農(nóng)作物秸稈在土建工程中的應(yīng)用.doc

農(nóng)作物秸稈在土建工程中的應(yīng)用摘要：建材行業(yè)作為全國的能耗大戶,環(huán)保、節(jié)能、利廢已成為該行業(yè)今后發(fā)展的方向。合理利用現(xiàn)有資源,制造價(jià)廉物美的高性能建材產(chǎn)品成為眾多廠商追逐的目標(biāo)。本文簡(jiǎn)要論述了農(nóng)作物秸稈作為一種資源豐富的原材料,在建筑材料生產(chǎn)中的可行性及重要性。農(nóng)作物秸稈作為一種資源豐富的環(huán)保型原材料,在建筑材料生產(chǎn)中的可行性及重要性。文章首先對(duì)建筑材料的現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述；然后引出農(nóng)作物秸稈這一新型環(huán)保節(jié)能型土建材料，并對(duì)其特點(diǎn)，適用范圍及秸稈建筑、復(fù)合墻體工藝做了一定的表述；最后是對(duì)環(huán)保節(jié)能型建筑材料發(fā)展應(yīng)用的展望，指出建筑材料的環(huán)保節(jié)能是當(dāng)前世界上普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問題，秸稈建材發(fā)展具有顯著的優(yōu)勢(shì)。 關(guān)鍵字：秸稈 人造板 土建材料 環(huán)保 節(jié)能 應(yīng)用 發(fā)展正文 ：1.我國當(dāng)前建筑材料的現(xiàn)狀中國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，大部分省份都種植小麥、水稻、玉米等秸稈作物。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國 農(nóng)作物秸稈資源擁有量居世界首位，年產(chǎn)秸稈約7億t，全國50%以上的秸稈資源集中在四 川、河南、山東、河北、江蘇、湖南、湖北、浙江等9省川。近幾年，我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展， 傳統(tǒng)的將秸稈作為生活燃料的需求逐年減少，導(dǎo)致了剩余秸稈難處理的問題十分突出。為了趕農(nóng)時(shí)、圖方便，人們往往將之一燒了之，既污染了環(huán)境，又浪費(fèi)了資源。與此同時(shí)，隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口數(shù)量的增加，建筑業(yè)蓬勃發(fā)展，全球?qū)ㄖ牧系男枨罅坎粩嘣黾樱瑢?dǎo)致了對(duì)資源的依賴及需求不斷增大。充分利用現(xiàn)有資源，將帶來環(huán)境壓力的秸稈加工成經(jīng)濟(jì)實(shí)用的建筑材料，是我國目前大力發(fā)展的新興行業(yè)。當(dāng)前世界范圍內(nèi)的各式建筑層出不窮，建筑材料也多種多樣。小到桌椅，大到高樓，而建筑材料是建筑生產(chǎn)活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，由于社會(huì)生產(chǎn)力的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，建筑材料才越出了幾千年來沿用的磚、木、石、土的限制，廣泛使用水泥和鋼材，出現(xiàn)了鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)。隨著輕質(zhì)高強(qiáng)材料的問世，又推動(dòng)了現(xiàn)代建筑和高層建筑的發(fā)展。而建筑技術(shù)的發(fā)展總是不斷地對(duì)建筑材料提出更新更高的要求。目前節(jié)能環(huán)保型材料已受到人們的廣泛高度關(guān)注。建筑材料的生產(chǎn)和加工行業(yè)是一個(gè)典型的能源消耗型產(chǎn)業(yè)，其生產(chǎn)和加工過程中不僅耗費(fèi)大量的能源，還會(huì)污染環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2005年建材行業(yè)消耗各類能源占全國能源消耗總量的7%，其產(chǎn)生的粉塵和排放分別占全工業(yè)粉塵和排放總量的63%和8. 5 %位居全國工業(yè)的第一位和第二位。由此可見，在全國節(jié)能減排工作中，建材工業(yè)具有舉足輕重的作用。因而，發(fā)展和推廣環(huán)保節(jié)能型建筑材料是勢(shì)在必行的。而建筑材料要做到環(huán)保節(jié)能，就必須綜合考慮建筑材料的生產(chǎn)和使用能耗，盡量采用工農(nóng)業(yè)廢渣廢棄物做原料，在保證一定材料成本的條件下，環(huán)保節(jié)能建筑材料是以最少的資料，并盡量利用工農(nóng)業(yè)廢棄物及再生材料制造出的高效能建筑材料。2.廢棄植物纖維建材農(nóng)作物秸稈現(xiàn)狀農(nóng)作物秸稈是糧食生產(chǎn)的主要副產(chǎn)物，它通常是指農(nóng)作物在獲取主要產(chǎn)物后剩留下來的地上部分的莖葉或藤蔓，約占作物生物量的50%，主要是各種禾木科作物秸稈和豆科類作物秸稈，是一類極豐富的能直接利用的可再生纖維素資源。據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）報(bào)道，世界上種植的各類農(nóng)作物，每年可提供秸稈約17億噸1，我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物秸稈資源十分豐富，近年來，由于農(nóng)業(yè)連年豐收，糧食產(chǎn)量逐年穩(wěn)定提高，各類農(nóng)作物秸稈的年總產(chǎn)量達(dá)6億噸2。然而，在農(nóng)業(yè)豐收，秸稈產(chǎn)量增加的同時(shí)，隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和農(nóng)民生活水平的不斷提高，農(nóng)村傳統(tǒng)將秸稈主要用于燃料，建筑材料及粗飼料的使用量逐年減少。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，世界上被利用的秸稈等農(nóng)林廢棄物不足2%，我國目前秸稈的利用率為33%，其它大部分未加處理，經(jīng)過技術(shù)處理后利用的僅占2.6%3,4,5。年復(fù)一年，導(dǎo)致秸稈越積越多，農(nóng)作物秸稈在收割季節(jié)集中焚燒的現(xiàn)象日益嚴(yán)重，負(fù)面影響很大，不僅污染環(huán)境，危害人們的身體健康，而且煙霧彌漫，影響陸地交通和飛行安全，因此，充分合理有效地利用農(nóng)作物秸稈天然資源，對(duì)當(dāng)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展及環(huán)境保護(hù)，減少糧食及石油資源的使用，都具有重要的意義。農(nóng)業(yè)秸稈纖維原料量多價(jià)廉，隨著生物技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)秸稈纖維原料的轉(zhuǎn)化利用將為能源開發(fā)和發(fā)酵工業(yè)原料開辟新的來源，以實(shí)現(xiàn)資源持續(xù)利用，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。 2.1 秸稈材料的應(yīng)用2.1.1 秸稈建筑秸稈作為農(nóng)作物的副產(chǎn)物，其利用途徑是多種多樣的，而農(nóng)作物秸稈因具其特有的性能,如其好的隔音隔熱，保溫節(jié)能，輕質(zhì)快捷等特點(diǎn)，使之自古以來就是一種良好的建筑材料。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,以農(nóng)作物秸稈為原料的復(fù)合墻體材料制造技術(shù)已在中國得到發(fā)展。它包括：平壓法秸稈復(fù)合墻體、擠壓法秸稈復(fù)合墻體、模壓法秸稈復(fù)合墻體等工藝。農(nóng)作物秸稈墻體材料具有輕質(zhì)、保溫隔熱以及吸音等特性,是一種理想的可用于室內(nèi)或室外的建筑材料,在中國具有廣闊的發(fā)展前景。以后的建筑會(huì)盡量選用環(huán)保材料，選用麥秸稈壓制而成的麥秸板作為最主要的建筑材料，給農(nóng)作物秸稈的再利用增加了一條有效的途徑，此舉將減少森林資源的消耗量，且實(shí)現(xiàn)秸稈的資源利用，同時(shí)也解決了有關(guān)秸稈的一些環(huán)境污染的難題。當(dāng)前國內(nèi)外已有利用秸稈制造的各式建筑，如下圖： 房屋裝修中秸稈隔熱性能的好壞是用熱阻R值表示的。木材的R值是每英寸厚為l，磚是0.2，玻璃纖維棉是3.0。R值越高代表隔熱性能越好。秸稈建筑能有效利用熱能并且將能源儲(chǔ)存起來，它的R值比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)明顯要高，主要取決于秸稈的種類和墻體的厚度。順著纖維的成捆小麥和水稻稈的R值都是每英寸2.4，而纖維交叉時(shí)的R值是每英寸3，這樣當(dāng)三排秸稈并排堆放時(shí)，寬度為23英寸，R值為54.7；而靠邊緣放置時(shí)，寬度為16英寸，R值為49.5。如果兩排秸稈平放，寬度為18英寸寬，R值大約是42.8，而靠邊緣放置時(shí)，寬度為14英寸，R值大約是32.1。這比隔熱性能最好的建筑墻體要好上兩三倍，比老式的建筑要好510倍。此外，秸稈墻面上的大量石膏有助于增加墻體的隔熱性能。與傳統(tǒng)的、昂貴的裝修體系相比，秸稈墻能提供更大的舒適性，并節(jié)約更多的能源，它們與傳統(tǒng)的建筑相比由于隔熱性能較好，因此只需要安裝小型的供熱或制冷系統(tǒng)就足以達(dá)到舒適度的要求。在一些環(huán)境問題較嚴(yán)峻的地方，由于能源昂貴，所以秸稈建筑更具有特殊的價(jià)值。2.1.2 秸稈復(fù)合墻板廢棄農(nóng)作物秸稈還有的一種重要用途就是制備墻體板設(shè)備，又稱為墻板設(shè)備，墻體板機(jī)械，墻體板生產(chǎn)線，保溫墻體板設(shè)備、輕質(zhì)墻體板設(shè)備，墻體板制板機(jī)等。墻體板設(shè)備特點(diǎn)是：墻體板機(jī)械設(shè)備采用雙驅(qū)動(dòng)對(duì)輥擠壓工藝，產(chǎn)品從上漿、主料、鋪布、復(fù)合、復(fù)壓一次性完成整板的生產(chǎn)過程，設(shè)備自動(dòng)化程度高，運(yùn)行平穩(wěn)，規(guī)格任意調(diào)整。產(chǎn)品表面平整、光滑，密實(shí)度高，真正實(shí)現(xiàn)了新型建筑墻板板材的工業(yè)化流水線生產(chǎn)。大大降低了生產(chǎn)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。徹底改變了以往的立模，平模澆筑成型的諸多弊端。如模具使用量大，周轉(zhuǎn)率低，需電加熱或蒸汽加熱，產(chǎn)品種類單一；隔聲，保溫效果不能滿足市場(chǎng)要求的諸多缺陷。其項(xiàng)目特點(diǎn)有：生產(chǎn)來源廣，沒有地區(qū)局限性。主要利用鋸末、稻草（殼），以及各種農(nóng)作物秸稈，加入無機(jī)材料（如滑石粉、建筑垃圾、硅藻土、粉煤灰等）經(jīng)特殊工藝加工而成。生產(chǎn)成本低廉，投資少，見效快。生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，流水線作業(yè)，生產(chǎn)過程無噪音無三廢排放。生產(chǎn)能耗低，不需高溫、高壓，利用化學(xué)反應(yīng)自身釋放熱量，達(dá)到生產(chǎn)工藝要求。2.2 墻板產(chǎn)品特點(diǎn)及性能2.2.1性能： 1.氣干密度 （標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)）50kg/m2 （檢驗(yàn)值）30.0kg / m2 2.面板干縮平 0.08% 0.015% 3.抗折荷載 1400N 5640N 4.抗沖擊 沖擊3次無開裂等破壞現(xiàn)象 沖擊三次無開裂等破壞現(xiàn)象 5.主斷面熱阻（T=90mm）1.35（m2.k）/w 1.36（m2.k）/w 6.熱橋面積率 8% 2.22% 7.隔聲量 36dB 8.放射性 未檢出2.2.2 特點(diǎn) 秸稈復(fù)合墻體板產(chǎn)品工藝獨(dú)特，配方科學(xué)，操作簡(jiǎn)便。主要原料以粉煤灰工業(yè)廢渣、草秸、木粉、石粉等為填料，以中堿玻璃絲纖維布、及網(wǎng)格布絲網(wǎng)增強(qiáng)，經(jīng)輕質(zhì)料、煤灰加氣等制成輕質(zhì)芯材，并制成網(wǎng)狀工藝結(jié)構(gòu)，復(fù)合而成為高強(qiáng)度輕質(zhì)獨(dú)特的保溫墻材。其特點(diǎn)是顯而易見的： 1.輕質(zhì)抗震：?jiǎn)挝幻娣e質(zhì)量?jī)H為紅磚墻的1/10，具有良好的抗震性能，無論是低層還是高層建筑均可使用，更適用于鋼架結(jié)構(gòu)的廠房，來代替彩鋼板，性能更優(yōu)越。 2.施工快速方便：采用板塊或組合安裝，干法作業(yè)，具有釘、鋸、刨、粘、貼等優(yōu)良特點(diǎn)。 3.綜合成本低：生產(chǎn)該產(chǎn)品主要利用農(nóng)業(yè)、工業(yè)廢物，生產(chǎn)成本低廉。由于減輕梁柱基礎(chǔ)荷載，施工周期短，相比實(shí)心磚，空心磚降低工程造價(jià)20%以上。 4.節(jié)能環(huán)保：生產(chǎn)過程無需高溫高壓，產(chǎn)品無毒、無害、無污染，無放射性，屬綠色環(huán)保新型節(jié)能建材。 5.提高使用面積：在保溫、隔音等要求相同的條件下，板材更薄，相同建筑,，同比可增加10%以上的使用面積。 6.防火，防水，抗沖擊，耐酸堿，抗老化等。 為了貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、實(shí)現(xiàn)國家節(jié)能減排的目標(biāo),推行綠色建筑材料已經(jīng)迫在眉睫。農(nóng)作物秸稈墻體材料有效地利用了秸稈資源,減少了秸稈焚燒所引起的環(huán)境污染,顯著降低了建筑能耗,有效地改善了室內(nèi)熱環(huán)境。秸稈墻體材料的研究,對(duì)緩解我國能源緊缺局面,推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展有著重大的現(xiàn)實(shí)意義。前人已有針對(duì)農(nóng)作物秸稈墻體材料的力學(xué)性、熱工性、防火性等方面進(jìn)行了簡(jiǎn)略的分析表述。陜西楊凌示范樣板房對(duì)秸稈墻體的應(yīng)用形式和構(gòu)造措施可初步得出秸稈復(fù)合墻體材料的熱工性能參數(shù)指標(biāo)及構(gòu)造措施和連接方法,說明輕鋼-秸稈復(fù)合墻體結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)磚混結(jié)構(gòu)熱傳導(dǎo)效率低,抵御室外熱環(huán)境效果更好。針對(duì)不同種類板材、不同保溫材料、不同龍骨厚度的復(fù)合墻體，為了進(jìn)一步掌握秸稈復(fù)合墻體在抗震地區(qū)的適應(yīng)性,結(jié)合四川綿竹地區(qū)災(zāi)后重建工程中實(shí)際運(yùn)用的秸稈復(fù)合墻體項(xiàng)目,結(jié)果證明輕鋼-秸稈復(fù)合墻體的抗側(cè)性能完全滿足建筑抗震規(guī)范設(shè)計(jì)要求,具有良好的抗震性能。綜上所述,秸稈復(fù)合墻體材料是一種輕質(zhì)、高強(qiáng)、可持續(xù)利用的綠色墻體材料,秸稈復(fù)合墻體建筑具有優(yōu)良的熱物理特性和抗震性能,可為人們提供良好的居住環(huán)境,適用于我國廣大地區(qū)推廣使用,具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值,它的研究成果也為推進(jìn)綠色住宅和可持續(xù)建筑的發(fā)展提供了新的思路。3.秸稈板材在國內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r 我國對(duì)農(nóng)作物秸稈人造板的研究較國外晚。在8090年代，我國南方已形成利用甘蔗渣制造硬質(zhì)纖維板、刨花板的工廠體系。近年來，中國林科院、東北林業(yè)大學(xué)、南京林業(yè)大學(xué)等科研院校，先后對(duì)此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行研究與開發(fā)，利用麥秸、稻秸、棉桿等非木質(zhì)材料做為人造板的原料，制造出刨花板和中纖板。其物理力學(xué)性能達(dá)到國家有關(guān)人造板的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)。隨著技術(shù)與生產(chǎn)的結(jié)合，近幾年國內(nèi)涌現(xiàn)出大批生產(chǎn)秸稈板材的廠家，產(chǎn)品除了國內(nèi)市場(chǎng)銷售外，也大量直銷海外市場(chǎng)。4.農(nóng)作物秸稈的推廣前景科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步資本的支持為人造板工業(yè)的發(fā)展提供了良好的條件。秸稈板正是運(yùn)用了這種高科技應(yīng)運(yùn)而生。由于秸稈板系列產(chǎn)品具有廣闊的應(yīng)用空間，并且該產(chǎn)品的生產(chǎn)成本較低，產(chǎn)品性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)，必將導(dǎo)致該產(chǎn)品具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。秸稈,在被稱作優(yōu)質(zhì)的綠色材料加以綜合利用之前,一直被視作農(nóng)業(yè)廢棄物。當(dāng)焚燒不再作為主要處理方式時(shí),它在建筑領(lǐng)域卻很好地發(fā)揮出了剩余價(jià)值,同時(shí)推動(dòng)了一系列秸稈建筑的出現(xiàn)。秸稈建筑的發(fā)展歷經(jīng)前工業(yè)時(shí)代、工業(yè)時(shí)代和后工業(yè)時(shí)代,不同背景影響下的秸稈建筑的風(fēng)格特色不盡相同,在倡導(dǎo)發(fā)展可持續(xù)建筑的低碳時(shí)代,秸稈建筑無論從環(huán)境還是經(jīng)濟(jì)角度上看,都具備諸多優(yōu)勢(shì),它廣闊的應(yīng)用前景引起了人們的關(guān)注,因而世界范圍內(nèi)掀起了關(guān)于秸稈建筑歷史和實(shí)踐研究的熱潮。隨著人們對(duì)秸稈建筑發(fā)展的認(rèn)識(shí)與理解,有關(guān)秸稈材料的研究和建筑實(shí)踐活動(dòng)正不斷取得巨大的進(jìn)步。而當(dāng)今愈來愈崇尚的環(huán)保節(jié)能型建材，從根本上改變我國建材工業(yè)發(fā)展中存在的高投人低產(chǎn)出、高消耗、高污染、低效益的粗放式生產(chǎn)方式，選擇資源節(jié)約型、污染最低型、質(zhì)量效益型、科技先導(dǎo)型的發(fā)展方式，把建材的發(fā)展和資源利用、生態(tài)保護(hù)、污染治理有機(jī)地結(jié)合起來，這是21世紀(jì)我國建筑材料發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。所以我國建材行業(yè)未來發(fā)展戰(zhàn)略方向應(yīng)該是:大力發(fā)展環(huán)保節(jié)能型建材，采用低能耗制造工藝和不污染環(huán)境的生產(chǎn)技術(shù)，盡量不使用含有對(duì)人體有害的、有機(jī)化學(xué)物質(zhì)，兼顧可回收利用和循環(huán)生產(chǎn)，堅(jiān)持走資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的可持續(xù)發(fā)展道路。所以綜上可知農(nóng)作物秸稈從各方面來說都不失為未來一種理想的環(huán)保建材。5.結(jié)束語 建筑材料的環(huán)保節(jié)能是落實(shí)可持續(xù)發(fā)展和科學(xué)發(fā)展觀的重要政策。建材的環(huán)保節(jié)能不僅是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問題，更重要的是一個(gè)國家發(fā)展的戰(zhàn)略性問題。政府、媒體都有責(zé)任與義務(wù)去引導(dǎo)消費(fèi)者，只有這樣我國環(huán)保節(jié)能型建筑的發(fā)展之路才能更加開闊。建設(shè)行政主管部門應(yīng)強(qiáng)化監(jiān)管力度，讓環(huán)保節(jié)能工作得到貫徹落實(shí)，使建筑真正達(dá)到降低能耗、節(jié)省開支、節(jié)約資源和環(huán)境友好的目的。建筑節(jié)能型社會(huì)，需要大家的努力和參與，讓健康、舒適、低能耗建筑在祖國大地蓬勃興起，造福人民，造福社會(huì)