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三合土( B( q7 ~+ H) m+ l
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三合土,顾名思义,是三种材料经过配制、夯实而得的一种建筑材料,不同的地区有不同的三合土。但其中熟石灰不可或缺,三合土存在于没有水泥或水泥奇缺的年代,所以,说三合土中有水泥是不对的。4 W0 V O+ e+ I; } o7 q9 F
我国的地质存在大量的“亚粘土”俗称“黄土”“红土”。在有泥土地的地方,三合土的材料为:泥土、熟石灰、沙。泥土的含沙量多,则沙的量减少。熟石灰一般占30%。1 E. q+ T2 w; ~9 {% J) o
建筑工程中的三合土垫层采用石灰、砂(可掺入少量黏土)与碎砖的拌合料铺设,其厚度不应小于100mm,三合土中的熟化石灰颗粒、粒径不得大于5mm;砂应用中砂,并不得含有草根等有机物质;碎砖不应采用风化、酥松和有机杂质的砖料,粒径不应大于60mm 。
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明代,有石灰、陶粉和碎石组成的“三合土”。在清代,除石灰、黏土和细砂组成的“三合土”外,还有石灰、炉渣和砂子组成的“三合土”。清代《宫式石桥做法》一书中对“三合土”的配备作了说明:“灰土即石灰与黄土之混合,或谓三合土”;“灰土按四六掺合,石灰四成,黄土六成”。以现代人眼光看,“三合土”也就是以石灰与黄土或其他火山灰质材料作为胶凝材料,以细砂、碎石或炉渣作为填料的混凝土。“三合土”与罗马的三组分砂浆,即“罗马砂浆”有许多类似之处。# z/ q. ?6 A# r, k' d! c: M
" u4 A3 |1 j* D Y" j5 N, ?8 W t# j泥土、熟石灰和沙,实际配比视情况而定,泥土中的含沙量多的话,则配沙的量就可以少一点,熟石灰一般都是30%左右,采用石灰、碎砖或碎石和砂拌合而成三合土。石灰为消石灰,碎砖或碎石的抗压极限强度不应小于50kg/cm2,其粒径不应大于60mm,且不得大于所建房子墙厚度的2/3,并不得含有有机杂质,这样的适用于建房子。附上几个比例:碎石三合土(天然砂):1:2:4或1:3:6或1:4:8;卵石三合土(天然砂)垫层:比例同上;碎砖(特细砂)三合土垫层:比例同上;三合土依据配料的分布而定期能否用300~400年。' }" r7 Q/ Y$ n% ?1 _
顾名思义,“三合土”即是以土为主的三种原料的混合物。利用这种混合物,可以夯打成最坚实的土墙。
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- V2 Q' G) L: @' V: M& D在关于土楼的建造传闻中往往有这样的“三合土”之说:土楼能承载如此巨大的重量、且经风雨数百年而不倒,除了它独特的建筑结构外,其运用“三合土”来夯打墙体是建造土楼的技术之关键。而这个“三合土”的材料就是糯米、红糖和黄土混合而成的。1 T1 Q' \& r) i: Q
别说土楼先民们拿不出那么多的钱来买红糖和糯米,即便红糖不要钱任你挑,也不可能从百里外的产地翻山越岭挑回那么多的红糖来当土用。可不是么,建造一座土楼所要用到的土量是相当惊人的,用土楼人的话讲,建造土楼前要备好三大堆料:即一堆石料,一堆土料,一堆木料。为了备取土料和石料,有时候甚至要改变一大片的地貌。试想,如此之大的用量,有可能用上红糖和糯米么?!更何况所谓的“三合土”用料,其三者的比例差不多是相等的。为此,在远古的过去、没有公路的条件下是不可能用糯米、红糖和黄土混合制成三合土的;在而后的、有公路的计划经济年代也是不可能的。这是其一。* r: L8 Y7 w+ h: U
再说,红糖和糯米与黄土混合后,红糖是要氧化的,糯米也很难干硬。那么夯实的土墙要等多长时间才会硬化(干硬)呢?没有一定干硬度,土墙是不能向上重叠夯打的,否则就会垮塌。而且即便硬化了,土墙也势必变形,土楼人讲“反墙”。要知道,新打的土墙是很“小气”(不稳定)的:土的干湿度不一、土质中沙的含量太多或太少,都有可能导致墙体变形。还有,当新夯打的土墙到了有一定的高度时,其本身在风干硬化过程中就很容易受外力影响而变形。夯墙的师傅们每天晚上收工时,都要严格检查是否有什么东西依靠在土墙的两侧,哪怕是一根小竹竿都不允许斜靠在墙上,目的是确保未风干的墙体不受任何外力的影响,使其在静态中保持垂直,防止“反墙”。3 E2 r$ i& a* D. `& G, \6 n
其实,以红糖、糯米和黄土炼打的“三合土”并不是一种建筑材料。制作它的时候只是把这三种原料放在一块较平的大石头面上,用锤子或刀背反复敲打,并适当加一些水,使之融为一体成粘糊状既是。它不属于一种“建材”,而是一种“补料”。其用途可大了:可以用来补陶类的大小缸、钵、坛,(如水缸、谷物缸或盛东西钵坛);还可以补被老鼠咬坏的米砻或磨损的米砻槽沟等等。在土楼的先民们还不知道什么是水泥的年代,这种“三合土”便是土楼先民们用着家用器皿补缺补漏、补痕补裂的好东西了。
9 @; B. g6 P& h# o上古时候的山区普通乡民,一口大缸、大坛、大钵,可算是家庭中较值钱的用具了。一是这种东西又大又笨重、且易破裂,从市场买回家来很不容易(那时候是没有送货上门的);二是陶类的器皿可防潮、防鼠,农家人十分喜欢。因此,万一有点破裂、损残了,能补的就得尽量用“三合土”补一补,以做到物尽其用。(有的人家还请篾匠师用竹篾把缸或坛钵箍匝起来,民间称“匝缸”,使之更为结实耐用。)可见,这种“三合土”在当时农家人的生活中有着多大的作用 。/ a; y7 U Q/ ^5 X4 ^
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其实真正用在建筑、建造上“三合土”的材料,应该是黄土、石灰和河沙三者的混合物。它的制作方法是将这三种原料按一定的比例混合后,用竹片或木槌不断地炼打、翻动,然后堆放停置一段时间使其融合、老化。特别是石灰和黄土都有一个从生到熟的演化过程。停置时间的长短应掌握在混合物未硬化之前,几天十几天不一,然后再次炼打、翻动。这样的炼打次数越多、越久则效果越好。而它的干湿度应掌握在用手捏可以成团状,用手揉又会散开为适。
4 z9 X% V( _- C/ O这就是建筑上所用的“三合土”。用这种“三合土”夯打土楼的墙基那是相当坚实的。它既可以承载巨大的压力,又可以防止洪水、山水的冲刷和浸泡,而且有着坚不可摧的防御功能。
) x! t% W9 @. n但由于这种“三合土”的成本高,制作也麻烦,时间又长。因此,在土楼的建造中,人们只能将它用在墙基约一米半以下的高度上。读者若有兴趣考证,可以到南靖县梅林镇上科岭村的“翻身楼”看一看。那座方形的土楼除了楼的基墙(一米多高)是用“三合土”夯打的之外,楼内连接前后厅的天井、和井栏也是用“三合土”夯成的。还有,距科岭约十五公里的龙岩适中镇的土楼群中,这种“三合土”的运用,就更为普遍了。! r$ C9 e- X0 w3 H4 v
. j6 E. J2 e( {, N& m& U; L6 F除此,土楼的先民们还把这种“三合土”广泛地运用到其他的一些建筑工程中去,比如楼廊、凉亭、庵庙等公共场所。大凡在远古时代所修建的坟地、公墓也随处可以看到“三合土”的身影。& U# [6 ~; e" h( H0 h$ ~1 V
3 Z7 {' ^& X* o) S7 s三合土配比:5 \( z& F% ^4 k3 r$ ^/ z
1. 明代墓葬/贮水池专用:《天工开物》记载,石灰1份搭配河沙与黄土共2份,再用糯米汁或羊桃藤汁拌匀,配比约为石灰:河沙:黄土=1:1:1,夯筑后坚固防水。
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2. 清代常规灰土版:《宫式石桥做法》提到石灰四成、黄土六成的四六配比,也被视作当时的三合土配比,适合基础垫层类施工。另有记载清代民间常见石灰:黄泥:沙子=1:2:3的配比,适配普通建筑场景。
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) Y7 `5 t" c- J% u0 \/ c. C0 K3. 清代高规格工程版:徐乾在《洋防说略》中记载,五成石灰、三成泥、二成沙,加糯米汁拌匀,经反复夯打后干硬程度堪比铁器,多用于重要防御或防水工程。0 N- r! b* s7 }2 U$ \
q/ _ t& w" X/ k$ s3 c, R4. 民间通用版:普通建筑的三合土常以熟石灰为核心,占比约30%,其余为黄土和砂,若黄土含沙量高则少加砂,也有石灰:砂:碎石=1:2:4的配比,适合夯筑墙基等部位。
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三合土的强度是怎么形成的呢?; }# q U1 w4 j4 {! h% s W9 @+ @
三合土具有强度的成因在现在看来,一般认为主要是因为消石灰(成分是氢氧化钙)与土、砂和骨料中的矿物产生胶凝反应,生成硅酸钙和铝酸钙,并把未反应的颗粒包裹和胶合成了一个整体。在此之外,也发生了氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙结晶以及氢氧化钙自身结晶等。结晶对强度的提高也有一定的作用。有研究表明,添加糯米浆使碳酸钙结晶相对比较均匀致密,使抗压强度有所提高。但蛋清、红糖、动物血、桐油、植物汁液等对抗压强度的提高不起作用,只对如防水、抗冻融等有辅助作用。6 X; h$ a! y2 g D* }1 @
: p# s) a8 i/ o混凝土和三合土来比较:混凝土2-3小时就能达到初凝,28天左右就能达到终凝;而三合土需要通过人工来达到塑性的目的,但放置时间一久,三合土就会和空气中的二氧化碳产生反应而石化,变得越来越牢固。所以说,如果单论混凝土和三合土的硬度和耐久性的话,三合土肯定要优于混凝土。1 o) Z! c" s9 g! z/ f# h
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局限性
7 n/ Y7 X' d4 |3 S三合土确实有很多其他材料不能比拟的优点,但它也有它的局限性:% a* ~% y9 O1 A. X `, {
1.三合土基础一般用于4层以下的民用住宅,基础宽度一般不小于600mm;2 G& t3 O- T# N5 O1 b
2.三合土不能配制钢筋使用,因为钢筋会使三合土内部不严实; T4 V' v; B* ^/ h* L8 N* ~$ L
3.制作三合土耗时较长,施工虽不复杂但比较麻烦,人工成本较高。
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