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秸秆墙砖成型及在日光温室中应用研究

作　者: 杨旭
导　师: 王效华
学　校: 南京农业大学
专　业: 农业生物环境与能源工程
关键词: 秸秆吸湿平衡应力释放热传导率成型密度
分类号: S38
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

我国是农业生产大国,每年产生的农业秸秆剩余物数量庞大。由于秸秆处理方式的有限且不当,大量的秸秆被焚烧在野外,焚烧秸秆释放大量的CO、CO₂、氮氧化物、硫化物和烟尘,造成严重的大气污染,引起酸雨、酸雾和温室效应,形成的烟雾还会妨碍交通,对我们的生活造成严重影响。基于上述现实背景,本文主要研究合理处理秸秆剩余物的新途径,目的是将秸秆作为一种建筑材料用于修建农业生产设施日光温室墙体。秸秆作为房屋材料很早就出现在国外,但用于农业建筑墙体材料却是鲜有涉及。对于秸秆材料国内外都已经做了一些研究,国内外研究者都对秸秆材料的化学成分组成做了很多研究。对秸秆的压缩行为国内的研究也仅限于将秸秆作为青贮。国外对草砖的研究比较深入,其研究涉及到了一些秸秆砖压缩的应力—应变行为、草砖的各向异性和秸秆砖的导热性能等,但其研究的秸秆砖密度极低,对较高密度,尤其是用于农业建筑墙体材料的适宜密度很少涉及。本文在以往对秸秆材料的研究基础上,进行了秸秆吸湿平衡实验,湿度环境是由饱和盐溶液法提供,实验得出气干稻麦秸秆在不同湿度环境下含水率在24h之内就可以达到平衡,且吸湿平衡后的含水率与环境湿度的关系遵循二次多项式函数关系,在环境湿度不超过100%的情况下,气干稻麦秸秆平衡后的含水率不会超过16%。完成了秸秆压缩密度与压力关系的研究,得出压缩密度与压力遵循幂函数关系,在相同压力下,进料量小的秸秆压缩密度大,秸秆碎度小的压缩密度大；完成了秸秆压缩应力释放规律的研究,得出在秸秆压缩应力释放3min后,应力就可以达到平衡,此时有利于秸秆的捆扎。完成了较高密度范围（0.1-0.3）g/cmm3秸秆砖的热传导率和体积热容量的研究,实验得到稻麦秸秆砖的热传导率与密度遵循线性关系,稻麦秸秆砖热传导率的范围是在（0.054-0.096）w/m*k；在此密度范围之内,稻麦秸秆砖的体积热容量与密度遵循二次多项式函数关系。实验还得到稻麦秸秆砖含水率在12%—50%范围时,相同密度为0.2g/cm3稻麦秸秆砖热传导率和体积热容量都与秸秆含水率遵循二次多项式函数关系,稻麦秸秆砖的热传导率在（0.074-0.105）w/m*k。本文完成了秸秆砖墙日光温室田间应用实验,研究得出秸秆材料适合用于农业建筑日光温室的墙体,适宜农业生产。本文通过实验室研究和田问应用试验相结合,研究了秸秆墙体日光温室的生产效果,为制作秸秆墙体日光温室缓解农作物剩余物为环境带来的压力提供实验理论依据,也为农作物秸秆处理提供可行方法,为建材行业提供发展新思路,为秸秆生物砖墙结构设计提供参考。

全文目录

目录  4-6
摘要  6-8
ABSTRACT  8-10
一绪论  10-14
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 国内外对秸秆材料研究情况  11-13
  1.3 指导思想  13-14
二研究目的与研究内容  14-15
  2.1 研究目的  14
  2.2 主要研究内容  14-15
三研究方法及技术路线  15-17
  3.1 研究方法  15
  3.2 技术路线  15-17
四稻麦秸秆材料吸湿平衡研究  17-21
  4.1 秸秆在不同湿度环境下的含水率变化  17-18
  4.2 稻麦秸秆在97%湿度环境中24小时含水率变化  18-19
  4.3 稻麦秸秆吸湿平衡后的含水率与湿度环境的关系  19-21
五秸秆墙砖压缩成型试验研究  21-32
  5.1 材料与方法  21-22
  5.2 实验结果与分析  22-31
    5.2.1 压缩成型密度与压力关系  22-25
    5.2.2 压缩秸秆应力释放规律  25-28
    5.2.3 秸秆压缩回复率变化规律  28-30
    5.2.4 秸秆出料成型密度与压力关系  30-31
  5.3 小结  31-32
六秸秆墙砖热工性能的研究  32-40
  6.1 不同密度稻麦秸秆砖的热传导率研究  32-35
    6.1.1 材料与方法  32
    6.1.2 实验结果与分析  32-35
  6.2 不同含水率稻麦秸秆砖的热传导率研究  35-39
    6.2.1 材料与方法  35
    6.2.2 实验结果与分析  35-39
  6.3 墙体材料田间应用热工性质对比  39
  6.4 小结  39-40
七秸秆砖墙日光温室田间应用试验研究  40-53
  7.1 三种温室内参数实验  40-46
  7.2 温室墙体温度和墙体含水率实验  46-49
  7.3 温室内植株长势实验  49-53
八总结与建议  53-55
  8.1 实验结论  53-54
  8.2 实验存在问题及建议  54-55
参考文献  55-57
致谢  57

秸秆墙砖成型及在日光温室中应用研究

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