CN108484047A - 一种生土预制件及其制备方法 - Google Patents

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蒋蔚
顾倩倩
高志鹏
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师仲霖
马列
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Abstract

本发明涉及一种生土预制件以及这种预制件的制备方法，本发明的预制件由如下重量份的原料制备而成：土料100份，分散剂0.5～1份和水泥3～5份，所述土料为土、砂和碎石的混合物。本发明的预制件水泥添加量少，成本低且环保，可根据需要制备成各种大小和形状，方便进行规范化设计，可在景观小品或者建筑墙体中进行应用。本发明制备方法直接浇注即可，可以提高生土建筑施工效率，更为环保、便捷。

Description

一种生土预制件及其制备方法
技术领域
本发明涉及预制件技术领域，具体涉及一种生土制品及其制备方法。
背景技术
随着全球环境日益恶化和自然资源日渐枯竭，建设可持续发展社会在国际上已基本达成共识，建设安全可靠且环保节能的绿色可持续发展建筑是一个重要的研究课题，在此背景下，最古老传统的预制件-生土，由于具有绿色、环保节能和可重复利用的特点，又重新受到国内外学者的重视和研究。
但是，传统的夯土工艺需耗费大量人力资源，且无法大批量预制生产，难以大量运用到建造中。而且传统生土预制件的强度低、结构松散，同时用传统生土材料建造房屋时又缺乏规范的设计和施工过程，使得传统的生土建筑更易损坏，且抗震性能很差，往往中小地震就会造成大面积的严重破坏。基于上述问题，现有技术中提出了一些改进的方法，一种是将大量的水泥或生石灰与土混合后再进行制备，这可加强土制品的强度，但是由于制造这些改性剂需要耗费大量的能量和释放过多的二氧化碳，不利于环境的保护。一种是将生土与添加剂混合后进行烧制或通过加压的方式制备生土材料，但是上述操作流程复杂而且加压后得到的生土材料密度大，不方便后期的使用。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种生土预制件，所述生土预制件由如下重量份的原料制备而成：土料100份，分散剂0.5～1份和水泥3～5份，所述土料为原土、砂和碎石的混合物。以土为原料直接制备预制件的主要困难是水的干缩率较高，在成型的过程中容易出现干缩裂缝，因此现有技术中添加了大量的水泥，这样既可以减少裂缝的产生，还可增强所得预制件的强度。本申请通过加入减水剂可减少水的用量，减少干缩现象的发生，选择土、砂和碎石的混合物为土料，可在减少水泥用量的情况下，加强预制件的强度，防止裂缝。总之，本发明通过对土料种类组成的优化和分散剂的添加，可在保证预制件成形效果的前提下减少水泥的添加，制备得到一种性能优异且更为环保的预制件。
本发明所述的生土预制件可为生土砌块、墙体或其他所需的结构。
优选的，所述土料中，原土、砂和碎石的质量比为1:0.8～1.2:0.8～1.2。
进一步优选的，所述土料中，原土、砂和碎石的质量比为1:1:1。
优选的，所述土料中，砂子的粒径小于3mm。
优选的，碎石的粒径为4～30mm。
进一步优选的，若预制件的体积在6L以内，选择粒径为4～10mm的碎石，若预制件的体积大于6～768L，选择粒径为5～20mm的碎石，若预制件的体积大于768L，选择粒径15～30mm的碎石。根据预制件体积的不同选择不同粒径的碎石，可保证预制件的整体强度。
优选的，所述分散剂为六偏磷酸钠。六偏磷酸钠可以减少水的用量，从而减少生土成品养护的时间，而且水量少了，生土成品干缩率也会变小，可减少裂缝的产生。
优选的，所述水泥为白水泥，进一步优选的，所述白水泥为速干白水泥或硅酸盐白水泥。
本发明的另一目的是提供本发明所述预制件的制备方法，包括如下步骤：
1)将原土、砂和碎石混合均匀，得土料，将分散剂配置成质量浓度为5～10％的水溶液；
2)将所述土料和分散剂的水溶液混合，搅拌均匀后加入水泥，加水调节，再次搅拌均匀，完成配料；
3)将步骤2)中配置的物料倒入模具，振捣均匀；
4)用塑料膜对上述振捣均匀后的物料进行包膜养护，直到土料完全变硬，拆去塑料膜，得成品。
优选的，所述步骤2)中完成配料的标准为，将土料装入测试杯中，轻压成型，然后将所述测试标倒扣在测试盘上，在土料不变形的情况下，测试杯可从土料的上部取下，进一步敲击测试盘，块状土料散落成一滩，若无法达到上述要求，再次调节水或土料的添加量。在上述水量的情况下，所得材料易成型和振捣，对于材料的成型和提高干燥效率具有非常重要的意义。
在上述的型标准下，水的总体添加量一般为10～17份(配制分散剂和调节过程中添加水的和)。通过上述操作，水的整体添加量较少，养护周期短。
进一步优选的，应用的过程中，所述测试标为一次性纸杯，所述测试盘可选择塑料盘。
优选的，所述步骤4)在进行包膜养护的过程中可根据需要更换塑料膜。
进一步优选的，当土料成型不再坍塌时可进行第一次更换塑料膜。
本发明中所述的重量份的单位为g、kg等标准重量单位，所述质量体积比为g/ml，并依此类推。
本发明的方法具有如下有益效果：
1)在本领域，水泥的添加量一般为3～40％，本申请通过调整填料中的砂石含量，可调整水泥的添加量为3～5％，本申请可在保证水泥起到相关作用的情况下最大限度的减少水泥的添加量，而且在上述添加量下，水泥可在自然环境中降解，因此本发明的预制件成本低且环保。
2)本发明的预制件可根据需要制备成各种大小和形状，方便进行规范化设计，可在景观小品、建筑墙体或者生土砌块制备中广泛使用。
3)本发明的预制件的制备方法简单，直接进行浇注即可，不需进行烧制，也不需进行挤压，成形养护的时间短，可以提高生土建筑施工效率，而且更为环保、便捷。
附图说明
图1为实施例1制作的现浇土墩子用作凳子；
图2为对比例1制备得到的方柱试件；
图3为对比例2制备得到的圆柱试件。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种生土预制件，由包括如下重量份的原料制备而成：
土料100份，六偏磷酸钠0.7份，白水泥4份，所述土料为原土、砂和碎石的混合物。
所述土料中，原土、砂和碎石的质量比为1:1:1，土的粒径小于5mm，砂的粒径为1～3mm，碎石的粒径为10mm～15mm。
本实施例还涉及这种生土预制件的制备方法，包括如下步骤：
1)将土、砂和碎石混合均匀，得土料，将六偏磷酸钠配置成质量浓度为7％的水溶液；
2)将所述土料和六偏磷酸钠的溶液按质量体积比混合，搅拌均匀后加入水泥，加入适量的水，再次搅拌均匀，完成配料；所述完成配料的标准为，将土料装入一次性纸杯中，轻压成型，然后将所述一次性纸杯倒扣在测试盘上，在土料不变形的情况下，纸杯可从土料的上部取下，进一步敲击测试盘，块状土料散落成一滩。
3)将步骤2)中配置的物料倒入模具，振捣均匀；
4)用塑料膜对上述振捣均匀后的物料进行包膜养护，三日后，土料已成型不会坍塌，拆模后继续塑料膜包裹养护，大约一周后，土料完全变硬，拆去塑料膜，完成成品，如图1。
实施例2
本实施例涉及一种生土预制件，由包括如下重量份的原料制备而成：
土料100份，六偏磷酸钠0.5份，白水泥5份，所述土料为原土、砂和碎石的混合物。
所述土料中，土、砂和碎石的质量比为1:1:1，土的粒径小于5mm，砂的粒径为1～3mm，碎石的粒径为5mm。
本实施例还涉及这种生土预制件的制备方法，包括如下步骤：
1)将土、砂和碎石混合均匀，得土料，将六偏磷酸钠配置成质量浓度为6％的水溶液；
2)将所述土料和六偏磷酸钠的溶液按质量体积比混合，搅拌均匀后加入水泥，加入适量的水，再次搅拌均匀，完成配料；所述分散剂的水溶液的加入标准为，将土料装入一次性纸杯中，轻压成型，然后将所述一次性纸杯倒扣在测试盘上，在土料不变形的情况下，纸杯可从土料的上部取下，进一步敲击测试盘，块状土料散落成一滩。
3)将步骤2)中配置的物料倒入模具，振捣均匀；
4)用塑料膜对上述振捣均匀后的物料进行包膜养护，三日后，土料已成型不会坍塌，拆模后继续塑料膜包裹养护，大约一周后，土料完全变硬，拆去塑料膜，完成成品，本实施例的成品体积1L
实施例3
本实施例涉及一种生土预制件，由包括如下重量份的原料制备而成：
土料100份，六偏磷酸钠1份，白水泥3份，所述土料为原土、砂和碎石的混合物。
所述土料中，土、砂和碎石的质量比为1:1:1，土的粒径小于5mm，砂的粒径为1～3mm，碎石的粒径为5mm。
本实施例还涉及这种生土预制件的制备方法，包括如下步骤：
1)将土、砂和碎石混合均匀，得土料，将六偏磷酸钠配置成质量浓度为7％的水溶液；
2)将所述土料和六偏磷酸钠的溶液按质量体积比混合，搅拌均匀后加入水泥，加入适量的水，再次搅拌均匀，完成配料；所述分散剂的水溶液的加入标准为，将土料装入一次性纸杯中，轻压成型，然后将所述一次性纸杯倒扣在测试盘上，在土料不变形的情况下，纸杯可从土料的上部取下，进一步敲击测试盘，块状土料散落成一滩。
3)将步骤2)中配置的物料倒入模具，振捣均匀；
4)用塑料膜对上述振捣均匀后的物料进行包膜养护，三日后，土料已成型不会坍塌，拆模后继续塑料膜包裹养护，大约一周后，土料完全变硬，拆去塑料膜，完成成品，本实施例的成品体积1L
对比例1
与实施例1相比，本对比例中不添加六偏磷酸钠，并按照与实施例1相同的方法进行制备。如图2，所得预制件的表面不平滑，在同样时间内拆模后土块坍塌。
对比例2
与实施例1相比，本对比例在倒入模具后不包裹塑料薄膜进行养护，直接置于室温下至其干燥。如图3，所得产品的表面产生裂纹。表面墙度不高，表面易碎。
实验例
对实施例1～3和对比例1～2所得的预制件的抗压能力和干缩率进行测试，并对其成形后的表观的完整性进行比较。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种生土预制件，其特征在于，由如下重量份的原料制备而成：土料100份，分散剂0.5～1份和水泥3～5份，所述土料为原土、砂和碎石的混合物。
2.根据权利要求1所述的生土预制件，其特征在于，所述土料中，原土、砂和碎石的质量比为1:0.8～1.2:0.8～1.2。
3.根据权利要求1或2所述的生土预制件，其特征在于，所述土料中，砂子的粒径小于3mm，和/或，碎石的粒径为4～30mm。
4.根据权利要求1或3所述的生土预制件，其特征在于，若预制件的体积在6L以内，选择粒径为4～10mm的碎石，若预制件的体积为6～768L，选择粒径为8～20mm的碎石，若预制件的体积大于768L，选择粒径15～30mm的碎石。
5.根据权利要求1～4任一项所述的生土预制件，其特征在于，所述分散剂为六偏磷酸钠。
6.根据权利要求1或5所述的生土预制件，其特征在于，所述水泥为白水泥；进一步优选的，所述白水泥为速干白水泥或硅酸盐白水泥。
7.权利要求1～6任一项所述生土预制件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将原土、砂和碎石混合均匀，得土料，将分散剂配置成质量浓度为5～10％的水溶液；
2)将所述土料和分散剂的水溶液混合，搅拌均匀后加入水泥，加水调节，再次搅拌均匀，完成配料；
3)将步骤2)中配置的物料倒入模具，振捣均匀；
4)用塑料膜对上述振捣均匀后的物料进行包膜养护，直到土料完全变硬，拆去塑料膜，得成品。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中完成配料的标准为，将土料装入测试杯中，轻压成型，然后将所述测试标倒扣在测试盘上，在土料不变形的情况下，测试杯可从土料的上部取下，进一步敲击测试盘，块状土料散落成一滩，若无法达到上述要求，再次调节水或土料的添加量。
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