一、技术名称
红麻秸秆轻质抗裂保温砂浆的制备与应用
二、技术概述（概述应简明扼要，可附2-3张照片、视频）
（一）技术类别：单项技术
（二）技术类型：产品，技术服务
（三）技术基本情况：指技术研发推广背景、能够解决的主要问题等。
作为农业大省的山东每年有大量秸秆类农业废弃物亟待处理，如广泛种植的韧皮纤维作物红麻，干物质产量高达16071~19528 kg/ha，将其安全的批量处理和综合利用对实现绿色可持续发展意义重大。本技术基于红麻韧皮纤维和秸秆芯各自的特点，通过合理配置韧皮纤维和秸秆芯的添加量和添加方式，以及对秸秆芯做简单的表面处理，将红麻秸秆全秆加入到建筑材料中，制备了红麻轻质抗裂保温砂浆和可用于3D打印的红麻粉煤灰地聚物材料，用以实现农业废弃物资源化利用。该技术同时符合《山东省绿色建筑促进办法》中“推进绿色建筑发展，推广可再生能源应用、建筑废弃物利用、绿色建材等成熟适用技术产品，鼓励绿色建筑采用装配式方式建造”的要求，体现了工农互补和可持续发展的重要理念。
能够解决的主要问题
1、基于农业废弃物年产量大亟待处理的问题，本技术中秸秆添加量达到12 wt%，可以实现农业废弃物的批量化处理和使用。
2、基于水泥基材料高能耗、高碳排放及易开裂等问题，本技术低成本改善建筑材料的抗裂性能，实现节能环保，改善居住环境。
3、基于智能建筑的需求，采用碱激发原理制备非水泥基3D打印建筑材料，可实现快速成型、无模板化及高度自动化的绿色建造方式。
（四）技术示范推广情况：技术成熟度,技术示范展示或较大范围推广应用情况。
本技术中使用的红麻的韧皮纤维具有良好的力学性能，平均抗拉强度为157-600 MPa，平均极限拉伸应变和弹性模量分别为0.015-0.019和12800-34200 MPa，可以代替钢纤维、合成纤维及玄武岩纤维等不可再生的纤维材料以改善水泥基材料的抗裂性能；红麻秸秆芯内部是互相连接的孔状结构，密度为0.09-0.11 g/cm3，可以使制备的砂浆具有轻质化和保温性。
研制的红麻秸秆轻质抗裂水泥砂浆在山东省淄博市沂源县沂河源田园综合体民宿改造项目中进行了示范应用，对富有文化特色的石砌民居内部进行抗震节能一体化改造（图1）。
抹面 室内墙体抹面完成
图1 红麻砂浆对民居进行改造
在达到相同的抗裂保温效果情况下，采用红麻秸秆水泥砂浆成本更低并且实现了农作物秸秆的资源化利用，生态效益显著，同时还与“三生石代”项目的开发主题“生产、生活、生态”契合，取得了良好效果。
（五）提质增效情况：本技术中，红麻秸秆经简单粉碎即可实现全秆利用，秸秆添加量可达到6 wt%~12 wt%。大量添加红麻秸秆的砂浆具有优异的抗裂性能（图2），且具有满足施工要求的机械性能，其中抗压强度和抗折强度分别大于10 MPa和5 MPa，且砂浆密度低于1200 kg/m3，导热系数低于0.4 W/m·K，真正实现了轻质抗裂保温的效果。
图2 砂浆开裂情况对比
红麻水泥砂浆具有成本优势。经济核算表明，采用红麻秸秆水泥砂浆对每平方米的墙体进行加固改造，相比聚丙烯纤维成本降低了12.14元，相比PVA纤维成本降低了22.50元。
同时，使用红麻水泥砂浆改造后的民居室内墙体在不进行装饰时仍然具有很好的效果，且宜居舒适、冬暖夏凉。根据鲁中山区石木结构传统民居性能评价模型进行评价的结果表明，改造前民居得分为1.990，而改造后得分为4.264，评价结果为优秀。
另外，红麻地聚物3D打印材料未使用天然河砂和合成纤维，而是采用了粉煤灰和矿渣等工业废弃物。添加了红麻秸秆后，3D打印材料的干密度低至1560 kg/m3，比传统水泥基材料降低了400 kg/m3，节能环保的同时，可以实现层层堆积，具有良好的可建造性（图3）。
图3 3D打印材料的可建造性
（六）获奖情况：以该技术为核心的科技成果获得科技奖励等情况（选填）。
三、技术要点
指核心技术及其配套技术主要内容（文字应简明扼要,要点应有实际内容、可操作性强）。
1、提高制备过程中物料的分散性和均匀性，需要合理控制红麻秸秆韧皮纤维长度、秸秆芯部粒径和纤维-芯部的配比等条件。
2、为保证秸秆砂浆和秸秆地聚物的机械强度要求，需要减小秸秆芯吸水性对胶凝材料反应的负面影响，对秸秆芯表面做适当的疏水化处理。
3、调节3D打印材料的可挤出性和可建筑性，需要合理调整秸秆韧皮纤维、秸秆芯、碱激发剂、粉煤灰及矿渣等的配比。
四、适宜区域
红麻适应性强，对土地要求不高，在我国山东、安徽、湖南、河北等地区有广泛的种植，以上地区都可进行推广。
五、注意事项
指技术使用过程中需特别注意的环节。
1、红麻采收后，需要风干处理，避免霉变等因素影响材料性能。
2、制备红麻建筑材料过程中要合理控制用水量，以保证红麻建筑材料具有一定的机械强度并满足施工需要，必要的时候对秸秆芯做适当的预处理。
3、严格控制养护条件和龄期，保证红麻建筑材料的产品性能。
六、联系人信息
戴莉 山东农业大学化学与材料科学学院
电话：15865386908
邮箱：daili@sdau.edu.cn
项目来源：山东农业大学
