秸秆集成夹芯复合保温墙板性能特点及发展研究

总第800期第6期

2023年3月

河南科技

HenanScienceandTechnology

交通与土木工程

秸秆集成夹芯复合保温墙板性能特点及发展研究

杨

（1.郑州大学，河南

摘

礬

1

王子杰

2

301636）郑州450000；2.天津大学仁爱学院，天津

要：

【目的目的】基于现有的几种典型轻质保温建筑墙板的组成及特点，结合当代同类较前沿的

轻质保温墙板，提出了一种绿色环保的秸秆集成夹芯复合保温墙板。【方法方法】通过对比分析的

研究方法，归纳总结墙板的组成特征、建筑物理性能、有毒有害物质限量等并加以研究论述。

【结果结果】分析出秸秆集成夹芯复合保温墙板具有防水防潮、防火抗裂、安装简便等优良特点，且

板材本身具有绿色环保、无毒无害、对环境友好的优势。【结论结论】该秸秆集成夹芯复合保温墙板

不仅提高了废料利用率，而且具有较强的传统工艺可代替性。

关键词：

秸秆；保温墙板；性能特征；经济效益

中图分类号：

TU761.12

DOI：10.19968/.1003-5168.2023.06.014

文献标志码：

A

文章编号：1003-5168（2023）06-0071-04

StudyonPerformanceCharacteristicsandDevelopmentofStrawInte⁃

gratedSandwichCompositeThermalInsulationWallboard

（houUniversity,Zhengzhou450000,China;ollegeofTianjinUniversity,Tianjin301636,

China)

YANGFan

1

WANGZijie

2

Abstract:

[

Purposes

]Basedonthecompositionandcharacteristicsofseveraltypicallightweightinsula⁃

tionbuildingwallpanels,combinedwiththecutting-edgelightweightinsulationwallpanelsofthesame

kindincontemporarytimes,agreenandenvironmentallyfriendlystrawintegratedsandwichcomposite

ofwallpanels,etc.[

Findings

]Theresultsshowthatthestrawintegratedsandwichcompositeinsulation

friendly.[

Conclusions

]Thestrawintegratedsandwichcompositeinsulationwallpanelnotonlyimproves

Keywords:

straw;thermalinsulationwallboard;performancecharacteristics;economicbenefits

insulationwallpanelisproposed.[

Methods

]Throughtheresearchmethodofcomparativeanalysis,thispaper

summarizesthecompositioncharacteristics,buildingphysicalproperties,toxicandharmfulsubstancelimits

wallpanelhasexcellentcharacteristicssuchaswaterproofandmoisture-proof,fireproofandcrackresis⁃

tance,easyinstallation,etc.,andtheboarditselfisgreen,non-toxicandharmless,andenvironmentally

thewasteutilizationrate,butalsohasstrongsubstitutionoftraditionaltechnology.

0引言

用，轻质保温墙板是墙体发展的必然趋势。

河南省作为农业大省，地处平原且毗邻黄河，

耕地面积较为广阔。众所周知，农作物收获后田地

里会留下大量的秸秆，而秸秆是一种极为常见的植

被废料。传统的处理办法往往是加工成猪牛羊等

牲畜的饲料。然而随着我国经济社会的高速发展，

自1988年8月起国家有关部门出台了限制使

用黏土砖、对砖瓦产品征收增值税等墙材新规定，

鼓励采用新型材料制成的轻质高强保温墙板，并有

一定的优惠扶持政策。随着装配式建筑的推广使

收稿日期：

2022-08-08

作者简介：

杨礬（2001—），男，本科，研究方向：保温墙板构造及墙板性能。

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杨礬，等.秸秆集成夹芯复合保温墙板性能特点及发展研究

·72·第6期

个体户饲养的牲畜越来越少，田野里堆积的秸秆却加快施工速度，进而缩短施工周期。此外，秸秆集

越来越多，秸秆废料处理的方式也由制成饲料变为

焚烧。大量焚烧处理秸秆污染环境，有火灾安全隐

患，没有落实可持续发展的相关理念。

秸秆集成夹芯复合保温墙板的原材料主要以

农作物秸秆废料为主，具有防水防潮、防火抗裂、安

装简便等优点。在当代社会经济高速发展、节能绿

色建筑大力推广的背景下，大力推广新型秸秆集成

夹芯复合保温墙板，既解决了秸秆焚烧处理诸多问

题，又为新型墙板的制作方法提供新的理念与思

路，促进现代化建筑加快朝前发展。秸秆集成夹芯

复合保温墙板在保证人民住房安全的前提下，能减

少墙材成本和安装难度，提高施工效率和建筑质

量，因此，具有强大的竞争优势和广阔的市场前景。

1性能特征与产品优势及市场

产品性能特征

成夹芯复合保温墙板具有防火、隔声、抗冻、耐水、

抗震等优势。具体如下：①通过在墙板内部增设少

量不燃体材料，可在明火1000℃时不燃烧，且其他

防火项指标也均优于传统墙体结构；②经隔声试验

检测，该墙板的隔声效果可达50dB，具有良好的隔

声作用；③抗冻和极冷、极热试验中构件均未出现

明显开裂破坏，且具有良好的抗弯破坏能力和抗冲

击能力；④将秸秆集成夹芯复合保温墙板分别静置

于0℃、35℃的水中，经过7d后墙板均无明显变

化；⑤经试验测定，秸秆集成夹芯复合保温墙板的

重量约为33kg/m

2

，与传统加气混凝土墙相比，其室

内可使用面积增加约6%，提高功效近2倍，降低工

程造价10%~15%，较传统材料成本降低约75%。

1.2

1.2.1

产品优势

易于取材且能有效利用废料。秸秆复

1.1

合夹心墙板是通过对秸秆在高温下进行挤压，利用

保温墙体通常可根据保温层所在墙体的具体

部位，分为以下3种基本类型，即外墙外保温、外墙

内保温与外墙夹层保温。外墙夹层保温具有绝热

性能好、造价低廉、有效避免砌块开裂、建筑施工便

利等优势，因此在设计秸秆集成夹芯复合保温墙板

时，宜采用夹层保温这一基本类型。夹层保温墙板

根据墙体细部构造不同，其组成又可分为以下两种

基本形式：一是由重墙饰面层、纤维增强层、保温

层、砖砌块或混凝土墙等结构组成；二是由轻墙饰

面层、纤维增强层、保温层、双层纸面石膏板、轻型

钢结构梁等组成。这两种夹层保温的构造形式既

适用于建筑外立面的承重墙结构，也适用于建筑内

部非承重墙结构，具有广泛的适用性。保温层的材

料选择通常为导热系数较小的高效保温材料，如无

机保温材料、离心剥离纤维棉、气凝胶毡、聚氨酯发

泡板、玻璃纤维棉板等。

秸秆集成夹芯复合保温墙板以秸秆为原料，采

用外墙保温结构中的预制夹层保温墙板，又称为秸

秆集成三明治墙板。其广泛应用于框架结构内隔

墙等非承重墙体，并且该墙板可根据建筑施工的具

体要求，生产出宽度为0.6m、厚度为0.1~0.2m、长

度为2.5~4.5m等不同规格型号的轻质保温墙板。

制备由秸秆集成的复合保温夹芯墙板时，首先

将面层材料与纤维增强层牢固连接，再与保温材料

层及基体墙体通过特制卡槽进行拼接，从而形成复

合整体墙材料，降低了维护和养护费用，提高了经

济效益。采用装配式的方式进行墙板施工，可大大

秸秆纤维之间的机械锁合和高温下分泌的胶质物

黏合形成的秸秆芯板，附加无机材料面层形成的一

种新型墙板材料

［1］

。此类板材的生产过程基本无

污染，取材广泛且能利用再生的物质资源，可重复

利用的比例也较高，是一种真正意义上的绿色环保

型建筑材料，因此，国家有关部门将该类材料列入

重点发展的产品目录来推广使用。

1.2.2绿色环保，有害有毒物质量少。秸秆集

成夹芯复合保温墙板采用的原材料为农作物秸秆

废料等，其主要成分为植物纤维，是绿色建筑材料。

秸秆纤维作为主原料，在高温挤压条件下使秸秆纤

维中的胶质物黏结板材，代替了胶水在保温墙板制

作工艺中的作用，从而减少甲醛对人体的危害。

1.2.3装修简单快捷，操作安装方便。墙板在

设计时预留专用的滑轨式装配卡槽，安装较传统保

低，有专业知识的人员都能很快上手安装，且可直

接在素体墙上安装。

1.2.4

1.2.5

温墙板更简便快捷，且对工人的技术水平要求也较

能达到B1级，能满足一般性工程的防火要求。

防火性能优良。集成墙板的抗火等级

相对传统装修工艺的替代性好。在普

通墙面进行装修时，有清补面层、打磨、喷涂胶等多

道工序，而且不可避免地产生装修污染及装修废料

垃圾，而在采用集成式墙板装修时，由于将墙面色

彩预先设计集成在墙板面层，不仅表面具有了涂

料、墙纸的色彩和图案，同时还具有普通墙面没有

的凹凸感，即墙面图案的立体感，这也是集成墙板

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第6期

的特色之一。

1.3

1.3.1

杨礬，等.秸秆集成夹芯复合保温墙板性能特点及发展研究

·73·

产品劣势

者追捧。为了减少墙板对人体的影响，已有的标准

对板材甲醛释放量的规定如下

［2］

：E0级的甲醛的释

放量≤0.5mg/L，E1级的甲醛的释放量≤1.5mg/L；总

挥发性有机化合物TVOC的检出量≤0.5［mg/（m²·h）］

（72h）。秸秆集成夹心墙板完全能满足上述要求，

采用此类墙板装修后，也仅需采取简单的开窗通风

方式，便可入住。

3现有保温墙板对比分析及总结

集成式墙板

温两种保温墙板而言，夹层保温墙体更厚。在建筑

建筑物本身的有效使用面积减小。

1.3.2

有效面积减小。相较于外保温和内保

总占地面积一定的条件下，采用夹层保温墙体会使

易受内外温差影响。当温度变化波动

幅度较大时，尤其是在我国北方的冬季，室内和室

外的温差过大导致外墙板材受温度应力影响大，极

易对墙体结构造成破坏。

1.3.3

1.3.4

1.3.5

1.4

有接缝缺陷，因此容易发生渗水、漏水。

接缝渗水。与现浇墙板相比，预制墙板

抗震性能不好。夹层保温墙板中保温

3.1

在集成式墙板方面，模块化竹木保温墙板也是

其中之一。它主要由竹木纤维集成墙板、真空绝热

板与气凝胶毡组成

［3］

，如图1所示。竹木纤维集成墙

板作为模块化墙板的外表面，具有价格较高、原材料

资源受限、不易取材、竹材比麦秸秆重等缺陷。因

此，可用秸秆集成夹芯复合保温墙板代替竹木纤维

集成墙板，从而达到废料利用、墙板重量减轻的目

的。同时，秸秆相对于竹木价格低廉，且材料极易获

取。采用秸秆代替竹木作为原材料，不仅减少秸秆

焚烧污染空气等所带来的危害，而且大大降低保温

墙板的成本，进而提高了社会经济效益。

气凝胶毡

真空绝热板

竹木纤维集成墙板

层两侧的墙体均为刚性承重墙体，在抗震重点设防

地区不适合采用此种保温墙板。

体的绝热性能被削弱，而墙体柱梁等仍具有热桥

效应。

市场应用前景

热桥问题。受热桥因素影响，会导致墙

秸秆集成墙板较现有的竹木集成墙板具有更轻

更强的特点，较低的价格使其赢得了一定市场优势，

在现代城乡建设所需的保温墙板中占据一席之地，有

较为广阔的市场应用前景。

2性能检测及技术指标

2.1

秸秆集成墙板与其他墙板的建筑物理性能比

较见表1，从表1中不难看出秸秆集成墙板的优

越性。

表1

物理性能

阻燃性

耐腐蚀

吸水及变形

可回收性

指定尺寸加工

可重复次数

安装快捷

秸秆集成墙板的建筑物理性能

图1竹木纤维集成墙板构造

3.2

在复合式墙板方面，氟石膏复合保温墙板也是

主要墙板的物理性能比较

复合板

不阻燃

差

壁纸

不阻燃

差

石膏板

阻燃

一般

复合式墙板

其中之一。它是将各种原料经计量、混合搅拌制作

成复合墙板的芯料，然后与纸面连续复合成型的工

艺过程。经过试验研究，其采用了“加气”与“泡沫”

混合工艺，使制品含有更多的微孔，以提高制品的

保温隔热性能

［4］

。具体的工艺流程是先对原料进

行计量，用工具进行搅拌处理，接着通过上纸、下纸

操作完成纸面的复合，最终使试件完美成型，最后

通过烘干、切割、堆放等一系列操作完成。

氟石膏复合保温墙板与秸秆集成夹芯复合保

温墙板相比而言，秸秆集成墙板具有以下几种优

势。首先，同规格大小的氟石膏墙板与秸秆保温墙

板相比，秸秆保温墙板的面密度及板容重更轻；其

次，在原材料的获取及板材制成费用方面，氟石膏

墙板花费更高，且秸秆材料容易获取，成本及后期

生产工艺费用较低，秸秆集成墙板总成本远低于氟

秸秆集成墙板

阻燃

优良

不吸水不变形吸水易变形吸水发霉吸水易碎

可回收

可以

多次

快

不可回收

不可以

不可重复

一般

不可回收不可回收

不可以不可以

不可重复不可重复

一般慢

2.2

随着社会的不断进步和人们生活水平的提高，

人们对居住环境的要求也越来越高，不仅要求室内

装饰精美，同时也对使用的装修材料提出更高的要

求，尤其是建筑材料的环保性。秸秆集成复合墙板

因其特有的绿色环保、可循环利用性能而受到消费

有毒有害物质限量

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·74·

石膏保温墙板；最后，根据《纤维增强复合材料保温

4.2未来展望

第6期

板》（JG/T2510—2019）的要求，在秸秆集成墙板与

氟石膏保温墙板均合格的前提下，秸秆保温墙板的

秸秆集成夹芯复合保温墙板具有质量轻、强度

高、易取材、符合循环发展、废料再利用等绿色环保

理念，且轻质保温墙板是墙体发展的必然趋势。

当前中国的发展进入新的时期，城市作为社会

经济发展中心，居民建筑朝着现代化、生态化的目

标发展，保温隔热墙材同样存在着优化升级的空

间。目前在秸秆集成夹芯墙板设计中融入绿色环

保、轻质高强等设计理念，在提升保温墙板质量的

同时为绿色建设服务，保障人们的住房安全，满足

人与自然和谐相处的理念要求，既拥有广阔的发展

前景，又带来良好的社会经济效益。

5结语

干燥收缩值、弯曲破坏荷载值及单点吊挂能力等强

度、刚度、稳定性参数均优于氟石膏墙板。

3.3

一体化保温墙板中剪力墙结构建筑物外墙均

采用了无空腔复合保温一体化板，墙板总厚度为

燃烧性能B2级，模板外侧保护层20厚

［5］

。该保温

板材的实际装修施工建设范围主要适用于框架-剪

力墙结构和大部分抗震墙结构，且建筑物要求的抗

震设防烈度为7度及以下地区的建筑项目。

一体化保温板与秸秆集成保温墙板相比，二者

在板材构件设计方面均采用整体化的思路。但秸

秆保温墙板燃烧性能为B1级，为难燃材料制品，其

燃烧性能要优于一体化保温墙板。在墙板受热受

火时，挤塑聚苯板燃烧易挥发出有毒有害气体，秸

秆植物燃烧通常只产生二氧化碳气体，危害更小，

保障了人们的生命安全。

4未来展望

100厚，外墙保温材料芯材选用80厚挤塑聚苯板，

一体化墙板

笔者主要研究了秸秆集成夹芯复合保温墙板

的产品优势、市场、性能检测及相关技术指标等，总

结了秸秆集成夹芯复合保温墙板的相对优势，分析

了秸秆集成夹芯复合保温墙板具有防水防潮、防火

抗裂、安装简便等优点，并与之相关类型的几种轻

质保温墙板对比分析，总结出秸秆集成夹芯复合保

温墙板的相对优势，并对未来发展进行展望。

参考文献：

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第26届华东六省一市土木建筑工程建造技术交流会论文集

（上册）.北京：《施工技术》杂志社，2020：4.

4.1

秸秆集成夹芯复合保温墙板相较于传统保温

墙板，在防火阻燃、耐酸碱腐蚀等方面均符合国家

相关规范的前提下，具有更低的建筑能耗。相较于

传统外墙保温层，秸秆集成保温墙板与外墙同步施

工，不仅延长了保温墙板的使用周期，而且减少后

期维修养护费用，延长了建筑寿命。同时，秸秆保

温板采用工厂大规模生产，使保温墙板从制备成型

到安装完成周期缩短了20％左右。经过粗略统计

计算，秸秆集成复合保温墙板与传统粘贴保温层墙

体相比，每1000ｍ节约减少费用约200元，具有

良好的经济效益。

2

社会经济效益

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