以石灰、粘土为主要成分，添加糯米、蛋清等有机物的中国传统有机三合土（Chinese traditional organic Sanhetu，CTOS）在我国古代建筑材料中有着举足轻重的地位。现代研究发现，这种材料在强度、耐久性、耐水性和环境友好性方面有突出的优点，可部分替代混凝土用于工程建筑。并且作为一种有机-无机复合材料，有机物的添加是材料性能提高的原因之一。但水泥的出现和推广使用，导致了CTOS制作工艺的失传，现代仿制材料的强度很难达到原材料的标准。本文的主要目标是仿制高强度的CTOS，优化CTOS的制作工艺，研究其固结机理，探索有机物对无机组分的作用和人工合成高分子材料代替天然有机物的可行性。主要包括以下内容：采集南北方典型CTOS样品，为接下来的材料仿制提供依据。样品分别采集于安徽省怀宁县一座清代墓封土和陕西省靖边县统万城城墙。对样品进行抗压测试、淀粉碘测试、耐水性测试和微观测试，包括XRD，FTIR，TGA，SEM等，系统分析其物质组成和物理性能，探讨其作用机理。结果显示CTOS主要用料为粘土、河砂和石灰，但不同地区材料的工艺配方以及强度性能方面有很大差异。微观分析显示三合土中主要反应产物是碳酸钙和水化硅酸钙（CSH）。封土样品中石灰含量更高，耐水性好，物质结构紧密，抗压强度高于20MPa，说明通过工艺配方的选择，三合土部分替代混凝土具有可行性。其中，石灰含量低于15%，有机物糯米的含量低于3.4%。糯米作为有机模板，在生物矿化过程中控制碳酸钙的形成，使其颗粒更加细小，结构更加紧密。基于文献记载以及历史样品分析结果，优化CTOS制作工艺。通过研究混合工艺、成型压力、养护时间、水灰比等影响因素，确定提高仿制材料抗压强度的最优条件。比较空气、密封袋、养护箱等不同养护方式对样品抗压强度的影响，通过抗压测试、耐水性测试、冻融循环试验和微观分析手段进行表征。结果显示最优条件是成型压力20MPa，水灰比0.49。养护温度的提高可以加快反应进程，缩短养护时间。在最优条件下，养护箱养护28天的样品，其抗压强度可达到48.81MPa。三合土材料抗压强度提高主要是因为生成水化产物CSH和碳化产物CaCO3，其中水化产物是主要因素，并且充足的水分有助于反应的进行。糯米、蛋清和红糖作为天然有机物，对比人工聚合物PAM（CPAM，NPAM，APAM），研究有机物的添加方式和含量对仿制材料抗压强度和含水量的影响，以及人工添加剂代替传统添加剂的可能性。通过抗压测试、耐水性测试、冻融循环试验和微观分析手段进行表征。结果显示有机物含量增加会降低材料的抗压强度，各有机物添加量在0.5mg/g时，材料的抗压强度最高。添加糯米和APAM的材料抗压强度分别达到51.69MPa和52.21MPa。过多的红糖对材料强度有很大削弱作用，红糖含量为10mg/g的样品抗压强度低于5MPa。红糖会阻碍材料内部水化反应的进行，导致样品膨胀。添加适量的有机物有助于提高样品的耐冻融性。对比空白样品与添加有机物（包括糯米、蛋清、红糖和APAM）样品的抗压强度，用微观分析手段表征。并在最优条件下进行材料仿制，通过抗压测试表征工艺的再现性。结果显示适量的糯米和APAM有助于提高材料的抗压强度，蛋清对材料的作用不明显，而红糖对材料强度有削弱作用，不适合单独作为添加剂使用。人工合成高分子材料APAM代替天然有机物用于CTOS仿制具有可行性。糯米和APAM主要通过自身分支和网状结构为Ca2+提供位点，从而影响无定型物质的结构，提高材料的抗压强度。红糖的作用类似于减水剂和缓凝剂，改变了材料原有的网状结构，释放结构中的水分，同时与石灰形成一种复合体，阻碍水化反应，导致样品抗压强度降低。重复实验证明仿制样品抗压强度较为稳定，实验工艺再现性好，实用化发展具有可操作性。