固体废弃物秸秆纤维增强硫氧镁水泥环保建材性能

固体废弃物秸秆纤维增强硫氧镁水泥环保建材性能

周步鹏

新疆米东天山水泥有限责任公司 830019

摘要：使用固体废弃物，如秸秆纤维，来增强硫氧镁水泥（Sorel cement）的环保建材性能是一种创新且环保的做法。硫氧镁水泥，也称为镁水泥或者MgO水泥，是一种由轻质氧化镁和氧化镁硅酸盐矿物质反应制成的水泥。因此，本文对镁水泥进行概述，介绍固体废弃物秸秆纤维增强硫氧镁水泥的环保建材性能优势。

关键词：固体废弃物；秸秆纤维；硫氧镁水泥；水泥环保

1镁水泥概述

1.1硫氧镁水泥的发展背景

硫氧镁水泥，又称Sorel水泥或镁氧硫酸盐水泥，是一种特殊种类的水泥，其主要成分包括氧化镁（MgO）和氧化镁硅酸盐矿物质。硫氧镁水泥的发展可以追溯到20世纪初，最初由法国科学家Sorel于1867年发现。科学家注意到当氧化镁和氧化镁硅酸盐混合时，在湿润环境中可以形成一种硬化的水泥状物质。由于硫氧镁水泥具有较低的密度、较高的耐火性和化学稳定性，因此广泛应用于耐火材料、化工设备、隔热材料、建筑和修复工程等领域。硫氧镁水泥相较于传统水泥，其制备过程中产生的二氧化碳排放较少，对环境的影响相对较小，因此在可持续建筑领域备受关注。

1.2硫氧镁水泥国内外研究现状

硫氧镁水泥在国内外都受到了广泛研究，研究方向主要包括以下几个方面:①工艺改进与优化。针对硫氧镁水泥的生产工艺，研究人员致力于改进和优化生产过程，提高水泥的品质和性能，这可能包括原材料的选择、工艺参数的调整、矿物掺合物的应用等。②性能研究与应用拓展。研究者关注硫氧镁水泥的力学性能、耐火性能、化学稳定性等方面的研究，以拓展其在不同领域的应用。此外，探索硫氧镁水泥与其他建筑材料的组合应用也是一个研究方向。③环境影响评估。随着对环境友好建材的需求增加，对硫氧镁水泥在生产和使用过程中的环境影响进行评估的研究也逐渐受到关注，这包括其碳足迹、资源利用效率等方面的研究。④标准制定与规范。针对硫氧镁水泥，国内外研究机构和标准组织致力于建立相应的标准和规范，以指导其在不同应用领域的合理使用和生产。硫氧镁水泥的研究现状反映了对新型建筑材料的不断追求，旨在提高材料的性能、减少环境影响，并促使其更广泛地应用于建筑和工程领域。

2固体废弃物秸秆纤维增强硫氧镁水泥的环保建材性能优势

2.1轻质材料

秸秆纤维作为一种轻质材料，其引入硫氧镁水泥中带来了多方面的优势，特别是在轻型建筑材料的制备中：秸秆纤维的加入能够有效降低硫氧镁水泥制品的密度，使得制造的建筑材料更轻，有助于减轻整体建筑结构的重量。由于秸秆纤维的轻质特性，与硫氧镁水泥相结合的制品更适合制造轻型建筑材料，例如轻质砌块、板材等，这种轻型特性可在建筑过程中简化搬运和安装，降低施工难度。采用轻质硫氧镁水泥制造的建筑材料，其轻量化质量有助于减少建筑物的总体负荷。这对建筑结构的设计和承载系统有积极影响，可提高建筑物的整体安全性和稳定性。由于轻型建筑材料的采用，建筑物的抗震性能得到提高。轻质结构在地震发生时对地震力的响应相对较轻，有助于减少结构的震动幅度，提高建筑物的抗震性。轻型建筑材料降低了建筑的负荷，有助于提高建筑的能源效益。建筑物的轻量化有助于减少对采暖和制冷系统的负荷，降低能源消耗。综合而言，将秸秆纤维作为轻质材料引入硫氧镁水泥中，不仅有利于生产轻型建筑材料，而且对建筑结构的性能、安全性和能源效益都具有积极的影响，这符合可持续建筑和环保建材的发展趋势。

2.2增强材料强度

秸秆纤维的引入对硫氧镁水泥的强度和韧性带来了显著影响，从而有助于提高建筑材料的耐久性和结构强度：抗拉强度提升： 秸秆纤维在硫氧镁水泥中起到一种增强材料的作用，这些纤维具有一定的强度，一旦添加到水泥中，它们能够与水泥结合并增加水泥材料的抗拉强度，这可以使建筑材料更具拉伸承载能力。提高抗冲击性：秸秆纤维的存在也有助于提高材料的抗冲击性。当材料受到冲击或承受外力时，纤维可以在一定程度上缓解冲击，减轻其传播并分散能量，从而减少材料的破损和破坏。耐久性增强：通过增强硫氧镁水泥的抗拉强度和抗冲击性，建筑材料的耐久性得到提高，这意味着在使用和环境压力下，建筑材料更能够保持其原有的结构完整性和性能，延长使用寿命。结构强度改善：提高硫氧镁水泥材料的强度和耐久性对整体建筑结构的稳定性和强度是至关重要的。通过引入秸秆纤维等增强材料，可以提高材料的性能，改善建筑结构的整体强度。因此，秸秆纤维作为增强材料，其加入可以有效提升硫氧镁水泥材料的抗拉强度和抗冲击性，从而增强建筑材料的耐久性，并对建筑结构的整体强度和稳定性产生积极影响。

2.3环保可持续

将秸秆纤维作为建筑材料的一部分，对于环保可持续发展具有多重优势，如下所述：①废弃物再利用。秸秆纤维的使用代表了对农业废弃物的有效再利用。通常，秸秆是农业产生的副产品，如果不妥善处理可能导致环境问题。通过将其用于建筑材料中，将废弃物转变为有用的资源，减少了对环境的不良影响。②资源再循环利用。将秸秆纤维引入建筑材料的生产过程实现了资源的再循环利用，这有助于减少对新鲜原材料的需求，降低对自然资源的开采压力，符合可持续发展原则，有助于建立更为环保的生产和消费模式。③降低碳足迹。秸秆纤维的再利用有助于降低碳足迹。相较于传统建筑材料，秸秆纤维的生产过程通常涉及较少的能源消耗和排放。因此，将其应用于建筑材料中有助于减少建筑行业对能源的依赖，降低温室气体排放。④可持续发展原则，秸秆纤维的应用符合可持续发展原则，即满足当前需求而不妨碍未来世代满足其需求的能力。通过采用这样的环保材料，建筑业可以更好地平衡经济、社会和环境的关系，实现可持续发展。因此，将秸秆纤维应用于建筑材料中不仅解决了废弃物处理问题，还促进了资源的再循环利用，降低了碳足迹，符合可持续发展的整体目标。

2.4热性能调控

引入秸秆纤维到硫氧镁水泥中对建筑材料的热性能具有一定的调控作用，带来多方面的优势，秸秆纤维在硫氧镁水泥中的加入可以改善建筑材料的保温性能。纤维的存在导致材料的热导率降低，减缓了热能传导速度，从而提高了建筑结构的保温效果。这对于在冷季节保持室内温暖，减少能源消耗具有积极作用。秸秆纤维在硫氧镁水泥中的分散形态可以减少热桥效应，即减少了热量在建筑结构中的传导路径。热桥是导致热量散失的主要原因之一，通过减少热桥效应，可以提高建筑材料的整体保温性能。改善建筑材料的保温性能有助于减少建筑物对供暖和冷却系统的依赖，从而减少能源消耗。这对于提高建筑的能效性能，降低运行成本，以及减少对非可再生能源的需求都具有重要意义。优化建筑材料的热性能可以帮助维持更加稳定的室内温度，创造更为舒适的室内环境。这有助于提高居住者的生活质量，减少对空调和暖气等设备的过度依赖。因此，通过秸秆纤维对硫氧镁水泥的引入，可以有效地调控建筑材料的热性能，提高保温性能，降低能源消耗，从而推动建筑行业朝着更为能效和环保的方向发展。

3结束语

综上所述，确保秸秆纤维的处理和加工过程符合环保标准，以避免对环境产生其他不良影响。同时，在实际应用中，需要对添加量、纤维长度等因素进行合理控制，以获得最佳的性能和环保效果。

参考文献

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[3] 秸秆土壤渗透性改良技术在海绵城市建设中的应用研究[D]. 杜志威.吉林建筑大学,2020

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