秸秆复合墙板材料的物理力学性能概述

毕 然 马 军

沈阳建筑大学 沈阳 110168

正文：

我国是世界农业大国之一，每年所产出的农业废料总量巨大，其中，秸秆总产量超过7亿吨，但利用率仅占5%左右，大多作为农民生活燃料，或当作废弃物烧掉，既污染了环境又浪费了资源。近年，国家统计局发布的《战略性新兴产业分类2018》将新型墙体材料列入5个新材料产业子类之一。工信部和住建部联合发布的《促进绿色建材生产和应用行动方案》为建材行业调整产业结构和产品转型升级以及发展绿色建筑提出了要求和目标。要发展绿色建筑必须以发展绿色建材为基础，秸秆复合墙体材料在其全生命周期内与生态环境和谐，不仅性能上符合建筑物的需求，而且取自天然、绿色环保，是对人类健康无害的建筑材料。下面对秸秆复合板的物理及力学性能进行简要总结：

1.物理性能

1.1 隔声性能

由于秸秆复合墙板属于轻质墙板，隔声性能较弱，为了使其更适用于建筑室内隔墙，需要对其隔声性能进行研究与改善。根据声学质量定律，墙板面密度越高，其隔声量越大，国内学者分别对增加面密度的单层秸秆板、双层秸秆板以及双层减薄秸秆板进行了隔声试验，得到改善秸秆板隔声性能的有效措施为：采用水泥面层提高其面密度；采用双层秸秆复合板；采用减薄的秸秆芯双层板，实现隔声性能要求以及结构的优化[1]。

1.2 防腐性能和阻燃性能

由于秸秆复合墙板暴露在空气中很容易受真菌的影响出现腐朽的现象，严重影响其各项性能指标，因此如何提高其防腐性能也是需要解决的关键性问题。国内外学者采用硅溶胶通过浸渍或加压的方式提高其防腐性能，并在木材中引入铝溶胶以提高其阻燃性能，得到各项性能优异的木纤维板。

1.3 防水性能

采用秸秆纤维与基体复合难免会存在缝隙，导致其耐水性能受到不利影响。为了提高秸秆复合材料的耐水性能，可选用苯丙乳液作为复合材料的防水剂，随着水分的消耗和蒸发，有机高分子物质在秸秆制品中形成具有阻水作用的不规则网膜，填充于孔隙之中，通过降低孔隙率来提高秸秆制品的防水性能[2]。

1.4保温性能

根据JGJ134-2001《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》中对围护结构传热系数的要求：外墙总传热系数K≤1.5，计算得到秸秆复合墙板的最小厚度为：240mm厚砖墙对应秸秆板的最小厚度为10mm，370mm厚砖墙对应秸秆板的最小厚度为22mm。可见，采用较小厚度的秸秆复合墙板即可达到标准要求的保温性能。

2.力学性能

目前，国外学者已对秸秆复合墙板各方面性能进行了系统的研究，主要包括：①从微观方面，利用电镜试验对秸秆复合材料的细观结构进行研究，发现纤维经表面处理后与表面处理剂结性能良好，当纤维与基体相复合时，在基体表面上会形成与有机乳液水化产物相互作用的柔性界面层，界面层能够有效缓解复合过程中所造成的附加应力，使复合材料具有更高的抗震、抗老化、抗裂、抗冲击等各项性能；②将水泥基体与秸秆纤维复合，经试验验证其抗压、抗折强度虽有不同程度的下降，但其折压比显著提高[3]；③将秸秆纤维作为增强物质放入混凝土材料基体中，可以有效地控制混凝土裂缝的扩展；秸秆植物纤维在经过水泥溶液浸泡之后，通过对比，浸泡过的秸秆纤维增强混凝土抗拉强度的提高幅度大于未经过水泥溶液浸泡的秸秆纤维增强混凝土的抗拉强度；④采用内填秸秆复合材料的钢筋混凝土框格新型结构体系，以实现多道抗震防线的设计目标，通过研究装配式和现砌式不同施工工艺下秸秆复合墙体在低周反复荷载作用下的受力特点及破坏机制，得出此类结构的破坏模式均为整体剪切型破坏，且具有较强的耗能能力和抗倒塌能力。

此外，使用秸秆复合墙板还具有其他方面的优势：使用板墙施工比使用砖砌墙施工速度快五倍，有效缩短施工周期；与实心砖相比，相同面积下的墙板重量不到其三分之一，对减少基础的承载力，降低造价方面优势显著；能够有效减少墙体所占面积，增加房间使用面积10%左右。

结束语

秸秆复合墙体材料通过大量研究表明具有强度高、质量轻、保温系数高、隔声隔热、低成本、取材方便等特性，但秸秆复合墙板在中高层建筑中的应用却受到连接柱抗力较弱、预制生态复合墙板竖向连接不连续、结构抗侧力能力不足等方面的制约，在实际工程中多用于低层建筑，建筑高度和层数受到限制。为了使秸秆复合墙板的应用更为广泛，今后需加强对改进的新型秸秆墙板结构进行研究，使其在新型建筑墙体材料领域得以推广和应用。