農(nóng)作物秸稈在建筑材料中的應(yīng)用.doc

農(nóng)作物秸稈在建筑材料中的應(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，制造價廉物美的高性能建材產(chǎn)品成為眾多廠商追逐的目標。本文簡要論述了農(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。介紹了秸稈建材發(fā)展的優(yōu)勢。關(guān)鍵字：秸稈；建筑材料；環(huán)保；節(jié)能一、前言中國是一個農(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，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1。近幾年，我國農(nóng)村經(jīng)濟不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的將秸桿作為生活燃料的需求逐年減少，導(dǎo)致了剩余秸桿處理難的問題十分突出。為了趕農(nóng)時、圖方便，人們往往將之一燒了之，既污染了環(huán)境，又浪費了資源。與此同時，隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展和人口的增加，建筑業(yè)蓬勃發(fā)展，全球?qū)ㄖ牧系男枨罅坎粩嘣鲩L，導(dǎo)致了對資源的倚賴及需求不斷增大。充分利用現(xiàn)有資源，將帶來環(huán)境壓力的秸稈通過技術(shù)加工成經(jīng)濟實用的建筑材料，是我國目前大力發(fā)展的新興行業(yè)。二、國內(nèi)外發(fā)展狀況在北美利用草磚建房技術(shù)已有百年功史，國外早在20世紀初就開始將秸稈加工生產(chǎn)人造板材，1920年美國路易安那州建立了利用蔗渣制板生產(chǎn)廠2。利用麥秸稈或稻草稈建成的住房具有“超級絕緣”的特點，保溫性能好、濕度高、有助于人體健康。將麥秸和稻草作為板材原料的應(yīng)用研究起始于生產(chǎn)COMPAK板，目前已有英國、澳大利亞、挪威、波蘭、比利時、伊朗、印度、馬來西亞、印尼、巴基斯坦、加拿大、美國等20多個國家建立了以農(nóng)作物為原料的人造板生產(chǎn)廠家，其中美國和加拿大就有11家。美國的PRIML BOARD公司，加拿大的ISOBORD公司生產(chǎn)線產(chǎn)量均在10萬m3和20萬m3以上，美國的麥秸板全年產(chǎn)量約為1600萬m3。因此，在國外以農(nóng)業(yè)剩余物為原料生產(chǎn)人造板是一個不容忽視的產(chǎn)業(yè)3。我國對農(nóng)作物秸稈人造板的研究較國外晚。在8090年代，我國南方己形成利用蔗渣制造硬質(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，先后對此項技術(shù)進行研究與開發(fā)，利用麥秸、稻秸、棉桿等非木質(zhì)材料作為人造板的原料，制造出刨花板或中纖板。其物理力學(xué)性能達到國家有關(guān)人造板的標準技術(shù)指標。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)品除了在國內(nèi)市場上銷售外，也大量直銷海外市場。三、秸稈板材的優(yōu)勢3.1、 隔熱、保溫、節(jié)能輕型人造板若作為墻體材料其重量是磚墻的1/10，而傳熱與導(dǎo)熱幾乎是磚墻的1/3-1/20，其中5.8cm厚的稻草板相當于56cm厚磚墻，3.5cm厚的水泥刨花板相當于25.85cm厚磚墻的熱阻值3。規(guī)格200mm厚的墻板，保溫系數(shù)高于370mm粘土磚墻4倍,取暖熱耗降低4倍，取暖成本減少4倍。每年可節(jié)省大量的能源消耗，大大降低取暖支出4。生產(chǎn)傳統(tǒng)的墻體材料粘土磚，每萬塊粘土磚消耗標準煤約1.53t,占建材行業(yè)總生產(chǎn)煤耗約50。若以生產(chǎn)磚的煤耗作為1 ，則人造板中的稻草板約為0.27，水泥刨花板約為0.38，植物纖維的碎料板約為0.47。河北省宣化縣綠環(huán)新興建材廠生產(chǎn)的植物纖維外墻保溫板每平方米耗電0.142度，耗水1.5升，不用一克燃料。每平方米中電、水的成本1元。與其它的墻材比較，其產(chǎn)出量與能耗比是極低的。所以從節(jié)能要求出發(fā)發(fā)展人造板作為墻體材料應(yīng)用中的一部分是利國利民的好事。3.2、隔音建筑設(shè)計中的隔聲主要是針對空氣聲（聲源經(jīng)過空氣向四周傳播的噪聲稱為空氣聲）與固體聲（聲源經(jīng)過固體向四周傳播的噪聲稱為固體聲）。用輕型人造板做隔墻時要求板材容重大且要有一定的厚度，這樣聲波衰減也較大，隔聲效果就越好。德國采用人造板做內(nèi)隔墻(單層)時其厚度不小于16mm，做外墻時不小于18mm，防止固體聲應(yīng)采取雙層結(jié)構(gòu)(中空結(jié)構(gòu))或在雙層中填充填墊物，以達到隔聲的目的3。3.3、輕質(zhì)秸稈人造板相對于混凝土、磚石結(jié)構(gòu)材料而言是輕質(zhì)材料，它的容重一般為4301300 kg/ m3。人造板所構(gòu)成的復(fù)合墻板幾乎是粘土磚墻體重的1/10。輕質(zhì)墻體材料可以減少建筑物的自重，提高結(jié)構(gòu)抗震能力，減少建筑物的基礎(chǔ)處理費用，降低造價，節(jié)約運輸費用。據(jù)統(tǒng)計，目前每平方米房屋建筑面積的建筑材料質(zhì)量約為1200- 1300kg，而采用人造板和復(fù)合墻體材料替代，其質(zhì)量約為80kg左右，大大減輕了房屋的整體質(zhì)量。3.4、施工快捷秸稈板復(fù)合墻體材料，可采用裝配式施工，按圖制作，便捷按裝，加快了施工速度，減少了材料的堆積面積，促進了文明施工。四、發(fā)展前景廣闊4.1、使用地域的廣泛性4.1.1、秸稈原料的廣泛性我國農(nóng)作物種植的范圍極大，可以涵蓋我國各個溫區(qū)、產(chǎn)區(qū)。例如南方的稻草、甘蔗渣、稻糠等；北方的玉米稈、玉米芯、高粱稈、大豆秸等；中原地區(qū)的麥秸、谷糠等；林業(yè)地區(qū)的鋸末、大柴等。4.1.2、使用的地域性大，適合全國各地區(qū)就秸稈板的生產(chǎn)而言，南方氣溫條件好，可以全年生產(chǎn)；北方氣溫低但是空氣干燥，5-9月每天的產(chǎn)量是南方地區(qū)的3倍，產(chǎn)量不受影響。秸稈板具有與我國多氣候（北方保溫，南方隔熱）相適應(yīng)保溫、防水、高強度的特點，能適合熱帶、亞熱帶多雨、多潮氣候，同時亦適應(yīng)北方地區(qū)保溫抗寒的氣候要求。4.2、使用房型的廣泛性目前市場現(xiàn)有的秸稈板材，已形成了多規(guī)格、多用途、多功能的產(chǎn)品系列。例如：輕體內(nèi)墻隔板、衛(wèi)生間隔板、高保溫外墻板、強保溫外墻板、保溫隔音屋面板、強防水屋面板等。由于其具有按圖制作、便捷按裝等特點，廣泛應(yīng)用于各種框架式建筑、體育館場、廠房倉庫、救災(zāi)房屋、賓館飯店、商場寫字樓等。4.3、推廣前景廣闊科學(xué)技術(shù)的進步和資本的支持為人造板工業(yè)的發(fā)展提供了良好的條件。秸稈板正是適應(yīng)了這種高科技的需求應(yīng)運而生。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，必將導(dǎo)致該產(chǎn)品有較強的市場競爭力。特別是當前，國家天然林保護工程正在實施，許多普通刨花板和中密度纖維板廠將面臨原料的供需矛盾，使其市場競爭能力下降。未來十五年內(nèi)，預(yù)計人造板的年需求量將超過3500萬m3以上5。因此，我國的秸稈板材的生產(chǎn)具有廣泛的推廣前景。作為人口大國、能耗大國、建筑大國，建筑材料對資源的倚賴性越來越大。在中國430多億平方米的建筑中，99%都屬于高能耗建筑。即使是新建筑，也有95%以上仍是高能耗的，單位面積采暖能耗相當于國際上氣候條件相近國家的兩三倍。這是中國城市可持續(xù)發(fā)展的最大難題之一。中國建筑的高能耗，還與使用的建材關(guān)系很大。目前仍占中國墻體材料總量的70%左右的粘土實心磚，由于保溫隔熱性能差，使得中國建筑單位面積能耗為發(fā)達國家的35倍。窗戶能耗為發(fā)達國家的23倍。于2005年7月1日開始實施的中國公共建筑節(jié)能標準無疑會催生出一個新型節(jié)能建材產(chǎn)業(yè)。近兩年來，各建材廠家、科研院校一直在新產(chǎn)品、新技術(shù)開發(fā)工作上圍繞“節(jié)能、環(huán)?！弊魑恼拢_發(fā)的新型節(jié)能環(huán)保幕墻和斷熱窗等節(jié)能產(chǎn)品就得到很好的應(yīng)用。秸稈建材具有的利廢、環(huán)保、再生、節(jié)能等突出特性，在市場上已經(jīng)顯現(xiàn)出極強的生命力和廣泛的發(fā)展前景。在國家禁止粘土磚生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟、環(huán)保節(jié)能、社會主義新農(nóng)村建設(shè)一系列國策推行展開的今天，秸稈建材的廣泛使用，為上述政策的實現(xiàn)提供了物質(zhì)保證。新型環(huán)保健康的秸稈人造板材將是今后我們大力發(fā)展的方向。參考文獻：1. 萬曉紅 秸稈資源化利用技術(shù)分析及新途徑探討 農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展 3，2006 39-422. 李延軍 我國秸稈人造板研究近況及發(fā)展前景 建筑人造板 1，2002 3-53