生土建筑改性砂浆分析

于兴保

摘 要：生土建筑是人类进入文明时代的主要标志之一，是中华民族的宝贵财富。土坯的出现使生土建筑发展到了一个更高的水平。虽然土坯建筑拥有众多优点，如施工方便、成本低廉、冬暖夏凉等，但是传统土坯的问题也日益突，主要表现为泥浆抹面与土坯砖共同工作的问题，即土坯砖与泥浆抹面的粘结性能问题。因此，一种与土坯砖具有良好粘结性能的泥浆抹面配方具有重要的实用意义。

关键词：土坯砖；改性泥浆；粘结性能；力学性能

0引言

用有机聚合物改善无机胶凝材料性质的方法在我国已经具有悠久的历史了，古人在砌筑城墙时，将糯米汁及榆树叶拌入到石灰中，以增加材料的粘结性。在我国生土民居中普遍存在用泥浆抹面的方式装饰墙体的做法，这种做法之所以能够延续至今是因为：1）从外观与质感上来讲，泥浆本身与生土建筑浑然一体，相得益彰，使我们的生土民居更具乡土化，生态化气息；2）出于安全性的考虑，泥浆抹面作为生土墙体的外装饰层在一定程度上可以保护生土墙体不受风吹雨淋等外界自然力的破坏，提高墙体的耐久性；3）在生土墙体的外墙装饰中时，除了泥浆，还未找到更有效的绿色替代产品 。

1传统泥浆抹面存在的问题

虽然泥浆抹面的方式与乡村主题相辅相成，但它本身也具有一些长期以来没有克服的缺点：1）泥浆这种材料本身的耐久性差，容易干缩，经过长时间的风吹日晒，雨水的冲刷，会开裂剥落，进而损坏墙体；2）泥浆作为墙体抹面材料的应用范围较窄，目前只限应用于乡村生土墙体的抹面装饰工程中，在其他材质的墙体中很少被采用。而在一些乡村生态园区恰恰需要的正是一种粘结性能强，耐久性好的泥浆产品投入使用。

2改性泥浆

2.1主要原材料

（1）土

所用土体选自西安黄土，液限指数为32，塑限指数为17.4，塑性指数为14.6。

（2）水泥

改性泥浆的强度主要来自水泥的水化反应产物，水泥的等级直接影响泥浆的强度，本文所用的水泥为32.5级的普通硅酸盐水泥。

（3）砂

所用砂的平均粒径为0.25mm～0.35mm的细砂，砂在使用前要用筛网筛一遍，砂颗粒要求坚硬洁净，不得含有泥土等杂质。

（4）熟石灰

熟石灰的主要成分是氢氧化钙，可以为水泥土提供碱性环境，试验表明，当水泥土中的氢氧化钙浓度低于2mol×L-1时水泥水化主要生成硅酸钙，而且可以维持水化硅酸钙的稳定性。此外，氢氧化钙可以提供钙离子，与其他固化组分生成钙矾石等可以固化土壤的大分子物质。

（5）乳液A

乳液A是一种乳白色液体，具有较好的附着力，其耐水，耐热，耐老化性能良好。可以提高泥浆的弹性。

（6）掺合料A

掺合料A具有很好的保水增稠性，能使泥浆涂抹后不会因干的太快而龟裂，使泥浆表面更加光滑平整，而且可以提高硬化后强度。

（7）水玻璃

水玻璃俗称泡花碱，是一种水溶性硅酸盐，可以和泥浆中其他固化组分中的钙离子反应，生成硅酸钙。水玻璃本身粘结力强、强度较高，耐酸性、耐热性较好。本文所用水玻璃模数为3.2，其中二氧化硅含量为26%，氧化钠含量为8.2%，波美度含量为0.39～0.41。

（8）聚丙烯纤维

聚丙烯纤维是以聚丙烯和特种助剂为主要原料，在专门设计的特种纤维生产线上制成的工程用短纤维，在水中或机械搅拌的作用下极易分散。可以明显增加泥浆的韧性，起到阻止裂缝和细化裂缝的作用。

选用陕西凯文斯工程纤维，其抗拉强度>450 Mpa；规格：长度12mm；弹性模量≥3.7Gpa；倍长率≤0.1%。

（9）氧化铁红

氧化铁红也称为锈红，是红色氧化铁粉末，具有耐光、耐高温等性能。主要是用铁红来对泥浆进行调色。

3改性泥浆抹面性能

3.1试验前的准备

①试验开始前需要将素土用碎土机打碎，并用筛网筛除杂质，分成等量的若干份（本次试验每份素土重5kg），然后用水闷泡12小时。

②砂子用筛网筛除杂质和大颗粒物质。

③抹浆前应先将墙体润湿，避免浆体水分被墙体过多地吸收。

3.2试验步骤

①试验时应先将水泥，熟石灰等粉末状固化材料搅拌均匀，然后将混合料加入到浸泡好的素土中进行搅拌，液体固化剂加入之前，应先加入少量水进行稀释，然后加入到混合料中，搅拌均匀后待用。

②将搅拌好的泥浆分三层涂抹于墙体上，每层抹浆厚度控制在3mm以内，此次抹浆面积为30cm×30cm的正方形区域。抹浆完成后观察面层裂缝的开展情况，并记录浆体第一条裂缝出现的时间。带浆体强度稳定后，观察浆体表面裂缝开展情况。泥浆抗裂性能的评估办法将参照圣·乔治州立大学的 Paulp.Kraai教授所提出的砂浆及混凝土干燥收缩裂缝测试方法进行试验。试验时先用直尺测量每块浆体上裂缝的宽度，然后用细线沿裂缝走向分别测量不同宽度裂缝的长度B。根据裂缝宽度 d把裂缝分为四级：d≥2mm；2mm>d≥1mm；1mm>d≥0.5mm；d<0.5mm每一级对应着一个权值（A）：2；1.5；0.75；0.25，以改性泥浆的A×B值与素泥浆的A×B值之比评定泥浆的抗裂性能。

3.3改性泥浆的水稳定性试验

遇水软化，强度降低是传统抹面泥浆致命缺陷，所以在民居中常常见到大雨过后生土墙体表面会变得凹凸不平，甚至墙皮剥落的现象。从测试结果可以看出，改性泥浆浸水后具有良好的水稳定性。

3.4改性泥浆粘结抗拉强度试验

传统生土民居中的抹面泥浆的粘结强度低，耐久性差，在外界自然力的作用下泥浆面层开裂剥落的现象比较严重。泥浆与墙体的粘结性能是评估泥浆优劣程度的一项重要的指标，由试验结果可以看出，改性泥浆与基材的粘结性能较传统泥浆有了本质上的提高。

4结束语

一种针对生土砖的改性泥浆，提高生土砖与泥浆的粘结性能，可解决大部分生土建筑中粘结性能不高，裂缝严重的问题，并且改善生态，促进生态和谐发展。

参考文献

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（作者单位：西安建筑科技大学土木工程学院）