钢—稻草板组合墙体在建筑中的应用

张秀华 兰士承

(东北林业大学土木工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040)



钢—稻草板组合墙体在建筑中的应用

张秀华 兰士承

(东北林业大学土木工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040)

介绍了新型建筑材料稻草板的由来及制作工艺，并根据稻草板受力特点，提出了钢管—稻草板排架柱组合墙体形式，指出该组合墙体具有重量轻、强度高、材质均匀、便于机械加工等优点，在未来的应用前景十分广阔。

稻草板，排架柱，组合墙体，发展前景

1 建筑墙体的现状

自从进入20世纪，随着科技的进步和人们对居住环境的要求越来越高，人们已经不满足于居住在普通的砖砌房屋中。对于房屋的要求，已经从简单的居住需求向舒适性、隔音性、保暖性、采光性等多因素发展。于是便有了钢筋混凝土房屋和钢结构房屋的出现。步入21世纪之后，建筑技术也是日新月异，传统的钢筋混凝土墙体因为自身的容重大，施工复杂，粉尘污染严重等缺点，国家已经在逐步减少其在建筑中的应用，取而代之的是装配式施工方法。而其中又以新型材料装配构件的发展前景最为良好。稻草板便是在国家建筑大背景下应运而生的一种新型建筑板材。

2 稻草板

2.1 稻草板的由来与展望

利用农作物秸秆制作板材是在第一次世界大战期间由瑞典首先发展起来的一门工艺。由于工艺简单并且原料充沛环保，因此很快便作为建筑材料广泛用于工业、民用、公用等非承重的外墙、隔墙、屋面板、吊顶、门板和各种活动房屋等处。也创造出了一定的经济效益，极大的丰富了建筑板材的用途。随着技术的逐渐发展，稻草板的制作工艺也在不断地进步，稻草板在民用建筑、公用建筑中也多作为墙体材料得到广泛的使用。中国也从20世纪90年代开始引入稻草板生产线。从稻草板问世至今已经有100多年的历史了，在这100多年之间，这种板材除了在北美风光过一时外，其他大部分时间这些稻草板厂家都在市场中苦苦挣扎。而在我国，稻草板的工业化生产基本上还是起步阶段。在这中间存在着一些深刻的问题，这些问题既有市场的，也有技术上的。对这些问题进行探讨无疑会对我国稻草板的发展起到一定的促进作用。

2.2 稻草板的工艺

稻草板的原材料便是稻草等农作物的秸秆[1]。在不添加任何粘结剂或胶粘剂的基础下，不需要经过切割粉碎，可以直接以加热挤压的形式在成型机内形成非常密实的内芯板，之后在表面上面粘上一层强度较高的“护面纸”而制成的新型环保板材。它具有较轻的质量、很高的抗压强度以及良好的隔音性能和保温性能，对于成品稻草板可以进行切割、钻孔、胶合、表面油漆等工艺操作。稻草板的这种结构和制作特点，决定了它的生态优势，它的主要原料农作物秸秆是取之不尽的一年生可再生资源，并且在生产制造过程中不会产生对环境有害的物质。而当稻草板完成使用目的被拆除时，仍可以它的本来面目——农作物秸秆分解而回归大自然。

2.3 稻草板的优缺点

稻草板作为一种新型建材，其最为突出的优点是原材料是农作物废弃秸秆，环保无污染，减少了资源的浪费以及对环境的污染。具有良好的保温性能、隔热性能以及隔音降噪的性能。但同时，由于原材料仅为压缩的秸秆，在材料强度上并不能与钢筋水泥相提并论，存在一些不足的地方。稻草板抗拉强度很低，无法应用在大跨度结构中作为抗拉构件使用。稻草板本身并不能够与其他构件良好的连接，这无疑增加了在施工中的难度。同时由于稻草板板芯为农作物秸秆，仅在表面贴有一层强化纸层，所以并不能很好的满足防火、防潮要求。因此，稻草板这种环保建筑材料还有着很大的发展提高空间。

3 钢管—稻草板组合墙体

从1930年至今，人们在实际工程中渐渐的发现若能够将经济高效的混凝土与型钢组合，形成组合结构，则会比单独的混凝土结构强度要高，同时又不会占用过大的体积。随着实际工程对于钢结构与人造板材的结合应用，取得了许多的进步，并渐渐推广到工业与民用建筑之中。组合墙体具有普通墙体所不具有的优势。即以人造板材代替了混凝土，充分的缩短了施工工期。从2010年起，国家也在大力强调减少现场混凝土的使用，多应用预制混凝土构件，实行装配式施工。钢—稻草板组合墙体充分的满足了这一条件，合理地利用了稻草板的抗压性能，还发挥出了钢材的抗压能力，使两种材料协同受力。

3.1 钢管—稻草板墙体的组合形式

目前，国内房屋建筑中墙体的组合形式主要有：钢筋混凝土墙体、砌体墙、冷弯薄壁型钢密柱组合墙、压型钢板—人造板组合墙等等[2]。从这些墙体形式可以看出，组合墙体比单一材料墙体在结构形式、材料用量、受力分配上都要更好一些。

钢管—稻草板组合墙体采用了如图1所示的截面形式。这种截面形式具有良好的受力性能，发挥出了两种材料的优点。稻草板的延性较好，使得组合墙体的整体性变好，抗震能力加强，可以满足建筑房屋对其的使用要求。钢管与稻草板之间通过钻尾钉连接，中间缝隙可以填充隔音降噪的材料。

3.2 钢管—稻草板组合墙体优点

构件相比于传统钢混墙体，自重轻，不利于结构抗震，并会增加基础造价。构件可标准化生产，由工厂进行预加工后直接运输到现场进行装配。方便后期施工，在组合墙体间隙不仅能够添加保温隔热材料，还便于通过暖通，电源线等建环设计。构件保温隔热、降噪。由于稻草板材料本身的特性，能够极大程度的吸收噪声，并保持屋子冬暖夏凉。原材料经济环保，利用率高，与第一产业链关系合作紧密。

3.3 钢管—稻草板组合墙体发展前景

钢管—稻草板组合墙体是由稻草板及中间的钢柱组合而成的。稻草板与钢管之间是通过钻尾钉进行连接，这样可以使得稻草板与钢管协同受力[3]。稻草板与钢管的间隙不仅能够添加其他填充材料，而且可以方便各种线管的穿过以及施工。由于钢管和稻草板能产生较好的组合效应，使用这样的组合墙体可以发挥出各自的材料优势，在一定容重的前提下提供的支撑更强，降低了材料用量和构件自重。同时由于稻草材料的特点，由稻草板建造的房屋能够极好的保温隔热以及降噪。所以十分适合用作民用建筑材料。

4 结论与期望

随着社会的发展和人口的增加，人们对于建筑的需求与期望也在与日俱增。而稻草板这种新型人造板材也正是在这种大环境下大有用处。通过一系列的技术方法，将原本只能焚烧的农作物秸秆转换成了建筑材料。既解决了农作废物的处理问题，又为建材行业提供了可靠的新型材料。同时，与稻草板结合的钢材作为建筑中的另一种重要材料，具有重量轻、强度高、塑性和韧性好、材质均匀、工作可靠性高、便于机械加工等优点，同时钢构件截面形式多样，可根据使用需求改变截面形式。合理地将稻草板与钢构件组合起来，来代替传统的钢筋混凝土墙体，符合国家要求大力发展装配式建筑的期望，同时也减少了建筑垃圾的产生，对环境保护贡献出建筑业的一份力量。

目前，国家正在大力推广的创新项目就是轻钢轻板结构体系[4]。该体系就是以轻钢作为承重结构，以纸面草板、刨花板、石膏板等作为围护墙而成。这种结构的特点就是：产业化、工业化、标准化的程度很高。并且自重轻、抗震性能好、保温隔音、装配式施工、周期短，是当前国家建设部在大力推广的新型结构体系。国内有关于钢结构与其他新型建筑材料的组合构件还处于初步的研究利用阶段，国内相关的实际工程案例还很少，相关的理论模型与计算公式还只能借鉴类似的材料。但相信随着研究技术的发展和不断的尝试，钢—稻草板组合墙体的优势会越来越得到体现，最终会得到广泛的应用。

[1] 张秀华,裴 骏,郭冬伟,等.钢—稻草板组合结构的应用与发展前景[J].山西建筑,2015，41(29):31-33.

[2] 刘晴晴,王春刚.冷弯薄壁型钢组合墙体轴压性能研究综述[A].钢结构工程研究(十)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会第14届(ISSF-2014)学术交流会暨教学研讨会论文集[C].2014:6.

[3] 于 莹.新型轻钢组合墙体受压承载力研究[D].长春：吉林建筑工程学院,2010.

[4] 金连荣.绿色建材——以稻草板为墙材的轻钢轻板结构体系[J].建筑施工,2000(5):35-39.

The application of steel-straw board composite wall in building

Zhang Xiuhua Lan Shicheng

(CivilEngineeringSchool,NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China)

This paper introduced the origin and production process of new building materials straw board, according to the stress characteristic of straw board, put forward the steel-straw board bent column composite wall form, pointed out that the composite wall had light weight, high strength, uniform material, easy machining and other advantages, had very broad application prospect in future.

straw board, bent frame column, composite wall, development prospect

1009-6825(2016)27-0032-02

2016-07-18

张秀华(1970- )，女，副教授； 兰士承(1993- )，男，在读硕士

TU398

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