應用與整理

●孔隙裂痕變化
陶瓷分子在燒製過程,因為溫度與時間的不良組合產生四種結果
溫度不足 + 時間不足 = 緻密性低具孔隙特色
溫度適中 + 時間過長 = 強度降低容易破裂
溫度過高 + 時間適中 = 緻密性降低結構密度降低
溫度過高 + 時間過長 = 密度降低容易破裂
燒結帶來的緻密性:陶瓷是泛指將具離子鍵的非金屬無機材料製成粉末狀,再以高溫燒結製成的各種產品。燒結過程原子會重新排列,使粉體顆粒逐漸長為晶粒(見下圖)。晶粒長大速率的快慢,會影響晶粒與晶粒間的孔洞大小長大速度過快或過慢,都會降低緻密性。一般而言,燒結溫度及時間不足,成品的孔洞會增多、增大燒結溫度及時間適中,緻密度會越好,強度、硬度也會相對增強。但若燒太久,會使得晶粒變大,強度下降溫度過高,晶粒長大速度過快,則會使孔洞被晶粒包在其中,降底緻密度。
陶瓷粉體的燒結過程中,由於原子會重新排列,粉體顆粒會逐漸緊靠在一起,產生緻密性。
(a)初始粉末狀態
(b)初始燒結狀態,粉體顆粒中心之距離因收縮而靠近
(c)中期燒結,出現明顯的邊角,從原來的球形變成多邊形
(d)燒結末期或終期,孔洞變小。
根據上文"燒結溫度及時間不足,成品的孔洞會增多、增大,生產吸水特性的陶瓷條件是低溫跟短時間燒製
一般素燒溫度約850度,產品具有吸水特性,超過1100度已將土燒結,不具吸水性
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土磚

土團

土包


夯土 

夯土為牆(→以木板做支撐才能疊高) https://www.youtube.com/watch?v=HGVth-93p7A

夯土,一種使用重物將泥土中空隙去除的動作,這種動作使泥土變得更結實。
夯土民居環境完美集合與自然相擁,這種材料拆除重建後可以重新使用。施工工藝簡單易學,可以做到就地取材,夯土建築因為其物理特性有著冬暖夏涼的特點,,防火隔音、防毒

當然夯土也有缺點比如耐久性差和強度不夠高,但設計師早就解決了這些問題,施工技術也有了質的飛躍,做到了優勢互補,取得了非常好的效果。

福建土樓
通常是指閩西南獨有約利用不加工的生土築承重生土牆壁所構成的群居和防衛合一的大型樓房,俗稱「生土樓」。
就地取材,由紅壤(生土)為主要建築材料,摻上杉木條、鵝卵石、石灰、細砂、竹片、糯米粉湯、紅糖、蛋清夯造而成,樓頂覆以火燒瓦蓋。


比如Luigi Roselli Architects 建築工作室設計的最長的夯土牆最近也在澳大利亞誕生了,且已入圍建築獎決賽。
30米長的的夯土強蜿蜒整個山丘的邊緣,而擁有12戶住宅單元的住宅足夠提供整個牧場人員的短期的住宿。
450mm的夯土外牆依靠山丘而建,即使處在亞熱帶氣候,這個建築具備非常好的熱工性能,依然可以保持室內空間的涼爽。


夯土為牆 · 締造肌理藝術
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土埆厝


土埆厝土墼厝是一種傳統的房屋建築,主要以稻草攪泥、經日曬後製成的土埆(土墼)做為房屋牆壁,外再塗上石灰及泥土

土是最容易取得的建材,因此不論古今,建築構造物幾乎都少不了他。利用土作成最簡單的建築形式是版築,他的做法是將黃土加水搗泥後至於兩塊木板間,等乾了拿起變成版築,這是最古老的方法。但由於缺乏變化,人們便想出另一種做法使成土角磚,也就是在建築基地就近取土,加水踏踩,成為泥漿後,加入榖殼和短稻草,曝曬3至5天即成。 土角牆為了防止雨水沖刷,有時在外層在粉以石灰或牡蠣殼。中北部的情形是以竹瓦片釘在外壁上

傳統夯土的土角厝磚加入的稻草混合物,以混雜方式可以有效的減緩熱傳導效應,並對屋內或戶外蒸散水氣,以達到土角厝磚內部與外部的大氣帄衡。

當含有粘土的裸露牆壁直接暴露在內部空間時,夯土可以有效控制空氣濕度。濕度可以控制在40%-60%之間,是哮喘患者最適宜的範圍也是儲存易受環境影響的物品(例如書籍)的良好濕度環境。夯土的材料和所含的粘土使得建築能夠比混凝土結構更好地「呼吸」,從而避免了冷凝作用所造成的熱量損失。

「夯土、竹等是十分環保的原料,可以大大減少對環境的破壞,同時賦予建築物生命,形成自我調節的功能,如通過適應大自然變化調節溫度和濕度,實現冬暖夏涼等自然體驗。」



稻稈裹泥
稻草的角色非常重要,從RC來說它就是一種軟性鋼筋

稈裹泥的基本概念就是把裹上泥漿的稻草掛到支架上
等它乾了以後就會固形變硬


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磚瓦

最初是用粘土做原料制磚,發展到近些年來,為了保護耕地,保護環境,人們開始用一些新型的原料來做一種可以不用燒結的磚,最為常見的原料現在有:頁岩、粉煤灰、砂、建築垃圾等,配以水泥等輔料,做出的磚可以承重。
  • 石磚, 使用石頭打磨成長方體即可;
  • 泥磚,用一個木製容器,釀入粘土,待粘土形狀固定後涼干,或曬乾即成為泥磚;
  • 紅磚青磚的製作工藝相似,將塊狀粘土進行煅燒,煅燒的場所稱為磚窯。

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水庫淤泥變建材 防水透氣防壁癌
國人研發的創新建材「樂土」,可讓鋼筋混凝土房子變得防水、透氣,防範壁癌產生,它的原料來自於台灣水庫淤泥。台灣雖然有許多水庫,但是淤泥堆積的狀況很嚴重,真正的蓄水量常常不到原設計的一半。 水庫淤泥一遇水就會膨脹,其實很難利用。因此,研究重點放在如何改變淤泥的物理特性。當時還是博士生的郭文毅發現,只要加入特定化學藥劑,再應用奈米黏土的先進技術,就可以把淤泥變成不會膨脹的粉末,而且還具有防水透氣的特性。 

壁癌的發生是因為牆壁太潮濕,水泥砂漿的鈣離子被溶出,害批土和油漆跟著掉。大部分的處理法都是將牆壁的毛細孔封死,結果愈封愈嚴重,無法根絕。將樂土材料加在水泥砂漿的那層,就能疏通水氣,讓它自然排出。這種建材(樂土)非常值得推廣,它不讓水進去(防水),能讓水蒸氣跑出來(透氣),因而不會有壁癌,很適合潮濕的台灣氣候。」

【防水實驗】

左為加了樂土的水泥砂漿,右為一般水泥砂漿貼磁磚,用水柱持續對它們噴水。


過一段時間後,一般水泥砂漿貼磁磚(左)不但整個變濕,還產生了壁癌(白華),而加了樂土的水泥砂漿(右)背面仍是乾的。

【水庫淤泥】

水庫淤泥(左)以獨門製程改變物理特性之後,就會變成防水透氣、不易膨脹的樂土(右)。

【牆壁剖面示意圖】

樂土可以只加在水泥砂漿層,加入混凝土層,效果更佳。使用樂土後,內牆不可添加會阻塞毛細孔的建材。 
特性:防水、透氣、無機、耐久
原理:改變污泥的物理特性,降低吸水率、提高抗滲性,並變成細粉
用途:防壁癌、當地材及壁材
陶板
陶板、陶磚、陶瓦有良好調溫功能,可適度吸附或釋放水氣,室內保持冬暖夏涼,且建材可回收再利用,頗受樂活族喜愛

由土及水庫淤泥製成的陶板,是種外牆建材,因表面有毛細孔加上內部中空,散熱及排水效果都不錯,具隔熱、透氣及節能優點,加上材料可回收再利用,為近年熱門環保建材。
陶板來自天然土壤,調節功能不錯,例如夏天室外溫度35~38℃,室內可減5~8℃,維持涼爽,冬天則有保溫效果。 

環保:材料可多次使用
隔冷熱:室內外溫差5~8℃,冬暖夏涼
透氣:有毛細孔,適時吸附或釋放水氣
節能:調節得宜,降低冷氣或暖爐運作效能


陶有毛細孔可調節溫度,拿來當建物外牆或屋瓦,在深秋或入冬時保持溫暖感受。
由富邦集團投資興建的「中山北路7段77號」,房屋外牆使用陶磚,因材料內部中空,而有良好散熱及排水功能。
陶條根根並列類似格柵,滿足室內調節及外觀設計
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夯土屋的環境適應性強,和常見的磚牆、水泥牆不同,後者排熱性不佳,對於溼度也無法進行自然調控。而生土牆面卻有吸附水氣、熱量的功用,濕度、溫度可以維持恆定,減少空調、除濕的應用,在減少碳排放的議題上是非常優越的環保建材。而且其來源是來自當地的土壤,既經濟又對於環境無損,是深具潛力的住宅用料。

傳統與現代
現實與理想

*Geltaftan Earth-and-Fire

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