淺談土坯磚

于興保

摘 要：生土建筑發展歷史悠久，是人類建筑最初始的形態。在中國中西部地區，特殊的氣候條件使得這些地區擁有得天獨厚的黃土資源，生土建筑也就成了當地的特色。隨著時代的發展，人們越來越強調綠色建筑材料，從生態文明的角度和可持續發展的角度出發，生土建筑具有廣闊的發展前景。

關鍵詞：土坯磚；配方；制作工藝

0引言

新型生土磚是指以未經焙燒的生土為主體材料，應用現代生土改性技術，通過沖壓機制成型的綠色新型建筑材料，它延續了傳統生土免燒磚易于取材，綠色節能環保，可循環使用的優良特點，同時秉承了黏土燒結磚強度高、耐久性能良好的優勢；但是考慮到施工便利性、塊體熱工性能、承受地震力等方面的因素，此種新型生土磚還具有一定的優化空間。

1土坯磚組成成分

新型土坯磚是以干凈生土為主要材料，摻入少量改性材料（如水泥、石灰、水玻璃、氯化鈣等）及纖維增強材料（聚丙烯纖維），攪拌均勻后，經機械壓制而成的免燒土坯磚。

（1）土：采用陜北榆林的土體。該土屬黃土，其顆粒大小介于粘土與細砂之間，呈淺黃色或黃褐色，土體在自然狀態下成黏土狀，砂礫含量較少。其中細顆粒極多，均為粉粒，且顆粒之間粘結較小，易于混合土料的化學反應，所以非常適合用于新型土坯磚的制作。

（2）水泥：普通硅酸鹽水泥強度高、干縮小、耐磨性較好，在混合土料中，主要起早強、耐磨和骨架的作用，為新型土坯磚的前期強度作為支撐。

（3）熟石灰：熟石灰是一種白色粉末狀固體，化學式為Ca（OH）2，且具有堿的通性。當熟石灰與空氣當中的二氧化碳反應時形成碳酸鈣，起到固化土坯磚的效果。

（4）水玻璃：水玻璃俗稱硅酸鈉（R2O·nSiO2），是一種水溶性硅酸鹽，是一種礦黏合劑。水玻璃粘結力強、強度較高，耐酸性、耐熱性好，在混合土料中起到離子置換作用，降低離子自由度度能力，通過壓磚機沖壓作用，從而使土坯磚的抗壓強度得到有效提高。

（5）氯化鈣：氯化鈣是由氯離子與鈣離子形成的鹽，白色粒狀物，無臭味微苦，吸濕性極強，暴露于空氣中極易潮解。其在混合土料中主要起調節土坯磚內部的含水率，一方面降低混合土料之間化學反應產生的熱量，另一方面起到調合酸堿性的作用。

（6）聚丙烯纖維：聚丙烯纖維是將聚丙烯樹脂加工處理后制成相互交織的網狀的纖維。放置混合料中，經均勻攪拌，因受到水泥、石灰和黃土等土料的沖擊，自動張開，成為相互牽扯亂向分布的纖維混合料。

2生產設備

（1）反擊式破碎機

反擊式破碎機是通過反擊板的回彈和板錘的高速沖擊力的相互作用，使物料在反復沖力力作用下而破碎的機器。

當物料進入破碎機后，首先受到板錘的沖擊力而產生初次破壞，通過回彈力沿不同角度回彈到反擊板上，經反擊板的滑落，再次收到板錘的擊打。反復進行數次后，細小的顆粒由破碎機底部排出。反擊式破碎機具有機械原理簡單、易于操作、產量高等諸多優點。能處理的各種細物料，廣泛用于煤炭、砂石料、破碎等行業。

（2）混凝土攪拌機（Jz350）

Jz350型混凝土攪拌機是自落式反轉出料攪拌機，攪拌由電動機帶動齒圈而轉動，隨著攪拌筒的旋轉，嵌在攪拌筒葉片處的混合料高度不斷上升，靠本身自重自由下落。混合土料經反復進行攪拌，直至均勻為止。

（3）盤轉式空心壓磚機（YZPK200-8）

盤轉式空心壓磚機是在YZP60-8壓磚機的經驗基礎上并借鑒國外各類半干壓成型機的先進技術，結合我國的國情研制生產的新一代專利產品。它適合壓制規格為240mm×115mm×90mm的灰磚、礦渣、爐渣、粉煤灰、頁巖、土等為原料的五面封閉的多孔空心磚和實心磚。

3制作工藝

（1）控制混合土料的最佳含水率。

通過單塊土坯磚強度試驗研究，得出混合土料的最佳含水率在12%～15%以內，若含水率大于15%，材料生產攪拌易成團，后期壓力機壓制不實，應采取烘干或晾曬的方式降低含水率；若含水率小于12%，混合材料較松散，不能形成膠體材料，影響磚體強度，應通過外部加水的方法來提高含水率。如若未在最佳含水率范圍之內，應反復進行校正。

（2）控制土體的配合比。

土體選自陜北榆林地區的黃土，土配合比較大，不利于混合土料形成膠體材料，阻礙其化學反應的充分發展。將最佳含水率的土體通過反擊式破碎機破碎成粒徑較小的土顆粒，由于反擊式破碎機的處理粒徑為≤5mm，故用2mm立式篩子加篩一遍，把土的粒徑嚴格控制在2mm以內，否則因土的粒徑過大壓力機壓制不實而影響強度。

（3）控制混合土料投料順序

混合土料（即土、水泥、熟石灰、氯化鈣、水玻璃和聚丙烯纖維）應在混凝土攪拌機內充分攪拌，時間控制在5～8min以內，投料順序依次為土、水泥、熟石灰和聚丙烯纖維，待攪拌3min中后方可加入水玻璃，待2min中后加入氯化鈣。因氯化鈣和水玻璃會產生急速反應，切勿一起投入料筒。為了使盤轉式空心壓磚機連續運轉，采用攪拌多鍋混合土料，一次生產的方式，既能提高生產效率又能夠保證土坯磚的質量。

（4）壓磚工藝

首先，將混合土料送入喂料機并均勻攪拌，由于喂料機內部有模孔槽，故刮板將混合土料推入模孔中，通過調料機構控制混合土料的深度，經布料機構振動使得混合土料更加均勻密實，達到指定目標。然后，主電機轉動針旋轉90o到達壓磚位置，壓磚機在指定力作用下施加壓力完成土坯磚壓模。最后，土坯磚膜沿斜向軌道上升，將土坯磚頂出轉盤表面，土坯磚成型。

（5）土坯磚的搬運及堆放

混合土料經過壓磚機的壓制生成土坯磚，在搬運土坯磚過程中，應用雙手從側壁輕輕拿起，切勿拿棱角處，應豎向立方，然后再通過平板車運輸到堆放地址。

結束語

隨著后續研究的不斷深入，系列新型土坯磚產品的不斷涌現，關鍵技術的不斷成熟，標準化平臺不斷推廣，使新型土坯磚的生態利用價值，在我國尤其是貧困農村地區的房屋建設中，獲得一個相適宜的應用定位和充分的發揮空間，進而在改善我國農村居民居住環境質量，滿足現代生活需求的同時，傳承和發揚我國獨具特色的生土建筑傳統和文化，促進農村建設的健康與可持續發展。

參考文獻

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（作者單位：西安建筑科技大學土木工程學院）