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，黑龍江 哈爾濱 150000）

1 我國農(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。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，近年來隨著糧食產(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。長期以來，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。因此,探討農(nóng)作物秸稈資源化及合理開發(fā)利用，具有重要的現(xiàn)實意義。

1.1 現(xiàn)存的秸稈資源化及開發(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合材料。

秸稈無論作為肥料、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)推廣過程中，仍存在一些問題:a.秸稈進行氣化一次性投資較大，據(jù)測算，目前農(nóng)村每家新建一只50m3的沼氣池約需1.5萬元，一個200戶的村莊，要一次性拿出幾十萬元建設氣化供氣系統(tǒng)。同時，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)地問題。最突出的是磷素不足，其有效進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，很難作為商品進入流通市場。

1.2 我國秸稈資源區(qū)域總體分布情況及各區(qū)利用情況

全國主要地區(qū)秸稈消費構(gòu)成(萬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，但實際獲得的能量卻很少，大量的秸稈能就白白釋放到空氣當中，既浪費能量也污染了環(huán)境。面對如此龐大的秸稈產(chǎn)量，我們需要采取一種高效環(huán)?？尚械拇胧ζ溥M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)細胞膜質(zhì)，由于含硅量較高腐爛速度極其緩慢，農(nóng)業(yè)領域常用來覆壓畜牧棚。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，對于同期生產(chǎn)的秸稈，秸稈磚要保證防腐，而野草在潮濕時更易腐爛，故原料應不含雜草。

2.1.2 壓實:主要應用捆扎機，捆扎機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?？捎迷诔兄刂黧w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，可在地面鋪設塑料布等防水設施騰空架起或在其與地面之間放置托盤。同時，必須做好防雨設施，秸稈磚之間要留有一定的間隙。

2.2 秸稈磚的性能

2.2.1 動力特征:秸稈磚可以承受每米墻體工作面長度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應力處理，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，會有些許壓縮現(xiàn)象，而當秸稈磚上的荷載被解除時，所有的秸稈磚都恢復了原狀。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，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到復合低能耗節(jié)能建筑材料的標準，即年耗能量不大于15kWh/m2。事實上，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)濟有效而且節(jié)能的方法；

2.2.5 防火:抗火等級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90分鐘（F90）。因此墻體一旦建立起來，應馬上噴涂，抹灰涂層可進行防火保護。

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，秸稈磚的含水量應低于15%，故應設立防水層，在利用秸稈磚建筑時，為使潮氣很好的擴散，可在內(nèi)表面設置水蒸氣隔離層，外表面處理時應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:壓實后的秸稈密度達90kg/m3以上，可有效抵抗各種嚙齒類動物的沖擊，況且老鼠并不啃咬秸稈，而對于抹灰秸稈磚，老鼠則首先要穿過3～6cm的涂層，這種情況并未發(fā)生過，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損，加之秸稈磚又被充分壓實。

2.2.8 使用壽命長:秸稈材料的使用壽命很長，并已被一些西方發(fā)達國家所證實，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?。?886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，故秸稈磚的原料價格極低；對于風干過程，由于秸稈自身腐爛速度極其緩慢，風干過程耗資不高（此部分可計入原料造價）；如果大量生產(chǎn)，必然會降低秸稈磚的造價，但如同木材一樣會增加儲存費用，而與普通磚石相比會花費更多。但如果是在廣大農(nóng)村，又大力宣傳選在收割后的農(nóng)閑--剩余勞動力很充足時期，則此部分花銷會大大減少；在相同絕熱值前提下，傳統(tǒng)墻體只有通過外部添加昂貴的復合絕熱系統(tǒng)才能達到良好的絕熱效果，而秸稈磚自身的良好絕熱性能，節(jié)省了此部分開銷；秸稈磚在應用于建筑材料時，必須填塞縫隙，爾后還需要費時的三遍抹灰，這樣使秸稈建筑的造價大大高于磚石建筑。但由于秸稈磚表面抹灰的簡便性、易于操作，由此秸稈建筑的造價又會比磚石經(jīng)濟得多。與普通紅磚的比較，秸稈磚具有耐高溫、環(huán)境友好、使用壽命長等多項優(yōu)勢，并且其原料充足，特別是在我國黃淮海和長江中下游小麥秸稈高產(chǎn)地區(qū)。隨著近些年紅磚價格連年走高，建筑成本也持續(xù)看漲，使得廣大農(nóng)戶沒有能力新建住房，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理論的研究，還需要具體地初步實踐和大力的宣傳工作，以解除人們傳統(tǒng)的疑惑和擔憂，在龐大的建筑形勢下，秸稈磚對于城鎮(zhèn)尤其是農(nóng)村的建材緊缺會是很好的解決途徑，將來也會是城鄉(xiāng)必不可少的產(chǎn)業(yè)化項目。

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

[2]畢于運,王道龍等.中國秸稈資源評價與利用[M].北京:中國農(nóng)業(yè)科學技術(shù)出版社，2008

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