冷压成型是小麦秸秆砌块制作过程中的重要工序，作为核心工艺参数的冷压温度、冷压压力、冷压时间，对砌块的成型质量和尺寸稳定性具有直接影响。砌块的三维尺寸及其稳定性直接影响砌块能否填充到混凝土空心砌块中去，以及在使用过程中的保温效果。本文主要研究冷压时间对小麦秸秆砌块变形的影响。 1、材料与方法 1.1材料与设备 材料：石灰浆；小麦秸秆纤维；水。 仪器与设备：精度为1g的YP10K型电子天平；WA - 100型电液式万能试验机；模具，为定做的钢质模具；直尺，精度为0.5 mm；小钟表。 1.2方法 在原料及其他条件不变的前提下，只改变小麦秸秆砌块在冷压机上的保压时间，探讨冷压时间对砌块尺寸变形量的影响。在预试验的基础上，设置6种冷压时间，每个试验重复2次。冷压时间分别为2、4、6、8、10、12h。具体试验步骤： 稀释后的石灰浆与小麦秸秆纤维均匀搅拌，之后装进模具内，在压机上冷压成型。 脱模后的砌块，在大气环境中干燥48h，测量其长度、宽度、高度上的三维尺寸。 2、结果与分析 2.1成型过程及变形机理分析 冷压成型的原理是借助冷压机对小麦秸秆和石灰浆的混合料施压．混合料内部的空隙随压力的增大而减小；当混合料变形到一定程度时，大颗粒在压力作用下破裂变成更小的粒子，并发生变形或塑性流动，颗粒开始充填空隙，粒子间因更加紧密地接触而互相啮合，使石灰浆与相邻颗粒胶接，经压缩成型得到具有一定形状的砌块，同创新能源生产的秸秆颗粒机专业压制小麦秸秆颗粒燃料。 从小麦秸秆纤维与石灰浆的拌合料到具有稳定尺寸的砌块，主要包括冷压和干燥工序。其间，砌块会发生一系列的物理和化学变化，并伴随着一系列的外形尺寸变化。主要的变形类型及机理是： 第一，压缩变形。石灰浆和小麦秸秆纤维均匀搅拌后装进模具内，在压机上冷压成型。由于原料是比较均匀一致的，所以在压缩变形中，长、宽、高在各自方向上的压缩是均匀的。只是加压方向是垂直向下的，高度方向受到的压力比较大；而长度、宽度方向上受到的是侧压力，压力比较小，纤维在三个方向上的压缩比是不同的。在冷压时间内，石灰浆和秸秆纤维主要是机械力混合，伴随有石灰浆的固化带来两者之间的胶合。 第二，弹性恢复变形。弹性恢复变形开始的时间是卸压后的瞬间，持续时间短。在卸压脱模后，由于外加压力的消失，冷压成型的砌块会发生弹性变形，外形尺寸由此增大，这是砌块发生变形的主要原因之一。相关研究表明，弹性恢复变形在砌块变形量中占的比重比较大。 第三，固化变形。石灰浆是胶结材料，固化时把小麦秸秆纤维粘结在一起。在固化过程中，石灰浆中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳发生化学反应生成碳酸钙和水，砌块尺寸因此而增加。 第四，蠕变变形。由于砌块是粘弹性材料，在压力恒定（压力为零）的前提下，会随着时间的推移而产生蠕变变形。 第五，干缩变形。在干燥过程中，随着水分的蒸发，使砌块尺寸变小。 在不同的时间段内，各种变形影响的比重是不一样的；在同一时间段内，有些变形是同时存在的，有些只有一种变形；前面时间段内发生的变形对后面发生的变形有直接或间接的影响。在冷压时间内，主要是压缩变形；如果冷压时间较长，则伴随有固化变形。在卸压时，主要是弹性恢复变形；在脱模后干燥时，则伴随有固化变形、蠕变变形和干缩变形，三者之间同步发生，共同影响砌块的变形。 压缩变形会影响到后续的弹性恢复变形、固化变形、蠕变变形和干缩变形。尽管从理论上分析，压力、温度、时间对压缩变形都有影响．但冷压时间是主要因素。压力使石灰浆分子、水分子和秸秆纤维紧密接触，增大了三者的界面面积，促进它们的胶结。但在模具和砌块尺寸一定的前提下，压力主要是使小麦秸秆混合料压缩成一定的形状，或者说压力对砌块成型的作用是固定的。温度会影响分子的运动速度从而影响到固化速度，但冷压成型时，温度为大气环境温度，温度从绝对量来说是非常低的，不会使混合料的成分发生质的改变，所以温度对砌块最初成型的影响是很小的。而冷压时间对成型的影响较大，直接影响到在压砌块的塑性变形，而塑性变形是砌块最终成型的决定因素。因此，对冷压时间与砌块变形量之间的关系进行研究具有重要意义。 跟踪观察和测试证明，在脱模后的48h内，砌块外形尺寸会持续发生变化；在干燥48h后，砌块的外形趋于稳定。并且，脱模后干燥48h时砌块尺寸对填充具有十分重要的意义，直接影响到秸秆砌块对混凝土空心砌块的填充效果和保温效果，所以本研究只对冷压时间与砌块脱模后干燥48h时变形量之间的关系进行探讨。 2.2变形量研究 干燥48b的砌块，长、宽、高尺寸几乎保持稳定，所以，以脱模后干燥48h时的长、宽、高尺寸变化量作为衡量砌块最终的变化量指标，以相对变形量来说明。所谓相对变形量，是指在大气环境下干燥48h时秸秆砌块的变形量，用变形的绝对量与砌块在压时的尺寸之比来表示。相对变形量是因压力卸除而产生的弹性变形、因时间而产生的蠕变变形和因水分蒸发而产生的干缩变形相互作用的结果。弹性变形和蠕变会使砌块尺寸变大，干缩变形从理论上来讲会使尺寸变小。 2.2.1维变形量分析 由图l知，砌块长度方向变形量介于0. 36%一3. 22%之间，平均为1.25%，标准差为1. 17%。在2—6h内，变形量随着冷压时间的增大而减小，这是因为冷压时问越长，伴随压缩变形的固化变形就越大，而固化变形又经过压缩，最终表现出的变形量就小。同时，冷压时间越长，颗粒间紧密接触的时间越长，从而有利于砌块的固化。在6—12h内，变形量随着冷压时间的延长而增大，这是因为冷压时间越长，尽管固化变形的变形量会较小，但压缩变形对后续的弹性恢复变形和蠕变变形的影响越大，最终表现出的变形量就大。 砌块宽度方向变形量介于0~2. 92%之间，平均为1. 18%，标准差为1.22%。在2—6h和8—10b内，变形量随着冷压时间的增大而减小，原因同上。至于变形量在冷压时间为8h时最大，则需要在以后的试验中进行深入探讨。 砌块高度方向变形量介于1. 47% ~12. 65%之间，平均为5. 59%，标准差为3.94%，总的趋势为冷压时间越长变形量越小，原因同上所述。由图I可以看出，高度方向变形量与冷压时间呈较为明显的线性负相关关系，即 由图1知，冷压时间相同时，砌块高度方向的变形量最大，长度和宽度方向的变形量接近，所以，在评价砌块的尺寸稳定性时应主要考虑高度方向的变形量。这主要是因为砌块在成型过程中垂直向下加压，高度方向受到的压力最大，长度和宽度方向上只受到很小的侧压力。卸压后，在受压缩幅度最大的高度方向上砌块的瞬间弹性变形最大。 3、结论与建议 3.1小麦秸秆在成型过程中主要发生压缩变形、弹性恢复变形、固化变形、蠕变变形、干缩变形。压缩变形会影响到后续的其他变形。 3.2在评价砌块尺寸稳定性时，应主要考虑高度方向的变形量。冷压时间与高度方向变形量呈线性负相关关系。 同创新能源不但销售专业压制小麦秸秆的秸秆颗粒机、秸秆压块机，而且我们还大量销售杨木木屑生物质颗粒燃料。