本發(fā)明屬于建筑建材技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于地基的改性生土材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
生土是人類最早使用的建筑材料之一，因其具有保溫隔熱性能優(yōu)良、可循環(huán)利用、取材廣泛、施工技術(shù)簡單等優(yōu)點而得到廣泛的應用，甚至到現(xiàn)在，這種古老的建筑形式仍具有強大的生命力，資料顯示現(xiàn)在世界上約有1/3的人口仍居住在生土建筑中。
目前，國家大力提倡新農(nóng)村建設(shè)，農(nóng)村的建筑規(guī)模很大，然而對于一些偏遠貧困地區(qū)，一方面新型建筑材料很難在這些地區(qū)生產(chǎn)與發(fā)展；另一方面建設(shè)成本也是老百姓十分關(guān)注的問題，因此就地取材、利用生態(tài)建材成為這些地區(qū)新農(nóng)村建設(shè)的選擇。與新型建筑材料相比，生土材料具有就地取材、成本低、可循環(huán)利用、保溫隔熱性能好、可調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度與空氣質(zhì)量等優(yōu)良性能，是綠色建筑材料中的佼佼者。因此，生土改性材料及其制品在農(nóng)村擁有巨大的發(fā)展前景。
生土材料強度低、耐水性差等缺點，使其應用受到限制。因此，如何提高生土材料的強度和耐水性，進而延長生土建筑的使用年限，成為生土材料必須要解決的難題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決生土低強度和低耐水性的難題，本發(fā)明提出了一種用于地基的改性生土材料及其制備方法。
一種用于地基的改性生土材料，以重量單位計，其原料組成：生土60～75％，礦渣15～30％，生石灰3～8％，砂0～4.5％，膨脹劑1～1.5％，減水劑1～1.5％；所述用于地基的改性生土材料，其特征在于水料比0.15～0.18。
所述膨脹劑，其主要成分為無水硫鋁酸鈣。
所述減水劑為聚羧酸減水劑、萘系減水劑或三聚氰胺系減水劑。
所述的一種用于地基的改性生土材料制備方法，步驟包括：
1)備料：按所述重量比取生土、礦渣、生石灰、砂、膨脹劑和減水劑；
2)將減水劑放入容器中，加水攪拌至完全溶解；
3)將生土、礦渣、生石灰、砂、和膨脹劑放入攪拌機中，干混1～3分鐘后倒入步驟2)制得的減水劑溶液，攪拌均勻；將剩余的水全部加入，攪拌均勻；
4)將步驟3)所得拌和物倒入事前準備好的模具中；將模具放入振動臺振動2～5分鐘，進行密實成型；之后靜置24小時，脫模；
5)將步驟4)所得試塊，經(jīng)標準養(yǎng)護28天后，即得成品。
有益效果
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益的技術(shù)效果是：
1.通過對生土材料進行深度改性，不僅符合地基使用要求，而且取材廣泛、經(jīng)濟實用、施工技術(shù)簡單、整體性強、具有良好的物理力學性能和耐久性。
2.該方法符合綠色建筑的基本要求：改性劑原料都為常見建筑材料和工業(yè)廢渣，價格低廉，且改性劑摻量較少；改性生土材料經(jīng)粉碎后，可回歸農(nóng)田，適合于在我國廣大農(nóng)村地區(qū)推廣應用。能夠起到節(jié)約資源，保護環(huán)境，與自然和諧共生的作用。
3.該方法提供的成型技術(shù)簡單，生土地基采用澆筑成型，可采取標準養(yǎng)護，簡單易行。試塊的28天抗壓強度達到了25MPa以上，軟化系數(shù)在0.9左右，且收縮率在4‰左右，滿足地基使用要求。
4.節(jié)約能源，保護環(huán)境。在資源日益枯竭、環(huán)境污染日益嚴重的情況下，人們需要重新審視生土這一古老的但卻有發(fā)展前景的綠色建筑材料，用現(xiàn)代化的改性技術(shù)來重新利用它，讓它為人類福祉再次做出重大貢獻。
具體實施方式
為了理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例詳細說明本發(fā)明的實施方式。
實施例1
生土取自陜西綏德縣，其化學成分主要包括SiO2、Al2O3、CaO和Fe2O3等，其礦物組成主要是α-SiO2、鈉長石、葉臘石和方解石等；礦渣來自唐山市京東?；郀t礦渣粉廠生產(chǎn)的S95級活性礦粉，其化學成分主要包括Al2O3、SiO2和CaO等，其礦物組成主要是大量的無定型活性物質(zhì)；砂為河砂；膨脹劑主要成分為無水硫鋁酸鈣；生石灰的主要成分為CaO；減水劑為聚羧酸高效減水劑。
1)將生土過1mm的篩；按重量稱取，m(生土)：m(礦渣)：m(生石灰)：m(砂)：m(膨脹劑)：m(減水劑)＝0.75：0.15：0.03：0.045：0.015:0.011，水料比為0.16。
2)將減水劑放入容器中，加水攪拌至完全溶解。
3)將生土、礦渣、生石灰、砂、膨脹劑放入攪拌機中，干混2分鐘后倒入步驟2)制得的減水劑溶液，攪拌均勻；再加入剩余部分的水，攪拌均勻。
4)將拌和物倒入事前準備好的模具中；將模具放入振動臺振動2分鐘，進行密實成型；之后靜置24小時,脫模。
5)所得試塊經(jīng)標準養(yǎng)護28天后，即可得用于地基要求的改性生土材料。
測試結(jié)果為：試塊的28天抗壓強度達到了25MPa以上，1天軟化系數(shù)在0.9左右，且收縮率在4‰左右。
實施例2
生土取自福建廈門集美區(qū)，其化學成分主要包括SiO2、Al2O3、CaO和Fe2O3等，其礦物組成主要是石英、高嶺土和磁鐵礦等；礦渣來自廊坊市華琪礦渣粉有限公司生產(chǎn)的S95級活性礦粉，其化學成分主要包括Al2O3、SiO2和CaO等，其礦物組成主要是大量的無定型活性物質(zhì)；砂為河砂；膨脹劑主要成分為無水硫鋁酸鈣；生石灰的主要成分為CaO；減水劑為萘系高效減水劑。
1)將生土過1mm的篩；按重量稱取，m(生土)：m(礦渣)：m(生石灰)：m(砂)：m(膨脹劑)：m(減水劑)＝0.70：0.20：0.03：0.04：0.015:0.015，水料比為0.15。
2)將減水劑放入容器中，加水攪拌至完全溶解。
3)將生土、礦渣、生石灰、砂、膨脹劑放入攪拌機中，干混3分鐘后倒入步驟2)制得的減水劑溶液，攪拌均勻；再加入剩余部分的水，攪拌均勻。
4)將拌和物倒入事前準備好的模具中；將模具放入振動臺振動5分鐘，進行密實成型；之后靜置24小時,脫模。
5)所得試塊經(jīng)標準養(yǎng)護28天后，即可得用于地基要求的改性生土材料。
測試結(jié)果為：試塊的28天抗壓強度達到了25MPa以上，1天軟化系數(shù)在0.9左右，且收縮率在4‰左右。
實施例3
生土取自天津市西青區(qū)張家窩鎮(zhèn)，其化學成分主要包括SiO2、Al2O3、CaO和Fe2O3等，其礦物組成以石英為主，還有大量的鈉長石、方解石和少量的鉀長石、白云母等；礦渣來自汶水礦渣粉有限公司生產(chǎn)的S95級活性礦粉，其化學成分主要包括Al2O3、SiO2和CaO等，其礦物組成主要是大量的無定型活性物質(zhì)；砂為河砂；膨脹劑主要成分為無水硫鋁酸鈣；生石灰的主要成分為CaO；減水劑為三聚氰胺系高效減水劑。
1)將生土過1mm的篩；按重量稱取，m(生土)：m(礦渣)：m(生石灰)：m(膨脹劑)：m(減水劑)＝0.65：0.3：0.03：0.01：0.01，水料比為0.18。
2)將減水劑放入容器中，加水攪拌至完全溶解。
3)將生土、礦渣、生石灰、砂、膨脹劑放入攪拌機中，干混1分鐘后倒入步驟2)制得的減水劑溶液，攪拌均勻；再加入剩余部分的水，攪拌均勻。
4)將拌和物倒入事前準備好的模具中；將模具放入振動臺振動3分鐘，進行密實成型；之后靜置24小時,脫模。
5)所得試塊經(jīng)標準養(yǎng)護28天后，即可得用于地基要求的改性生土材料。
測試結(jié)果為：試塊的28天抗壓強度達到了25MPa以上，1天軟化系數(shù)在0.9左右，且收縮率在4‰左右。
上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。