利用秸秆资源开发农村建筑墙体材料制品的研究

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1、利用秸秆资源开发农村建筑墙体材料制品的研究第1章绪论1.1研究背景农作物稻秆是成熟农作物莲叶、穗部分的总称。通常稻秆指水稻、小麦、玉米、蓍类、棉花、油料和其它农作物在收秆后剩余的部分。农作物光合作用产物的50%以上存在于稻秆巾，稻秆含有氮、钾、弼、磷、镁等有机质等，是一种具有多用途的可再生的生物资源。稻秆是农业生产过程中的主要副产品，全世界每年获得的农作物稻秆约（1000?2000)xio8吨，我国每年产生的农作物稻秆量约在7亿吨左右，其中玉米、高梁、棉花等稻杆约2亿吨，麦稻和稻草约4亿吨，油料

2、作物稻杆约1亿吨⑴。目前，稻秆在我国的利用率很低，仅占5%左右。农作物收割后，为保证土地的再次耕种，农作物稻秆作为农业垃圾常被焚烧，这既浪费了大量可利用的自然资源,同时还对环境造成了严重污染，使空气中的二氧化碳等温室严重超标，如图1.1和1.2所示。因此，合理利用农作物稻对发展可循环再生资源、保护环境有重要意义。我国农村房屋建筑材料中70%是墙体材料，仍以黏土砖占据主导地位，生产黏土砖每年耗用點土资源达10多亿立方米，相当于毁田约50万亩[2]。我国生产點土砖所耗用标准煤，每年约为7000多万吨

3、；废弃未被利用的煤灰奸石，约为2亿多吨。因此，生产粘土砖不仅占用大量土地，而且污染环境。从节能角度，粘土砖的保温隔热性能很差，我国农村用粘土砖砌筑的房屋大都没有采取保温措施，为满足室内舒适度要求，耗用能源较高。人们对自然资源的不合理索取，使资源能源的消耗严重超负，同时导致出现严重的环境污染。.1.2国内外研究现状最早国内外关于稻秆墙材的研究是以有机的异氰酸酯（MDI)为粘接剂，在高温高压的环境下异氣酸酷可将稻奸粘接在一起，形成纯稻秆板材。在这种工艺过程中会使植物原有纤维结构挤密、压碎和破坏，降低

4、了材料的保温性能。将MDI作为粘接剂的稻打板材具有许多优点，如强度高、容重低、机械性能好，加工性能好，但是有机粘接剂MDI价格髙，且MDI在使用过程中存在缺陷[6]，因此限制了稻秆材料的推广应用。以无机物（如氯氧镁水泥）为胶凝材料制作稻禾T制品的研究较少，目前正处于起步阶段。从经济角度分析，采用无机胶凝材料制作稻轩墙体制品成本较低。在多种无机胶凝材料中，氯氧镁水泥与植物稻奸不仅能牢靠粘接，而且价格低、加工成型方便、强度高、耐久性好，与MDI相比更适合作为胶凝材料。但是无机氯氧镁水泥制品也存在一定

5、的缺陷，即耐水性差、容易返齒返白、易翅曲。科研人员经过无数次的实验，得出了许多有效的方法，能较好的解决上述缺陷，并且增强氯氧续水泥制品的强度、韧性等性能，如添加外加剂、改变配合比等。第2章试验原材料及试验方法2.1原材料及性能本试验稻轩取自甘肃省兰州市榆中县的普通麦草稻秆和玉米稻秆，为便于搅拌成型，先把原始较长的稻秆用铡刀制成20?30mm的短节，如图2.1所示。稻秆作为稻秆墙材的主要骨料和填料，应最大可能与胶凝材料接触，便于成型并实现强度。由于稻秆是稻秆墙材中起保温作用的关键材料，所以制作稻秆

6、和搅拌混合时应尽量保持其天然原状，不压碎、不密实，使制品实现轻质、中强、保温、隔热等性能。MgO(菱苦土）为白色或淡黄色粉末，无臭、无味、无毒，是氯氧镁水泥的主要原料，一般是氯氧镁矿石在80(rc左右的温度下轻烧而成的，如图2.2所示。JC/T449-2008《镁质胶凝材料用原料》规定，按物理及化学性能将氧化镁分为I级、II级和III级三个级别，各级别轻烧氧化镁物理化学性能应符合表2.1规定。氯氧镁水泥用氧化镁的凝结时间和安定性按GB/T1346-2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检

7、验方法》规定测定。胶砂所用材料和用量为：轻烧氧化镁（250g)、标准砂（750g)和氯化镁溶液。其中氯化镁溶液用洁净的自来水将氯化镁配制成为密度为1.2kg/L的溶液，氯化镁溶液用量由胶砂的流动性确定，即通过测量一定配比的水泥胶砂在震动状态下的拓展范围来衡量其流动性。而胶砂流动度测定是为了确定镁质胶凝材料中氯化镁溶液和轻烧氧化镁的比值N。当胶砂底部扩散直径达130mm-140mm吋，胶砂中氯化镁溶液和轻烧氧化镁的质量比即为N。经试验测定当N=1.2时，胶砂底部扩散直径约为135mm。..2.2实

8、验方法.为配置不同浓度的MgCb溶液，先配置一桶高浓度MgCl2溶液（Be=40)和一桶低浓度MgCl2溶液（Be=15),如图2.12所示，再由高低两种浓度的溶液掺配得到实际所需浓度的氯化镁溶液（如Be=23)。配置溶液的方法为：先向塑料桶内加入半桶自來水，再加氯化镁晶体，边加边搅拌使氯化镁充分溶解，同时用婆梅氏（波美）比重计测定浓度，直到浓度达到要求。根据兰州市榆中县实际气温配置试验所需MgCl2溶液浓度。本次试验时平均气温为25°C。根据Be控制原则：气温大于25°C，取2