浅谈秸秆砖在墙体材料中的应用

姬琛雅+陈霞

摘 要：秸秆是可再生资源，秸秆的成分接近于木材，可制成秸秆砖，轻质高强，韧性高，保温隔热性好，防潮防火性高，防虫防鼠，价格低廉，且易于获取。因此，秸杆砖房既能满足环保低碳要求，又具有原生态和DIY性，能满足现代人的回归自然的生理和心理需求。作为农业大国，中国有丰富的秸秆资源，因此在中国推广秸秆建筑有十分重要和积极的意义。

关键词：秸秆砖；轻质高强；保温隔热；环保；DIY性

一、前言

众所周知，我国是一个农业大国，每到丰收季节，大量农作物的产出，相应的农作物副产品——秸秆也大量产出。这些秸秆早期主要用于饲料、肥料和燃料及以秸秆为基料生产实用菌，造纸的原材料等，不超过全国秸秆资源总量的 30%。大量的秸秆资源被闲置，就地焚烧就成了农民最直接最方便的处理方式。因焚烧不当各地出现“麦田火灾”的现象时有发生；更有甚者在高速路上因焚烧产生是烟雾造成严重的交通追尾事故也频频发生[1]；空气污染严重，老人和儿童呼吸到这种空气，患呼吸道疾病的人不在少数。面对这一切，人们不禁自问：这些“秸秆”除了焚烧还田及用于农作物以外，有没有更好的其它处理办法呢？在建筑绿色资源缺乏的时代，能否考虑用于建筑工程中呢？

二、国内外发展概况

（一）国外发展概况

在人类历史上，人们早就有开始使用秸秆材料建造房屋的先例。十九世纪40年代，美国西北部的内布拉斯加州的草原地区上修建了第一幢秸秆建筑（草砖房）。人们为了躲避风寒，草原上天然的木材和石材等比较缺乏，就尝试着把被废弃的农作物秸秆（或草原上的草）捆扎成块、压制成秸秆砖（或称草砖），建造了自己的临时住宅。后来人们发现这种秸秆砖建造的房屋不仅坚固耐用，而且冬暖夏凉。秸秆砖墙保温隔热好，隔声性能好，防火防潮效果好，轻质高强并且原材料采集方便，建造成本低，因而逐渐受到了人们的喜爱。目前，秸秆建筑在美国，加拿大，法国，澳大利亚，蒙古，阿根廷和新西兰等国家得到广泛的推广和应用[2]。

（二）国内发展概况

在我国，秸秆砖墙是一种试验性、推广型的新技术。近年来，在我国的北方大部分地区，如内蒙古，宁夏等地先后出现了利用秸秆砖建造的建筑物。目前，我国的秸秆技术参照的是国外的建筑技术，现正处于摸索阶段，无正式规范。利用秸秆砖的墙体结构体系有两种：一种是由秸秆砖作为墙体的承重秸秆砖体系，一般应用于单层建筑设计中；另一种是屋面荷载通过木柱和由秸秆填充板或秸秆砖构成的横梁传至基础的非承重结构体系，秸秆砖只是作为围护结构，并且要绑扎在主框架结构上，可用于单层和多层建筑上[2]。本文就秸秆砖作为墙体材料（用于非承重结构体系中）进行深入探讨。

三、秸秆砖的生产过程

秸秆是指成熟农作物（如谷类、豆类、麻类等）在收获籽实后，茎叶等剩余部分的总称。原本属于农作物废弃物，是重要的可再生资源[1]。

（一）秸秆砖的制作

秸秆砖是含水量低于15%的秸秆或稻草经过秸秆砖机打压紧实后，再由金属网紧密捆扎而成。秸秆砖每块长约100cm，高度约为40cm，厚度约为50cm（图1）[3]。秸秆砖每一块的质量约为40kg，密度通常在200kg/m3左右。虽然秸秆砖是由天然脆弱的秸秆构成，但是经过这样的制作工艺后，秸秆砖强度可达到1～10MPa，其比强度较大，材料轻质高强。

（二）秸秆砖能够有效的节约能耗，充分降低环境的污染

从节能的角度上看，秸秆砖由于是废弃物的再利用，其加工成本低，有较高的经济效益。同时，用秸秆砖替代砖材节省了烧制砖材时所耗费的燃煤，减少了环境污染，对环境保护起到了积极作用。从造价上来看，秸秆房造价成本低，比普通红砖房低约25%[3]。目前成都地区农村普通砖房民宅造价约为1000元/m2，而秸秆砖房建筑造价可控制在500元/m2左右。而且秸秆砖房的寿命长达80 年以上，几乎是普通砖房一般使用年限的1～2倍。

（三）秸秆砖能够隔热保温，具有防火防虫作用

由于秸秆砖轻且多孔，密度为80 kg/m3的秸秆砖具有尺寸规整，易于手工操作的特点，并且保温隔热性能较好，导热系数为0.053w/m.k，因而有很好的保温隔热，隔音吸音的效果，非常适合气候寒冷的东北地区。同时，由于秸秆砖经过了紧密的压制，遇火时，即使表面会燃烧，中间部分也会因为缺乏氧气而不会着火，所以起到了一定的防火作用。进一步，没有氧气也不用担心秸秆砖内部会生虫。值得注意的是，秸秆砖表面还是需要经过多次抹灰处理能达到防火、防虫、防鼠的目的。

多年的研究和推广实践进一步证明，经过适当的工艺改造和加工，秸秆砖房不仅能在在防火、防水、防虫方面完全达到居住要求，而且在节能保温方面的性能也大大优于传统黏土砖房。

（四）秸秆砖墙的特点

秸秆砖墙是由草砖和抹灰层组成的墙体。要想拥有美观耐用的墙体，抹灰是秸稈砖墙最后一道工序。室内面层可以用泥土抹灰，室外面层用石灰或水泥抹灰。完整的抹灰层能保护秸秆砖免受到风雨和害虫的侵袭。同时，抹灰层也能增加墙体整体结构的强度。

四、秸秆砖墙在建筑工程中的应用

随着全球低碳理念的兴起，人们的审美理念也在悄然变化。2010 年，上海世博会万科馆的昵称是“麦垛”[1]。它选用秸秆板作为结构材料，由七个相互独立的形似金灿灿麦垛的筒状建筑组成，各厅之间通过顶部的蓝色透光ETFE膜连成一体，外围有开放水域环绕[4]。最终实现的设计通过秸秆板、自然采光、通风、降温这几个方面，表达了人们对自然的尊重，唤起人们接受、欣赏自然的观念与期盼。

2008年“5.12”汶川大地震，人们发现：使用钢筋混凝土建造的房屋因为抗震设防要求不够以及其它原因出现了坍塌，就连破坏较轻的建筑物其抗剪破坏也很严重。虽然木质桁架结构的房屋则更富有弹性，在地震中的安全系数更高。但是，木质结构的造价相对较高，不易推广。秸秆砖的成分接近于木材，承载能力强，韧性高，隔热性高，防潮防火性高，防虫防鼠，抗震性能好，应该说可以完全可以取代木材，并且在某些性能方面比木材更胜一筹。

巴基斯坦属于亚热带季风气候，地震频发且气候炎热干燥，当地人根据其气候地理条件试着建造“秸秆房屋”。这种建造方法是采用植物秸秆为原材料，把秸秆砖放在黏土水泥围住的沙砾地基之上，主要作用是隔热而不是作为承重构件。墙壁是用竹子作为原材料，利用特殊技术加工复合而成；房顶是木材制成的，用额外的一层秸秆来隔热，用于屋面保温隔热。这是利用秸秆的保温隔热性能和传统的墙体材料组成的新型的墙体复合材料板。

从上述实力可以看出，秸秆砖墙在建筑工程中应用广泛，已经得到了人们的重视。

五、秸秆砖墙面临的问题

秸秆砖墙尽管有着各种优势，但其目前也面临着诸多问题和条件亟需人们解决。

（一）原料的收集、運输和贮存问题

秸秆是一年生植物，并且季节性很强，因而原材料的收集、运输和贮存问题比较突出。但是由于材料较轻且占地，因此可以把秸秆打包制作成半成品，便于储存和运输和使用。同时，储存时要注意防水、防潮和防火。

（二）原料成本偏高，产品价格需要控制

现在市场上无论秸秆砖和秸秆板墙的售价都比传统的黏土砖高50%以上。虽然秸秆原材料便宜，但是人工费用和生产工艺的费用相对比较高，导致整体费用较高。因此秸秆砖墙如果想与这些传统的建材相竞争，价格也是最关键的问题。所以，降低原材料成本、采用标准化生产工艺及产品采用标准化模块是降低成本组要考虑的主要因素。

（三）积极引进国外先进生产工艺，加强自主研发的能力，降低成本

从秸秆砖墙的成本和价格可以看出，引进国外先进技术，采用标准化模块生产是降低成本的有效手段之一。在我国，秸秆砖刚刚起步，特别是配套的生产工艺及生产设备比较落后。生产工艺的成熟度不够，稳定性较差。因此，可以多借鉴国外现成的一些生产经验和先进的工艺设备，同时也应该进一步加快我国工艺改造的步伐，加强我国自主研发的能力。

（四）需要国家及地方政府积极支持及扶持

秸秆砖是一种由太阳能、水和矿物共同作用组成的绿色健康建筑材料，它零排放、无污染，对环境没有任何的负面影响，并且还减少焚烧秸秆带来的环境污染。废物利用，变废为宝。因此，国家及政府应在政策与资金上给予大力支持及扶持。我国东北三省等地已开始节能保温秸秆砖房的建设试点项目。四川蒲江县积极鼓励当地老百姓，利用秸秆为原材料制作秸秆砖用于自家房屋建造。

六、秸秆砖房的原生态和DIY性（即创新性）

众所周知，秸秆是一种一年生的建筑材料，取之于自然、用之于自然、分解于自然，对环境的破坏及影响相当小。运用秸秆建材自行动手修建房子，可谓是最理想的一种生活方式，有原生态和DIY性。它不仅可以节约建造成本，而且秸秆材料的应用在一定程度上保证了材料的“乡土性”和“原始性”，向人们展示了你所建造的“家”的“独一无二性”。由古代的简陋破旧的“茅草屋”变成现在的秸秆砖房，不仅坚固可靠，而且绿色环保。

秸秆材料是天然农作物的副产品， 秸秆材料逐渐重新走进了人们的生活，并且能够变废为宝，更加展现其独特的魅力。不仅不会对环境造成任何污染，同时也不会产生有毒有害危害，可谓是最理想的一种建筑材料。完全能够满足人们渴望回归自然的心理需求和低碳环保可持续发展的理念。

七、结束语

房地产行业在中国飞速发展，在秸秆砖墙建筑市场上，不仅在农村自建房中推广秸秆砖，而且在城市建筑中也有秸秆资源发挥的空间。因此有理有节的发展秸秆砖墙建筑，有着广泛的意义。

①秸秆砖墙具有天然优势，不仅有隔热、保温，隔音等功能，而且绿色环保，经济实用；

②秸秆砖房可以实现本土资源化，是未来节能环保建筑的主要类型。这种成功的发展模式顺应了我国对环境保护的信心和决心。

③把城市中的垃圾变废为宝，经过有效处理，进而转变成可利用的建筑材料。不但能够实现能源再利用，也能为城市的可持续发展提供新的方案，使土地资源和现有建筑资源得到最大限度的利用。

参考文献：

[1]顾艺，陈键.浅析秸秆在建筑材料中的应用 [J].住宅科技，2015（01）：23-27.

[2]邸芃，戢娇，刘兰斗.秸秆节能墙体的应用研究 [J].工业建筑，2011，41（5）：57-59.

[3]宋伟. 秸秆建筑在中国农村地区的应用推广 [J].中华民居，2013（07）：103-104.

[4]参考网址：http：//bbs.szhome.com/40-90010-detail-110439003-1195222-0-1.html.