國(guó)內(nèi)生土建筑材料改性進(jìn)展研究

張福鵬 ，石磊 ，柳思勉 ，石佳祺 ，張瑩 ，張津悅

(1. 中南大學(xué) 建筑與藝術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙， 410083；2. 中南大學(xué) 健康建筑研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410083)

生土建材使用距今已有1萬年。當(dāng)今世界有超過一半的人口仍以生土建筑為居，我國(guó)也至少有6 000萬的人口居住在各類生土建筑中[1]。生土材料因其低碳環(huán)保、可持續(xù)性、蓄熱性能及調(diào)濕性能優(yōu)異等良好的性能，在現(xiàn)代城鎮(zhèn)建設(shè)和鄉(xiāng)村振興事業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景，此外，發(fā)展生土環(huán)保建材，也是減少水泥等高碳排放建材用量、助力“碳達(dá)峰”、“碳中和”的有效手段[2]。生土材料存在固有力學(xué)性能、耐水性能等缺陷，對(duì)其通過摻料進(jìn)行改性是改善性能的關(guān)鍵措施。專家及學(xué)者對(duì)其開展了大量的研究，已對(duì)河南、陜西、天津、新疆、甘肅、重慶、安徽、四川、江西9個(gè)省市地區(qū)生土建材，主要在抗壓、抗剪、抗震力學(xué)性能、耐水性能、導(dǎo)熱性能、吸濕性能等方面進(jìn)行了適宜性的優(yōu)化研究。此外，在各地區(qū)開展了大量的生土民居改造設(shè)計(jì)實(shí)踐，極大地改善了生土建筑抗震、防潮、耐水等性能，取得了較為顯著的研究成果。而我國(guó)地域遼闊，不同地區(qū)生土材料特性存在較大差異(圖1)，不同氣候、文化類型下生土材料改性重點(diǎn)也不盡相同。本文基于生土材料及其改性的中英文相關(guān)文獻(xiàn)，通過科學(xué)計(jì)量學(xué)的方法，對(duì)其近20年研究熱點(diǎn)進(jìn)行可視化分析研究，從生土建筑研究地域、人群屬性、發(fā)文研究機(jī)構(gòu)、作者、關(guān)鍵詞方面解析了其研究熱點(diǎn)和總體趨勢(shì)，依據(jù)文獻(xiàn)梳理對(duì)不同地區(qū)改性添加量和性能開展了統(tǒng)計(jì)分析，以期為我國(guó)各地區(qū)生土材料改性研究提供參考。

1 研究方法與數(shù)據(jù)

1.1 生土建筑研究地域、人群屬性

基于“百度指數(shù)”網(wǎng)民行為數(shù)據(jù)搜索平臺(tái)，對(duì)“生土建筑”方面研究地域和人群屬性進(jìn)行分析[3]。其中，關(guān)鍵詞為“生土建筑”，趨勢(shì)研究搜索指數(shù)、地域分布、人群屬性時(shí)間均選取為全部(2013-07-01至2021-08-16)。

1.2 生土材料改性發(fā)文量、作者及其機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵詞

數(shù)據(jù)來源于中國(guó)知網(wǎng)(CNKI)和 Web of Science(WoS) 數(shù)據(jù)庫(kù)。其中，CNKI文獻(xiàn)時(shí)間選取為近20年，WoS文獻(xiàn)為全部文獻(xiàn)。

基于CNKI庫(kù)文獻(xiàn)全文數(shù)據(jù)，通過選擇“文獻(xiàn)”的主題檢索，條件為(“生土”O(jiān)R“生土材料”“生土基材料”)AND(“改性”O(jiān)R“改良”O(jiān)R“優(yōu)化”)共計(jì)“生土民居研究”文獻(xiàn)194篇(2021年9月1日檢索)，剔除農(nóng)業(yè)、會(huì)議、生土民居設(shè)計(jì)優(yōu)化、生土民居物理環(huán)境等不相關(guān)論文，最終共計(jì)分析文獻(xiàn)177篇?；赪OS核心庫(kù)文獻(xiàn)全文數(shù)據(jù)，通過選擇“高級(jí)檢索”的主題檢索，條件為(TS=(Raw earth materials) OR TS=(Rammed earth materials)) OR (TS=(modify*) OR TS=(design)OR TS=(build*) OR TS=(wall*) )，時(shí)間為2000-01-01至2020-12-31，選擇國(guó)家地區(qū)為中國(guó)，對(duì)其進(jìn)行篩選，最終共計(jì)分析文獻(xiàn)49篇。

關(guān)鍵詞的頻次與該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)呈正相關(guān)關(guān)系。關(guān)鍵詞是文章主要內(nèi)容、核心方法及研究熱點(diǎn)的重要體現(xiàn)。關(guān)鍵詞聚類和凸顯圖譜是探究某領(lǐng)域研究熱點(diǎn)、關(guān)鍵問題及發(fā)展趨勢(shì)的有效手段[4]。因此通過Citespace軟件采用Log likelihood ratio檢驗(yàn)算法對(duì)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)鍵詞聚類及凸顯圖譜分析。

1.3 生土材料改性添加劑及性能

基于1.2中國(guó)知網(wǎng)和Web of Science 數(shù)據(jù)庫(kù)生土建材相關(guān)文獻(xiàn)檢索最終篩選數(shù)據(jù)，依據(jù)所研究省份及市區(qū)對(duì)生土建材改性添加劑的類型進(jìn)行梳理，同時(shí)，依據(jù)現(xiàn)有研究所主要關(guān)注的重點(diǎn)性能，包括抗壓、抗剪力學(xué)性能、耐水性能、導(dǎo)熱性能、吸濕性能，進(jìn)行改性添加料及性能優(yōu)化結(jié)果分類統(tǒng)計(jì)分析。

2 研究結(jié)果

2.1 生土建筑地域、人群屬性

生土建筑趨勢(shì)研究搜索指數(shù)如圖2所示。2011～2021年搜索指數(shù)整體呈波動(dòng)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。2017～2018年出現(xiàn)波峰，搜索指數(shù)超過200，2018年后搜索指數(shù)趨勢(shì)有所下降，依舊遠(yuǎn)高于2011～2015年的搜索指數(shù)。生土建筑研究趨勢(shì)地域分布方面前五的分別為：華東、華北、西北、華中、西南地區(qū)。省份分布方面前五的分別為：北京、陜西、廣東、四川、江蘇。城市分布方面前五的分別為：北京、西安、成都、上海、重慶，與地域分布趨勢(shì)一致。生土建筑趨勢(shì)研究人群屬性結(jié)果表明，人群年齡分布在20～29歲的群體，生土建筑搜索占比超過一半，占比全網(wǎng)分布約1/3，TGI高達(dá)169.67%，在其余年齡分布中，30～39歲的人群占比超過1/3。在性別分布方面，不同性別屬性人群占比相差不大，全網(wǎng)分布占比男性超過女性不足1%，對(duì)于生土建筑方面，女性多于男性約10%(圖3)。

2.2 生土建筑材料改性發(fā)文量、作者、機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵詞

2.2.1 生土建筑材料改性發(fā)文量

生土材料及其改性相關(guān)論文發(fā)表情況如圖4所示。近15年生土材料改性領(lǐng)域研究的發(fā)文量呈先增后減的趨勢(shì)。2005年至2015年，總體呈增長(zhǎng)的趨勢(shì)，2013～2014年發(fā)文量雖有所降低，但依舊高于2008年之前的發(fā)文量。2016～2019年是現(xiàn)階段發(fā)文的主要時(shí)期，此階段的發(fā)文量占近15年的總發(fā)文量超過60%。2020年發(fā)文量較低，但依舊高于2010～2015年的平均發(fā)文量。

2.2.2 生土建筑材料改性發(fā)文機(jī)構(gòu)及作者

發(fā)文機(jī)構(gòu)位于前五的分別為西安建筑科技大學(xué)、天津城建大學(xué)、長(zhǎng)安大學(xué)、重慶大學(xué)及上海交通大學(xué)，其中西安建筑科技大學(xué)和天津城建大學(xué)發(fā)文總占比超過1/5(圖5)。發(fā)文作者方面，CNKI庫(kù)文獻(xiàn)分析表明(圖6左)，天津城建大學(xué)楊久俊、劉志華等發(fā)文主要在2016年，西安建筑科技大學(xué)張磊、楊柳等主要在2017～2018年，天津城建大學(xué)榮輝、楊勇、張樹青等主要在2018～2019年。WOS庫(kù)發(fā)文作者分析表明(圖6右)，其發(fā)文機(jī)構(gòu)及作者主要為中南大學(xué)龍廣成、西安建筑科技大學(xué)周鐵剛、長(zhǎng)安大學(xué)王毅紅等。中外文獻(xiàn)結(jié)果顯示，各機(jī)構(gòu)及作者之間合作少，基本沒有跨學(xué)科或領(lǐng)域的合作，現(xiàn)階段以學(xué)科領(lǐng)域能力較強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)內(nèi)部合作為主。

2.2.3 生土建筑材料改性文獻(xiàn)關(guān)鍵詞

生土建筑材料及其改性相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)關(guān)鍵詞聚類圖譜結(jié)果表明(圖7)，CNKI庫(kù)關(guān)鍵詞聚類共有節(jié)點(diǎn)232個(gè)、連接288條、密度為0.010 2。其中，節(jié)點(diǎn)大小與關(guān)鍵詞頻率、連接線粗細(xì)與關(guān)鍵詞相關(guān)度均呈正相關(guān)，聚類顯示關(guān)鍵詞頻率超過5的有8個(gè)，前7位生土材料、抗壓強(qiáng)度、改性、生土、力學(xué)性能、生土建筑、強(qiáng)度均出現(xiàn)在2016年，第8位導(dǎo)熱系數(shù)出現(xiàn)在2017年。WOS庫(kù)關(guān)鍵詞聚類共有節(jié)點(diǎn)63個(gè)，連接149條，密度0.076 3。聚類顯示關(guān)鍵詞頻率超過3的有4個(gè)，依次為durability(2019)、behavior(2019)、construction(2016)、strength(2012)。關(guān)鍵詞可概況分類為生土、生土建筑、生土材料、材料性能四類。材料性能主要有抗壓強(qiáng)度、耐久性、耐水性、抗震性能。導(dǎo)熱系數(shù)(2017)、relative humidity(2020)等關(guān)鍵詞出現(xiàn)時(shí)間相對(duì)較晚，已成為近年生土材料改性前沿領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題。

生土建筑材料改性關(guān)鍵詞凸顯圖譜如圖8所示，前期研究熱點(diǎn)問題以生土材料熱濕性能、耐水性能研究改善為主，中期的熱點(diǎn)問題以抗壓強(qiáng)度及試驗(yàn)、抗震性能、耐久性及數(shù)值模擬為主，導(dǎo)熱性能和材料表現(xiàn)關(guān)鍵詞熱度持續(xù)至2021年，可能是今后熱點(diǎn)研究?jī)?nèi)容之一。

關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)圖譜結(jié)果表明，國(guó)內(nèi)現(xiàn)代生土材料改性大致可分為3個(gè)階段。2007～2012年為初探階段，生土材料、生土、改性等關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻率較多，主要基于陜西窯洞及其他高震地區(qū)生土農(nóng)房材料特征，對(duì)材料耐水性能、力學(xué)性能進(jìn)行改善研究，重塑當(dāng)代生土民居建構(gòu)。2012～2015年為穩(wěn)定發(fā)展階段，建造技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、技術(shù)規(guī)程等關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻率較多，部分專家學(xué)者開始探索、研究生土民居營(yíng)建技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程。同時(shí)，部分學(xué)者深層挖掘生土建材環(huán)保特性，也將研究目光由窯洞、高震地區(qū)轉(zhuǎn)向其他地區(qū)生土民居。另一方面，生土改性添加材料類型增多，由石灰開始發(fā)展為礦渣、植物纖維、激發(fā)劑、減水劑等物理化學(xué)改性材料，生土材料制備方法也由傳統(tǒng)夯筑、壓實(shí)轉(zhuǎn)向現(xiàn)代澆筑式制備工藝，開始更全面的考慮國(guó)內(nèi)不同地區(qū)土質(zhì)特性、生土民居特征和生土材料性能研究，探索生土綠色建材在當(dāng)代建筑中的應(yīng)用。

2015年至今為快速發(fā)展階段，建筑學(xué)、材料科學(xué)及環(huán)境工程等多學(xué)科開始整合到相關(guān)領(lǐng)域開展探究。生土建材改性添加劑類型多樣，部分學(xué)者通過單摻磷石膏、劍麻纖維、青稞秸稈、棉花秸稈及復(fù)摻水泥、石灰、粉煤灰、減水劑等用于改善材料性能，同時(shí)通過試驗(yàn)探究生土改性微觀形貌、組成結(jié)構(gòu)，解析改性肌理。生土性能改善方面由耐水性、力學(xué)強(qiáng)度等單一固有材料缺陷轉(zhuǎn)向?qū)嵝阅堋釢裥阅?、耐久性能、抗凍性等綜合性能提升研究。澆筑式生土材料、生土材料熱濕性能、生土材料建造及表現(xiàn)是2019年后的高頻關(guān)鍵詞，并且具有發(fā)展延續(xù)的趨勢(shì)(圖9)。

2.3 生土建筑材料改性材料及性能

力學(xué)強(qiáng)度低、耐水性能差等是限制生土建材應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。添加材料可以顯著改善生土材料的綜合性能。通過對(duì)現(xiàn)有改性添加材料頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，石灰、水泥頻率占比超過40%，為最主要的改性添加材料，其次是粉煤灰、石膏、礦渣、麥秸等植物纖維，減水劑、黏結(jié)劑、緩凝劑等頻率較少，主要用于澆筑式生土改性研究(圖10)。

2.3.1 力學(xué)性能

力學(xué)性能作為生土建筑材料應(yīng)用重要的因素之一，一直是研究的熱點(diǎn)話題和重點(diǎn)問題，其關(guān)鍵詞頻率僅次于“生土材料”。我國(guó)地域遼闊，不同地區(qū)土質(zhì)特性和改性條件不盡相同，因此力學(xué)改性添加材料及影響也存在差異?，F(xiàn)階段力學(xué)改性主要為陜西、河南、甘肅(蘭州)、重慶、天津、新疆、安徽、四川、江西(南昌)、湖南10個(gè)地區(qū)，其中陜西地區(qū)研究最多，河南、甘肅(蘭州)、重慶地區(qū)次之，天津、新疆、安徽、四川、江西(南昌)、湖南地區(qū)最少，力學(xué)性能主要以抗壓強(qiáng)度評(píng)價(jià)力學(xué)改性的效果。

陜西地區(qū)生土力學(xué)性能改性方面，澆筑式生土材料抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)夯筑式，采用陜西黃黏土，當(dāng)生土、礦渣、砂、激活劑、減水劑質(zhì)量比0.6∶0.2∶0.2∶0.01∶0.01時(shí)[5]，效果最好，澆筑式生土抗壓強(qiáng)度可達(dá)25.3 MPa，添加1.5%CMC-0.5%硅酸鉀溶液進(jìn)行夯筑式改性，強(qiáng)度可達(dá)6 MPa[6]，添加4.5%水泥-0.2%麥秸進(jìn)行壓制式改性，強(qiáng)度為2.31 MPa[7]。河南地區(qū)，現(xiàn)有研究中澆筑式改性最佳強(qiáng)度低于傳統(tǒng)夯筑式改性。采用黃河泥沙，添加25%(水泥∶生石灰∶粉煤灰1∶1∶1.2)-1.8%丙烯酸鈣-0.8%黃麻纖維進(jìn)行夯筑式改性時(shí)效果最佳，強(qiáng)度為12 MPa[8]，通過采用河岸黏土添加10%水泥-5%礦渣或黃河泥沙添加1.2%改性黃麻纖維進(jìn)行澆筑式改性，強(qiáng)度均約為9.4 MPa[9]。甘肅(蘭州)，生土改性選取黃土，添加劑主要有羧甲基纖維素鈉、水泥、磷石膏、粉煤灰、土聚水泥、離子固化劑，制備方式有夯筑、澆筑和壓制，其中，采用澆筑式添加10%硅酸鹽水泥-8%磷石膏-15%粉煤灰進(jìn)行生土改性時(shí)效果最好，強(qiáng)度可達(dá)13.5 MPa[10]。重慶地區(qū)，改性土料以紅色黏土為主，添加劑有水泥、石膏、粉煤灰、秸稈、固硫灰、聚羧酸減水劑。其中采用澆筑式添加15%石膏-5%粉煤灰-1%氧化鈣-0.8%聚羧酸減水劑進(jìn)行改性時(shí)效果最好，強(qiáng)度為8.3 MPa[11]。天津地區(qū)以吹填土為原料，采用澆筑式添加1%減水劑(萘系∶木質(zhì)素＝1∶1)時(shí)強(qiáng)度可達(dá)40 MPa[12]。四川地區(qū)以紅色黏土為原料，采用澆筑式添加14.1%煅燒煤矸石-10.5%礦渣-5.3%粉煤灰-20%堿性激發(fā)劑時(shí)強(qiáng)度為17.9 MPa[13-14]，湖南地區(qū)以紅壤土為原料添加石灰水泥改性強(qiáng)度為1.6 MPa。

2.3.2 耐水性能

關(guān)鍵詞凸顯圖譜顯示耐水性自2009年起成為熱點(diǎn)問題一直持續(xù)到2016年，同時(shí)，耐水性也是生土材料性能研究的重點(diǎn)內(nèi)容。現(xiàn)階段耐水性研究主要以重慶、陜西、天津、河南、江西(南昌)地區(qū)為主，其中，重慶地區(qū)耐水性相關(guān)研究最多，其次是陜西地區(qū)，天津、河南、江西(南昌)地區(qū)最少。生土材料耐水性指標(biāo)以軟化系數(shù)為主，也有學(xué)者以耐水指數(shù)和材料吸水率為指標(biāo)。

耐水性研究試塊制備以澆筑式為主，以河南地區(qū)為例，澆筑式和夯筑式對(duì)材料耐水性影響不大，采用不同改性材料可以達(dá)到同等的耐水性能。重慶地區(qū)耐水改性添加材料類型最多，主要有桐油、植物纖維、脫硫石膏-粉煤灰-熟石灰、礦渣-粉煤灰-頁(yè)巖、聚羧酸減水劑、脫硫石膏-固硫灰，其中桐油改性耐水性最好，軟化系數(shù)為0.66[15]。陜西地區(qū)耐水性添加劑主要有水泥-增稠劑、水泥-防水劑、磷石膏-粉煤灰-石灰、水泥-減水劑-粉煤灰-激活劑4種類型，其中添加磷石膏-粉煤灰-石灰、水泥-減水劑-粉煤灰-激活劑，改性耐水系數(shù)均約0.9[5-6]，耐水性能最佳。天津地區(qū)主要對(duì)鹽漬土進(jìn)行改性研究，添加劑有粉煤灰、丙烯酰胺-過硫酸銨-亞硫酸氫鈉，均采用澆筑式進(jìn)行試驗(yàn)，粉煤灰改性耐水性最好，軟化系數(shù)可達(dá)0.79[16]。河南地區(qū)對(duì)普通黏土添加10%石灰-5%礦渣或黃河泥沙添加1%改性黃麻纖維進(jìn)行改性，軟化系數(shù)均為0.92[9,17]。

2.3.3 其他性能

關(guān)鍵詞凸顯圖譜表明導(dǎo)熱性能2018年成為熱點(diǎn)問題一直持續(xù)至今，并且具有繼續(xù)延續(xù)的趨勢(shì)，是當(dāng)下生土材料研究的熱點(diǎn)話題。導(dǎo)熱系數(shù)材料添加主要以石灰、粉煤灰、礦渣為主。新疆地區(qū)，采用黏土原料壓制制備通過添加6.24%石灰-8.93%粉煤灰，使導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)0.72 W/(m·K)[18]，重慶地區(qū)采用紫色黏土土坯制作添加8%礦渣，使導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)0.261 W/(m·K)[19]，寧夏地區(qū)采用黏土壓制制備添加7%水泥-8%石灰-5%粉煤灰，使導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)0.363 4～0.515 3 W/(m·K)[20]。其他改性方面主要有：抗折強(qiáng)度方面，天津地區(qū)采用鹽漬土通過澆筑制備添加4%AM-10%高嶺土-3%APS亞硫酸鈉-1%交聯(lián)劑，抗折強(qiáng)度可達(dá)5.59 MPa[21]，河南地區(qū)采用黃河泥沙澆筑制備添加1.2%改性黃麻纖維，抗折強(qiáng)度為2.85 MPa[17]?？辜粜阅芊矫?，云南地區(qū)采用紅黏土土坯制備，添加松針改性，強(qiáng)度為1.255 MPa[22]。吸濕性能方面，新疆地區(qū)采用黏土壓制制備，添加0.8%石膏改性試塊最大平衡吸放濕量為0.052 9 g/g和0.053 4 g/g[23]。

在對(duì)生土建材性能改善研究中，劉志華等[24]基于甘肅黃土摻加10%硅酸鹽水泥-8%磷石膏-15%粉煤灰-聚羧酸高效減水劑改性，試塊28 d強(qiáng)度可達(dá)13.5 MPa，陳秋雨等[25]采用陜西類似黃土摻加10%水泥-5% 磷石膏-20%粉煤灰-5%石灰-萘系減水劑改性，試塊強(qiáng)度為4.5 MPa。對(duì)比分析兩者原料及實(shí)驗(yàn)方案，除各材料組份配比不同外，摻料水泥、減水劑成分存在差別，制備過程也不相同，導(dǎo)致其結(jié)果相差較大。此外，王麗娜等[26]基于陜西黃土摻加10%水泥改性，試塊軟化系數(shù)為0.4～0.5，余海燕等[5]選取類似黃土摻加等比水泥改性，試塊軟化系數(shù)為0.85，兩者材料制備、試驗(yàn)設(shè)備差異是導(dǎo)致結(jié)果不同的因素之一。對(duì)于不同地區(qū)不同土質(zhì)添加材料類似改性、相同地區(qū)類似土質(zhì)添加相同材料改性研究，結(jié)果卻出現(xiàn)差異現(xiàn)象，表明我國(guó)現(xiàn)有生土建材改性研究缺乏統(tǒng)一的研究手段、試驗(yàn)設(shè)備，對(duì)各性能評(píng)價(jià)尚無統(tǒng)一的試驗(yàn)方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，因此，構(gòu)建我國(guó)生土建材統(tǒng)一試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)體系也是研究問題之一。

3 有待解決的問題

上述研究表明，我國(guó)生土材料建筑改性研究已取得了顯著的成果，不同地區(qū)也形成比較鮮明的改性方法，生土材料作為綠色可持續(xù)的建筑材料，現(xiàn)階段以鄉(xiāng)村地區(qū)民宿、城鎮(zhèn)地區(qū)公共建筑為主，在建材應(yīng)用普及并不廣泛，仍存在很多亟待解決的問題：

1) 生土改性材料綜合性能探究。改善生土材料固有力學(xué)性能和耐久性能缺陷是生土材料適用性的關(guān)鍵，現(xiàn)階段研究主要探究如何提升材料力學(xué)性能和耐久性。但添加劑對(duì)性能的作用往往并不是單一的，如力學(xué)性能最優(yōu)時(shí)其他性能并不符合條件，如何兼顧生土材料蓄熱性能、調(diào)濕性能、可再生性、低碳性能等固有良好性能，針對(duì)弱項(xiàng)進(jìn)行綜合性能改善探究也是當(dāng)下研究的重點(diǎn)內(nèi)容之一。

2) 生土建筑改性材料可再生性評(píng)估。取材便利、材料服役后可回歸自然是生土材料重要的優(yōu)勢(shì)之一。添加劑的改性可以改善生土材料的固有性能缺陷，添加材料的同時(shí)也形成新的化學(xué)產(chǎn)物，對(duì)于改性材料服役期滿后的可持續(xù)性能、復(fù)墾性能等可再生性方面缺乏相應(yīng)的評(píng)估。

3) 生土建筑材料改性成本。摻加物理、化學(xué)添加劑是改善生土材料性能的關(guān)鍵措施之一。添加劑的摻量和價(jià)格直接影響生土材料的成本和普及。各地區(qū)宜結(jié)合地區(qū)特點(diǎn)，合理選取摻加材料類型和配比，控制改性成本。

4) 生土改性材料肌理探究。傳統(tǒng)生土建筑表現(xiàn)形式單一，缺乏豐富的表皮肌理，改性生土材料性能滿足使用要求的同時(shí)，材料的肌理表達(dá)也是其應(yīng)用普及的重要內(nèi)容，兼具美學(xué)特性，提高居民對(duì)材料的認(rèn)可度和滿意度。

4 結(jié)論

1) 我國(guó)生土建筑材料在理論及應(yīng)用研究方面均取得了較大突破，西安建筑科技大學(xué)、天津城建大學(xué)、長(zhǎng)安大學(xué)、重慶大學(xué)及上海交通大學(xué)等科研院校及其專家學(xué)者取得了大量的研究成果，但各機(jī)構(gòu)及其學(xué)者之間合作少，基本沒有跨學(xué)科或領(lǐng)域的合作，現(xiàn)階段以學(xué)科領(lǐng)域能力較強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)內(nèi)部合作為主。

2) 在生土建材性能方面，主要有抗壓強(qiáng)度、耐久性、耐水性、抗震性能，進(jìn)行了顯著的改善，涉及10個(gè)省市地區(qū)，現(xiàn)階段強(qiáng)度最優(yōu)為天津地區(qū)采取吹填土進(jìn)行澆筑式摻料改性研究，抗壓強(qiáng)度可達(dá)40 MPa，耐水性最好為陜西、河南地區(qū)，軟化系數(shù)均在0.9左右，抗折性能方面天津地區(qū)鹽漬土澆筑式摻加改性，強(qiáng)度可達(dá)5.59 MPa。

3) 改性添加劑的種類愈趨多樣，石灰、水泥為最主要的改性添加材料，頻率占比超過40%，其次是粉煤灰、石膏、礦渣、麥秸等植物纖維，減水劑、黏結(jié)劑、緩凝劑等主要用于澆筑式生土改性研究，現(xiàn)階段使用頻率較少。

4) 澆筑式生土建材、生土材料熱濕性能、生土材料建造及表現(xiàn)是現(xiàn)階段研究的熱點(diǎn)話題，同時(shí)，如何對(duì)其兼顧固有材料優(yōu)勢(shì)進(jìn)行綜合性能改善，對(duì)材料服役期滿的可持續(xù)性、復(fù)墾性等再生性方面開展評(píng)估，以及對(duì)生土建材改性成本經(jīng)濟(jì)性、添加材料可行性、材料施工匠人認(rèn)可度、應(yīng)用實(shí)踐居民滿意度、建材表現(xiàn)肌理地區(qū)適宜性等方面，仍需繼續(xù)深入探討和研究。