玉米秸秆草砖房建造工艺及性能研究.ppt

玉米秸秆草砖房 建造工艺与性能研究,汇报内容,,,汇报内容,第一部分:研究背景,第二部分:研究内容,第四部分:研究计划,第三部分:方案设计与性能分析,玉米秸秆草砖房建造工艺与性能研究,,玉米秸秆草砖房建造工艺与性能研究,第一部分 研究背景,草砖是植物秸秆经过机械压制，用铁丝或塑料绳索捆扎成的砖块，是一种承压能力较弱的绿色建材其特点是保温性能好，隔音效果好，自重轻，抗震性强，生产中耗能低，简单易学，经过处理后，有较好的防水防火防虫的效果，适合北方农村房屋建设 草砖房不是现代化的产物，早在19世纪末，在缺乏木材钢筋等建材的情况下，很多美国人不得不选用稻草、麦秸等原材料建成简易住房但如今经过现代技术改造的草砖已成为新兴的建筑材料草砖房的寿命长度一般在80～100年以上，而普通砖房通常使用30～50年美国一百年前建造的第一栋草砖房目前仍在居住使用玉米秸秆草砖房建造工艺与性能研究,1998年该技术从美国引进中国，主要分布中国北方的黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古四省（区） 2005年汤原县草砖房技术项目荣获世界人居奖 2006年在黑龙江省汤原县举办了有21个国家专家学者参加的草砖建筑技术国际研讨会 2013年11月，山东农大课题组在山东沂水农村建造了首个玉米秸秆草砖房 随着人们对绿色和节能的追求，草砖房在北方村镇建筑的应用越来越多，取得了较好的经济效益和环境效益。

玉米秸秆草砖房建造工艺与性能研究,第二部分 研究内容,1、草砖的制作方法：现有的草砖制作机器有干草打包机和饲草压捆机，这两种方式都可用于草砖的制作;考虑到草砖的防腐、防水问题，需要对草砖制作处理进行研究2、草砖房的建造工艺：①草砖房建造结构的分析与设计，可选结构包括：钢筋混凝土结构、砖混结构、轻钢结构、木结构等；②草砖墙内外墙面做法，现在大部分草砖房应用的是挂铁丝网之后再抹水泥砂浆面层，虽然增加面层的整体性，但会增加一定的造价，也会出现墙面裂缝的现象，一定程度的影响草砖房的防水性能3、草砖房的性能分析：主要对草砖房的保温性能进行研究分析，对比不同材料建造的农房进行保温性能的比较分析，同时研究影响草砖保温性能的因素，并对其进行改善玉米秸秆草砖房建造工艺与性能研究,,1.研究草砖的制作方法，提高草砖在建造中发挥的的各种性能，使其保温性能、防水、防火、防腐性能得到一定的提高研究目标,2.通过对草砖房结构形式的选择和内外墙面做法的选择，在草砖房建造过程中做到造价较低，施工速度较快，提高结构的安全性与耐久性3.通过对草砖房保温性能的研究，对新建草砖房进行改善设计，优化施工，使草砖房更加适宜老年人居住,农民可容易地建造。

主要创新点,草砖材料的选用，利用玉米秸秆制作草砖，用饲草打捆机制作，简单易行，造价低廉，使农业废弃物得到利用；对建造工艺的改善使农民可容易地建造农房；构建低成本、生态化的农房玉米秸秆草砖房建造工艺与性能研究,第三部分 方案设计与性能分析,一、草砖的制作,草砖是用植物秸秆（小麦秸秆、稻草秸秆、玉米秸秆）经过干草打包机或饲草压捆机压制,用铁丝或塑料绳索捆扎形成的砖块,是一种承压能力较弱的绿色建材草砖是一种高效节能的建筑材料目前所用的草砖种类繁多,其规格也不尽相同,如“三线草砖”的规格为0.58m×0.40m×1.10 m,质量为34～39kg；“两线草砖”的规格为0.46m×0.36m×0.92m,质量为23～27kg,草砖的密度一般为83.2～132.8kg/m3，本实验选用“两或三线草砖”用玉米秸秆压制作作为我们的建筑材料，其长度是可以调节的玉米秸秆草砖房建造工艺与性能研究,饲草压捆机,玉米秸秆草砖房建造工艺与性能研究,玉米秸秆打碎后制作成的草砖,玉米秸秆直接压制成的草砖,,玉米秸秆草砖房建造工艺与性能研究,草砖的特性,(1)力学特性：草砖的物理力学性能随着使用秸秆的种类、捆扎的松紧程度以及草砖含水率的不同而变化。

草砖的密实度决定了其承载力、弹性模量等力学性能草砖的弹性模量分布在414～1379kPa，抗压强度分布在48～579kPa，且破坏形式均为捆扎绳断掉2)耐久性：1896～1945年，美国内布拉斯加地区建造了70余栋的草砖房，其中有13栋一直使用到1993年．草砖中的植物纤维跟新近收割的没太大区别这说明了草砖具有足够的耐久性；国内在草砖房方面起步较晚，1998年开始建造，至今仍正常使用3)对环境无消极影响：草砖房的建造减少了农村对多余农作物秸秆的焚烧处理；同时由于草砖房的保温节能，每年将减少农村非商品能源(柴草等)以及煤炭的消耗，这些意味着减少了大气污染物的排放，有利于环境保护玉米秸秆草砖房建造工艺与性能研究,草砖的处理,防水处理,草砖施工时需要进行防水处理，本研究主要是在草砖房的建造过程中，摆放草砖前加设TS防水层，覆盖地基200mm，在窗台处、草砖墙顶部做同样处理，利用坡屋面外伸檐口来检测其防水效果防火处理,草砖有别于松散的农作物纤维，草砖的抗火性实际上是不错的草砖墙要做灰泥面层，这样的草砖墙内部没有足够的空气助燃草砖主要含有纤维素、多糖等生物大分子，草砖在使用中不可避免受外界雨水、潮气的浸泡，在适当温度下，就会导致真菌等微生物的滋生，最终导致稻草秸秆强度降低，需要对防腐方面做研究。

对普通草砖外层浸渍由硫酸铜和工业熟石灰以及表面活性剂OP-10制成的浆液可以达到很好的防腐效果防腐处理,,玉米秸秆草砖房建造工艺与性能研究,草砖房地基的选用与施工： 地基基础的处理，与普通框架结构的处理方式一样，可以根据建筑特点和地勘资料选择适宜的处理方式，如强夯、置换、加固等基础形式大多采用条形基础，用来承担上部墙体重量本研究建造的草砖样板房采用条形砌石基础，挖地槽，强夯施工，这样比较符合现在农民的施工习惯玉米秸秆草砖房建造工艺与性能研究,二、结构形式及样板房建设,1、承重型结构 承重型是指由草砖承载房顶重量房子是美国Nebraskan移民们最早建造草砖房时所使用的，在承重型建筑中，由草砖本身承受屋顶的重量此种承重型建筑通常比较小，单层房在这种方法中，没有其他的结构框架，草砖自身承受屋顶的重量，其所起作用相当于砌体，砌于基础之上，屋顶大多为木结构承重型结构的优缺点在下表中列出玉米秸秆草砖房建造工艺与性能研究,2、非承重型结构 非承重型是指房顶重量由立柱和横梁支撑，墙体由草砖筑成的房子在非承重型建筑中，屋顶重量由木材、钢材、混凝土或砖的结构框架来支撑草砖填在框架中，只起保温的作用1）轻质框架承重结构：由Barbara Jones最先尝试，目的是为了保持承重结构的优势，多用于大型的建筑。

在这种结构形式中，草砖和轻质木框架一起，组成了房屋的框架，承受屋顶的重量缺点：①由于木框架的轻质，它不能独立站立，因此在草砖墙没有建到一定高度的时候，需要设立临时支撑；②屋顶要比草砖墙先建造；③在草砖墙建成之后，屋面板和屋顶要离草砖墙至少要有100mm的垂直距离，这是因为一旦去掉支撑，要允许草砖墙受压后产生一定的位移玉米秸秆草砖房建造工艺与性能研究,（2）梁柱式框架结构：屋顶的重量由木结构、钢结构或者混凝土结构承担，而草砖仅仅是作为独立的砌块填充在柱之间，不承受屋顶的重量由于现代建筑技术的成熟，这种梁柱式框架结构的危险性是比较小的如果使用木结构，这种方法则需要高水平的木工技术，与承重型结构相比，整个结构的木材使用量远远大于后者，当然，造价也高出很多3、混合型： 在混合型的建筑中，荷载由结构框架和部分草砖墙共同承担，是承重型和框架型的结合因此，在这类建筑中，应兼顾到承重型和框架型的技术要点这类结构型施工复杂，不适合应用在草砖房的建筑中玉米秸秆草砖房建造工艺与性能研究,草砖房结构形式选择,在国外，以木结构作为承重体系的草砖房已经不足为奇，但是对于国内的农村来说，木结构对木工水平要求很高而且造价也难以接受，不适于推广。

鉴于农村地区多采用粘土砖和木屋架的特点，本研究住宅采用梁柱式框架结构，采用370*370mm的钢筋混凝土柱和木屋架作为承重结构，而草砖仅仅作为填充材料填充在柱之间，不承受屋顶的重量，操作工艺也很简单，适合在农村地区应用推广对比粘土砖柱来说，钢筋混凝土柱可以预埋钢筋，在草砖的摆放过程中起到一定的固定作用，增强草砖墙的整体性，使草砖能够更密实的摆放，而且施工时间短，图为已建设草砖样板房，采用粘土砖柱玉米秸秆草砖房建造工艺与性能研究,草砖的安装：①只能选用于燥，规则的草砖；②草砖之间的缝隙必须用干草塞实，以增强其保温隔热的作用；③上圈梁和草砖之间的缝隙，用干草塞实；④挂墙板前，将草砖墙上松散的草，修剪平整；⑤草砖与草砖之间、草砖与上下圈梁以及柱之间接触密实，无缝隙；⑥在地圈梁施工时预埋钢筋，摆放草砖时起到固定作用，在钢筋混凝土柱施工时，采取同样的措施保证整体性玉米秸秆草砖房建造工艺与性能研究,三、墙体内外墙的选择与应用,1、挂网抹灰：草砖样板房中，使用的是砂浆抹面，抹灰可以直接在草砖墙上进行，也可在草砖墙上挂上铁丝网后再进行①挂网前，对草砖墙体进行修剪、平整，并将缝隙用干草塞实；②铁丝网须用长铁丝钩钉在草砖上，砖柱部分用铁钉钉入砖缝中固定；③铁丝网须包裹住窗台下的TS防水层；④第l层和第2层的抹灰中，必须加上麻刀或玻璃纤维，以提供足够的粘结力，最大限度地减少裂纹的出现。

2、使用PVC板或水泥板：墙板体系采用纤维水泥板+轻钢龙骨+草砖+轻钢龙骨+纤维水泥板，旋工工序：安装草砖一喷浆机喷灰泥一安装轻钢龙骨一安装纤维水泥板一粘贴玻璃纤维网格布（使砂浆抹灰更具有整体性）一砂浆抹灰(或贴墙砖，刷油漆等一般外墙面做法)玉米秸秆草砖房建造工艺与性能研究,比较两种做法： 挂网抹灰①施工工艺较为简单，但其施工比较繁琐；②施工时间较长；③对砂浆的要求较高，很容易出现裂缝，影响其防水性能；④造价相对过高 挂板做法①施工工艺易学，施工简单；②施工时间较短；③由于板子的整体性较好，不易出现裂缝；④采用PVC外墙板或纤维水泥板造价较低 对比上述两种做法，选择草砖墙内外墙面挂板的做法玉米秸秆草砖房建造工艺与性能研究,屋顶体系：草砖房的屋顶体系采用生态环保的木屋架，上满铺苇箔或“把子”(高粱杆，玉米秸秆等扎成的把)，“把子”上铺草泥，草泥上卧瓦草砖房的屋盖应该有悬垂的挑檐和斜坡，且挑檐伸出外墙至少500mm这样的屋盖通常能较好的保护草砖墙的顶部，更好地起到防水效果玉米秸秆草砖房建造工艺与性能研究,四、性能研究分析,防火性能：草砖有别于松散的农作物纤维，草砖的抗火性是不错的草砖的外面挂板抹面，草砖墙内部没有足够的空气助燃。

加拿大国家研究委员会做过的防火安全试验结果显示，灰泥抹面草砖墙可以在1000℃的高温下支撑两小时，然后灰泥面层才会出现裂缝在美国新墨西哥州的试验中，18英寸厚的没有灰泥面层草砖墙在850“C的高温下经过34.5分钟才被烧穿，说明无涂层草砖防火性能也不错玉米秸秆草砖房建造工艺与性能研究,防水性能：草砖的含水量连续2-3周超过自身重量的20%，且气候温暖的情况下，真菌能够正常生长，秸秆就会迅速腐烂在样板房建设中，也很好的解决了这一问题，摆放草砖前加设TS防水层，覆盖地基200mm，在窗台处、草砖墙顶部做同样处理，利用坡屋面外伸檐口来达到防水效果，草砖墙采用挂板抹面的方式进行防水四、性能研究分析,,玉米秸秆草砖房建造工艺与性能研究,保温性能：在保温性方面，草砖是一种高效节能的建筑材料草砖的隔热性能是非常好的，符合节能材料的标准通过东北地区四种典型外墙材料住宅的模拟分析得知，与传统粘土砖房相比，草砖建筑可节能46.9％,且草砖房的冬季平均自然室温较传统砖房高出3.54℃，夏季平均自然室温较传统砖房低0.6l℃，说明草砖房冬暖夏凉，室内热环境明显优于传统粘土砖房草砖是一种性能优良的保温隔热材料对保温性能的研究主要采用的是通过热敏相机来进行对比分析，主要是对比草砖房与传统粘土砖房，两种形式的草。