秸稈復合墻板材料的物理力學性能概述

畢 然 馬 軍

沈陽建筑大學 沈陽 110168

正文：

我國是世界農業大國之一，每年所產出的農業廢料總量巨大，其中，秸稈總產量超過7億噸，但利用率僅占5%左右，大多作為農民生活燃料，或當作廢棄物燒掉，既污染了環境又浪費了資源。近年，國家統計局發布的《戰略性新興產業分類2018》將新型墻體材料列入5個新材料產業子類之一。工信部和住建部聯合發布的《促進綠色建材生產和應用行動方案》為建材行業調整產業結構和產品轉型升級以及發展綠色建筑提出了要求和目標。要發展綠色建筑必須以發展綠色建材為基礎，秸稈復合墻體材料在其全生命周期內與生態環境和諧，不僅性能上符合建筑物的需求，而且取自天然、綠色環保，是對人類健康無害的建筑材料。下面對秸稈復合板的物理及力學性能進行簡要總結：

1.物理性能

1.1 隔聲性能

由于秸稈復合墻板屬于輕質墻板，隔聲性能較弱，為了使其更適用于建筑室內隔墻，需要對其隔聲性能進行研究與改善。根據聲學質量定律，墻板面密度越高，其隔聲量越大，國內學者分別對增加面密度的單層秸稈板、雙層秸稈板以及雙層減薄秸稈板進行了隔聲試驗，得到改善秸稈板隔聲性能的有效措施為：采用水泥面層提高其面密度；采用雙層秸稈復合板；采用減薄的秸稈芯雙層板，實現隔聲性能要求以及結構的優化[1]。

1.2 防腐性能和阻燃性能

由于秸稈復合墻板暴露在空氣中很容易受真菌的影響出現腐朽的現象，嚴重影響其各項性能指標，因此如何提高其防腐性能也是需要解決的關鍵性問題。國內外學者采用硅溶膠通過浸漬或加壓的方式提高其防腐性能，并在木材中引入鋁溶膠以提高其阻燃性能，得到各項性能優異的木纖維板。

1.3 防水性能

采用秸稈纖維與基體復合難免會存在縫隙，導致其耐水性能受到不利影響。為了提高秸稈復合材料的耐水性能，可選用苯丙乳液作為復合材料的防水劑，隨著水分的消耗和蒸發，有機高分子物質在秸稈制品中形成具有阻水作用的不規則網膜，填充于孔隙之中，通過降低孔隙率來提高秸稈制品的防水性能[2]。

1.4保溫性能

根據JGJ134-2001《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》中對圍護結構傳熱系數的要求：外墻總傳熱系數K≤1.5，計算得到秸稈復合墻板的最小厚度為：240mm厚磚墻對應秸稈板的最小厚度為10mm，370mm厚磚墻對應秸稈板的最小厚度為22mm。可見，采用較小厚度的秸稈復合墻板即可達到標準要求的保溫性能。

2.力學性能

目前，國外學者已對秸稈復合墻板各方面性能進行了系統的研究，主要包括：①從微觀方面，利用電鏡試驗對秸稈復合材料的細觀結構進行研究，發現纖維經表面處理后與表面處理劑結性能良好，當纖維與基體相復合時，在基體表面上會形成與有機乳液水化產物相互作用的柔性界面層，界面層能夠有效緩解復合過程中所造成的附加應力，使復合材料具有更高的抗震、抗老化、抗裂、抗沖擊等各項性能；②將水泥基體與秸稈纖維復合，經試驗驗證其抗壓、抗折強度雖有不同程度的下降，但其折壓比顯著提高[3]；③將秸稈纖維作為增強物質放入混凝土材料基體中，可以有效地控制混凝土裂縫的擴展；秸稈植物纖維在經過水泥溶液浸泡之后，通過對比，浸泡過的秸稈纖維增強混凝土抗拉強度的提高幅度大于未經過水泥溶液浸泡的秸稈纖維增強混凝土的抗拉強度；④采用內填秸稈復合材料的鋼筋混凝土框格新型結構體系，以實現多道抗震防線的設計目標，通過研究裝配式和現砌式不同施工工藝下秸稈復合墻體在低周反復荷載作用下的受力特點及破壞機制，得出此類結構的破壞模式均為整體剪切型破壞，且具有較強的耗能能力和抗倒塌能力。

此外，使用秸稈復合墻板還具有其他方面的優勢：使用板墻施工比使用磚砌墻施工速度快五倍，有效縮短施工周期；與實心磚相比，相同面積下的墻板重量不到其三分之一，對減少基礎的承載力，降低造價方面優勢顯著；能夠有效減少墻體所占面積，增加房間使用面積10%左右。

結束語

秸稈復合墻體材料通過大量研究表明具有強度高、質量輕、保溫系數高、隔聲隔熱、低成本、取材方便等特性，但秸稈復合墻板在中高層建筑中的應用卻受到連接柱抗力較弱、預制生態復合墻板豎向連接不連續、結構抗側力能力不足等方面的制約，在實際工程中多用于低層建筑，建筑高度和層數受到限制。為了使秸稈復合墻板的應用更為廣泛，今后需加強對改進的新型秸稈墻板結構進行研究，使其在新型建筑墻體材料領域得以推廣和應用。