农作物秸秆在建筑材料中的应用

农作物秸秆在建筑材料中的应用

摘要：建材行业作为全国的能耗大户，环保、节能、利废已成为该行业今后发展的方向。合理利用现有资源，制造价廉物美的高性能建材产品成为众多厂商追逐的目标。本文简要论述了农作物秸秆作为一种资源丰富的原材料，在建筑材料生产中的可行性及重要性。介绍了秸秆建材发展的优势。

关键字：秸秆；建筑材料；环保；节能

一、前言

中国是一个农业大国，大部分省份都种植小麦、水稻、玉米等秸秆作物。据统计，我国农作物秸秆资源拥有量居世界首位，年产秸秆约7亿t，全国50％以上的秸秆资源集中在四川、河南、山东、河北、江苏、湖南、湖北、浙江等9省[1]。近几年，我国农村经济不断发展，传统的将秸杆作为生活燃料的需求逐年减少，导致了剩余秸杆处理难的问题十分突出。为了赶农时、图方便，人们往往将之一烧了之，既污染了环境，又浪费了资源。与此同时，随着世界经济的发展和人口的增加，建筑业蓬勃发展，全球对建筑材料的需求量不断增长，导致了对资源的倚赖及需求不断增大。充分利用现有资源，将带来环境压力的秸秆通过技术加工成经济实用的建筑材料，是我国目前大力发展的新兴行业。

二、国内外发展状况

在北美利用草砖建房技术已有百年功史，国外早在20世纪初就开始将秸秆加工生产人造板材，1920年美国路易安那州建立了利用蔗渣制板生产厂[2]。利用麦秸秆或稻草秆建成的住房具有“超级绝缘”的特点，保温性能好、湿度高、有助于人体健康。

将麦秸和稻草作为板材原料的应用研究起始于生产COMPAK板，目前已有英国、澳大利亚、挪威、波兰、比利时、伊朗、印度、马来西亚、印尼、巴基斯坦、加拿大、美国等20多个国家建立了以农作物为原料的人造板生产厂家，其中美国和加拿大就有11家。美国的PRIML BOARD公司，加拿大的ISOBORD公司生产线产量均在10万m3和20万m3以上，美国的麦秸板全年产量约为1600万m3。因此，在国外以农业剩余物为原料生产人造板是一个不容忽视的产业[3]。

我国对农作物秸秆人造板的研究较国外晚。在80－90年代，我国南方己形成利用蔗渣制造硬质纤维板、刨花板的工厂体系。近年来，中国林科院、东北林业大学、南京林业大学等科研院校，先后对此项技术进行研究与开发，利用麦秸、稻秸、棉杆等非木质材料作为人

造板的原料，制造出刨花板或中纤板。其物理力学性能达到国家有关人造板的标准技术指标。随着技术与生产的结合，近几年国内涌现出大批生产秸秆板材的厂家，产品除了在国内市场上销售外，也大量直销海外市场。

三、秸秆板材的优势

3.1、隔热、保温、节能

轻型人造板若作为墙体材料其重量是砖墙的1/10，而传热与导热几乎是砖墙的1/3-1/20，其中5.8cm厚的稻草板相当于56cm厚砖墙，3.5cm厚的水泥刨花板相当于25.85cm 厚砖墙的热阻值[3]。规格200mm厚的墙板，保温系数高于370mm粘土砖墙4倍,取暖热耗降低4倍，取暖成本减少4倍。每年可节省大量的能源消耗，大大降低取暖支出[4]。

生产传统的墙体材料粘土砖，每万块粘土砖消耗标准煤约1.53t,占建材行业总生产煤耗约50％。若以生产砖的煤耗作为1 ，则人造板中的稻草板约为0.27，水泥刨花板约为0.38，植物纤维的碎料板约为0.47。河北省宣化县绿环新兴建材厂生产的植物纤维外墙保温板每平方米耗电0.142度，耗水1.5升，不用一克燃料。每平方米中电、水的成本1元。与其它的墙材比较，其产出量与能耗比是极低的。所以从节能要求出发发展人造板作为墙体材料应用中的一部分是利国利民的好事。

3.2、隔音

建筑设计中的隔声主要是针对空气声（声源经过空气向四周传播的噪声称为空气声）与固体声（声源经过固体向四周传播的噪声称为固体声）。用轻型人造板做隔墙时要求板材容重大且要有一定的厚度，这样声波衰减也较大，隔声效果就越好。德国采用人造板做内隔墙(单层)时其厚度不小于16mm，做外墙时不小于18mm，防止固体声应采取双层结构(中空结构)或在双层中填充填垫物，以达到隔声的目的[3]。

3.3、轻质

秸秆人造板相对于混凝土、砖石结构材料而言是轻质材料，它的容重一般为430－1300 kg/ m3。人造板所构成的复合墙板几乎是粘土砖墙体重的1/10。轻质墙体材料可以减少建筑物的自重，提高结构抗震能力，减少建筑物的基础处理费用，降低造价，节约运输费用。据统计，目前每平方米房屋建筑面积的建筑材料质量约为1200- 1300kg，而采用人造板和复合墙体材料替代，其质量约为80kg左右，大大减轻了房屋的整体质量。

3.4、施工快捷

秸秆板复合墙体材料，可采用装配式施工，按图制作，便捷按装，加快了施工速度，减少了材料的堆积面积，促进了文明施工。

四、发展前景广阔

4.1、使用地域的广泛性

4.1.1、秸秆原料的广泛性

我国农作物种植的范围极大，可以涵盖我国各个温区、产区。例如南方的稻草、甘蔗渣、稻糠等；北方的玉米秆、玉米芯、高粱秆、大豆秸等；中原地区的麦秸、谷糠等；林业地区的锯末、大柴等。

4.1.2、使用的地域性大，适合全国各地区

就秸秆板的生产而言，南方气温条件好，可以全年生产；北方气温低但是空气干燥，5-9月每天的产量是南方地区的3倍，产量不受影响。

秸秆板具有与我国多气候（北方保温，南方隔热）相适应保温、防水、高强度的特点，能适合热带、亚热带多雨、多潮气候，同时亦适应北方地区保温抗寒的气候要求。

4.2、使用房型的广泛性

目前市场现有的秸秆板材，已形成了多规格、多用途、多功能的产品系列。例如：轻体内墙隔板、卫生间隔板、高保温外墙板、强保温外墙板、保温隔音屋面板、强防水屋面板等。由于其具有按图制作、便捷按装等特点，广泛应用于各种框架式建筑、体育馆场、厂房仓库、救灾房屋、宾馆饭店、商场写字楼等。

4.3、推广前景广阔

科学技术的进步和资本的支持为人造板工业的发展提供了良好的条件。秸秆板正是适应了这种高科技的需求应运而生。由于秸秆板系列产品具有广阔的应用空间，并且该产品的生产成本较低，产品性能优越等优点，必将导致该产品有较强的市场竞争力。特别是当前，国家天然林保护工程正在实施，许多普通刨花板和中密度纤维板厂将面临原料的供需矛盾，使其市场竞争能力下降。未来十五年内，预计人造板的年需求量将超过3500万m3以上[5]。因此，我国的秸秆板材的生产具有广泛的推广前景。

作为人口大国、能耗大国、建筑大国，建筑材料对资源的倚赖性越来越大。在中国430多亿平方米的建筑中，99%都属于高能耗建筑。即使是新建筑，也有95%以上仍是高能耗的，单位面积采暖能耗相当于国际上气候条件相近国家的两三倍。这是中国城市可持续发展的最大难题之一。中国建筑的高能耗，还与使用的建材关系很大。目前仍占中国墙体材料总量的70%左右的粘土实心砖，由于保温隔热性能差，使得中国建筑单位面积能耗为发达国家的3～5倍。窗户能耗为发达国家的2～3倍。

于2005年7月1日开始实施的《中国公共建筑节能标准》无疑会催生出一个新型节能