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        稻殼綜合利用

        2010-08-15 00:46:11陳太林秦永昊林振榮
        河南建材 2010年2期
        關(guān)鍵詞:稻殼試件水泥

        章 云, 陳太林, 秦永昊, 林振榮, 楊 靜

        1徐州空軍學(xué)院機(jī)場(chǎng)工程系(221000)2空軍裝備部訓(xùn)練基地(95997部隊(duì))

        稻殼作為谷物加工的主要副產(chǎn)品之一,是一種量大面廣價(jià)廉的可再生資源。稻殼表面堅(jiān)硬,硅含量高,不易被細(xì)菌分解,且堆積密度小,廢棄破壞環(huán)境,成為米業(yè)企業(yè)的包袱,稻殼的開發(fā)利用意義重大。稻殼的主要組成是纖維素類、木質(zhì)素類和硅類,品種及產(chǎn)地的不同,其組成有所差別,大致組成為:粗纖維 35.5%~45%(縮聚戊糖 16%~22%)、木質(zhì)素21%~26%、灰分 11.4%~22%、二氧化硅 10%~21%。

        1 稻殼能源

        稻殼燃燒熱值約為12 600 kJ/kg~16 800 kJ/kg,相當(dāng)于煤的1/2、柴油的1/3,和常規(guī)能源相比稻殼是一種廉價(jià)燃料。利用稻殼發(fā)電能夠節(jié)約能源,得到低廉價(jià)格的電能供應(yīng),將稻殼這一米類企業(yè)包袱轉(zhuǎn)變成能源。我國(guó)稻殼發(fā)電技術(shù)主要是燃燒和氣化兩種[1]:氣化技術(shù)是將稻殼送入氣化爐,爐內(nèi)部分原料與氧氣燃燒為熱分解提供熱量,大部分原料缺氧熱分解析出揮發(fā)份,揮發(fā)份再使焦油裂解為氣體,氣體進(jìn)一步被還原,最后混合氣體進(jìn)入燃?xì)鈨艋b置,經(jīng)過(guò)除焦凈化后送到氣體內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行發(fā)電。燃燒技術(shù)是利用稻殼為燃料,在經(jīng)過(guò)改造的鍋爐內(nèi),將稻殼充分燃燒并有足夠的燃燒強(qiáng)度以產(chǎn)生高壓蒸汽,驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。目前的主要研究集中于稻殼氣化發(fā)電技術(shù),該技術(shù)路線在產(chǎn)稻區(qū)應(yīng)用較為廣泛。

        2 稻殼板

        稻殼板[2]是以稻殼為原料,采用合成樹脂作為膠粘劑,經(jīng)混合熱壓形成的一種板材。1951年,英國(guó)曾用粉狀熱固性酚醛樹脂松脂與稻殼混合制成了稻殼板,但由于板材性能差、成本高,而未能引起人們的重視,直到20世紀(jì)60年代末70年代初,加拿大、美國(guó)、日本、英國(guó)、德國(guó)、印度、泰國(guó)等國(guó)相繼著手開發(fā)研制,稻殼板才逐漸推廣開來(lái)。我國(guó)于20世紀(jì)80年代初開始研究稻殼板,江西省建材科學(xué)研究設(shè)計(jì)院于1982年完成研制并通過(guò)鑒定,投入生產(chǎn)。稻殼板制造工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備投資少、成本低廉,經(jīng)濟(jì)效益好。稻殼纖維雖然較短,但堅(jiān)韌耐腐、抗蟲蝕、導(dǎo)熱性低、彈性強(qiáng)、耐壓磨。用稻殼加工的稻殼板可制成包裝箱、家具等。

        3 稻殼水泥

        利用稻殼燃燒產(chǎn)生的稻殼灰和石灰可生產(chǎn)稻殼水泥[3],其主要原理是稻殼灰中硅與石灰在高溫反應(yīng)生成硅酸鈣水合物。稻殼灰水泥制得砂漿和混凝土有很強(qiáng)抗酸侵蝕能力,這與其水化產(chǎn)物中Ca(OH)2減少有關(guān)。分別用稻殼灰水泥和硅酸鹽水泥制成混凝土試件,浸泡在5%鹽酸溶液中1 500小時(shí),硅酸鹽水泥試件有35%重量損失,而稻殼灰水泥試件重量損失僅為8%。另外,將稻殼灰—石灰水泥砂漿試件存放在1%醋酸溶液中長(zhǎng)達(dá)五年仍保持完好,而同樣條件下硅酸鹽水泥砂漿試件表面松散,出現(xiàn)很大重量損失,因此稻殼灰膠凝材料可作為一種有效耐酸水泥。

        4 稻殼混凝土

        交通部公路科學(xué)研究所[4]研制出一種稻殼為骨料、107建筑膠為增強(qiáng)劑的稻殼水泥混凝土保溫材料。這種混凝土的優(yōu)點(diǎn)是原料來(lái)源豐富、價(jià)格便宜、施工方便、制品密度小、強(qiáng)度較高、保溫性能好、抗腐蝕能力強(qiáng);該制品不同于以往輕混凝土之處在于,其骨料不需要進(jìn)行任何預(yù)處理,拌和好的混凝土也不需要加熱烘烤或機(jī)械加壓成型,它與用砂石作骨料的混凝土生產(chǎn)具有完全相同的施工工藝。這種混凝土可加入鋼筋或鐵絲網(wǎng)做成預(yù)制塊,從而大大提高其整體強(qiáng)度,也可用水泥砂漿進(jìn)行粘接和填縫。它是一種輕便宜的室內(nèi)外輕混凝土保溫材料。

        謝瓊等[5]對(duì)稻殼混凝土性能進(jìn)行研究,隨著稻殼摻量的增加,稻殼混凝土的表觀密度逐漸降低,在稻殼摻量增加到13%時(shí),稻殼混凝土的表觀密度已經(jīng)達(dá)到輕集料混凝土的范圍;稻殼混凝土28 d抗壓強(qiáng)度隨著稻殼摻量的增加呈現(xiàn)3個(gè)變化階段,稻殼摻量在0~6%之間時(shí),稻殼混凝土的強(qiáng)度降低幅度較小,稻殼摻量在6%~13%之間時(shí)稻殼混凝土的強(qiáng)度降低幅度較大,稻殼摻量大于13%時(shí),稻殼混凝土強(qiáng)度降低的幅度又變小;稻殼混凝土的抗壓強(qiáng)度隨著水灰比增大而降低,但其減小的幅度明顯小于基準(zhǔn)混凝土。

        5 稻殼磚

        稻殼是制磚的上等材料,日本將稻殼類與水泥、樹脂混合均勻后,再經(jīng)過(guò)快速模壓制成磚塊,具有防火、防水及隔熱性能,其質(zhì)量輕,且不易破碎的特性。

        綜上所述,稻殼有很多的利用價(jià)值,利用的范圍很廣,關(guān)鍵是能否找到經(jīng)濟(jì)可行,便于推廣的方法,相信隨著技術(shù)的進(jìn)步,會(huì)有越來(lái)越多的好方法來(lái)對(duì)稻殼進(jìn)行利用,其低廉的成本,定將有廣闊的市場(chǎng)前景。

        [1]蔡瑞環(huán).高活性稻殼的制備及其在超高性能混凝土中的應(yīng)用[碩士論文].廣州:暨南大學(xué),2008

        [2]劉曉軍.稻殼的開發(fā)利用[J].糧油加工,2007(5):14-15

        [3]王立,王領(lǐng)軍,姚惠源.稻殼硅綜合利用[J].糧油與油脂,2006(4):14-16

        [4]高漢忠,葉慧海,等.稻殼水泥混凝土保溫材料[J].新型建筑材料.1996(12):18-20

        [5]謝瓊,婁宗科.稻殼混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)研究[J].混凝土,2008(5):73-75

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