菱鎂制品變形的原因及預防措施
菱鎂制品變形直接影響產品質量和制品的使用,由于菱鎂砼本身具有的材料特征,在實際生產中一般難以有效地控制,因此它成為阻撓菱鎂制品正常生產的難題。我們在菱鎂制品生產中不斷研究鎂水泥石的變形特征和變形機理,探討了影響菱鎂制品變形的因素,并相應提出了改善菱鎂制品變形的措施。
一、菱鎂砼制品變形的主要過程
1.拌合初凝期的膨脹
菱鎂粉從投料拌合至初凝階段,屬于固液氣多相結構,宏觀上由于填料吸附一定的自由水,再加上菱鎂粉水化體積的增長,必然導致還在塑性階段的制品體積膨脹。從微觀角度分析,菱鎂粉與氯化鎂、水等相遇發生放熱反應,釋放熱量使制品內部溫度升高,一定時間內就形成了制品從內向外的溫度梯度擴散,其熱膨脹應力也相應地擴散,制品的體積就會發生不均勻變化。不過這一階段由于制品定置在工作臺面上尚未終凝,且無內部結合力,因此其熱膨脹力不會造成什么危害,但如果溫度太高,熱脹力急劇,將會使內部形成很細裂紋,使制品破壞。
2.終凝結晶期的膨脹
制品經過初凝至終凝期的塑性變形以后,其活性分子仍在溶膠和膠凝階段,只要其原料合格,反應條件適宜,配合比正確,菱鎂硅的水化反應即518相、318相和水鎂石結晶產物就將逐漸形成。隨著結晶粒子的成形及位置的固定,結構內部自由水的吸收或蒸發,制品的自由膨脹逐漸平緩,大約一周以后,伴隨著菱鎂砼膠體物質結晶粒子定向定位和再結晶的進行,內部結構中針片狀微粒晶體排列結成網絡,晶格結合力與膠溶期的熱脹應力,趨于平衡,菱鎂制品的變形逐漸停止,此時結構再結晶階段結束。
3.養護完成與制品使用階段的變形
菱鎂砼制品養護結束之后其結晶和再結晶過程基本結束,正常的化學反應也基本完成,結構強度也達到了設計使用要求,以后的變形就是制品在合理承重下正常彈性變形了。但是由于菱鎂砼在變形方面是個連續的過程,有時不可能馬上停止,再如有的制品生產時配合比不合理或者養護不充分等,在使用中一旦遇到合適的環境條件時,將會再次發生反應,從制品內部產生新的應變力。
根據以上分析,一般制品的變形可分為三個階段:即塑性變形、結晶變形、彈性變形階段。
二、菱鎂制品變形的特征
菱鎂砼在形成和發展過程中,其體積發展膨脹,變形的規律是由菱鎂粉的硬化機理決定的。以菱鎂粉為主要材料,摻入24Be的鹵水或鹵塊和水制成凈漿4×4× 16cm試塊,計算長度以試件24h脫膜的原始長度為準。實驗表明,鎂水泥在自然養護條件下其體積是一個連續膨脹過程,28d線膨脹率為0. 06 % ,120d線膨脹率為0.12 % ,120d以后基本穩定。
三、菱鎂制品變形的主要原因分析
1.菱鎂粉不合格。按照標準JC/T449一91《建筑材料用菱苦土》規定,活性氯化鈣應小于或等于2%,物理測定安定性合格,氯化鎂含量大于75%,活性鈣在制品中是主要的不安定因素,因它遇水反應時體積膨脹量大,放熱強烈,致使內部結構破壞。另外,氯化鎂的含量對制品變形也有影響,含量過高時,反應速度快,凝結時間短,釋放熱量集中,導致制品變形強烈;含量過低時,凝結慢,強度低,制品也會發生大幅度變形。因此生產中使用的菱鎂粉應盡量考慮設計強度及相關問題,使設計與生產相一致。
2.填充料含雜質多。填料含雜質不能超標,絕對不能含有害雜質,如木屑含泥量不得大于5%,不能發黑發霉。
3.筋材的非均衡結構。筋材在菱鎂制品中主要承受抗拉強度,目前大部分生產企業是以竹筋和玻璃絲布為主。竹筋具有高抗拉的特性,但由于自身的不均衡,竹皮、竹肉及竹黃的抗拉強度差異很大,同是在菱鎂砼硬化過程中,表現出不規則伸縮。另外,有的菱鎂制品所用的玻璃絲布質量太差,也是導致制品翹曲變形的原因之一。有的玻璃絲布的經緯都太稀疏,使制品局部無玻璃絲布增強,在這些位置的菱鎂材料處于自由伸縮狀態,因此就很容易引起制品的變形。
4.制品生產的工藝問題。生產工藝是決定產品質量的關鍵環節,也是決定變形的因素之一。投料生產時必須精確地確定配合比,準確投料,以達到各主要材料的合理配比,即保證整個反應過程完全,又無反應剩余料包括游離的氯化鈣、氯化鎂。
5.制品生產的操作規程。菱鎂制品應按操作規程進行,如果搗固不密實,布筋上料不勻等,將直接導致大幅度變形。因此,要嚴格按操作規程生產,不能合并工序或減少工序。搗固密實、布筋均勻才能使制品內部結構不出現或少出現人為的變形因素。
6.制品的養護。在28d齡期內,制品內部還在水化反應的結晶再結晶期間極易發生變形,所以制品養護堆放要必須平整,碼放整齊。并一律養護到期以后,可出廠使用,確保制品無變形或盡量減少變形。
四、改進措施
1.菱鎂粉生產企業應精選菱鎂礦,提高礦石位等級,控制緞燒溫度等生成條件,盡量為生產制品廠提供高含鎂,低含活性鈣的菱鎂粉。
2降低填充料的雜質含量,特別是有害成份應嚴格控制,新型填料試用時,要做安定性試驗,合格后再進行使用。
3.筋材的使用應盡量均勻,竹筋也應上下顛倒或編網使用,使筋材抗拉應力均衡,玻璃絲布質量要保證,經緯及重量滿足工藝要求。
4.嚴格控制制品生產配合比,保證生產養護條件正常,使投入的材料反應完全,而且沒有殘存的游離活性分子。
5.解決變形的重點是在生產中添加抗變形的添加劑,一般象無機礦物如石英砂、珍珠巖粉、木屑,都屬于改性填充料類。另外以幾種化工試劑為改性試劑,它們一般以發泡、減水、防水等特性來改變菱鎂硅制品的內部結構,不致于造成制品翹曲。










































