摘　要：本文研究了影響發泡菱鎂板性能的因素，包括防水劑、纖維素、憎水劑、發泡劑等，重點研究了上述因素對抗壓強度、吸水率、軟化系數的影響。
關鍵詞：發泡菱鎂板纖維素防水劑憎水劑抗壓強度吸水率軟化系數

前　言

　　發泡菱鎂板是一種新型防火保溫節能材料，主要是以菱鎂水泥為膠凝材料、加入EPS保溫顆粒、發泡劑、纖維等制成。發泡菱鎂板具有保溫隔熱性能好，屬A級不燃保溫材料，輕質耐震、減輕基礎承重，抗壓強度高、粘接力強，無毒無害、環保節能等特點。
本產品主要特性有以下幾點：
　　(1)防火隔熱性
　　發泡菱鎂板是A2級不燃無機保溫材料，有良好的防火性能，在建筑物上使用，可提高建筑物的防火性能。
　　(2)輕質性
　　產品容重輕，干密度200～250kg／m³
　　(3)抗壓強度高
　　經專業檢測機構檢驗，抗彎破壞荷載可達到自重3倍以上(標準為1.5倍)，抗壓強度為0.5MPa以上。
　　(4)無毒無害
　　達到GB／T20285―2006規定安全一級(AQ1)要求。
　　目前市場上不然材料的比較
　　(1)巖棉、礦棉板雖是無機材料，但是用有機膠粘接成板，不能避免老化脫膠的可能，而且有吸水率大、抗拉強度低、不環保，對生產、施工人員身體有害等不足。  
　　(2)發泡酚醛板防火等級只能達到B1級，有剛性大，易折斷，不易釘，易粉化，價格昂貴，施工粘結劑
為有機材料，粘結強度低等問題。
　　(3)發泡玻璃板和發泡陶瓷板均為高溫燒結材料，生產能耗較高，發泡陶瓷板導熱系數過高，都制約了此類材料的推廣運用。

1　原材料與試驗

1.1　原材料
1.1.1　輕燒氧化鎂
　　采用遼寧省海城某輕燒鎂粉廠產品，其化學成分見表1。

1.1.2　氯化鎂
　　鹵片即水氯鎂石(MgCl₂?6H₂O)，為單斜晶體，純品無色，工業品黃褐色，分為沿海地區鹽場生產海鹽的副產品和青海鹽湖產兩種，我國氯化鎂儲量很豐富，僅青海鹽湖的儲量達19億噸，開采方便，成本低。選用山東?；瘓F的產品，具體指標見表2：

1.1.3　EPS保溫顆粒
　　聚苯乙烯發泡形成的原生顆粒，表面球形，光滑，閉孔，保溫性能好。
1.1.4　增強纖維
　　聚丙烯纖維具有抗裂作用。在發泡菱鎂板的研究中，為了改善抗裂性也可摻入一定量的聚丙烯纖維，將其均勻分布于菱鎂板中，可有效阻止在硬化初期形成的微小裂縫繼續擴展。纖維的摻量約為膠凝材料質量的0.5％～1.0％，長度以6～9mm為宜，如果摻量過高或長度過長均易使料漿的和易性變差。
1.1.5　菱鎂膠凝材料改性劑
　　山東省建筑科學研究院研制生產的防水劑，抗吸潮返鹵劑、發泡劑、憎水劑等。
1.2　試塊制備
　　先將鹵水、纖維、防水劑加入攪拌機攪拌，然后加輕燒鎂粉和EPS顆粒，后加泡沫攪拌均勻后，放入4×4×16cm³試模中，抹平，一天后脫模，養護到期，進行試驗。
1.3　試驗儀器
　　所用儀器主要有JJ―5型水泥膠砂攪拌機、ZT―96水泥膠砂試體成型振實臺、水泥標準稠度凝結時間測定儀、YAW―300C微機控制電液式水泥壓力試驗機、HWHS―100L型恒溫恒濕養護箱。
1.4　試驗所用標準
　　GB 1346 水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性試驗方法
　　GB／T 11970 加氣混凝土體積密度含水率和吸水率試驗方法
　　GB／T 17671 水泥膠砂強度檢驗方法
　　GB／T 5464 建筑材料不燃性試驗方法
　　GB 8624 建筑材料及制品燃燒性能分級
　　GB／T 10294 絕熱材料穩態熱阻及有關特性的測定防護熱板法
　　GB／T 20284 建筑材料或制品的單體燃燒試驗
　　GB／T 20285 材料產煙毒性危險分級
　　WB／T 1018 菱鎂制品用工業氯化鎂
　　WB／T 1019 菱鎂制品用輕燒氧化鎂
　　JGJ 63 混凝土拌合用水
1.5　測試方法
　　(1)密度
　　密度采用GB／T 11970標準測試
　　(2)體積吸水率測試方法
　　發泡菱鎂制品的吸水率，一般分為質量吸水率和體積吸水率。質量吸水率指發泡菱鎂板在飽水狀態下吸收的水分質量，占其絕干狀態質量的百分數；體積吸水率指發泡菱鎂板在飽水狀態下吸收的水分體積，占其自然狀態體積的百分數。由于發泡菱鎂板具有較高的孔隙率，容重較小，筆者認為采用體積吸水率來表征發泡菱鎂板的吸水特性更合理。因此本文中所述吸水率皆為體積吸水率。
　　體積吸水率測試方法：
　　試件數量：4cm×4cm×16cm試件，一組3塊。
　　試驗步驟：
　　1)取一組3塊試件，量取長度、寬度和高度，精確至0.1cm，計算出每個試件的體積(V)。
　　2)將試件放于電熱恒溫干燥箱中60～70℃烘至恒重，稱取試件質量(M_o)，精確至0.1g。
　　3)將試件放入水溫(20±5)℃的恒溫水槽內，然后加水至高于試件25mm，保持3h，試件間距不得小于20mm。
　　4)將試件從水中取出，用濕布抹去表面水分，立即稱取每塊試件質量(M_g)，精確至0.1g。
　　5)體積吸水率按下式進行計算，精確至0.1％。

　　(3)抗壓強度
　　抗壓強度按照GB／T 17671標準測試
　　(4)導熱系數參照GB／T 10294標準測試

2　結果與討論

2.1　防水劑對發泡菱鎂板抗壓強度及吸水率影響
　　發泡菱鎂板由于密度小，氣孔很多，自身存在毛細孔和微裂縫，不加防水劑，吸水率一般大于50％，如此高的吸水率會嚴重影響吸水后強度、抗凍性、導熱系數等。所以需要加入防水劑來降低吸水率，加入防水劑效果見表3。

　　由表3看出，隨著防水劑加量增加，試件密度略有增加，吸水率明顯減小，抗壓強度提高。
2.2　纖維素對菱鎂水泥保水性影響
　　纖維素醚屬于流變改性劑，起保水增稠作用。影響料漿保水效果的因素有纖維素醚的添加量、黏度、顆粒的細度及使用環境的溫度等。纖維素醚添加量的越大、黏度越大、顆粒的細度越細、使用環境的溫度下降，均可使保水性能提高，纖維素醚可以為菱鎂水泥發泡漿引入連續穩定的氣泡，提高砂漿孔隙率，降低其密實度，從而提高保水性，防止泌水離析。  由表4可以看出，當纖維素醚摻量小于3.75‰時，隨著摻量的增加，菱鎂水泥漿的粘聚性變好。而且當纖維素醚摻量在2.5~3.13‰時，砂漿的和易性、粘聚性良好，  達到很好的工作狀態。因為纖維素醚引入的氣泡在料漿中起到滾珠軸承的作用，使新拌砂漿的和易性得以改善。當纖維素醚摻量超過3.75％‰時，料漿的粘聚性變的更高，同時流動性下降，致使和易性變差，工作性能降低。

2.3　表面憎水處理劑對發泡菱鎂板吸水率影響
　　降低發泡菱鎂板吸水率，應從降低水灰比、降低菱鎂水泥基材吸水率、改善泡孔孔徑、以及提高泡孔均勻性等因素著手，主要的改善措施如下：
　　1)選取泡徑小、泡徑均勻、穩泡時間長的發泡劑。
　　2)摻加減水劑，降低水灰比。
　　3)摻加防水劑降低菱鎂水泥基材的吸水率。
　　4)表面噴涂憎水劑降低板材吸水率。
　　加入防水劑后，菱鎂水泥發泡板吸水率仍然較大，大干10％，根據蘇JG／T 04―2011復合發泡水泥外墻板保溫系統應用技術規程規定，發泡水泥板吸水率≤10％，軟化系數≥0.80，要求，我們選擇幾種憎水劑涂刷菱鎂水泥發泡板進行吸水率試驗，其中效果較好的試驗結果見表5。

2.4　發泡劑對發泡菱鎂板性能影響
　　發泡劑種類對發泡菱鎂板性能影響較大，主要體現在漿體穩定性，氣孔大小及均勻性，硬化體物理力學性能，抗凍性等。
　　在發泡劑穩定的前提下，發泡劑和發泡方式決定了氣泡的孔徑、均勻度等，一般來說，孔徑尺寸越小，孔徑越均勻，泡沫穩定時間越長，則泡沫形成開口孔隙的幾率就越低，這樣的發泡劑使用效果越好。

　　從表6中看出，采用高分子發泡劑，抗壓強度較高，采用改性松香皂，體積吸水率較低。
2.5　聚苯顆粒摻量對發泡菱鎂板強度影響
　　原發性聚苯顆粒屬有機類材料，球形度好，吸水率低，導熱系數小[一般小于0.041W／(m?K)]，保溫性能優良。發泡菱鎂板中摻加聚苯顆粒，發揮其容重小、導熱系數小的優點，有利于降低發泡菱鎂板的密度和導熱系數，但是摻量過多將降低防火等級。

3　發泡菱鎂板性能測試結果

4　結　論

　　1)隨著防水劑摻加量增大，發泡菱鎂板的體積吸水率逐漸減小。摻加防水劑能有效地降低發泡菱鎂板的體積吸水率。
　　2)摻加纖維素能有效的提高發泡菱鎂漿體的粘聚性，保水性，防止塌模和泌水。
　　3)表面憎水處理能進一步降低吸水率，提高發泡菱鎂板軟化系數。
　　4)發泡菱鎂板具有保溫隔熱性能好，抗壓強度高、無毒無害、環保節能等特點。