秸秆资源利用与新型环保材料秸秆砖推广

隋明锐

（东北农业大学，黑龙江 哈尔滨 150000）

1 我国农作物秸秆综合利用现状

农作物秸秆是人类重要的可再生资源，含有丰富的氮、磷、钾、微量元素等成份，是畜禽饲料的有效供给资源，也是工农业生产的重要生产资源。我国是一个农业大国，近年来随着粮食产量提高，伴生极其丰富的秸秆资源。据估算，全国农作物副产的秸秆每年就有6亿吨左右，其中可收集利用的约4.8亿吨以上。长期以来，部分地区呈现农作物秸秆堆积在田头路边、或者付之以炬，这不仅浪费了宝贵的自然资源，而且妨碍交通、污染环境，还容易引起火灾。因此,探讨农作物秸秆资源化及合理开发利用，具有重要的现实意义。

1.1 现存的秸秆资源化及开发利用的途径主要有

秸秆还田；生产饲料；秸秆气化；加工制成燃料；作为轻工、纺织、建材的宝贵原料；可加工成木材和塑料的复合材料。

秸秆无论作为肥料、饲料、燃料或工副业用途等，都是人们节约自然资源保护生态环境，充分利用秸秆的有效途径。但在技术推广过程中，仍存在一些问题:a.秸秆进行气化一次性投资较大，据测算，目前农村每家新建一只50m3的沼气池约需1.5万元，一个200户的村庄，要一次性拿出几十万元建设气化供气系统。同时，供气系统的可燃成分以CO为主，存在一定的安全隐患。b.秸秆饲料质地问题。最突出的是磷素不足，其有效进食能量不能满足反刍家畜的需要；而且秸秆饲料质地膨松，容积庞大，很难作为商品进入流通市场。

1.2 我国秸秆资源区域总体分布情况及各区利用情况

全国主要地区秸秆消费构成(万t)

秸秆产出总量巨大，但利用率普遍偏低，其中有大约1/2的秸秆被用于燃烧供能，但实际获得的能量却很少，大量的秸秆能就白白释放到空气当中，既浪费能量也污染了环境。面对如此庞大的秸秆产量，我们需要采取一种高效环保可行的措施对其进行利用，因此本文下面将探讨秸秆砖的制作与区域推广。

2 新型环保材料秸秆砖推广

秸秆具有一种由木质素和硅石组成的具有防水特性的蜡质细胞膜质，由于含硅量较高腐烂速度极其缓慢，农业领域常用来覆压畜牧棚。最适用于建筑的秸秆砖是由小麦秸制作而成。

2.1 秸秆砖的生产工艺

2.1.1 收集:据观察，对于同期生产的秸秆，秸秆砖要保证防腐，而野草在潮湿时更易腐烂，故原料应不含杂草。

2.1.2 压实:主要应用捆扎机，捆扎机压缩孔道的尺寸决定着秸秆砖的高和宽，通常小型尺寸为(32-35)cm*50cm*(50-120)cm，密度(80-120)kg/m3之间，中型尺寸50cm*80cm*(70-120)cm，大型尺寸70cm*120cm*(100-300)cm或更大，通常可用在承重主体中，这类大型秸秆砖的密度为（180-200）kg/m3。

2.1.3 捆扎:捆扎线一定要足够结实且性质稳定，必须绷紧并且抗腐蚀，人工材料要好于天然材料，聚丙烯皮带是很好的选择。

2.1.4 切割:若要把秸秆砖切割成所需规格，需借助秸秆转针设备的辅助将其重新捆紧，这种针带有手柄、针尖和针眼，可用结构钢简单地制成。

2.1.5 贮存:秸秆砖必须贮存在干燥的环境中，不能直接接触地面，可在地面铺设塑料布等防水设施腾空架起或在其与地面之间放置托盘。同时，必须做好防雨设施，秸秆砖之间要留有一定的间隙。

2.2 秸秆砖的性能

2.2.1 动力特征:秸秆砖可以承受每米墙体工作面长度500kg的荷载（近似等于1000kg/m2），秸秆砖墙若在克服纵向绕曲方面有足够的稳定度，还可以承受更高的荷载值。如在建筑之前做好预应力处理，秸秆砖在物理承力方面完全可以胜任作为建筑材料。

2.2.2 抗震:秸秆砖受到静荷载时，会有些许压缩现象，而当秸秆砖上的荷载被解除时，所有的秸秆砖都恢复了原状。根据金（1996），其弹性的模数值在150ps(1.0N/mm2)左右。正是由于秸秆砖的这种高度的韧性，秸秆砖作为建筑材料，在抗震方面能起到很重要的作用。

2.2.3 隔声:秸秆砖的建筑隔声效果较好，这一现象可归因于秸秆砖的某种振动，并且秸秆砖在一定程度上还能吸收声音。

2.2.4 隔热:热传导系数为U=0.14W/（m2*k）～0.16W/(m2*k)(R=7.1～6.2)，秸秆砖建造房屋可以达到复合低能耗节能建筑材料的标准，即年耗能量不大于15kWh/m2。事实上，秸秆砖用于诸如隔热层及填充板，并以其低成本及良好的隔热性能，用于保温性能差的房屋的密封隔热，是非常经济有效而且节能的方法；

2.2.5 防火:抗火等级F90，松散的秸秆易于燃烧，然而内外面均有抹灰的秸秆砖，可以抗燃烧达90分钟（F90）。因此墙体一旦建立起来，应马上喷涂，抹灰涂层可进行防火保护。

2.2.6 防潮:干秸秆本身具有良好的吸湿性，但为保证秸秆砖性能，秸秆砖的含水量应低于15%，故应设立防水层，在利用秸秆砖建筑时，为使潮气很好的扩散，可在内表面设置水蒸气隔离层，外表面处理时应保证水蒸气能够溢出；保证秸秆砖的干燥，建造者必须保证在最后一层灰泥添加之前，所有的灰泥都要干透，而这样也防止了霉菌的滋生。

2.2.7 防虫防鼠:压实后的秸秆密度达90kg/m3以上，可有效抵抗各种啮齿类动物的冲击，况且老鼠并不啃咬秸秆，而对于抹灰秸秆砖，老鼠则首先要穿过3～6cm的涂层，这种情况并未发生过，在一些老的畜牧棚中，木头框架都有虫咬破坏，而秸秆本身却完好无损，加之秸秆砖又被充分压实。

2.2.8 使用寿命长:秸秆材料的使用寿命很长，并已被一些西方发达国家所证实，最早的秸秆建筑距今已有近100多年的历史了，且仍然可以居住（1886年建于内部拉斯加州）。

2.3 秸秆砖的生产成本

秸秆是农业作物废料，故秸秆砖的原料价格极低；对于风干过程，由于秸秆自身腐烂速度极其缓慢，风干过程耗资不高（此部分可计入原料造价）；如果大量生产，必然会降低秸秆砖的造价，但如同木材一样会增加储存费用，而与普通砖石相比会花费更多。但如果是在广大农村，又大力宣传选在收割后的农闲--剩余劳动力很充足时期，则此部分花销会大大减少；在相同绝热值前提下，传统墙体只有通过外部添加昂贵的复合绝热系统才能达到良好的绝热效果，而秸秆砖自身的良好绝热性能，节省了此部分开销；秸秆砖在应用于建筑材料时，必须填塞缝隙，尔后还需要费时的三遍抹灰，这样使秸秆建筑的造价大大高于砖石建筑。但由于秸秆砖表面抹灰的简便性、易于操作，由此秸秆建筑的造价又会比砖石经济得多。与普通红砖的比较，秸秆砖具有耐高温、环境友好、使用寿命长等多项优势，并且其原料充足，特别是在我国黄淮海和长江中下游小麦秸秆高产地区。随着近些年红砖价格连年走高，建筑成本也持续看涨，使得广大农户没有能力新建住房，因此本文推荐在黄淮海地区的河北省、山东省、河南省以及长江中下游地区的江苏省、安徽省、湖北省等六地大面积推广秸秆砖。

秸秆砖作为建筑材料不仅需要科学理论的研究，还需要具体地初步实践和大力的宣传工作，以解除人们传统的疑惑和担忧，在庞大的建筑形势下，秸秆砖对于城镇尤其是农村的建材紧缺会是很好的解决途径，将来也会是城乡必不可少的产业化项目。

[1](德)赫尔诺特·明克,弗里德曼·马尔克.秸秆建筑[M].北京:中国建筑工业出版社，2007

[2]毕于运,王道龙等.中国秸秆资源评价与利用[M].北京:中国农业科学技术出版社，2008

[3]邹惟前,邱昌兰.太阳能房与生态建材[M].北京:化学工业出版社，2007