三七灰土是一种以
石灰、
粘土按一定比例配制而成具有较高强度的建筑材料,在中国有悠久历史。南北朝公元6世纪时,南京西善桥的南朝大墓封门前地面即是灰土夯成的。
北京明代故宫大量应用灰土基础,三大殿的台基下部即用灰土夯成。清雍正十一年(1733年)颁布的《工部工程做法则例》中,对灰土的用料配合比和施工方法都作了详细的规定。 从北京400多年前的城墙基础收集到的灰土,抗压强度达5.8
兆帕以上,密度达2300公斤/立方米。1971年,从1677年在北京建造的古墓后墙上取下的灰土块,经烘干后抗压强度达10兆帕,其形变模量达3880~5280千帕。灰土材料还可用于一些水工构筑物。陕西三原县清龙桥的护堤即是用灰土建造的。
北京故宫后门外的护城河石护岸后面,有一道用灰土造的衬里,顶面厚1米,底面厚1.7米,表面坚硬似花岗岩。它不但能抵抗后面的土压力,同时也能起到防止渗漏的作用。1949年以后,中国在大规模的基本建设中,广泛采用灰土作为建筑物和
构筑物的基础。80年代,采用灰土作为基础的房屋已高达6~7层。此外,在地基处理工程中,灰土不仅作为一般基础的垫层材料,也有用作
挤密桩,加固地基的土壤,称灰土桩。用灰土做游泳池四壁的衬里能防止池水渗漏。
石灰是
氧化钙(
生石灰)和
氢氧化钙(
消石灰)的统称。不论生石灰、消石灰,水化后和土壤中的
二氧化硅或
三氧化二铝以及
三氧化二铁等物质结合,即可生成胶结体的硅酸钙、铝酸钙以及铁酸钙,将土壤胶结起来,使灰土有较高的强度和抗水性。灰土逐渐硬化,增加了土壤颗粒间的
附着强度。
灰土的物理力学性能土壤和石灰是组成灰土的两种基本成分。粘性
土壤颗粒细、活性大,因此强度比砂性土壤高。一般情况下,以粘性土配制的灰土强度比
砂性土配制的强度高1~2倍。在北京,房渣土作为灰土的土料也是可用的,但必须过筛。用它配制的灰土强度并不比其他土壤配制的低,有时反而较高,因房渣土中含有较多的活性矿物质。灰土强度在一定范围内随含灰量的增加而增加。但超过限度后,灰土的强度反而会降低。这是因为消石灰在钙化过程中会析水,增加了消石灰的塑性。最佳石灰和土的体积比为3∶7,俗称三七灰土。灰土用的石灰最好选用磨细生石灰粉或块灰浇以适量的水,经放置24小时成粉状的消石灰。密实度高的灰土强度高,水稳定性也好。密实度可用
干容重控制。28天龄期的灰土
抗压强度约可达到0.5~0.7兆帕,200~300年龄期的灰土抗压强度可高达8~10兆帕。 不论是用亚粘土或粘土制作的三七灰土,在室内养护7天后浸水48小时的
形变模量为10~15兆帕,养护28天浸水48小时的形变模量为32~40兆帕。
石灰和土必须过筛。土的粒径不得大于15毫米;灰粒不得大于5毫米。须拌合均匀,并控制最佳含水量作为灰土的含水标准。灰土下入基槽前,应先将基槽底部夯打一遍,然后将拌好的灰土按指定的地点倒入槽内,但不得将灰土顺槽帮流入槽内。用人工夯筑灰土时,第一层铺虚土25厘米,第二层为22厘米,以后各层为21厘米,夯实后均为15厘米。采用蛙式夯须铺虚土20~25厘米。夯实是保证灰土基础质量的关键。施工工具过去沿用木夯与铁硪。夯打时要求夯窝、硪花各自相互搭接。夯的遍数以使灰土的干容重达到规范所规定的数值为准。夯打完毕后及时加以覆盖,防止日晒雨淋。
但从山东省建筑
定额消耗量看,每立方米3∶7灰土含石灰0.243吨,黏土1.15立方米,折合成重量为石灰0.243t,黏土1.61t,0.243/1.61=0.1509≈3/20。从这个角度看实际应该是体积比。
96定额3∶7灰土垫层子目工程内容中包括筛土、灰内容,现
消耗量定额中则以“灰土”复合材料进入子目,过筛内容是不另行计算,定额综合工日中已包括过筛用工。
《2004江苏土建装饰工程计价表》中,1.061立方米三七灰土含生石灰0.242吨、粘土1.15立方米,折合成每立方米三七灰土含生石灰0.228t、粘土1.0839立方米。