菱镁制品的工艺问题

菱镁复合材料的工艺问题
我国镁质材料资源十分丰富，其中菱镁矿的储藏量近 30 亿吨， 氯化镁遍及沿海各盐矿。镁质胶凝材料的开发与应用在我国起始于二 十世纪初。“七五”期间，国家投入了上千万巨资，设立了《镁水泥 物理化学基础及特性研究》重点科技攻关课题，并明确了制备性能稳 定的氯氧镁材料的最佳条件和技术。我国制定 12 项标准，规范这种 材料的生产，标准遍及建材、冶金、煤矿、市政、农业、铁路、消防 等行业部门，并于 2000 年在合肥成立了“国家建材局镁质胶凝材料 检测中心”，规范统一检测质量。氯氧镁胶凝材料虽然工艺不十分复 杂，生产能耗小，产品具有节能、代木、节土、节水和生产成本低等 特点，但是，由于对形成的硬化镁水泥石的相组分、相结构及其强度 来源与强度的影响因素不十分清楚，特别是配料组分不科学、不合理， 出现返卤、泛霜、变形现象，导致产品性能下降。有关部门统计，目 前我国镁质材料产品总体质量合格率大约只有 60％左右。如何使这 个有利于节能与环保的建筑材料造福人民？笔者分析国内当前镁质 材料制品生产技术现状及所出现的缺陷，提出采取的技术措施。 (一) 返卤、泛霜的防治技术
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的物理力学性能，同时用 X 衍射及电子显微观察确定组分的相组成和 最佳用量，作为 MgO/MgCl2 的摩尔比用量应大于 5，这是基本原则。
作为确定配比用量的 MgO 应是活性 MgO，即在常温下(10℃～35℃) 和特定的时间内发生水化反应的氧化镁。作为刚出厂的 MgO 含量在 80％～85％的轻烧镁粉，其活性氧化镁的含量大都是 65％左右，若 以轻烧粉中 MgO 含量作为配比的摩尔计算依据必然导致 MgCl2 的用量 过剩。
制品的厚度、密度公差大和结构不对称所造成的变形现象，多发 生于手工成型，增强的玻璃纤维网格布分布不均匀也会引起制品变 形。还应注意作为填充的集料比重应尽可能和轻烧氧化镁粉相一致， 避免集料的比重不同造成在成型过程中产生沉积或上浮于混合集料， 造成容重差异大。板材内部的收缩、膨胀不一致，产生结构应力会引 起翘曲变形，克服厚度公差、容重公差和注重结构的对称性是防止变 形的关键举措。
镁质材料制品表面有多种原因形成的霜，需通过不同的技术手段 加以遏制。
NaCl 霜，它的主要成分是 NaCl 和少量的 KCl 和 MgCl2·6H2O，这 主要是组分中上述杂质含量较高，特别是 MgCl2·6H20 中的含上述杂 质较高，易于形成 NaCl 霜。限制 NaCl 的含量，自然可减少这种霜的 形成。
轻烧氧化镁粉是镁质材料的主要原料之一，它是由菱镁矿 MgCO3 在 750～850℃下锻烧而来。一些生产厂家煅烧工艺较为落后，特别 是对原料或烧成后的矿石无均化的措施，造成同一批产品，甚至同一 袋产品的 MgO 含量和有效 MgO 含量都有较大的差距。
还有部分生产者为片面追求生产成本，往往采用菱苦土替代轻烧 粉生产镁质材料制品，这不可能生产高质量镁质材料制品。要保证 MgO 原料的合格与稳定性，生产合格的镁质材料制品，所采用轻烧 MgO 的原料，其 MgO 含量为 80％～85％，活性 MgO 含量≮60±2％；Ca0 含量<1.5％；烧失量为 5％～9％；细度为≮170 目。 2． MgCl2
MgCl2·6H2O 霜的形成与镁水泥浆料的配比组成有直接关系，制 约这种现象要从调整原材料配比，调整养护制度，掺加外加剂等方面 入手。
泡水处理法防止返卤、泛霜值得商榷。一般认为将硬化固结后的
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镁质材料制品浸泡在加入有漂白粉、碳酸钠和固色剂的水溶液中，浸 泡处理 24～48 小时，能够提高镁质材料的强度。笔者认为，泡水破 坏了镁质材料的水化过程，降低了材料的强度。特别是刚硬化脱模的 镁质材料其强度的形成率仅为 37.5％左右，MgCl2 溶于水中更谈不上 加强水化过程。同时，泡水增加了工艺的复杂性，增加了浸泡设施的 费用和人力，浸泡水的排放增加了二次污染，泡水后增加了制品的干 燥过程和干燥能耗，加剧了制品使用后的收缩率和导致开裂等现象。 因此泡水不是理智之举。 (二) 合格稳定的原材料是确保镁质材料制品质量的重要保障 1． 轻烧 MgO
有的水溶性有机聚合物乳胶类外加剂，诸如：丙烯酸乳胶、EVA 乳胶、氯偏乳胶、UF 树脂等。它们的加入除了自聚合提高镁质制品 的强度外，还具有堵塞毛细通道作用，提高抗水性能。作为掺入的外 加剂应该具备两个条件：一是能使结晶改性形成难溶于水的相结晶 点，同时能使未组成结晶相的镁形成难溶于水的化合物；二是自身具 有一定的胶凝性能，能粘聚在结晶相的界面，提高抗水浸蚀能力，或 者自身具有抗水功能，堵塞于毛细通道上；改善抗水性能。上述的水 溶性聚合物和铁盐(硫酸亚铁)，铝盐(硫酸铝、A1203 等)，锌盐(硫酸 锌)等就属这种类型。 (四) 防止氯氧镁制品的变形与防裂
合理的施工技术与嵌缝材料的应用是防裂的重要举措。没有收缩 的无机胶凝材料是不存在的。能做到的是把收缩限制到最小的范围 内，再配合合理的施工技术与嵌缝材料的应用。笔者仅就硅镁隔墙条 板在墙体施工中有关事项叙述如下：
硅镁墙材使用的板材含水率，应控制在当地的空气最低平衡含水 率。通常为 9：t-,4％需嵌缝和与框架及地面接角的板材二端面、二 侧面必须将脱模剂除去，更新其表面以增加和嵌缝材料的粘接力。使 用的板材养护龄期不得低于 28 天。墙板安装完毕后，停滞 5～7 天，
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在生产过程中，不合理的工艺技术会导致氯氧镁制品返卤、泛霜。 如：搅拌不均匀，正确的搅拌机应选择双轴且能自转与公转而且能变 速，最高的搅拌速度能达到 90～110r/min，若采用单轴搅拌机也应 考虑设置倒顺开关和变速装置。生产中还切忌用 MgCl2 促凝液调整料 浆稠度。因为这破坏了组成的摩尔比关系，必然导致镁质材料中 MgCl2 过剩，如发生稠度变大的情况时，可用相当于料浆量 2％～5％的浓 度为 1.5％的磷酸溶液加以调节。
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属增强。除采取有效措施使制品不产生残余 MgCl2 存在外，还可用 MgSO4·H2O 或 MgSO4·7H2O 替代部分的 MgCl2·6H2O，用硅灰替代部分 轻烧 MgO 粉，其性能无异于镁质材料性能，但是材料费用较大，使其 大面积推广尚有困难。 3． 其它材料
主要是指增强材料玻璃纤维，虽然镁质材料硬化固结后介质 PH 值在 7.2～7.6，但作为高碱性的玻璃纤维在遇水后纤维中的 Na2O 与 K2O 会形成 NaOH，KOH 等产物，与起骨架作用的 SiO2 发生反应，破坏 了玻璃纤维的结构组成，不仅起不了加筋增强作用，还会引起玻纤表 面缺陷和裂缝的扩展，也会导致玻璃纤维强度下降。因此要采用无碱 玻璃纤维，玻纤的浸润剂应是无蜡的，以保证镁质胶凝材料的界面结 合力。 4． 合理使用填充料
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下问题：一是填料的化学组成以不合碳酸盐成分为好，如方解石粉、 石灰石粉和轻钙等。因为碳酸盐会发生化学反应放出二氧化碳气体， 使制品产生气孔，减弱抗渗性和相应的强度。二是外加的填料要确保 细度不得大于 180 目，且应该干燥，保证能与氯氧镁胶凝材料充分地 进行界面结合。惰性填料的加入量，可相对于轻烧氧化镁重量的 l： 1～1：0.1。至于木质材料的填充料，诸如植物秸秆、锯屑等应注意 材料的含泥量<1％，细度在 20～60 目，含水率<25％，材料不应霉烂 变质即可。 (三) 改性外加剂的正确使用
氯氧镁制品的变形表现的形式有收缩变形；厚度与密度偏差及
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结构不对称所造成的翘曲变形，变形影响建筑功能和使用效果。 过多过大的用水量，会导致这一问题的出现。一般在混合料浆中
液／固比值在 0.43～0.47 左右，根据活性 MgO 的含量所确定 MgCl2 的用量。在此条件下，能使 MgCl2 的浓度保持在 20％～23％时的用水 量即是正确的用水量。应强调的是生产企业应设置干燥设备，使制品 的含水率在出厂前控制在 8％～10％，避免制品在使用过程中因排湿 的不一致造成变形。在实际生产中对于组分中的轻质、松软的填充料 应尽可能的少加或者不加。这类填充料对抵制材料的收缩不利，同时 本身的吸湿性也大，加剧了材料的收缩，同时在组分中也应注意纤维 的加筋量是否足以提高抗击力和防裂要求。
在确定正确计算依据的情况下还应注意轻烧氧化镁中的活性氧 化镁含量不是一成不变的，在储存过程中由于受潮或吸收空气中的水 分形成水镁石’Mg(OH)2 从而降低了活性 MgO 的含量，这种情况在我 国南方尤为突出。
因此生产企业必须不定期地测定轻烧粉中的活性 MgO 含量、调整 MgCl2 的用量和配比组成，以动态科学的配比克服返卤、泛霜一现象。 2． 科学规范的成型、养护工艺
MgCl2 是镁质胶凝材料的两种主要原料之一，它的质量要求主要 有两方面，一是 MgCl2 的有效含量，在 JC/r449—2000 标准中明确指 出 MБайду номын сангаасCl2≥43％，钙离子 Ca+含量≤0.7％；另一方面是碱金属氯化物 (以 Cl-计)≤1.2％，因为 Ca+与 Cl-的含量将直接影响制品的稳定性与 泛霜性。作为镁质材料制品富含 Cl-对金属有腐蚀性，不能长期用金
泛霜是镁质制品的重大质量缺陷，降低了产品强度与防水防湿性 能。返卤和泛霜都会影响产品外观，污染环境。 返卤原因及防治技术： 1． 把握动态科学的配比。
常温气凝的镁质材料胶凝力学性能的主要相结构与相组分为： 5Mg(0H)2·MgCl2·8H20。在生产中，MgO(氧化镁)的反应摩尔比是多 少，这是技术的核心。它的用量确定是通过 MgO/MgCl2 的不同摩尔比 的胶凝硬化体，分别测试不同龄期的强度及防水性能，确定最佳组分
另一类为惰性填料，诸如石英粉、滑石粉、玻璃粉(中碱或无碱)、 大理石等，这一类填料应是自身强度比较高，化学稳定性和体积稳定 性好，在菱镁胶凝材料制品中起骨架作用，缓冲和减少了菱镁材料硬 化所产生的体积膨胀，同时改变了制品的孔结构，增加了制品的密实 性，对提高制品的强度和减少变形大有裨益。对填料的使用应注意以
轻质填充料滑石粉、轻质碳酸钙的析出物形成的霜，这种现象多 发生在镁质料浆中加入了上述物质。这需要在镁质材料料浆中尽量加 入和轻烧粉比重(d=1.6g/cm3～1.9g／cm3)相当的填充料，减少料浆中 的含水率。