麦秸与硬化水泥浆体的适应性研究
浅述秸秆纤维在土木工程中的研究与应用
浅述秸秆纤维在土木工程中的研究与应用秸秆纤维是指秸秆中所含有的纤维素、半纤维素和木质素等成分，在土木工程中具有广泛的应用价值。
秸秆纤维具有资源丰富、生态环保、成本低廉等特点，因此受到了广泛关注。
本文将从秸秆纤维的来源、性质、研究现状和在土木工程中的应用等方面进行探讨，旨在全面了解秸秆纤维在土木工程中的研究与应用情况。
一、秸秆纤维的来源和性质秸秆纤维的来源主要是农作物的秸秆，如稻谷、小麦、玉米等作物的茎秆。
这些秸秆中富含纤维素、半纤维素和木质素等有机成分，经过适当的处理和加工可以得到秸秆纤维。
秸秆纤维的生产成本低廉，且来源广泛，是一种非常理想的土木工程材料。
秸秆纤维的主要性质包括机械性能、耐久性和导热性能等。
研究表明，秸秆纤维具有较好的强度和刚度，可以作为增强材料用于土木工程中的混凝土、水泥和沥青等材料中；秸秆纤维还具有一定的耐久性，可以提高土木工程材料的使用寿命；秸秆纤维的导热性较差，可以用于土木工程中的隔热材料，具有一定的节能环保效果。
二、秸秆纤维在土木工程中的研究现状目前，国内外对秸秆纤维在土木工程中的研究与应用已经取得了一定的进展。
在混凝土方面，研究发现添加适量的秸秆纤维可以显著提高混凝土的抗折强度和抗压强度，同时还可以改善混凝土的收缩性能和抗裂性能，使得混凝土更加坚固耐用；在水泥和沥青材料方面，秸秆纤维可以有效提高材料的稠度和粘合性，改善其流变性能，提高材料的承载能力和耐久性。
国内外学者还对秸秆纤维在土木工程中的隔热材料、土壤改良材料、声学材料等领域进行了深入研究，不断探索其在土木工程中的新应用领域。
这些研究成果为秸秆纤维在土木工程中的应用提供了更多的可能性，为其在土木工程中的推广和应用打下了更加坚实的基础。
三、秸秆纤维在土木工程中的应用前景随着社会经济的飞速发展和资源环境的日益紧张，秸秆纤维在土木工程中的应用前景广阔。
从环保节能的角度来看，秸秆纤维具有很强的优势，可以代替一些传统的高能耗材料，减少对自然资源的开采和对环境的污染，有利于节约资源和保护生态环境。
水泥对麦秸秆加筋土抗剪强度影响的实验研究
水 泥 对 麦 秸 秆 加 筋 土 抗 剪 强 度 影 响 的 实 验 研 究
刘 志 远
（ 上海理工大学， 上海 ２ ０ ０ ０ ９ ３ ）
摘
要： 利用直剪试验对有无水泥掺加的麦秸秆加筋土抗 剪强度进行对 比， 通过对试验 结果的分析 ， 发现水 泥的添 加通 过扩 大 内
摩 擦角提高 了加筋土的抗剪强度 ， 从而揭示了水泥在加筋土中的作 用。 关键词 ： 直剪试验 ， 麦秸秆 ， 加筋土 ， 水泥加筋土
Ｏ．１ ０． ２ Ｏ ３ Ｏ． ４ Ｏ． ５
试验用 土取 自上海浦 东张 江科技 园约地 下 ５ ｍ一 ７ ｍ处， 最 大干密度 １ ． ６ ２ ｇ ／ ｃ ｍ ， 塑限 ２ ０ ． ５ ６ ％， 液限４ ２ ． ３ ４ ％， 塑 性 指 数 ２ １ ． ７ ８ 。所用水泥为太仓海螺水泥 有限责任 公司所生 产的 Ｐ Ｏ２ ． ５ 复合硅酸盐水泥。麦秸秆直径 ３ ｍ ｍ～ ４ ｍ ｍ， 去皮风干后裁剪配用 。
度和变形能力 。麦秸秆作为天然纤维材料 ， 具有一 定 的拉力 和延
表１ １ ０ ｍｍ 麦秸 秆 加 ｌ 麦秸秆不含水泥加筋土 １ ０ ｍ ｍ 麦秸秆含水泥加筋土 垂直压力 加筋率／ ％
Ｏ ． １ １ ｏ ０ ２ ０ ｏ ３ ０ ０ Ｏ ． ２ Ｏ ． ３ Ｏ． ４ Ｏ ． ５ ０ ． １ Ｏ ． ２ ０ ３ ０ ． ４ Ｏ ． ５ ７ ０ ． １ ６ ５ ． ０ ７ ５ ． ２ ７ １ ． ８ ７ Ｏ ． １ ７ ８ ． ６ ８ ２ ｉ ８ ７． ２ ８ ３ ． ２ ７ ６ ． ９ １ ０ ２ ． ６ １ ０ ７ ． ７ ｌ 【 Ｊ ７ ． ７ ｌ １ １ ｌ １ １ ６ ． ２ ｌ ３ ３ ． ３ １ ３ ８ ． ５ １ ３ ６ ８ １ ３ ３ ． ３ １ ３ １ ． ６ １ ４ ８ ． ７ １ ４ ７ ． ０ ｌ ５ Ｏ ． ４ １ ６ ｏ ． ７ １ ４ ８ ． ７ ｌ ８ ２ ． ９ １ ８ ２． ９ １ ９ ４ ． ９ １ ８ ２ ９ １ ７ ９ ． ５
植物纤维水泥基复合材料研究发展现状
等植 物纤 维具有大长径 比、较高强度 、较大表面积 ，比起其他 纤维 材料 ，植物纤维具有更高 的韧性 ， 与水泥及其相关 制品相 结合 ，能够提高水 泥基 材的粘着 强度 和抗 拉强 度。
参考文献
【 １ 】Ｍ ． Ｓ ａ ｒ ｉ ｇ ａ ｐ ｈ ｕ ｔ ｉ ， Ｓ ． Ｐ． Ｓ ｈ ａ ｈ ，Ｋ． Ｄ． Ｖｉ ｎ ｓ ｏ ｎ ． Ｓ ｈ ｒ ｉ ｎ ｋ ａ ｇ ｅ ｃ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ
在 上世纪 ８ ０年代 末 ，我 国就 开展 了和植物纤 维增强水 泥 材料 的相关会 议 ，开启 了我 国研究植物 纤维水泥 材料 的先 例 ， 随后 国内诸多专家学者进行相关 的探索研究 。 曹玉莲等对植物纤维建筑 的节能 、环保 、安全 特性进行分 析并指 出 ： 植物纤维建筑原材料具有 良好 的原 生态特性 ，并且 生产 和施 工过程几 乎达到零 污染 ；同时 能够 有效 吸收地震波 ， 从而有效地避免 了因地震等 自然灾害造成 的生命财产损失 。 肖力光等人根据秸秆萃取物会在碱性环境 中析 出的特点对 玉米秸秆进行 了预处理 ，实验结果得 知 ： 表面改性剂有助于增 强秸秆与基体 的包裹性 ，并且非 常有利 于复合材料 吸水 率的降 低和强度的提高 。 李超飞 等利用落锤多次循环 的方式对稻草纤维混凝 土进行 抗冲击试验 ，研究表 明 ： 混凝土 添加不 同状态 的稻草纤 维后抗
１ 国 内 外研 究 现 状 １ ． １ 国 外研 究现 状
２ ０世纪初 期 ，美 国科学家 Ｈ ． Ｆ ． Ｐ ｏ ｒ ｔ ｅ ｒ 发表 的第 一篇关于钢 纤维增强 混凝 土性 能受到了当时学者 的广 泛关 注。 到２ Ｏ 世纪 ７ ０年代 中期 ，纤维水 泥制品的研究和运用开始 进入 到一个 高速发 展阶段 。８ ０ 年代起 ， 更多的国家采用抄取法 、 流浆法 、注射 法以及 马杨尼法生产 出了木纤维增强水 泥板 。 ９ Ｏ年代 ，Ｍ． Ｓ ａ ｒ ｉ ｇ ａ ｐ ｈ ｕ ｔ ｉ 等从 白杨树和松树 中分 离出植物纤
秸秆纤维混凝土的工程性能及其影响因素分析
qiyekejiyufazhan0引言我国自古是农业大国，据统计，2018年我国农作物秸秆总产量达9亿t 且呈不断增长的趋势。
面对数量庞大的秸秆资源，我们最常用的处理方式是焚烧和填埋。
这样做不仅会造成大气污染和对环境的破坏及土地资源的浪费，还极易引发火灾，威胁人民的生命和财产安全。
随着环境污染问题的加重，绿色可持续发展理念的提出，使秸秆的综合利用成为解决农业可持续发展问题的焦点。
秸秆混凝土是将农作物秸秆、水泥、骨料、砂子、水按一定的配合比搅拌在一起，利用农作物秸秆轻质高强、抗裂性好的特性[1]，使生产出来的混凝土质量轻、强度高、阻裂性和抗拉性较强，并且容易取材，成本廉价，制作简单。
此方法是农作物秸秆综合利用的一个重要领域，为废弃秸秆资源化提供了一条新的途径。
1秸秆纤维混凝土的材料组成秸秆纤维混凝土（简称秸秆混凝土）是由水泥、砂、石和水组成，同时掺和了秸秆纤维和适量外加剂[2]。
其中，水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。
在硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌合物一定和易性，便于施工。
水泥浆硬化后，将骨料胶结成一个坚实的整体，从而减小水泥在混凝土中产生的收缩并可以降低造价。
砂是组成混凝土的良好细骨料，在制备过程中，一般需要用两种砂石材料，即机制砂和天然砂。
2秸秆混凝土的工程性能2.1秸秆混凝土的力学性能混凝土的力学性能中，抗压强度是检验混凝土力学性能强弱的一个重要指标。
曾哲等人[3]将油菜秸秆纤维掺入混凝土的试验中发现，当水灰比作为一个固定因素时，油菜秸秆纤维的长度和掺量与混凝土的抗压强度有着密切的关系，并且得出结论：当秸秆纤维长度为39～40mm 、掺量为0.1%时，混凝土的抗压强度最大。
耿睿等人[4]在研究中提到，在一定程度上，混凝土的抗压强度和秸秆的掺量呈负相关，并且解释是秸秆中的有机物影响了水泥的水化作用，而且秸秆本身能使水灰比增大的吸水特性也是导致混凝土抗压强度下降的重要原因。
浅述秸秆纤维在土木工程中的研究与应用
浅述秸秆纤维在土木工程中的研究与应用秸秆纤维是指稻谷、小麦、玉米等农作物的茎秆中所含有的纤维素和半纤维素。
在土木工程中，秸秆纤维的研究与应用已经引起了人们的广泛关注，因为它具有许多优异的性能和特点，可以被广泛应用于土木工程中的各个领域。
秸秆纤维在土木工程中的应用主要体现在材料方面。
近年来，随着对环境保护和可持续发展意识的不断增强，人们对于环保型建材的需求日益增长。
而秸秆纤维由于其天然、可再生的特点，成为了一种理想的环保建材。
事实上，目前已经有许多研究表明，秸秆纤维与水泥混凝土、砖块、吸声板等材料的结合，可以大大提高这些材料的抗拉强度和抗压强度，并且可以减轻材料的密度，降低材料的成本。
秸秆纤维在土木工程中被广泛应用于各种建筑材料中，促进了土木工程的可持续发展。
秸秆纤维在土木工程中的研究主要体现在加强土壤和防治土壤侵蚀方面。
由于秸秆纤维具有一定的粘结性和抗拉强度，可以有效地加强土壤的稳定性，防止土壤侵蚀。
在一些特殊的土木工程项目中，特别是在山区、河岸等易发生滑坡、泥石流的地区，人们常常使用秸秆纤维来进行土壤加固和防治土壤侵蚀的工作。
通过将秸秆纤维与土壤混合或者植入土壤中，可以显著地提高土壤的抗拉强度和抗滑性，有效地减轻了土木工程中的土壤侵蚀和滑坡等自然灾害造成的损失。
秸秆纤维在土木工程中的研究还主要体现在新型材料的开发和应用方面。
事实上，由于秸秆纤维具有一定的吸声、隔热和吸湿的性能，所以在土木工程的噪声控制、节能减排和防潮防霉等方面有着广阔的应用前景。
目前，一些研究机构和企业已经开始研发基于秸秆纤维的新型材料，如秸秆纤维吸声板、秸秆纤维隔热材料等，这些新型材料在土木工程中有着广泛的应用前景。
通过将秸秆纤维与其他材料复合，可以制备出具有优异功能的新型材料，满足土木工程中对于环保、节能、吸声等方面的需求。
秸秆纤维在土木工程中的研究和应用还可以促进农村经济的发展。
由于秸秆纤维可以从农作物秸秆中提取，因此在土木工程中的应用可以极大地促进农村地区的农副产品综合利用，增加农民的经济收入。
水泥基麦秸碎料复合材的制备工艺研究_刘一星
第12卷第3期2009年6月建 筑 材 料 学 报JO U RN A L O F BU I LDIN G M A T ERIA LSV ol .12,No .3Jun .,2009收稿日期:2008-08-15;修订日期:2008-11-27基金项目:黑龙江省科技计划项目(GB06B501)第一作者:刘一星(1954—),男,湖南澧县人,东北林业大学教授,博士.E -mail :yxl200488@sina .com 文章编号:1007-9629(2009)03-0369-06水泥基麦秸碎料复合材的制备工艺研究刘一星, 韩景泉, 张显权, 于海鹏(东北林业大学生物质材料科学与工程教育部重点实验室,黑龙江哈尔滨150040)摘要:以麦秸和水泥为原料,采用加压法生产工艺,研究了麦秸尺寸、灰秸比和原料预处理方式等工艺因子对水泥基麦秸碎料复合材性能的影响,并利用体视显微镜和扫描电子显微镜观察该复合材的胶接状况.结果表明:在灰秸比为7∶1(质量比,下同),水灰比为0.4∶1,麦秸尺寸为0.95～0.60mm ,且利用稀碱对麦秸进行预处理,化学助剂(CaCl 2)的施加量为水泥质量的7%,加压压力为2.5M Pa ,加压时间为4h ,自然养生28d ,最终含水率约8%～12%的条件下,所制备的复合材各项物理力学性能较佳,其指标可达到JC 411—91《水泥木屑板》标准中的合格品要求.关键词:麦秸;水泥;复合材料;物理力学性能中图分类号:TU531.6;TQ172.71 文献标识码:APreparation Process of Cement -Bonded Wheat Straw CompositesLIU Yi -xing , H A N J ing -quan , Z H A NG X ian -quan , YU H ai -peng(Key Laboratory of Bio -based Material Science and Technology of Ministry of Education ,Northeast Forestry University ,Harbin 150040,China )A bstract :Labo rato ry scale cement -bonded composites we re prepa red from w heat straw particles .The effects o f particle size ,cement -particle ratio (m c /m p )and pretreatment m ethods on the composite proper -ties w ere studied .Particle -m atrix bonding w as obse rved w ith scanning electro n micro scope (SEM )and stereo microscope .Based on the av ailable data ,o ptimum process co nditions were o btained as follo w s :the particles moisture content of 12%,m c /m p ratio of 7∶1,w ater -cement ratio (m w /m c )of 0.4∶1,particle size o f 0.95～0.60mm ,alkalescent solutio n pretreatment of w heat straw ,additive concentra tion from cal -cium chlo ride (CaCl 2)applied at 7%of the cement m ass ,co ld -pressing at 2.5MPa fo r 4h ,and curing fo r 28days to the final m oisture content (MC )of 8%～12%.The com po site s manufactured under the opti -m um process conditions present acceptable properties ,meeting the requirement of the China Building M a -terial Standard (JC 411—91).Key words :w heat straw ;cement ;composite ;physical and mechanical proper ty 水泥基麦秸碎料复合材是以水泥为凝固相、麦秸碎料为填充增强材料、外加适量水和化学助剂、通过适当工艺处理完成水泥与麦秸碎料的水化固结而形成的一种新型建筑材料.我国麦秸年产量约1亿t ,但多数被废弃或焚烧,严重影响了农作物生长且污染环境.实际上,麦秸中的纤维素含量接近木材,且其收购成本较低,因此对它的综合利用正日益受到人们的重视.国内外利用麦秸原料制造复合材料的研究多数选用改性脲醛树脂或者异氰酸酯等有机高分子胶黏剂,目前尚存在造价高、耐久性差和毒气挥发等问题[1-2].另一方面,虽然近年来纤维增强水泥基复合材和水泥刨花板以其特有的优势在国内外获得了长足发展,但由于木材资源紧张和传统纤维的成本问题,其应用正逐步受到限制.由此可见,利用麦秸碎料制造水泥基复合材料不仅可将农业剩余物变废为宝,节省木材资源,其生产还符合节能环保等要求,因而具有良好的经济和社会效益.目前国内外在此方面的研究尚属起步阶段[3-10].本研究针对传统水泥刨花板和纤维增强水泥基复合材料,用麦秸代替其中的木质刨花和传统纤维,并以硅酸盐水泥为主要黏合剂,在加压法工艺流程下优化研制水泥基麦秸碎料复合材(以下简称为复合材)的工艺条件.1 材料与方法1.1 材料 麦秸取自哈尔滨,自然堆放至含水率达8%～12%1)后,利用铡草机将其切成2～4cm 长的草段,经粉碎机多次打碎、筛选和除杂后,将麦秸碎料按要求筛分;425号硅酸盐水泥;化学助剂主要有:5%碳酸钠(Na 2CO 3),5%稀盐酸(HCl ),水玻璃(Na 2SiO 3),氯化钙(CaCl 2)等.1)本文中所涉及的比值和掺量等均为质量比或质量分数.1.2 试验过程 对麦秸尺寸、灰秸比和原料预处理方式这3种工艺因子进行单因素试验.按照JC 411—91《水泥木屑板》标准,将不同工艺条件下制得的标准试验板切割成试验所要求的标准试件(共3组),分别对这3组试件进行静曲强度(M OR )、抗弯弹性模量(MOE )、内结合强度(IB )和24h 吸水厚度膨胀率(TS )等性能的检测.每种性能测定的平行试件数为4,取其平均值为最终结果.此后对试验数据进行方差分析以确定因子显著性,同时利用体视显微镜和S EM 观察分析复合材断面的胶接情况,综合分析后优化工艺条件,并对其进行验证性试验.1.3 固定因素与工艺流程 参照国内外相关材料和前期试验结果,确定3组试验均按照水灰比0.4∶1,CaCl 2添加量为水泥质量的7%和设定复合材密度1.2g /cm 3的固定条件进行[11-14].按各组配比将原料及填料称量后搅拌混合均匀,在模具中铺装成板坯(340mm ×320mm )并预压,成型后送入压机,在2.5MPa 压力下加压4h 至12mm 厚(利用厚度规控制).脱模卸压后定期喷水并室温养生28d ,最后裁成幅面为300mm ×300mm 的标准试验板.1.4 预处理方式 麦秸碎料的4种预处理方式分别为:水玻璃胶处理(将麦秸和与麦秸等质量的水玻璃胶混合均匀,干燥至其含水率约10%),文中以方式A 表示;热水处理(将麦秸在沸水中蒸煮3h ,用冷水冲洗2遍,干燥至其含水率约10%),文中以方式B 表示;稀酸处理(用5%稀盐酸浸泡麦秸1h ,用冷水冲洗2遍,干燥至其含水率约10%),文中以方式C 表示;稀碱处理(用5%稀碳酸钠溶液浸泡麦秸1h ,用冷水冲洗2遍,干燥至其含水率约10%),文中以方式D 表示.2 结果与分析2.1 麦秸尺寸对复合材性能的影响 固定灰秸比(m c /m p =7∶1)的条件下,麦秸尺寸对复合材各项物理性能的影响见图1;利用体视显微镜观察到的试件断面见图2.(a )M O R and M OE(b )IB and TS 图1 麦秸尺寸对复合材物理性能的影响Fig .1 Effect o f particle size o f wheat straw on phy sicalproper ties of composites 由图1(a )可见,当麦秸筛网尺寸为2.00～0.60m m 时,单个麦秸体积相对较大(见图2(a )～(c )),长宽比较大,麦秸之间彼此搭接形成的交织点较多,产生的交联作用较强,致使复合材的M OR 始终保持在一个相对较高的数值,且随着麦秸尺寸的减小还略呈升高趋势,并在0.95～0.60m m 时达到最大值;麦秸尺寸小于0.60m m 以后,虽然麦秸数量大大增加了,但却因其过于细小而无法形成有效的交织点(见图2(d )),导致其交联作用迅速减弱,复合材M OR 值迅速下降.另外,随麦秸形态的减小,复合材内麦秸间的交织和层叠减少,降低了其韧性和刚度,因而使其MOE 值呈下降趋势.麦秸质量相同370建 筑 材 料 学 报第12卷 (a)>2.00mm(b)2.00～0.95mm(c)0.95～0.60mm(d)0.60～0.40mm 图2 不同麦秸尺寸试件的体视显微镜照片Fig.2 Stereo micro sco pe mic rog raphs o f the specimen in diffe rent par ticle size of w hea t straw时,越细小则其整体的比表面积越大,它与水泥的接触面积越大,阻凝作用越强.而且,细小麦秸在与水和水泥混合搅拌时易结团,不能与水泥充分接触,导致复合材内残留有许多小的麦秸团,使复合材组分和结构不匀称,这也在一定程度上影响了复合材MOE值的大小.由图1(b)可见,复合材的IB值随麦秸尺寸的减小呈上升趋势.因为此时麦秸在复合材各断面上的均匀分散程度在增强,贯穿于复合材各断面间的麦秸在增多,同时,经过多次打碎后的部分麦秸已经变得很薄,水泥可以透过它们形成胶钉,而这两个因素会削弱麦秸的阻凝作用,提高复合材的IB值.麦秸尺寸越大,其在复合材断面上所占面积越大,阻隔水泥胶合的程度也就越大.而复合材的TS值随麦秸尺寸减小而增大的原因是此时麦秸个数及其整体比表面积增加了,致使其整体吸水量增加了.另外,随麦秸和水泥之间胶接面积的增加,胶接面上的空隙增多,复合材浸水后水分便会填充到这些空隙当中,这也增加了复合材的吸水量,使其TS值增加.2.2 灰秸比对复合材性能的影响 采用加压法工艺,麦秸尺寸固定为2.00～0.60 mm,在此条件下所得复合材的各项物理性能见图3. 由图3可见,灰秸比为7∶1时复合材的M OR, MOE和IB都达到最大值.其原因可能是此时麦秸之间的交联点较多,交联作用较强,且贯穿于复合材各断面的麦秸数量也较多,从而提高了其各项力学性能.当灰秸比小于7∶1以后麦秸比例已经过大,麦秸中阻碍水泥固化的水溶性单糖在碱性环境下逐步溶出,影响了水泥的固化效果.虽然此时贯穿各断面之间的麦秸和交联点数量依然在增加,但已无法弥补阻隔和阻凝作用对复合材胶合所造成的影响.另外,麦秸与水泥接触面积增加也会降低复合材的致密性,影响其力学性能.复合材的TS值随灰秸比减小而增加,推测其原因也很可能是因麦秸和水泥之间接触面积增加,使复合材致密性降低、可吸水空隙增多,且麦秸自身的吸水膨胀增强所致.(a)M O R and MOE(b)IB and TS图3 灰秸比对复合材物理性能的影响F ig.3 Effec t o f cement-particle ra tio(m c/m p)o nphy sical pro per ties of composite s2.3 预处理方式对复合材性能的影响 采用加压法工艺,麦秸尺寸固定为2.00～0.60 m m,灰秸比固定为7∶1,在此条件下考察预处理方式对复合材物理性能的影响.各试件断面SEM照片见图4;物理性能测试结果见图5. 由图4(a)可见,此时水泥呈大块状结晶,且结晶块之间缝隙很大,存在较大气孔,说明水泥固化不良,而麦秸外表面光滑,几乎没有附着水泥且和水泥之间有明显裂缝,内表面附着少量水泥颗粒,表明麦秸与水泥胶合不良;图4(c)表明此时复合材内部存在大量空隙及很深的裂纹,水泥自身固化不理想,而复合材断面上水泥表面很光滑,试件被拉断时麦秸几乎没有受到破坏,说明水泥和麦秸之间胶合状况不理想,水泥没有透过麦秸表层与其胶接.上述现象371 第3期刘一星,等:水泥基麦秸碎料复合材的制备工艺研究 说明,采用预处理方式A,C时,麦秸与水泥的黏结力很小.由图4(b),(d)可见,此时麦秸有顺纹拉断的现象,部分水泥渗入麦秸中形成胶钉,两者的胶接效果较好,水泥自身固化良好,而麦秸一侧的内表面光滑,内部没有黏附水泥,表明在拉伸过程中麦秸的另一侧黏附在水泥上被拉断.上述现象说明,采用预处理方式B,D时,水泥与麦秸的黏结力较大.(a)M ethodA(c)M eth odC(b)M eth odB(d)M ethod D图4 不同预处理方式试件断面的SEM照片Fig.4 SEM microg raphs o f the tensile fractured sur face o f specimen with diffe rent pre treatment me thods(a)M OR(c)IB(b)MOE(d)TS图5 预处理方式对复合材物理性能的影响Fig.5 Effect of pre treatment me tho ds on phy sical pro pe rties of compo sites 从宏观上看,麦秸外表面光滑,这是其表面存在角质层的缘故.角质层的形成是麦秸最外层细胞矿质化和栓质化的结果.角质层是脂肪族化合物,多为高级脂肪醇与高级脂肪酸生成的酯类(致密蜡状物).正是麦秸表面的这种特性,使水泥与麦秸之间难以形成良好的胶接,胶钉作用不易发生[2].麦秸中半纤维素含量较高,而水泥浆料是在碱性环境中凝结固化的,这正好形成了半纤维素的水解条件,水解出的单糖溶于水后转化为糖酸,与水泥的水化产物钙离子形成糖酸钙,对水泥的凝结固化起到了阻碍作用.在碱性环境中,角质层最外面的酯类化合物发372建 筑 材 料 学 报第12卷 生部分水解,破坏了角质层的堡垒作用,使麦秸表面变得粗糙不平,出现无数孔洞和沟槽,胶钉作用容易形成,进而提高界面的胶接强度.另一方面,用稀碱浸泡麦秸(方式D)时,碱液能穿过麦秸表面的角质层进入麦秸内部,使半纤维素发生水解,生成溶于水的单糖类物质并在水洗和干燥过程中被除去.麦秸中阻碍水泥凝固的半纤维素被“洗掉”,自然就会改善水泥的固化效果,进而提高复合材的各项物理性能.而方式B与方式D类似,它是利用热水抽提的原理将麦秸中的阻凝成分抽提掉,以改善水泥固化的效果.所以,采用经过稀碱处理(方式D)和热水处理(方式B)麦秸的复合材其各项物理性能相对较好.2.4 方差分析及显著性影响分析 通过方差分析,确定了复合材的显著性影响因子及差异说明.由表1可知,麦秸尺寸对复合材的M OR值和IB值影响高度显著,对M OE值和TS 值则影响显著;灰秸比对复合材各项物理性能的影响高度显著;不同预处理方式对复合材的MOE值和TS值影响显著,对MOR值和IB值则影响高度显著.2.5 复合材较佳工艺条件重复验证试验 根据上述试验结果及显著性分析,确定优化工艺条件后进行验证试验,结果列于表2.每种性能平行测定3次,将3次测定结果的平均值与JC411—91《水泥木屑板》标准对照后发现,采用优化工艺条件制备的复合材其各项物理性能指标均能达到或优于上述标准中的合格品要求,可以确定该生产工艺可行.表1 方差分析及显著性影响T able1 Variance analysis and significance effectFactor M OR M OE IB TS F Particle size134.5＊＊＊16.1＊＊41.8＊＊＊7.5＊＊F0.05(3,4)=6.59,F0.01(3,4)=16.69,F0.10(3,4)=4.19 Cem en t-particle ratio16.1＊＊＊156.7＊＊＊146.5＊＊＊89.1＊＊＊F0.05(4,5)=5.19,F0.01(4,5)=11.39,F0.10(4,5)=3.52 Pretreatmen t114.2＊＊＊27.9＊＊148.6＊＊＊31.5＊＊F0.05(3,4)=6.59,F0.01(3,4)=16.69,F0.10(3,4)=4.10表2 验证试验结果T able2 Validated testing resultResultM OR/M Pa123IB/M Pa123ρ/(g·cm-3)123M C/%123M OE/M Pa123T S/%123T es ted8.28.79.10.860.830.791.3101.2781.2919.911.810.43768397035871.121.080.98 Average8.70.831.29310.737751.06JC411—91≥8.0≥0.3≤1.300≤12≥3000≤2.03 结论1.加压法工艺生产水泥基麦秸碎料复合材的较佳工艺条件为:灰秸比7∶1,水灰比0.4∶1,麦秸尺寸0.95～0.60m m,利用稀碱对麦秸进行预处理、化学助剂(CaCl2)施加量为水泥质量的7%,加压压力2.5M Pa,加压时间4h,自然养生28d,最终含水率为8%～12%.以此工艺条件制备的水泥基麦秸碎料复合材物理性能基本可达到JC411—91《水泥木屑板》标准中的合格品要求.2.对麦秸进行稀碱处理和热水处理能够有效地减少麦秸中的阻凝成分,改善麦秸与水泥的胶接状况,提高水泥基麦秸碎料复合材的各项物理力学性能.参考文献:[1] 于文吉,王天佑.我国非木材人造板的原料,市场和发展方向[J].中国人造板,2005,12(2):12-14.YU Wen-ji,W ANG Tian-you.Present development situationand p rob lem s of non-wood based panels in Chin a[J].C hinaWood-based 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PFCY沙土固结材料的结构与性能
麦秸 纤 维与硬化 水 泥浆体 界 面结 构有 所改善 。
关键 词 ： 水溶 性聚 合物 ； 秆 ； 土 固结材 料 ； 秸 沙 力学 性
能 ； 观 结 构 微 中图分类 号 ： Ｔ ３２ Ｂ ３ 文献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ １９ ３ （０ ０ ０ —８ 卜Ｏ １ ０ － ７ １ ２ １ ） ５０ ８ ５
南巩 义 铝酸 盐水 泥厂 生产 的 ６． ２ ５铝 酸 盐 水 泥 （ 学 成 化
改善土 壤结 构 ， 有 良好 的抗 风 蚀 性 和 保 水 性『 ］ 但 具 ３ ， “
所 形成 的土 壤 固结层 普遍 较薄 ， 强度 较 低 ， 耐水 性较 且 差 ， 易被地 表径 流 冲蚀 。而对 于 水蚀 较严 重 的地 区 ， 极 多使用 以水 泥 为 主要 原 料 的 固 结材 料 ， 类 材料 可 以 该 通 过其 内部 的活 性 组 分 与 土 壤 中的 ＳＯ： 生 化 学 反 ｉ 发
植 物纤 维 的掺 量 对 Ｐ Ｃ 微 观 结 构 和 力 学 性 能 的影 Ｆ Ｙ 响， 并讨 论 了水 溶性 聚合 物 、 物纤 维 以及 硬 化水 泥 浆 植
体 之 间 的相 互作 用机 理 。
２ 实 验
２ １ 原 材料 ．
１ 引 言
由于受 到风 力 和水 力 的双 重 侵 蚀 ， 北 黄 土 高原 陕
程 。研 究结果表 明 ， 在水 灰 比为 ０ ４ 聚 丙烯 酰胺 掺 量 ．，
为 １ ， 秸 纤 维 掺 量 为 ２ 时 ， ＣＹ 的 抗 折 强 度 提 ％ 麦 ＰＦ
高 了 ２ ． ％ ， 丙烯 酰胺 、 秸 纤 维和 无机 胶 凝 材 料 ４７ 聚 麦 能够均 匀分布在 Ｐ Ｃ 体 系 中， 丙 烯 酰胺 以 丝状 和 Ｆ Ｙ 聚
秸秆纤维对低碱水泥基材料阻裂性能的影响
秸秆纤维对低碱水泥基材料阻裂性能的影响
肖力光;李丽飞;李晶辉;肖志伟
【期刊名称】《吉林建筑工程学院学报》
【年(卷),期】2009(026)001
【摘要】探讨了秸秆纤维对低碱水泥基材料阻裂性能的影响,结果表明,基准低碱水泥砂浆的塑性收缩裂缝的开裂权重值为37.5cm,随着秸秆纤维的掺入其裂缝明显减少,当掺入0.2%时塑性收缩的裂缝减少了96%,当超过0.5%时,砂浆基本不产生裂缝,说明秸秆纤维的掺入对低碱水泥砂浆具有很好的阻裂效果.
【总页数】4页(P1-4)
【作者】肖力光;李丽飞;李晶辉;肖志伟
【作者单位】吉林建筑工程学院材料科学与工程学院,长春,130021;长春一汽实业消防工程有限责任公司,长春,130011;材料学院;材料学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU5
【相关文献】
1.小麦秸秆纤维水泥基材料性能试验研究 [J], 张琳;刘福胜;任淑霞;邱淑军;崔兆彦
2.聚乙烯醇纤维对砂浆阻裂性能的影响 [J], 王海波;孙诗兵;林波
3.纤维混杂与微膨胀复合对混凝土阻裂性能的影响 [J], 钱红萍;贡浩平
4.钢纤维对超高性能注浆纤维水泥基材料力学性能的影响研究 [J], 贺丽娟
5.纤维参数对水泥基材料减裂效果的影响 [J], 马一平;余少同;游璐;孟瑞;杨晓杰
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外加剂对秸秆水泥性能的影响研究
Ｓ ｕ ｙｏ ｅＩ ｆｕ ｎ ｅ ｆ ｔ ｄ ｎ ｔ ｎ ｅ ｃ ｓｏ ｍ ｉ ｔ ｒ ｎ Ｐｒ ｐ ｒｉｓｏ ｔ ａ Ｃｅ ｅ ｔ ｈ ｌ Ａｄ ｘ ｕ ｅｏ ｏ ｅ ｔ ｆＳ ｒ ｗ ｍ ｎ ｅ
Ｙ ｎ ｈｗ ｉＤ ｈｏｉ ａ ｇ ｉｅ ， ｕＺ ａｊ Ｚ ｎ
２０ １） １０ ４
要 ： 秸 秆 的 自身 特 性 发 ， 究 了 促 凝 剂 、 联 剂 以 及 促 凝 剂 与偶 联 剂 复 合 作 用 下 对 秸 秆 水 泥 抗 压 强 度 的 影 响 ， 从 研 偶 并
从 显微 角度 分 析 了秸 秆 水 泥 的 水 化 特 性 。 研 究 结果 表 明 ， 人 氯 化 钙促 凝 剂 能 有 效 提 高 秸 秆 水 泥 的 抗 压 强 度 ． 掺 随着 龄 期 的 延 长 ， 度 提 高 的 幅 度 进一 步增 加 ： 秆 经偶 联 剂 改性 后 ， 在 一 定 程 度 上 提 高 秸 秆 水 泥 的 强 度 ． 秆 经 Ｋ ５ ０改 性 强 秸 能 秸 Ｈ一 ５ 后 对 秸 秆 水 泥 强 度 的 提 升 值 比经 钛 酸 酯 改 性后 的秸 秆 水 泥 强 度 大 ； 秆 经 Ｋ ５ ０改 性 后 ， 秸 秆 水 泥 中掺 人 适 当的 氯 秸 Ｈ一 ５ 在
试 验发 现 掺 ０５％的植 物纤 维 限 制混 凝 土收 缩 干 裂 的 １ １ 原 材 料 ． ．
能 力 与 同掺 量 的 聚丙 烯纤 维 相 当 ， 两种 纤 维 混凝 土 的 缩 和抗 压强 度没 有 明显 的影 响 。 ０世纪 ９ ２ ０年 代 中期 ， 埃及 科学 家利 用 当地原 料 丰富 的棕 榈树 叶纤 维来 进行 增 强 混凝 土 的研 究 ， 究发 现 经 过水 泥 溶 液 浸泡 的棕 研 榈 树 叶 纤 维 的增 强 效 果 比未 经 水 泥 溶 液 浸 泡 的纤 维 增 强混 凝 土 的抗拉 强 度高【。巴西 的 Ｒ ｍｉ ｏ Ｔ ｌ ｏ １ ｏ ｌ Ｄ，ｏｅ ｄ ｄ Ｆｌｏ等 人 ｌ ｉ ｈ ３ ｌ 在对 碱 敏感 纤 维 增 强 混 凝 土 耐 久 性 研 究 中发 现将 剑 麻 纤 维 增 强 混 凝 土 成 型 后 即放 到 碳 化 箱
利用农作物秸秆与湖底泥生产轻质砖研究-钱逢政
原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律结果由本人承担。
论文作者签名:日期 : 年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权湖北理工学院可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要目前, 我国湖泊、河道拥有的淤泥，每年可采集量至少可达7000 万t，加上城市下水道的淤泥，每年的总采集量可在1 亿t 以上。
随着人口的增长和工业的发展, 污泥量将大大增加. 如果大量未经无害化处理的污泥, 不加以妥善处理处置, 势必造成各种危害【1】。
众所周知，我国是一个农业大国，每年生产各种农作物秸秆约7 亿吨，其中麦秸和稻秸约占40%～60%【2】。
多年以来，我国的农作物秸秆主要用于农村生火做饭，喂养耕牛或直接焚烧等。
本文首先系统研究了石灰与湖底泥质量比、成型方式、养护机制等关键因素对石灰-湖底泥胶凝体系力学强度的影响规律，确定出最佳条件：石灰掺量30％，使用振动成型方式，80℃蒸养条件下养护2d。
以此为基础，系统研究了不同掺量的粉煤灰(10％-50％)和水泥(5％-20％)两种增强相对石灰-淤泥胶凝体系力学性能的影响规律，试验结果表明：水泥掺量为20％时坯体强度可达15.8MP；单掺粉煤灰(最佳掺量30％)可显著改善免烧砖基体的力学性能，并确定出最佳混掺配比为粉煤灰20％、水泥5％。
在此最佳混掺配比基础上，研究了不同体积掺量的秸秆对免烧砖整体力学性能的影响。
秸秆灰混凝土力学性能试验及强度预测
秸秆灰混凝土力学性能试验及强度预测摘要：为了优化混凝性能，降低水泥行业的能耗，试图用部分秸秆灰代替水泥来制备混凝土。
本文通过实验研究了菜籽灰分混凝土的抗拉和抗压性能。
得到了秸秆灰质量分数和水胶比对秸秆灰混凝土抗拉性能的影响。
例如，当秸秆灰质量分数增加时，混凝土的拉伸和压缩性能得到改善。
处于下降趋势；当水胶比过大时，混凝土的机械性能急剧下降。
同时，提出了秸秆灰混凝土的拉伸性能与抗压性能之间的线性函数关系及混凝土轴压强度的计算公式，并与其他混凝土抗压强度公式进行了比较。
利用小波神经网络预测方法，引入随机函数，训练实验数据采样，然后预测数据并与实验数据进行比较，计算误差，并用预测数据验证本文提出的拉伸压力公式。
最终试验结果表明，当秸秆灰置换用量为10％时，秸秆灰混凝土的劈裂强度下降25％，抗压强度下降8％；当替代剂量为20％时，抗压强度下降31％。
关键词：秸秆；混凝土；力学性能；神经网络；油菜秸秆；秸秆灰混凝土；小波神经网络1 材料与方法1.1 材料油菜秸秆自湖南农业大学梨园基地。
该品种为湘子杂油1613.收获后将其过筛并洗涤数次以除去秸秆中的糖。
在马弗炉中在500℃下煅烧5小时后，获得灰样品。
将原始灰样品研磨并筛分以获得稻草灰。
水泥采用P.O32.5普通硅酸盐水泥；沙子由浏阳河天然河沙组成，连续分级，细度模数为2.8；粗骨料为天然卵石，连续分级，石粒度范围为5?20毫米。
1.2测试方法本文以秸秆灰含量和水灰比为影响因素，研究秸秆灰混凝土对拉伸和压缩性能的影响。
测试分为两组。
第一组试验确定混凝土水灰比为0.5，砂率为0.32。
设计分别为0，2.5％，5％，7.5％，10％，12.5％，15％和17.5％。
％，22.5％，25％等11组秸秆灰质量分数等量替代水泥制备混凝土试件，并对混凝土进行拉伸试验。
第二组实验确定秸秆灰的质量分数为20％。
五个水灰比例如0.4，0.45，0.5，0.55和0.6被用作影响因素。
农作物秸秆纤维增强复合材料研究现状
农作物秸秆纤维增强复合材料研究现状作者：苗鹏飞，卢国锋来源：《中小企业管理与科技·上中下旬刊》 2016年第9期苗鹏飞，卢国锋（渭南师范学院化学与环境学院,陕西渭南714099）摘要:随着人们对环境问题的重视，利用农作物秸秆纤维作为增强体来制备复合材料越来越引起人们的重视。
本文叙述了秸秆纤维、纤维复合材料概念和分类，对包括木塑复合材料、秸秆纤维、树脂基复合材料和秸秆纤维、水泥基复合材料在内的几种典型的秸秆纤维增强复合材料的研究现状做了详述，并对秸秆纤维增强复合材料的应用发展前景进行了展望。
关键词：农作物秸秆；秸秆纤维；复合材料中图分类号：TQ323.4 文献标识码：A 文章编号：1673-1069（2016）26-60-20 引言我国是农业大国，农作物秸秆资源非常丰富，每年包括玉米、小麦、稻草、棉花秸秆等在内的农作物秸秆产量可达数亿吨[1]。
但这些丰富的秸秆资源却未得到很好的利用，目前的利用率只有约10%左右，而这其中的大部分又都是通过制造有机肥、直接还田、作动物饲料和作燃料等这些不加任何处理的方式低效率利用，经技术处理后利用的仅占2.6%[2]。
其余60%多的秸秆均被作为废弃物直接焚烧掉，这不仅造成了自然资源的严重浪费，而且造成严重的空气污染，恶化的人类生存环境，因此，秸秆的处理急需一种更为有效的利用方法和途径。
利用农作物秸秆来制备一些新型复合材料既可以有效利用农作物秸秆资源，又可减少环境污染，也是附加值非常高的一种秸秆处理方法，因此利用秸秆资源制备秸秆纤维复合材料已经成为秸秆处理研究的热点之一。
为此，本文就秸秆纤维增强复合材料的研究进行了综述。
1 秸秆纤维秸秆作为农作物的副产品，具体可分类为经济作物秸秆（油菜秆、麻秆、芦苇秆、棉花秆、豆类秸秆)和粮食作物秸秆（麦秸秆、谷类作物秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆、高粱秸秆）[3]。
秸秆纤维是将秸秆材料通过化学方法和物理机械处理的方法，得到稳定和细化后的纤维素纤维，秸秆纤维自身就是一种复合材料。
小麦秸秆-镁水泥复合保温砂浆配合比正交试验研究
小麦秸秆-镁水泥复合保温砂浆配合比正交试验研究封凌竹;刘福胜;岳强;温福胜;武义馨【摘要】针对普通水泥与小麦秸秆结合差的问题,采用镁水泥(MOC)为胶凝材料,玻化微珠为轻骨料,粉煤灰为掺和料,添加小麦秸秆、减水剂和其它外加剂制备保温砂浆.通过正交试验,研究了玻化微珠、小麦秸秆、粉煤灰、减水剂对保温砂浆抗压强度、干密度、导热系数和软化系数的影响.结果表明:小麦秸秆是影响保温砂浆抗压强度、干密度、导热系数和软化系数的主要因素,减水剂是次要因素;可以通过减少玻化微珠掺量,增加减水剂用量来提高秸秆掺量和保温砂浆性能;在砂浆中掺加秸秆提高了砂浆的保温性能、拓展了小麦秸秆的应用途径,利于环保.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2016(043)010【总页数】4页(P69-72)【关键词】保温砂浆;正交试验;小麦秸秆;镁水泥【作者】封凌竹;刘福胜;岳强;温福胜;武义馨【作者单位】山东农业大学水利土木工程学院,山东泰安271000;山东农业大学水利土木工程学院,山东泰安271000;山东农业大学水利土木工程学院,山东泰安271000;山东农业大学水利土木工程学院,山东泰安271000;山东农业大学水利土木工程学院,山东泰安271000【正文语种】中文【中图分类】TU55+1;TQ177.6+4在我国，建筑能耗比重一直居高不下，约占社会总能耗1/3[1]，而在建筑能耗中，围护结构能耗比重为一半[2]，据有关数据统计[3]，墙体结构传热损失占围护结构散热损失的60%～70%，因而提高围护结构的保温性能极其重要。
据2010年农业部发布的《全国农作物秸秆资源调查与评价报告》显示，我国农作物秸秆理论资源量为8.20亿t，可收集的秸秆资源量为6.87亿t，其中收集的农作物秸秆利用率达到69%，但仍有30%秸秆被废弃和焚烧，且随着粮食产量的增加，被废弃和焚烧的秸秆日益增加，这造成了极大的资源浪费和环境污染，而小麦秸秆具有良好的保温隔热性能，可应用于保温建材。
浅述秸秆纤维在土木工程中的研究与应用
浅述秸秆纤维在土木工程中的研究与应用秸秆纤维是指农作物秸秆经过处理后，被机械化加工成一定长度的纤维，常用于土木工程中。
秸秆纤维具有轻质、高强度、低成本等特点，对环境友好，因此在土木工程中有广泛的研究与应用。
一、研究方向1. 秸秆纤维增强材料：研究将秸秆纤维与其他材料混合形成复合材料，增强材料的性能和使用寿命。
通过改变秸秆纤维的尺寸、含量和配比，研究其对复合材料的强度、韧性、耐久性等性能的影响。
2. 秸秆纤维混凝土：研究将秸秆纤维加入到混凝土中，改善混凝土的抗裂性、抗温变性、抗震性等性能。
探索适合不同条件下的秸秆纤维混凝土配方和工艺，提高其工作性能和可靠性。
3. 秸秆纤维复合板材：研究将秸秆纤维与胶合剂等材料组成纤维板材，用于建筑、装饰和家具等领域。
研究其在不同应力、湿度和温度等环境条件下的性能变化，并进行强度、耐热性、耐久性等性能测试。
4. 秸秆纤维土工材料：研究将秸秆纤维与土壤等材料混合，用作土壤保持、护坡和抗冲刷等工程。
研究其对土壤结构、力学性能和水文特性的影响，以及其在不同地理和气候条件下的适用性。
二、应用领域1. 道路工程：将秸秆纤维加入到沥青混合料中，提高沥青路面的抗裂性和抗疲劳性，延长路面使用寿命。
2. 桥梁工程：将秸秆纤维加入到混凝土中，提高桥梁的抗震性和耐久性，减少裂缝和修复次数。
3. 水利工程：将秸秆纤维作为土工合成材料，用于水土保持和抗冲刷等工程，减少土壤侵蚀和水土流失。
4. 建筑工程：将秸秆纤维复合板材用作建筑的隔热、隔声和防火材料，提高建筑的舒适性和安全性。
5. 环境工程：将秸秆纤维作为修复受污染土壤的生物技术材料，促进土壤的自然修复和植物生长。
秸秆纤维在土木工程中的研究与应用具有重要意义。
它能够提高土木工程材料的性能，降低工程成本，减少对环境的影响。
随着研究的深入和应用的推广，相信秸秆纤维在土木工程中的应用将进一步发展壮大。
青稞秸秆增强水泥基复合材料的应用前景探究
青稞秸秆增强水泥基复合材料的应用前景探究李萨【摘要】青稞作为青藏高原地区主要农作物,有较大的秸秆产量.但目前青稞秸秆的利用途径较为单一,利用效率也很低.由于青稞秸秆本身纤维含量较高,如将其作为掺和料掺入到水泥基中,制备成青稞秸秆增强水泥基复合材料,可以较大水平地增加水泥基材料韧性,有效防止水泥混凝土开裂.本文综述了以青稞秸秆制备水泥基的研究现状及思路,并对其今后的发展前景进行了探究.【期刊名称】《建材与装饰》【年(卷),期】2018(000)042【总页数】2页(P47-48)【关键词】青稞秸秆;水泥基复合材料;前景探究【作者】李萨【作者单位】西藏职业技术学院建筑工程学院西藏拉萨 850000【正文语种】中文【中图分类】TU5281 引言青稞作为青藏高原主要作物之一，自2015年来年产量逐年增加。
根据西藏自治区农业部门相关统计数据显示，2017年西藏自治区青稞产量79.5万t，2018年有望突破80万t[1]。
青稞产量的大幅提升，使得青稞秸秆的处理和利用有了更多的可能和方向。
目前青稞秸秆的利用途径较为单一，主要是作为高原牧区冬季牲畜的饲料使用，而在一部分地区则作为燃料进行燃烧，从碳排放量及空气质量等方面考虑，造成了一定的环境污染及资源浪费[2]。
在这种情况下，将青稞秸秆制备为适用于建筑工程的混凝土水泥基，将是对青稞秸秆再利用的一个新思路。
2 青稞秸秆纤维增强水泥基应用现状2.1 植物纤维应用现状应用植物纤维为原料进行建材改性由来已久。
James Haidie公司推出高强度、不翘曲、不腐烂、不受白蚁影响的植物纤维水泥外墙挂板，具有较大的市场；日本东京A&A公司用竹子纤维制备出高强度的混凝土产品；国内也有厂家利用植物纤维研制出吸水、轻质、高强的水泥，可有效地保护水边生态[4]，而作物秸秆作为纯天然可降解材料，以及其自身纤维含量及强度的特性，能够很好地作为可提取植物纤维的水泥基增强材料。
2.2 青稞秸秆纤维用于水泥基掺合料的研究现状国内针对单一植物纤维水泥基掺合料的研究中，以青稞秸秆作为主要材料的研究较少。
麦秸与水泥复合掺料对生土自嵌固空心砖力学性能的影响
第37卷第8期 娃酸盐通报V o l.37 N o.8 2018 年8 月___________________B U L L E T IN O F T H E C H IN E S E C E R A M IC S O C IE T Y______________________A u g u st,2018麦秸与水泥复合掺料对生土自嵌固空心砖力学性能的影响王毅红，闫刘学，兰官奇，王天涯，徐荀(长安大学建筑工程学院，西安710061)摘要:通过对12组共180个不同麦秸及水泥掺量的生土自嵌固空心砖进行抗压抗折试验，得到了掺用两种掺料试件的抗折强度、抗压强度及荷载位移曲线。
分析了生土自嵌固空心砖的破坏过程、破坏形态及荷载位移曲线，研究 了麦秸及水泥掺量对该类砖抗压抗折强度的影响规律，通过强度影响系数量化了水泥对该砖的强度提高作用，在 此基础上研究了水泥强度影响系数随麦秸掺量的变化趋势。
结果表明：当麦秸和水泥复掺时，麦秸对生土自嵌固空心砖变形性能的改善不明显，且麦秸的掺入降低了水泥对该砖的强度提高作用。
该研究结果可为生土自嵌固空心砖的力学性能的研究提供参考。
关键词:生土自嵌固空心砖；水泥；麦秸；抗压强度；抗折强度中图分类号：T U361 文献标识码:A文章编号:1001-1625(2018)08-2569-07Influence of Straw and Cement Admixture on the Mechanical Properties of Raw-soil Interlocking Compressed Hollow BrickWANG Yi-hong，YAN Liu-xue，LAN G uan-qi，WANG T ian-ya，X U Xun(School of Civil Engineering，Chang’an University，X r an710061，China)Abstract：12 groups of a total of180 raw-soil interlocking compressed hollow bricks with different content of straw and cement were experimentally to research compressive and flexural properties,the flexural strength,compressive strength and load displacement curves of tw o kinds of admixtures were obtained.The failure process,the damage form and the load displacement curve of the raw-soil interlocking compressed hollow bricks were analyzed.The influence of straw and cement content on the compressive strength of this type of brick was studied.The effect of cement on the strength of the brick was quantified by the influence coefficient of strength,on this basis,the change trend of the influence coefficient of cement strength with the content of straw was studied.The results showed that when the straw and cement admixture,straw on raw-soil interlocking compressed hollow brick deformation performance improvement was not obvious,the addition of straw reduces the effect of cement on the strength of the brick.The results can provid a reference for the mechanical properties of raw-soil interlocking compressed hollow bricks.Key words：raw-soil interlocking compressed hollow brick；cement；straw；compressive strength；flexural strength1引言生土建筑具有就地取材、易于施工、造价低廉和节省能源等特点，是具有良好生态环境效益的绿色建 筑[1_3]。
稻秆的表面改性及其对水泥水化与硬化的影响
稻秆的表面改性及其对水泥水化与硬化的影响侯贵华;朱祥【摘要】使用3种聚合物乳液(SD-800改性苯丙乳液、SD-528硅丙乳液、SD-5681氟硅乳液)对稻秆进行表面成膜处理,比较研究了原稻秆与成膜处理后稻秆吸水速率、稻秆水泥胶砂试样力学强度和稻秆水泥混合物水化热的变化,并通过差热分析、X射线衍射分析、扫描电镜分析等研究了稻杆水泥混合物及胶砂试样水化程度的变化.结果表明:与原稻秆相比,成膜处理可有效降低稻杆的吸水性,促进稻杆水泥混合物的水化,从而提高了硬化水泥浆体的力学强度;稻杆以固含量(质量分数)50%SD-800改性苯丙乳液成膜2次的效果最佳,其5 min吸水速率降低了9.8 g/(g·h),24 h吸水速率是原稻杆的0.686倍,相应胶砂强度则较原稻杆提高了12.6 MPa,水化最高温度比原稻杆水泥混合物提高了10.4 ℃,到达最高温度的时间提前了300 min,抑制系数降低了44.8%;稻杆水泥混合物水化1 d后C-S-H,Ca(OH)2的放热峰面积增加,Ca(OH)2的峰值增强.【期刊名称】《建筑材料学报》【年(卷),期】2010(013)003【总页数】7页(P402-408)【关键词】聚合物乳液;稻杆;水泥;成膜处理【作者】侯贵华;朱祥【作者单位】盐城工学院,江苏省生态环境材料重点建设实验室,江苏,盐城,224051;南京工业大学材料科学与工程学院,江苏,南京,210009【正文语种】中文【中图分类】TQ172.78+5农作物稻杆是可再生材料，其量大，且尚无有效利用途径.目前，每年稻杆焚烧带来的环境污染不仅影响人们的身体健康，还诱发交通事故等社会问题.因此，开展稻杆利用的研究已成燃眉之急.稻杆类植物纤维具有长径比大、比强度高、比表面积大、密度低及可生物降解等特点[1]，属多孔材料，其平均孔隙率高达83.5%(体积分数)[2]，可用作增强及节能保温材料.稻杆中存在的羟基具有亲水性和强极性[3]，吸湿后的稻杆体积膨胀很大，当其作为水泥掺和料时，会影响稻杆与水泥的界面结合，并且，在碱性环境中稻杆含浸出大量的糖类、木质素等，它们可在水泥颗粒表面形成吸附层，对水泥有一定的束缚作用，从而影响水泥水化的进程，降低水化速度[4-5]，对纤维水泥复合材料的强度有很大影响.本研究选择了3种聚合物乳液对稻杆进行处理，以研究其对水泥水化及性能的影响.1 试验1.1 试验原料稻杆:产地盐城;水泥:32.5R普通硅酸盐水泥;砂:标准砂;水:自来水;聚合物乳液(以下简称为乳液):SD-800改性苯丙乳液、SD-528硅丙乳液、SD-5681氟硅乳液，均为南通生达化工有限公司出品.1.2 试验方法1.2.1 稻杆的成膜处理将稻杆切成长20 mm、宽3 mm左右的碎料后加入乳液中搅拌，以使乳液充分浸入稻杆孔隙部分;再于常温下自然晾干，形成透明聚合物膜.1.2.2 胶砂试样的制备胶砂试样基准配合比均为m(水泥):m(标准砂):m(水)=450∶1 350∶225.分别制备了未掺稻杆、掺原稻杆(占水泥质量的3%)和掺经成膜处理后稻杆(占水泥质量的3%)的胶砂试样，经搅拌机搅拌后振动成型、标准养护.1.2.3 性能检测(1)强度测试.稻杆水泥胶砂试样养护3，7，28 d后，采用水泥自动抗折试验机、压力试验机测试其抗折、抗压强度.(2)稻杆形貌观察.用QUANTA200扫描电镜观察稻杆成膜后其表面形貌与原稻杆的区别.(3)稻杆吸水速率.分别称取5 g原稻杆和成膜处理后的稻杆并放入烧杯中，加水200 mL，分别浸泡5，10，30 min和2，6，12，24 h之后取出.用吸水纸沾其表面，至无重力水渗出为止，然后将材料放在电子天平上，称其吸水后质量(取重复3次测试值的平均值)，计算吸水速率(g/(g◦h))[6].(4)稻杆水泥水化热.采用稻杆水泥混合物试样进行水化热试验，将原料按配合比m(稻杆)∶m(水泥)∶m(水)=15∶200∶90.5)在搅拌机中充分搅拌2 min后放入塑料袋，装入含有保温瓶的设备中，盖好盖子并插入长尾温度计(0～50℃，刻度精确至0.1℃)，用蜡密封.测量并记录保温瓶内混合物在不同时间内的温度变化，测试前材料、测试仪器均在(20±1)℃的环境中恒温2 d，测试过程均在(20± 1)℃的环境中进行.每种试样重复测试3次，取其平均值.以最大温差与到达最高温度的时间和抑制系数(I，%)作为评价指标.式中:t1，t2分别为稻杆水泥混合物、纯水泥水化达到最高温度的时间.(5)差热分析和X射线衍射分析.用STA 449C TG-DSC同步热分析仪测试稻杆水泥混合物水化1，3 d后试样的热量和质量随温度的变化;用Y500 X射线衍射仪测试稻杆水泥混合物水化1，3 d后的水化产物.(6)胶砂试样稻杆与水泥结合界面及水化产物分析.用数码相机拍摄照片，以观察断裂试样的断口形貌;用QUANTA200扫描电镜观察稻杆与水泥基体界面的结合状况、水化产物及其微观结构.2 结果与讨论2.1 强度性能掺不同稻杆的水泥胶砂试样强度见表1.由表1可知，掺入稻杆后，所有胶砂试样的强度均大幅下降;掺成膜处理后稻杆的试样强度较掺原稻杆试样都有不同程度的提高;稻杆经固含量(质量分数) 50%乳液2次成膜处理后，3种乳液中以SD-800乳液对试样强度的改善效果最好;经固含量25%的SD-800乳液处理后，试样强度也有提高，但是比经固含量50%乳液2次成膜处理的效果要差;同样，经固含量50%SD-800乳液3，4次成膜处理后，试样强度不增反降，说明稻杆表面的聚合物膜达到其一厚度就能较好地防水防碱，并提高试样强度，但是随着聚合物膜质量的继续增加，其在防水防碱的同时却增加了试样中的孔隙，而固体材料的孔隙率和强度之间存在根本的反比关系[8]，因而令试样的强度不增反降.表1 胶砂试样强度Table 1 Strength of mortar sample1)Solid content(by mass)of latex，the same below;2)The data in the brackets is times to pressive strength/MPa Straw type Flexural strength/MPa 3 d 7 d 28 d 3 d 7 d 28 d 20.72 25.16 37.03 4.71 5.86 6.56 Blank(no straw) Original rice straw 4.95 6.63 7.19 3.46 4.22 4.90 With 25%1)SD-800(1)2) 7.50 10.50 12.54 3.75 4.55 5.41 With 25%SD-800(1) 9.50 12.60 16.50 3.98 4.71 5.56 With 50%SD-800(2) 12.50 15.50 19.78 4.12 4.91 5.73 Treated straw With 50%SD-800(3) 12.80 15.20 19.20 4.04 4.95 5.78 With 50%SD-800(4) 9.84 12.50 18.40 3.89 4.95 5.78 With 50%SD-528(2) 10.10 13.10 16.92 3.98 4.74 5.59 With 50%SD-568(2) 10.50 13.40 16.85 4.02 4.68 5.492.2 稻杆形貌原稻杆与成膜处理后稻杆的形貌如图1所示.由图1可见，原稻杆表面有明显条纹，断口有明显的孔隙存在;经过成膜处理后，稻杆的表面条纹不再清晰可见，断口的孔隙也被完全覆盖，说明乳液已经在稻杆表面形成了透明的聚合物膜，使其表面缺陷减少，从而能有效阻止侵蚀离子的迁移[9]，改善了稻杆的吸湿和溶出性质.图1 成膜处理前后稻杆形貌图Fig.1 Topography of rice straw before and after coated2.3 稻杆吸水速率2.3.1 乳液吸水率表2为24 h内不同聚合物膜的吸水率，由表2可知，3种乳液的吸水率都很小，其中SD-800乳液的吸水率最低，这是由于其共聚物中引入了苯乙烯链段，提高了膜的耐水性、耐碱性、硬度、抗污性，因而它具有优异的化学稳定性[10].表2 不同聚合物膜吸水率Table 2 Water absorption of different polymerfilms g/gSoaking time/ min Type of latex SD-800 SD-5681 SD-528 5 0.003 0.001 0.003 10 0.004 0.002 0.005 30 0.005 0.004 0.008 120 0.008 0.0100.018 360 0.014 0.017 0.027 960 0.019 0.021 0.039 1 440 0.025 0.030 0.049 2.3.2 成膜处理稻杆吸水速率图2是经不同乳液1次成膜处理后稻杆的吸水速率曲线.由图2可知，经固含量50%不同乳液1次成膜处理的稻杆其吸湿性能均得到了改善，其早期吸水速率明显降低，6 h之后则相互接近，其中SD-800乳液成膜稻杆和SD-528乳液成膜稻杆的早期吸水速率下降最大，但是SD-800乳液成膜稻杆5 min内吸水速率最低.图3是经SD-800这一同种乳液的不同固含量及成膜次数处理后稻杆和原稻杆的吸水速率曲线.由图3可知，乳液相同时，不同固含量及成膜次数处理均改善了稻杆的吸湿性能，使其早期吸水速率明显降低.经固含量50%SD-800乳液3次成膜处理稻杆其5 min后的吸水速率从12.5 g/(g◦h)降到了1.3 g/(g◦h)，6 h之后各试样的吸水速率则相互接近.而成膜处理后的稻杆吸水率也明显降低，24 h后原稻杆吸水率(2.930 g/g)是3次成膜处理稻杆吸水率(1.543 g/g)的近2倍.图2 不同乳液一次成膜稻杆的吸水速率Fig.2 Water absorption rate of straw coated one time with different emulsion图3 SD-800乳液不同固含量及成膜次数稻杆的吸水速率Fig.3 Water absorption rate of straw coated with SD-800 of different solid content and number of coats2.4 稻杆水泥水化热、差热及X射线衍射分析2.4.1 不同乳液成膜处理稻杆图4～6分别是经相同固含量(25%)不同乳液成膜处理后，稻杆与水泥混合物的水化曲线及水化1 d时的TG-DSC，XRD图.硅酸盐水泥水化一般会在预诱导期与加速期出现2个放热峰，预诱导期温峰通常很小.第一放热峰的出现是由于水泥各矿物组分的溶解和C3A迅速水化所致，第二放热峰是因为C-S-H凝胶的大量生成所致[11].由图4可知，经固含量同为25%不同乳液处理时，成膜稻杆与水泥混合后其水化温度都有不同程度的提高，SD-800成膜稻杆试样在1 000 min时到达最高温度36.12℃，SD-5681成膜稻杆试样在1 020 min时到达最高温度35.7℃，SD-528成膜稻杆试样在990 min时到达最高温度35.57℃，原稻杆试样在1 050 min时到达最高温度34.37℃.图4 不同乳液成膜处理稻杆与水泥混合试样的水化曲线Fig.4 Hydration curve of mortar sample with straw coated with different emulsion图5 不同乳液成膜处理稻杆与水泥混合试样水化1 d的TG-DSC图Fig.5 TG-DSC diagram of mortar sample with straw coated with different emulsion after hydrated for one day图6 固含量25%的不同乳液成膜处理稻杆与水泥混合试样水化1 d的XRD图Fig.6 XRD diagram of mortar sample with straw coated with different emulsion of 25%solid content after hydrated for one day由图5可见，原稻杆试样在100℃附近有2个峰，在60℃附近的峰是因失去水分而产生的，各曲线中均可见的是C-S-H和AFt(82～85℃峰值温度，下同)的分解吸热峰，Ca(OH)2(432～438℃)的分解吸热峰，还可见Ca(OH)2在试样制备时被部分碳化成CaCO3后又分解的吸热峰(700℃左右)[12].同时可见成膜处理后试样在82～85℃，432～438℃处的峰面积相对较大，说明成膜处理增强了稻杆的耐碱性，提高了稻杆与水泥的相容性能.对比后可知，经SD-800乳液处理后试样在82～85℃处峰面积相对最大，说明SD-800乳液处理后效果最好，能更好地提高稻杆的耐水、耐碱性能.由图6可知，乳液成膜处理后稻杆水泥水化混合物中Ca(OH)2衍射峰的强度增强.对比后可知，SD-800处理后的试样其Ca(OH)2衍射峰强度最强，水化程度也最高.结合水化热、差热和X射线衍射分析可知，乳液成膜处理能不同程度地提高稻杆的耐碱及耐水性能，从而提高稻杆与水泥之间的相容性，其中以SD-800乳液的效果最佳.2.4.2 不同固含量SD-800乳液成膜处理稻杆图7～9分别是经不同固含量SD-800乳液及不同成膜次数处理下稻杆与水泥混合物的水化曲线、3 d水化TG-DSC和XRD图.由图7可知，与原稻杆水泥混合物相比，乳液成膜处理稻杆与水泥混合后其水化温度均明显提高，到达最高温度的时间也提前，且随着成膜固含量和次数的提高效果越来越好，但是固含量50%、成膜2次后效果达到最好，最接近于纯水泥试样的水化曲线.与原稻杆水泥混合物相比，固含量50%、成膜2次稻杆水泥混合物的相比，最高温度提高了10.4℃，到达最高温度的时间提前了300 min，抑制系数提高了44.8%.由图8可知，成膜处理稻杆试样的C-S-H，Ca(OH)2放热峰面积都比未处理的原稻杆试样大，随着乳液固含量的提高其放热峰面积增大，且接近纯水泥试样的放热峰面积.由图9可知，成膜处理稻杆与水泥混合物的水化Ca(OH)2峰变强，C3S，C2S峰变得越来越弥散，逐渐转化为C-S-H凝胶，且这一效应随着乳液固含量的提高而变强.图7 不同固含量SD-800乳液成膜稻杆与水泥混合物水化曲线Fig.7 Hydration curve of mortar sample with straw coated with emulsion SD-800 of different solid content图8 不同固含量SD-800乳液成膜处理稻杆与水泥混合试样水化3 d的TG-DSC图Fig.8 TG-DSC diagram of mortar sample with straw coated with SD-800 emulsion of different solid content after hydrated for 3 d图9 不同固含量SD-800乳液成膜处理稻杆与水泥混合试样水化3 d的XRD图Fig.9 XRD diagram of SD-800 emulsion with different solid content filmed straw mixed with cement after hydrated 3 d2.5 稻杆与水泥结合界面及水化产物分析图10是胶砂试样断面图.由图10可见，未处理原稻秆试样的断开多为拔出，说明原稻杆与水泥的结合效果较差，黏结力较弱;处理后稻杆(固含量50%SD-800乳液2次成膜处理)试样的断开多为拔断，说明乳液成膜对稻杆与水泥黏结力的改善效果显著.图11是稻杆水泥胶砂试样中稻杆与水泥的结合界面图.由图11可见，未处理的原稻杆与水泥基体之间留有间隙，说明原稻杆与基体的黏结不良或破坏前稻杆与基体已经分离，这种界面结合状态必然导致胶砂试样宏观力学强度较低;成膜处理后稻杆(固含量50%SD-800乳液成膜处理2次)与水泥基体之间没有间隙，说明稻杆成膜后与水泥之间的黏结力增强，试样破坏裂缝不能在稻杆与水泥结合界面上发生，而是转移到了基体内部，此时稻杆也能承载一部分力，这种试样破坏形式显然要消耗更多的能量.图10 胶砂试样断面照片Fig.10 Mortar specimen cross-section photos图11 稻杆与水泥的结合界面Fig.11 Straw and cement interface图12是不同试样水化1 d的SEM图.由图12可见，纯水泥水化1 d后形成了大量纤维状C-S-H凝胶，其中完整的水泥颗粒已经无法找到;未处理原稻杆水泥混合物中清晰可见水泥颗粒的存在，表面也未见纤维状C-S-H凝胶;处理后稻杆水泥混合物的颗粒表面已经形成了纤维状C-S-H凝胶，颗粒轮廓不再清晰.通过图10～12可知，乳液成膜处理改善了稻杆表面性质，提高了稻杆与水泥的界面相容性，从而必然提高稻杆与水泥混合物的强度等性能.图12 稻杆水泥水化1 d后的SEM图Fig.12 SEM diagrams of straw cement mortar after hydrated for 1 d3 结论乳液成膜可以改善原稻杆的吸水性能，且经SD-800乳液成膜处理的效果最好.成膜后试样强度提高，经固含量50%SD-800乳液2次成膜处理后的试样强度较未处理稻杆试样提高了12.6 MPa，当乳液薄膜达到一定厚度后再次成膜反而会降低试样强度;成膜后稻杆吸水率、吸水速率下降，且随着乳液固含量的提高以及成膜次数的增加，下降效果更明显;固含量50%SD-800乳液成膜2次稻杆试样的5 min吸水速率降低了9.8 g/ (g◦h)，其24 h吸水速率是原稻杆的0.686倍;成膜后稻杆与水泥混合物的水化最高温度提高，到达最高温度的时间提前，混合物水化1 d后其C-S-H和Ca(OH)2的放热峰面积均增加，Ca(OH)2峰强增加.随着乳液固含量的提高、成膜次数的增加，以上效果更明显;固含量50%SD-800乳液成膜2次后效果就达到最好，即水化最高温度比原稻杆水泥混合物提高了10.4℃，到达最高温度的时间提前了300 min，抑制系数降低了44.8%.虽然乳液成膜处理明显改善了稻杆的吸水性能，但是却增加了稻杆的体积和密度，从而在稻杆与水泥混合物中引入了更多的孔隙，降低了它的强度.研制出低溶度、防水较好的成膜剂将大大提高稻杆水泥复合材料的性能.参考文献:[1] 张伏，佟金.植物纤维及其增强复合材料的研究进展[J].农业工程学报，2006，22(10):252-256. 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摘
要 ： 采用不同方法对 麦秸进行了改性处理 ， 研究 了改性前后麦秸 的力学性能 和表 面结构特征 ， 并就 改性 前后麦秸与硬化 水泥浆体
的相容性进行 了对 比分析 。 结果表明 ： 经质量分数为 ５ ％的 Ｎ Ｏ ａ Ｈ溶液浸 泡麦秸秸秆 １ 后 ， 秸的酯类 和糖类 杂质溶 出率 为 ３ ． ％， ２ ｈ 麦 ６ ５ 麦 ８ 秸 的极 限拉伸强度和断裂伸长率分别提高 了 １４ １ ７ ． ％， ０ ． ％和 ８ ７ 且麦秸 与硬化水泥浆体界面黏结得 到改善 。 ８ ５ 关键 词： 麦秸 ；改性 ；硬化水 泥浆体 ；界面结构 中图分类号 ： Ｔ ５ ８ １ Ｕ ２ ． ０ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １０ — ５ ０ ２ １ ） １ ０４ —３ ０２ ３ ５ （ ０２ ０— ０ ３ ０
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２ １ 年 第 １ 期 （总 第 ２ ７ 期 ） ０２ ６ Ｎｕ ｅ ｉ ０ ２ Ｔ ｔｌ ． ７ ｍｂ ｒ ２ １ （ ｏａＮｏ２ ） ｌｎ ６
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麦秸与硬化水泥浆体 的适应性研 究
严 亮 ’ 秀丽 ｚ 久俊 ｓ 。张 ，杨
（． １ 华北水利水 电学院 土木与交通学 院，河南 郑州 ４ ０ １ ； ． ５ ０ １ ２ 河南农业大学 机电工程学院 河南 郑州 ４ ０ ０ ； ５０２
３ ．天津城市建设学院 材料 工程 系。天津 ３ ０ ８ ） ０ ３ ４