硫氧鎂水泥制品試驗研究與生產(chǎn)新進展

  摘要：本文重點論述了采用熱壓工藝和熱隧道窯生產(chǎn)工藝生產(chǎn)硫氧鎂水泥制品的探索結果及新的發(fā)展方向，還論述了硫氧鎂水泥建筑模殼、硫氧鎂水泥建筑裝飾板、硫氧鎂水泥建筑隔墻板、硫氧鎂水泥空調通風管道的生產(chǎn)進展情況。

  關鍵詞：熱壓工藝、熱隧道窯工藝、硫氧鎂水泥建筑模殼、硫氧鎂水泥建筑裝飾板、硫氧鎂水泥隔墻條板及空調通風管道。

  1．硫氧鎂水泥制品試驗研究與生產(chǎn)背景

  硫氧鎂水泥是由輕燒氧化鎂粉與一定濃度的MgSO4溶液拌和組成的MgO—MgSO4—H2O三元體系膠凝材料。資料顯示，早在1957年，比利時學者就已研究成功用硫氧鎂水泥作為建筑裝飾裝修用的膠凝材料。最近幾十年，中國也不乏硫氧鎂水泥制品的試驗研究者和試生產(chǎn)者，先后有不少單位籌建了產(chǎn)品的試生產(chǎn)線，但卻沒有成功地發(fā)展起來。究其原因，最主要是改性技術和生產(chǎn)工藝沒有跟上。最近幾年，這方面才有了新的發(fā)展動向。

  1.1 熱壓硫氧鎂板材的探索

  山東濟南市杰美菱鎂建材研究所從2009年開始試驗研究熱壓硫氧鎂板材，采用半干法熱壓硫氧鎂水泥板材，其工藝參數(shù)及性能指標為：熱板溫度85—90℃，保壓時間為40min，熱壓硫氧鎂板硬化熱效應見表1及圖1。

  由表1和圖1可以看出，在熱壓過程中，只經(jīng)過4分鐘板材的本體溫度即達到43℃，經(jīng)過18分鐘板材的本體溫度即達到113℃，到達峰值溫度，之后溫度則逐漸下降，直到40分鐘解除壓力，此時的板材不反彈不疏松，卸板的板坯質量良好；板材抗折強度達到6MPa，將試件浸水至今已長達5年有余，試件不變形不開裂，體積穩(wěn)定性良好；測其表面硬度近似方解石硬度，長期存放的試件至今仍無變化。由此說明，熱壓硫氧鎂水泥制品具有良好的物理力學性能和耐久性能。

  1.2 利用熱隧道窯生產(chǎn)硫氧鎂制品的探索

  從2010年開始，受熱壓硫氧鎂水泥制品試驗研究結果的啟發(fā)，我們探索熱隧道窯生產(chǎn)硫氧鎂水泥制品。熱隧道窯進深長34m，與硫氧鎂防火板成型機緊密連接，板坯進入窯內(nèi)的運行速度與防火板在成型機上的運行速度同步。

  在試生產(chǎn)過程中，我們進行了熱工測試和產(chǎn)品的技術性能檢驗：當硫氧鎂板坯入窯3分鐘，入窯深度為4m時，試件的本體溫度由不到10℃迅速升高到31℃；當入窯深度達16m，入窯時間達12分鐘時，板坯本體溫度即達到70℃；當入窯深度達26m，入窯時間達19分鐘時，板坯本體溫度已到峰值，高達90℃，板坯出窯操作工藝順利。產(chǎn)品的物理力學及耐久性能至今仍良好，具體數(shù)據(jù)可參見圖2及表2。利用熱隧道窯工藝生產(chǎn)的硫氧鎂水泥制品的物理力學性能可見表3。從熱隧道窯出來的產(chǎn)品經(jīng)過再進一步的養(yǎng)護，性能良好穩(wěn)定。采用熱隧道窯生產(chǎn)硫氧鎂板材，因其能迅速凝結硬化，可以不用托板，在生產(chǎn)工藝上可節(jié)省一大筆投資，并能減少生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)，降低產(chǎn)品成本。

  2012年，我們在沈陽建寶麗建材公司利用熱隧道窯試生產(chǎn)了硫氧鎂建筑模殼。試生產(chǎn)取得了成功，并申請了專利。

  綜合圖2、表2及表3的試驗數(shù)據(jù)可以看出，若采用熱隧道窯工藝生產(chǎn)硫氧鎂水泥制品，其硬化熱效應發(fā)展快，制品力學強度發(fā)展很迅速。在熱隧道窯內(nèi)經(jīng)30min養(yǎng)護，其抗壓強度已達14.46Mpa；出窯繼續(xù)養(yǎng)護至24h，其強度可達16.23Mpa，強度較大。

  總之，硫氧鎂水泥制品采用熱壓工藝和熱隧道窯工藝生產(chǎn)，其各項工藝參數(shù)并不難掌握，產(chǎn)品的物理性能、力學性能、耐久性能、環(huán)保性能皆理想，預示了其具有良好的發(fā)展前景。

  2．硫氧鎂水泥新產(chǎn)品介紹

  2.1 硫氧鎂水泥建筑模殼

  我們采用噴射新工藝生產(chǎn)硫氧鎂建筑模殼，已取得成功。其技術指標如下：膠結料28d，抗壓強度29.12MPa，浸水一個月軟化系數(shù)為0.88，浸水一個月試件質量吸水率為4.30%。制品物理力學性能：面密度17.2Kg/m2，抗彎強度9.91MPa，抗彎軟化系數(shù)0.90。制品沖擊性能：用鋼球法在同一點沖擊20次，不出現(xiàn)分層、鼓泡現(xiàn)象?？傊蜓蹑V建筑模殼各項技術指標皆達到和超過Q/0105JML003-2012《玻纖菱鎂建筑模殼》企業(yè)標準中規(guī)定的各項指標，經(jīng)在山東日照市建筑工程上試用，使用效果及裝飾效果都很好，得到設計、建設、施工單位的認可和好評。

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  2.2 硫氧鎂水泥建筑裝飾板

  從2013年開始，杰美菱鎂建材研究所在國內(nèi)兩個生產(chǎn)廠進行了硫氧鎂建筑裝飾板的試生產(chǎn)，都取得了良好的效果，對生產(chǎn)設備、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品材質進行了新的探索，現(xiàn)已在江蘇常州著手建設一條規(guī)模較大的硫氧鎂裝飾板生產(chǎn)線。

  硫氧鎂建筑裝飾板各項技術指標如下：

  表觀密度為0.90g/cm3，出廠含水率為7.92%，抗折強度為10.40Mpa，抗折軟化系數(shù)為0.90，吸水率為20%，握螺釘力為24.0N/mm，脆化系數(shù)為0.79，干縮率為0.65％。，濕脹率為2.20％。，氯離子含量為0，沖擊強度為24.8KJ/m2。

  總之，硫氧鎂水泥建筑裝飾板的各項性能指標皆達到和超過JG/T414—2013《建筑用菱鎂裝飾板》行業(yè)標準中規(guī)定的各項技術指標。

  2.3 硫氧鎂水泥隔墻條板

  目前，硫氧鎂水泥隔墻條板有三種成型生產(chǎn)工藝，即發(fā)泡硫氧鎂水泥澆注成組立模生產(chǎn)工藝、超大空芯率平模生產(chǎn)工藝、二次復合硫氧鎂水泥夾芯條板。用硫氧鎂水泥生產(chǎn)的這幾種產(chǎn)品技術性能皆達到和超過GB/T23450—2009《建筑隔墻用保溫條板》及GB/T23451-2009 《建筑用輕質隔墻條板》標準中規(guī)定的各項技術指標。硫氧鎂水泥隔墻條板已在山東日照市生產(chǎn)和使用兩年，經(jīng)在工程上使用考察，無任何變化，再結合試驗室的物理力學、耐久性的試驗結果，預計耐久性能良好。

  2.4 硫氧鎂水泥組裝式復合空調通風管道

  我們采用硫氧鎂水泥首先生產(chǎn)出夾芯板材，然后根據(jù)圖紙要求加工成組裝式復合空調通風管道。該產(chǎn)品有如下特點：質量輕，面密度只有7.2Kg/m2；抗折力大，抗折力大于1280N；耐水性好，軟化系數(shù)大于0.88；Cl-含量為0，不吸潮返鹵；工作壓力在3000Pa空氣壓力下，風管粘接面不開裂、不漏風，以上技術指標均超過JG/T301-2011 《機制玻鎂復合板與風管》標準中規(guī)定的各項技術指標。目前，山東已有兩個廠家在生產(chǎn)該產(chǎn)品。

  2.5 硫氧鎂水泥發(fā)泡制品

  利用一年多的時間，我們從試驗室到生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行了硫氧鎂水泥發(fā)泡制品的試驗和產(chǎn)品的中試生產(chǎn)工作，首先篩選了發(fā)泡劑，能使泡沫容重在40—70Kg/m3，泡沫穩(wěn)泡時間良好，完全能適應生產(chǎn)的技術要求。泡沫制品的各項技術性能都能達到和超過JC/T2200—2013《水泥基泡沫保溫板》標準中規(guī)定的各項性能指標。硫氧鎂水泥發(fā)泡難以沿用氯氧鎂發(fā)泡技術，但硫氧鎂發(fā)泡一旦成功要比氯氧鎂發(fā)泡制品具有更優(yōu)良的技術性能，尤其在憎水效果、降低吸水率方面。

  3．結語及建議

  3.1 通過采用熱壓工藝和熱隧道窯工藝制造硫氧鎂水泥制品的探索和試生產(chǎn)，已看到了許多新希望，有待于從事設備、工藝、材質三方面的專家學者及相關方面的生產(chǎn)者通力協(xié)作向正規(guī)化生產(chǎn)過渡，避免各自為政，走許多不必要的彎路。

  3.2 經(jīng)過反復的試驗研究和試生產(chǎn)，硫氧鎂建筑模殼、硫氧鎂建筑裝飾板、幾種硫氧鎂墻板以及組裝式空調通風管道等都已發(fā)展到產(chǎn)品生產(chǎn)階段，建議主管部門加大管理力度，避免一哄而起、一哄而上的盲目跟風。

  3.3 硫氧鎂水泥的硬化熱效應既不同于菱鎂制品，也不同于硅酸鹽水泥制品，控制不好會嚴重影響產(chǎn)品質量及生產(chǎn)秩序，這是生產(chǎn)者需要重視的。

  3.4 硫氧鎂水泥制品的技術含量并不低，改性技術仍然是保證該產(chǎn)品成功的重中之重的關鍵措施，切不可盲目上馬，步菱鎂水泥的后塵，而要在一開始發(fā)展就站在高起點上，避免再經(jīng)歷原始落后、企業(yè)倒閉、經(jīng)濟損失慘重、影響整個行業(yè)聲譽的現(xiàn)象。

  參考文獻：

  1. 涂平濤.氯氧鎂材料技術與應用.化學工業(yè)出版社.2009.3。

  2. 余紅發(fā)、吳成友、王常清.堿式硫酸鎂水泥的理論創(chuàng)新及其應用前景.中國菱鎂.2013.(6) 25-34;

  3. 朱玉杰、毛執(zhí)民、郇正順.機械壓制菱鎂低夾板的試驗與生產(chǎn).建筑人造板.1992.(3)；

  4. 朱玉杰.菱鎂制品養(yǎng)護機理探討與生產(chǎn)實踐.濟南市杰美菱鎂建材研究所論文集萃.第一卷、第二卷。

  參加本項試驗研究者還有：劉蓉梅、俞志強、李井剛、俞昆侖、朱效濤。