鋼—稻草板組合墻體在建筑中的應用

張秀華 蘭士承

(東北林業大學土木工程學院，黑龍江 哈爾濱 150040)

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鋼—稻草板組合墻體在建筑中的應用

張秀華 蘭士承

(東北林業大學土木工程學院，黑龍江 哈爾濱 150040)

介紹了新型建筑材料稻草板的由來及制作工藝，并根據稻草板受力特點，提出了鋼管—稻草板排架柱組合墻體形式，指出該組合墻體具有重量輕、強度高、材質均勻、便于機械加工等優點，在未來的應用前景十分廣闊。

稻草板，排架柱，組合墻體，發展前景

1 建筑墻體的現狀

自從進入20世紀，隨著科技的進步和人們對居住環境的要求越來越高，人們已經不滿足于居住在普通的磚砌房屋中。對于房屋的要求，已經從簡單的居住需求向舒適性、隔音性、保暖性、采光性等多因素發展。于是便有了鋼筋混凝土房屋和鋼結構房屋的出現。步入21世紀之后，建筑技術也是日新月異，傳統的鋼筋混凝土墻體因為自身的容重大，施工復雜，粉塵污染嚴重等缺點，國家已經在逐步減少其在建筑中的應用，取而代之的是裝配式施工方法。而其中又以新型材料裝配構件的發展前景最為良好。稻草板便是在國家建筑大背景下應運而生的一種新型建筑板材。

2 稻草板

2.1 稻草板的由來與展望

利用農作物秸稈制作板材是在第一次世界大戰期間由瑞典首先發展起來的一門工藝。由于工藝簡單并且原料充沛環保，因此很快便作為建筑材料廣泛用于工業、民用、公用等非承重的外墻、隔墻、屋面板、吊頂、門板和各種活動房屋等處。也創造出了一定的經濟效益，極大的豐富了建筑板材的用途。隨著技術的逐漸發展，稻草板的制作工藝也在不斷地進步，稻草板在民用建筑、公用建筑中也多作為墻體材料得到廣泛的使用。中國也從20世紀90年代開始引入稻草板生產線。從稻草板問世至今已經有100多年的歷史了，在這100多年之間，這種板材除了在北美風光過一時外，其他大部分時間這些稻草板廠家都在市場中苦苦掙扎。而在我國，稻草板的工業化生產基本上還是起步階段。在這中間存在著一些深刻的問題，這些問題既有市場的，也有技術上的。對這些問題進行探討無疑會對我國稻草板的發展起到一定的促進作用。

2.2 稻草板的工藝

稻草板的原材料便是稻草等農作物的秸稈[1]。在不添加任何粘結劑或膠粘劑的基礎下，不需要經過切割粉碎，可以直接以加熱擠壓的形式在成型機內形成非常密實的內芯板，之后在表面上面粘上一層強度較高的“護面紙”而制成的新型環保板材。它具有較輕的質量、很高的抗壓強度以及良好的隔音性能和保溫性能，對于成品稻草板可以進行切割、鉆孔、膠合、表面油漆等工藝操作。稻草板的這種結構和制作特點，決定了它的生態優勢，它的主要原料農作物秸稈是取之不盡的一年生可再生資源，并且在生產制造過程中不會產生對環境有害的物質。而當稻草板完成使用目的被拆除時，仍可以它的本來面目——農作物秸稈分解而回歸大自然。

2.3 稻草板的優缺點

稻草板作為一種新型建材，其最為突出的優點是原材料是農作物廢棄秸稈，環保無污染，減少了資源的浪費以及對環境的污染。具有良好的保溫性能、隔熱性能以及隔音降噪的性能。但同時，由于原材料僅為壓縮的秸稈，在材料強度上并不能與鋼筋水泥相提并論，存在一些不足的地方。稻草板抗拉強度很低，無法應用在大跨度結構中作為抗拉構件使用。稻草板本身并不能夠與其他構件良好的連接，這無疑增加了在施工中的難度。同時由于稻草板板芯為農作物秸稈，僅在表面貼有一層強化紙層，所以并不能很好的滿足防火、防潮要求。因此，稻草板這種環保建筑材料還有著很大的發展提高空間。

3 鋼管—稻草板組合墻體

從1930年至今，人們在實際工程中漸漸的發現若能夠將經濟高效的混凝土與型鋼組合，形成組合結構，則會比單獨的混凝土結構強度要高，同時又不會占用過大的體積。隨著實際工程對于鋼結構與人造板材的結合應用，取得了許多的進步，并漸漸推廣到工業與民用建筑之中。組合墻體具有普通墻體所不具有的優勢。即以人造板材代替了混凝土，充分的縮短了施工工期。從2010年起，國家也在大力強調減少現場混凝土的使用，多應用預制混凝土構件，實行裝配式施工。鋼—稻草板組合墻體充分的滿足了這一條件，合理地利用了稻草板的抗壓性能，還發揮出了鋼材的抗壓能力，使兩種材料協同受力。

3.1 鋼管—稻草板墻體的組合形式

目前，國內房屋建筑中墻體的組合形式主要有：鋼筋混凝土墻體、砌體墻、冷彎薄壁型鋼密柱組合墻、壓型鋼板—人造板組合墻等等[2]。從這些墻體形式可以看出，組合墻體比單一材料墻體在結構形式、材料用量、受力分配上都要更好一些。

鋼管—稻草板組合墻體采用了如圖1所示的截面形式。這種截面形式具有良好的受力性能，發揮出了兩種材料的優點。稻草板的延性較好，使得組合墻體的整體性變好，抗震能力加強，可以滿足建筑房屋對其的使用要求。鋼管與稻草板之間通過鉆尾釘連接，中間縫隙可以填充隔音降噪的材料。

3.2 鋼管—稻草板組合墻體優點

構件相比于傳統鋼混墻體，自重輕，不利于結構抗震，并會增加基礎造價。構件可標準化生產，由工廠進行預加工后直接運輸到現場進行裝配。方便后期施工，在組合墻體間隙不僅能夠添加保溫隔熱材料，還便于通過暖通，電源線等建環設計。構件保溫隔熱、降噪。由于稻草板材料本身的特性，能夠極大程度的吸收噪聲，并保持屋子冬暖夏涼。原材料經濟環保，利用率高，與第一產業鏈關系合作緊密。

3.3 鋼管—稻草板組合墻體發展前景

鋼管—稻草板組合墻體是由稻草板及中間的鋼柱組合而成的。稻草板與鋼管之間是通過鉆尾釘進行連接，這樣可以使得稻草板與鋼管協同受力[3]。稻草板與鋼管的間隙不僅能夠添加其他填充材料，而且可以方便各種線管的穿過以及施工。由于鋼管和稻草板能產生較好的組合效應，使用這樣的組合墻體可以發揮出各自的材料優勢，在一定容重的前提下提供的支撐更強，降低了材料用量和構件自重。同時由于稻草材料的特點，由稻草板建造的房屋能夠極好的保溫隔熱以及降噪。所以十分適合用作民用建筑材料。

4 結論與期望

隨著社會的發展和人口的增加，人們對于建筑的需求與期望也在與日俱增。而稻草板這種新型人造板材也正是在這種大環境下大有用處。通過一系列的技術方法，將原本只能焚燒的農作物秸稈轉換成了建筑材料。既解決了農作廢物的處理問題，又為建材行業提供了可靠的新型材料。同時，與稻草板結合的鋼材作為建筑中的另一種重要材料，具有重量輕、強度高、塑性和韌性好、材質均勻、工作可靠性高、便于機械加工等優點，同時鋼構件截面形式多樣，可根據使用需求改變截面形式。合理地將稻草板與鋼構件組合起來，來代替傳統的鋼筋混凝土墻體，符合國家要求大力發展裝配式建筑的期望，同時也減少了建筑垃圾的產生，對環境保護貢獻出建筑業的一份力量。

目前，國家正在大力推廣的創新項目就是輕鋼輕板結構體系[4]。該體系就是以輕鋼作為承重結構，以紙面草板、刨花板、石膏板等作為圍護墻而成。這種結構的特點就是：產業化、工業化、標準化的程度很高。并且自重輕、抗震性能好、保溫隔音、裝配式施工、周期短，是當前國家建設部在大力推廣的新型結構體系。國內有關于鋼結構與其他新型建筑材料的組合構件還處于初步的研究利用階段，國內相關的實際工程案例還很少，相關的理論模型與計算公式還只能借鑒類似的材料。但相信隨著研究技術的發展和不斷的嘗試，鋼—稻草板組合墻體的優勢會越來越得到體現，最終會得到廣泛的應用。

[1] 張秀華,裴 駿,郭冬偉,等.鋼—稻草板組合結構的應用與發展前景[J].山西建筑,2015，41(29):31-33.

[2] 劉晴晴,王春剛.冷彎薄壁型鋼組合墻體軸壓性能研究綜述[A].鋼結構工程研究(十)——中國鋼結構協會結構穩定與疲勞分會第14屆(ISSF-2014)學術交流會暨教學研討會論文集[C].2014:6.

[3] 于 瑩.新型輕鋼組合墻體受壓承載力研究[D].長春：吉林建筑工程學院,2010.

[4] 金連榮.綠色建材——以稻草板為墻材的輕鋼輕板結構體系[J].建筑施工,2000(5):35-39.

The application of steel-straw board composite wall in building

Zhang Xiuhua Lan Shicheng

(CivilEngineeringSchool,NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China)

This paper introduced the origin and production process of new building materials straw board, according to the stress characteristic of straw board, put forward the steel-straw board bent column composite wall form, pointed out that the composite wall had light weight, high strength, uniform material, easy machining and other advantages, had very broad application prospect in future.

straw board, bent frame column, composite wall, development prospect

1009-6825(2016)27-0032-02

2016-07-18

張秀華(1970- )，女，副教授； 蘭士承(1993- )，男，在讀碩士

TU398

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