菱镁制品变形的原因及预防措施
菱镁制品变形直接影响产品质量和制品的使用,由于菱镁砼本身具有的材料特征,在实际生产中一般难以有效地控制,因此它成为阻挠菱镁制品正常生产的难题。我们在菱镁制品生产中不断研究镁水泥石的变形特征和变形机理,探讨了影响菱镁制品变形的因素,并相应提出了改善菱镁制品变形的措施。
一、菱镁砼制品变形的主要过程
1.拌合初凝期的膨胀
菱镁粉从投料拌合至初凝阶段,属于固液气多相结构,宏观上由于填料吸附一定的自由水,再加上菱镁粉水化体积的增长,必然导致还在塑性阶段的制品体积膨胀。从微观角度分析,菱镁粉与氯化镁、水等相遇发生放热反应,释放热量使制品内部温度升高,一定时间内就形成了制品从内向外的温度梯度扩散,其热膨胀应力也相应地扩散,制品的体积就会发生不均匀变化。不过这一阶段由于制品定置在工作台面上尚未终凝,且无内部结合力,因此其热膨胀力不会造成什么危害,但如果温度太高,热胀力急剧,将会使内部形成很细裂纹,使制品破坏。
2.终凝结晶期的膨胀
制品经过初凝至终凝期的塑性变形以后,其活性分子仍在溶胶和胶凝阶段,只要其原料合格,反应条件适宜,配合比正确,菱镁硅的水化反应即518相、318相和水镁石结晶产物就将逐渐形成。随着结晶粒子的成形及位置的固定,结构内部自由水的吸收或蒸发,制品的自由膨胀逐渐平缓,大约一周以后,伴随着菱镁砼胶体物质结晶粒子定向定位和再结晶的进行,内部结构中针片状微粒晶体排列结成网络,晶格结合力与胶溶期的热胀应力,趋于平衡,菱镁制品的变形逐渐停止,此时结构再结晶阶段结束。
3.养护完成与制品使用阶段的变形
菱镁砼制品养护结束之后其结晶和再结晶过程基本结束,正常的化学反应也基本完成,结构强度也达到了设计使用要求,以后的变形就是制品在合理承重下正常弹性变形了。但是由于菱镁砼在变形方面是个连续的过程,有时不可能马上停止,再如有的制品生产时配合比不合理或者养护不充分等,在使用中一旦遇到合适的环境条件时,将会再次发生反应,从制品内部产生新的应变力。
根据以上分析,一般制品的变形可分为三个阶段:即塑性变形、结晶变形、弹性变形阶段。
二、菱镁制品变形的特征
菱镁砼在形成和发展过程中,其体积发展膨胀,变形的规律是由菱镁粉的硬化机理决定的。以菱镁粉为主要材料,掺入24Be的卤水或卤块和水制成净浆4×4× 16cm试块,计算长度以试件24h脱膜的原始长度为准。实验表明,镁水泥在自然养护条件下其体积是一个连续膨胀过程,28d线膨胀率为0. 06 % ,120d线膨胀率为0.12 % ,120d以后基本稳定。
三、菱镁制品变形的主要原因分析
1.菱镁粉不合格。按照标准JC/T449一91《建筑材料用菱苦土》规定,活性氯化钙应小于或等于2%,物理测定安定性合格,氯化镁含量大于75%,活性钙在制品中是主要的不安定因素,因它遇水反应时体积膨胀量大,放热强烈,致使内部结构破坏。另外,氯化镁的含量对制品变形也有影响,含量过高时,反应速度快,凝结时间短,释放热量集中,导致制品变形强烈;含量过低时,凝结慢,强度低,制品也会发生大幅度变形。因此生产中使用的菱镁粉应尽量考虑设计强度及相关问题,使设计与生产相一致。
2.填充料含杂质多。填料含杂质不能超标,绝对不能含有害杂质,如木屑含泥量不得大于5%,不能发黑发霉。
3.筋材的非均衡结构。筋材在菱镁制品中主要承受抗拉强度,目前大部分生产企业是以竹筋和玻璃丝布为主。竹筋具有高抗拉的特性,但由于自身的不均衡,竹皮、竹肉及竹黄的抗拉强度差异很大,同是在菱镁砼硬化过程中,表现出不规则伸缩。另外,有的菱镁制品所用的玻璃丝布质量太差,也是导致制品翘曲变形的原因之一。有的玻璃丝布的经纬都太稀疏,使制品局部无玻璃丝布增强,在这些位置的菱镁材料处于自由伸缩状态,因此就很容易引起制品的变形。
4.制品生产的工艺问题。生产工艺是决定产品质量的关键环节,也是决定变形的因素之一。投料生产时必须精确地确定配合比,准确投料,以达到各主要材料的合理配比,即保证整个反应过程完全,又无反应剩余料包括游离的氯化钙、氯化镁。
5.制品生产的操作规程。菱镁制品应按操作规程进行,如果捣固不密实,布筋上料不匀等,将直接导致大幅度变形。因此,要严格按操作规程生产,不能合并工序或减少工序。捣固密实、布筋均匀才能使制品内部结构不出现或少出现人为的变形因素。
6.制品的养护。在28d龄期内,制品内部还在水化反应的结晶再结晶期间极易发生变形,所以制品养护堆放要必须平整,码放整齐。并一律养护到期以后,可出厂使用,确保制品无变形或尽量减少变形。
四、改进措施
1.菱镁粉生产企业应精选菱镁矿,提高矿石位等级,控制缎烧温度等生成条件,尽量为生产制品厂提供高含镁,低含活性钙的菱镁粉。
2降低填充料的杂质含量,特别是有害成份应严格控制,新型填料试用时,要做安定性试验,合格后再进行使用。
3.筋材的使用应尽量均匀,竹筋也应上下颠倒或编网使用,使筋材抗拉应力均衡,玻璃丝布质量要保证,经纬及重量满足工艺要求。
4.严格控制制品生产配合比,保证生产养护条件正常,使投入的材料反应完全,而且没有残存的游离活性分子。
5.解决变形的重点是在生产中添加抗变形的添加剂,一般象无机矿物如石英砂、珍珠岩粉、木屑,都属于改性填充料类。另外以几种化工试剂为改性试剂,它们一般以发泡、减水、防水等特性来改变菱镁硅制品的内部结构,不致于造成制品翘曲。








































