[摘　要]本文根据多年的实践经验，透析氯化镁水泥通风管道的弊端，还从改性硫氧镁水泥的性能分析出发，阐述组合型改性硫氧镁水泥通风管道的优势。作为技术交流，希望得到菱镁界同仁的响应。
[关键词]改性硫氧镁水泥；整体型风管；组合型风管；强度；加固间距；刚度；加固方式

1　前　言

　　成都宏域通风工程有限公司是生产镁水泥通风管道的龙头产品的企业，通风管道的销售带动风阀、风口等的销售。风阀、风口等金属结构件产品是显性技术产品，质量的好处一目了然；而镁水泥通风管道产品是隐形技术产品，质量的优劣需要时间的检验。质量是企业的生命，不断提高镁水泥通风管道的内在质量，是我公司的重点。企业创建时以生产整体型氯氧镁水泥通风管道为主，氯氧镁水泥随湿度的升高和时间的推移出现的吸潮返卤以及由此而引起的锈蚀金属、翘曲变形等弊端，制约了使用范围。后来，我公司研制成功了改性硫化镁水泥通风管道，质量稳定，再不会为吸潮返卤、锈蚀金属、翘曲变形等弊端而患忧。尤其是采用机器制版，生产组合型的改性硫氧镁水泥通风管道，扩大了经济活动半径，使用价值和使用范围得到了大幅度提高。
　　本文根据多年的实践经验，透析氯化镁水泥通风管道的弊端，还从改性硫氧镁水泥的性能分析出发，阐述组合型改性硫氧镁水泥通风管道的优势。作为技术交流，希望得到菱镁界同仁的响应。

2　氯氧镁水泥通风管道的弊端

2.1　吸潮返卤
　　氯氧镁水泥的弊端吸潮返卤，虽然采取了改性和堵塞结构毛细通道、填充结构空穴等方法，提高氯氧镁水泥对湿度的承受能力，但真正要从根基上解决，还存在一些难处。
　　我公司在氯氧镁水泥的配制上有一定的经验。制作氯氧镁水泥通风管道，先根据轻烧氧化镁活性含量设计配合比；增加磷酸或磷酸盐、硫酸盐、表面活性剂、硫水剂等外加剂；还增加活性混合材，如硅灰；风管制好后表面喷涂有机硅防水剂，如甲基硅醇钠。这些工作都是严格操作的。例如配合比设计，主要是按照祝志雄提出的按氯化镁溶液浓度决定需液量的配比方法进行。
　　祝工指出：如果轻烧氧化镁的质量为m，活性氧化镁含量为α；氯化镁溶液重量为Q，百分比浓度为β，则配合比的数学关系式为：

　　生产通风管道，氯化镁溶液浓度配25。Be’(百分比的浓度24％)，但使用时按祝工公式计算后增加5％左右的氯化镁溶液重量，因为手工制作风管时，水分要蒸发，浓度要提高。例如轻烧氯化镁活性含量63％，按祝工公式计算每100kg轻烧氯化镁需25。Be’的氯化镁溶液70.81kg，生产时配比为每100kg增加25。Be’的氯化镁溶液为73kg～75kg。按这样计算配比生产，吸潮返卤的可能性很小。
　　风管在使用中，表面不存在吸潮返卤。但是，风管在地下室安装。地下室没有装修前，基建造成的相对湿度很高，风管表面结露，由结露挂满水珠，时间长了，产生吸潮返卤。干燥后风管表面出现白斑，证明吸潮返卤存在。风管内壁就不同了，就是在使用中也容易出现吸潮返卤，尤其在夏天。夏天空气的绝对湿度高，虽然相对湿度低，但只要通入冷空气，相对湿度很快上升，时间长了，吸潮返卤也就产生。风管内壁的吸潮返卤很容易被人们忽视，但却是客观存在的。
2.2　锈蚀金属
　　风管安装时需采用金属支架，整体型风管的法兰连接，还得采用螺杆、螺母、垫圈。氯氧镁水泥通风管道和金属接触时间长，即使是涂刷了油漆，也会锈蚀。而镀锌螺丝连接的法兰，一旦出现锈斑，锈蚀的速度将会加快，因为在金属活动顺序表中，锌比铁更活泼，产生电化学锈蚀加剧。因此，锈蚀金属是氯氧镁水泥的弊端。
2.3　组合型氯氧镁水泥通风管道的缺陷
　　有些企业，采用机器制作氯氧镁水泥保温风管板，然后采用无机胶黏剂粘接风管，而为了避免和金属支架直接接触，风管的外表面用铝泊布包裹。但这种风管存在三个问题：1．风管内壁避免不了夏天输送冷空气相对湿度提高时产生的吸潮返卤；2．按照JGJ 141《通风管道技术规程》3.7.13―2的加固要求，采用金属内支撑加固就要锈蚀金属；3．整条风管采用无法兰胶粘，风管长度较大时由热胀冷缩容易产生裂缝。再则，组合型氯氧镁水泥风管采用无机胶粘剂胶粘需要一定的接触面积，这样风管就要采用轻质材料加大壁厚，一般轻质材料如聚苯乙烯泡沫塑料是不耐温的，这样氯氧镁水泥组合型风管就无法用于防、排烟风管，就是JC646《玻镁风管))中也没有组合型风管制作防、排烟风管要求。因此，组合型氯氧镁水泥风管在使用范围上有很大的局限性。

3　改性硫氧镁水泥通风管道的优点

　　正是由于氯氧镁通风管道的吸潮返卤、锈蚀金属等弊端，我公司经过数年的努力，开发出了改性硫氧镁水泥通风管道。这种通风管道不存在氯氧镁水泥通风管道的弊端，具有较大的使用价值和使用范围。
3.1　改性硫氧镁水泥的性能
　　改性硫氧镁水泥采用的是硫酸镁作为调和剂。硫酸根不是卤素，因而不存在吸潮返卤；我公司配制的改性硫氧镁水泥采用的是高浓度硫酸镁溶液，不但强度高，而且水化反应完全，即使存在少量游离态硫酸镁，但是以干燥的七水硫酸镁存在，不会与金属发生电化学锈蚀。
3.2　整体型风管和组合型风管
　　由于改性硫氧镁水泥不存在吸潮返卤和锈蚀金属等弊端，采用改性硫氧镁水泥不仅可以制作整体型风管，还可以通过机器制板，制作组合型风管。制作整体型风管，可以采用金属件按JGJ 141《通风管道技术规程》表3.7.12进行加固；制作组合型风管，可采用金属件组装成型，还可以按JGJ 141((通风管道技术规程》表3.7.13―1和表3.7.13―2进行加固。
3.3　组合型风管的优势
　　改性硫氧镁水泥组合型风管是我公司的重点产品。组合型风管机器制板，可以工业化规模批量生产；又采用金属连接件组装，极大地提高了劳动生产率。组合型风管扩大了经济活动半径，业务范围可扩大到数千千米，订到业务后，只要运输风管板到工地，现场下料组装，加快了工程进度。
　　改性硫氧镁水泥组合型风管，关键是组装和加固。
　　组装采用的是铝型材和铁件，并用改性硫氧镁水泥进行封堵缝隙，避免了通风时的泄漏。
　　加固主要是根据不同的风管规格和不同的风压，采用金属件加固，以满足不同的风压使用要求。
　　风管承受的风压，并不是风机输出的全压，按照一元流体动力理论，气流能量方程式为：

　　可以看出，风机输出的全压在风管中分为静压、动压和位压。由于一般通风系统中，位压为零或接近于零，这样气流的能量方程又可简化为：

　　其中p为静压，风管承受的风压只是静压。如果风速较大，静压也就降低。
　　若不考虑由于沿程压力损失产生的风压梯度，那么风压对管壁的压应力是均布的，风管支梁宽度b的均布载荷q=pb
　　风管壁厚为δ，承受的许用弯曲应力为：

　　又根据GB50243的要求，风管管板的抗弯极限强度为1.5倍的许用弯曲应力，这样：

　　并由上式推导出：

　　由上式可以得出：风压p与支梁间距l2成反比例，与厚度δ2成正比例。也就是说，如果把支梁间距缩小1／2，承受风压的能力可扩大4倍；如果把壁厚增加为2倍，承受风压的能力也可扩大4倍。壁厚增加为2倍，管体重量就要增加为2倍，而支梁间距缩小1／2，其结果和管体重量增加为2倍是等价的。由于改性硫氧镁水泥风管不腐蚀金属，采用金属(主要是铁件)进行加固，从结构优化设计(Structural optimum design)理论考虑，对风管进行加固，比单纯增加壁厚增加重量更为经济。
　　改性硫氧镁水泥风管的加固既要满足强度的要求，又要满足刚度的要求，这就取决于风管的加固间距和加固方式。
　　按抗弯强度计算的加固间距推导为：

　　改性硫氧镁水泥风管是利用板材组合成型的风管，按抗弯强度进行设计计算决定加固间距后，就得按刚度进行校核计算决定加固方式，这样有利于风管的搬运、安装和使用。
　　按刚度决定加固方式，主要是满足大挠度小于或等于风管边长的1％和矩形风管的角位移小于或等于0.032rad，计算公式为：
　　简支梁状态：

　　一边简支粱状态：

　　棱角角位移：

　　例如：板厚6mm的改性硫氧镁水泥风管，规格为2000×500×1600，角钢法兰采用∠40×4制作。承受500Pa风压时，采用支撑杆加固(点加固)；承受1000Pa风压时，采用型材加固(线加固)；承受1500Pa风压时，采用支撑杆连接型材加固(点线加固)。因此，组合型改性硫氧镁水泥通风管道，不仅板材制作简单，而且可以通过加固满足各种不同的风压需要。

4　结　语

　　改性硫氧镁水泥通风管道，完全可以取代镀锌铁皮、有机树脂制作的风管，因为镀锌铁皮、有机树脂制作的风管有很多缺点。例如镀锌铁皮风管制作普通风管时，由于离心风机使输送空气的密度和速度造成周期性交变，产生噪音，影响人们生活的舒适度；制作保温风管，保温材料要单独包装，不但加工麻烦，稍有不慎，包装密封不严产生冷桥，而且在夏天输送冷空气时，相对湿度较大，容易引起镀锌铁皮锈蚀，缩短使用寿命。因此，改性硫氧镁水泥通风管道十分实用，应大力推广和普及。