菱鎂水泥及制品的工藝技術(shù)問題

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    我國鎂質(zhì)材料資源十分豐富，其中菱鎂礦的儲藏量近30億噸，氯化鎂遍及沿海各鹽礦。鎂質(zhì)膠凝材料的開發(fā)與應(yīng)用在我國起始于二十世紀(jì)初(見相關(guān)鏈接：氯氧鎂水泥又叫索瑞爾水泥和菱鎂水泥)?！捌呶濉逼陂g，國家投入了上千萬巨資，設(shè)立了《鎂水泥物理化學(xué)基礎(chǔ)及特性研究》重點科技攻關(guān)課題，并明確了制備性能穩(wěn)定的氯氧鎂材料的最佳條件和技術(shù)。我國制定12項標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范這種材料的生產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)遍及建材、冶金、煤礦、市政、農(nóng)業(yè)、鐵路、消防等行業(yè)部門，并于2000年在合肥成立了“國家建材局鎂質(zhì)膠凝材料檢測中心”，規(guī)范統(tǒng)一檢測質(zhì)量。氯氧鎂膠凝材料雖然工藝不十分復(fù)雜，生產(chǎn)能耗小，產(chǎn)品具有節(jié)能、代木、節(jié)土、節(jié)水和生產(chǎn)成本低等特點，但是，由于對形成的硬化鎂水泥石的相組分、相結(jié)構(gòu)及其強度來源與強度的影響因素不十分清楚，特別是配料組分不科學(xué)、不合理，出現(xiàn)返鹵、泛霜、變形現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)品性能下降。    有關(guān)部門統(tǒng)計，目前我國鎂質(zhì)材料產(chǎn)品質(zhì)量總體合格率大約只有60％左右。如何使這個有利于節(jié)能與環(huán)保的建筑材料造福人民?筆者分析國內(nèi)當(dāng)前鎂質(zhì)材料制品生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及所出現(xiàn)的缺陷，提出采取的技術(shù)措施。 
    (一)返鹵、泛霜的防治技術(shù) 
    泛霜是鎂質(zhì)制品的重大質(zhì)量缺陷，降低了產(chǎn)品強度與防水防濕性能。返鹵和泛霜都會影響產(chǎn)品外觀，污染環(huán)境。 
    返鹵原因及防治技術(shù)： 
    1．把握動態(tài)科學(xué)的配比。 
    常溫氣凝的鎂質(zhì)材料膠凝力學(xué)性能的主要相結(jié)構(gòu)與相組分為：5Mg(0H)2·MgCl2·8H20。在生產(chǎn)中，MgO(氧化鎂)的反應(yīng)克分子比是多少，這是技術(shù)的核心。它的用量確定是通過MgO／MgCl2的不同克分子比的膠凝硬化體，分別測試不同齡期的強度及防水性能，確定最佳組分的物理力學(xué)性能，同時用X衍射及電子顯微觀察確定組分的相組成和最佳用量，作為MgO／MgCl2的克分子比用量應(yīng)大于5，這是一個基本原則。 
    作為確定配比用量的MgO應(yīng)是活性MgCl2，即在常溫下(10℃。~35℃)和特定的時間內(nèi)發(fā)生水化反應(yīng)的氧化鎂。作為剛出廠的MgO含量在80％一85％的輕燒鎂粉，其活性氧化鎂的含量大都是65~2％，若以輕燒粉中MgO含量作為配比的克分子計算依據(jù)必然導(dǎo)致MgCl2的用量過剩。 
    在確定正確計算依據(jù)的情況下還應(yīng)注意輕燒氧化鎂中的活性氧化鎂含量不是一成不變的，在儲存過程中由于受潮或吸收空氣中的水分形成水鎂石’Mg(OH)2從而降低了活性．MgO的含量，這種情況在我國南方尤為突出。 
    因此生產(chǎn)企業(yè)必須不定期地測定輕燒粉中的活性MgO含量、調(diào)整MgCl2的用量和配比組成，以動態(tài)科學(xué)的配比克服返鹵、泛霜一現(xiàn)象。 
    2．科學(xué)規(guī)范的成型、養(yǎng)護工藝。 
    鎂質(zhì)材料的水化反應(yīng)和硬化過程是需要時間的，部分生產(chǎn)者誤把表面干固成型當(dāng)成了水化反應(yīng)完成，甚至為了縮短生產(chǎn)周期，不控制升溫速度或加熱養(yǎng)護都是不正確的。 
    鎂質(zhì)材料的水化反應(yīng)是一個需要時間的過程，通常表面干固脫模，僅是完成水化反應(yīng)的17％左右。 
    脫模后要注意保溫、保濕養(yǎng)護，正確的做法是在成型溫度10℃～35％：下，體系反應(yīng)溫度不超過70℃，脫模后保持自身水化熱和排濕的情況下養(yǎng)護3～5天，然后進行干空養(yǎng)護。切忌在脫模后進行干燥，否則未反應(yīng)的MgCl2伴隨水分的蒸發(fā)，遷移到制品的表面，水分蒸發(fā)后留下MgCl2造成返鹵，泛霜，同時強度要損失10％～20％。在鎂制材料制品的成型養(yǎng)護中還切忌采用高濃度鹵液和加熱方式。 
    在生產(chǎn)過程中，不合理的工藝技術(shù)會導(dǎo)致氯氧鎂制品返鹵、泛霜。如：攪拌不均勻，正確的攪拌機應(yīng)選擇雙軸且能白轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)而且能變速，最高的攪拌速度能達到90～110r／min，若采用單軸攪拌機也應(yīng)考慮設(shè)置倒順開關(guān)和變速裝置。生產(chǎn)中還切忌用MgCl2促凝液調(diào)整料漿稠度。因為這破壞了組成的克分子比關(guān)系，必然導(dǎo)致鎂質(zhì)材料中MgCl2過剩，如發(fā)生稠度變大的情況時，可用相當(dāng)于料漿量2％～5％的1．5％的濃度的磷酸溶液加以調(diào)節(jié)。 
    鎂質(zhì)材料制品表面有多種原因，需通過不同的技術(shù)手段加以遏制： 
    NaCl霜，它的主要成分是NaCI和少量的KCl和MgCl2·6H2O，這主要是組分中上述雜質(zhì)含量較高，特別是MgCl2·6H20中的含上述雜質(zhì)較高，易于形成NaCl霜。限止NaCl的含量，自然可減少這種霜的形成。 
    輕質(zhì)填充料滑石粉、輕質(zhì)碳酸鈣的析出物形成的霜，這種現(xiàn)象多發(fā)生在鎂質(zhì)料漿中加入了上述物質(zhì)。這需要在鎂質(zhì)材料料漿中盡量加入和輕燒粉比重(d=1.6g/cm 輕質(zhì)填充料滑石粉、輕質(zhì)碳酸鈣的析出物形成的霜，這種現(xiàn)象多發(fā)生在鎂質(zhì)料漿中加入了上述物質(zhì)。這需要在鎂質(zhì)材料料漿中盡量加入和輕燒粉比重(d=1.6g/cm3～1.9g／cm3)相當(dāng)?shù)奶畛淞希瑴p少料漿中的含水率。 Mg(OH)：和Ca(0H)：霜的生成，是由于在輕燒粉原料中燒失量過大或MgO的克分子用量過大，造成MgO的水化，形成Mg(0H)2水鎂石而表現(xiàn)出的白色形成物含量較大所造成的，控制輕燒粉原料的CaO含量或是選用合格穩(wěn)定的輕燒粉原料，就可以制約這種霜的形成。 
   MgCl2·6H2O霜的形成與鎂水泥漿料的配比組成有直接關(guān)系，制約這種現(xiàn)象要從調(diào)整原材料配比，調(diào)整養(yǎng)護制度，摻加外加劑等方面入手。 
    泡水處理法防止返鹵、泛霜值得商榷。一般認(rèn)為將硬化固結(jié)后的鎂質(zhì)材料制品浸泡在加入有漂白粉、碳酸鈉和固色劑的水溶液中，浸泡處理24～48小時，能夠提高鎂質(zhì)材料的強度。筆者認(rèn)為，泡水破壞了鎂質(zhì)材料的水化過程，降低了材料的強度。特別是剛硬化脫模的鎂質(zhì)材料其強度的形成率僅為37．5％左右，MgCl2溶于水中更談不上加強水化過程。同時，泡水增加了工藝的復(fù)雜性，增加了浸泡設(shè)施的費用和人力，浸泡水的排放增加了二次污染，泡水后增加了制品的干燥過程和干燥能耗，加劇了制品使用后的收縮率和導(dǎo)致開裂等現(xiàn)象。因此泡水不是理智之舉。