CN109138226A - 一种新型彩色夯土墙及其制备方法 - Google Patents

一种新型彩色夯土墙及其制备方法 Download PDF

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CN109138226A CN201811089075.6A CN201811089075A CN109138226A CN 109138226 A CN109138226 A CN 109138226A CN 201811089075 A CN201811089075 A CN 201811089075A CN 109138226 A CN109138226 A CN 109138226A
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Abstract

本发明涉及建筑材料技术领域;目的是提供一种新型彩色夯土墙;采用的技术方案是:包括主体材料、间隔设置的竹筋,还包括耐火水泥、色粉、土壤固化剂、熟石灰,主体材料包括泥土、粗砂、石子,泥土、粗砂、石子的重量比为泥土:粗砂:石子=6:2:2;耐火水泥占比为主体材料重量的6%~8%,土壤固化剂占比为主体材料重量的0.02~0.04%,熟石灰占比为主体材料重量的2%~4%,色粉用量为耐火水泥用量的38%~42%,竹筋的宽度为2~4cm、每隔30~60cm的高度铺设一层,每层纵向铺设2~3根、横向间隔80cm~120cm。制得的新型彩色夯土墙抗压强度高、美观,极具观赏性。

Description

一种新型彩色夯土墙及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域,具体涉及一种新型彩色夯土墙及其制备方法。
背景技术
传统夯土是我国农村应用历史最悠久和广泛的传统房屋建筑的建造技术,主要用于承重墙体和围墙的建造。具有就地取材,施工工艺简易,造价低廉,节能环保等优点。但是也存在一些不足:1、传统模具及木夯锤夯实的土墙,精度很差,墙体整体外观不整齐,密实度很差。2、由于夯土墙密实度差,墙体的防水抗渗性能不好,墙体容易剥落,墙基更易受潮腐烂。3、墙体内虽然加有竹条或木条,但是排列没有规则,还是容易出现墙体竖直方向的开裂,严重的会造成倒塌。4、墙体外观一板色,不具有装饰效果,观赏性差。5、传统的夯土墙均是采用粘土、糯米等作为粘接剂,抗老化性能差、强度低,耐受温度低。
而现有仿造传统的夯土墙,主要是由钢筋混凝土作为骨架墙体,然后通过钢丝网或者一些纤维网作为加强筋,将夯土附着在混凝土表面;虽然主体强度高,但是表面容易开裂,夯土和纤维网、钢丝网的粘接不够牢靠,很容易脱落,很快便失去了观赏性。或者是利用现在的浇筑技术制成墙体,然后在成型的墙体上刷涂混有颜料的粘土,以达到高强度以及美观的效果;但是仅在表面刷涂,耐候性差,温度、湿度的骤然变化同样容易引起开裂,观赏性得不到保证。还有一种是在传统的夯土技术中,添加彩色水泥,虽然能够在一定程度上提高强度和美观性;但是对添加的比例精度、施工速度、脱模工艺均有相当高的要求,容易出现、孔洞、蜂窝、表面裂痕的缺陷;同时彩色水泥的产量少,价格高,颜色单一,色彩难以控制。
发明内容
本发明目的在于提供一种强度高、抗老化、美观的新型彩色夯土墙及其制备方法。
为实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:一种新型彩色夯土墙,包括主体材料、间隔设置的竹筋,还包括耐火水泥、色粉、土壤固化剂、熟石灰,所述主体材料包括泥土、粗砂、石子,所述泥土、粗砂、石子的重量比为泥土:粗砂:石子=6:2:2;所述耐火水泥占比为主体材料重量的6%~8%、所述土壤固化剂占比为主体材料重量的0.02~0.04%、所述熟石灰占比为主体材料重量的2%~4%,所述色粉用量为耐火水泥用量的38%~42%;所述竹筋的宽度为2~4cm、每隔30~60cm的高度铺设一层,每层纵向铺设2~3根、横向间隔80cm~120cm。
优选的,所述泥土的最大尺寸≤5mm。
优选的,所述粗砂的颜色为黄色。
优选的,所述石子的尺寸为5~10mm。
优选的,所述石子为彩色石子。
一种制备上述新型彩色夯土墙的方法,包括
S1、原料选择及加工:干燥、筛分泥土,挑选粗砂,筛分石子;
S2、原料配比:按照彩色夯土墙的成分比重,配制原料;
S3、加入适量的水,使用强制搅拌机搅拌原料;
S4、架设模板;
S5、夯筑:将搅拌好的原料倒入架设好的模板内,每隔一定的高度铺设竹筋层,然后采用气动捣固机分层夯实;
S6、拆除模板,并在墙体表面喷涂土壤加固剂;
S7、土墙养护:用茅草盖住土墙,并保持茅草潮湿,养护15~30天。
优选的,步骤S3中,将加入的水改为米汤或2%重量比的面粉汤水,另按10kg物料加1g的比例加氢氧化钠。
优选的,步骤S4架设的模板为钢制组合模板或胶合模板,所述钢制组合模板的加固间距≤80cm,所述胶合模板的加固间距≤20cm。
优选的,步骤S5中采用的气动捣固机的夯头上,固定连接有一块面积小于模板型腔的钢板。
优选的,步骤S5中,每层填充的原料铺设厚度≤15cm,夯实后的厚度≤10cm。
本发明的有益技术效果是:在传统的夯土墙原料内添加相应比例的耐火水泥、土壤固化剂,同时筛分出较大颗粒的泥土及尺寸合适的石子;提高了夯土墙的夯实度、墙体强度,耐火水泥能够耐受很高的温度,即使被火烧也不易开裂变形,耐候性能好,也不怕被水侵蚀;另外熟石灰改变夯土墙的热工和力学性能,进一步的提高夯土墙的耐候性,耐冻融,有效的避免了墙体开裂的问题。而夯土墙墙体内布设竹筋,一方面竹筋的弹性能够吸收捣固机的冲击力又能对夯土墙体形成有效的拉结,同时竹筋不会被氧化,寿命长,且价格便宜、来源广、节能环保。添加的色粉可根据需要自由、方便的调色配色,色差小,色彩丰富,色彩配合自然,使得夯土墙具有良好的观赏性和装饰性。
在制作过程中,在捣固机的夯头上增加钢板,一方面增强夯固的力度,提高夯土的密实度,另一方面也增加了夯实的有效作用面积,提高夯实的工作效率。而每层填充的原料厚度不高于15cm,能够使得原料能被充分的夯实;夯实后的厚度不高于10cm,能保证原料夯实的紧密度,提高夯土墙的强度。另外,在脱模后的墙体表面涂刷土壤固化剂,能够在夯土墙的表面形成一层透明、致密的保护膜,能够保证墙面的美观、耐久。利用潮湿的茅草养护脱模后的夯土墙,能有效的防止夯土墙在干化的过程中环境骤变造成墙面开裂,保证墙体的美观性、观赏性。
具体实施方式
实施例1
由下述步骤和配方制备新型彩色夯土墙:
S1、原料选择及加工:干燥、筛分泥土,挑选粗砂,筛分石子;具体的,将泥土干燥后,使用孔径为5mm的筛子,获取尺寸≤5mm的泥土;选用颜色为黄色或者接近黄色的粗砂待用;接着使用分样筛或者分别使用筛孔为5mm和10mm的筛子,筛选出尺寸为5~10mm的石子,石子选用彩色的石子,使得夯土墙的外观色彩更丰富,提高观赏性。从而使得夯土墙的固质相为石子、粗砂,也就是说夯土墙的骨料为石子和粗砂,确保夯土墙的强度。
S2、原料配比:按照彩色夯土墙的成分比重,配制原料;具体为主体材料中的泥土、粗砂、石子的重量比为泥土:粗砂:石子=6:2:2;耐火水泥占比为主体材料重量的8%,土壤固化剂占比为主体材料重量的0.04%,熟石灰占比为主体材料重量的4%,色粉用量为耐火水泥用量的40%。其中耐火水泥,不仅能够提高夯土墙的粘结强度,还能使夯土墙能够承受较高的温度;土壤固化剂提高泥土的固化效率和固化强度;熟石灰能改变夯土墙的导热系数、比热、抗压强度和抗剪强度;色粉可根据需要自由、方便的调色配色,色差小,色彩丰富,色彩配合自然,使得夯土墙具有良好的观赏性和装饰性。
S3、将上述材料投入强制搅拌机中,并加入适量的水,使用强制搅拌机搅拌充分的搅拌,使其混合均匀。
S4、架设模板,架设的模板为钢制组合模板或胶合模板均可,其中钢制组合模板的加固间距≤80cm,胶合模板的加固间距≤20cm,以保证夯实所得的夯土墙的垂直度和表面平整度,确保夯土墙的表面的美观性。
S5、夯筑:将搅拌好的原料倒入架设好的模板内,每隔一定的高度铺设竹筋层,然后采用气动捣固机分层夯实。其中采用的气动捣固机的夯头上,固定连接有一块面积小于模板型腔的钢板,一方面增大气动捣固机夯头的重量,增强夯固的力度,提高夯土的密实度;另一方面也增加了夯实的有效作用面积,提高夯实的工作效率。而每层填充的原料厚度为15cm,能够使得原料能被充分的夯实;夯实后的厚度为10cm,也就是将填充料夯实至原来高度的三分之二,能保证原料夯实的紧密度,提高夯土墙的强度。竹筋的宽度为2.5~3.5cm、每隔40cm的高度铺设一层,每层纵向铺设2根、横向间隔90cm,确保墙体具有较高的抗裂性能,且纵向竹筋和横向竹筋相交处由镀锌铁丝捆绑,镀锌铁丝可以防止生锈,从而确保横向和纵向的竹筋牢牢的紧固在一起。
S6、拆除模板,并在墙体表面喷涂土壤加固剂;在脱模后的夯土墙墙体表面涂刷土壤固化剂,能够在夯土墙的表面形成一层透明、致密的保护膜,能够保证墙面的美观、耐久。
S7、土墙养护:用茅草盖住土墙,并保持茅草潮湿,养护15~30天。使用茅草盖住土墙,一方面可以避免阳光直射在夯土墙的表面,致使表面温度过高,而产生局部开裂的现象;同时茅草能够吸收大量的水,给夯土墙的表面保湿,防止表面硬化过快,造成颜色变化不均匀甚至产生裂缝;再者茅草是早本植物,容易获得,价格低廉,可回收利用,也可降解制肥,经济环保。而养护的时间由夯制时的气温决定,气温越高养护时间越长,使得夯制时的内应力得到完全的释放。
实施例2
由下述步骤和配方制备新型彩色夯土墙:
S1、原料选择及加工:干燥、筛分泥土,挑选粗砂,筛分石子;具体的,将泥土干燥后,使用孔径为5mm的筛子,获取尺寸≤5mm的泥土;选用颜色为黄色或者接近黄色的粗砂待用;接着使用分样筛或者分别使用筛孔为5mm和10mm的筛子,筛选出尺寸为5~10mm的石子。
S2、原料配比:按照彩色夯土墙的成分比重,配制原料;具体为主体材料中的泥土、粗砂、石子的重量比为泥土:粗砂:石子=6:2:2;耐火水泥占比为主体材料重量的8%,土壤固化剂占比为主体材料重量的0.03%,熟石灰占比为主体材料重量的4%,色粉用量为耐火水泥用量的40%。
S3、将上述材料投入强制搅拌机中,并加入适量的2%重量比的煮沸过的面粉汤水,另按10kg总物料重量添加1g的比例加氢氧化钠,使用强制搅拌机搅拌充分的搅拌,使其混合均匀。
S4、架设模板,架设的模板为钢制组合模板或胶合模板均可,其中钢制组合模板的加固间距≤80cm,胶合模板的加固间距≤20cm。
S5、夯筑:将搅拌好的原料倒入架设好的模板内,每隔一定的高度铺设竹筋层,然后采用气动捣固机分层夯实。每层填充的原料厚度为15cm,能够使得原料能被充分的夯实;夯实后的厚度为10cm,也就是将填充料夯实至原来高度的三分之二,能保证原料夯实的紧密度,提高夯土墙的强度。竹筋的宽度为2~3cm、每隔35cm的高度铺设一层,每层纵向铺设2根、横向间隔90cm。
S6、拆除模板,并在墙体表面喷涂土壤加固剂;在脱模后的夯土墙墙体表面涂刷土壤固化剂。
S7、土墙养护:用茅草盖住土墙,并保持茅草潮湿,养护15~30天。
实施例3
由下述步骤和配方制备新型彩色夯土墙:
S1、原料选择及加工:干燥、筛分泥土,挑选粗砂,筛分石子;具体的,将泥土干燥后,使用孔径为5mm的筛子,获取尺寸≤5mm的泥土;选用颜色为黄色或者接近黄色的粗砂待用;接着使用分样筛或者分别使用筛孔为5mm和10mm的筛子,筛选出尺寸为5~10mm的石子。
S2、原料配比:按照彩色夯土墙的成分比重,配制原料;具体为主体材料中的泥土、粗砂、石子的重量比为泥土:粗砂:石子=6:2:2;耐火水泥占比为主体材料重量的8%,土壤固化剂占比为主体材料重量的0.03%,熟石灰占比为主体材料重量的4%,色粉用量为耐火水泥用量的40%。
S3、将上述材料投入强制搅拌机中,并加入适量的糯米浆,使用强制搅拌机搅拌充分的搅拌,使其混合均匀。
S4、架设模板,架设的模板为钢制组合模板或胶合模板均可,其中钢制组合模板的加固间距≤80cm,胶合模板的加固间距≤20cm。
S5、夯筑:将搅拌好的原料倒入架设好的模板内,每隔一定的高度铺设竹筋层,然后采用气动捣固机分层夯实。每层填充的原料厚度为15cm,能够使得原料能被充分的夯实;夯实后的厚度为10cm,也就是将填充料夯实至原来高度的三分之二,能保证原料夯实的紧密度,提高夯土墙的强度。竹筋的宽度为2~3cm、每隔35cm的高度铺设一层,每层纵向铺设2根、横向间隔90cm。
S6、拆除模板,并在墙体表面喷涂土壤加固剂;在脱模后的夯土墙墙体表面涂刷土壤固化剂。
S7、土墙养护:用茅草盖住土墙,并保持茅草潮湿,养护15~30天。
实施例4
由下述步骤和配方制备新型彩色夯土墙:
S1、原料选择及加工:干燥、筛分泥土,挑选粗砂,筛分石子;具体的,将泥土干燥后,使用孔径为5mm的筛子,获取尺寸≤5mm的泥土;选用颜色为黄色或者接近黄色的粗砂待用;接着使用分样筛或者分别使用筛孔为5mm和10mm的筛子,筛选出尺寸为5~10mm的石子。
S2、原料配比:按照彩色夯土墙的成分比重,配制原料;具体为主体材料中的泥土、粗砂、石子的重量比为泥土:粗砂:石子=6:2:2;耐火水泥占比为主体材料重量的7%,土壤固化剂占比为主体材料重量的0.04%,熟石灰占比为主体材料重量的3%,色粉用量为耐火水泥用量的40%。
S3、将上述材料投入强制搅拌机中,并加入适量的水,使用强制搅拌机搅拌充分的搅拌,使其混合均匀。
S4、架设模板,架设的模板为钢制组合模板或胶合模板均可,其中钢制组合模板的加固间距≤80cm,胶合模板的加固间距≤20cm。
S5、夯筑:将搅拌好的原料倒入架设好的模板内,每隔一定的高度铺设竹筋层,然后采用气动捣固机分层夯实。每层填充的原料厚度为14cm,能够使得原料能被充分的夯实;夯实后的厚度为9cm。竹筋的宽度为3~4cm、每隔35cm的高度铺设一层,每层纵向铺设2根、横向间隔100cm。
S6、拆除模板,并在墙体表面喷涂土壤加固剂;在脱模后的夯土墙墙体表面涂刷土壤固化剂。
S7、土墙养护:用茅草盖住土墙,并保持茅草潮湿,养护15~30天。
实施例5
由下述步骤和配方制备新型彩色夯土墙:
S1、原料选择及加工:干燥、筛分泥土,挑选粗砂,筛分石子;具体的,将泥土干燥后,使用孔径为5mm的筛子,获取尺寸≤5mm的泥土;选用颜色为黄色或者接近黄色的粗砂待用;接着使用分样筛或者分别使用筛孔为5mm和10mm的筛子,筛选出尺寸为5~10mm的石子。
S2、原料配比:按照彩色夯土墙的成分比重,配制原料;具体为主体材料中的泥土、粗砂、石子的重量比为泥土:粗砂:石子=6:2:2;耐火水泥占比为主体材料重量的6%,土壤固化剂占比为主体材料重量的0.02%,熟石灰占比为主体材料重量的2%,色粉用量为耐火水泥用量的40%。
S3、将上述材料投入强制搅拌机中,并加入适量的水,使用强制搅拌机搅拌充分的搅拌,使其混合均匀。
S4、架设模板,架设的模板为钢制组合模板或胶合模板均可,其中钢制组合模板的加固间距≤80cm,胶合模板的加固间距≤20cm。
S5、夯筑:将搅拌好的原料倒入架设好的模板内,每隔一定的高度铺设竹筋层,然后采用气动捣固机分层夯实。每层填充的原料厚度为15cm,能够使得原料能被充分的夯实;夯实后的厚度为10cm,也就是将填充料夯实至原来高度的三分之二,能保证原料夯实的紧密度,提高夯土墙的强度。竹筋的宽度为2~3cm、每隔35cm的高度铺设一层,每层纵向铺设2根、横向间隔110cm。
S6、拆除模板,并在墙体表面喷涂土壤加固剂;在脱模后的夯土墙墙体表面涂刷土壤固化剂。
S7、土墙养护:用茅草盖住土墙,并保持茅草潮湿,养护15~30天。
对比例1
由下述步骤和配方制备新型彩色夯土墙:
步骤一、材料准备:将重量比为3:7的白灰与黄土加水拌合,搅拌均匀形成灰土原料,充分熟化后加入糯米浆进行拌合;每立方米灰土原料中加入糯米浆100kg;
步骤二、将上述材料投入强制搅拌机中,并加入适量的水,使用强制搅拌机搅拌充分的搅拌,使其混合均匀。
步骤三、架设模板,架设的模板为钢制组合模板或胶合模板均可,其中钢制组合模板的加固间距≤80cm,胶合模板的加固间距≤20cm。
步骤四、夯筑:将搅拌好的原料倒入架设好的模板内,每隔一定的高度铺设竹筋层,然后采用气动捣固机分层夯实。每层填充的原料厚度为15cm,能够使得原料能被充分的夯实;夯实后的厚度为10cm,也就是将填充料夯实至原来高度的三分之二,能保证原料夯实的紧密度,提高夯土墙的强度。竹筋的宽度为2~3cm、为每隔35cm的高度铺设一层,每层纵向铺设2根、横向间隔110cm。
步骤五、拆除模板,并在墙体表面喷涂土壤加固剂;在脱模后的夯土墙墙体表面涂刷土壤固化剂。
步骤六、土墙养护:用茅草盖住土墙,并保持茅草潮湿,养护15~30天。
对比例2
步骤一、材料准备:将重量比为3.5:6.5的白灰与黄土加水拌合,搅拌均匀形成灰土原料,充分熟化后加入糯米浆进行拌合;每立方米灰土原料中加入糯米浆110kg;
步骤二、将上述材料投入强制搅拌机中,并加入适量的水,使用强制搅拌机搅拌充分的搅拌,使其混合均匀。
步骤三、架设模板,架设的模板为钢制组合模板或胶合模板均可,其中钢制组合模板的加固间距≤80cm,胶合模板的加固间距≤20cm。
步骤四、夯筑:将搅拌好的原料倒入架设好的模板内,每隔一定的高度铺设竹筋层,然后采用气动捣固机分层夯实。每层填充的原料厚度为15cm,能够使得原料能被充分的夯实;夯实后的厚度为10cm,也就是将填充料夯实至原来高度的三分之二,能保证原料夯实的紧密度,提高夯土墙的强度。竹筋的宽度为2~3cm、为每隔35cm的高度铺设一层,每层纵向铺设2根、横向间隔110cm。
步骤五、拆除模板,并在墙体表面喷涂土壤加固剂;在脱模后的夯土墙墙体表面涂刷土壤固化剂。
步骤六、土墙养护:用茅草盖住土墙,并保持茅草潮湿,养护15~30天。
将上述实施例1~5,对比例1、2所制得的夯土墙,取样块作为试样。使用混凝土回弹仪按照《混凝土强度检验评定标准》GB/T50107-2010测量(拆模28天后测量),测量结果如表1所示:
表1
参照《蒸压灰砂砖》(GB11945-1999)的固定进行抗冻性能测试,测试结果如表2所示:
表2
同时将各试样在沸水中煮半个小时、测定其吸水率和饱和系数,以此测定夯土墙的耐候性能和抗风化性能,测试结果如表3所示:
表3
根据表格1~3可以看出,耐火水泥和熟石灰的添加量越高,夯土墙的抗压强度越高,但是相应的成本也就越高,又因水泥和泥土的兼容性差,添加的计量过多,容易干缩开裂、返碱、起砂、遇水崩塌,因此水泥的重量比不宜太高。另外使用2%重量比的煮沸过的面粉汤水替换搅拌时所需的水,并加氢氧化钠,能够显著提高夯土墙的抗压强度和耐候性能。同时可以理解的是,当耐火水泥和熟石灰的添加量超过一定数值时,如10%,夯土墙将变得硬脆,耐候性差。另外在夯筑时,每层夯实的高度和填料的高度比值越小,相应的强度越高,但是越耗原料和延长施工周期,且当比值为三分之二时,强度已经足够,且增加的幅度变小,因此优选为三分之二。
因此本发明制成夯土墙,不仅具有略次于灰砖的强度,还具备了土墙的特性,强度高,不怕水、不开裂、耐冻融,不易老化;同时冬暖夏凉,外观条纹清晰,色彩配合自然,具有良好的观赏性和装饰性。另外石子、泥土、粗砂可直接从建筑场地获得,竹、茅草是生态常见的绿色植物,造价低,取材易,节能环保原生态。施工过程除模板的架设外,均可采用机械化作业,操作简单。

Claims (10)

1.一种新型彩色夯土墙,包括主体材料、间隔设置的竹筋,其特征在于:还包括耐火水泥、色粉、土壤固化剂、熟石灰,所述主体材料包括泥土、粗砂、石子,所述泥土、粗砂、石子的重量比为泥土:粗砂:石子=6:2:2;
所述耐火水泥占比为主体材料重量的6%~8%、所述土壤固化剂占比为主体材料重量的0.02~0.04%、所述熟石灰占比为主体材料重量的2%~4%,所述色粉用量为耐火水泥用量的38%~42%;
所述竹筋的宽度为2~4cm、每隔30~60cm的高度铺设一层,每层纵向铺设2~3根、横向间隔80cm~120cm。
2.根据权利要求1所述的新型彩色夯土墙,其特征在于:所述泥土的最大尺寸≤5mm。
3.根据权利要求2所述的新型彩色夯土墙,其特征在于:所述粗砂的颜色为黄色。
4.根据权利要求3所述的新型彩色夯土墙,其特征在于:所述石子的尺寸为5~10mm。
5.根据权利要求4所述的新型彩色夯土墙,其特征在于:所述石子为彩色石子。
6.一种制备权利要求1~5任意一项所述的新型彩色夯土墙的方法,其特征在于:包括
S1、原料选择及加工:干燥、粉碎、筛分泥土,挑选粗砂,筛分石子;
S2、原料配比:按照彩色夯土墙的成分比重,配制原料;
S3、加入适量的水,使用强制搅拌机搅拌原料;
S4、架设模板;
S5、夯筑:将搅拌好的原料倒入架设好的模板内,每隔一定的高度铺设竹筋层,然后采用气动捣固机分层夯实;
S6、拆除模板,并在墙体表面喷涂土壤加固剂;
S7、土墙养护:用茅草盖住土墙,并保持茅草潮湿,养护15~30天。
7.根据权利要求6所述的制备新型彩色夯土墙的方法,其特征在于:步骤S3中,将加入的水改为米汤或2%重量比的面粉汤水,另按10kg物料加1g的比例加氢氧化钠。
8.根据权利要求7所述的制备新型彩色夯土墙的方法,其特征在于:步骤S4架设的模板为钢制组合模板或胶合模板,所述钢制组合模板的加固间距≤80cm,所述胶合模板的加固间距≤20cm。
9.根据权利要求8所述的制备新型彩色夯土墙的方法,其特征在于:步骤S5中采用的气动捣固机的夯头上,固定连接有一块面积小于模板型腔的钢板。
10.根据权利要求9所述的制备新型彩色夯土墙的方法,其特征在于:步骤S5中,每层填充的原料铺设厚度≤15cm,夯实后的厚度≤10cm。
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