根據玻璃纖維增強菱鎂水泥制品韌性及變形問題，作者對以沖擊強度值評價韌性的方法提出了不同見解，提出以初始彎曲裂紋的撓度值作為評價產品韌性的依據。文中分析了變形的原因并提出了改進措施。
　　一、玻璃纖維增強菱鎂水泥制品性能問題的探討
　　本文所指制品的韌性是指在制品表面受外力作用后，雖引起變形但制品不遭受破環，而當外力解除后形態能恢復的特性。韌性和脆性是相對的。韌性是玻璃纖維增強菱鎂水泥制品重要的技術指標，它直接影響到制品的運輸、安裝、再加工和使用性能。
　　菱鎂水泥在無機膠凝材料范疇內它的韌性是比較好的，比普通水泥、石膏、石灰制品要優良;但是和有機膠凝材料比較其韌性仍遠遠遜色。
　　玻璃纖維增強菱鎂水泥制品比較有代表性的產品是菱鎂通風空調管道、大幅面菱鎂薄板、波形瓦等。這些產品都是用玻璃纖維布或絲做增強材料，其本身強度高、韌性好、不易破壞，所以產品在遭受破壞時都是先從菱鎂膠結料開始;有的在表面產生深淺不等的大裂紋，有的制品表面產生網狀裂紋，這些裂紋在管道使用初期并無嚴重問題，但對管道的耐久性卻埋下了潛在的后患。因為管道的內外兩表面都是一層硬化了的菱鎂膠結料薄層，它是保護管道內部的屏障，如果這一保護層支離破碎了，水分、二氧化碳或含酸、堿的水及氣體都很容易沿著這些裂紋浸透到內部，使制品遭受破壞，這在上海等城市已多次發生過。因此提高玻璃纖維增強菱鎂水泥制品的韌性，尤其制品表層菱鎂膠結料硬化層的韌性，使它在一般外力作用下仍能保持表層的整體完整性，是保證這類產品耐久性能的重要措施。
　　如何衡量玻璃纖維增強菱鎂水泥制品的韌性，目前還沒有統一的公認辦法;不少單位用制品的沖擊強度來評價該產品的韌性，我們認為這是很不科學的。例如用同一種菱鎂膠結料制作沖擊試件時，隨著玻璃纖維放置的數量不同，其沖擊強度要相應的增減，也就是其沖擊強度主要來源于玻璃纖維;這樣測出來的沖擊強度不代表菱鎂膠結料的韌性。有時折一塊玻璃纖維增強菱鎂裝飾薄板，在折的嘎嘎響后，表皮的菱鎂膠結料裝飾層已被折裂，失去了使用價值，但板的本身卻仍有較大的抗折力。因此用傳統的測沖擊強度的辦法來評價這類產品的韌性是很不科學的。我們自制了一種測定玻璃纖維增強菱鎂水泥制品韌性的裝置，見圖1、用這種裝置先測出該類產品在彎曲時表面產生初始裂紋的撓度值，用這一撓度值評價該產品的韌性。[-page-]
　　圖1玻纖增強菱鎂板材韌性測定裝盆示意圖

1一臺座；2-固定繩索；3一試件；4一橡皮拉線；5一支點；6
一標尺；7一砂斗
　　圖1中1臺座用木板制成，3試件長度為400 mm、寬度為40 mm,2和7兩受力點之間距離為360 mm，受力點至端頭的距離各為20mm，試驗時試件中心卡于支點5上面。4為橡皮筋拉線，兩端固定于試件兩受力點上，在整個試驗過程中始終處于拉直狀態，以在6標尺上讀出試件的撓度數值。
　　5為支撐于試件長度中心的支點。試驗時按圖1將試件緊固于裝置上，然后在7砂斗中徐徐加入砂子，在加荷過程中仔細觀察試件上表面中間部位產生初始裂紋的情況，當產生初始裂紋時停止加荷，并立即從6標尺上讀出試件撓度絕對值，此絕對值除以試件兩受力點之間的距離所得百分數即為初始裂紋撓度值，試件韌性越好，其初始裂紋撓度值越大。稱量7的重量還可以計算出試件產生初始裂紋的抗折強度。當繼續加荷直至試件破壞為止，可以測出試件的大抗折強度。
　　我們主要采取以下措施提高本產品的韌性：
　　1.添加增韌劑
　　增韌劑的種類很多，選擇得當效果相當明顯，見表1。
　　表1增韌劑的增韌效果
　　從表1可以看出，在玻璃纖維增強菱鎂水泥制品中添加適量增韌劑可以顯著提高制品韌性。

　　2.將纖維增強菱鎂水泥制品的表面膠結料層做薄以提高制品韌性
　　同一種材料，厚度越薄韌性就越好，根據這一道理，可以把本來很硬的東西加工成柔軟的薄膜。所以在纖維增強菱鎂水泥制品生產中將表層料漿盡量攤薄，這樣可以明顯地提高制品的韌性，避免產品受外力作用時表面產生裂紋。
　　3.注意產品配方設計以提高制品韌性[-page-]
　　制品生產中一般組分都比較多，有些組分能降低產品的韌性，有些能提高產品的韌性，在配方設計時若能注意這一點，也能明顯提高制品的韌性。
　　二、制品變形的因素及解決措施
　　玻璃纖維增強菱鎂水泥制品都是一些厚度小幅面大的產品.如各種薄板、管道等等。產品在生產和使用過程很容易出現的質量問題是易變形。而產品一旦變形就嚴重影響使用效果。因此解決這類產品在生產和使用過程中的變形是保證產品質量的關鍵。現分析如下:
　　1.制品面層與底層厚度不同導致的變形及解決措施
　　菱鎂制品的硬化過程是一個連續的體積膨脹過程，每種硬化產物的形成過程都伴隨著相應的體積膨脹。基于這個規律，在產品生產時若面層和底層厚薄不同，兩層就會產生不同的膨脹內應力，導致產品的變形。
　　在玻璃纖維增強菱鎂板材和管道生產時產品都有一個面層和底層。由于面層厚度往往大于底層，面層的膨脹內應力也明顯地大于底層的膨脹內應力，因此導致面層和底層不同步的向外延伸。面層向外延伸快，底層向外延伸慢，致使整張板材彎向底層方向而變形，且這種變形是不可逆的。這是在生產廠經常遇到的產品質量問題。只要加強生產操作控制，對面層底層料漿進行計量并攤平整，這一弊病就可以克服。
　　2.板材大平面上局部面層料漿厚度不均勻導致的變形及解決措施
　　玻璃纖維增強菱鎂水泥制成的風管道多數采用手糊法生產。在攤鋪料漿時就容易造成局部偏厚，尤其在攤鋪后一層料漿時，變形就比較普遍，制品幅面越大這種情況也越多。尤其在生產截面積比較大的菱鎂玻璃鋼通風管道時，經常出現這些問題。
　　如上分析，在這些局部特別厚的地方就會產生比其它地方更大的膨脹，相應的也就會產生指向四周的膨脹內應力，由于這些內應力的作用促使這些局部區域向表面方向膨脹，使整個表面產生不平整的弊病。
　　目前的菱鎂玻璃鋼通風管道都是采用分段制作、法蘭聯接的辦法。一般在法蘭和管道聯接處的外表面都有一R角，這一部分制作時要特別認真。一方面要增加玻璃纖維的層數，另一方面要掌握好鋪料漿的厚薄，尤其表層不能鋪的太厚。如果這些地方增強纖維的層數太少，料漿又太厚，在制品養護過程中這些地方就會產生很大的內應力，使法蘭向管道的軸線方向偏斜，如圖2虛線所示。

　　一但這種情形出現使管道的安裝聯接很困難.生產中要特別注意這一點。
　　解決上述弊病的主要措施就是加強生產控制，掌握好各層料漿的厚度。另外在菱鎂通風管道生產時在法蘭處的生產一定要認真，不可馬虎操作，同時管的截面越大，越應延長脫模的時間，脫模太早，使法蘭處失去了約束，再加上干縮原因，更容易促使這部分產生變形。
　　3.因養護不充分，硬化程度不夠而導致的變形及解決措施
　　菱鎂水泥制品如果養護不充分，產品不但強度低而且容易變形，物理力學及耐久性能都
不好，現分析如下:
　　(1)產品因養護不充分而造成變形的原因[-page-]
　　菱鎂制品硬化過程是一個連續的體積膨脹過程，在硬化過程中主要的硬化反應產物是氯鎂復鹽及水鎂石，另外經過我們的檢測，經改性的菱鎂制品，內部要產生大量的至今尚未判明的新晶相。但不管是新晶相還是氯鎂復鹽或水鎂石，其生成過程都伴隨著相應的體積膨脹。對初生產的菱鎂制品必須加強養護，使硬化反應盡量在養護過程中進行的比較完全，制品的體積膨脹盡量發生在產品出廠前的養護過程中，使制品中游離的MgO和MgCl2盡量減少。只有達到這一程度才能賦予制品以良好的物理力學及耐久性能。
　　許多菱鎂制品生產廠不重視制品養護，再加上制品一般外觀體積都比較大，養護有些困難，往往養護不充分，養護濕度達不到要求再不注意保潮，制品中水分很快:散失而處于干燥狀態，制品內部終止了硬化反應，至使內部存在著大量的游離MgO和MgCI2；這種制品一但遇到適宜的溫度和濕度.又會再度進行硬化反應，在已經定型了的制品內部因硬化反應的進行產生膨脹內應力。又因制品體積較大，往往各處和幾個表面所處的介質環境不一樣，濕度和溫度不一致，殘余的硬化反應各處不一樣，膨脹內應力也相應的不同，這樣就必然造成制品外觀變形，這種情況在菱鎂玻璃鋼通風管道和大幅面菱鎂薄板應用中表現比較突出。
　　(2)因局部硬化不充分而導致的纖維增強菱鎂水泥制品的變形分析
　　制品養護控制的主要技術指標是溫度、濕度和養護時間。若制品形狀復雜，外廓尺寸比較大，養護措施又不很得力，往往在同一個產品上這些養護條件不勻衡。如在大幅面菱鎂薄板生產時一般都采取水平碼放養護，在養護過程中隨著硬化反應的進行，產品本身要釋放出大量的熱量。而菱鎂制品的硬化反應也遵循著名的范特一霍夫規則，即溫度每上升10℃，硬化反應速度加大1~2倍，從內部向外邊緣，在硬化程度和膨脹變形上都形成了明顯地梯度差。這種制品在出廠之前就很容易產生變形和其它質量問題。
　　大幅面菱鎂薄板生產中產品局部和整體養護程度和硬化程度存在差異的情況，不但影響制品的體積穩定性，而且其它性能指標也受影響，生產中要特別注意這一點。
還應特別指出的是，水在菱鎂制品養護和硬化反應中起到雙重的作用。水一方面參與了硬化反應的化學反應，另外水還是硬化反應的媒介，上述的化學反應必須以水為介質才能進行，沒有一定的水分，硬化反應就不能進行，基于此，我們認為在菱鎂制品生產中必須保潮養護一段時間。
　　4.制品面層與底層配方不同導致的變形及解決措施
　　菱鎂制品的基本配比一般包括:菱苦土、鹵水、填料、改性劑等。在通常情況下菱苦土用量越多，其產品內部越細密，表面越光亮，強度也越高?；诖?，許多板材類菱鎂制品生產廠家為了降低成本，試圖將制品的面層和底層設計成不同配比。如菱鎂地面磚、大幅面菱鎂板材、菱鎂玻璃鋼通風管道及菱鎂波瓦等類的產品，一般都要求有漂亮的外觀，在配比設計時，一般面層做得比較致密、光滑并多數采取著色，在底層有的加鋸末類有機填料比較多，質地比較疏松。有的則加入砂石類惰性填料。但底層中不管是加有機類填料或石類惰性填料，在一般情況下這些做法都是難成功的。因為既然面層和底層配比不一樣，兩層的脹縮系數就不一樣，兩層的脹縮必然不同步，后必然出現嚴重變形。
　　底層增加鋸末類有機填料者，因空隙比較多，本身又是軟性的，所以每一個硬化質點都有充足的膨脹余地，硬化膨脹很小;面層則不然，因加的菱苦土多，填料又少，因此硬化膨脹應力大，膨脹余地小，產品會因膨脹不均而面層鼓起來。另外產品后期在干縮過程中，因底層疏松含水分多，又會比面層有更大的失水干縮應力，更加劇了面層的鼓脹。
　　底層多加惰性填料時其脹縮道理和上述的加有機填料的一樣，但因惰性填料體積穩定性較好，產品產生的變形結果往往不同，產品面層一般出現網狀干縮裂紋。總之，當面層和底層配比不一樣時，因兩層脹縮不同步，就必然導致產品變形或表面產生裂紋，所以在設計產品配方時一定要時時注意這一點。[-page-]
　　菱鎂板材類產品的變形問題是一個比較普遍的弊病，引起這類產品的變形因素也是多方面的，除了上述的幾個因素外，象產品的使用介質環境，菱苦土的鍛燒程度，生產時的料漿稀稠等等，在這些方面控制不好都很容易引起制品的變形。例如:當大幅面菱鎂板材在使用中往往兩面所處的溫度，濕度環境不同，而導致兩面脹縮不同步，引起變形。過燒和欠燒的菱苦土特別容易引起制品變形。在制品生產中料漿的稀稠也是引起制品變形的重要因素。
　　三、結語
　　1.玻璃纖維增強菱鎂水泥制品產品種類多，應用范圍廣泛。但韌性差是本產品的主要缺點之一，本文提出了增加韌性的一些措施和評價韌性的具體辦法。若欲大幅度提高該產品的韌性以提高使用性能，仍應繼續深入細致的試驗研究工作。
　　2.菱鎂制品的硬化過程既是一個典型的放熱過程又是一個典型的體積膨脹過程，由于體積膨脹不勻衡是導致制品變形的根本原因。
　　3.引起玻璃纖維增強菱鎂水泥制品變形的因素很多，其中成型質量、養護工藝過程控制、原材料質量、生產配方是影響產品變形的主要因素