传统村落民居夯土墙体的营建技术及其优化应用研究

摘要

传统夯土民居是以未经焙烧的原状土为主要建筑材料，以层层夯实的生土墙体为主要承重结构的建筑。传统夯土民居通常就地取材，所取的原状土无需烧制，直接拌和夯筑，且在使用过程中冬暖夏凉，同时，拆除后的建筑废料可以直接回归大自然，对环境无污染，是一种非常值得提倡的生态建筑。大多夯土建筑以夯土墙作为整个房屋的承重结构，土料的物理力学性能的好坏直接影响房屋的强度和耐久性；建造过程中，每层夯土之间难免存在间隙，墙体的整体性较差。因此，优化夯土墙的原材料、加强结构稳定性，是改善夯土墙的有效途径。 本文在十二五科技支撑计划《传统村落民居营建工艺传承、保护与利用技术集成与示范》的背景下，通过调研、分析多处夯土民居村落，归纳总结夯土墙体的劣化表象并分析其病害形成的原因，结合现代新型材料与技术，针对性地提出夯土墙体的加固措施，具体内容如下： ①通过实地调研和查阅文献资料，归纳分析传统夯土建筑的营建流程和主要技术，总结了夯土墙自身的缺陷，包括裂缝的种类和形成原因。通过查阅文献整理了墙体结构的受力情况，针对所发现的问题，提出应用性的提升措施，对这些措施进行试验验证。 ②对夯土墙原生土材料进行改性，以掺20%的β型半水石膏的试块为基准组，再分别加入纳米 SiO2、纳米 Al2O3两种改性剂，通过强度试验、耐水试验测定，得出掺入1%纳米材料的生土试块综合性能最佳；将既有生土试块浸泡水玻璃，当模数n=2.5时，浓度为33%的水玻璃加固生土的效果最佳。同时，改性材料的掺入并不影响生土材料良好的保温性能。 ③其次，优化夯土墙的粉刷抹面材料，在传统的抹面白灰中分别掺入不同量的白水泥和防水剂，测试其强度和抗冲刷性，得出当掺入 15%的白水泥时，粉刷改性白灰的生土试块强度和耐水性提升最明显。 ④最后，对夯土墙体采取承重结构优化、墙体加筋、土墙-木的节点优化等措施，改善墙体的受力情况，间接增强其稳定性和抗震性。对夯土建筑进行节能优化，采用软件分析夯土建筑的室内热环境和光环境分析。

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