秸稈資源利用與新型環(huán)保材料秸稈磚推廣

隋明銳

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150000）

1 我國(guó)農(nóng)作物秸稈綜合利用現(xiàn)狀

農(nóng)作物秸稈是人類重要的可再生資源，含有豐富的氮、磷、鉀、微量元素等成份，是畜禽飼料的有效供給資源，也是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要生產(chǎn)資源。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，近年來(lái)隨著糧食產(chǎn)量提高，伴生極其豐富的秸稈資源。據(jù)估算，全國(guó)農(nóng)作物副產(chǎn)的秸稈每年就有6億噸左右，其中可收集利用的約4.8億噸以上。長(zhǎng)期以來(lái)，部分地區(qū)呈現(xiàn)農(nóng)作物秸稈堆積在田頭路邊、或者付之以炬，這不僅浪費(fèi)了寶貴的自然資源，而且妨礙交通、污染環(huán)境，還容易引起火災(zāi)。因此,探討農(nóng)作物秸稈資源化及合理開(kāi)發(fā)利用，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1.1 現(xiàn)存的秸稈資源化及開(kāi)發(fā)利用的途徑主要有

秸稈還田；生產(chǎn)飼料；秸稈氣化；加工制成燃料；作為輕工、紡織、建材的寶貴原料；可加工成木材和塑料的復(fù)合材料。

秸稈無(wú)論作為肥料、飼料、燃料或工副業(yè)用途等，都是人們節(jié)約自然資源保護(hù)生態(tài)環(huán)境，充分利用秸稈的有效途徑。但在技術(shù)推廣過(guò)程中，仍存在一些問(wèn)題:a.秸稈進(jìn)行氣化一次性投資較大，據(jù)測(cè)算，目前農(nóng)村每家新建一只50m3的沼氣池約需1.5萬(wàn)元，一個(gè)200戶的村莊，要一次性拿出幾十萬(wàn)元建設(shè)氣化供氣系統(tǒng)。同時(shí)，供氣系統(tǒng)的可燃成分以CO為主，存在一定的安全隱患。b.秸稈飼料質(zhì)地問(wèn)題。最突出的是磷素不足，其有效進(jìn)食能量不能滿足反芻家畜的需要；而且秸稈飼料質(zhì)地膨松，容積龐大，很難作為商品進(jìn)入流通市場(chǎng)。

1.2 我國(guó)秸稈資源區(qū)域總體分布情況及各區(qū)利用情況

全國(guó)主要地區(qū)秸稈消費(fèi)構(gòu)成(萬(wàn)t)

秸稈產(chǎn)出總量巨大，但利用率普遍偏低，其中有大約1/2的秸稈被用于燃燒供能，但實(shí)際獲得的能量卻很少，大量的秸稈能就白白釋放到空氣當(dāng)中，既浪費(fèi)能量也污染了環(huán)境。面對(duì)如此龐大的秸稈產(chǎn)量，我們需要采取一種高效環(huán)保可行的措施對(duì)其進(jìn)行利用，因此本文下面將探討秸稈磚的制作與區(qū)域推廣。

2 新型環(huán)保材料秸稈磚推廣

秸稈具有一種由木質(zhì)素和硅石組成的具有防水特性的蠟質(zhì)細(xì)胞膜質(zhì)，由于含硅量較高腐爛速度極其緩慢，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域常用來(lái)覆壓畜牧棚。最適用于建筑的秸稈磚是由小麥秸制作而成。

2.1 秸稈磚的生產(chǎn)工藝

2.1.1 收集:據(jù)觀察，對(duì)于同期生產(chǎn)的秸稈，秸稈磚要保證防腐，而野草在潮濕時(shí)更易腐爛，故原料應(yīng)不含雜草。

2.1.2 壓實(shí):主要應(yīng)用捆扎機(jī)，捆扎機(jī)壓縮孔道的尺寸決定著秸稈磚的高和寬，通常小型尺寸為(32-35)cm*50cm*(50-120)cm，密度(80-120)kg/m3之間，中型尺寸50cm*80cm*(70-120)cm，大型尺寸70cm*120cm*(100-300)cm或更大，通常可用在承重主體中，這類大型秸稈磚的密度為（180-200）kg/m3。

2.1.3 捆扎:捆扎線一定要足夠結(jié)實(shí)且性質(zhì)穩(wěn)定，必須繃緊并且抗腐蝕，人工材料要好于天然材料，聚丙烯皮帶是很好的選擇。

2.1.4 切割:若要把秸稈磚切割成所需規(guī)格，需借助秸稈轉(zhuǎn)針設(shè)備的輔助將其重新捆緊，這種針帶有手柄、針尖和針眼，可用結(jié)構(gòu)鋼簡(jiǎn)單地制成。

2.1.5 貯存:秸稈磚必須貯存在干燥的環(huán)境中，不能直接接觸地面，可在地面鋪設(shè)塑料布等防水設(shè)施騰空架起或在其與地面之間放置托盤。同時(shí)，必須做好防雨設(shè)施，秸稈磚之間要留有一定的間隙。

2.2 秸稈磚的性能

2.2.1 動(dòng)力特征:秸稈磚可以承受每米墻體工作面長(zhǎng)度500kg的荷載（近似等于1000kg/m2），秸稈磚墻若在克服縱向繞曲方面有足夠的穩(wěn)定度，還可以承受更高的荷載值。如在建筑之前做好預(yù)應(yīng)力處理，秸稈磚在物理承力方面完全可以勝任作為建筑材料。

2.2.2 抗震:秸稈磚受到靜荷載時(shí)，會(huì)有些許壓縮現(xiàn)象，而當(dāng)秸稈磚上的荷載被解除時(shí)，所有的秸稈磚都恢復(fù)了原狀。根據(jù)金（1996），其彈性的模數(shù)值在150ps(1.0N/mm2)左右。正是由于秸稈磚的這種高度的韌性，秸稈磚作為建筑材料，在抗震方面能起到很重要的作用。

2.2.3 隔聲:秸稈磚的建筑隔聲效果較好，這一現(xiàn)象可歸因于秸稈磚的某種振動(dòng)，并且秸稈磚在一定程度上還能吸收聲音。

2.2.4 隔熱:熱傳導(dǎo)系數(shù)為U=0.14W/（m2*k）～0.16W/(m2*k)(R=7.1～6.2)，秸稈磚建造房屋可以達(dá)到復(fù)合低能耗節(jié)能建筑材料的標(biāo)準(zhǔn)，即年耗能量不大于15kWh/m2。事實(shí)上，秸稈磚用于諸如隔熱層及填充板，并以其低成本及良好的隔熱性能，用于保溫性能差的房屋的密封隔熱，是非常經(jīng)濟(jì)有效而且節(jié)能的方法；

2.2.5 防火:抗火等級(jí)F90，松散的秸稈易于燃燒，然而內(nèi)外面均有抹灰的秸稈磚，可以抗燃燒達(dá)90分鐘（F90）。因此墻體一旦建立起來(lái)，應(yīng)馬上噴涂，抹灰涂層可進(jìn)行防火保護(hù)。

2.2.6 防潮:干秸稈本身具有良好的吸濕性，但為保證秸稈磚性能，秸稈磚的含水量應(yīng)低于15%，故應(yīng)設(shè)立防水層，在利用秸稈磚建筑時(shí)，為使潮氣很好的擴(kuò)散，可在內(nèi)表面設(shè)置水蒸氣隔離層，外表面處理時(shí)應(yīng)保證水蒸氣能夠溢出；保證秸稈磚的干燥，建造者必須保證在最后一層灰泥添加之前，所有的灰泥都要干透，而這樣也防止了霉菌的滋生。

2.2.7 防蟲防鼠:壓實(shí)后的秸稈密度達(dá)90kg/m3以上，可有效抵抗各種嚙齒類動(dòng)物的沖擊，況且老鼠并不啃咬秸稈，而對(duì)于抹灰秸稈磚，老鼠則首先要穿過(guò)3～6cm的涂層，這種情況并未發(fā)生過(guò)，在一些老的畜牧棚中，木頭框架都有蟲咬破壞，而秸稈本身卻完好無(wú)損，加之秸稈磚又被充分壓實(shí)。

2.2.8 使用壽命長(zhǎng):秸稈材料的使用壽命很長(zhǎng)，并已被一些西方發(fā)達(dá)國(guó)家所證實(shí)，最早的秸稈建筑距今已有近100多年的歷史了，且仍然可以居住（1886年建于內(nèi)部拉斯加州）。

2.3 秸稈磚的生產(chǎn)成本

秸稈是農(nóng)業(yè)作物廢料，故秸稈磚的原料價(jià)格極低；對(duì)于風(fēng)干過(guò)程，由于秸稈自身腐爛速度極其緩慢，風(fēng)干過(guò)程耗資不高（此部分可計(jì)入原料造價(jià)）；如果大量生產(chǎn)，必然會(huì)降低秸稈磚的造價(jià)，但如同木材一樣會(huì)增加儲(chǔ)存費(fèi)用，而與普通磚石相比會(huì)花費(fèi)更多。但如果是在廣大農(nóng)村，又大力宣傳選在收割后的農(nóng)閑--剩余勞動(dòng)力很充足時(shí)期，則此部分花銷會(huì)大大減少；在相同絕熱值前提下，傳統(tǒng)墻體只有通過(guò)外部添加昂貴的復(fù)合絕熱系統(tǒng)才能達(dá)到良好的絕熱效果，而秸稈磚自身的良好絕熱性能，節(jié)省了此部分開(kāi)銷；秸稈磚在應(yīng)用于建筑材料時(shí)，必須填塞縫隙，爾后還需要費(fèi)時(shí)的三遍抹灰，這樣使秸稈建筑的造價(jià)大大高于磚石建筑。但由于秸稈磚表面抹灰的簡(jiǎn)便性、易于操作，由此秸稈建筑的造價(jià)又會(huì)比磚石經(jīng)濟(jì)得多。與普通紅磚的比較，秸稈磚具有耐高溫、環(huán)境友好、使用壽命長(zhǎng)等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，并且其原料充足，特別是在我國(guó)黃淮海和長(zhǎng)江中下游小麥秸稈高產(chǎn)地區(qū)。隨著近些年紅磚價(jià)格連年走高，建筑成本也持續(xù)看漲，使得廣大農(nóng)戶沒(méi)有能力新建住房，因此本文推薦在黃淮海地區(qū)的河北省、山東省、河南省以及長(zhǎng)江中下游地區(qū)的江蘇省、安徽省、湖北省等六地大面積推廣秸稈磚。

秸稈磚作為建筑材料不僅需要科學(xué)理論的研究，還需要具體地初步實(shí)踐和大力的宣傳工作，以解除人們傳統(tǒng)的疑惑和擔(dān)憂，在龐大的建筑形勢(shì)下，秸稈磚對(duì)于城鎮(zhèn)尤其是農(nóng)村的建材緊缺會(huì)是很好的解決途徑，將來(lái)也會(huì)是城鄉(xiāng)必不可少的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。

[1](德)赫爾諾特·明克,弗里德曼·馬爾克.秸稈建筑[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007

[2]畢于運(yùn),王道龍等.中國(guó)秸稈資源評(píng)價(jià)與利用[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2008

[3]鄒惟前,邱昌蘭.太陽(yáng)能房與生態(tài)建材[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2007