由表1数据充分显示,板类菱镁制品在生产时添加适量增韧剂可以显著的提高制品的韧性。
另外,同一种材料厚度越薄,韧性就越好。根据这一道理,可以把本来很硬而且脆的东西加工成柔软的薄膜,据此在板类菱镁制品生产时,在保证外观质量的前提下,尽量将表面料浆层做薄,可以显著地提高产品受弯时的初始裂纹挠度值,从而提高产品的韧性。
关于板类菱镁制品的脆性一直缺乏一个量化指标来评定。我们经过几年的努力总结出了板类菱镁制品脆化系数的测定方法,实践证明行之有效。具体见表2。
板类菱镁制品的脆化系数,我们在企业标准中规定不小于0.7,表2中编号济南A和宜兴08083两种产品是由我们提供生产技术生产,其脆化系数超出规定的指标,产品表现出了良好的韧性。用此技术生产的玻纤菱镁建筑模壳使用效果良好。
2.2 菱镁建筑模壳吸潮返卤弊病的探讨及解决措施
菱镁建筑模壳的主体材料是MgO和MgCl2,硬化过程的主要化学反应是:
5MgO+MgCl2+13H2O=5Mg(OH)2MgCl2·8H2O
简称518相,518相是菱镁制品各项技术性能的来源,生成的518结晶相越多,产品技术性能越好。
有的学者曾报道产品中还有相当数量的318相,我们通过热分析和x射线衍射分析,皆未发现318相。分析原因,我们认为现在的菱镁制品生产配方碱度都较高,而318结晶相是在较低碱度下生成的硬化产物,因而产品中未曾发现318相。因而在研究产品吸潮返卤时,318相不是研究的对象。518结晶相是否具有吸潮返卤能力,有的学者提出这一问题,我们经过反复试验未发现518相能吸潮返卤;但518结晶相热稳定性较差,在热分析中发现从70℃开始分解:
70℃→90℃
5Mg(OH)2MgCl2·8H2O→5Mg(OH)2+MgCl2+8H2O
分解后的Mg(OH)2以水镁石结晶相存在,在90℃恒温30分钟后制品中的518结晶相不复存在,全部变成水镁石(Mg(OH)2结晶体),MgCl2全部游离出来,由于这些游离MgCl2的出现,制品由不吸潮返卤变成严重吸潮返卤。菱镁制品的吸潮返卤根源是制品中游离MgCl2的存在,这已是不争的事实。要解决菱镁防火板的吸潮返卤弊病,就必须从治理游离MgCl2着手,具体措施是:
a.在菱镁制品生产时设计合理的配方及合理的生产工艺参数,使硬化反应尽量进行完全,使制品中的游离MgCl2减少到最低程度,直至失去吸潮返卤能力。根据我们的实践,制品中的游离MgCl2只要小于5%,制品就失去了吸潮返卤能力,这样的防火板在标准的潮湿环境中放置3天,其单位面积吸湿率不超过10mg/cm2,制品具有很强的抗吸潮返卤能力。
b.采取双管齐下的措施:防火板生产时在料浆中加入憎水防水剂,使制品外表面及内部的空隙、空洞、毛细管内壁形成一个极其微薄的憎水薄膜,阻断水分的传输途径,将游离的MgCl2屏闭在制品中,使制品失去吸潮返卤能力。
c.生产中,在正确养护机理与养护工艺的指导下,抓住养护三要素(温度、湿度、时间),充分创造518结晶相的生成条件,促使多生成又要防止已生成的518相重新分解而析出游离MgCl2,尽量减少制品吸潮返卤条件。
生产中只要抓住以上三项措施,就可以解决菱镁制品的吸潮返卤弊病。
2.3 菱镁建筑模壳翘曲变形弊病的探讨及解决措施
玻纤菱镁建筑模壳是一个外形较复杂的薄壳结构,在模壳生产过程中若各项工艺参数控制不严格,产品很容易产生法兰弯曲、大面产生鼓洼、形状扭曲、法兰外边缘贯穿性裂纹等弊病。此弊病产生的根本原因是因为菱镁制品在硬化过程和使用过程中体积稳定性较差造成的。
菱镁制品硬化过程是一个典型的体积膨胀过程,膨胀的原因是因为硬化产物518相的生成,518相的生成过程伴随着体积膨胀(已有专文,在此不再赘述),由表3和图1的结果显示的非常充分。本次试验是从非泡水菱镁防火板生产中取的胶结料采取了保潮养护后进行测试。由试验结果可以看出,试验初期是一个典型的体积膨胀过程,5天到达膨胀峰值,膨胀率高达1.88%o,这个膨胀过程既有518相生成过程的化学膨胀,也有化学反应过程放热的热膨胀,两种膨胀叠加在一起,促进了体积膨胀的迅速发展,当硬化反应的激烈期过后热膨胀逐渐消除,试件出现轻微收缩,至解除保潮后,试件中的自由水分蒸发,出现干缩,至32天干缩值降至0.81%o,由此可以看出菱镁制品即使经过较长时间的养护,进入使用期后其体积仍然比生产初期的体积大,所以正常生产的菱镁制品是不会干缩裂纹的,有些菱镁制品生产厂产品出现干缩裂纹,多数都是因缺乏专业知识,粗制滥造引起的恶果。
要解决菱镁制品的翘曲变形弊病,加强产品生产后的养护,尤其是早期的保潮养护,这是非常重要的措施;使其在养护过程中充分进行硬化反应,促使体积的稳定。其次必须设计合理的配方,重视加入适量的抗变形材料,只有这样才能解决玻纤菱镁建筑模壳的变形弊病。
2.4 菱镁建筑模壳不耐水弊病的探讨及解决措施
菱镁制品耐水性能的好坏是制品耐久性能的重要体现,众所周知,未改性的菱镁制品本身是不耐水的。我们的试验结果列于表4。
通常人们都用软化系数表示耐水性,从表4结果可以看出,不经过耐水改性的制品浸水一个月抗折强度损失62%,只保留了38%,而抗压浸水一个月强度损失81%,只保留了19%,这些制品已经是极不耐水,不能用于潮湿及有水的环境中。
要提高菱镁制品的耐水性,其途径有两个:
a.加入某些改性剂,改变菱镁制品硬化物相的结构状态,使结晶相变得细小紧密,使水不容易渗透到结晶相内部,避免或减少了对结晶相的溶蚀,目前多采用的是磷酸盐,有些磷酸盐效果颇佳,磷酸的效果较逊色。
b.采用某些憎水剂,加入后在菱镁制品的表面、孔洞、空隙、毛细孔内壁形成极薄的憎水薄膜,阻断水分的传输,阻止结晶相的溶蚀以其提高制品的耐水性。
目前许多菱镁学者还在探讨其他途径,也都取得了不同程度的进展。在生产上一般是采取双管齐下的办法,采取综合措施,效果都比较理想。我们的试验结果列于表5。
由表5的试验结果可以看出,采取综合措施解决菱镁制品的耐水性弊病效果是很显著的;改性后的菱镁制品经半年浸水强度降低很少,有的还有提高,尤其抗折软化系数都有明显的提高,有的提高31%,现已近十年,这些制品没有发现不耐水的迹象。
有不少菱镁建筑模壳是用在地下工程,就是普通的建筑工程在施工时模壳都要接触水泥沙浆和水,所以,在菱镁建筑模壳生产时必须施加耐水改性措施。
3 结语
1.菱镁建筑模板是一项很有发展潜力的新生事物,其中的菱镁建筑模壳由于使用效果好,是很受建筑业关注的一项新产品。
2.本文总结了玻纤菱镁建筑模壳脆性大、易吸潮返卤、易变形、不耐水的试验研究成果并提出了解决措施,制订了编号为JM003-2008“玻纤菱镁建筑模壳”企业标准指导和控制生产。本研究成果在我国武汉等大城市进行了推广,取得了良好效果。
3.因该产品是一项新生事物,有待同行共同切磋技术,使之日趋完善。