菱镁材料

菱镁材料（共8篇）

菱镁材料 篇1

1 概述

能源和原材料是我国国民经济发展的基础, 同时也是我国经济发展的瓶颈, 节能已经成为我国的基本国策。我国的建筑能耗约占全国总能耗的30%, 随着我国建筑业的快速发展, 如果不注意节能产品的使用, 建筑能耗比例将随着建筑物的增多而增大。使用轻质、保温、隔音的建筑材料是降低能耗的有效措施。

菱镁发泡制品作为节能降耗的材料的一种, 越来越广泛的为人们熟悉和使用, 在屋面、非承重墙及热力管道的保温层等多种材料中发挥着重要作用。

菱镁轻质材料多用于通风管道, 隔墙板和屋面保温板中, 其密度多在1.0~1.5 g/cm3不等, 对于密度在0.3~0.4 g/cm3之间的菱镁发泡材料相对研究较少。由于市场对超轻菱镁发泡材料多用于防火门中, 门芯板生产企业如雨后春笋。但对于超轻菱镁发泡材料性能的研究见诸于报道很少, 笔者通过一系列试验和对门芯板实际测试, 对超轻菱镁发泡材料进行了试验研究, 并讨论了门芯板可能存在的一些问题。

2 原材料和试验方法

2.1 试验所用原材料

轻烧氧化镁:辽宁省海城产, 市售。试验用轻烧氧化镁的化学成份见表1。

工业氯化镁:工业氯化镁 (Mg Cl2?6H2O) 俗称卤片, 试验用卤片为山东海化集团产, 主要化学成分见表2。

无机填充材料:粉煤灰 (表3) , 市售。

聚丙烯纤维, 珍珠岩, 纤维素均为市售。

改性剂, 山东省建筑科学研究院生产。

2.2 试验基本条件

1) 试验室温度:20±2℃;

2) 卤水密度为两种d=1.22 g/cm3, d=1.30 g/cm3;

3) 采用尺寸4 cm×4 cm×16 cm的三联模成型, 脱模后在标准养护温度下养护至规定的龄期, 然后测试力学性能。试件在不同龄期分别做抗折、抗压等试验。抗折和抗压试验采用的WDW-100型电子万能材料试验机。

3 试验结果和分析

3.1 粉煤灰对菱镁发炮制品的影响

在实际工程中, 有一些厂家使用粉煤灰做掺合料, 期望降低菱镁发泡制品生产成本, 提高产品性能, 笔者在试验中采用了粉煤灰取代部分氧化镁。由表4可见, 粉煤灰掺入后, 对试件的密度降低没有起到明显的作用, 而试件强度明显下降。这是因为粉煤灰加入后取代了部分氧化镁, 但粉煤灰不与氯化镁发生反应, 硬化后的产物中生成的5.1.8相减少, 试件强度下降, 因此粉煤灰掺加对发泡制品的强度提高无益。

3.2 珍珠岩对菱镁发泡制品的影响

发泡剂类型不一, 发泡效果, 稳泡时间也不相同。笔者使用制作轻质材料常用的珍珠岩和发泡剂混合使用。珍珠岩遇水后, 成为糊状浆体, 随着珍珠岩量的增加, 料浆变稠。从表5来看, 珍珠岩增加后, 试块密度下降, 有效起到了降低密度的效果。但是降低幅度明显不如发泡剂, 而且经济实用性也较发泡剂差。可见在发泡制品中加入大量的珍珠岩, 不能有效降低试件的密度。

如表6所示, 利用发泡剂可以将制品的密度降低到0.35 g/cm3以下, 并有较高的强度以满足成型和施工需要。用珍珠岩取代发泡剂, 测试试块的密度和强度, 可见卤水的用量随着珍珠岩的增加而极剧增多, 密度也很难降低, 可见料浆中使用珍珠岩较难降低试块密度, 并增加了卤水用量, 相应的氯离子量增加, 试件出现吸潮返卤的潜在危险也增加了。少量的珍珠岩掺加后, 对试件的强度和密度影响不是太大。相比较而言, 降低试块密度, 料浆中使用发泡剂是较为实用经济的方法。

3.3 常用掺合料对菱镁发泡制品性能的影响

试验中比较了珍珠岩、纤维素、聚丙烯纤维对试件性能的影响。掺加聚丙烯纤维后明显提高了试件的抗折和抗压强度, 当纤维掺加到料浆中, 使其打开并分散成无数单个纤维。这些纤维呈各向均匀分布于整个料浆, 使制品得到辅助的加强, 以防止收缩裂缝, 提高强度。纤维不对菱镁的化学反应产生任何影响, 它完全是纯力学作用改善其工作和力学性能[1]。比较而言, 掺加后试件十四天抗折强度提高了16%, 抗压强度提高了13%。使用纤维明显提高了试件的力学性能。

笔者在试验中比较了不同浓度的卤水对超强菱镁发泡材料的影响, 试验中使用了两种不同浓度的卤水, 当使用密度为1.22 g/cm3的卤水时, 试件密度略有降低, 强度降低更为明显, 在试验操作中还出现了轻微的塌模现象。可见当卤水浓度低时, 试件强度下降, 料浆稳定性差 (表7) 。

纤维素的掺加对试件的力学性能影响不大, 但从试验操作来看, 纤维素对料浆的稳定性有很好的作用。

3.4 轻质发泡制品在防火门芯板材中的应用

最近两年, 市场上兴起用轻质发泡菱镁材料生产防火门芯板材。由于菱镁材料具有很好的防火性能, 作为防火门芯具有很好的防火阻燃效果, 所以被广泛生产使用。但作为一新生事物, 暂无行业标准可执行, 由于生产配比不同, 各家产品物理性能, 力学性能等参差不齐。而且在菱镁制品中含有大量氯离子存在, 如果出现吸潮返卤等可以引起金属锈蚀的现象, 就目前市场上菱镁门芯板的使用情况来看, 损失是不可估量的。

目前正在生产并使用的轻质门芯板的密度为0.30~0.35 g/cm3左右的菱镁发泡材料, 根据各个厂家需求不同, 密度略有差别。笔者从某合作生产厂家随机抽取防火门芯板, 测试其物理性能指标如8所示。

门芯板的自然密度控制在0.35 g/cm3左右, 力学性能较好, 完全满足生产需求。发泡制品的含水率较高, 在养护14 d后, 含水率仍在13%左右。在试验中, 即使不掺加改性剂的试件, 在45℃, 相对湿度95%条件下, 72 h才出现轻微返卤, 这是因为此类轻质发泡菱镁材料, 在菱镁浆体的内部形成大量的孔隙, 反应中过剩的氯化镁、以及不参加反应的氯化钠等杂质, 一部分析出在制品的表面, 而一部分析出在孔隙中, 因此菱镁制品表面吸潮返卤现象得到改善[2]。虽然轻质发泡菱镁材料相对于普通制品出现返卤几率小, 但由于在生产中使用高浓度卤水, 而且直接与金属面接触, 如果出现轻微吸潮返卤, 将会出现明显的锈蚀现象, 这种现象对金属门的破坏是致命的。在加入改性剂后, 72 h仍无吸潮返卤现象出现, 改性剂对其抗返卤效果十分明显。

4 结论

4.1 粉煤灰作为超轻发泡材料的掺合料取代氧化镁, 减少了5.18相的数量, 降低了制品的强度。

4.2 使用发泡剂可以将菱镁制品密度控制在0.30~0.35 g/cm3, 并且有较好的抗折压强度, 在轻质发泡菱镁制品中少量的掺加珍珠岩, 对其强度、密度影响甚微, 加入过多的珍珠岩, 制品密度反而提高。

4.3 使用聚丙烯纤维明显提高轻质菱镁发泡材料的折压强度, 掺加纤维素可以提高轻质菱镁发泡材料的稳定性。

4.4 多孔泡沫菱镁防火门芯板多具有较好的抗吸潮返卤性能, 但在较为潮湿高温条件下仍会出现吸潮返卤现象, 使用改性剂可有效缓解这一现象:其并导热系数很低, 具有优良的保温功能。

摘要：对超轻菱镁发泡材料进行了研究, 分析了几种掺合料、增强纤维和纤维素等影响其密度、力学性能的原因, 并通过测试防火门芯板的技术指标, 浅析了防火门芯板性能和易出现的问题。

关键词：菱镁,发泡材料,菱镁防火门芯板

参考文献

[1]崔洪涛、曹永敏、王昭等.提高菱镁制品力学性能的试验研究[J].新型建筑材料, 2006, (11) :56-57.

[2]崔洪涛, 曹永敏, 肖斐.轻质菱镁胶凝材料的试验研究[J].建筑技术, 2007, 38 (增刊) :55-56.

菱镁矿的多产品加工利用 篇2

【摘 要】文章介绍了我国菱镁矿资源发展现状、存在的几点问题及菱镁矿的选矿工艺；从资源综合利用的角度阐述联产梯级加工、开发高附加值镁产品及尾矿的合理利用。

【关键词】菱镁矿；利用；选矿；资源综合利用；高附加值产品；尾矿

1.我国菱镁矿资源现状及存在的问题

我国菱镁矿储量居世界首位，也是我国的优势非金属矿产资源。截至2000年底全世界已探明储量为100亿吨左右，其中我国所占份额约为31.2%，主要分布在辽宁、山东等地区，西北地区次之。而辽宁储量最为丰富，约占全国总储量的85.6%；此外，其还具有高品位‘质地优良等特点。菱镁矿可分为晶质和隐晶质两大类，而隐晶质矿床在我国极少。菱镁矿大多数被加工为氧化镁产品，制成碱性耐火材料用于冶金工业；部分也用来提取金属镁；还用于化学工业制取镁的化合物；建筑工业上用菱镁矿制含镁水泥等。然而长期以来弃贫取优的掠夺式开采造成我国高品位菱镁矿资源日益巨减；巨量的低品位矿石未能得到有效的利用，造成资源的极大浪费。另外，目前国内外对菱镁矿初级原料需求相对减少，对高附加值镁产品需求不断上涨。而我国科学技术水平制约着我国对高附加值产品的开发。尽管我们占据着优势的矿产资源，然而形式对我国依然十分严峻。

2.菱镁矿的选矿初加工工艺

由于我国菱镁矿资源的特点，我国对菱镁矿选矿工艺的研究落后于某些国家相当长一段时期。近年来，随着高品位矿石的不断消耗，高附加值产品需求的增长，我国的菱镁矿选矿工艺研究取得了长足的发展，科研工作者做了大量的工作：1965年6月我国海城对菱镁矿进行了热法（焙烧-风选）选矿试验；同年，我国开始了菱镁矿浮选饰演的研究工作；1977年8月及1978年武汉钢铁学院分别对大石桥镁矿进行了浮选提纯实验，是我国菱镁矿选矿基本赶上世界先进水平。[2]然而，在实际选矿生产中仍然存在着许多的问题。由于矿石性质的差异机选别条件的制约，选矿方法也各具特色，常见的集中有：热选法、浮选法、重选法、磁选法、静电分选法、化学选矿等。

2.1重选法

重选法是因目的矿物与脉石矿物密度的差异，借助于一定的分选设备使其分离富集的方法。由于菱镁矿分选一般采用重介分选，显然矿粒的粒度与形状也是分选效果的制约因素，分析菱镁矿的矿物组成可知其与伴生矿物及脉石矿物的比重差较小。因此分选效果不理想，而且处理的矿石粒度大于3mm，工业上常用于提高回收率。近年来，随着对菱镁矿的深入研究国外出现了多孔性细粒菱镁矿的重力分选的研究，并取得了显著的效果。

2.2浮选法

对细粒级低品位菱镁矿的利用及精细化工高纯度的要求，浮选法应用于处理菱镁矿取得了理想的效果。硅酸盐等脉石矿物较容易除去，而与菱镁矿化学成分、晶体结构相近的白云石均为极性矿物，破碎后断面呈离子键，不饱和性强，亲水，不易浮。因此表面性质不明显，在晶格中钙、镁、铁之间又可以互换而成类质同象，故需要选择适当浮选药剂来控制浮选效果。近年来，国内对菱镁矿的浮选研究较多。如程建国、余永富针对海城二级菱镁矿的矿石性质和生产现状研究，通过实验确立了反浮选—正浮选流程；反浮选用盐酸、水玻璃、十二胺药剂方案，显著提高脱硅率；正浮选用水玻璃、六偏磷酸钠、SM捕收剂，同样取得理想的效果。[2]

2.3热选法

对菱镁矿的热重分析、差热分析及煅烧后的化学组成、矿物组成分析，菱镁矿中碳酸镁与其他脉石矿物在热学性质上有明显差异。将菱镁矿加热至分解温度一段时间，其主要成分碳酸镁分解，然后分解出的氧化镁重结晶，疏松、易碎。而其中的脉石矿物未分解或高温变质为较硬的其他物质。然后经过选择性磨矿、分级得到含氧化镁较高的精矿；再磨后风选进一步提高品位；工业上常加氯化铵等添加剂混合焙烧降低能耗。

2.4其他分选工艺

随着科学技术水平的提高各个学科交汇，近年来出现了不少其他的菱镁矿分选新工艺。日本利用矿石导电性的差异、矿石整流性与临界电位的不同，借助电选设备高效分离菱镁矿；希腊用选择增强矿物磁性的方法进行菱镁矿的磁选试验；还有使用Rhodococus op acus菌作为生物捕收剂浮选分离方解石与菱镁矿；此外，盐酸法、胺法与碳酸铵盐法等化学分选工艺提高精矿品味也得到广泛应用。

3.菱镁矿的初级利用、存在的问题及解决方向

诸如冶金这样需要耐高温材料行业的快速发展，镁质耐火材料得到了广泛应用，其次在造纸、陶瓷、制糖、建材等工业部门也有重要用途。然而这些对菱镁矿的运用科技含量低且均以高品位矿石为原料，显然这是种不正常的现象并造成资源的浪费。长期的初级利用造成我国菱镁矿资源存在一系列问题：储量丰富、合理利用少、大量低品位矿石浪费、高品位矿床逐渐消失且利用效率低、产品附加值低；为合理解决这些问题有以下几个方向：（1）开展国土资源保护工作加强菱镁矿政治整合、合理规划管理（2）加强加深菱镁矿选矿提纯的工艺技术水平（3）开展资源综合利用研究工作，有效地解决尾矿级低品位矿石的利用问题4.积极探索开发高附加值镁产品与精细化工。

4.高附加值岭煤矿产品开发

我国大量出口菱镁矿原料及低级镁产品，而大量进口高端镁产品，牺牲资源换取产品价值，可见我国发展、开发高附加值镁产品十分紧迫、十分必要；目前集中在开发利用物理化学性质的晶须产品、化学性质的镁盐精细化工产品及高纯镁产品与纳米材料等。

4.1晶须产品

晶须是人工合成的纤维状单晶体，结晶完美、尺寸小、具有各种抗极限条件的性质，在工业制造中得到广泛的应用，尤其是在航空航天等事业中发挥这重要作用。

4.2其他高档产品

利用菱镁矿中有益组分氧化镁提取金属镁，目前研究较多的采用镁盐电解提镁与菱镁矿真空热还原法炼镁；镁质纳米材料及镁质矿物凝胶材料在未来的镁产品的开发中也值得深入研究。

5.菱镁矿尾矿资源的开发利用

由于我国菱镁矿资源的特点，长期以来人们忽略对菱镁矿尾矿资源的开发利用，然而作为一种不可再生资源，如何做到可持续发展，要求我们摒弃采富弃贫的生产方式，合理利用好尾矿资源。菱镁矿尾矿中含有丰富的钙、硅、铁、锰等资源，需要我们逐步深入探索选矿工艺、优化产业结构、开发系类产品，真正做到“一矿多用、复合利用、综合利用”。尾矿的利用不仅为国家增添财富，还为企业带来效益，保护环境等诸多益处。

6.结语

菱镁矿资源为我国非金属的优势资源，为我国出口创汇、国民经济发展起了重要作用，然而粗放型的产业模式是我国在镁质产品方面的形式十分紧迫。当前我们急需解决的问题有：（1）改变生产理念，贯彻可持续发展方针，发展循环经济。（2）大力培养健全的科技人才队伍，建立采—选—开发—销售一体化的科研团队。（3）深入探索选矿提纯工艺技术，合理利用低品位矿石。（4）加大对高附加值产品的投入与研发。（5）开展资源综合利用，利用尾矿资源。合理有效地解决以上问题才能真正发挥我国菱镁矿的资源优势，提高在国际市场的占有率。

【参考文献】

[1]李承元.国内外菱镁矿资源开发应用现状及展望[J].世界有色金属，1997，（12）.

菱镁材料 篇3

关键词：菱镁建筑模板,模壳,脆性,吸潮返卤,变形,耐水

0前言

目前用菱镁材料制作建筑模板, 已引起国内外很多的关注, 实践证明这也是前景乐观的一个新生事物。目前已问世的菱镁建筑模板已有三种:a.菱镁一次性建筑模板;b.菱镁建筑周转模板;c.菱镁定型建筑模板 (即建筑模壳) 。

这几年我们用菱镁材料生产的一次性建筑模板, 不但在国内应用, 而且在澳大利亚也取得成功。

利用菱镁材料生产的建筑周转模板在使用效果和周转次数上已达到竹胶板的水平。

定型建筑模板 (即建筑模壳) 经过两年多的研究与应用已取得了令人满意的效果, 并申请了专利, 专利号为ZL2008200228997, 且制订了行之有效的企业标准 (JM003—2008) , 现在已在武汉等几个城市推广应用, 并取得了肯定的效果。

建筑模壳因造型较其它模板和周转模板复杂, 性能要求高, 所以生产和使用过程中技术含量较高。为便于同行交流, 现将我们在试验研究和应用中取得的一些经验与同行切磋。

1菱镁建筑模壳几项关键技术的探讨及解决措施

1.1菱镁建筑模壳脆性大弊病的探讨及解决措

很多搞菱镁建筑模壳者失败的主要原因之一是没有解决模壳脆性大、韧性不足的弊病。在建筑施工浇注砼时必然用插入式振捣器振捣, 因模壳太脆导致模壳被振捣破裂, 使砼料浆泄漏, 导致使用失败。前几年很多地方搞的菱镁桥涵内模所以衰败下去, 其中主要原因也是如此。

菱镁建筑模壳脆性大、韧性不足的原因有两个。

a.在生产中使用高碱玻璃丝布 (或丝) 作增强材料。这种材料既不耐碱腐蚀也不抗老化。其实国家在90年代初已经明令禁止生产和使用高碱玻璃纤维丝及布。经我们多次试验和观察, 高碱玻纤布放在房顶的露天环境中时间不到一年就已粉化, 玻璃纤维变成细粉随风飘扬在空气中。这证明了高碱玻璃纤维布耐候性极差。

菱镁制品是一个碱性体系, pH值在9左右, 将高碱玻璃丝浸在pH值9的溶液中一个月, 玻璃丝表面即被腐蚀的麻点斑斑。这类体系的板状菱镁制品其抗弯强度很低, 受力后很容易断裂, 断口不是藕断丝连, 看不到玻璃丝的痕迹, 产品脆性很大, 无使用价值。

无数次的教训告诫人们, 在菱镁制品中必须严禁使用高碱玻璃纤维布, 菱镁建筑模壳更应如此。

b.在菱镁建筑模壳生产配方设计时没有采取增韧措施

菱镁材料属无机材料范畴, 众所周知无机材料的韧性远远不及有机材料, 所以要提高菱镁制品的韧性, 在产品配方设计时必须采取增韧措施, 提高菱镁胶结料的韧性, 增加玻纤菱镁建筑模壳受弯时的表面初始裂纹挠度值。具体效果见表1。

由表1数据充分显示, 菱镁建筑模壳在生产时添加适量增韧剂可以显著的提高制品的韧性。这一新技术也适应其它板类菱镁制品。

另外, 同一种材料厚度越薄, 韧性就越好。根据这一道理, 可以把本来很硬而且脆的东西加工成柔软的薄膜, 据此在菱镁建筑模壳生产时, 在保证外观质量的前提下, 尽量将表面料浆层做薄, 可以显著地提高产品受弯时的初始裂纹挠度值, 从而提高产品的韧性。

关于板类菱镁制品的脆性一直缺乏一个量化指标来评定。我们经过几年的努力总结出了板类菱镁制品脆化系数的测定方法, 实践证明行之有效。因为玻纤菱镁建筑模壳属板类菱镁制品, 所以可以用该技术检测菱镁建筑模壳的脆性。具体见表2。

板类菱镁制品的脆化系数, 我们在企业标准中规定不小于0.7, 表2中编号济南A和宜兴08083两种产品是由我们提供生产技术生产, 其脆化系数超出规定的指标, 产品表现出了良好的韧性。用此技术生产的玻纤菱镁建筑模壳使用效果良好。

1.2菱镁建筑模壳吸潮返卤弊病的探讨及解决措施

菱镁建筑模壳的主体材料是MgO和MgCl2, 硬化过程的主要化学反应是:5MgO+MgCl2+13H2O=5Mg (OH) 2MgCl2.8H2O (简称518相) , 518相是菱镁制品各项技术性能的来源, 生成的518结晶相越多, 产品技术性能越好。

有的学者曾报道产品中还有相当数量的318相, 我们通过热分析和х射线衍射分析, 皆未发现318相。分析原因, 我们认为现在的菱镁制品生产配方碱度都较高, 而318结晶相是在较低碱度下生成的硬化产物, 因而产品中未曾发现318相。因而在研究产品吸潮返卤时, 318相不是研究的对象。518结晶相是否具有吸潮返卤能力, 有的学者提出这一问题, 我们经过反复试验未发现518相能吸潮返卤;但518结晶相热稳定性较差, 在热分析中发现从70℃开始分解方程式如下。

分解后的Mg (OH) 2以水镁石结晶相存在, 在90℃恒温30分钟后制品中的518结晶相不复存在, 全部变成水镁石 (Mg (OH) 2结晶体) , MgCl2全部游离出来, 由于这些游离MgCl2的出现, 制品由不吸潮返卤变成严重吸潮返卤。菱镁制品的吸潮返卤根源是制品中游离MgCl2的存在, 这已是不争的事实。要解决菱镁建筑模壳的吸潮返卤弊病, 就必须从治理游离MgCl2着手, 具体措施是如下。

a.在菱镁建筑模壳生产时设计合理的配方及合理的生产工艺参数, 使硬化反应尽量进行完全, 使制品中的游离MgCl2减少到最低程度, 直至失去吸潮返卤能力。根据我们的实践, 制品中的游离MgCl2只要小于5%, 制品就失去了吸潮返卤能力, 这样的防火板在标准的潮湿环境中放置3d, 其单位面积吸湿率不超过10mg/cm2, 制品具有很强的抗吸潮返卤能力。

b.采取双管齐下的措施, 菱镁建筑模壳生产时在料浆中加入憎水防水剂, 使制品外表面及内部的空隙、空洞、毛细管内壁形成一个极其微薄的憎水薄膜, 阻断水分的传输途径, 将游离的MgCl2屏闭在制品中, 使制品失去吸潮返卤能力。

c.生产中, 在正确养护机理与养护工艺的指导下, 抓住养护三要素 (温度、湿度、时间) , 充分创造518结晶相的生成条件, 促使多生成又要防止已生成的518相重新分解而析出游离MgCl2, 尽量减少制品吸潮返卤条件。

生产中只要抓住以上三项措施, 就可以解决菱镁制品的吸潮返卤弊病。

1.3菱镁建筑模壳翘曲变形弊病的探讨及解决措施

玻纤菱镁建筑模壳是一个外形较复杂的薄壳结构, 在模壳生产过程中若各项工艺参数控制不严格, 产品很容易产生法兰弯曲、大面产生鼓洼、形状扭曲、法兰外边缘贯穿性裂纹等弊病。此弊病产生的根本原因是因为菱镁建筑模壳在硬化过程和使用过程中体积稳定性较差造成的。

菱镁制品硬化过程是一个典型的体积膨胀过程, 膨胀的原因是因为硬化产物518相的生成, 518相的生成过程伴随着体积膨胀 (已有专文, 在此不再赘述) , 由表3和图1的结果显示的非常充分。由试验结果可以看出, 试验初期是一个典型的体积膨胀过程, 5d到达膨胀峰值, 膨胀率高达1.88‰, 这个膨胀过程既有518相生成过程的化学膨胀, 也有化学反应过程放热的热膨胀, 两种膨胀叠加在一起, 促进了体积膨胀的迅速发展, 当硬化反应的激烈期过后热膨胀逐渐消除, 试件出现轻微收缩, 至解除保潮后, 试件中的自由水分蒸发, 出现干缩, 至32d干缩值降至0.81‰, 由此可以看出菱镁制品即使经过较长时间的养护, 进入使用期后其体积仍然比生产初期的体积大, 所以正常生产的菱镁制品是不会干缩裂纹的, 有些菱镁制品生产厂产品出现干缩裂纹, 多数都是因缺乏专业知识, 粗制滥造引起的恶果。

要解决菱镁制品的翘曲变形弊病, 加强产品生产后的养护, 尤其是早期的保潮养护, 这是非常重要的措施;使其在养护过程中充分进行硬化反应, 促使体积的稳定。其次必须设计合理的配方, 重视加入适量的抗变形材料, 只有这样才能解决玻纤菱镁建筑模壳的变形弊病。

1.4菱镁建筑模壳不耐水弊病的探讨及解决措施

菱镁制品耐水性能的好坏是制品耐久性能的重要体现, 众所周知, 未改性的菱镁制品本身是不耐水的。我们的试验结果列于表4。

通常人们都用软化系数表示耐水性, 从表4结果可以看出, 不经过耐水改性的制品浸水一个月抗折强度损失62%, 只保留了38%, 而抗压浸水一个月强度损失81%, 只保留了19%, 这些制品已经是极不耐水, 不能用于潮湿及有水的环境中。

要提高菱镁制品的耐水性, 其途径有两个:

a.加入某些改性剂, 改变菱镁制品硬化物相的结构状态, 使结晶相变得细小紧密, 使水不容易渗透到结晶相内部, 避免或减少了对结晶相的溶蚀, 目前多采用的是磷酸盐, 有些磷酸盐效果颇佳, 磷酸的效果较逊色。

b.采用某些憎水剂, 加入后在菱镁制品的表面、孔洞、空隙、毛细孔内壁形成极薄的憎水薄膜, 阻断水分的传输, 阻止结晶相的溶蚀以其提高制品的耐水性。

目前许多菱镁学者还在探讨其他途径, 也都取得了不同程度的进展。在生产上一般是采取双管齐下的办法, 采取综合措施, 效果都比较理想。我们的试验结果列于表5。

由表5的试验结果可以看出, 采取综合措施解决菱镁制品的耐水性弊病效果是很显著的;改性后的菱镁制品经半年浸水强度降低很少, 有的还有提高, 尤其抗折软化系数都有明显的提高, 有的提高31%, 现已近十年, 这些制品没有发现不耐水的迹象。

有不少菱镁建筑模壳是用在地下工程, 就是普通的建筑工程在施工时模壳都要接触水泥沙浆和水, 所以, 在菱镁建筑模壳生产时必须施加耐水改性措施。

2结语

1.菱镁建筑模板是一项很有发展潜力的新生事物, 其中的菱镁建筑模壳由于使用效果好, 是很受建筑业关注的一项新产品。

2.本文总结了玻纤菱镁建筑模壳脆性大、易吸潮返卤、易变形、不耐水的试验研究成果并提出了解决措施, 制订了编号为JM003—2008“玻纤菱镁建筑模壳”企业标准指导和控制生产。本研究成果在我国武汉等大城市进行了推广, 取得了良好效果。

菱镁水泥制品研究 篇4

随着我国经济建设的飞速发展,人们对能源以及木材、水泥等基建材料产生的巨大需求,使低耗能、资源丰富的菱镁水泥制品受到高度重视,广大工程技术人员对菱镁胶凝材料进行了更加深入的研究,在其原料配方、工艺制度和基体改性等方面获得了很大进步,促进了菱镁水泥制品的发展。菱镁制品既是一种新型复合材料产品,又是一种资源再生利用和综合利用的新型绿色环保产品,具有轻质、高强、易加工、防火、节能、保温等特点,能够广泛用于工业、农业、交通、建筑、装饰等国民经济各行业[1,2]。

1 菱镁水泥制品及其应用现状

菱镁水泥是一种气硬性胶凝材料,具有凝结硬化快、机械强度高、容重小、弹性好、耐冲击、成型方便、生产工艺简单、能耗小、成本低等优点,在建材工业中有较高的开发和利用价值。

菱镁水泥制品是以菱镁水泥为胶凝材料,以氯化镁溶液为拌合剂,以锯末、粉煤灰、矿渣粉末等工业剩余物及农作物秸杆粉末、稻壳粉末等为填充材料,以玻璃纤维、无纺布或竹篾为增强材料,经配料、搅拌、成型、养护而制成的各种制品。

菱镁水泥制品主要有:菱镁水泥波形瓦、菱镁水泥地坪砖、菱镁水泥卫生洁具、菱镁水泥管道、菱镁水泥装饰板、菱镁水泥磨具等,其应用范围在不断扩大,如:

(1)菱镁水泥防火门。它具有优异的防火性能,环保性好,物理性能优越。工艺门的制作工艺简单、外形美观、物化性能稳定,是目前市场上最为理想的代木产品。

(2)改性镁质复合材料检查井盖。具有韧性好、承载力高、耐磨、耐老化等优点,还克服了被盗的问题,是传统铸铁井盖的理想替代产品。

其它还有屋面保温节能墙体材料、菱镁活动房、菱镁沼气池、菱镁砼空心隔墙板、菱镁砼矿用轻轨枕、坑木等菱镁产品。

2 菱镁制品研究进展

2.1 耐水性改进

菱镁制品的水化产物5·1·8晶相网络的结晶接触点极易被水溶解而断开,使制品失去强度,所以菱镁制品极不耐水。刚制成的制品如铁似钢,但经雨或遇水后,慢慢变酥变脆,所以菱镁制品一直被禁止用于建筑结构材料。其防治措施有:(1)改变菱镁材料水化物的组成和结构;(2)使用正确合理的摩尔配比;(3)优化生产工艺,实行工艺改性;(4)掺用抗水外加剂;(5)使用超细掺合料填充毛细孔;(6)使用聚合物堵塞水通道。

周梅等[3]通过对菱镁水泥制品的性能研究表明粉煤灰是一种理想的添加剂,无论是单独使用还是与磷酸、硫酸铁、硅酸乙脂等复合使用,都可改善氯氧镁水泥制品的性能,特别是能提高制品的耐水性。

2.2 吸湿返卤性能改进

由于菱镁制品是以MgCl2为调和剂,氯离子有吸潮的特性,它会慢慢吸收空气中的水分,达饱和状态时,就从制品中沿毛细孔返回制品表面,形成水珠,俗称“冒汗”。其防治措施有:(1)正确选择MgO和MgCl2的比例;(2)选择适合的养护制度;(3)加入改性剂[4]。

叶若柏[5]通过对菱镁水泥制品的性能研究表明用不饱和聚醋树脂对镁水泥基材进行外包覆,根本地提高镁水泥基材抗返潮、抗水能力。将铁酸醋偶联剂作为两层间的过渡层,可有力地增强两者间的附着力。

2.3 表面泛霜改进

当菱镁制品配比不对时,MgO与MgCl2反应不充分,多余的MgO便与水反应生成Mg(OH)2。Mg(OH)2沿毛细孔泛到表面与空气中的CO2反应生成MgCO3即为白霜。其防治措施有:(1)严格控制原料配比,高速充分搅拌,保证充分的反应时间,合理养护;(2)保证原料质量;(3)加入各种改性剂,提高菱镁制品的稳定性,同时起到填充和堵塞毛细孔的作用[6]。

冯启明等[7]通过对菱镁水泥制品的性能研究表明采取新的电化学方法处理菱镁制品,能够使其表面吸卤返潮现象从根本上得到明显的好转,对菱镁制品生产企业具有极其重要的参考价值。

2.4 翘曲变形改进

菱镁制品当原料质量控制不严,配比不科学,工艺不合理时,会造成放热局部集中,热应力不均衡,各部位收缩率不一致,导致制品翘曲变形严重。其防治措施有:(1)严格控制氧化镁与氯化镁的质量;(2)按照合理的摩尔配比配料;(3)坚持应用合理规范的养护工艺;(4)合理使用填料,慎重使用大量的植物纤维,选择质量较好的玻璃纤维网格布;(5)减少成型用水量;(6)保证制品的厚度、密度一致,结构对称;(7)避免制品在硬化早期的热应力集中。

江嘉运等[8]通过对菱镁水泥制品的研究,采用复合改性剂获得耐水性好、不翘曲变形、不返卤返白的氯氧镁轻质空心条板,为该类新型墙体材料的应用打下坚实基础。

3 结语

(1)菱镁水泥制品应用广泛,将来主要应用于屋面保温节能墙体材料、菱镁活动房、菱镁沼气池、菱镁砼空心隔墙板、菱镁砼矿用轻轨枕、坑木等菱镁产品,具有较高的开发和利用价值。

(2)菱镁水泥制品自身的耐水性差、产品易吸湿返卤、表面泛霜、翘曲变形等性能还需进一步改进。

参考文献

[1]徐庆,陈文.氯氧镁水泥制品的改性研究[J].房材与应用,1997,(1):21-25.

[2]翁端衡.解决氯氧镁水泥基材料的吸潮问题[J].中国建材科技,1996,(3):11-13.

[3]周梅,巩玉发,等。粉煤灰对氯氧镁水泥制品改性的试验研究[J].粉煤灰综合利用,2005,(5):29-32.

[4]王惠忠,徐谦.菱镁制品减少返卤提高耐水性的探讨[J].山东建材,1994,(5):41-43.

[5]叶若柏.不饱和聚醋包覆对改性镁水泥抗水、抗潮的影响[J].福建建材,2007,(1):16-18.

[6]吴心国.菱镁行业现状及发展趋势[J].中国建材,2004,(12):18-21.

[7]冯启明,崔春龙,等.菱镁制品泛霜实质分析及其抑制措施的研究[J].矿产综合利用,2002,(5):17-20.

关于菱镁矿开发利用现状的简述 篇5

我国菱镁矿产地分布于辽宁、山东、河北、安徽、四川、甘肃、新疆等10个省、区, 但是全国87.16%的储量集中于辽宁省, 并主要集中于营口至大石桥至海城一带。截止2012年底。全国共有查明资源储量的矿区87处, 共查明资源储量32.18亿吨。其中辽宁省菱镁矿储量最为丰富, 查明储量的矿区数量多达69个, 而且查明资源储量达28.04亿吨, 是全国查明资源储量最大的省份, 在我国的菱镁矿产业中占据着最主要的地位。其次是山东省, 山东省有查明资源储量的矿区3个, 查明资源储量2.4亿吨, 在全国排名第2位, 也是我国的菱镁矿主要生产省份之一。此外西藏、河北、甘肃等省区也有菱镁矿分布, 不过不论从储量上还是矿产地数量上都不具明显优势。

从地质角度看菱镁矿矿床主要分布于中朝准地台的胶辽台隆 (辽宁省营口大石桥至海城一带、山东省掖县一带) , 其余为山西隆起 (河北省邢台县) 、华北断坳 (安徽省霍邱县) 、祁连山褶皱祁连山间隆起带 (甘肃省肃北县) 、扬子准地台四川台坳 (四川省甘洛汉源地区) 、冈底斯-念唐古拉褶皱系那曲褶皱带 (西藏自治区类乌齐县) 和天山褶皱系南天山冒地褶皱带 (新疆维吾尔自治区和靖县) 。

我国的菱镁矿主要为晶质菱镁矿。晶质菱镁矿矿床产出的地层主要有太古宙、元古宙, 其中有以元古宙的菱镁矿最为重要, 矿层多产于各地层单元的中上层位, 如古元古代辽河群上部的大石桥组、粉子山群上部的大理岩组、新元古宇震旦系上统灯影组等。

菱镁矿在我国非金属矿中有着重要的地位, 在耐火材料、建材原料、化工等行业有着重要的应用。我国的菱镁矿利用开始是在20世纪50年代初期, 作为木材的替代品开始开发利用的, 因为菱镁矿制品具有轻质高强、防火、节水、保温、柔韧等特点, 他的使用范围已经逐渐从木材替代品扩展到建筑材料、装饰材料。现在菱镁矿少部分用来提炼金属镁, 大部分用于生产轻烧镁、重烧镁, 以及制造耐火材料、建筑材料、化肥和饲料, 在化工、制糖、造纸、橡胶工业生产中也有广泛应用。

近年来菱镁矿被划为限制开采矿种, 生产趋于合理化, 应用领域也越来越广泛。目前主要用于生产轻烧氧化镁、烧结镁砂、电熔镁砂等耐火材料的生产, 此外, 在制糖、橡胶、造纸、陶瓷、医药等方面也有不同用途。以菱镁矿生产金属镁, 采用菱镁矿颗粒直接氯化产生无水氯化镁, 通过电解和精炼得到金属镁。工艺流程简单、成本低, 但是电解法生产金属镁污染严重而且生产效率低, 所以菱镁矿的利用方向基本上为镁化合物的生产。

中国具有世界最大的镁化合物生产能力, 其次是俄罗斯、美国、斯洛伐克、奥地利及土耳其等。中国的镁砂及制品出口、消费均处于世界第一。

虽然我国菱镁矿的利用消费处于世界前列, 但是仍然存在许多问题。以菱镁矿最为集中的辽宁省为例, 现菱镁矿矿山企业中, 60%以上都是小于10万吨的小矿, 这些小矿山绝大多数勘查程度为预查, 工程技术人员少, 凭经验随机开采, 矿石损失严重, 而且仍然存在采富弃贫、浪费资源的现象。

菱镁矿的开发中还存在着诸如低端镁制品加工企业过多, 产品附加值较低, 靠价格竞争低价销售, 产品质量不稳定, 效益低, 选矿、加工低水平重复建设现象突出, 地区间产业发展趋同明显等问题。我国作为世界上最大的菱镁矿生产供应基地, 必须坚持菱镁矿的有效、合理利用, 坚持低能耗、低排放、低污染生产, 坚持科技创新、不断调整完善产业结构, 才能实现经济、资源、环境效益的统一, 才能实现我国菱镁矿长期的、健康的可持续发展。

参考文献

[1]中国矿床编委会.中国矿床[M].北京:地质出版社, 1994.

[2]国土资源部信息中心.世界矿产资源年评2011-2012[M].北京:地质出版社, 2012:165-175.

[3]徐河等.镁合金制备与加工技术[M].北京:冶金工业出版社, 2007.

[4]于海峰.菱镁矿开发的环境效应及可持续发展对策[J].中国科技博览, 2013 (23) .

菱镁制品吸潮返卤的分析与研究 篇6

菱镁制品是以活性氧化镁和工业氯化镁溶液进行双组分拌和得到的一种气硬性胶凝材料，有时需加入某些无机活性填料或植物纤维来改进制品的性能，如提高耐水性、降低密度、提高韧性、降低生产成本等。因菱镁胶凝材料具有在常温下早期强度高、碱性低、抗折强度高的特点，在建筑工程、市政工程、农业生产和环保行业中得到了应用。但由于在原材料、生产配方以及生产工艺上存在着问题，造成菱镁制品的一个突出弊病———吸潮返卤。制品出现吸潮返卤后，严重地影响其装饰质量和使用效果，降低产品强度，缩短了制品的使用寿命，这种现象在长江以南的高温高湿地区尤为严重。因此，生产中要尽早地检测出吸潮返卤，并及时调整配方，尽量克服这一现象的出现。

1 菱镁制品吸潮返卤的机理分析

从构成制品的主要原料分析，轻烧氧化镁的拌和剂溶液——氯化镁(卤水)中含有一定的杂质，主要是NaCl、KCl、CaCl2等，它们和轻烧氧化镁拌和后仍以游离状态存在，遇湿易于潮解，使制品吸潮返卤。杂质含量越多，吸潮返卤现象就越严重。

从制品生产工艺和配比分析，制品生产中因操作工艺的需要，卤水加入的量一般偏多，这必然存在过量的Mg Cl2，而MgCl2是强吸潮剂，在水中的溶解度很大。当制品内部的水分向表面迁移后，水分向空气中蒸发，而所溶解的MgCl2会在制品表面的毛细孔、缝隙及表面结晶。当空气介质湿度变大(阴雨天)或将制品放到湿度大的地方(如地下室)，这些结晶的MgCl2又会吸收空气中的水分凝结在制品表面、变潮湿进而结成水珠，严重时水珠流淌，这就是所谓的吸潮返卤。如果空气湿度变低，硬化体表面水分蒸发，留下斑斑白迹。所以，含有未反应完全MgCl2的镁水泥硬化体在使用和存放过程中，会随着环境湿度的不同发生吸潮返卤-干燥的反复变化。

2 菱镁制品吸潮返卤的检测方法

吸潮返卤是衡量菱镁制品质量的一个重要指标，现有菱镁制品标准中对其检测方法有不同的规定，检测方法不统一。如JC 688—2006《玻镁平板》要求：“将养护好的平板切割成150 mm×150 mm，放入30～40℃、相对湿度90%以上的养护箱中，观察12 h、24 h后平板表面有无水珠或变湿”;JC/T 646—2006《玻镁风管》要求：“用肉眼观察管体表面，若出现水珠或潮湿现象，为返卤”;WB/T 1023—2005《菱镁胶凝材料改性剂》要求：“将养护好的4 cm×4 cm×16 cm菱镁试体放入恒温恒湿养护箱中，设定养护箱的温度为(35±5)℃，相对湿度为(88±2)%，在此环境下养护48 h，用肉眼观察试体表面有无水珠或变湿”。而GA 160、JC 680等标准对菱镁制品的抗吸潮返卤性都未提及。

以上的几种检测方法均为肉眼观察、定性检测。该定性检测法不足之处是众多的菱镁制品生产企业基本都没有此种检测装置;而且这种养护箱的湿度控制精度比较低，难以保证试验所需条件;更为重要的是几种方法都需要将要样板或试块养护到15 d后才能放入到养护箱中，其检测结果对生产配方的指导明显滞后，无法及时调整配方;另外，检测标准也不统一，经常引起质量判定纠纷。

3 菱镁制品浸水去卤生产工艺及分析

3.1 试验结果

未进行改性的菱镁制品泡水到试验要求的日期后，再模拟泡水去卤的生产工艺进行晾晒，抗折强度测试结果见表1。

注：试验配比：m(MgO)∶m(卤水)=1∶0.65，卤水密度为1.28 g/cm3，试块尺寸为4 cm×4 cm×16 cm。

3.2 试验结果分析

从表1可以看出，制品浸水后，抗折强度大幅度降低，浸水24 h，可降低56.2%，随着浸水时间增加，抗折强度逐步降低，因此，应坚决禁止使用浸水去卤的生产工艺。

菱镁胶疑材料是用轻烧氧化镁粉和工业MgCl2溶液进行双组份拌合，水化硬化主要产物是518相(五相)和318相(三相)，另外还有未反应完全的MgO、MgCl2·6H2O及生成的Mg(OH)2等。三、五相皆为晶体结构，显微镜下SEM形貌(见图1)一般是针杆状形态，但随着生长空间不同和受外来因素的影响，有时也呈颗粒状，纤维束状集合体，它们相互交叉搭接，穿插排列成网状结构，变成坚固的水泥石而产生较高的机械强度。而且由于其水化硬化过程放热量大、速度快，加快了制品内部温度的上升，使凝结硬化速度变快，制品温度升高，从而使制品强度发挥迅速，早期强度高。X-射线能谱分析见图2。

但是，三、五相在结构上属亚稳态，它们晶体间相互交叉穿插、相互吸附在一起，但并没有结合成整体，在网状结构中存在着大量热力学不稳定的接触点，当暴露于水中后，晶格间的吸附作用消失，易发生水解，因此，三、五相的这一性质成为菱镁胶凝材料耐水性差的一个固有的弊病。

4 提高菱镁制品抗吸潮返卤性的措施分析

菱镁制品在潮湿的环境中表面抗吸潮返卤的能力称为抗吸潮返卤性。

抗吸潮返卤方面，在国内，尤其是长江以南地区，并未从根本上得以解决，大部分生产企业是使用较原始的工艺———浸水去卤生产玻镁平板、通风管道、隔墙板等菱镁制品。由于浸水去卤是一种落后的生产工艺，中国菱镁行业协会在中菱镁协字2006年第20号文《菱镁产业结构调整指导目录》中，已明确地将水浸泡处理的菱镁装饰(防火)板与墙体材料列为淘汰类的产品(2007年前)。

要保证菱镁制品从根本上不吸潮返卤，笔者认为需要做到以下几点。

4.1 使用稳定且合格的原材料

稳定、合格的原材料是保证菱镁制品不吸潮返卤的基础。

轻烧氧化镁是生产菱镁制品的主要原料，也是第一组分，在辽宁省的海城、大石桥、山东省莱州储量广泛，生产中主要控制好氧化镁的活性、烧失量与氧化钙含量及细度等指标，具体按WB/T 1019—2002《菱镁制品用轻烧氧化镁》的要求。

工业氯化镁是生产菱镁制品的调和剂，也是第二组分，是我国制盐工业的副产品，沿海地区和青海省产量极大。

氧化镁不能用水进行调制，是因为溶液过饱和，在凝结硬化过程中产生很大的结晶应力，破坏了晶体结构，所以常用盐溶液来调制。若用MgSO4作调和剂，体系中不存在具有破坏性的Cl-，可从根本上杜绝Cl-带来的副作用，但硫氧镁水泥的力学性能较差，不能满足产品的使用要求。而用MgCl2作调和剂，虽然其力学性能能满足产品的要求，但MgCl2是强吸潮剂，可使制品表面吸潮返卤;另外，菱镁制品中的Cl-对钢筋具有较强的腐蚀性。因此，生产中要保持MgCl2含量在45%以上，严格控制NaCl、KCl、CaCl2、SO42-等杂质成分的含量。具体按WB/T 1018—2002《菱镁制品用工业氯化镁》的要求。

4.2 采用科学与先进的生产配比和工艺

科学、先进的原料配比和生产工艺是保证菱镁制品不吸潮返卤的关键。

4.2.1 反应物的摩尔比

反应物主要是MgO和MgCl2水溶液，而根据反应原理，进入产物生成的反应物是Mg2+、OH-、Cl-和H2O。

(1)当MgO/MgCl2摩尔比大于6，反应产物主要是Mg(OH)2和518相;当MgO/MgCl2的摩尔比小于4，反应产物主要是318相;当MgO/MgCl2的摩尔比为4～6，反应产物主要是518相。

(2)当MgO/MgCl2摩尔比一定的条件下，H2O/MgCl2摩尔比的高低会影响MgO-MgCl2-H2O体系的碱度、离子浓度及产物的种类。当H2O/MgCl2摩尔比增大时，一般产物中Mg(OH)2增多，有降低518相稳定性的趋势，不利于518的形成和稳定，制品强度较低。

4.2.2 养护条件

(1)龄期：从菱镁水泥化学反应机理可知，反应产物氯氧化镁形成是一个不断发展的过程，Mg(OH)2是一个中间相，518相在一定条件下又能转化为318相，同时还与空气中的CO2发生作用。所以不同龄期产物的组成与结构都有差异，其性能自然也不同。

(2)温度：菱镁制品成型完成后，养护是其关键的工艺过程。若养护温度过高，制品内的水分快速蒸发，造成水化反应过早终止，易引起制品的翘曲变形;若养护温度过低，则降低制品的反应速度，延缓制品的脱模时间，降低生产效率，而且降低制品的强度。

(3)环境湿度：菱镁胶凝材料的气硬性很强，在相对潮湿的条件(相对湿度大于90%)，反应产物中的518相逐渐减少，而Mg(OH)2增多，产品的性能发生劣化。比较合理的养护条件是：室内生产，温度控制在20～35℃，相对湿度60%～70%，初凝时间不小于60 min，经10～24 h养护后便可脱模，脱模后的菱镁制品再保温、保湿养护10～15 d。

4.3 应用高效与合理的改性技术

高效、合理的改性技术是保证菱镁制品不吸潮返卤的核心所在。研究认为改性剂抗吸潮返卤的主要机理如下。

(1)掺入外加剂，改善材料的表面性能，润湿固体表面的液体(θ<90°)，可以在固体毛细管中上升到一定高度，可以自发地渗透多孔性固体;而不润湿固体表面的液体(θ>90°)，就必须加压才能进入多孔性固体的毛细孔。附加压力(△P)的大小与液体表面张力(rLG)、接触角(θ)及毛细孔半径(r)的关系见式(1):

当θ>90°时，△P>0，即附加压力大于此值时，液体才能进入毛细管，毛细管越细，液体表面张力越大，则所需压力就越大，如图3(a)所示;当θ<90°时，△P<0，液体不需加压即可自动渗入毛细孔中，如图3(b)所示。浆体中加入抗返卤改性剂，在镁水泥体内部的孔隙表面和毛细管内表面形成很薄的憎水薄膜，同时裸露的外表面也形成憎水薄膜。当该薄膜与空气中的CO2气体作用后形成憎水性更强、而又特别耐久的碳化膜，能使因游离态的MgCl2存在导致原镁水泥具有强烈吸潮性的表面变成憎水性很强的表面，实际上，这一原理是将游离MgCl2屏闭起来，使其失去吸收空气介质中水分的机会。

(2)掺入的抗返卤剂具有较强的减水功能，能降低胶结料中的卤水用量，减少游离MgCl2。在制品的生产过程中，因成型操作的需要，卤水的加入量一般都偏多，即MgO/MgCl2的摩尔比低于理论计算值。试验加入抗返卤剂后，浆体流动度可提高11%～20%，也即卤水总的用量可以减少11%～20%，MgCl2减少2%～4%，因此，有降低制品吸潮返卤的可能;另外，由于用水量减少，相应地降低毛细通道直径，这也同时提高制品的耐水性。这种通过降低卤水用量，减少游离MgCl2数量，而又不影响料浆和易性，从而提高制品抗吸潮返卤能力的措施在国内同行业中是一种技术突破。

(3)加入改性剂后，改善了生成物的晶相结构。改性剂的一些阳离子或阴离子团参与了518相的晶体结构，参与方式一是阳离子填充到518相晶格空穴中，另一种是阳离子或阴离子取代了518相晶格中的某些组份，这样，晶相结构以叶片状、短棒状或板块状晶体为主(SEM形貌见图4)，它们彼此穿插、重叠、连生构成一个空间结构网，改变了生成产物的结晶结构，增强了晶体间的粘附力，使制品的耐水性提高，Cl-的溶出量就相应的减少。X-射线能谱分析见图5。

(4)在制品中加入部分无机活性填料，如活性硅粉、硅灰、粉煤灰等，因其含有大量活性SiO2，在菱镁料浆中会产生反应：Mg(OH)2+SiO2=MgSiO2·2H2O，生成耐水的MgSiO2凝胶，另外，它本身体积稳定性好，强度高，加入胶结料中会形成一些框架结构，产生界面反应;掺入25%活性硅粉的菱镁水泥SEM形貌见图6,X-射线能谱分析见图7。

从电子显微镜中看出，加入硅粉后，由于产生了界面反应，相与相之间互相粘连在一起，使制品更加密实，从而提高了强度。

建设部在2006年第38号文中，将山东省建筑科学研究院研制生产的“菱镁胶凝材料改性剂和菱镁胶凝材料低温早强促凝剂应用技术”列入建设部节能省地型推广应用技术目录中。

5 菱镁制品的吸潮返卤检验分析方法———定量分析法

5.1 研究设计思路

我院承担的“定量分析法评价菱镁制品抗返卤体系的研究与应用”项目的研究设计思路是，用化学分析法检测菱镁制品中水溶性Cl-含量的方式来判定制品吸潮返卤，这种方法为定量分析法，是在制品成型脱模后(即成型后24 h)将样品粉碎，用化学分析法直接检测制品中Cl-的含量，一般的菱镁制品企业均能检测，且方法简单，准确可靠。该项目已于2007年8月通过了山东省科技厅的技术鉴定。

该项目研制成功：(1)可解决国内目前没有定量分析法评价菱镁制品抗返卤性能这一不足，为制品生产企业和工程应用单位所引起的质量纠纷提供准确的判断依据，使质量判定有据可依。(2)便于及早发现生产中的质量问题并及时调整生产配方，以达到最佳的使用效果，保证产品质量。

5.2 定量分析法判定菱镁制品吸潮返卤的准则

(1)当制品中水溶性Cl-含量小于8.00%时，制品不吸潮返卤，表面始终干燥;

(2)当制品中水溶性Cl-含量大于8.96%时，制品吸潮返卤，表面出现水珠，甚至是大水珠;

(3)当制品中水溶性Cl-含量在8.00%～8.96%时，制品有轻微的吸潮(返潮)现象，表面变湿。

以上准则是基于试验研究结果推出的，真正的判定准则还需要制定行业检测标准，尤其是当制品中水溶性Cl-含量在中间值，即8.00%～8.96%时，还需要增加附加检验措施。

6 结语

(1)菱镁制品中存在有过剩的、未反应完全的MgCl2,MgCl2的强吸潮性使得菱镁制品表面易出现吸潮返卤，尤其是在高温高湿的环境中，降低了制品的力学性能和耐久性。

(2)稳定、合格的原材料，科学、先进的生产配比和工艺、高效、合理的改性技术是解决菱镁制品吸潮返卤的途径，核心所在，改性剂的加入可大幅度提高抗返卤性，实际生产中必须切实解决好这三者的关系，这样才能从根本上保证制品不吸潮返卤，不能认为改性剂可有可无，也不要以为改性剂无所不能。

(3)改性剂的掺入不仅改变制品的表面性能，使亲水性很强的表面变成很强的憎水性，将MgCl2进行有效的封闭;而且在MgO/MgCl2摩尔比相同时，改性剂能够提高镁水泥浆体的流动性10%～20%，提高了料浆的和易性更重要的是能够在保证料浆成型性能的基础上，提高MgO/MgCl2摩尔比，降低卤水的加入量，减少MgCl2的含量，从而降低制品吸潮返卤的可能。

(4)吸潮返卤肉眼观察的定性法，成型15 d后的检测结果对生产指导滞后，无法及时调整配方，而且检测标准不统一，检测方法落后。

(5)新的定量分析法评价菱镁制品抗返卤体系，方法简单，准确可靠，可解决国内目前没有定量分析评价菱镁制品抗返卤性能这一不足，为制品生产企业和工程应用单位所引起的质量纠纷提供了准确的判断依据。

菱镁材料 篇7

浮选菱镁矿尾矿主要成分是MgCO3,同时含有少量杂质。目前,湿法烟气脱硫技术在火电厂烟气脱硫方法中占主导地位［5］。其中,镁法脱硫技术因其基建合理、无固体废弃物污染等特点,而广泛被应用到火电厂脱硫中。但由于镁剂来源的限制,使镁法脱硫技术在我国的推广得到限制。因此,如果能将浮选菱镁矿尾矿应用到火电厂湿法烟气脱硫工艺中,不仅能解决尾矿再利用问题,同时还能解决镁剂来源问题。

本工作以菱镁矿浮选尾矿浆液为烟气脱硫剂,采用湿法烟气脱硫技术,对模拟烟气进行脱硫研究。考察了脱硫剂浆液含量、脱硫剂浆液温度以及添加不同有机酸时对脱硫剂浆液脱硫率的影响。

1 实验部分

1.1 材料、试剂和仪器

采用辽宁产浮选菱镁矿尾矿,其化学成分见表1。

氨基磺酸铵、氢氧化钠、柠檬酸、乙二酸:分析纯。

100×60型颚式破碎机:江西通用化验制样设备有限公司;ф200×150型对辊破碎机:南昌通用化验制样机厂;2MZ-100型密封式制样粉碎机:江西恒业矿冶机械制造有限公司;PHS-3C型pH测定仪:上海伟业仪器厂;LZB-3型玻璃转子流量计:余姚巨屹环保有限公司;JH1102型电子天平:上海精密仪器有限公司;HH-2型恒温水浴锅:金坛市城西晓阳电子仪器厂。

1.2 脱硫剂的制备

利用颚式破碎机对浮选菱镁矿尾矿进行粗破,再利用对辊破碎机进行细碎,最后使用密封式制样粉碎机制成细粉,过200目(0.074 mm)筛后,加蒸馏水配制成细粉质量分数分别为5%,10%,15%的脱硫剂浆液。

1.3 实验方法

取30 mL一定含量的脱硫剂浆液,恒温水浴加热,当恒温水浴达设定温度后,以0.24 L/min流量通入标准状况下SO2质量浓度为5 004 mg/m3的模拟烟气,通气一定时间后测定氨基磺酸铵吸收液中SO2含量,尾气用氢氧化钠溶液吸收。

1.4 分析方法

采用碘量法测定SO2含量［6］。

2 结果与讨论

2.1 脱硫剂浆液含量对脱硫率的影响

当脱硫温度为60 ℃时,脱硫剂浆液含量对脱硫率的影响见图1。由图1可见:脱硫剂浆液含量相同时,随脱硫时间的延长,脱硫率减小;当脱硫剂浆液质量分数为10%、脱硫时间为10 min时,脱硫率最高,为85%。这是由于增加脱硫剂浆液的含量,有助于提高气液固三相接触面积,在烟气流量一定的情况下,反应速率越快,烟气中SO2消耗的越多,脱硫率增大;另一方面,MgCO3为微溶物,在水中的溶解度仅为0.02%,脱硫剂浆液质量分数由10%增至15%时,对单位面积脱硫剂浆液中溶解的MgCO3影响不大,所以脱硫率变化不大。综合考虑,选择脱硫剂浆液质量分数为10%较适宜。

2.2 脱硫剂浆液温度对脱硫率的影响

当脱硫剂浆液质量分数为10%时、脱硫时间为15 min时,脱硫剂浆液温度对脱硫率的影响见图2。由图2可见:随脱硫剂浆液温度的升高,脱硫率先增大后减小;当脱硫剂浆液温度由60 ℃升至80℃时,脱硫率略有减小;当脱硫剂浆液温度为60℃时,脱硫率最大(为78%)。因此,选择脱硫剂浆液温度为60 ℃较适宜。

2.3 有机酸种类对脱硫性能的影响

研究发现［7-11］,向钙基脱硫浆液中添加有机酸,能大幅促进SO2的吸收,提高脱硫率,并对有机酸强化钙基脱硫过程进行了研究。当脱硫剂浆液质量分数为10%、脱硫剂浆液温度为60 ℃、有机酸的浓度为3.5 mmol/L时,有机酸种类对脱硫剂浆液pH的影响见图3。由图3可见,与未添加有机酸相比,添加柠檬酸的脱硫剂浆液的pH缓慢减小,说明相同条件下柠檬酸对脱硫剂浆液pH缓冲性强于乙二酸。

有机酸种类对脱硫率的影响见图4。由图4可见:当脱硫时间相同时,添加柠檬酸的脱硫剂浆液脱硫率最大;当脱硫时间为10 min时,添加柠檬酸的脱硫剂浆液脱硫率为96%,添加乙二酸的脱硫剂浆液脱硫率为90%,未加有机酸的脱硫剂浆液脱硫率仅为85%。这是因为有机酸电离产生的H+与MgCO3电离产生的CO32-反应,生成H2CO3,然后分解成H2O和CO2,从而促进了MgCO3的溶解,减小了液相阻力,提高了反应速率,导致脱硫率增大;同时,有机酸电离产生的An-与SO2电离产生的H+结合又生成HnA,使得缓冲脱硫剂浆液pH的减小,强化了H+的传递,加快了SO2的吸收,导致脱硫率增大。

3 结论

a)以菱镁矿浮选尾矿浆液为烟气脱硫剂,在脱硫剂浆液质量分数10%、脱硫剂浆液温度60 ℃、脱硫时间10 min时,脱硫剂浆液的脱硫率为85%。

菱镁材料 篇8

1 工程概况

济南某工程,总建面积为46988m2,地下1层,层高4.7 m,耐火等级一级,主体采用密肋框架梁结构,菱镁一次性模壳施工技术。根据本工程的设计需求,采用方形模壳,选定尺寸为980mm×980mm×420mm、980mm×680mm×420 mm、680 mm×680mm×420 mm,模壳尺寸见图1所示,颜色采用菱镁模壳本色。

(a)立面图;(b)轴测图

2 施工工艺

2.1 测量放线

定出梁轴线和肋中心线,确定立杆的搭设位置,把钢管摆放到弹出墨线位置处,此时要保证搭设面平整度。

2.2 支撑架的搭设

本工程采用满堂红支撑方式,采用扣件式钢管脚手架,U形支托用于调整立杆的高度,钢管采用直径50mm,壁厚4mm的。梁立杆纵横向间距1100mm,楼板立杆间距1 100mm×1100mm,1100mm×970mm,970mm×970mm,1260mm×1100mm,1260mm×970mm。立杆长度取用3600mm,水平钢管步距取用1500mm。在距离板面300×450mm处搭设扫天杆,在距离地面200mm处搭设扫地杆。在梁边第一根立杆距离梁边300～350mm,立杆底下垫80mm×43mm×5mm的槽钢,此处也可用50mm×200mm的木跳板。立杆的架设要按照规范要求进行架设,先架设梁两边的立杆,之后再架设板下的立杆。立杆每隔4.5～10m距离设置竖向剪刀撑一道,满堂架外围周圈满搭剪刀撑。

2.3 模板铺设

柱帽采用钢木混合模板,框架梁也采用钢木混合模板。采用50mm×80mm的方木做框架梁底部和框架梁帮模板。每隔140mm,采用直径48mm,壁厚2.8mm的双钢管来加固梁帮。用15mm厚木胶合板沿框架梁方向进行整体满铺,作为框架粱、肋梁底模。梁、楼板模板按照建筑规范要求双向起拱1‰～2‰。框架梁的侧模、肋梁的模板和板的模板就用一次性菱镁模壳充当模板的作用。

2.4 摆放模壳

模壳的摆放严格按照施工图纸,沿着弹好的控制线摆放。摆放模壳之前,要把模板表面清理干净,把石子、塑料、泥土扫除干净,确保施工完的顶面干净美观,也保证了模壳和底模的完全接触。模壳的摆放,一个框架内,要从中心开始向四周摆放,不可从一边沿着摆放过去,这样会积累误差。摆放模壳要两人四手,一手一个角抬着安放到事先弹出的控制线上。安置准确的模壳,四角用抗移位钉钉在模板上。相邻模壳之间用胶带(或塑料条或橡胶条)将缝隙贴严,谨防漏浆。模壳全部摆放完后,要进行最后的验收,先用眼观进行粗调,最后用水准仪校订模壳,使模壳之间的水平误差控制在2 mm之内(图2)。

2.5 绑扎肋梁钢筋,安装水电的管线

按图纸要求绑扎框架梁的钢筋和小肋梁内钢筋,采用架空绑扎方法。绑扎钢筋时,为减少对模壳的破坏,施工时,先拿几根钢筋搭设在两端的框架梁上,工作人员就站立在两端搁置在梁上的钢筋上绑扎肋梁的钢筋。水电上的线盒埋设、空洞预留要正确,并做好隐检验收工作。

2.6 混凝土浇筑

由于采用菱镁一次性模壳,虽有一定的强度,但过大的冲击力会损坏模壳,且模壳一旦固定,不易更换,故须保护模壳。

输送混凝土的支架不能直接搭设在模壳上,尽量把支架搭设在框架梁上,如必须在模壳上浇筑,支架下面要搁置弹性垫层。泵送出的混凝土不可堆集一处,过大荷载和冲击力,会让固定好的模壳破裂。混凝土的出料口要低,从而减缓对模壳的冲击力。模壳混凝土的振捣,为防止振破、插坏模壳,振捣肋梁处采用直径小于3.5cm的插入式振捣器,楼板面的振捣采用小功率的平板振捣器。模壳混凝土的养护与普通钢筋混凝土楼板的养护是一样的,铺盖草苫浇水养护。为防止出现过多细小裂缝,在混凝土初凝后终凝前,应安排工人将面层压实一遍。

2.7 拆支撑系统和模板

在混凝土强度达到75%时拆除模板。拆除不可用力过猛,不可强扯硬拽,更不可用工具硬撬。待混凝土强度达到100%时拆除支撑系统。拆除支撑系统时,要搭设临时支架,不可站在支撑系统上拆,防止塌落伤人。逆序拆除,即先搭的后拆,后搭的先拆。先拆除非承重构件支撑,后拆除承重构件支撑,自上而下拆除。拆除的模板要传递下来,而不是扔下来。

3 质量保障措施

3.1 模壳的保护

运至到施工现场的模壳,尽量倾倒后一个一个摞扣起来侧卧堆放(图3)。不可竖直摞扣起来,摞扣高度太高,搬运使用不方便,且容易歪倒伤人。在模壳搬运过程中,不可甩扔、脚蹬。

安装的模壳不可随意切割,以免影响模壳强度,如要切割,须联系厂家技术人员给出切割方案,并对切割模壳涂刷封边漆进行加固处理,还要谨防切割的模壳在浇筑混凝土的时出现漏浆、塌陷等问题。

3.2 模壳的检测

当菱镁模壳运到施工现场后,应派工程的质量检察人员对模壳进行检查,检查模壳的外表平整度,要求模壳厚薄均匀。抽查模壳的尺寸和强度是否符合要求。在模壳进行放置固定时,再一次进行检查,发现边沿残缺、开裂的模壳应予以剔除不用。

3.3 选用合格产品

建筑是一次性产品,车库位于最下层,质量关于整个楼房,选用模壳时要选择质量过关产品。不合格的产品会存在游离态的氯含量超标,致使模壳强度达不到应有的要求,模壳脆性大,极易破损,且游离态的氯还会锈蚀梁板内的钢筋。不合格的模壳还有一种就是使用高碱玻璃丝作增强材料,从而造成模壳的脱落和表面出现返碱现象,如果模壳脱落造成人员受伤或者破碎的玻璃丝飘荡在空中,都将造成恶劣影响,所以用到工程上的模壳要确保质量过关,确定是合格产品。

3.4 脚手架搭设

为确保浇筑出来的楼板平整,不发生下沉现象,每一个肋梁的梁底模板都要坐落在纵横向钢管上,所以脚手立杆搭设,要根据工程设计出来的模壳位置来决定立杆的搭设位置。

3.5 模壳按线摆放

为保证模壳的安放准确,要在模板上放线,模壳沿线安放。墨线易干燥看不清,所以施工时改用白涂料代替之前墨汁,清晰可见还牢固。模壳按图摆放,注意与钢筋之间的距离要大于保护层厚度。同时为防止在后期浇筑混凝土时模壳出现塌陷,可在模壳内部加木支撑。

3.6 混凝土浇筑

为保证浇筑的密实性,浇筑模壳楼板的混凝土的粗骨料粒径不得大于32 mm。浇筑混凝土时,先浇大框架,再浇筑细部,即先浇筑柱头部位,然后浇筑框架梁,最后浇筑框架内的模壳,肋梁和楼板一起浇筑过去。

4 结束语

菱镁一次性模壳,具有良好的保温、隔热效果,起到一种模板的作用,主要应用到钢筋混凝土密肋楼板结构中,常用到大跨度的建筑中,比如车库、厂房、商场、写字楼等。与普通的模板相比较,使用一次性菱镁模壳,由于减少了架设模板和拆除模板的工序,从而缩短工期,据本工程施工统计下来,节省工程造价达到27.5%,工期提前58d,混凝土用量和钢筋用量大幅度降低。菱镁一次性模壳具有较好的可塑性,和混凝土浇筑在一起,并和混凝土同步变形,整体性好,而且在济南使用,完全满足当地地震设防的要求。

参考文献

[1]JGJ 130—2011,建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范[S].

[2]L07G324,钢筋混凝土密肋楼板[S].