摘要：介绍了稻壳/稻壳灰主要组成和特性。总结了稻壳在建筑墙材中的主要利用途径及相关研究进展，展示了稻壳的广阔利用前景。

关键词：稻壳/稻壳灰；墙体材料；应用

1 前言

我国是农业大国，稻壳年产量达4000万t，占世界总产量三分之一以上。目前农村处置稻壳的常用做法是将稻壳焚烧。但是，稻壳燃烧造成资源的极大浪费，且容易造成环境污染。基于此，国内外对稻壳的资源回收利用开展了广泛的研究，取得了很大的研究进展。本文综述了稻壳厢壳灰的特性，重点阐述了稻壳/稻壳灰在墙体材料的应用进展，展望了稻壳/稻壳灰在墙体材料领域综合利用的前景。

2 稻壳/稻壳灰的成分与特性

稻壳：稻壳颗粒均一，粒度适中，富含纤维素、木质素、SiO₂；脂肪和蛋白质含量极低。主要成分为：SiO₂18.8%~22.3%；纤维素28.0%~38.0%；木质素9.0%~20.0%；脂肪0.3%~0.8%；蛋白质1.9%~3.0%；可吸收养分9.3%~9.5%。

稻壳具有良好的柔韧性、多孔性、低密度等特点。此外，稻壳还具有良好摩擦性，热传导性好等优点。

稻壳灰：将稻壳在髙温条件下焙烧，可得到约20%的稻壳灰。稻壳灰含80%~95%的非晶态SiO₂，1%左右K_­2O，其余为未燃碳残留物等。将稻壳在600℃以下进行控制焚烧，可制得低温稻壳灰。低温稻壳灰组分中，90%以上为无定型SiO₂。研究表明：经焙烧后制得稻壳灰的化学成分、结构及物化性能都与硅粉极为相似，可作为硅粉的替代品。

3 稻壳在墙体材料中的应用

3.1 稻壳-水泥墙板

韩福芹和陈墨等将稻壳磨细后，以CMC-g-PMMA等聚合物作为改性剂进行表面改性，制备了稻壳-水泥复合材料，通过对复合材料进行温湿循环和冻融处理后，探讨不同改性剂掺量对复合材料力学性能影响。

3.2 混凝土/轻混凝土

高汉忠等以稻壳为主要骨料，在搅拌过程中加入107胶、水泥和水制备稻壳轻质水泥混凝土，该混凝土抗压强度达8MPa~15MPa，抗折强度2 MPa ~6 MPa，导热系数为0.23W/（m·k）左右。这种稻壳混凝土具有质量轻、保温性能好、强度高、抗冻性能好、耐腐蚀、粘结力强的优点。

张文郁等在稻壳混凝土中加入了粉煤灰，制备一种渠道衬砌抗渗性混凝土，探讨了粉煤灰质量分数、稻壳质量分数和水灰比对粉煤灰稻壳混凝土抗渗性能的影响规律。

东北林业大学的熊德胜等人选择三种高聚物（苯丙乳液、乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液和聚丙烯酸酯乳液）对水泥基复合材料进行改性。然后采用经Na₂Si_3和PVA纤维两种方式对稻壳进行预处理，加入上述水泥基复合材料制得稻壳-水泥复合材料，探讨了三种聚合物不同掺量对稻壳-水泥复合材料力学性能影响，研究结果表明：三种高聚物均能有效改善稻壳复合材料的力学性能,其中乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液改性效果最优。

谢琼等探讨了不同稻壳掺量对稻壳混凝土性能影响。结果表明：稻壳混凝土的表观密度随着稻壳掺量的增加呈下降趋势。当稻壳掺量为13%时，稻壳混凝土的表观密度已达到轻质混凝土的范围。

田悦等人探讨了磨细稻壳粉对C30混凝土抗压强度、抗折强度、抗冻性能和抗渗性能的影响规律。结果表明稻壳粉掺量为5%~10%的范围时，能明显提高C30混凝土的抗冻性，但早期抗压、抗折强度受影响不大。

3.3 稻壳砖

日本曾有人将稻壳、水泥、树脂三者混合，再经快速模压制成稻壳砖，该砖块具有防火、防水及隔热性能、质量轻、强度高的优点。巴西一家公司将研磨后稻壳、耐火粘土、化学有机溶剂混合制造耐火砖。该耐火砖具有良好的防火性能，主要应用于易燃、易爆仓库。

3.4 预制木砖

重庆大学的龚七一等人将稻壳和水泥混合，研制出一种性价比较高的人造预制木砖。结果表明：该预制木砖具有良好的耐久性、外形规则和粘结力强等特点，可完全代替天然木砖用于建筑工程中。

4 稻壳灰在墙体材料中的主要用途

4.1 稻壳灰混凝土

冯庆革等人通过控制煅烧温度，合成了高活性的稻壳灰，采用快速冻融试验测定质量损失和相对弹性模量，研究了在不同水胶比（以质量计）条件下掺高活性稻壳灰混凝土的抗冻融特性，研究结果表明高活性稻壳灰在混凝土中的掺量上限为20%。

梁世庆等人研究了稻壳灰对混凝土性能影响规律。研究结果表明：混凝土的坍落度随稻壳灰用量增加而降低，稻壳灰的掺量对水泥浆初凝时间影响不大。

李党义等人研究表明：稻壳灰在等量取代20%水泥的情况下，稻壳灰混凝土的早期抗压强度均小于未掺稻壳灰的普通混凝土，但28d抗压强度较普通混凝土增加。表明，稻壳灰具有较高的火山灰活性，在超量取代水泥的情况下，稻壳灰的增强效果更明显。

欧阳东等人早600℃以下进行控制焚烧制得低温稻壳灰。研究表明：该低温稻壳灰火山灰活性超过连粒硅灰，对混凝土具有较强增强作用。当低温稻壳灰替代水泥用量超过10%时，可极大提高混凝土抗压强度。

4.2 石灰稻壳灰水泥

李泽良等人用生石灰/消石灰与稻壳灰混合制成石灰稻壳灰水泥。研究结果表明：这种石灰稻壳灰水泥安定性良好。采用生石灰与稻壳灰混合制备的生石灰稻壳灰凝结时间较普通水泥快，而消石灰水泥的凝结时间较普通水泥短。

4.3 稻壳灰空心砖

将稻壳灰、矿物外加剂和胶凝材料混合后再经过搅拌压缩等程序可得到空心砖。这种空心砖用于高层建筑中的非承重墙体，可取代加气混凝土。

4.4 其他稻壳灰应用

韩国将稻壳灰煅烧成活性高的黑色碳粉后，与水化学反应制成黑色稻壳灰水泥，该水泥具有防潮不结块的优点。

5 总结

稻壳有很多的利用价值，利用的范围很广。将稻壳资源化利用，不仅可以大大减少环境污染，而且还减少了对现有自然资源的破坏和浪费。随着现有科学技术的进步，越来越多的稻壳/稻壳灰制成品将被研制出来，其应用定有极大的市场空间。

                                                                                    ——作者：武汉轻工业大学工程与建筑学院 刘杰胜 张娟 夏琳 李继祥 董莪