现代生土材料及夯筑工艺研究

杨瑞龙

摘 要：“万物生于土，而终归于土”恒古至今，建筑亦然。土是中国乃至世界上最古老，使用最广泛的材料之一。迄今为止中国仍然有至少6000万人生活在不同形式的生土建筑中，大多数集中在贫困的农村地区，传统民居在抗震性和抗水性方面的相对不足难以满足今天的人民。因此，寻求一种将传统的建筑营造形式和现代建筑工艺和需求相结合的建筑方式尤为重要。本文通过作者的实践学习现代夯土工艺的实操，总结性的概括现代夯筑技术的特性以及施工工艺的方式。

关键词：生土建筑;生土材料;夯筑工艺

1 生土建筑的概念

生土是指以土为主要原料的建筑材料，不需要焙烧和化学处理，仅通过简单的机械处理即可用于建造。它的传统形式包括夯土，土坯，泥砖，草泥，屋顶覆盖土地等。以生土为主要结构材料的房屋通常称为生土建筑。以生土为主要材料的建筑传统在中国已有数千年的历史，并且分布广泛。根据考古发现，早在石器时代，中国先民便熟练掌握了以土为材的营造技术。从距今8000多年前的新郑裴李岗、京山屈家岭等文化遗址，距今2000多年的交河故城、古长城，以及数千年来众多墓葬遗址中，可以看到大量以土为材的遗存。

生土不仅是中国历史最悠久的最常用传统建筑材料之一，而且在世界范围内也是。根据针对古巴比伦、古埃及、古印度、美索不达米亚等古代文明遗址的大量考古发现，以土为材的建造传统起源于各主要古代文明，并作为重要的文明载体之一。从巴勒斯坦杰里科古城距今11000年的土坯房屋遗迹直至欧洲近代利用生土兴建的大量多层住宅，生土在人类文明发展的历程中扮演着至关重要的角色。

2 传统生土材料的优缺点

土壤的原材料具有出色的储热性能，可以使房屋的内部在冬天变暖，在夏天变凉。它具有“呼吸”功能，可以有效地调节室内湿度和空气质量。材料可以重复使用，甚至可以作为肥料返回农田，基于生土技术的施工简单，成本低。

根据原始土壤材料的应用机理，生土必须包含充当粘合剂的粘土成分。由于地区的气候，资源，习俗和其他因素的差异，传统生土材料具有多种应用。根据国际生土建筑中心（CRATERRE-ENSAG）的研究统计，全世界对于生土材料的应用可被归纳为夯筑、砌筑、挤压、模制、填抹、压制、切分、覆盖、填充等十二类材料加工方式，土坯、夯土、压制土砖、草泥球、竹骨泥墙等十八种生土材料应用形式，可以满足建筑物各部位的施工需要。

但是传统的生土在力学和耐久性方面的固有缺陷是限制其现代应用的主要因素。耐用性差的问题主要表现在未加工的夯土墙的性能上，该材料在耐水性，耐湿性方面远低于常规建筑材料。多年以来，在许多村民乃至地方政府的心目中，土建筑也是贫穷和落后的象征。这也是近年来中国农村建筑发展中的共同困境。

3 現代生土材料的优化及夯筑工艺

3.1 材料的优化

现代西方夯土技术中，土石混合是指粘土，碎石和沙子按一定比例与水混合而成的混合物。土石混合料作为中国过去的填充料，被广泛用于路基和路堤的施工。现代夯土优化机制与中国传统夯土的最大区别在于将夯实土和砾石分类为夯土的原材料，并引入了基于机械夯土的现代机械。

未改变的土壤可以根据粒径分为岩石，石头，砾石，细沙，粉砂和粘土。显微观察表明，不同区域原状土壤中粘土颗粒的形状和排列不同。除了某些类型的土壤质量外，大多数粘土颗粒均为“板状”，这与现代压实相一致。技术要求粘土的“板状”决定了如果仅使用粘土进行压实，则颗粒很难紧密结合。这也是中国，特别是西部地区传统压实土壤（超过80%的土壤是粘土和尘土）的作用机理。这也是耐用性差的主要原因之一。

3.2 夯筑工艺

主要的工具是：气动夯锤，辅助工具主要包括：空气压缩机，皮管，压力控制阀，机油控制阀，喉管卡等。气动夯锤以压缩空气为动力，辊筒底部焊接有100MM×100MM×20MM的钢板，具有冲击力大频率快的特点。通常，拉伸压力被控制在约0.5MPA。

夯筑方法：

（1）使用夯锤快速夯实一次，然后缓慢缓慢压实两次，尤其要注意要夯实的墙角。夯实顺序为：先夯实外部，然后在内部，然后在中心进行回字形夯击。在夯实过程中，可确保夯实点之间连续且无泄漏的夯实。一旦完成第一夯实层，夯实机倾斜，并利用夯锤的尖角在夯实的地面上形成一个孔，以确保夯实地面的上层和下层之间的粘结。（2）夯实的土墙应分层夯实，以防止垂直裂缝;拐角处应粘贴L形或T形模板，以加强拐角的连接。（3）拆卸模板时，首先松开并卸下拉力螺钉，然后将模板推向夯实的土墙，然后将其推向侧面，以确保模板没有黏土或部分损坏。（4）拆卸模板后，须将墙体周围棱角切成斜面，以便每一层紧密结合。

4 结语

从发达国家的多年开发经验可以看出，任何技术创新都基于该地区的传统，发展状况和资源条件。在中国，相关研究倾向于集中在历史和文化的研究上，而关于建筑技术的研究则很少。因此，应尽快改善中国相关领域的基础信息，为未来的传统技术创新奠定基础。

参考文献

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[4]穆钧，周铁钢，蒋蔚.现代夯土建造技术在乡建中的本土化研究与示范[J]. 建筑学报 ，2016，（6）.