一种改性生土材料的制作方法
一种改性生土材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料领域，涉及生土材料，具体涉及一种改性生土材料。
【背景技术】
[0002] 近年来，生土建筑以其环保性、优良的隔热性能、低建设成本重新引起人们的关 注，越来越多的学者开始对生土建筑进行改性研宄，然而现有的生土改性材料大多以水为 粘合剂，单掺为基本方案，大多掺入粉煤灰、麦秸杆、脱硫废弃物等材料，略微提高了生土建 筑的抗压强度、抗震性、抗剪性等性能，但是在生土建筑的变形能力方面并无多大作为。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种改性生土材料，提高生 土材料的稳定性，使生土墙体结构的安全承载能力和抗震性能得到提升，提高生土建筑的 变形能力，延长破坏时间。
[0004] 为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：
[0005] 一种改性生土材料，由以下原料组成：生土、竹纤维、橡胶粒和糯米浆。
[0006] 具体的，所述的改性生土材料，以重量单位计，由以下原料组成：生土 100份，竹纤 维0. 5~0. 8份，橡胶粒1~1. 5份，糯米浆13份。
[0007] 优选的，以重量单位计，所述的糯米浆制作时的原料配比为：水100份，糯米3份。
[0008] 优选的，所述的竹纤维长度为1~2cm。
[0009] 优选的，所述的橡胶粒粒径为1~2mm。
[0010] 一种生土改性剂，由以下原料组成：竹纤维、橡胶粒和糯米浆。
[0011] 具体的，所述的生土改性剂，以100份生土重量单位计，由以下原料组成：竹纤维 0. 5~0. 8份，橡胶粒1~1. 5份，糯米浆13份，即每100份生土中添加竹纤维0. 5~0. 8 份，橡胶粒1~1. 5份，懦米衆13份。
[0012] 优选的，以重量单位计，所述的糯米浆制作时的原料配比为：水100份，糯米3份。
[0013] 优选的，所述的竹纤维长度为1~2cm。
[0014] 优选的，所述的橡胶粒粒径为1~2mm。
[0015] 本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：
[0016] 本发明制得的生土试件，经过34天养护后，抗压强度为1. 59~2. 80MPa，峰值位 移为2. 09~3. 09mm，破坏时间为70s~210s，破坏后试件完整性较好。在较大程度上提高 了生土材料的变形能力，改变了生土传统材料容易脆性破坏的缺点，同时实现了对废旧橡 胶制品的回收利用。
[0017] 本发明的配方可以在较大程度上提高生土试件的延性和变形能力，延长试件的破 坏时间。在现实生活中可以延长生土建筑的抗地震时间，减少居民的生命和财产损失。
[0018] 本发明在现有技术中尚无复掺方案的情况下，本发明创造性地提出复掺构想，以 糯米浆为粘合剂，在生土中加入橡胶粒和竹纤维对生土进行改性，这种配方提高了生土建 筑的变形能力和破坏时间。
【附图说明】
[0019] 图1为对比例2破坏后典型形态。
[0020] 图2为实施例1~3破坏后典型形态。
【具体实施方式】
[0021] 糯米浆：制备时将糯米置于清水中加热并搅拌，可使糯米中所含的支链淀粉糊化， 使其分散在水中成为亲水性的胶体溶液，使土粒之间形成联结，增加土的黏聚强度。糯米浆 在本次试验中作为生土材料粘结剂使用，糯米浆的掺合能有效提高生土材料的强度和抵抗 变形能力。其次糯米浆可使生土材料憎水性能提高。
[0022] 竹纤维：竹纤维材料是含有大量纤维素的天然加筋材料，抗拉性能突出，竹纤维可 以是生土中形成空间力学网络，在荷载作用下有效分担荷载和摩擦力，提高生土材料的抗 变形能力，约束材料的变形，阻止裂缝的扩展。竹纤维环保且价格低廉，是一种性能良好的 生土掺合材料。
[0023] 橡胶粒：橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物。本次试验基 于橡胶较好的弹性，当生土材料发生变形时，消耗变形能量，使材料抵抗变形能力增强。
[0024] 遵从上述技术方案，以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局 限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范 围。
[0025] 对比例1 :素土试件
[0026] 本对比例给出一种素土试件，以重量单位计，由以下原料组成：生土 100份，水13 份。
[0027] 对比例2 :糯米浆试件
[0028] 本对比例给出一种素土试件，以重量单位计，由以下原料组成：生土 100份，糯米 浆13份，其中制作糯米浆时水100份，糯米3份。
[0029] 实施例1 :
[0030] 本实施例给出一种改性生土材料，以重量单位计，由以下原料组成：生土 100份， 竹纤维0. 5份，橡胶粒1份，糯米浆13份，其中制作糯米浆时水100份，糯米3份。
[0031] 制备方法：
[0032] 称取2kg水，取60g糯米与水混合，煮25min左右直至煮开；
[0033] 将糯米过滤，并使糯米浆冷却，并称取生土质量的13%的糯米浆；
[0034] 将竹纤维粉碎，选取1~2cm长度的竹纤维，称取生土质量的0. 5%的竹纤维；
[0035] 将橡胶粉碎，选取1~2mm的橡胶粒，称取生土质量的1 %的橡胶粒；
[0036] 将生土、糯米浆、竹纤维和橡胶粒混合，即得到本实施例的改性生土材料。
[0037] 实施例2 :
[0038] 本实施例给出一种改性生土材料，以重量单位计，由以下原料组成：生土 100份， 竹纤维0. 8份，橡胶粒1. 5份，糯米浆13份，其中制作糯米浆时水100份，糯米3份，制备方 法同于实施例1。
[0039] 性能效果测试：
[0040] 以上实施例1~2,对比例2均制作5个试件，对比例1制作4个试件。下面对实 施例1~2的试件和对比例1、对比例2的试件进行性能测试，测试试验为抗压试验，具体参 照《土工试验方法标准GB/T50123-1999》，采用直径102mm*高116mm的标准试模圆柱体试 件，按标准养护方法养护34天后进行圆柱体抗压强度试验。
[0041] 实施例1~2与对比例1对比：如表1所示，是本发明的实施例和对比例试件的 力学性能测试结果。由表1可以看出，实施例1的抗压强度比对比例1稍有提高。实施例 1~2的破坏时间比对比例1~2的破坏时间有明显提高，平均增加增加了 43s。由此可以 得出结论：以13份糯米浆为粘合剂，复掺0. 5~0. 8份竹纤维和1~1. 5份橡胶粒的生土 试件比素土试件的破坏时间有明显延长。
[0042] 实施例1~2与对比例2对比：如表1所示，实施例1~2的抗压强度比对比例 2稍有下降。图1为对比例2破坏后的典型形态，图2为实施例1~2破坏后的典型形态。 对比图1及图2,实施例1~2比对比例2破坏后的形态更完整，变形能力提尚明显。
[0043] 综合对比实施例1~2与对比例1~2,掺入糯米浆可以提高试件的抗压强度，掺 入竹纤维和橡胶粒可以延长试件的破坏时间，本发明的配方提高了生土材料的综合性能， 在现实生活中可以延长生土建筑的抗地震时间，减少居民的生命和财产损失。
[0044] 表1试件力学性能测试结果
[0045]
【主权项】
1. 一种改性生土材料，其特征在于：由以下原料组成：生土、竹纤维、橡胶粒和糯米浆。2. 如权利要求1所述的改性生土材料，其特征在于：以重量单位计，由以下原料组成： 生土 100份，竹纤维0. 5~0. 8份，橡胶粒1~1. 5份，糯米浆13份。3. 如权利要求2所述的改性生土材料，其特征在于：以重量单位计，所述的糯米浆制作 时的原料配比为：水100份，糯米3份。4. 如权利要求2所述的改性生土材料，其特征在于：所述的竹纤维长度为1~2cm。5. 如权利要求2所述的改性生土材料，其特征在于：所述的橡胶粒粒径为1~2mm。6. -种生土改性剂，其特征在于：由以下原料组成：竹纤维、橡胶粒和糯米浆。7. 如权利要求6所述的生土改性剂，其特征在于：以100份生土重量单位计，由以下原 料组成：竹纤维0. 5~0. 8份，橡胶粒1~1. 5份，糯米浆13份。8. 如权利要求7所述的生土改性剂，其特征在于：以重量单位计，所述的糯米浆制作时 的原料配比为：水100份，糯米3份。9. 如权利要求7所述的生土改性剂，其特征在于：所述的竹纤维长度为1~2cm。10. 如权利要求7所述的生土改性齐lj，其特征在于：所述的橡胶粒粒径为1~2mm。
【专利摘要】本发明提供了一种改性生土材料，以重量单位计，由以下原料组成：生土100份，竹纤维0.2～0.8份，橡胶粒1～1.5份，糯米浆13份。本发明的配方可以在较大程度上提高生土试件的延性和变形能力，延长试件的破坏时间。在现实生活中可以延长生土建筑的抗地震时间，减少居民的生命和财产损失。本发明在现有技术中尚无复掺方案的情况下，本发明创造性地提出复掺构想，以糯米浆为粘合剂，在生土中加入竹纤维和橡胶粒对生土进行改性，这种配方提高了生土建筑的变形能力和破坏时间。
【IPC分类】C04B16/02, C04B16/04, C04B26/28
【公开号】CN104891871
【申请号】CN201510249723
【发明人】杨世豪, 刘亮, 宋萍, 管科杰, 王毅红
【申请人】长安大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月15日
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料领域，涉及生土材料，具体涉及一种改性生土材料。
【背景技术】
[0002] 近年来，生土建筑以其环保性、优良的隔热性能、低建设成本重新引起人们的关 注，越来越多的学者开始对生土建筑进行改性研宄，然而现有的生土改性材料大多以水为 粘合剂，单掺为基本方案，大多掺入粉煤灰、麦秸杆、脱硫废弃物等材料，略微提高了生土建 筑的抗压强度、抗震性、抗剪性等性能，但是在生土建筑的变形能力方面并无多大作为。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种改性生土材料，提高生 土材料的稳定性，使生土墙体结构的安全承载能力和抗震性能得到提升，提高生土建筑的 变形能力，延长破坏时间。
[0004] 为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：
[0005] 一种改性生土材料，由以下原料组成：生土、竹纤维、橡胶粒和糯米浆。
[0006] 具体的，所述的改性生土材料，以重量单位计，由以下原料组成：生土 100份，竹纤 维0. 5~0. 8份，橡胶粒1~1. 5份，糯米浆13份。
[0007] 优选的，以重量单位计，所述的糯米浆制作时的原料配比为：水100份，糯米3份。
[0008] 优选的，所述的竹纤维长度为1~2cm。
[0009] 优选的，所述的橡胶粒粒径为1~2mm。
[0010] 一种生土改性剂，由以下原料组成：竹纤维、橡胶粒和糯米浆。
[0011] 具体的，所述的生土改性剂，以100份生土重量单位计，由以下原料组成：竹纤维 0. 5~0. 8份，橡胶粒1~1. 5份，糯米浆13份，即每100份生土中添加竹纤维0. 5~0. 8 份，橡胶粒1~1. 5份，懦米衆13份。
[0012] 优选的，以重量单位计，所述的糯米浆制作时的原料配比为：水100份，糯米3份。
[0013] 优选的，所述的竹纤维长度为1~2cm。
[0014] 优选的，所述的橡胶粒粒径为1~2mm。
[0015] 本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：
[0016] 本发明制得的生土试件，经过34天养护后，抗压强度为1. 59~2. 80MPa，峰值位 移为2. 09~3. 09mm，破坏时间为70s~210s，破坏后试件完整性较好。在较大程度上提高 了生土材料的变形能力，改变了生土传统材料容易脆性破坏的缺点，同时实现了对废旧橡 胶制品的回收利用。
[0017] 本发明的配方可以在较大程度上提高生土试件的延性和变形能力，延长试件的破 坏时间。在现实生活中可以延长生土建筑的抗地震时间，减少居民的生命和财产损失。
[0018] 本发明在现有技术中尚无复掺方案的情况下，本发明创造性地提出复掺构想，以 糯米浆为粘合剂，在生土中加入橡胶粒和竹纤维对生土进行改性，这种配方提高了生土建 筑的变形能力和破坏时间。
【附图说明】
[0019] 图1为对比例2破坏后典型形态。
[0020] 图2为实施例1~3破坏后典型形态。
【具体实施方式】
[0021] 糯米浆：制备时将糯米置于清水中加热并搅拌，可使糯米中所含的支链淀粉糊化， 使其分散在水中成为亲水性的胶体溶液，使土粒之间形成联结，增加土的黏聚强度。糯米浆 在本次试验中作为生土材料粘结剂使用，糯米浆的掺合能有效提高生土材料的强度和抵抗 变形能力。其次糯米浆可使生土材料憎水性能提高。
[0022] 竹纤维：竹纤维材料是含有大量纤维素的天然加筋材料，抗拉性能突出，竹纤维可 以是生土中形成空间力学网络，在荷载作用下有效分担荷载和摩擦力，提高生土材料的抗 变形能力，约束材料的变形，阻止裂缝的扩展。竹纤维环保且价格低廉，是一种性能良好的 生土掺合材料。
[0023] 橡胶粒：橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物。本次试验基 于橡胶较好的弹性，当生土材料发生变形时，消耗变形能量，使材料抵抗变形能力增强。
[0024] 遵从上述技术方案，以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局 限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范 围。
[0025] 对比例1 :素土试件
[0026] 本对比例给出一种素土试件，以重量单位计，由以下原料组成：生土 100份，水13 份。
[0027] 对比例2 :糯米浆试件
[0028] 本对比例给出一种素土试件，以重量单位计，由以下原料组成：生土 100份，糯米 浆13份，其中制作糯米浆时水100份，糯米3份。
[0029] 实施例1 :
[0030] 本实施例给出一种改性生土材料，以重量单位计，由以下原料组成：生土 100份， 竹纤维0. 5份，橡胶粒1份，糯米浆13份，其中制作糯米浆时水100份，糯米3份。
[0031] 制备方法：
[0032] 称取2kg水，取60g糯米与水混合，煮25min左右直至煮开；
[0033] 将糯米过滤，并使糯米浆冷却，并称取生土质量的13%的糯米浆；
[0034] 将竹纤维粉碎，选取1~2cm长度的竹纤维，称取生土质量的0. 5%的竹纤维；
[0035] 将橡胶粉碎，选取1~2mm的橡胶粒，称取生土质量的1 %的橡胶粒；
[0036] 将生土、糯米浆、竹纤维和橡胶粒混合，即得到本实施例的改性生土材料。
[0037] 实施例2 :
[0038] 本实施例给出一种改性生土材料，以重量单位计，由以下原料组成：生土 100份， 竹纤维0. 8份，橡胶粒1. 5份，糯米浆13份，其中制作糯米浆时水100份，糯米3份，制备方 法同于实施例1。
[0039] 性能效果测试：
[0040] 以上实施例1~2,对比例2均制作5个试件，对比例1制作4个试件。下面对实 施例1~2的试件和对比例1、对比例2的试件进行性能测试，测试试验为抗压试验，具体参 照《土工试验方法标准GB/T50123-1999》，采用直径102mm*高116mm的标准试模圆柱体试 件，按标准养护方法养护34天后进行圆柱体抗压强度试验。
[0041] 实施例1~2与对比例1对比：如表1所示，是本发明的实施例和对比例试件的 力学性能测试结果。由表1可以看出，实施例1的抗压强度比对比例1稍有提高。实施例 1~2的破坏时间比对比例1~2的破坏时间有明显提高，平均增加增加了 43s。由此可以 得出结论：以13份糯米浆为粘合剂，复掺0. 5~0. 8份竹纤维和1~1. 5份橡胶粒的生土 试件比素土试件的破坏时间有明显延长。
[0042] 实施例1~2与对比例2对比：如表1所示，实施例1~2的抗压强度比对比例 2稍有下降。图1为对比例2破坏后的典型形态，图2为实施例1~2破坏后的典型形态。 对比图1及图2,实施例1~2比对比例2破坏后的形态更完整，变形能力提尚明显。
[0043] 综合对比实施例1~2与对比例1~2,掺入糯米浆可以提高试件的抗压强度，掺 入竹纤维和橡胶粒可以延长试件的破坏时间，本发明的配方提高了生土材料的综合性能， 在现实生活中可以延长生土建筑的抗地震时间，减少居民的生命和财产损失。
[0044] 表1试件力学性能测试结果
[0045]
【主权项】
1. 一种改性生土材料，其特征在于：由以下原料组成：生土、竹纤维、橡胶粒和糯米浆。2. 如权利要求1所述的改性生土材料，其特征在于：以重量单位计，由以下原料组成： 生土 100份，竹纤维0. 5~0. 8份，橡胶粒1~1. 5份，糯米浆13份。3. 如权利要求2所述的改性生土材料，其特征在于：以重量单位计，所述的糯米浆制作 时的原料配比为：水100份，糯米3份。4. 如权利要求2所述的改性生土材料，其特征在于：所述的竹纤维长度为1~2cm。5. 如权利要求2所述的改性生土材料，其特征在于：所述的橡胶粒粒径为1~2mm。6. -种生土改性剂，其特征在于：由以下原料组成：竹纤维、橡胶粒和糯米浆。7. 如权利要求6所述的生土改性剂，其特征在于：以100份生土重量单位计，由以下原 料组成：竹纤维0. 5~0. 8份，橡胶粒1~1. 5份，糯米浆13份。8. 如权利要求7所述的生土改性剂，其特征在于：以重量单位计，所述的糯米浆制作时 的原料配比为：水100份，糯米3份。9. 如权利要求7所述的生土改性剂，其特征在于：所述的竹纤维长度为1~2cm。10. 如权利要求7所述的生土改性齐lj，其特征在于：所述的橡胶粒粒径为1~2mm。
【专利摘要】本发明提供了一种改性生土材料，以重量单位计，由以下原料组成：生土100份，竹纤维0.2～0.8份，橡胶粒1～1.5份，糯米浆13份。本发明的配方可以在较大程度上提高生土试件的延性和变形能力，延长试件的破坏时间。在现实生活中可以延长生土建筑的抗地震时间，减少居民的生命和财产损失。本发明在现有技术中尚无复掺方案的情况下，本发明创造性地提出复掺构想，以糯米浆为粘合剂，在生土中加入竹纤维和橡胶粒对生土进行改性，这种配方提高了生土建筑的变形能力和破坏时间。
【IPC分类】C04B16/02, C04B16/04, C04B26/28
【公开号】CN104891871
【申请号】CN201510249723
【发明人】杨世豪, 刘亮, 宋萍, 管科杰, 王毅红
【申请人】长安大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月15日
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