一种新型复合墙体的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型复合墙体，根据应用需求设计墙体规格和体积，包括墙体在地下的基础部分和在地上的主体部分，将少量胶结材料以内掺法按一定的干质量比掺入到土壤中拌和均匀，形成初步的墙体混合料，该干质量比可以为3∶97，4∶96或5∶95；所述的胶结材料为熟石灰或水泥或粉煤灰并根据土壤的性质选择掺配不同的胶结材料；在所述形成的初步墙体混合料中再加入经水稀释后的土质固化剂再次搅拌均匀，形成墙体混合料，土质固化剂用量为所述初步混合料干质量的0.01-0.03％，稀释固化剂的用水量为所述初步混合料在最佳含水率时的含水质量与该初步混合料的天然含水质量的差值；然后将墙体混合料按照墙体规格和体积需求进行压实成型，形成复合墙体。
【专利说明】一种新型复合墙体
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种建筑材料的应用，具体来说，涉及农用项目【技术领域】中墙体的建造方法。
【背景技术】
[0002]为了满足不同地区不同季节不同气候条件下的植物生长需要，温室大棚应运而生，而随着科技的发展，各种蔬菜瓜果作物的育种育苗和栽培对温度、湿度、阳光、水和空气等环境因素提出了越来越高的要求，温室大棚经历了由抵挡到高档，由传统到现代的不断更新和发展。
[0003]温室大棚造价主要取决于构造大棚主体结构材料的造价。传统的温室大棚一般采用土堆或砖墙结构。对于用土堆做后墙的土墙结构，后墙底部需要做到三至四米厚，有的甚至达到五至六米厚。缺点是冬天潮湿了容易冻结，保温效果差，抗风雪能力差，若不设排水沟则长时间的雨水浸泡就会导致墙体变软坍塌；最主要的缺点就是土地利用率低，占土地面积大。而传统的砖石结构墙在我国源远流长有两千年的历史，由于其有就地取材、造价低、耐酸耐碱、热惰性好等特点，因此，在我国墙体材料应用中仍占有很大比例。但用传统的红砖或砖混凝土做后墙还是有缺点的，不仅成本高，而且费工、费时，此外由于环境保护和土地资源的利用限制，国家一直在明令禁止传统红砖的生产和使用；其次砖墙的保温效果差，冬天大棚里还需要有另外的加增温设施，从而进一步地增加了建造成本。因此迫切需要找到一种既成本低廉、占地少、结实耐用，又具有保温效果的新型墙体材料。
【发明内容】
[0004]1、发明目的
为了节约土地资源，解决红砖短缺以及造价高的问题；提高温室背墙的使用寿命，耐水性好，降低重修费用；提高储存热量的能力，让蔬菜生长的更好、产量更高；为农民增产增收，故本发明提出了一种新型复合墙体的应用技术，以克服当前砖石结构墙体的缺陷，该技术将充分利用广大农村现有的各种土壤并引入土质固化剂来打造新型墙体，形成的墙体具有耐水性好，强度大，隔热蓄热功能佳，使用成本低，在抗弯拉、强度、成型状态，防水性等方面均比传统工艺施工的墙体要优。
[0005]2、本发明所采用的技术方案
本发明提出一种新型复合墙体，关键技术是墙体材料的组成配比、将土壤与胶结材料复合及使用土质固化剂的方法，并通过特定的施工工艺形成板结体，满足农用大棚墙体经久耐用，保温性能好等要求标准。
[0006]本发明的目的是这样实现的:
一种新型复合墙体，其特征为，根据应用需求设计墙体规格和体积，包括墙体在地下的基础部分和在地上的主体部分，将少量胶结材料以内掺法按一定的干质量比掺入到土壤中拌和均匀，形成初步的墙体混合料，该干质量比可以为3:97,4:96或5:95 ;所述的胶结材料为熟石灰或水泥或粉煤灰并根据土壤的性质选择掺配不同的胶结材料；对于粘土选择掺配石灰，对于粉质土和含砂性粉质土选择掺配水泥，对于含砂性粘土和粉质粘土选择掺配水泥或石灰均可；所述的胶结材料用量和土壤用量分别为初步墙体复合料压实后的最大干密度乘以该墙体体积并再乘以各自所占总复合料的比例；在所述形成的初步墙体混合料中再加入经水稀释后的土质固化剂再次搅拌均匀，形成墙体混合料，土质固化剂用量为所述初步混合料干质量的0.01-0.03%，稀释固化剂的用水量为所述初步混合料在最佳含水率时的含水质量与该初步混合料的天然含水质量的差值；然后将墙体混合料按照墙体规格和体积需求进行压实成型，形成复合墙体。
[0007]进一步地，制作土质固化剂稀释液的过程具体为:取初步的墙体混合料的最大干密度P *fi，墙体体积V，土壤占混合料的干质量比B±，土壤天然含水率胶结材料占混合料的干质量比BKS，土质固化剂用量占混合料的干质量比
(1)计算墙体混合料中土壤质星M土=P最佳XVXB土 X (1+W土天然)；
(2)计算墙体混合料中胶结材料质量M胶结=P最佳XVXB胶结；
(3)计量所述初步的墙体混合料的湿质量M混湿=Mlfc+M胶结；
(4)测量所述初步的墙体混合料的天然含水率；
(5)计算所述初步的墙体混合料的干质量(1+W^)；
(6)计算所述初步的墙体混合料的天然含水质量M混湿-Mst；
(7)计算所述初步的墙体 混合料在最佳含水率Wftg时的总含水质量^6#=Xffee ；
(8)计算稀释土质固化剂所用水量M7jc=M总水-M天然；
(9)计算所述初步的墙体混合料需要的土质固化剂质量Meh^wXBeh^w ；
或M固化剂=P最佳X V X B固化剂；
(10)将土质固化剂质量加入到稀释土质固化剂所用水量Mp搅拌均匀即成为该墙体混合料所需要的固化剂稀释液。
[0008]再进一步地，将墙体混合料压实成型的施工工艺方法有两种。一种是现场拌和施工法，直接在建造墙体现场地点取当地土壤，打造新型复合墙体，满足建造时间短、施工便捷快速的需求，但由于混合料的拌和过程是在露天环境操作，混合料水分易挥发，含水率不易控制，对拌和设备要求相对不高，成本低一些，适用于强度要求不是特别高的墙体建造。另一种是集中拌合施工法，需要选择一个专门制作墙体材料的场所，有专用的拌和机、搅拌机，施工工艺专业细腻，混合料拌和和搅拌操作都在设备的封闭空间内进行，容易形成均匀的墙体混合料，也能有效地保持混合料的水份，混合料制作完成后再被运输到施工现场，能够保证有更好的施工质量，形成强度更高的墙体。
[0009]现场拌和施工法的施工工艺过程为:
(I)施工前准备，选取施工墙体所用土样，通过实验确定复合墙体材料的组成成分以及最佳含水率和最大干密度，设计墙体规格，画出施工图纸；
就地取当地土壤，鉴别土壤性质，先在实验室做好适合该土壤的配合比试验，确定复合墙体材料的组成成分以及测定最佳含水率和最大干密度。根据实验数据和大棚或房屋的温室要求，综合当地气候环境和经济条件，设计制作大棚或房屋墙体的施工图纸，如图1为大棚或房屋墙体施工横切面图，确定墙体基础部分11所在地基坑的深度和宽度，确定墙体主体部分12的宽度、高度，以及模板13的高度，支架14的位置。并由此可以计算出墙体的体积。通常北方寒冷地区或风雪频繁地区，墙体厚度应大于1.2米，经济条件允许可适当增加厚度至1.5米，一般南方气候较温和地区墙体厚度不低于0.8米。
[0010](2)确定墙体位置、施工放样、挖基坑；
在墙体位置依照图2施工图纸中基础部分21和主体部分22的具体尺寸进行施工测量放样，按照基坑的深度和宽度要求，用人工配合挖土机挖出墙体基坑。
[0011](3)计算土壤及胶结材料的用量，摊铺土壤及胶结材料进行干拌，形成初步墙体混合料；
根据前述步骤(I)确定的复合墙体材料的组成成分、最大干密度和墙体的体积计算墙体需要的土壤用量和胶结材料用量。在施工现场先将土壤平铺排压平整，再将该石灰或水泥均匀地摊铺在土壤层表面，用拌合机拌合均匀，形成初步墙体混合料。为防止水分的流失，一般地一次拌和30-40立方的混合料。
[0012](4)计算土质固化剂用量和稀释用水量，稀释并喷洒土质固化剂，再拌和，形成墙体混合料；
根据复合墙体材料的组成成分、最大干密度和墙体的体积计算固化剂用量。根据混合料的最佳含水率Wiii和混合料的天然含水率的差值确定稀释固化剂的用水量。以40立方混合料为例，则稀释固化剂的用水量等于混合料的最佳含水量减去其天然的含水量，特别要说明的是，由于该墙体直接暴露于空气中，实际用水量可比最佳含水率高1%_2%，以防水分过快流失。将所需用水量装入洒水车，再缓慢倒入所需的固化剂，用木杆搅拌至完全溶解即可喷洒。喷洒的原则是:水流匀速、喷洒均匀。喷洒固化剂完毕后再拌合均匀，拌和的方法是先用拌和机进行初步拌合，再用挖土机堆拢拌和。应严格控制混合料的最佳含水率和拌和的均匀性，确保混合料拌和后颜色一致，干湿适度。
[0013](5)制作墙体基础部分:上料、夯实；
对于墙体基础部分，可以用挖土机或装载机将拌合均匀的墙体混合料摊铺到挖好的基坑中，从下向上逐步分层填筑，每层混合料厚度控制在22-25公分，用夯机夯实，每层夯实遍数控制在四遍以上，局部地方还可以用冲击夯加强。最终按照这个基础部分的深度填满基坑。
[0014](6)根据墙体厚度，确定墙体外侧位置，并安装模板、支架；
墙体基础部分完成后即可根据墙体厚度，确定墙体外侧位置，在墙体外侧安装模板，模板面与地面垂直，模板可以为木模板、竹木模板、钢模板等，强度和稳定性达到设计要求，板面平整，板之间接缝严密，不漏土料，容易装拆。稳固模板的支架一般用钢管支架，应安装在有足够承载力的平坦、稳定地基上，支架与模板之间要连接稳定坚固。
[0015](7)制作墙体主体部分:上料、分层夯实；
用挖土机或装载机将拌合均匀的混合料摊铺到支护好的模板内，从下向上逐步分层填筑，每层混合料厚度控制在22-25公分，用夯机夯实，每层夯实遍数控制在四遍以上，局部地方还可以用冲击夯加强。
[0016](8)拆除模板、支架；
待墙体主体完成以后即可拆除模板，拆除模板遵循先支后拆，后支先拆的顺序，注意不可伤害墙面。若现场模板充足，可延迟4-7天拆除模板，则效果更好。
[0017](9)外墙表面的整平和美化； 墙面的不平整处用木制的墙板拍进行修饰和平整。
[0018](10)养护。
[0019]一般养护7-14天，气候干燥时，墙面可喷洒适量雾状水加强养生。
[0020]另一种，集中拌合施工法的施工工艺过程为:
(I)施工前准备，选取施工墙体所用土样，通过实验确定复合墙体材料的组成成分以及最佳含水率和最大干密度，设计墙体规格，画出施工图纸；
就地取当地土壤，鉴别土壤性质，先在实验室做好适合该土壤的配合比试验，确定复合墙体材料的组成成分，包括土壤占混合料的干质量比B ±，土壤天然含水率W，胶结材料占混合料的干质量比土质固化剂用量占混合料的干质量比B以及确定测定最佳含水率和最大干密度P 根据实验数据和大棚或房屋的温室要求，综合当地气候环境和经济条件，设计制作大棚或房屋墙体的施工图纸，如图1为大棚或房屋墙体横切面图，确定基础部分11所在地基坑的深度和宽度，确定墙体主体部分12的宽度、高度，以及模板13的高度，支架14的位置。并由此可以计算出墙体的体积V。通常北方寒冷地区或风雪频繁地区，墙体厚度应大于1.2米，经济条件允许可适当增加厚度至1.5米，一般南方气候较温和地区墙体厚度不低于0.8米。
[0021](2)确定墙体位置、施工放样、挖基坑；
在墙体位置依照图2施工图纸中基础部分21和主体部分22的具体尺寸进行施工测量放样，按照基坑的深度和宽度要求，用人工配合挖土机挖出墙体基坑。
[0022](3)选择拌和场与搅拌设备，计算土壤和胶结材料的用量，进行干拌，形成初步墙体混合料；
拌和场一般设置在取土场附近，拌料机械应选择生产能力在300t?700t/h并可以连续生产的拌和机，喂料斗的开口要大，以保证拌和、产出的工作效率。根据前述步骤(I)确定的复合墙体材料的组成成分、最大干密度P 和墙体的体积V计算墙体需要的土壤用量和胶结材料用量。通过搅拌机的料门及转数来控制胶结材料和土壤的流量。土壤和胶结材料通过传送装置进入拌缸，在拌缸内拌和均匀。计量每分钟输送进搅拌筒的土的质量M±和胶结材料的质量MKS。
[0023](4)计算土质固化剂用量和稀释用水量，稀释并喷洒土质固化剂，再拌和，形成墙体混合料；
固化剂的用量和稀释液固化剂用水量的具体计算如下:
(I )称量每分钟输送进搅拌筒的土壤与石灰(或水泥)混合料的湿质量；
(II)测定该混合料的天然含水率W天然；
(III)计算每分钟输送进搅拌筒的混合料的干质量；
M混干=M混湿/ (I +W天然)
(IV)计算墙体复合材料在最佳含水率Wiii时的总含水质量M总水；
M总水=M混干Xff最佳
(V)计算每分钟应加入搅拌筒中的水质量；
M水=M总水-(M混湿-M混干)
(VI)计算每分钟输送进搅拌筒的混合料需要的固化剂质量剂，以0.03%为例；M固化齐I厂M混干X0.03%(W)将步骤(VI)的固化剂加入到步骤(V)的水中搅拌均匀，即为每分钟输送进搅拌筒
的固化剂稀释液质里M稀释；M稀释=M水+M固化剂
(VDI)右已知该?半和设备水装水质星M,则需要的固化剂质星禮@化剂为禮@化剂=MXM
固化剂/M水。
特别需要注意的是，当该复合材料的天然含水率发生变化时，则需重新测定天然含水率值以及每分钟输送混合料的湿质量Mffis，按以上步骤重新计算后调整固化剂稀释比例，同时调整进水阀门(通过测定拌和后的复合固结土的含水率来不断调整进水阀门至进水量的合理)。
[0024](5)将墙体混合料运输到墙体施工地点；
应尽快将拌制好的复合材料运送到施工现场。车上的复合材料应该覆盖，以减少水分的损失。
[0025](6)制作墙体基础部分:上料、夯实；
对于墙体基础部分，可以用挖土机或装载机将拌合均匀的复合材料摊铺到挖好的基坑中，分层填筑，每层混合料厚度控制在22-25公分，用夯机夯实，每层夯实遍数控制在四遍以上，局部地方还可以用冲击夯加强。
[0026](7)根据墙体厚度，确定墙体外侧位置，并安装模板、支架；
墙体基础部分完成后即可安装模板，模板可以为木模板、竹木模板、钢模板等，强度和稳定性达到设计要求，板面平整，板之间接缝严密，不漏土料，容易装拆。支架常用钢管支架，应安装在有足够承载力的地基上，支架与模板之间要连接稳定坚固。
[0027](8)制作墙体主体部分:上料、分层夯实；
用挖土机或装载机将拌合均匀的混合料摊铺到支护好的模板内，分层填筑，每层混合料厚度控制在22-25公分，用夯机夯实，每层夯实遍数控制在四遍以上，局部地方还可以用冲击夯加强。
[0028](9)拆除模板、支架；
待墙体整体完成以后即可拆除模板，拆除模板遵循先支后拆，后支先拆的顺序，注意不可伤害墙面。若现场模板充足，可延迟4-7天拆除模板，则效果更好。
[0029]( 10)外墙表面的整平和美化；
墙面的不平整处用木制的墙板拍进行修饰和平整。
[0030](11)养护。
[0031]一般养护7-14天，遇天气干燥时，墙面可喷洒适量雾状水加强养生。
[0032]进一步地，所述的复合墙体，水泥是32.5或42.5普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥，石灰是经石灰石高温煅烧后所得的产物、含有氧化钙和氧化镁的石灰且经过消解后的熟石灰。
[0033]在胶结材料选择方面，具体视土壤性质、温室大棚的要求和当地胶结材料的价格而定。
[0034]进一步地，所述的土质固化剂为专利号ZL200610016564.X所示的一种土质固化剂。
[0035]3、本发明技术效果
应用上述新型复合墙体的建造方法形成的新型复合墙体与传统墙体相比的有益效果如下:
a.与传统的后墙为红砖或砖混凝土的冬暖式大棚相比，新型复合墙体造价相对要低，保温效果好，温度稳定且持久性好，特别适用于东北、内蒙等寒冷地区使用，后墙建设的大棚内温度还是会保持在十五摄氏度左右，无需在棚内进行二次加温就可以满足作物生长需要的温度，促进作物生长，提高产量。
[0036]b.与传统的后墙为土堆的冬暖式大棚相比，新型复合墙体占地面积小，外形美观，经久耐用，且使用土质固化剂用量较少(0.01%?0.03%)，易于和土壤、少量的水泥石灰拌和，形成的墙体无论耐水性和耐久性都要明显优于传统土堆墙体。
[0037]c.此新型复合墙体技术施工工艺与传统红砖墙相比，易操作，速度快，工期短，成本低。
【专利附图】
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明及实施例中的技术方案，下面将对本发明及实施例描述中所需要的使用的附图作简要地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的相类似的附图。
图1是本发明中所述的大棚或房屋墙体的横切面图；
图2是本发明中所述的墙体在地下的基础部分和在地上的主体部分的立体示意图，及墙体横切面的示意。
[0038]【具体实施方式】
[0039]通过本发明的以下实施案例将会更清楚地体会到本发明的其他优点与特征。
[0040]实施案例一:
建造北京昌平某草莓园大棚基地试验墙段，要求该大棚后墙长80米，平均高3.8米，厚
1.2米。设计墙体规格和体积，包括墙体在地下的基础部分和在地上的主体部分，墙体横切面如图2所示。就地取材，以现场的粉质土壤为主要原料，掺配适量粉煤灰、32.5火山灰水泥、土质固化剂以及适量的水(其中水为外掺加)，实验室测定，水泥:粉煤灰:当地粉质土为2:3:95时搭配效果最佳,该配比的最佳含水率为13.9%,最大干密度为1.85g/cm3,选择土质固化剂用量为水泥粉煤灰和粉质土混合料干质量的0.015%时凝结效果较好。
[0041]计算粉煤灰、火山灰水泥用量和土壤用量分别为1.85g/cm3乘以该墙体体积并再乘以各自所占总复合料的比例。计算稀释土质固化剂的水用量为上述混合料在最佳含水率13.9%时具有的含水质量与该混合料的天然含水质量之差。配置固化剂稀释液，然后将固化剂稀释液洒入水泥粉煤灰和粉质土混合料中，拌和均匀，按照大棚墙体的基础和主体部分的规格需求，将墙体混合料压实成型，建造成大棚的新型复合墙体。
[0042]进一步地，具体采用集中拌和施工法打造该墙体:选取拌合厂和设备以后，按上面的设计配合比计算土、粉煤灰、水泥、水、固化剂的用量，水泥、粉煤灰和土通过传送装置进入拌缸，将计算好的固化剂掺入水罐搅拌完全溶解后，均匀洒入装有水泥和土混合料的拌缸中，混合搅拌均匀，运输至施工场地。用挖机将拌合均匀的混合料摊铺到挖好的基坑中，每层厚度25cm，每层用电动打夯机夯实4遍，以达到要求的压实度。基础部分施工完毕后，在墙体外侧支护模板，向固定好的模板内添加拌合均匀的复合材料，分层填筑，每层厚25cm,每层用电动打夯机夯实4遍，依次填筑到所需的高度，拆除模板、支架，墙体表面修饰整平，养生10天即可。该法形成的复合墙体土地利用率比原设计的土墙提高60%。
[0043]实施案例二:
某地土质为含砂性粘土，要建造房屋的墙体。
[0044]首先根据应用需求设计墙体规格和体积，包括墙体在地下的基础部分和在地上的主体部分，墙体横切面如图2所示，基础部分宽度为1.6米，深度0.8米，主体部分墙厚度I米，墙高度4米，墙的长度为20米。计算墙的体积=1.6X0.8X20+1X4X20=105.6立方米。
[0045]根据土质选择掺配水泥为胶结材料，进行实验室测定，水泥与该含砂粘土的干质量比为4:96时混合粘度最佳，测定最佳含水率12.2%以及最大干密度2.0lg/cm3。选择土质固化剂用量为水泥含砂粘土混合料干质量的0.02%时凝结效果较好。
[0046]计算水泥用量和土壤用量分别为2.01t/m3乘以该墙体体积并再乘以各自所占总复合料的比例。计算水泥用量为2.0lt/ m3X105.6X4%t=8.49吨。计算土壤用量为
2.01 t/ m 3X 105.6X96%t=203.77吨。已知土壤天然水率为8%，土壤湿质量为203.77X(1+8%) =220.07 吨。
[0047]测定该混合料的天然含水率为7.5%，混合料在最佳含水率12.2%时具有的含水质量为2.01 X 105.6X12.2%=25.895吨，该混合料的天然含水质量为(8.49+203.77) X 7.5%=15.92吨，计算稀释土质固化剂的水用量为上述混合料在最佳含水率12.2%时具有的含水质量与该混合料的天然含水质量之差，则稀释土质固化剂的水用量为25.895-15.92=9.975吨，土质固化剂用量为2.01 X 105.6X0.02%=42.45公斤，然后将固化剂稀释液洒入水泥含砂粘土混合料中，拌和均匀，按照房屋墙体的基础部分和主体部分的规格需求，将墙体混合料压实成型，建造成房屋的新型复合墙体。
[0048]进一步地，具体可采用现场施工方法:按如上比列，将32.5矿渣硅酸盐水泥、土壤混合搅拌均匀，洒入配制好的固化剂稀释液，再用拌和机拌合均匀。用挖机将拌合均匀的混合料摊铺到挖好的基坑中，每层压实厚度22cm，每层用打夯机夯实4遍，以达到要求的压实度。待基础部分施工完毕后，在墙体内外侧支护模板，向固定好的模板内添加拌合均匀的混合料，分层填筑，每层厚22cm，每层夯机夯实4遍，依次填筑到所需的高度，拆除模板，表面修饰平整，自然养生7-10天即可。墙体经14天取芯检测强度可达2.7MPa。此法形成的房屋墙体外形美观，占地面积小，土地利用率高，保温效果良好，可节省工程成本达40%。
[0049]实施案例三:
以南方某地粘土为主要工程材料建造蔬菜大棚，设计大棚墙体规格和体积，大棚基础部分长100米，宽1.5米，高0.4米；主体部分长100米，平均高4米，厚0.8米。则墙体总体积=IOOX 1.5X0.4+100X4X0.8=380立方米。选用熟石灰为胶结材料，以5:95的干质量比掺入到土壤中，测得的土壤天然含水率约为6%。根据实验室提供数据，该配比的混合料最佳含水率为14.8%,最大干密度为1.98g/cm3。选择土质固化剂用量为熟石灰和粘土混合料干质量的0.02%时凝结效果较好。
[0050]实际施工采用现场拌和施工法，即现场边拌料边施工压实的方法，先用挖土机将农田中土壤翻出，一次拌和施工40个立方墙体混合料，计算如下:
(I)计算墙体混合料中土壤质量M土 =P最佳XVXB 土 X (1+W 土天然)=1.98 X 40 X 95% X (1+6%) =79.75 吨；(2)计算墙体混合料中胶结材料质量M胶结=P最佳XVXBks=L98X40X5%=3.96吨；
(3)计量所述初步的墙体混合料的湿质量M混湿=M土+M胶结=79.75+3.96=83.71吨；
(4)测量所述初步的墙体混合料的天然含水率Wm5约为5.7% ；
(5)计算所述初步的墙体混合料的干质量_g/(l+W天然)=83.71/(1+5.7%) =79.2
吨；
(6)计算所述初步的墙体混合料的天然含水质量M^=Mffis- Mst =83.71-79.2=4.51
吨；
(7)计算所述初步的墙体混合料在最佳含水率Wiii时的总含水质量M,6#=Mmt Xffee=79.2X14.8%=11.72 吨;
(8)计算稀释土质固化剂所用水量M*=M总水-M天然=11.72-4.51=7.21吨；
(9)计算所述初步的墙体混合料需要的土质固化剂质量
M固化剂=P 最佳 XVXB固化剂=1.98X40X0.02%=0.01584 吨=15.84 公斤；
(10)将土质固化剂质量加入到稀释土质固化剂所用水量Mp搅拌均匀即成为该墙体混合料所需要的固化剂稀释液。
[0051]将7.21吨水转入洒水车，加入15.84公斤的固化剂搅拌至完全溶解，均匀洒入初步墙体混合料中，再用拌和机拌合均匀。用装载机将拌合均匀的混合料摊铺到挖好的基坑中，每层厚度25cm，每层用打夯机夯实4遍，以达到要求的压实度。待基础部分施工完毕后，在墙体两侧支护模板，向固定好的模板内添加拌合均匀的混合料，分层填筑，每层厚25cm,每层夯机夯实4遍，依次填筑到所需的高度，拆除模板、支架，表面修饰整平，由于气候干燥，表面喷洒雾状水加强养生10天。
[0052]此法形成的大棚墙体不但美观有型，占地面积小，土地利用率高，可提高土地使用率约30%，而且墙体的强度明显好于传统，耐水性好。施工简单快捷，基本上一至两天即可完成一个近100米长的大棚墙体，有很大的推广应用价值。
[0053]实施案例四:
以某地粉质粘土为主要原料制作农用墙体，设计墙体规格和体积，画出施工图纸。向粉质粘土中掺配适量42.5复合硅酸盐水泥、土质固化剂以及适量的水，计算水泥用量和粉质粘土用量分别为1.93g/cm3乘以该墙体体积并再乘以各自所占总复合料的比例。计算稀释土质固化剂的水用量为上述混合料在最佳含水率11.4%时具有的含水质量与该混合料的天然含水质量之差。
[0054]进一步地,具体采用现场拌和施工法:
(I)施工前准备。选取施工墙体所用粉质粘土土样，通过实验确定当地粉质粘土与42.5复合娃酸盐水泥的配比为95:5时最佳，以及最佳含水率为11.4%,最大干密度为1.93g/cm3，选择土质固化剂用量为42.5复合硅酸盐水泥和当地粉质粘土混合料干质量的0.03%时凝结效果最好。根据实验数据和墙体的温室要求，综合当地气候环境和经济条件，设计制作墙体的施工图纸，如图2为墙体横切面图，确定基础部分11所在地基坑的深度和宽度，确定墙体主体部分12的宽度、高度，以及模板13的高度，支架14的位置。并由此可以计算出墙体的体积。
[0055](2)确定墙体位置、施工放样、挖基坑；
在墙体位置依照图2施工图纸进行施工测量放样，按照基坑的深度和宽度要求，用人工配合挖土机挖出墙体基坑。
[0056]( 3 )计算水泥用量和粉质粘土的用量，摊铺粉质粘土及水泥进行干拌，形成初步墙体混合料；
根据前述步骤(1)确定的复合墙体材料的组成成分、最大干密度和墙体的体积计算墙体需要的粉质粘土用量及水泥用量。在施工现场先将粉质粘土平铺排压平整，再将水泥均匀地摊铺在土壤层表面，用拌合机拌合均匀，形成初步墙体混合料。为防止水分的流失，一次拌和40立方的混合料。
[0057](4)计算土质固化剂用量和稀释用水量，稀释并喷洒土质固化剂，再拌和，形成墙体混合料；
根据复合墙体材料的组成成分、最大干密度和墙体的体积计算固化剂用量。根据混合料的最佳含水率Wiii和混合料的天然含水率胃^^的差值确定稀释固化剂的用水量。特别要说明的是，由于该墙体直接暴露于空气中，实际用水量可比最佳含水率高2%，以防水分过快流失。将所需用水量装入洒水车，再缓慢倒入所需的固化剂，用木杆搅拌至完全溶解即可喷洒。喷洒的原则是:水流匀速、喷洒均匀。喷洒固化剂完毕后再拌合均匀，拌和的方法是先用拌和机进行初步拌合，再用挖土机堆拢拌和。应严格控制混合料的最佳含水率和拌和的均匀性，确保混合料拌和后颜色一致，干湿适度。
[0058](5)制作墙体基础部分:上料、夯实；
对于墙体基础部分，可以用挖土机或装载机将拌合均匀的墙体混合料摊铺到挖好的基坑中，从下向上逐步 分层填筑，每层混合料厚度控制在25公分，用夯机夯实，每层夯实遍数控制在四遍以上，局部地方还可以用冲击夯加强，以达到要求的压实度。最终按照这个基础部分的深度填满基坑。
[0059](6)根据墙体厚度,确定墙体外侧位置,并安装模板、支架；
墙体基础部分完成后即可根据墙体厚度，确定墙体外侧位置，在墙体外侧安装模板，模板面与地面垂直，模板为钢模板，强度和稳定性达到设计要求，板面平整，板之间接缝严密，不漏土料，容易装拆。稳固模板的支架用钢管支架，安装在有足够承载力的平坦、稳定地基上，支架与模板之间要连接稳定坚固。
[0060](7)制作墙体主体部分:上料、分层夯实；
用挖土机或装载机将拌合均匀的混合料摊铺到支护好的模板内，从下向上逐步分层填筑，每层混合料厚度控制在25公分，用夯机夯实，每层夯实遍数控制在四遍以上，局部地方还可以用冲击夯加强。
[0061](8)拆除模板、支架；
待墙体主体完成以后即可拆除模板，拆除模板遵循先支后拆，后支先拆的顺序，注意不可伤害墙面。若现场模板充足，可延迟4-7天拆除模板，则效果更好。
[0062](9)外墙表面的整平和美化；
墙面的不平整处用木制的墙板拍进行修饰和平整。
[0063](10)养护。
[0064]养生7-10天，气候干燥时，墙面可喷洒适量雾状水加强养生。经14天取芯检测强度可达2.5MPa。
[0065]实施案例五:要建造内蒙古乌兰浩特地区新型复合墙体试验段，长度80米。内蒙古地区多以含砂性粉质土为主，所以胶结材料选用水泥，以现场土为主要原料，含砂性粉质土的天然含水率为8%，将少量32.5普通硅酸盐水泥以5:95的干质量比掺入到土壤中拌和均匀，形成初步的墙体混合料，该配比的最佳含水率为12.4%，最大干密度为1.98g/cm3，再加入经水稀释后的土质固化剂再次搅拌均匀，形成墙体混合料，土质固化剂用量为所述初步混合料干质量的
0.015%，稀释用水量为所述初步混合料在最佳含水率时的含水质量与该初步混合料的天然含水质量的差值。
[0066]具体地，该墙体采用集中拌和施工法:
(I)施工前准备，选取施工墙体所用土壤样本，通过实验确定复合墙体材料的组成成分以及最佳含水率和最大干密度，设计墙体规格，画出施工图纸；
就地取当地含砂性粉质土，先在实验室做好适合该土壤的配合比试验，确定复合墙体材料的组成成分,包括土壤占混合料的干质量比B±=95%，水泥占混合料的干质量比B胶结=5%，土质固化剂用量占混合料的干质量比015%，以及确定测定土壤最佳含水率W±最佳=12.4%和最大干密度P.=1.988/(:πι3。根据实验数据和大棚或房屋的温室要求，综合当地气候环境和经济条件，设计制作大棚或房屋墙体的施工图纸，如图2为大棚或房屋墙体制作横切面图，确定基础部分11所在地基坑的深度0.5米和宽度1.6米，确定墙体主体部分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。并由此可以计算出墙体的体积V=V主体+Vsffl=L 2*3.5*80+0.5*1.6*80=400立方米。
[0067](2)确定墙体位置、施工放样、挖基坑；
在墙体位置依照图2施工图纸中基础部分21和主体部分22的具体尺寸进行施工测量放样，按照基坑的深度和宽度要求，用人工配合挖土机挖出墙体基坑。
[0068](3)选择拌和场与搅拌设备，计算土壤和水泥的用量，进行干拌，形成初步墙体混合料；
拌和场一般设置在取土场附近，拌料机械应选择生产能力在300t~700t/h并可以连续生产的拌和机，喂料斗的开口要大，以保证拌和、产出的工作效率。根据前述步骤
(I)确定的复合墙体材料的组成成分、最大干密度P 和墙体的体积V计算墙体需要的土壤用量和水泥用量。计算墙体混合料中土壤质量M土 =P最佳XVXB土 X (1+W土天然)=1.98X400X95%X (1+8%) =8I2.59吨，计算墙体混合料中水泥质量M胶结=P最佳XVXB胶s=l.98X400X5%=39.6 吨；
通过搅拌机的料门及转数来控制水泥和土壤的流量。土壤和水泥通过传送装置进入拌缸，在拌缸内拌和均匀。搅拌机会自动计量每分钟输送进搅拌筒的土的质量M±和胶结材料的质量MKS。
[0069](4)计算土质固化剂用量和稀释用水量，稀释并喷洒土质固化剂，再拌和，形成墙体混合料；
根据最大干密度、最佳含水率和上面的设计配合比计算土、水泥、水、固化剂的用量，
(I )通过计量测定每分钟输送进搅拌筒的土与水泥混合料的湿质量Mffis=SOOOkg ；
(II)测定该混合料的天然含水率Wm5=9.5% ；
(III)计算每分钟输送进搅拌筒的混合料的干质量Mffi干=M_g/(1+W^)=7306 kg ；
(IV)计算墙体复合材料的总含水质量M总水=M混干XW最佳=906kg； (V)计算每分钟应加入搅拌筒中的水质量M水=M总水-(Mffis-Wmt) =212 kg；
(VI)每分钟输送进搅拌筒的固化剂质量M固化剂=M混干X0.015% kg=l.09kg ；
(W)将步骤(VI)的固化剂加入到步骤(V)的水中搅拌均勻，即为每分钟输送进搅拌筒的固化剂稀释液质量Mwf= 212 kg +1.09 kg =213.09 kg;
(VDI)已知该拌和设备水罐装水质量3000kg，则土质固化剂质量为3000 X 1.09 + 212kg =15.5kg。将计算好的固化剂掺入水罐搅拌完全溶解后,均勻洒入装有水泥和土混合料的拌缸中，混合搅拌均匀。
[0070]( 5)将墙体混合料运输到墙体施工地点；
尽快将拌制好的复合材料运送到施工现场。车上的复合材料应该覆盖，以减少水分的损失。
[0071](6)制作墙体基础部分:上料、夯实；
对于墙体基础部分，用挖机将拌合均匀的混合料摊铺到挖好的基坑中，每层厚度25cm，每层用电动打夯机夯实4遍，局部地方用冲击夯加强，以达到要求的压实度。
[0072](7)根据墙体厚度，确定墙体外侧位置，并安装模板、支架；
基础部分施工完毕后，在墙体外侧支护木模板，强度和稳定性达到设计要求，板面平整，板之间接缝严密，不漏土料，容易装拆。支架用钢管支架，应安装在有足够承载力的地基上，支架与模板之间要连接稳定坚固。
[0073](8)制作墙体主体部分:上料、分层夯实；
用挖土机向固定好的模板内添加拌合均匀的复合材料，分层填筑，每层厚25cm，每层用电动打夯机夯实4遍，依次填筑到所需的高度，局部地方用冲击夯加强。
[0074](9)拆除模板、支架；
待墙体整体完成以后即可拆除模板，拆除模板遵循先支后拆，后支先拆的顺序，注意不可伤害墙面。
[0075]( 10)外墙表面的整平和美化；
墙面的不平整处用木制的墙板拍进行修饰和平整。
[0076](11)养护。
[0077]由于气候干燥，表面喷洒雾状水加强养生10天。
[0078]此种方法制成的墙体取芯进行强度和保温能力实验，与相同条件下的传统土墙对比，发现无论是抗风力、耐水性还是蓄热值都优于传统土墙。试验结果如表一所示。
【权利要求】
1.一种新型复合墙体，其特征为，根据应用需求设计墙体规格和体积，包括墙体在地下的基础部分和在地上的主体部分，将少量胶结材料以内掺法按一定的干质量比掺入到土壤中拌和均匀，形成初步的墙体混合料，该干质量比可以为3:97,4:96或5:95 ;所述的胶结材料为熟石灰或水泥或粉煤灰并根据土壤的性质选择掺配不同的胶结材料；对于粘土选择掺配石灰，对于粉质土和含砂性粉质土选择掺配水泥，对于含砂性粘土和粉质粘土选择掺配水泥或石灰均可；所述的胶结材料用量和土壤用量分别为初步墙体复合料压实后的最大干密度乘以该墙体体积并再乘以各自所占总复合料的比例；在所述形成的初步墙体混合料中再加入经水稀释后的土质固化剂再次搅拌均匀，形成墙体混合料，土质固化剂用量为所述初步混合料干质量的0.01-0.03%，稀释固化剂的用水量为所述初步混合料在最佳含水率时的含水质量与该初步混合料的天然含水质量的差值；然后将墙体混合料按照墙体规格和体积需求进行压实成型，形成复合墙体。
2.根据权利要求1所述的复合墙体，其特征为，制作土质固化剂稀释液的过程具体为: 取初步的墙体混合料的最大干密度P ?i，墙体体积V，土壤占混合料的干质量比B±，土壤天然含水率，胶结材料占混合料的干质量比BKS，土质固化剂用量占混合料的干质星比B固化剂， 计算墙体混合料中土壤质量M土 =P最佳XVXB土 X (1+W土天然)； 计算墙体混合料中胶结材料质量Mjrs =P XVXBks ； 计量所述初步的墙体混合料的湿质量Mffis=Mzfc +M胶结； 测量所述初步的墙体混合料的天然含水率； 计算所述初步的墙体混合料的干质量=M混湿/ (I+W^m)； 计算所述初步的墙体混合料的天然含水质量= Mffis- Mst ； 计算所述初步的墙体混合料在最佳含水率Wiii时的总含水质量Μ,Mmt Xffee ； 计算稀释土质固化剂所用水量M7jc= M总水-M天然； 计算所述初步的墙体混合料需要的土质固化剂质量Mehmij XBehmij ； 或M固化剂=P最佳X V X B固化剂； 将土质固化剂质量加入到稀释土质固化剂所用水量Mp搅拌均匀即成为该墙体混合料所需要的固化剂稀释液。
3.根据权利要求2所述的复合墙体，其特征为，将墙体混合料压实成型的施工工艺过程为: 施工前准备，选取施工墙体所用土壤样本，通过实验确定复合墙体材料的组成成分以及最佳含水率和最大干密度，设计墙体规格，画出施工图纸； 确定墙体位置、施工放样、挖基坑； 计算土壤及胶结材料的用量，摊铺土壤及胶结材料进行干拌，形成初步墙体混合料；计算土质固化剂用量和稀释用水量，稀释并喷洒土质固化剂，再拌和，形成墙体混合料； 制作墙体基础部分:上料、夯实； 根据墙体厚度，确定墙体外侧位置，并安装模板、支架； 制作墙体主体部分:上料、分层夯实； 拆除模板、支架；外墙表面的整平和美化； 养护。
4.根据权利要求3所述的复合墙体，其特征为，将墙体混合料压实成型的施工工艺过程为: 施工前准备，选取施工墙体所用土壤样本，通过实验确定复合墙体材料的组成成分以及最佳含水率和最大干密度，设计墙体规格，画出施工图纸； 确定墙体位置、施工放样、挖基坑； 选择拌和场与搅拌设备，计算土壤和胶结材料的用量，进行干拌，形成初步墙体混合料； 计算土质固化剂用量和稀释用水量，稀释并喷洒土质固化剂，再拌和，形成墙体混合料； 将墙体混合料运输到墙体施工地点； 制作墙体基础部分:上料、夯实； 根据墙体厚度，确定墙体外侧位置，并安装模板、支架； 制作墙体主体部分:上料、分层夯实； 拆除模板、支架； 外墙表面的整平和美化； 养护。
5.根据权利要求3或4所述的复合墙体，其特征为，应用为蔬菜大棚、民建房屋的墙体，并根据墙体的应用需求确定复合墙体的规格和形状，基础部分墙体宽度应要比主体部分墙体厚度每侧多30公分，主体部分墙体的厚度不小于80公分。
6.根据权利要求5所述的复合墙体，其特征为，水泥是32.5或42.5普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥，石灰是经石灰石高温煅烧后所得的产物、含有氧化钙和氧化镁的石灰且经过消解后的熟石灰。
7.根据权利要求6所述的复合墙体，其特征为，所述的土质固化剂为专利号ZL200610016564.X所示的 一种土质固化剂。
【文档编号】E04B2/84GK103899013SQ201310748582
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】邓伟, 曲飞, 朱月侠 申请人:北京亿路特通新材料有限责任公司