灰浆和水泥之间的协同作用，共同提高了所述轻质夯土墙的粘聚性，从而形成了良好的整体效果。
41.4.本发明的一种夯土材料，通过添加所述石灰浆，起到了抗霉杀菌的作用，其能够在墙体内形成内环境循环，从而消灭微生物，达到了提高防霉杀菌性的效果。
42.5.本发明的一种轻质夯土墙，通过添加所述骨架，配合所述夯土材料的组成，提高了轻质夯土墙的抗震性。
具体实施方式
43.下面进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
44.实施例1
45.1.一种夯土材料，按重量份计，包括黏土0.44份、米石0.13份、砂0.18份、石灰浆0.19份和锯末面0.06份，且其含水率≤8％。其中，锯末面的原料为松木、柏木和橡木；锯末面的含水率≤5％，粒径≤3mm；米石的粒径为3mm。
46.2.上述夯土材料的制备方法，是按配比将黏土、米石、砂、石灰浆和锯末面混合并搅拌均匀，即得。
47.3.上述夯土材料在制造轻质夯土墙中的应用，该轻质夯土墙的制造方法，具体包括以下步骤：
48.s1.支模：根据轻质夯土墙的高度和厚度选择不同规格的烘干方料，制作使夯土墙成型的模具，并将骨架固定于模具的空腔中；其中，骨架是若干横向且间隔设置的竹片，竹片的原材料选自4年生以上且直径不低于15cm的楠竹，竹片的厚度为8mm，宽度为4cm，长度为2m，相邻竹片的间距为5mm；
49.s2.浇筑：分多次向空腔中浇筑夯土材料，每次浇筑时加入模具中的夯土材料的高度为15cm，加入后需来回振捣3遍，振捣密室后进行下一次浇筑，浇筑完成后，静置12h；
50.s3.拆模：拆除模具，得到基层墙体；
51.s4.养护和抹面：对基层墙体进行实时含水率检测，并利用排风措施将含水率控制在8％以下，然后进行抹面，得到轻质夯土墙。
52.整个施工过程中，需要注意的问题如下：
53.1)施工时，若墙体表面发生脱落现象，应及时修补，即采用适量水将夯土材料润湿后填补脱落处，再用木板垫住并拍平密实；
54.2)施工时，应采取防水防雨措施，以避免雨水破坏墙体；
55.3)施工完成后，应及时做好警示标志，以对轻质夯土墙进行保护，从而避免其被破坏。
56.4)轻质夯土墙的阳角必须做倒角处理。
57.实施例2
58.1.一种夯土材料，按重量份计，包括黏土0.39份、米石0.08份、砂0.13份、石灰浆0.14份和锯末面0.04份，且其含水率≤8％。其中，锯末面的原料为松木和橡木；锯末面的含水率≤5％，粒径≤3mm；米石的粒径为2mm。
59.2.上述夯土材料的制备方法，是按配比将黏土、米石、砂、石灰浆和锯末面混合并
搅拌均匀，即得。
60.3.上述夯土材料在制造轻质夯土墙中的应用，该轻质夯土墙的制造方法，具体包括以下步骤：
61.s1.支模：根据轻质夯土墙的高度和厚度选择不同规格的烘干方料，制作使夯土墙成型的模具，并将骨架固定于模具的空腔中；其中，骨架是若干横向且间隔设置的竹片，竹片的原材料选自4年生以上且直径不低于15cm的楠竹，竹片的厚度为8mm，宽度为4cm，长度为2m，相邻竹片的间距为5mm；
62.s2.浇筑：分多次向空腔中浇筑夯土材料，每次浇筑时加入模具中的夯土材料的高度为10cm，加入后需来回振捣3遍，振捣密室后进行下一次浇筑，浇筑完成后，静置12h；
63.s3.拆模：拆除模具，得到基层墙体；
64.s4.养护和抹面：对基层墙体进行实时含水率检测，并利用排风措施将含水率控制在8％以下，然后进行抹面，得到轻质夯土墙。
65.整个施工过程中，需要注意的问题如下：
66.1)施工时，若墙体表面发生脱落现象，应及时修补，即采用适量水将夯土材料润湿后填补脱落处，再用木板垫住并拍平密实；
67.2)施工时，应采取防水防雨措施，以避免雨水破坏墙体；
68.3)施工完成后，应及时做好警示标志，以对轻质夯土墙进行保护，从而避免其被破坏。
69.4)轻质夯土墙的阳角必须做倒角处理。
70.实施例3
71.1.一种夯土材料，按重量份计，包括黏土0.49份、米石0.18份、砂0.23份、石灰浆0.24份和锯末面0.08份，且其含水率≤8％。其中，锯末面的原料为松木、柏木和橡木；锯末面的含水率≤5％，粒径≤3mm；米石的粒径为4mm。
72.2.上述夯土材料的制备方法，是按配比将黏土、米石、砂、石灰浆和锯末面混合并搅拌均匀，即得。
73.3.上述夯土材料在制造轻质夯土墙中的应用，该轻质夯土墙的制造方法，具体包括以下步骤：
74.s1.支模：根据轻质夯土墙的高度和厚度选择不同规格的烘干方料，制作使夯土墙成型的模具，并将骨架固定于模具的空腔中；其中，骨架是若干横向且间隔设置的竹片，竹片的原材料选自4年生以上且直径不低于15cm的楠竹，竹片的厚度为8mm，宽度为4cm，长度为2m，相邻竹片的间距为5mm；
75.s2.浇筑：分多次向空腔中浇筑夯土材料，每次浇筑时加入模具中的夯土材料的高度为20cm，加入后需来回振捣3遍，振捣密室后进行下一次浇筑，浇筑完成后，静置12h；
76.s3.拆模：拆除模具，得到基层墙体；
77.s4.养护和抹面：对基层墙体进行实时含水率检测，并利用排风措施将含水率控制在8％以下，然后进行抹面，得到轻质夯土墙。
78.整个施工过程中，需要注意的问题如下：
79.1)施工时，若墙体表面发生脱落现象，应及时修补，即采用适量水将夯土材料润湿后填补脱落处，再用木板垫住并拍平密实；
80.2)施工时，应采取防水防雨措施，以避免雨水破坏墙体；
81.3)施工完成后，应及时做好警示标志，以对轻质夯土墙进行保护，从而避免其被破坏。
82.4)轻质夯土墙的阳角必须做倒角处理。
83.实施例4
84.1.一种夯土材料，按重量份计，包括黏土0.40份、米石0.15份、砂0.15份、石灰浆0.20份和锯末面0.05份，且其含水率≤8％。其中，锯末面的原料为松木、柏木和橡木；锯末面的含水率≤5％，粒径≤3mm；米石的粒径为3mm。
85.2.上述夯土材料的制备方法，是按配比将黏土、米石、砂、石灰浆和锯末面混合并搅拌均匀，即得。
86.3.上述夯土材料在制造轻质夯土墙中的应用，该轻质夯土墙的制造方法，具体包括以下步骤：
87.s1.支模：根据轻质夯土墙的高度和厚度选择不同规格的烘干方料，制作使夯土墙成型的模具，并将骨架固定于模具的空腔中；其中，骨架是若干横向且间隔设置的竹片，竹片的原材料选自4年生以上且直径不低于15cm的楠竹，竹片的厚度为8mm，宽度为4cm，长度为2m，相邻竹片的间距为5mm；
88.s2.浇筑：分多次向空腔中浇筑夯土材料，每次浇筑时加入模具中的夯土材料的高度为10cm，加入后需来回振捣3遍，振捣密室后进行下一次浇筑，浇筑完成后，静置12h；
89.s3.拆模：拆除模具，得到基层墙体；
90.s4.养护和抹面：对基层墙体进行实时含水率检测，并利用排风措施将含水率控制在8％以下，然后进行抹面，得到轻质夯土墙。
91.整个施工过程中，需要注意的问题如下：
92.1)施工时，若墙体表面发生脱落现象，应及时修补，即采用适量水将夯土材料润湿后填补脱落处，再用木板垫住并拍平密实；
93.2)施工时，应采取防水防雨措施，以避免雨水破坏墙体；
94.3)施工完成后，应及时做好警示标志，以对轻质夯土墙进行保护，从而避免其被破坏。
95.4)轻质夯土墙的阳角必须做倒角处理。
96.实施例5
97.1.一种夯土材料，按重量份计，包括黏土0.48份、米石0.13份、砂0.20份、石灰浆0.20份和锯末面0.06份，且其含水率≤8％。其中，锯末面的原料为松木、柏木和橡木；锯末面的含水率≤5％，粒径≤3mm；米石的粒径为4mm。
98.2.上述夯土材料的制备方法，是按配比将黏土、米石、砂、石灰浆和锯末面混合并搅拌均匀，即得。
99.3.上述夯土材料在制造轻质夯土墙中的应用，该轻质夯土墙的制造方法，具体包括以下步骤：
100.s1.支模：根据轻质夯土墙的高度和厚度选择不同规格的烘干方料，制作使夯土墙成型的模具，并将骨架固定于模具的空腔中；其中，骨架是若干横向且间隔设置的竹片，竹片的原材料选自4年生以上且直径不低于15cm的楠竹，竹片的厚度为8mm，宽度为4cm，长度
为2m，相邻竹片的间距为5mm；
101.s2.浇筑：分多次向空腔中浇筑夯土材料，每次浇筑时加入模具中的夯土材料的高度为20cm，加入后需来回振捣3遍，振捣密室后进行下一次浇筑，浇筑完成后，静置12h；
102.s3.拆模：拆除模具，得到基层墙体；
103.s4.养护和抹面：对基层墙体进行实时含水率检测，并利用排风措施将含水率控制在8％以下，然后进行抹面，得到轻质夯土墙。
104.整个施工过程中，需要注意的问题如下：
105.1)施工时，若墙体表面发生脱落现象，应及时修补，即采用适量水将夯土材料润湿后填补脱落处，再用木板垫住并拍平密实；
106.2)施工时，应采取防水防雨措施，以避免雨水破坏墙体；
107.3)施工完成后，应及时做好警示标志，以对轻质夯土墙进行保护，从而避免其被破坏。
108.4)轻质夯土墙的阳角必须做倒角处理。
109.对照例1
110.采用本发明实施例1得到的轻质夯土墙的各项指标与对照例1进行对比，其中对照例1与实施例1的区别在于：夯土材料中不添加黏土、米石和石灰浆；其他条件如剩余组分的选择、配比和采用的施工工艺流程等与本发明实施例1均相同。
111.对照例2
112.采用本发明实施例1得到的轻质夯土墙的各项指标与对照例2进行对比，其中对照例2与实施例1的区别在于：夯土材料中不添加米石和石灰浆；其他条件如剩余组分的选择、配比和采用的施工工艺流程等与本发明实施例1均相同。
113.对照例3
114.采用本发明实施例1得到的轻质夯土墙的各项指标与对照例3进行对比，其中对照例3与实施例1的区别在于：夯土材料中不添加黏土和石灰浆；其他条件如剩余组分的选择、配比和采用的施工工艺流程等与本发明实施例1均相同。
115.对照例4
116.采用本发明实施例1得到的轻质夯土墙的各项指标与对照例4进行对比，其中对照例4与实施例1的区别在于：夯土材料中不添加黏土和米石；其他条件如剩余组分的选择、配比和采用的施工工艺流程等与本发明实施例1均相同。
117.对照例5
118.采用本发明实施例1得到的轻质夯土墙的各项指标与对照例5进行对比，其中对照例5与实施例1的区别在于：夯土材料中不添加锯末面；其他条件如剩余组分的选择、配比和采用的施工工艺流程等与本发明实施例1均相同。
119.对照例6
120.采用本发明实施例1得到的轻质夯土墙的各项指标与对照例6进行对比，其中对照例6与实施例1的区别在于：支模时未在模具中固定骨架；其他条件如材料的选择、配比和采用的施工工艺流程等与本发明实施例1均相同。
121.试验效果
122.为了验证本发明的轻质夯土墙的性能，对实施例1～5和对照例1～6得到的轻质夯
土墙的粘聚性、保温隔热性和抗压性进行了测试。其中，测试方法为：
123.1)粘聚性：根据粘聚性试验的规定进行测定；
124.2)保温隔热性：根据恒温平面热源法的规定进行测定；
125.3)抗压性：根据回弹法的规定进行测定；
126.结果如下表所示：
127.组别粘结强度mpa导热系数λw/(m
·
k)抗压强度mpa实施例11.160.03312.32对照例10.520.04910.65对照例20.670.04511.43对照例30.690.04311.21对照例40.730.04711.38对照例50.960.04111.86对照例61.040.04110.62实施例21.120.03112.27实施例31.110.03212.24实施例41.150.03412.30实施例51.130.03312.31
128.由上表可知：
129.1)相比于对照例1，对照例2的粘结强度提高了0.15mpa，对照例3的粘结强度提高了0.17mpa，对照例4的粘结强度提高了0.21mpa，实施例1的粘结强度提高了0.64mpa；也就是说，本发明中米石、黏土和石灰浆复合使用时粘结强度的提高程度，相较于其单独使用时的提高程度之和，存在较明显的提升，即本发明中米石、黏土和石灰浆存在协同作用。
130.2)相比于实施例1～5，对照例1～6的粘结强度和抗压强度均显著下降，导热系数略有上升。
131.综上所述，本发明的一种夯土材料，达到了适用于轻质夯土墙，并且具有良好的抗裂性、保温隔热性和抗压性的效果。
132.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。