响应面分析法优化秸秆墙板压缩成型工艺参数

为优化秸秆墙板压缩成型工艺，促进秸秆的建材化利用，实现变废为宝。本文通过单因素试验探究试验因素(压力、喂入量、压缩速度)对试验指标(墙板密度、残余力、设备比能耗)的影响规律，并确定各因素的取值范围为压力0.1 MPa~0.7 MPa，喂入量225 g~375 g，压缩速度50 mm/min~150 mm/min。在此基础上，根据Box-Benhnken中心组合试验与响应面分析法，研究各个因素的交互作用对试验指标的影响，模拟得出回归方程预测模型，从而优化确定秸秆墙板压缩成型工艺参数并通过试验验证了优化结果的可靠性。结果表明：各因素对密度影响的主次顺序为压力 > 喂入量 > 压缩速度，对比能耗影响的主次顺序为压力 > 喂入量 > 压缩速度，对残余力的影响主次顺序为压力 > 压缩速度 > 喂入量。优化确定最佳的参数组合为：压力为0.47 MPa，喂入量为280.98 g，压缩速度为91.42 mm/min。其密度为891.60 kg/m3，比能耗为231.30 J/kg，残余力为0.15 MPa。

我国秸秆总量达到了世界秸秆总产量的20%~30%。

目前， 秸杆的回收再利用主要方式包括秸秆还田、制备生物质能源、制备饲料等[1] [2] [3] [4] [5]。但秸秆的综合利用率仍然较低，每年都有大量的秸秆被作为农作物废弃物或直接就地焚烧，导致了严重的生物质资源浪费和环境污染等问题[6]。另一方面，建筑资源短缺严重制约经济社会发展， 传统建材已导致社会资源的巨大消耗和生态的严重破坏。

众所周知， 以秸秆作为建筑工程的原材料制备墙体，具有隔热、隔声、质量轻、强度高、节约成本等优点，可以减少取暖总热耗和取暖总成本，满足“可持续性”建筑墙体材料所具备的各种条件[7]。因此，积极推进秸秆的建材化利用，可以有效解决木材供需矛盾和农业秸秆浪费、焚烧带来的问题，是将碳永久固定在建筑物之中是实现碳达峰、碳中和的有效路径。众多学者对含有秸秆的建筑材料做了大量的研究工作。

刘巧玲[8]、吕信敏[9]、曾哲[10]、Wang 等人[11]均研究了秸秆掺量对所制复合墙体材料力学性能的影响，研究结果表明：秸秆掺量的增加可提高复合材料的力学性能。M. Kozlowski、M. Kadela 等人[12]研究秸秆纤维、粉煤灰的掺量对于复合泡沫混凝土的密度、收缩率以及强度的影响，并通过试验给出最佳配和比。刘保华[13]、肖力光等人[14]利用油菜秸秆灰分与稻草秸秆纤维制备混凝土，研究植物纤维复合混凝土的保温性能，研究结果表明：添加一定量的植物纤维混凝土导热系数低于基体混凝土，并且随