一種新型複合牆體的製作方法

2024-03-27 16:54:05

一種新型複合牆體的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種新型複合牆體，根據應用需求設計牆體規格和體積，包括牆體在地下的基礎部分和在地上的主體部分，將少量膠結材料以內摻法按一定的幹質量比摻入到土壤中拌和均勻，形成初步的牆體混合料，該幹質量比可以為3∶97，4∶96或5∶95；所述的膠結材料為熟石灰或水泥或粉煤灰並根據土壤的性質選擇摻配不同的膠結材料；在所述形成的初步牆體混合料中再加入經水稀釋後的土質固化劑再次攪拌均勻，形成牆體混合料，土質固化劑用量為所述初步混合料幹質量的0.01-0.03％，稀釋固化劑的用水量為所述初步混合料在最佳含水率時的含水質量與該初步混合料的天然含水質量的差值；然後將牆體混合料按照牆體規格和體積需求進行壓實成型，形成複合牆體。
【專利說明】一種新型複合牆體
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種建築材料的應用，具體來說，涉及農用項目【技術領域】中牆體的建造方法。
【背景技術】
[0002]為了滿足不同地區不同季節不同氣候條件下的植物生長需要，溫室大棚應運而生，而隨著科技的發展，各種蔬菜瓜果作物的育種育苗和栽培對溫度、溼度、陽光、水和空氣等環境因素提出了越來越高的要求，溫室大棚經歷了由抵擋到高檔，由傳統到現代的不斷更新和發展。
[0003]溫室大棚造價主要取決於構造大棚主體結構材料的造價。傳統的溫室大棚一般採用土堆或磚牆結構。對於用土堆做後牆的土牆結構，後牆底部需要做到三至四米厚，有的甚至達到五至六米厚。缺點是冬天潮溼了容易凍結，保溫效果差，抗風雪能力差，若不設排水溝則長時間的雨水浸泡就會導致牆體變軟坍塌；最主要的缺點就是土地利用率低，佔土地面積大。而傳統的磚石結構牆在我國源遠流長有兩千年的歷史，由於其有就地取材、造價低、耐酸耐鹼、熱惰性好等特點，因此，在我國牆體材料應用中仍佔有很大比例。但用傳統的紅磚或磚混凝土做後牆還是有缺點的，不僅成本高，而且費工、費時，此外由於環境保護和土地資源的利用限制，國家一直在明令禁止傳統紅磚的生產和使用；其次磚牆的保溫效果差，冬天大棚裡還需要有另外的加增溫設施，從而進一步地增加了建造成本。因此迫切需要找到一種既成本低廉、佔地少、結實耐用，又具有保溫效果的新型牆體材料。

【發明內容】

[0004]1、發明目的
為了節約土地資源，解決紅磚短缺以及造價高的問題；提高溫室背牆的使用壽命，耐水性好，降低重修費用；提高儲存熱量的能力，讓蔬菜生長的更好、產量更高；為農民增產增收，故本發明提出了一種新型複合牆體的應用技術，以克服當前磚石結構牆體的缺陷，該技術將充分利用廣大農村現有的各種土壤並引入土質固化劑來打造新型牆體，形成的牆體具有耐水性好，強度大，隔熱蓄熱功能佳，使用成本低，在抗彎拉、強度、成型狀態，防水性等方面均比傳統工藝施工的牆體要優。
[0005]2、本發明所採用的技術方案
本發明提出一種新型複合牆體，關鍵技術是牆體材料的組成配比、將土壤與膠結材料複合及使用土質固化劑的方法，並通過特定的施工工藝形成板結體，滿足農用大棚牆體經久耐用，保溫性能好等要求標準。
[0006]本發明的目的是這樣實現的:
一種新型複合牆體，其特徵為，根據應用需求設計牆體規格和體積，包括牆體在地下的基礎部分和在地上的主體部分，將少量膠結材料以內摻法按一定的幹質量比摻入到土壤中拌和均勻，形成初步的牆體混合料，該幹質量比可以為3:97,4:96或5:95 ;所述的膠結材料為熟石灰或水泥或粉煤灰並根據土壤的性質選擇摻配不同的膠結材料；對於粘土選擇摻配石灰，對於粉質土和含砂性粉質土選擇摻配水泥，對於含砂性粘土和粉質粘土選擇摻配水泥或石灰均可；所述的膠結材料用量和土壤用量分別為初步牆體複合料壓實後的最大幹密度乘以該牆體體積並再乘以各自所佔總複合料的比例；在所述形成的初步牆體混合料中再加入經水稀釋後的土質固化劑再次攪拌均勻，形成牆體混合料，土質固化劑用量為所述初步混合料幹質量的0.01-0.03%，稀釋固化劑的用水量為所述初步混合料在最佳含水率時的含水質量與該初步混合料的天然含水質量的差值；然後將牆體混合料按照牆體規格和體積需求進行壓實成型，形成複合牆體。
[0007]進一步地，製作土質固化劑稀釋液的過程具體為:取初步的牆體混合料的最大幹密度P *fi，牆體體積V，土壤佔混合料的幹質量比B±，土壤天然含水率膠結材料佔混合料的幹質量比BKS，土質固化劑用量佔混合料的幹質量比
(1)計算牆體混合料中土壤質星M土=P最佳XVXB土 X (1+W土天然)；
(2)計算牆體混合料中膠結材料質量M膠結=P最佳XVXB膠結；
(3)計量所述初步的牆體混合料的溼質量M混溼=Mlfc+M膠結；
(4)測量所述初步的牆體混合料的天然含水率；
(5)計算所述初步的牆體混合料的幹質量(1+W^)；
(6)計算所述初步的牆體混合料的天然含水質量M混溼-Mst；
(7)計算所述初步的牆體 混合料在最佳含水率Wftg時的總含水質量^6#=Xffee ；
(8)計算稀釋土質固化劑所用水量M7jc=M總水-M天然；
(9)計算所述初步的牆體混合料需要的土質固化劑質量Meh^wXBeh^w ；
或M固化劑=P最佳X V X B固化劑；
(10)將土質固化劑質量加入到稀釋土質固化劑所用水量Mp攪拌均勻即成為該牆體混合料所需要的固化劑稀釋液。
[0008]再進一步地，將牆體混合料壓實成型的施工工藝方法有兩種。一種是現場拌和施工法，直接在建造牆體現場地點取當地土壤，打造新型複合牆體，滿足建造時間短、施工便捷快速的需求，但由於混合料的拌和過程是在露天環境操作，混合料水分易揮發，含水率不易控制，對拌和設備要求相對不高，成本低一些，適用於強度要求不是特別高的牆體建造。另一種是集中拌合施工法，需要選擇一個專門製作牆體材料的場所，有專用的拌和機、攪拌機，施工工藝專業細膩，混合料拌和和攪拌操作都在設備的封閉空間內進行，容易形成均勻的牆體混合料，也能有效地保持混合料的水份，混合料製作完成後再被運輸到施工現場，能夠保證有更好的施工質量，形成強度更高的牆體。
[0009]現場拌和施工法的施工工藝過程為:
(I)施工前準備，選取施工牆體所用土樣，通過實驗確定複合牆體材料的組成成分以及最佳含水率和最大幹密度，設計牆體規格，畫出施工圖紙；
就地取當地土壤，鑑別土壤性質，先在實驗室做好適合該土壤的配合比試驗，確定複合牆體材料的組成成分以及測定最佳含水率和最大幹密度。根據實驗數據和大棚或房屋的溫室要求，綜合當地氣候環境和經濟條件，設計製作大棚或房屋牆體的施工圖紙，如圖1為大棚或房屋牆體施工橫切面圖，確定牆體基礎部分11所在地基坑的深度和寬度，確定牆體主體部分12的寬度、高度，以及模板13的高度，支架14的位置。並由此可以計算出牆體的體積。通常北方寒冷地區或風雪頻繁地區，牆體厚度應大於1.2米，經濟條件允許可適當增加厚度至1.5米，一般南方氣候較溫和地區牆體厚度不低於0.8米。
[0010](2)確定牆體位置、施工放樣、挖基坑；
在牆體位置依照圖2施工圖紙中基礎部分21和主體部分22的具體尺寸進行施工測量放樣，按照基坑的深度和寬度要求，用人工配合挖土機挖出牆體基坑。
[0011](3)計算土壤及膠結材料的用量，攤鋪土壤及膠結材料進行幹拌，形成初步牆體混合料；
根據前述步驟(I)確定的複合牆體材料的組成成分、最大幹密度和牆體的體積計算牆體需要的土壤用量和膠結材料用量。在施工現場先將土壤平鋪排壓平整，再將該石灰或水泥均勻地攤鋪在土壤層表面，用拌合機拌合均勻，形成初步牆體混合料。為防止水分的流失，一般地一次拌和30-40立方的混合料。
[0012](4)計算土質固化劑用量和稀釋用水量，稀釋並噴灑土質固化劑，再拌和，形成牆體混合料；
根據複合牆體材料的組成成分、最大幹密度和牆體的體積計算固化劑用量。根據混合料的最佳含水率Wiii和混合料的天然含水率的差值確定稀釋固化劑的用水量。以40立方混合料為例，則稀釋固化劑的用水量等於混合料的最佳含水量減去其天然的含水量，特別要說明的是，由於該牆體直接暴露於空氣中，實際用水量可比最佳含水率高1%_2%，以防水分過快流失。將所需用水量裝入灑水車，再緩慢倒入所需的固化劑，用木桿攪拌至完全溶解即可噴灑。噴灑的原則是:水流勻速、噴灑均勻。噴灑固化劑完畢後再拌合均勻，拌和的方法是先用拌和機進行初步拌合，再用挖土機堆攏拌和。應嚴格控制混合料的最佳含水率和拌和的均勻性，確保混合料拌和後顏色一致，乾濕適度。
[0013](5)製作牆體基礎部分:上料、夯實；
對於牆體基礎部分，可以用挖土機或裝載機將拌合均勻的牆體混合料攤鋪到挖好的基坑中，從下向上逐步分層填築，每層混合料厚度控制在22-25公分，用夯機夯實，每層夯實遍數控制在四遍以上，局部地方還可以用衝擊夯加強。最終按照這個基礎部分的深度填滿基坑。
[0014](6)根據牆體厚度，確定牆體外側位置，並安裝模板、支架；
牆體基礎部分完成後即可根據牆體厚度，確定牆體外側位置，在牆體外側安裝模板，模板面與地面垂直，模板可以為木模板、竹木模板、鋼模板等，強度和穩定性達到設計要求，板面平整，板之間接縫嚴密，不漏土料，容易裝拆。穩固模板的支架一般用鋼管支架，應安裝在有足夠承載力的平坦、穩定地基上，支架與模板之間要連接穩定堅固。
[0015](7)製作牆體主體部分:上料、分層夯實；
用挖土機或裝載機將拌合均勻的混合料攤鋪到支護好的模板內，從下向上逐步分層填築，每層混合料厚度控制在22-25公分，用夯機夯實，每層夯實遍數控制在四遍以上，局部地方還可以用衝擊夯加強。
[0016](8)拆除模板、支架；
待牆體主體完成以後即可拆除模板，拆除模板遵循先支後拆，後支先拆的順序，注意不可傷害牆面。若現場模板充足，可延遲4-7天拆除模板，則效果更好。
[0017](9)外牆表面的整平和美化； 牆面的不平整處用木製的牆板拍進行修飾和平整。
[0018](10)養護。
[0019]一般養護7-14天，氣候乾燥時，牆面可噴灑適量霧狀水加強養生。
[0020]另一種，集中拌合施工法的施工工藝過程為:
(I)施工前準備，選取施工牆體所用土樣，通過實驗確定複合牆體材料的組成成分以及最佳含水率和最大幹密度，設計牆體規格，畫出施工圖紙；
就地取當地土壤，鑑別土壤性質，先在實驗室做好適合該土壤的配合比試驗，確定複合牆體材料的組成成分，包括土壤佔混合料的幹質量比B ±，土壤天然含水率W，膠結材料佔混合料的幹質量比土質固化劑用量佔混合料的幹質量比B以及確定測定最佳含水率和最大幹密度P 根據實驗數據和大棚或房屋的溫室要求，綜合當地氣候環境和經濟條件，設計製作大棚或房屋牆體的施工圖紙，如圖1為大棚或房屋牆體橫切面圖，確定基礎部分11所在地基坑的深度和寬度，確定牆體主體部分12的寬度、高度，以及模板13的高度，支架14的位置。並由此可以計算出牆體的體積V。通常北方寒冷地區或風雪頻繁地區，牆體厚度應大於1.2米，經濟條件允許可適當增加厚度至1.5米，一般南方氣候較溫和地區牆體厚度不低於0.8米。
[0021](2)確定牆體位置、施工放樣、挖基坑；
在牆體位置依照圖2施工圖紙中基礎部分21和主體部分22的具體尺寸進行施工測量放樣，按照基坑的深度和寬度要求，用人工配合挖土機挖出牆體基坑。
[0022](3)選擇拌和場與攪拌設備，計算土壤和膠結材料的用量，進行幹拌，形成初步牆體混合料；
拌和場一般設置在取土場附近，拌料機械應選擇生產能力在300t?700t/h並可以連續生產的拌和機，餵料鬥的開口要大，以保證拌和、產出的工作效率。根據前述步驟(I)確定的複合牆體材料的組成成分、最大幹密度P 和牆體的體積V計算牆體需要的土壤用量和膠結材料用量。通過攪拌機的料門及轉數來控制膠結材料和土壤的流量。土壤和膠結材料通過傳送裝置進入拌缸，在拌缸內拌和均勻。計量每分鐘輸送進攪拌筒的土的質量M±和膠結材料的質量MKS。
[0023](4)計算土質固化劑用量和稀釋用水量，稀釋並噴灑土質固化劑，再拌和，形成牆體混合料；
固化劑的用量和稀釋液固化劑用水量的具體計算如下:
(I )稱量每分鐘輸送進攪拌筒的土壤與石灰(或水泥)混合料的溼質量；
(II)測定該混合料的天然含水率W天然；
(III)計算每分鐘輸送進攪拌筒的混合料的幹質量；
M混幹=M混溼/ (I +W天然)
(IV)計算牆體複合材料在最佳含水率Wiii時的總含水質量M總水；
M總水=M混幹Xff最佳
(V)計算每分鐘應加入攪拌筒中的水質量；
M水=M總水-(M混溼-M混幹)
(VI)計算每分鐘輸送進攪拌筒的混合料需要的固化劑質量劑，以0.03%為例；M固化齊I廠M混幹X0.03%(W)將步驟(VI)的固化劑加入到步驟(V)的水中攪拌均勻，即為每分鐘輸送進攪拌筒
的固化劑稀釋液質裡M稀釋；M稀釋=M水+M固化劑
(VDI)右已知該?半和設備水裝水質星M,則需要的固化劑質星禮@化劑為禮@化劑=MXM
固化劑/M水。
特別需要注意的是，當該複合材料的天然含水率發生變化時，則需重新測定天然含水率值以及每分鐘輸送混合料的溼質量Mffis，按以上步驟重新計算後調整固化劑稀釋比例，同時調整進水閥門(通過測定拌和後的複合固結土的含水率來不斷調整進水閥門至進水量的合理)。
[0024](5)將牆體混合料運輸到牆體施工地點；
應儘快將拌制好的複合材料運送到施工現場。車上的複合材料應該覆蓋，以減少水分的損失。
[0025](6)製作牆體基礎部分:上料、夯實；
對於牆體基礎部分，可以用挖土機或裝載機將拌合均勻的複合材料攤鋪到挖好的基坑中，分層填築，每層混合料厚度控制在22-25公分，用夯機夯實，每層夯實遍數控制在四遍以上，局部地方還可以用衝擊夯加強。
[0026](7)根據牆體厚度，確定牆體外側位置，並安裝模板、支架；
牆體基礎部分完成後即可安裝模板，模板可以為木模板、竹木模板、鋼模板等，強度和穩定性達到設計要求，板面平整，板之間接縫嚴密，不漏土料，容易裝拆。支架常用鋼管支架，應安裝在有足夠承載力的地基上，支架與模板之間要連接穩定堅固。
[0027](8)製作牆體主體部分:上料、分層夯實；
用挖土機或裝載機將拌合均勻的混合料攤鋪到支護好的模板內，分層填築，每層混合料厚度控制在22-25公分，用夯機夯實，每層夯實遍數控制在四遍以上，局部地方還可以用衝擊夯加強。
[0028](9)拆除模板、支架；
待牆體整體完成以後即可拆除模板，拆除模板遵循先支後拆，後支先拆的順序，注意不可傷害牆面。若現場模板充足，可延遲4-7天拆除模板，則效果更好。
[0029]( 10)外牆表面的整平和美化；
牆面的不平整處用木製的牆板拍進行修飾和平整。
[0030](11)養護。
[0031]一般養護7-14天，遇天氣乾燥時，牆面可噴灑適量霧狀水加強養生。
[0032]進一步地，所述的複合牆體，水泥是32.5或42.5普通矽酸鹽水泥、複合矽酸鹽水泥、礦渣矽酸鹽水泥，石灰是經石灰石高溫煅燒後所得的產物、含有氧化鈣和氧化鎂的石灰且經過消解後的熟石灰。
[0033]在膠結材料選擇方面，具體視土壤性質、溫室大棚的要求和當地膠結材料的價格而定。
[0034]進一步地，所述的土質固化劑為專利號ZL200610016564.X所示的一種土質固化劑。
[0035]3、本發明技術效果
應用上述新型複合牆體的建造方法形成的新型複合牆體與傳統牆體相比的有益效果如下:
a.與傳統的後牆為紅磚或磚混凝土的冬暖式大棚相比，新型複合牆體造價相對要低，保溫效果好，溫度穩定且持久性好，特別適用於東北、內蒙等寒冷地區使用，後牆建設的大棚內溫度還是會保持在十五攝氏度左右，無需在棚內進行二次加溫就可以滿足作物生長需要的溫度，促進作物生長，提高產量。
[0036]b.與傳統的後牆為土堆的冬暖式大棚相比，新型複合牆體佔地面積小，外形美觀，經久耐用，且使用土質固化劑用量較少(0.01%?0.03%)，易於和土壤、少量的水泥石灰拌和，形成的牆體無論耐水性和耐久性都要明顯優於傳統土堆牆體。
[0037]c.此新型複合牆體技術施工工藝與傳統紅磚牆相比，易操作，速度快，工期短，成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
為了更清楚地說明本發明及實施例中的技術方案，下面將對本發明及實施例描述中所需要的使用的附圖作簡要地介紹，顯而易見地，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的相類似的附圖。
圖1是本發明中所述的大棚或房屋牆體的橫切面圖；
圖2是本發明中所述的牆體在地下的基礎部分和在地上的主體部分的立體示意圖，及牆體橫切面的示意。
[0038]【具體實施方式】
[0039]通過本發明的以下實施案例將會更清楚地體會到本發明的其他優點與特徵。
[0040]實施案例一:
建造北京昌平某草莓園大棚基地試驗牆段，要求該大棚後牆長80米，平均高3.8米，厚
1.2米。設計牆體規格和體積，包括牆體在地下的基礎部分和在地上的主體部分，牆體橫切面如圖2所示。就地取材，以現場的粉質土壤為主要原料，摻配適量粉煤灰、32.5火山灰水泥、土質固化劑以及適量的水(其中水為外摻加)，實驗室測定，水泥:粉煤灰:當地粉質土為2:3:95時搭配效果最佳,該配比的最佳含水率為13.9%,最大幹密度為1.85g/cm3,選擇土質固化劑用量為水泥粉煤灰和粉質土混合料幹質量的0.015%時凝結效果較好。
[0041]計算粉煤灰、火山灰水泥用量和土壤用量分別為1.85g/cm3乘以該牆體體積並再乘以各自所佔總複合料的比例。計算稀釋土質固化劑的水用量為上述混合料在最佳含水率13.9%時具有的含水質量與該混合料的天然含水質量之差。配置固化劑稀釋液，然後將固化劑稀釋液灑入水泥粉煤灰和粉質土混合料中，拌和均勻，按照大棚牆體的基礎和主體部分的規格需求，將牆體混合料壓實成型，建造成大棚的新型複合牆體。
[0042]進一步地，具體採用集中拌和施工法打造該牆體:選取拌合廠和設備以後，按上面的設計配合比計算土、粉煤灰、水泥、水、固化劑的用量，水泥、粉煤灰和土通過傳送裝置進入拌缸，將計算好的固化劑摻入水罐攪拌完全溶解後，均勻灑入裝有水泥和土混合料的拌缸中，混合攪拌均勻，運輸至施工場地。用挖機將拌合均勻的混合料攤鋪到挖好的基坑中，每層厚度25cm，每層用電動打夯機夯實4遍，以達到要求的壓實度。基礎部分施工完畢後，在牆體外側支護模板，向固定好的模板內添加拌合均勻的複合材料，分層填築，每層厚25cm,每層用電動打夯機夯實4遍，依次填築到所需的高度，拆除模板、支架，牆體表面修飾整平，養生10天即可。該法形成的複合牆體土地利用率比原設計的土牆提高60%。
[0043]實施案例二:
某地土質為含砂性粘土，要建造房屋的牆體。
[0044]首先根據應用需求設計牆體規格和體積，包括牆體在地下的基礎部分和在地上的主體部分，牆體橫切面如圖2所示，基礎部分寬度為1.6米，深度0.8米，主體部分牆厚度I米，牆高度4米，牆的長度為20米。計算牆的體積=1.6X0.8X20+1X4X20=105.6立方米。
[0045]根據土質選擇摻配水泥為膠結材料，進行實驗室測定，水泥與該含砂粘土的幹質量比為4:96時混合粘度最佳，測定最佳含水率12.2%以及最大幹密度2.0lg/cm3。選擇土質固化劑用量為水泥含砂粘土混合料幹質量的0.02%時凝結效果較好。
[0046]計算水泥用量和土壤用量分別為2.01t/m3乘以該牆體體積並再乘以各自所佔總複合料的比例。計算水泥用量為2.0lt/ m3X105.6X4%t=8.49噸。計算土壤用量為
2.01 t/ m 3X 105.6X96%t=203.77噸。已知土壤天然水率為8%，土壤溼質量為203.77X(1+8%) =220.07 噸。
[0047]測定該混合料的天然含水率為7.5%，混合料在最佳含水率12.2%時具有的含水質量為2.01 X 105.6X12.2%=25.895噸，該混合料的天然含水質量為(8.49+203.77) X 7.5%=15.92噸，計算稀釋土質固化劑的水用量為上述混合料在最佳含水率12.2%時具有的含水質量與該混合料的天然含水質量之差，則稀釋土質固化劑的水用量為25.895-15.92=9.975噸，土質固化劑用量為2.01 X 105.6X0.02%=42.45公斤，然後將固化劑稀釋液灑入水泥含砂粘土混合料中，拌和均勻，按照房屋牆體的基礎部分和主體部分的規格需求，將牆體混合料壓實成型，建造成房屋的新型複合牆體。
[0048]進一步地，具體可採用現場施工方法:按如上比列，將32.5礦渣矽酸鹽水泥、土壤混合攪拌均勻，灑入配製好的固化劑稀釋液，再用拌和機拌合均勻。用挖機將拌合均勻的混合料攤鋪到挖好的基坑中，每層壓實厚度22cm，每層用打夯機夯實4遍，以達到要求的壓實度。待基礎部分施工完畢後，在牆體內外側支護模板，向固定好的模板內添加拌合均勻的混合料，分層填築，每層厚22cm，每層夯機夯實4遍，依次填築到所需的高度，拆除模板，表面修飾平整，自然養生7-10天即可。牆體經14天取芯檢測強度可達2.7MPa。此法形成的房屋牆體外形美觀，佔地面積小，土地利用率高，保溫效果良好，可節省工程成本達40%。
[0049]實施案例三:
以南方某地粘土為主要工程材料建造蔬菜大棚，設計大棚牆體規格和體積，大棚基礎部分長100米，寬1.5米，高0.4米；主體部分長100米，平均高4米，厚0.8米。則牆體總體積=IOOX 1.5X0.4+100X4X0.8=380立方米。選用熟石灰為膠結材料，以5:95的幹質量比摻入到土壤中，測得的土壤天然含水率約為6%。根據實驗室提供數據，該配比的混合料最佳含水率為14.8%,最大幹密度為1.98g/cm3。選擇土質固化劑用量為熟石灰和粘土混合料幹質量的0.02%時凝結效果較好。
[0050]實際施工採用現場拌和施工法，即現場邊拌料邊施工壓實的方法，先用挖土機將農田中土壤翻出，一次拌和施工40個立方牆體混合料，計算如下:
(I)計算牆體混合料中土壤質量M土 =P最佳XVXB 土 X (1+W 土天然)=1.98 X 40 X 95% X (1+6%) =79.75 噸；(2)計算牆體混合料中膠結材料質量M膠結=P最佳XVXBks=L98X40X5%=3.96噸；
(3)計量所述初步的牆體混合料的溼質量M混溼=M土+M膠結=79.75+3.96=83.71噸；
(4)測量所述初步的牆體混合料的天然含水率Wm5約為5.7% ；
(5)計算所述初步的牆體混合料的幹質量_g/(l+W天然)=83.71/(1+5.7%) =79.2
噸；
(6)計算所述初步的牆體混合料的天然含水質量M^=Mffis- Mst =83.71-79.2=4.51
噸；
(7)計算所述初步的牆體混合料在最佳含水率Wiii時的總含水質量M,6#=Mmt Xffee=79.2X14.8%=11.72 噸;
(8)計算稀釋土質固化劑所用水量M*=M總水-M天然=11.72-4.51=7.21噸；
(9)計算所述初步的牆體混合料需要的土質固化劑質量
M固化劑=P 最佳 XVXB固化劑=1.98X40X0.02%=0.01584 噸=15.84 公斤；
(10)將土質固化劑質量加入到稀釋土質固化劑所用水量Mp攪拌均勻即成為該牆體混合料所需要的固化劑稀釋液。
[0051]將7.21噸水轉入灑水車，加入15.84公斤的固化劑攪拌至完全溶解，均勻灑入初步牆體混合料中，再用拌和機拌合均勻。用裝載機將拌合均勻的混合料攤鋪到挖好的基坑中，每層厚度25cm，每層用打夯機夯實4遍，以達到要求的壓實度。待基礎部分施工完畢後，在牆體兩側支護模板，向固定好的模板內添加拌合均勻的混合料，分層填築，每層厚25cm,每層夯機夯實4遍，依次填築到所需的高度，拆除模板、支架，表面修飾整平，由於氣候乾燥，表面噴灑霧狀水加強養生10天。
[0052]此法形成的大棚牆體不但美觀有型，佔地面積小，土地利用率高，可提高土地使用率約30%，而且牆體的強度明顯好於傳統，耐水性好。施工簡單快捷，基本上一至兩天即可完成一個近100米長的大棚牆體，有很大的推廣應用價值。
[0053]實施案例四:
以某地粉質粘土為主要原料製作農用牆體，設計牆體規格和體積，畫出施工圖紙。向粉質粘土中摻配適量42.5複合矽酸鹽水泥、土質固化劑以及適量的水，計算水泥用量和粉質粘土用量分別為1.93g/cm3乘以該牆體體積並再乘以各自所佔總複合料的比例。計算稀釋土質固化劑的水用量為上述混合料在最佳含水率11.4%時具有的含水質量與該混合料的天然含水質量之差。
[0054]進一步地,具體採用現場拌和施工法:
(I)施工前準備。選取施工牆體所用粉質粘土土樣，通過實驗確定當地粉質粘土與42.5複合娃酸鹽水泥的配比為95:5時最佳，以及最佳含水率為11.4%,最大幹密度為1.93g/cm3，選擇土質固化劑用量為42.5複合矽酸鹽水泥和當地粉質粘土混合料幹質量的0.03%時凝結效果最好。根據實驗數據和牆體的溫室要求，綜合當地氣候環境和經濟條件，設計製作牆體的施工圖紙，如圖2為牆體橫切面圖，確定基礎部分11所在地基坑的深度和寬度，確定牆體主體部分12的寬度、高度，以及模板13的高度，支架14的位置。並由此可以計算出牆體的體積。
[0055](2)確定牆體位置、施工放樣、挖基坑；
在牆體位置依照圖2施工圖紙進行施工測量放樣，按照基坑的深度和寬度要求，用人工配合挖土機挖出牆體基坑。
[0056]( 3 )計算水泥用量和粉質粘土的用量，攤鋪粉質粘土及水泥進行幹拌，形成初步牆體混合料；
根據前述步驟(1)確定的複合牆體材料的組成成分、最大幹密度和牆體的體積計算牆體需要的粉質粘土用量及水泥用量。在施工現場先將粉質粘土平鋪排壓平整，再將水泥均勻地攤鋪在土壤層表面，用拌合機拌合均勻，形成初步牆體混合料。為防止水分的流失，一次拌和40立方的混合料。
[0057](4)計算土質固化劑用量和稀釋用水量，稀釋並噴灑土質固化劑，再拌和，形成牆體混合料；
根據複合牆體材料的組成成分、最大幹密度和牆體的體積計算固化劑用量。根據混合料的最佳含水率Wiii和混合料的天然含水率胃^^的差值確定稀釋固化劑的用水量。特別要說明的是，由於該牆體直接暴露於空氣中，實際用水量可比最佳含水率高2%，以防水分過快流失。將所需用水量裝入灑水車，再緩慢倒入所需的固化劑，用木桿攪拌至完全溶解即可噴灑。噴灑的原則是:水流勻速、噴灑均勻。噴灑固化劑完畢後再拌合均勻，拌和的方法是先用拌和機進行初步拌合，再用挖土機堆攏拌和。應嚴格控制混合料的最佳含水率和拌和的均勻性，確保混合料拌和後顏色一致，乾濕適度。
[0058](5)製作牆體基礎部分:上料、夯實；
對於牆體基礎部分，可以用挖土機或裝載機將拌合均勻的牆體混合料攤鋪到挖好的基坑中，從下向上逐步 分層填築，每層混合料厚度控制在25公分，用夯機夯實，每層夯實遍數控制在四遍以上，局部地方還可以用衝擊夯加強，以達到要求的壓實度。最終按照這個基礎部分的深度填滿基坑。
[0059](6)根據牆體厚度,確定牆體外側位置,並安裝模板、支架；
牆體基礎部分完成後即可根據牆體厚度，確定牆體外側位置，在牆體外側安裝模板，模板面與地面垂直，模板為鋼模板，強度和穩定性達到設計要求，板面平整，板之間接縫嚴密，不漏土料，容易裝拆。穩固模板的支架用鋼管支架，安裝在有足夠承載力的平坦、穩定地基上，支架與模板之間要連接穩定堅固。
[0060](7)製作牆體主體部分:上料、分層夯實；
用挖土機或裝載機將拌合均勻的混合料攤鋪到支護好的模板內，從下向上逐步分層填築，每層混合料厚度控制在25公分，用夯機夯實，每層夯實遍數控制在四遍以上，局部地方還可以用衝擊夯加強。
[0061](8)拆除模板、支架；
待牆體主體完成以後即可拆除模板，拆除模板遵循先支後拆，後支先拆的順序，注意不可傷害牆面。若現場模板充足，可延遲4-7天拆除模板，則效果更好。
[0062](9)外牆表面的整平和美化；
牆面的不平整處用木製的牆板拍進行修飾和平整。
[0063](10)養護。
[0064]養生7-10天，氣候乾燥時，牆面可噴灑適量霧狀水加強養生。經14天取芯檢測強度可達2.5MPa。
[0065]實施案例五:要建造內蒙古烏蘭浩特地區新型複合牆體試驗段，長度80米。內蒙古地區多以含砂性粉質土為主，所以膠結材料選用水泥，以現場土為主要原料，含砂性粉質土的天然含水率為8%，將少量32.5普通矽酸鹽水泥以5:95的幹質量比摻入到土壤中拌和均勻，形成初步的牆體混合料，該配比的最佳含水率為12.4%，最大幹密度為1.98g/cm3，再加入經水稀釋後的土質固化劑再次攪拌均勻，形成牆體混合料，土質固化劑用量為所述初步混合料幹質量的
0.015%，稀釋用水量為所述初步混合料在最佳含水率時的含水質量與該初步混合料的天然含水質量的差值。
[0066]具體地，該牆體採用集中拌和施工法:
(I)施工前準備，選取施工牆體所用土壤樣本，通過實驗確定複合牆體材料的組成成分以及最佳含水率和最大幹密度，設計牆體規格，畫出施工圖紙；
就地取當地含砂性粉質土，先在實驗室做好適合該土壤的配合比試驗，確定複合牆體材料的組成成分,包括土壤佔混合料的幹質量比B±=95%，水泥佔混合料的幹質量比B膠結=5%，土質固化劑用量佔混合料的幹質量比015%，以及確定測定土壤最佳含水率W±最佳=12.4%和最大幹密度P.=1.988/(:πι3。根據實驗數據和大棚或房屋的溫室要求，綜合當地氣候環境和經濟條件，設計製作大棚或房屋牆體的施工圖紙，如圖2為大棚或房屋牆體製作橫切面圖，確定基礎部分11所在地基坑的深度0.5米和寬度1.6米，確定牆體主體部分12的厚度1.2米、高度3.5米，以及模板13的高度，支架14的位置。並由此可以計算出牆體的體積V=V主體+Vsffl=L 2*3.5*80+0.5*1.6*80=400立方米。
[0067](2)確定牆體位置、施工放樣、挖基坑；
在牆體位置依照圖2施工圖紙中基礎部分21和主體部分22的具體尺寸進行施工測量放樣，按照基坑的深度和寬度要求，用人工配合挖土機挖出牆體基坑。
[0068](3)選擇拌和場與攪拌設備，計算土壤和水泥的用量，進行幹拌，形成初步牆體混合料；
拌和場一般設置在取土場附近，拌料機械應選擇生產能力在300t~700t/h並可以連續生產的拌和機，餵料鬥的開口要大，以保證拌和、產出的工作效率。根據前述步驟
(I)確定的複合牆體材料的組成成分、最大幹密度P 和牆體的體積V計算牆體需要的土壤用量和水泥用量。計算牆體混合料中土壤質量M土 =P最佳XVXB土 X (1+W土天然)=1.98X400X95%X (1+8%) =8I2.59噸，計算牆體混合料中水泥質量M膠結=P最佳XVXB膠s=l.98X400X5%=39.6 噸；
通過攪拌機的料門及轉數來控制水泥和土壤的流量。土壤和水泥通過傳送裝置進入拌缸，在拌缸內拌和均勻。攪拌機會自動計量每分鐘輸送進攪拌筒的土的質量M±和膠結材料的質量MKS。
[0069](4)計算土質固化劑用量和稀釋用水量，稀釋並噴灑土質固化劑，再拌和，形成牆體混合料；
根據最大幹密度、最佳含水率和上面的設計配合比計算土、水泥、水、固化劑的用量，
(I )通過計量測定每分鐘輸送進攪拌筒的土與水泥混合料的溼質量Mffis=SOOOkg ；
(II)測定該混合料的天然含水率Wm5=9.5% ；
(III)計算每分鐘輸送進攪拌筒的混合料的幹質量Mffi幹=M_g/(1+W^)=7306 kg ；
(IV)計算牆體複合材料的總含水質量M總水=M混幹XW最佳=906kg； (V)計算每分鐘應加入攪拌筒中的水質量M水=M總水-(Mffis-Wmt) =212 kg；
(VI)每分鐘輸送進攪拌筒的固化劑質量M固化劑=M混幹X0.015% kg=l.09kg ；
(W)將步驟(VI)的固化劑加入到步驟(V)的水中攪拌均勻，即為每分鐘輸送進攪拌筒的固化劑稀釋液質量Mwf= 212 kg +1.09 kg =213.09 kg;
(VDI)已知該拌和設備水罐裝水質量3000kg，則土質固化劑質量為3000 X 1.09 + 212kg =15.5kg。將計算好的固化劑摻入水罐攪拌完全溶解後,均勻灑入裝有水泥和土混合料的拌缸中，混合攪拌均勻。
[0070]( 5)將牆體混合料運輸到牆體施工地點；
儘快將拌制好的複合材料運送到施工現場。車上的複合材料應該覆蓋，以減少水分的損失。
[0071](6)製作牆體基礎部分:上料、夯實；
對於牆體基礎部分，用挖機將拌合均勻的混合料攤鋪到挖好的基坑中，每層厚度25cm，每層用電動打夯機夯實4遍，局部地方用衝擊夯加強，以達到要求的壓實度。
[0072](7)根據牆體厚度，確定牆體外側位置，並安裝模板、支架；
基礎部分施工完畢後，在牆體外側支護木模板，強度和穩定性達到設計要求，板面平整，板之間接縫嚴密，不漏土料，容易裝拆。支架用鋼管支架，應安裝在有足夠承載力的地基上，支架與模板之間要連接穩定堅固。
[0073](8)製作牆體主體部分:上料、分層夯實；
用挖土機向固定好的模板內添加拌合均勻的複合材料，分層填築，每層厚25cm，每層用電動打夯機夯實4遍，依次填築到所需的高度，局部地方用衝擊夯加強。
[0074](9)拆除模板、支架；
待牆體整體完成以後即可拆除模板，拆除模板遵循先支後拆，後支先拆的順序，注意不可傷害牆面。
[0075]( 10)外牆表面的整平和美化；
牆面的不平整處用木製的牆板拍進行修飾和平整。
[0076](11)養護。
[0077]由於氣候乾燥，表面噴灑霧狀水加強養生10天。
[0078]此種方法製成的牆體取芯進行強度和保溫能力實驗，與相同條件下的傳統土牆對比，發現無論是抗風力、耐水性還是蓄熱值都優於傳統土牆。試驗結果如表一所示。
【權利要求】
1.一種新型複合牆體，其特徵為，根據應用需求設計牆體規格和體積，包括牆體在地下的基礎部分和在地上的主體部分，將少量膠結材料以內摻法按一定的幹質量比摻入到土壤中拌和均勻，形成初步的牆體混合料，該幹質量比可以為3:97,4:96或5:95 ;所述的膠結材料為熟石灰或水泥或粉煤灰並根據土壤的性質選擇摻配不同的膠結材料；對於粘土選擇摻配石灰，對於粉質土和含砂性粉質土選擇摻配水泥，對於含砂性粘土和粉質粘土選擇摻配水泥或石灰均可；所述的膠結材料用量和土壤用量分別為初步牆體複合料壓實後的最大幹密度乘以該牆體體積並再乘以各自所佔總複合料的比例；在所述形成的初步牆體混合料中再加入經水稀釋後的土質固化劑再次攪拌均勻，形成牆體混合料，土質固化劑用量為所述初步混合料幹質量的0.01-0.03%，稀釋固化劑的用水量為所述初步混合料在最佳含水率時的含水質量與該初步混合料的天然含水質量的差值；然後將牆體混合料按照牆體規格和體積需求進行壓實成型，形成複合牆體。
2.根據權利要求1所述的複合牆體，其特徵為，製作土質固化劑稀釋液的過程具體為: 取初步的牆體混合料的最大幹密度P ?i，牆體體積V，土壤佔混合料的幹質量比B±，土壤天然含水率，膠結材料佔混合料的幹質量比BKS，土質固化劑用量佔混合料的幹質星比B固化劑， 計算牆體混合料中土壤質量M土 =P最佳XVXB土 X (1+W土天然)； 計算牆體混合料中膠結材料質量Mjrs =P XVXBks ； 計量所述初步的牆體混合料的溼質量Mffis=Mzfc +M膠結； 測量所述初步的牆體混合料的天然含水率； 計算所述初步的牆體混合料的幹質量=M混溼/ (I+W^m)； 計算所述初步的牆體混合料的天然含水質量= Mffis- Mst ； 計算所述初步的牆體混合料在最佳含水率Wiii時的總含水質量Μ,Mmt Xffee ； 計算稀釋土質固化劑所用水量M7jc= M總水-M天然； 計算所述初步的牆體混合料需要的土質固化劑質量Mehmij XBehmij ； 或M固化劑=P最佳X V X B固化劑； 將土質固化劑質量加入到稀釋土質固化劑所用水量Mp攪拌均勻即成為該牆體混合料所需要的固化劑稀釋液。
3.根據權利要求2所述的複合牆體，其特徵為，將牆體混合料壓實成型的施工工藝過程為: 施工前準備，選取施工牆體所用土壤樣本，通過實驗確定複合牆體材料的組成成分以及最佳含水率和最大幹密度，設計牆體規格，畫出施工圖紙； 確定牆體位置、施工放樣、挖基坑； 計算土壤及膠結材料的用量，攤鋪土壤及膠結材料進行幹拌，形成初步牆體混合料；計算土質固化劑用量和稀釋用水量，稀釋並噴灑土質固化劑，再拌和，形成牆體混合料； 製作牆體基礎部分:上料、夯實； 根據牆體厚度，確定牆體外側位置，並安裝模板、支架； 製作牆體主體部分:上料、分層夯實； 拆除模板、支架；外牆表面的整平和美化； 養護。
4.根據權利要求3所述的複合牆體，其特徵為，將牆體混合料壓實成型的施工工藝過程為: 施工前準備，選取施工牆體所用土壤樣本，通過實驗確定複合牆體材料的組成成分以及最佳含水率和最大幹密度，設計牆體規格，畫出施工圖紙； 確定牆體位置、施工放樣、挖基坑； 選擇拌和場與攪拌設備，計算土壤和膠結材料的用量，進行幹拌，形成初步牆體混合料； 計算土質固化劑用量和稀釋用水量，稀釋並噴灑土質固化劑，再拌和，形成牆體混合料； 將牆體混合料運輸到牆體施工地點； 製作牆體基礎部分:上料、夯實； 根據牆體厚度，確定牆體外側位置，並安裝模板、支架； 製作牆體主體部分:上料、分層夯實； 拆除模板、支架； 外牆表面的整平和美化； 養護。
5.根據權利要求3或4所述的複合牆體，其特徵為，應用為蔬菜大棚、民建房屋的牆體，並根據牆體的應用需求確定複合牆體的規格和形狀，基礎部分牆體寬度應要比主體部分牆體厚度每側多30公分，主體部分牆體的厚度不小於80公分。
6.根據權利要求5所述的複合牆體，其特徵為，水泥是32.5或42.5普通矽酸鹽水泥、複合矽酸鹽水泥、礦渣矽酸鹽水泥，石灰是經石灰石高溫煅燒後所得的產物、含有氧化鈣和氧化鎂的石灰且經過消解後的熟石灰。
7.根據權利要求6所述的複合牆體，其特徵為，所述的土質固化劑為專利號ZL200610016564.X所示的 一種土質固化劑。
【文檔編號】E04B2/84GK103899013SQ201310748582
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】鄧偉, 曲飛, 朱月俠 申請人:北京億路特通新材料有限責任公司