摘　要：本文研究了影响发泡菱镁板性能的因素，包括防水剂、纤维素、憎水剂、发泡剂等，重点研究了上述因素对抗压强度、吸水率、软化系数的影响。
关键词：发泡菱镁板纤维素防水剂憎水剂抗压强度吸水率软化系数

前　言

　　发泡菱镁板是一种新型防火保温节能材料，主要是以菱镁水泥为胶凝材料、加入EPS保温颗粒、发泡剂、纤维等制成。发泡菱镁板具有保温隔热性能好，属A级不燃保温材料，轻质耐震、减轻基础承重，抗压强度高、粘接力强，无毒无害、环保节能等特点。
本产品主要特性有以下几点：
　　(1)防火隔热性
　　发泡菱镁板是A2级不燃无机保温材料，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)轻质性
　　产品容重轻，干密度200～250kg／m³
　　(3)抗压强度高
　　经专业检测机构检验，抗弯破坏荷载可达到自重3倍以上(标准为1.5倍)，抗压强度为0.5MPa以上。
　　(4)无毒无害
　　达到GB／T20285―2006规定安全一级(AQ1)要求。
　　目前市场上不然材料的比较
　　(1)岩棉、矿棉板虽是无机材料，但是用有机胶粘接成板，不能避免老化脱胶的可能，而且有吸水率大、抗拉强度低、不环保，对生产、施工人员身体有害等不足。  
　　(2)发泡酚醛板防火等级只能达到B1级，有刚性大，易折断，不易钉，易粉化，价格昂贵，施工粘结剂
为有机材料，粘结强度低等问题。
　　(3)发泡玻璃板和发泡陶瓷板均为高温烧结材料，生产能耗较高，发泡陶瓷板导热系数过高，都制约了此类材料的推广运用。

1　原材料与试验

1.1　原材料
1.1.1　轻烧氧化镁
　　采用辽宁省海城某轻烧镁粉厂产品，其化学成分见表1。

1.1.2　氯化镁
　　卤片即水氯镁石(MgCl₂・6H₂O)，为单斜晶体，纯品无色，工业品黄褐色，分为沿海地区盐场生产海盐的副产品和青海盐湖产两种，我国氯化镁储量很丰富，仅青海盐湖的储量达19亿吨，开采方便，成本低。选用山东海化集团的产品，具体指标见表2：

1.1.3　EPS保温颗粒
　　聚苯乙烯发泡形成的原生颗粒，表面球形，光滑，闭孔，保温性能好。
1.1.4　增强纤维
　　聚丙烯纤维具有抗裂作用。在发泡菱镁板的研究中，为了改善抗裂性也可掺入一定量的聚丙烯纤维，将其均匀分布于菱镁板中，可有效阻止在硬化初期形成的微小裂缝继续扩展。纤维的掺量约为胶凝材料质量的0.5％～1.0％，长度以6～9mm为宜，如果掺量过高或长度过长均易使料浆的和易性变差。
1.1.5　菱镁胶凝材料改性剂
　　山东省建筑科学研究院研制生产的防水剂，抗吸潮返卤剂、发泡剂、憎水剂等。
1.2　试块制备
　　先将卤水、纤维、防水剂加入搅拌机搅拌，然后加轻烧镁粉和EPS颗粒，后加泡沫搅拌均匀后，放入4×4×16cm³试模中，抹平，一天后脱模，养护到期，进行试验。
1.3　试验仪器
　　所用仪器主要有JJ―5型水泥胶砂搅拌机、ZT―96水泥胶砂试体成型振实台、水泥标准稠度凝结时间测定仪、YAW―300C微机控制电液式水泥压力试验机、HWHS―100L型恒温恒湿养护箱。
1.4　试验所用标准
　　GB 1346 水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性试验方法
　　GB／T 11970 加气混凝土体积密度含水率和吸水率试验方法
　　GB／T 17671 水泥胶砂强度检验方法
　　GB／T 5464 建筑材料不燃性试验方法
　　GB 8624 建筑材料及制品燃烧性能分级
　　GB／T 10294 绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法
　　GB／T 20284 建筑材料或制品的单体燃烧试验
　　GB／T 20285 材料产烟毒性危险分级
　　WB／T 1018 菱镁制品用工业氯化镁
　　WB／T 1019 菱镁制品用轻烧氧化镁
　　JGJ 63 混凝土拌合用水
1.5　测试方法
　　(1)密度
　　密度采用GB／T 11970标准测试
　　(2)体积吸水率测试方法
　　发泡菱镁制品的吸水率，一般分为质量吸水率和体积吸水率。质量吸水率指发泡菱镁板在饱水状态下吸收的水分质量，占其绝干状态质量的百分数；体积吸水率指发泡菱镁板在饱水状态下吸收的水分体积，占其自然状态体积的百分数。由于发泡菱镁板具有较高的孔隙率，容重较小，笔者认为采用体积吸水率来表征发泡菱镁板的吸水特性更合理。因此本文中所述吸水率皆为体积吸水率。
　　体积吸水率测试方法：
　　试件数量：4cm×4cm×16cm试件，一组3块。
　　试验步骤：
　　1)取一组3块试件，量取长度、宽度和高度，精确至0.1cm，计算出每个试件的体积(V)。
　　2)将试件放于电热恒温干燥箱中60～70℃烘至恒重，称取试件质量(M_o)，精确至0.1g。
　　3)将试件放入水温(20±5)℃的恒温水槽内，然后加水至高于试件25mm，保持3h，试件间距不得小于20mm。
　　4)将试件从水中取出，用湿布抹去表面水分，立即称取每块试件质量(M_g)，精确至0.1g。
　　5)体积吸水率按下式进行计算，精确至0.1％。

　　(3)抗压强度
　　抗压强度按照GB／T 17671标准测试
　　(4)导热系数参照GB／T 10294标准测试

2　结果与讨论

2.1　防水剂对发泡菱镁板抗压强度及吸水率影响
　　发泡菱镁板由于密度小，气孔很多，自身存在毛细孔和微裂缝，不加防水剂，吸水率一般大于50％，如此高的吸水率会严重影响吸水后强度、抗冻性、导热系数等。所以需要加入防水剂来降低吸水率，加入防水剂效果见表3。

　　由表3看出，随着防水剂加量增加，试件密度略有增加，吸水率明显减小，抗压强度提高。
2.2　纤维素对菱镁水泥保水性影响
　　纤维素醚属于流变改性剂，起保水增稠作用。影响料浆保水效果的因素有纤维素醚的添加量、黏度、颗粒的细度及使用环境的温度等。纤维素醚添加量的越大、黏度越大、颗粒的细度越细、使用环境的温度下降，均可使保水性能提高，纤维素醚可以为菱镁水泥发泡浆引入连续稳定的气泡，提高砂浆孔隙率，降低其密实度，从而提高保水性，防止泌水离析。  由表4可以看出，当纤维素醚掺量小于3.75‰时，随着掺量的增加，菱镁水泥浆的粘聚性变好。而且当纤维素醚掺量在2.5~3.13‰时，砂浆的和易性、粘聚性良好，  达到很好的工作状态。因为纤维素醚引入的气泡在料浆中起到滚珠轴承的作用，使新拌砂浆的和易性得以改善。当纤维素醚掺量超过3.75％‰时，料浆的粘聚性变的更高，同时流动性下降，致使和易性变差，工作性能降低。

2.3　表面憎水处理剂对发泡菱镁板吸水率影响
　　降低发泡菱镁板吸水率，应从降低水灰比、降低菱镁水泥基材吸水率、改善泡孔孔径、以及提高泡孔均匀性等因素着手，主要的改善措施如下：
　　1)选取泡径小、泡径均匀、稳泡时间长的发泡剂。
　　2)掺加减水剂，降低水灰比。
　　3)掺加防水剂降低菱镁水泥基材的吸水率。
　　4)表面喷涂憎水剂降低板材吸水率。
　　加入防水剂后，菱镁水泥发泡板吸水率仍然较大，大干10％，根据苏JG／T 04―2011复合发泡水泥外墙板保温系统应用技术规程规定，发泡水泥板吸水率≤10％，软化系数≥0.80，要求，我们选择几种憎水剂涂刷菱镁水泥发泡板进行吸水率试验，其中效果较好的试验结果见表5。

2.4　发泡剂对发泡菱镁板性能影响
　　发泡剂种类对发泡菱镁板性能影响较大，主要体现在浆体稳定性，气孔大小及均匀性，硬化体物理力学性能，抗冻性等。
　　在发泡剂稳定的前提下，发泡剂和发泡方式决定了气泡的孔径、均匀度等，一般来说，孔径尺寸越小，孔径越均匀，泡沫稳定时间越长，则泡沫形成开口孔隙的几率就越低，这样的发泡剂使用效果越好。

　　从表6中看出，采用高分子发泡剂，抗压强度较高，采用改性松香皂，体积吸水率较低。
2.5　聚苯颗粒掺量对发泡菱镁板强度影响
　　原发性聚苯颗粒属有机类材料，球形度好，吸水率低，导热系数小[一般小于0.041W／(m・K)]，保温性能优良。发泡菱镁板中掺加聚苯颗粒，发挥其容重小、导热系数小的优点，有利于降低发泡菱镁板的密度和导热系数，但是掺量过多将降低防火等级。

3　发泡菱镁板性能测试结果

4　结　论

　　1)随着防水剂掺加量增大，发泡菱镁板的体积吸水率逐渐减小。掺加防水剂能有效地降低发泡菱镁板的体积吸水率。
　　2)掺加纤维素能有效的提高发泡菱镁浆体的粘聚性，保水性，防止塌模和泌水。
　　3)表面憎水处理能进一步降低吸水率，提高发泡菱镁板软化系数。
　　4)发泡菱镁板具有保温隔热性能好，抗压强度高、无毒无害、环保节能等特点。