GM加氣混凝土空心輕質(zhì)隔墻板的試制研究隔墻板的試制研究
[摘 要]輕質(zhì)內(nèi)隔墻板具有廣闊的市場(chǎng)前景和發(fā)展?jié)摿Α=鉀Q氯氧鎂(鎂質(zhì))水泥輕質(zhì)墻板耐水性差、易吸潮返鹵等弊病是該產(chǎn)品推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。本研究通過耐水性能試驗(yàn),了解和分析了鎂質(zhì)水泥制品的材性特點(diǎn),根據(jù)其相結(jié)構(gòu)及水化硬化反應(yīng)特征,研究的重點(diǎn)是抑制游離氯鹽的產(chǎn)生及數(shù)量。通過選擇改性外加劑以及原料選擇和工藝控制等措施達(dá)到提高制品耐水性的目的,取得了較為理想的效果。 [關(guān)鍵詞] 氯氧鎂水泥;輕質(zhì)內(nèi)隔墻板;耐水性能 據(jù)輕質(zhì)墻板生產(chǎn)廠的體會(huì),GRC墻板在生產(chǎn)中存在著對(duì)原材料(低堿度水泥和耐堿玻纖)要求嚴(yán)格、成本高等缺點(diǎn),應(yīng)開發(fā)一種新墻板產(chǎn)品,以提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)研和技術(shù)資料分析,我們選擇了硅鎂(GM)加氣(微孔)混凝土空心輕質(zhì)隔墻板產(chǎn)品。 氯氧鎂(鎂質(zhì))水泥制品具有生產(chǎn)能耗低、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成型方便、表面光潔、防火耐磨、輕質(zhì)高強(qiáng)、易于施工、隔音好、與各種有機(jī)和無機(jī)纖維粘結(jié)性好等優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)也存在弱耐水性、易吸潮返鹵、泛霜、翹曲變形等弊病,后者曾一度嚴(yán)重地制約了其推廣應(yīng)用。我國的鎂資源豐富,在近幾年,鎂質(zhì)水泥制品發(fā)展較快,全國生產(chǎn)企業(yè)已達(dá)數(shù)千家,幾乎遍及全國各地,其中新型墻材產(chǎn)品占有較大比例。甘肅省近期亦新建了數(shù)家鎂質(zhì)墻板廠。如何揚(yáng)長(zhǎng)避短,克服鎂質(zhì)水泥材料材性上的弱點(diǎn),是大家一直關(guān)注和研究解決的課題。 鎂質(zhì)水泥的主要水化硬化產(chǎn)物為5 M g ( 0 H )2·MgCl2·8H20 和3Mg(OH)2·MgC12·8H20,簡(jiǎn)稱5·1·8 相(五相)和3·1·8 相(三相)。由于五相和三相在結(jié)構(gòu)上屬亞穩(wěn)態(tài),受潮后易發(fā)生水解,產(chǎn)生游離氯鹽,還有反應(yīng)不完全剩余的游離氯鹽水溶性大,極易吸濕造成內(nèi)部濕度過大,長(zhǎng)時(shí)間會(huì)導(dǎo)致制品結(jié)構(gòu)破壞。游離氯鹽會(huì)形成水溶液并隨著水分的蒸發(fā)遷移到制品表面,進(jìn)而結(jié)水珠并形成白斑,這就是該制品的吸潮——返鹵現(xiàn)象。因此本項(xiàng)目研究的重點(diǎn)就是抑制游離氯鹽的產(chǎn)生及數(shù)量,并以此來達(dá)到提高制品耐水性的目的。 1 原材料選擇 1.1 氧化鎂 氧化鎂是制品的主要膠凝材料,要求其活性要高,游離氯鹽含量和f-Ca0 等雜質(zhì)含量低。欠火或過火的氧化鎂都會(huì)影響活性并造成水化緩慢、制品變形翹曲。為保證產(chǎn)品質(zhì)量,經(jīng)對(duì)多處產(chǎn)地的產(chǎn)品進(jìn)行分析比較,選用遼寧省營口市大石橋產(chǎn)品,產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到優(yōu)等品。主要化學(xué)成分見表1 。 1.2 氯化鎂 要求原料中不參與水化反應(yīng)的堿金屬氯鹽NaCl、KCl 含量低。選用國內(nèi)最大的氯化鎂產(chǎn)地青海格爾木產(chǎn)品。主要化學(xué)成分見表2 。 1.3 活性混合材 加入活性材料可提高反應(yīng)體系的活性?;钚許iO2、Al2O3 等物質(zhì)有利于提高耐水性。選用粉煤灰(干排)作為活性混合材,既利用了工業(yè)廢渣,又達(dá)到了制品改性目的。粉煤灰技術(shù)指標(biāo)見表3。經(jīng)檢驗(yàn),品質(zhì)指標(biāo)符合GB-1596-91II級(jí)粉煤灰要求。 1.4 增強(qiáng)纖維 加入纖維增強(qiáng)可提高制品的抗折強(qiáng)度,防止制品變形、開裂,同時(shí)亦可改善耐水性。選用高模高強(qiáng)聚乙烯醇纖維作為增強(qiáng)材料。 1.5 微沫劑 在制品中加入微沫劑,形成充氣微孔,降低了產(chǎn)品重量,提高了隔音性能,同時(shí)降低了成本。一般情況是在墻板中加入膨脹珍珠巖以降低容重,但這種填料吸水性大,故不予采用。 1.6 復(fù)合外加劑 選用有機(jī)和無機(jī)材料復(fù)合的外加劑,以改善制品的耐水性能。 2 改性機(jī)理及試驗(yàn)結(jié)果 首先在原料上把關(guān),使游離氯鹽和吸濕性大的有害雜質(zhì)控制在最低。加入粉煤灰活性材料和復(fù)合外加劑使鎂質(zhì)水泥成為多種礦物聚集體?;钚許iO2、Al2O3等物質(zhì)在鎂質(zhì)水泥中可生成新的耐水硬化相穩(wěn)定結(jié)構(gòu),從而起到了骨架作用和抑制變形作用。另一方面細(xì)填料也增加了制品的密實(shí)度,由此也提高了材料的耐水性。耐水的有機(jī)高聚物在鎂質(zhì)水泥硬化時(shí)穿插生長(zhǎng),改變了硬化相的結(jié)構(gòu),從而提高了耐水性。 鎂質(zhì)水泥制品在吸濕后結(jié)構(gòu)及性能將產(chǎn)生變化,因此我們?cè)谠囼?yàn)中制作了空白組(K 組)、摻加粉煤灰組(F組)、摻加粉煤灰和復(fù)合外加劑組(S組)3種配比的試件,分別將試塊置于室內(nèi)、恒溫(2O℃土3℃)高濕(相對(duì)濕度> 90%)、浸水等條件下,觀察其外觀變化,檢驗(yàn)、對(duì)比其耐水性能。 由于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑用菱苦土》(JC/T449-91)中僅要求對(duì)鎂質(zhì)水泥檢測(cè)1d和3d的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度;另據(jù)研究資料介紹,鎂質(zhì)水泥7d 強(qiáng)度可達(dá)到28d 強(qiáng)度的80%;再考慮到工廠生產(chǎn)的墻板一般約在養(yǎng)護(hù)14d 后出廠。因此我們選擇14d齡期的試件進(jìn)行性能測(cè)試和對(duì)比。試件尺寸40mm×40mm×160(mm)。 2.1 強(qiáng)度對(duì)比 強(qiáng)度對(duì)比表4 。 2.2 外觀變化 如表5 所示: (1)室內(nèi)放置(平均溫度23.3℃,平均相對(duì)濕度6O%)。S、F、K 3 組試件放置14d 后外觀均無明顯變化和太大差別。 (2)恒溫(20℃土3℃),高濕(相對(duì)濕度> 9O%)。2.3 恒溫(20℃土3℃)高濕(相對(duì)濕度>9O%)環(huán)境下的耐水性能軟化系數(shù)通常指材料在飽水狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度與其干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度之比,是衡量材料耐水性能的重要指標(biāo)。此處對(duì)在恒溫高濕環(huán)境下試件的強(qiáng)度變化,借用軟化系數(shù)的概念來表述。在恒溫濕環(huán)境下的耐水性能對(duì)比見表6。 2.4 軟化系數(shù) 軟化系數(shù)是耐水性能的一個(gè)重要指標(biāo)。在JC680-1997 中沒有這項(xiàng)檢測(cè)內(nèi)容和檢測(cè)方法。因此參照氣硬性材料石膏砌塊的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JC/T698-1998中防潮石膏砌塊軟化系數(shù)測(cè)試方法,而實(shí)測(cè)條件較之更為嚴(yán)格。 由于該材料為微孔結(jié)構(gòu),3 組試件吸濕14d 后吸水率均較大。但S 組保持較高的強(qiáng)度及軟化系數(shù),壓型破壞時(shí)試件仍較堅(jiān)硬不變形,尤其是在破壞后內(nèi)部仍然干燥;而K 組除強(qiáng)度及軟化系數(shù)降低外,壓型破壞時(shí)試件松軟變形并出水。由此可以認(rèn)為,在同樣吸濕的情況下,K組試件材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)因此而受到了破壞,而S 組中改性劑發(fā)揮了作用。在飽水環(huán)境下的耐水性能對(duì)比見表7。 2.5 基本配方 經(jīng)過試驗(yàn)確定GM 板的基本配方,見表8 。 3 工藝選擇及控制 3.1 成型工藝 采用料漿發(fā)泡立模澆注成型工藝。工藝流程如圖1 所示。 3.2 配料 嚴(yán)格控制原料質(zhì)量,根據(jù)氧化鎂的活性、含量來確定,盡量降低氯化鎂用量和加水量的配比,減少游離氯鹽的產(chǎn)生并滿足成型時(shí)水泥漿流動(dòng)性的要求。 3.3 攪拌 將計(jì)量好的氯化鎂、水、粉煤灰和纖維加入攪拌機(jī)均勻分散,再將氧化鎂、外加劑和微沫劑加入攪拌至均勻。 3.4 澆注成型 將料漿注入模具,均勻分布充滿模腔。鎂質(zhì)水泥制品水化硬化過程是一個(gè)放熱過程,為避免在制品內(nèi)部產(chǎn)生溫度梯度造成內(nèi)、表層結(jié)構(gòu)不一以及產(chǎn)生膨脹應(yīng)力引起變形等,成型環(huán)境溫度超過3O℃時(shí)要采取降溫措施。 3.5 脫模養(yǎng)護(hù) 澆注后靜停2~3h 后抽管,7~8h 后脫模。然后放置室內(nèi)自然養(yǎng)護(hù)至強(qiáng)度穩(wěn)定后出廠。
4 墻板主要技術(shù)性能指標(biāo) GM 板主要技術(shù)性能指標(biāo)見表9。 5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 GM 板技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析見表10。 研制結(jié)果表明,產(chǎn)品性能符合《硅鎂加氣混凝土空心輕質(zhì)隔墻板》JC680-1997 技術(shù)要求,且耐水性能的提高使產(chǎn)品應(yīng)用有了一定的保障,研制達(dá)到了預(yù)期的目的,取得了較為滿意的效果。但由于我們?cè)囍频臅r(shí)間比較短,研究的深度還不夠,進(jìn)一步改進(jìn)提高的空間還較大。通過增加研究的深度和廣度,可進(jìn)一步提高產(chǎn)品的性能,降低生產(chǎn)成本并取得更好的效益。 |
原作者: 霍曼琳 單之琦 |
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