摻和料對(duì)傳統(tǒng)糯米灰漿影響的實(shí)驗(yàn)研究

郭麗明，陽(yáng)令明，張儉民，譚思宇，黎志明，李曉

（湖南科技學(xué)院 土木與環(huán)境工程學(xué)院，湖南永州 425199）

0 引言

古建筑群落作為傳統(tǒng)文化既定的載體之一，體現(xiàn)了歷史發(fā)展某些過(guò)程中的社會(huì)生產(chǎn)、生活方式、科學(xué)技術(shù)、建筑工藝和風(fēng)俗習(xí)慣，如何最大程度地保留古建筑群落的原貌仍然是一項(xiàng)需要深入研究的課題。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的走訪調(diào)查發(fā)現(xiàn)，瀟水流域古建筑群落如江永上甘棠村、零陵周家大院、祁陽(yáng)李家大院等采用了糯米灰漿材料砌筑墻體，楊富巍等國(guó)內(nèi)外學(xué)者也通過(guò)熱重、SEM、XRD和“碘-淀粉”試驗(yàn)等現(xiàn)代手段研究指出，糯米灰漿在西安明代城墻、紹興清代貞潔牌坊等古建筑中大量存在，具有良好的耐久性及強(qiáng)度特性[1]，至今仍在開(kāi)平碉樓、閩西土圍樓、德清壽昌橋和杭州梵天寺石經(jīng)幢等建筑中得到應(yīng)用。

基于石灰為基料的糯米灰漿材料存在收縮性大、硬化過(guò)程容易出現(xiàn)裂縫、早期強(qiáng)度低等問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了一系列的實(shí)驗(yàn)研究。Y.Y.Zeng發(fā)現(xiàn)糯米漿成分中的支鏈淀粉能有效提高普通三合土的強(qiáng)度和耐久性[2]。彭紅濤等通過(guò)糯米漿對(duì)土遺址修復(fù)用三合土性能的影響研究，指出摻糯米漿三合土的滲透系數(shù)比未摻糯米漿三合土減小了85%[3]。李祖光等探討了硫酸鋁、明礬和工業(yè)石膏對(duì)糯米灰漿性能的影響及作用機(jī)理，指出3種添加劑對(duì)減緩和減少糯米灰漿收縮均表現(xiàn)出良好的效果[4]。魏國(guó)鋒等探討了紙筋、硫酸鋁和二水石膏3種添加劑對(duì)糯米灰漿性能的影響及其機(jī)理，指出4%～6%的硫酸鋁對(duì)改善糯米灰漿的干燥收縮性效果最佳[5]。紀(jì)曉佳等研究發(fā)現(xiàn)糯米漿濃度為5%時(shí)，各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)均達(dá)到極大值[6]。

1 實(shí)驗(yàn)材料及試件制備

1.1原材料檢驗(yàn)

糯米粉采用步步高超購(gòu)買(mǎi)的糯米粉，根據(jù)《淀粉細(xì)度測(cè)定方法》（GB/T22427.5—2008）經(jīng)人工篩分得到細(xì)度指標(biāo)見(jiàn)表1，生石灰采用附近礦場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)，各化學(xué)成分如表2所示，砂采用實(shí)驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)砂。

表1 糯米粉的細(xì)度指標(biāo)

表2 生石灰化學(xué)成分及其含量

1.2糯米灰漿制備

參照《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，采用70.7mm×70.7mm×70.7mm的三聯(lián)抗壓試模制備糯米灰漿立方體抗壓強(qiáng)度試塊，采用40mm×40mm×160mm的試模制備糯米灰漿抗折強(qiáng)度、收縮性試驗(yàn)用試塊。對(duì)于制備糯米灰漿液，李祖光等將糯米粉與水放入電飯鍋內(nèi)拌合加熱煮沸4h[4]，彭紅濤等持續(xù)煮6h[3]，紀(jì)曉佳等則煮沸3h[6]。本次實(shí)驗(yàn)采用拌合加熱煮沸2h，過(guò)程不添加水分，灰漿稠度控制至33～34mm，試塊放置7d后脫模，M1試件采用浸水養(yǎng)護(hù)，M2—M9試件自然養(yǎng)護(hù)，對(duì)自然養(yǎng)護(hù)的試塊表面定期噴灑一定量的去離子水，以保證糯米灰漿中石灰碳化過(guò)程的順利進(jìn)行。糯米灰漿試件見(jiàn)圖1，糯米灰漿試件配比見(jiàn)表3。

圖1 糯米灰漿試件

表3 糯米灰漿試件的配合比

2 糯米灰漿性能試驗(yàn)

試驗(yàn)儀器主要有CHT4305的300kN萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、DKI的電動(dòng)抗折試驗(yàn)機(jī)、水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度凝結(jié)測(cè)定儀及游標(biāo)卡尺。

2.1抗壓強(qiáng)度測(cè)試

將待測(cè)試塊修整至表面平整，放置在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上，調(diào)整至試塊上表面與壓力桿充分接觸，然后以0.02MPa/s的加載速度加載，記錄破壞時(shí)的荷載讀數(shù)，結(jié)果如圖2所示。

圖2 不同配合比試件抗壓強(qiáng)度（MPa）

由圖2可知，養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)28d的試件M1強(qiáng)度增長(zhǎng)較大，是相同糯米與石灰比例M2的4.84倍，主要是由于基于石灰基料的糯米灰漿容易失水、收縮大，養(yǎng)護(hù)不當(dāng)還容易產(chǎn)生試件內(nèi)部開(kāi)裂等問(wèn)題，自然養(yǎng)護(hù)難以保證碳化的順利進(jìn)行。糯米與黃土配成試件的強(qiáng)度明顯高于同比例的糯米與標(biāo)準(zhǔn)砂的試件，主是由于黃土中SiO2與Al2O3均參與了與Ca（OH）2的反應(yīng)。隨著糯米與石灰的比例從4%、4.5%、5%、5.5%的增加可知，當(dāng)糯米與石灰的比例取4.5%時(shí)，抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大，也高于（糯米+土豆）與砂的試件強(qiáng)度。當(dāng)糯米與石灰的比例取5.5%以及（糯米+土豆）與石灰的比例也取5.5%時(shí)，（糯米+土豆）與石灰的試件強(qiáng)度高于糯米與石灰的試件強(qiáng)度，表明土豆的支鏈淀粉含量高于糯米材料。

2.2抗折強(qiáng)度測(cè)試

將待測(cè)試塊放置在電動(dòng)抗折試驗(yàn)機(jī)上，保持均勻、連續(xù)加載，加載速度控制在0.02MPa/s，當(dāng)試件接近破壞而開(kāi)始迅速變形時(shí)，不能調(diào)整試驗(yàn)機(jī)油門(mén)，直至試件破壞，讀取強(qiáng)度數(shù)值并記錄下邊緣斷裂的位置。

圖3 不同配合比試件抗壓強(qiáng)度（MPa）

由圖3可知，養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)28d的試件M1抗折強(qiáng)度增長(zhǎng)較大，是相同糯米與石灰比例M2的2.5倍。糯米與黃土的配成試件的抗折強(qiáng)度也明顯高于同比例的糯米與標(biāo)準(zhǔn)砂的試件。隨著糯米與石灰的比例增加，當(dāng)取4.5%時(shí)，抗折強(qiáng)度也達(dá)到最大，高于（糯米+土豆）與砂的試件強(qiáng)度。當(dāng)糯米與石灰的比例以及（糯米+土豆）與石灰的比例取5.5%時(shí)，（糯米+土豆）與石灰的試件抗折強(qiáng)度小于糯米與石灰的試件強(qiáng)度。

2.3收縮性測(cè)試

糯米灰漿收縮率測(cè)試時(shí)，采用最小刻度為0.02mm的游標(biāo)卡尺對(duì)脫模時(shí)的試件和養(yǎng)護(hù)60d后的試塊的4個(gè)側(cè)面長(zhǎng)度分別進(jìn)行測(cè)量，然后取平均值，再計(jì)算收縮率。

表4 不同配合比試件的收縮性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由圖可知，養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)的試件相比收縮較小，隨著糯米的比例的增加，收縮性能有所改善。當(dāng)糯米與石灰的比例以及（糯米+土豆）與石灰的比例取5.5%時(shí)，（糯米+土豆）與石灰的試件收縮性相對(duì)較小。

3 結(jié)論

從以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們可以得到以下結(jié)論：

（1）實(shí)驗(yàn)室養(yǎng)護(hù)的試件強(qiáng)度性能、收縮性能均比同比例糯米與石灰比例的試件好；

（2）隨著糯米與石灰的比例從4%、4.5%、5%、5.5%增加，強(qiáng)度性能先增大后減小，在取4.5%時(shí)達(dá)到最大，收縮性能則一直得到改善；

（3）隨著（糯米+土豆粉）與石灰的比例從5.5%、6.0%、6.5%增加，強(qiáng)度性能緩慢下降，收縮性能逐漸變差；

（4）由糯米灰漿、黃土組成的試件，抗壓強(qiáng)度為2.4MPa、抗折強(qiáng)度為2.05MPa，收縮率為8.4%。

2018年世界城市日中國(guó)主場(chǎng)活動(dòng)在徐州舉行

今年10月31日是第五屆世界城市日。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、江蘇省人民政府與聯(lián)合國(guó)人居署共同在徐州舉辦2018年世界城市日中國(guó)主場(chǎng)活動(dòng)。今年世界城市日的主題是“生態(tài)城市，綠色發(fā)展”。在全球城市化快速發(fā)展的過(guò)程中，不少城市都面臨著人口膨脹、住房緊張、空氣污染、交通擁堵、管理粗放等制約城市可持續(xù)發(fā)展的問(wèn)題。改善城市人居環(huán)境，推進(jìn)城市綠色發(fā)展，已經(jīng)成為世界各國(guó)共同的目標(biāo)和行動(dòng)。中國(guó)高度重視城市生態(tài)建設(shè)和綠色發(fā)展，堅(jiān)持把生態(tài)宜居城市建設(shè)放在突出位置，著力提升城市人居環(huán)境質(zhì)量。堅(jiān)持“綠水青山就是金山銀山”的綠色發(fā)展理念，著力推動(dòng)形成綠色低碳的生產(chǎn)生活方式和城市建設(shè)運(yùn)營(yíng)模式。要著力優(yōu)化城市布局，提高城市承載能力，營(yíng)造城市宜居環(huán)境，推動(dòng)綠色城市建設(shè)，加強(qiáng)城市管理服務(wù)。我們?cè)竿澜绺鲊?guó)繼續(xù)深入開(kāi)展城市生態(tài)建設(shè)和綠色發(fā)展方面的合作，探討交流城市可持續(xù)發(fā)展的政策措施和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，貢獻(xiàn)中國(guó)智慧。希望世界各國(guó)城市和社會(huì)各界共同關(guān)注和積極參與世界城市日活動(dòng)，共同推動(dòng)落實(shí)聯(lián)合國(guó)《新城市議程》，建設(shè)生態(tài)城市，推動(dòng)綠色發(fā)展，攜手共建更加美好的城市家園。

2018年世界城市日中國(guó)主場(chǎng)活動(dòng)包括世界城市日論壇、主題展、城市文化交流以及相關(guān)配套活動(dòng)等。來(lái)自中國(guó)、德國(guó)、新加坡、南非等10多個(gè)國(guó)家、地區(qū)和國(guó)際組織的官員、市長(zhǎng)、專(zhuān)家學(xué)者出席活動(dòng)，并圍繞“生態(tài)城市，綠色發(fā)展”的年度主題，就加強(qiáng)交流合作，促進(jìn)城市綠色，韌性發(fā)展進(jìn)行了探討。

（摘自：《中國(guó)建設(shè)報(bào)》）