中國秸稈網(wǎng)綜合報道，本文簡要介紹了國內外農作物秸稈在建筑材料利用技術方面的發(fā)展歷史，基本介紹了秸稈的概念、分類和基本結構特性，綜合分析了其在建筑材料中應用的原因，提出了秸稈建筑材料在應用和發(fā)展中存在的問題，最后對其在未來的應用和發(fā)展做出了前景展望。

一、農作物秸稈在建材利用技術方面的實踐背景和發(fā)展前沿與革新

1.實踐背景

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展和進步，人們對農作物秸稈的價值也有了更深入地認識。目前，秸稈的開發(fā)和利用已成為世界農業(yè)科技發(fā)展的重點，新發(fā)明的秸稈再利用方式遠比以前更多。中國是世界第一秸稈大國，但是我國秸稈資源的利用仍以效率最低的直接燃燒為主，約占秸稈產生總量的13%～17%。與此同時，隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，世界對建筑材料的需求量不斷加大。若充分利用現(xiàn)有資源，將農作物秸稈通過技術加工成經(jīng)濟實用的新型建筑材料，將會是我國乃至世界大力發(fā)展的新興行業(yè)。

2.發(fā)展前沿與革新

人類在探索農業(yè)秸稈的利用方法已經(jīng)有了好幾百年的歷史，早在1886年，第一座秸稈建筑建于美國尼布拉斯加州，圖1為建于1925年的早期秸稈類建筑代表，并一直沿用至今。國外對農作物秸稈材料的研究利用可以追溯到工業(yè)革命時代，經(jīng)過多家科研機構合作，主要研制成了秸稈墻體板、秸稈人造板和秸稈復合材料三類，目前多數(shù)已投入生產。我國對秸稈利用技術的研究起步較晚，在20世紀初才引進了秸稈磚房建筑技術，并在黑、蒙部分地區(qū)建造一定數(shù)量的民宅和小學。我國目前存在的秸稈建筑可以分為草磚建筑、秸稈人造板建筑和其他復合秸稈材料建筑三大類，因此近幾年我國的農作物秸稈材料建材市場正逐漸映入我們的眼簾。就目前來看，如果將此類技術的研究得到重視，并得以推廣，將無疑會給環(huán)境減輕極其巨大的負擔。

二、農業(yè)秸稈材料的概念、分類及基本結構特性

1.概念

秸稈（Straw）又稱農作物秸稈纖維。在《維基百科全書》中解釋為“古稱藁，水稻、小麥、玉米等禾本科農作物成熟脫粒后剩余的莖葉部分”。德國卡塞爾大學教授赫爾諾特·明克與弗里德曼·馬爾克在編著的《秸稈建筑》一書中，將“秸稈”指代為谷物或纖維植物的干莖。更準確地說，是根莖與穗之間的部分。雖然秸稈的基本概念存在多種解釋，但基本是指植物尤其是農作物成熟脫粒后剩余的根莖與穗之間的部分。

2.種類

農作物秸稈從應用功能上可分兩大種類：一類為糧食農作物秸稈（麥秸桿、玉米、稻草秸稈和高粱秸稈等）；另一類為經(jīng)濟農作物秸稈（豆秸、棉桿、麻桿、甘蔗桿、蓖麻桿、蘆葦桿、和油菜籽桿等）。

3.基本結構特性

秸稈的基本結構特性包括物理和化學兩個方面。從物理層面看，秸稈表觀為空心管柱狀，輕質，有一定的韌性，顏色呈不同程度的灰黃色。從化學層次上看，秸稈表面具有一種由木質素和硅石組成的蠟質細胞膜質。因硅石比較穩(wěn)定，故其腐化過程很慢。秸稈纖維是一種天然生成的纖維素，生物降解性優(yōu)良，完全迎合現(xiàn)行環(huán)境保護政策的新型綠色產品的研發(fā)。常見糧食農作物秸稈的化學組成，稻草、小麥秸稈的粗纖維含量較玉米秸稈的粗纖維含量高，但玉米秸稈中木質素和半纖維素含量較高，這將會在很大程度抑制纖維的生物降解速率。小麥秸稈與稻草秸稈相比，不僅含有果膠質，而且其木質素含量高于稻草秸稈5.5%，故小麥秸稈的降解速率要遠遠低于稻草秸稈的降解速率。

三、農作物秸稈在建筑材料中的應用分析

建筑的結構主體、使用功能、樣式等都是依據(jù)形形色色的建筑材料組合而決定的，將管狀空心且表現(xiàn)脆弱的秸稈作為建筑材料，能否滿足實際的建筑材料要求呢？實際上，從遠古時期開始，農業(yè)秸稈就已經(jīng)被當作建筑材料參與到人們的生活居所中。人們能夠將古老久遠的秸稈作為建筑材料沿用至今，主要原因與它的來源、結構性質等息息相關。

1.供應

農作物秸稈在全世界范圍內的儲藏量十分巨大，而我國是世界上第一生產秸稈大國，占全世界農作物秸稈總生產量的62.03%。它的高效產量，是其他建筑原材料所不能具有的最大優(yōu)勢之一。因此，從建筑行業(yè)對原材料的需求量的角度來看，農作物秸稈的供應是極其可觀的。

2.輕質

它與磚石、混凝土等材料相比可以稱之為輕質材料，通過合理的加工處理，可應用于高強輕質混凝土HSLWC（High—StrengthLightWeightConcrete）領域，如纖維混凝土，目前世界范圍內在該方向的研究深度越來越大。目前，研究生產出的農作物秸稈墻體的容重一般為430～1300kg/m³，幾乎是粘土磚墻體重的1/10，可以大大減少建筑物的自重。

3.抗裂性

秸稈纖維的微觀結構是密集的纖維組織絲絮狀物，具有良好的填充和連接作用。因此在混凝土砌塊中加入適量秸稈纖維，不僅能提高其材料的力學性能，增強抗震性能，而且能減少墻體開裂現(xiàn)象。也可將其作為建筑墻體或抹面材料的添加劑，形成復合材料，對墻體墻體裂縫有一定抑制作用，達到增強整體結構強度的目的。

4.保溫、高效節(jié)能

從秸稈表觀來看，秸稈呈空心管狀的特點使其具有較大的熱阻值，起到保溫隔熱的作用。如稻草纖維墻體材料作為外墻保溫結構，其墻體熱阻2.7（（m2·K）/W）、導熱系數(shù)0.031（W/（m2·K））。相比普通砌體墻體材料，這些參數(shù)要小的多。因此可以將稻草纖維混凝土加工制成保溫板應用到外墻，亦可將其加工成空心纖維砌塊作為填充墻，將會起到很好的隔熱保溫效果。

5.隔聲

秸稈纖維是多孔性纖維材料，它在吸收聲波過程中，將會引起纖維間隙內空氣發(fā)生不同頻率的振動。由于貼近在纖維表面的空氣受到它與纖維之間的摩擦阻力作用，這部分空氣的振動效果將削弱，從而使聲波能量的一部分轉為熱能散失掉，聲波能量得到削減，從而使秸稈纖維隔板達到良好的隔聲效果。

6.調溫濕

根據(jù)現(xiàn)代材料科學研究結果，秸稈的理化特性與木材極其相似，二者均為植物纖維材料，因此它對溫度和濕度環(huán)境有良好的調節(jié)作用，再結合它所具有良好的保溫性能，能夠在一定程度上起到均衡室內環(huán)境的溫度和濕度作用，為人們創(chuàng)造舒適的室內生活環(huán)境，提高人們的室內生活質量。

四、存在的問題

（1）關于解決依據(jù)農業(yè)秸稈為原材料加工制成的建筑各類構件的耐久性問題，目前國內外對此課題尚未進行深入研究。

（2）有關秸稈原料的收集、運輸和貯存等問題，未提出相關合理規(guī)范的方案。

（3）與國外相比，國內缺乏秸稈纖維建筑材料的相關規(guī)范，缺乏專業(yè)的設計指導機構。

（4）人們對秸稈建材的認知度低，價格上接受不了，與傳統(tǒng)的建材相比，其發(fā)展不占大的優(yōu)勢，國家及地方政府應在政策與資金上給予大力支持。

將具有諸多像輕質、延韌性、節(jié)能、保溫、隔聲等其他建筑材料所不能同時具有的優(yōu)良性能的原生態(tài)農作物秸稈作為建筑材料的原材料，不僅能夠減輕建筑行業(yè)在原材料資源緊缺問題上的壓力，而且能夠有效解決大量農作物秸稈的處理問題，得以高效循環(huán)利用資源。同時，國家政府等有關機構應該再加大對此項科學研究、產業(yè)的關注和扶持力度，使秸稈資源化有效利用和秸稈建材的推廣有力地推動建筑材料行業(yè)更進一步的發(fā)展，這一舉措必將為我國的環(huán)境保護事業(yè)做出不可估量的貢獻。