浅谈土坯砖

于兴保

摘 要：生土建筑发展历史悠久，是人類建筑最初始的形态。在中国中西部地区，特殊的气候条件使得这些地区拥有得天独厚的黄土资源，生土建筑也就成了当地的特色。随着时代的发展，人们越来越强调绿色建筑材料，从生态文明的角度和可持续发展的角度出发，生土建筑具有广阔的发展前景。

关键词：土坯砖；配方；制作工艺

0引言

新型生土砖是指以未经焙烧的生土为主体材料，应用现代生土改性技术，通过冲压机制成型的绿色新型建筑材料，它延续了传统生土免烧砖易于取材，绿色节能环保，可循环使用的优良特点，同时秉承了黏土烧结砖强度高、耐久性能良好的优势；但是考虑到施工便利性、块体热工性能、承受地震力等方面的因素，此种新型生土砖还具有一定的优化空间。

1土坯砖组成成分

新型土坯砖是以干净生土为主要材料，掺入少量改性材料（如水泥、石灰、水玻璃、氯化钙等）及纤维增强材料（聚丙烯纤维），搅拌均匀后，经机械压制而成的免烧土坯砖。

（1）土：采用陕北榆林的土体。该土属黄土，其颗粒大小介于粘土与细砂之间，呈浅黄色或黄褐色，土体在自然状态下成黏土状，砂砾含量较少。其中细颗粒极多，均为粉粒，且颗粒之间粘结较小，易于混合土料的化学反应，所以非常适合用于新型土坯砖的制作。

（2）水泥：普通硅酸盐水泥强度高、干缩小、耐磨性较好，在混合土料中，主要起早强、耐磨和骨架的作用，为新型土坯砖的前期强度作为支撑。

（3）熟石灰：熟石灰是一种白色粉末状固体，化学式为Ca（OH）2，且具有碱的通性。当熟石灰与空气当中的二氧化碳反应时形成碳酸钙，起到固化土坯砖的效果。

（4）水玻璃：水玻璃俗称硅酸钠（R2O·nSiO2），是一种水溶性硅酸盐，是一种矿黏合剂。水玻璃粘结力强、强度较高，耐酸性、耐热性好，在混合土料中起到离子置换作用，降低离子自由度度能力，通过压砖机冲压作用，从而使土坯砖的抗压强度得到有效提高。

（5）氯化钙：氯化钙是由氯离子与钙离子形成的盐，白色粒状物，无臭味微苦，吸湿性极强，暴露于空气中极易潮解。其在混合土料中主要起调节土坯砖内部的含水率，一方面降低混合土料之间化学反应产生的热量，另一方面起到调合酸碱性的作用。

（6）聚丙烯纤维：聚丙烯纤维是将聚丙烯树脂加工处理后制成相互交织的网状的纤维。放置混合料中，经均匀搅拌，因受到水泥、石灰和黄土等土料的冲击，自动张开，成为相互牵扯乱向分布的纤维混合料。

2生产设备

（1）反击式破碎机

反击式破碎机是通过反击板的回弹和板锤的高速冲击力的相互作用，使物料在反复冲力力作用下而破碎的机器。

当物料进入破碎机后，首先受到板锤的冲击力而产生初次破坏，通过回弹力沿不同角度回弹到反击板上，经反击板的滑落，再次收到板锤的击打。反复进行数次后，细小的颗粒由破碎机底部排出。反击式破碎机具有机械原理简单、易于操作、产量高等诸多优点。能处理的各种细物料，广泛用于煤炭、砂石料、破碎等行业。

（2）混凝土搅拌机（Jz350）

Jz350型混凝土搅拌机是自落式反转出料搅拌机，搅拌由电动机带动齿圈而转动，随着搅拌筒的旋转，嵌在搅拌筒叶片处的混合料高度不断上升，靠本身自重自由下落。混合土料经反复进行搅拌，直至均匀为止。

（3）盘转式空心压砖机（YZPK200-8）

盘转式空心压砖机是在YZP60-8压砖机的经验基础上并借鉴国外各类半干压成型机的先进技术，结合我国的国情研制生产的新一代专利产品。它适合压制规格为240mm×115mm×90mm的灰砖、矿渣、炉渣、粉煤灰、页岩、土等为原料的五面封闭的多孔空心砖和实心砖。

3制作工艺

（1）控制混合土料的最佳含水率。

通过单块土坯砖强度试验研究，得出混合土料的最佳含水率在12%～15%以内，若含水率大于15%，材料生产搅拌易成团，后期压力机压制不实，应采取烘干或晾晒的方式降低含水率；若含水率小于12%，混合材料较松散，不能形成胶体材料，影响砖体强度，应通过外部加水的方法来提高含水率。如若未在最佳含水率范围之内，应反复进行校正。

（2）控制土体的配合比。

土体选自陕北榆林地区的黄土，土配合比较大，不利于混合土料形成胶体材料，阻碍其化学反应的充分发展。将最佳含水率的土体通过反击式破碎机破碎成粒径较小的土颗粒，由于反击式破碎机的处理粒径为≤5mm，故用2mm立式筛子加筛一遍，把土的粒径严格控制在2mm以内，否则因土的粒径过大压力机压制不实而影响强度。

（3）控制混合土料投料顺序

混合土料（即土、水泥、熟石灰、氯化钙、水玻璃和聚丙烯纤维）应在混凝土搅拌机内充分搅拌，时间控制在5～8min以内，投料顺序依次为土、水泥、熟石灰和聚丙烯纤维，待搅拌3min中后方可加入水玻璃，待2min中后加入氯化钙。因氯化钙和水玻璃会产生急速反应，切勿一起投入料筒。为了使盘转式空心压砖机连续运转，采用搅拌多锅混合土料，一次生产的方式，既能提高生产效率又能够保证土坯砖的质量。

（4）压砖工艺

首先，将混合土料送入喂料机并均匀搅拌，由于喂料机内部有模孔槽，故刮板将混合土料推入模孔中，通过调料机构控制混合土料的深度，经布料机构振动使得混合土料更加均匀密实，达到指定目标。然后，主电机转动针旋转90o到达压砖位置，压砖机在指定力作用下施加压力完成土坯砖压模。最后，土坯砖膜沿斜向轨道上升，将土坯砖顶出转盘表面，土坯砖成型。

（5）土坯砖的搬运及堆放

混合土料经过压砖机的压制生成土坯砖，在搬运土坯砖过程中，应用双手从侧壁轻轻拿起，切勿拿棱角处，应竖向立方，然后再通过平板车运输到堆放地址。

结束语

随着后续研究的不断深入，系列新型土坯砖产品的不断涌现，关键技术的不断成熟，标准化平台不断推广，使新型土坯砖的生态利用价值，在我国尤其是贫困农村地区的房屋建设中，获得一个相适宜的应用定位和充分的发挥空间，进而在改善我国农村居民居住环境质量，满足现代生活需求的同时，传承和发扬我国独具特色的生土建筑传统和文化，促进农村建设的健康与可持续发展。

参考文献

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（作者单位：西安建筑科技大学土木工程学院）