郭冬偉　何錦錦　孟毅豪　晏亞珍　楊皓宇

（東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱　150040）

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壓型鋼板
—稻草板組合樓板在建筑中的應(yīng)用

郭冬偉何錦錦孟毅豪晏亞珍楊皓宇

（東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱150040）

摘要：介紹了建筑樓板與稻草板的發(fā)展現(xiàn)狀，根據(jù)稻草板的特點(diǎn)，提出了一種新的結(jié)構(gòu)形式——壓型鋼板—稻草板組合樓板，分析了其在建筑中的優(yōu)勢及應(yīng)用價(jià)值，并闡述了該樓板的發(fā)展前景，為類似問題的研究提供參考。

關(guān)鍵詞：稻草板，樓板，組合結(jié)構(gòu)，綠色環(huán)保

1　建筑樓板現(xiàn)狀

進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增加，中國建筑用樓板消費(fèi)市場具有巨大的增長潛力和良好發(fā)展前景。傳統(tǒng)的以廉價(jià)、量大的天然原木作為原料的時(shí)代已經(jīng)過去了，取而代之的是現(xiàn)代的鋼筋混凝土樓板。然而，鋼筋混凝土材料容重比較大，為滿足承載力和使用要求，鋼筋混凝土為原料的結(jié)構(gòu)大大增加樓層凈高和樓板自重，建筑空間利用率被降低。人造板技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展很好的解決了人類用材的問題。人造板技術(shù)不斷進(jìn)步、新產(chǎn)品新工藝不斷開發(fā)，原料的利用率、利用范圍都得到了極大的提高，真正實(shí)現(xiàn)了以最少的原料生產(chǎn)最多的產(chǎn)品，保護(hù)自然資源和生態(tài)環(huán)境。

2　稻草板

2.1稻草板的簡介

稻草板是以植物秸稈（如稻草或麥草等）作原料，直接在成型機(jī)內(nèi)以加熱擠壓的方式形成密實(shí)的板柸，并在表面粘上一層各種材質(zhì)的“護(hù)面紙”而制成的新型環(huán)保建材［1］。該板不取自木材，而是用南方的稻草作主要原料，烘干壓制而成，不用含甲醛的膠黏劑。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、膨脹系數(shù)小、握釘力強(qiáng)，可以成為大芯板、三合板的替代品。

稻草板的厚度分為38 mm和58 mm兩種，寬1 200 mm，長度可以根據(jù)具體的設(shè)計(jì)確定。單位重量為21. 5 kg/m2～25. 5 kg/m2，含水量為10%～16%，導(dǎo)熱系數(shù)比紅磚小得多，經(jīng)測定，其保暖隔熱性能與370磚墻相似，規(guī)格為2 500 mm×1 200 mm×500 mm的稻草板（四邊支撐時(shí)）可以承受22 kN～25 kN的荷載，55 mm厚板隔聲性能為28 dB～30 dB，如采用雙層則超過50 dB。因壓合密實(shí)，排出了板芯空氣，又不加膠合料，稻草板具有良好的耐火性（0. 5 h）。

2.2稻草板的發(fā)展歷史

稻草板是在第一次世界大戰(zhàn)期間首先從瑞典發(fā)展起來的一種建筑板材［2］。因?yàn)檫@種板材具有突出的優(yōu)勢，很快普及到歐美等許多國家，很好的解決了建筑板材短缺的問題。隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，稻草板的性能不斷被提高，在工業(yè)、民用、公用等建筑中被廣泛應(yīng)用。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，隨著建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，稻草板也成為建筑行業(yè)廣泛采用的一種新型建筑材料，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。稻草板技術(shù)被引進(jìn)我國后，主要應(yīng)用于住房建設(shè)，辦公樓以及房屋內(nèi)裝修，大多數(shù)作為墻體材料，或者分割、填充材料使用。

在國內(nèi)，從20世紀(jì)90年代開始，稻草板也廣泛的用在建筑結(jié)構(gòu)中。中國新型建筑材料（集團(tuán)）公司引進(jìn)的稻草板生產(chǎn)線推進(jìn)了中國人造板行業(yè)的發(fā)展。如今，稻草板生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展不僅為了提高產(chǎn)量，更朝著更加綠色環(huán)保的方向努力。在2003年，我國研究的不含甲醛的稻草板正式在國內(nèi)面市。這種稻草板雖然以稻草為主要原料，但先進(jìn)的工藝可以保證其各項(xiàng)物理性能完全達(dá)到國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。這大大推動(dòng)了我國建筑樓板行業(yè)的發(fā)展。該產(chǎn)品已通過國家科委組織的科技成果鑒定，可以作為大芯板、多層板、密度板的升級(jí)換代產(chǎn)品，現(xiàn)已大量用在建筑行業(yè)中。這也為組合樓板的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

2.3稻草板的特點(diǎn)

稻草板被廣泛使用，因?yàn)槠渚哂型怀龅膬?yōu)勢［3］：

1）制造原料為農(nóng)作物秸稈，綠色環(huán)保。

2）對(duì)稻草的充分利用，變廢為寶，減少了資源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染。

3）良好保溫性能和隔熱性能、隔音性能。

4）良好的抗震能力。

稻草板具有突出的優(yōu)點(diǎn)，但是由于材料本身的問題，用在建筑樓板構(gòu)件中還是有以下缺陷：

1）稻草板抗拉強(qiáng)度低，無法實(shí)現(xiàn)大跨度。

2）稻草板為人工壓合板材，無法和鋼筋實(shí)現(xiàn)結(jié)合。

3）稻草板本身與混凝土的墻、柱等構(gòu)件沒有很好的連接。

針對(duì)以上問題，結(jié)合已有的技術(shù)方法，我們提出壓型鋼板—稻草板組合樓板，充分發(fā)揮兩種材料的優(yōu)勢，為建筑樓板提供新的形式。

3　壓型鋼板—稻草板組合樓板

20世紀(jì)30年代起，人們在對(duì)組合結(jié)構(gòu)的研究中發(fā)現(xiàn)，型鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)具有省時(shí)省力、經(jīng)濟(jì)高效的優(yōu)點(diǎn)，隨后國外學(xué)者們對(duì)壓型鋼板與混凝土組合樓板進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究，取得了許多的成果，并開始推廣應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑中［4］。組合樓板具有普通樓板難以達(dá)到的優(yōu)勢，既節(jié)省了鋼筋又減少了模板的使用。但隨著水泥產(chǎn)量的下降，未來混凝土的使用也將受限。壓型鋼板—稻草板組合結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生很好的解決了這一問題，用稻草板來代替混凝土板，經(jīng)濟(jì)合理還有利于環(huán)保。這樣合理的組合不僅能充分發(fā)揮出壓型鋼板抗拉的能力，還能發(fā)揮出稻草板的抗壓性能，使得兩種材料合理受力，各得其所。

3.1壓型鋼板—稻草板的組合形式

目前，房屋建筑中樓板的主要形式有：鋼筋混凝土樓板、壓型鋼板混凝土樓板、鋼骨輕質(zhì)混凝土新型樓板、木樓板等等［5］。這些樓板形式不僅結(jié)構(gòu)形式單一，而且自重很大，大大減少了樓層凈高。

壓型鋼板—稻草板組合結(jié)構(gòu)采用如圖1所示的截面形式。這種組合結(jié)構(gòu)的截面形式具有突出的優(yōu)勢，不僅充分發(fā)揮兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，提供較大的承載力和剛度，而且由于稻草板表現(xiàn)出的延性，使組合結(jié)構(gòu)整體性好，抗震能力強(qiáng)，可以很好的滿足建筑房屋對(duì)其的使用要求。

圖1　壓型鋼板—稻草板組合結(jié)構(gòu)的截面形式

3.2壓型鋼板—稻草板組合樓板的優(yōu)勢

其組合結(jié)構(gòu)具有如下優(yōu)勢：

1）原料經(jīng)濟(jì)環(huán)保，利用率高，不產(chǎn)生建筑垃圾，可回收再利用。

2）構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，壓型鋼板和稻草板均采用國家標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)，不需工廠進(jìn)行構(gòu)件的現(xiàn)加工，可批量生產(chǎn)，效率高。

3）承載力大大提高，構(gòu)件具有更高的承載力，能夠跨越較大的跨度。

4）方便施工。稻草板與壓型鋼板之間有空腔，空腔之中不僅能添加保溫隔熱材料等，還能方便電線、管道等通過，既實(shí)用又方便施工。

5）保溫隔聲、隔熱。由于稻草板材料本身具有的特點(diǎn)，所以用它來建造的房屋不僅保溫隔熱，而且對(duì)于聲音也有很好的吸收效果。

3.3壓型鋼板—稻草板組合樓板的前景

型鋼―稻草板組合結(jié)構(gòu)是由稻草板以及其下方的波紋狀型鋼板組合而成［5］，稻草板與壓型鋼板之間用普通螺栓進(jìn)行連接，這樣合理的組合不僅能充分發(fā)揮出壓型鋼板抗拉的優(yōu)勢，還能充分利用稻草板的抗壓性能。稻草板與壓型鋼板之間有空腔，空腔之中不僅能添加保溫隔熱材料等，還能方便電線、管道等通過，既實(shí)用又方便施工。由于壓型鋼板和稻草板能產(chǎn)生較好的組合效應(yīng)，采用這種上下結(jié)構(gòu)能充分發(fā)揮各自材料的性能優(yōu)勢，能夠跨越較大的跨度，擁有較大的承載力和剛度，與傳統(tǒng)的壓型鋼板混凝土組合相比，降低了材料的用量以及構(gòu)件自身的重量。由于稻草板這種材料的特點(diǎn)，用它建造的房屋能夠保溫隔熱，對(duì)于聲音也有很好的吸收效果，所以完全能給人們提供舒適的生活。而若是能在稻草板的表面貼上一層金屬蒙皮，不僅有利于增加結(jié)構(gòu)表面的平整度，而且能使稻草板避免受潮、蟲蛀和紙面受到破壞。因此，將稻草板與壓型鋼板組合使用不僅滿足結(jié)構(gòu)、裝飾以及一些其他功能的要求，而且還擁有很好的經(jīng)濟(jì)開發(fā)價(jià)值以及工程建筑前景。

4　結(jié)論和期望

進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增加，中國建筑對(duì)樓板消費(fèi)市場具有巨大的需求。通過技術(shù)手段，利用農(nóng)作物秸稈資源來變廢為寶，既解決了資源瓶頸的問題，又為建筑樓板市場帶來春天，符合綠色環(huán)保型的新型建筑的要求。作為建筑行業(yè)另一重要材料的壓型鋼板不僅質(zhì)量輕、剛度大，而且截面形式多樣。合理地將稻草板和壓型鋼板結(jié)合并把它們應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)上，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼筋混凝土樓板，真正做到了發(fā)揮兩種材料各自的優(yōu)點(diǎn)、節(jié)省混凝土的使用的目的，減少了混凝土的用量，節(jié)約了資源，減少了建筑垃圾的產(chǎn)生。

目前，我國有關(guān)稻草板與型鋼組合結(jié)構(gòu)在建筑工程中的研究與利用正在起步，不僅缺少實(shí)際工程的檢驗(yàn)，理論研究也嚴(yán)重不足，相關(guān)的理論模型和計(jì)算公式等問題還有待解決，但隨著我國建筑行業(yè)的發(fā)展以及研究技術(shù)的進(jìn)步，壓型鋼板與稻草板組合結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢會(huì)越來越明顯，相關(guān)問題也會(huì)逐一解決，相信在不遠(yuǎn)的將來必定會(huì)快速走進(jìn)人們的生活中。

參考文獻(xiàn)：

［1］虞強(qiáng)華.稻草板輕隔墻在工程中的應(yīng)用［J］.建筑技術(shù)，1991 （5）：18-19.

［2］張威振.稻草板，讓墻材更“綠色”［J］.中國建材，2004，（12）：67-68.

［3］張秀華，裴駿，郭冬偉，等.鋼—稻草板組合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與發(fā)展前景［J］.山西建筑，2015，41（29）：31-32.

［4］何?？?壓型鋼板與混凝土組合樓板的設(shè)計(jì)［J］.工業(yè)建筑，1985（9）：4-10.

［5］李玉順，單煒，黃祖波，等.壓型鋼板—竹膠板組合樓板的力學(xué)性能試驗(yàn)研究［J］.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2008（1）：96-102.

On application of profiled sheet-strawboard composite floor in buildings

Guo Dongwei He Jinjin Meng Yihao Yan Yazhen Yang Haoyu
（College of Civil Engineering，Northeast Forestry University，Harbin 150040，China）

Abstract：The paper introduces the development of architectural floors and strawboards，points out the profiled sheet-strawboard composite floor according to the features of the strawboards，analyzes its advantages and application value in buildings，and illustrates its development，so as to provide some reference for similar problems.

Key words：strawboard，floor，composite structure，green environment protection

中圖分類號(hào)：TU398

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-6825（2016）09-0063-02

收稿日期：2016-01-18

作者簡介：郭冬偉（1992-），男，在讀本科生；何錦錦（1995-），女，在讀本科生；孟毅豪（1994-），男，在讀本科生