建筑業(yè)菱鎂制品改革
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菱鎂水泥(氯氧鎂水泥)體系中MgO和MgCl2(或Mg-SO4)在有水的條件下進(jìn)行反應(yīng)后產(chǎn)生的硬化物是菱鎂水泥強(qiáng)度的主要來(lái)源,由于這些材料活性都比較高,相應(yīng)產(chǎn)生的強(qiáng)度也相當(dāng)高,匯總了不同配比的菱鎂膠結(jié)料強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果,從表中可以看出,盡管在菱鎂膠結(jié)料中加入了一些輕質(zhì)的填充料,但硬化的膠結(jié)料仍然保持了很高的強(qiáng)度,在這一點(diǎn)上遠(yuǎn)優(yōu)于普通水泥和低堿硫酸鋁酸鹽水泥。制品的強(qiáng)度和其表觀密度、吸水率、韌性及制品耐久性相關(guān)性很強(qiáng),一般表觀密度越大,表示制品越致密,吸水率也越低,韌性差、脆性大、抗壓強(qiáng)度高。改性菱鎂制品一般用于室外而且是一種受力復(fù)雜的構(gòu)件,要求它既要有充分的強(qiáng)度,同時(shí)又要有足夠的韌性,所以要探索強(qiáng)度與韌性的最佳值。通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)有關(guān)這方面文獻(xiàn)資料,認(rèn)為生產(chǎn)菱鐵制品所用菱鎂膠結(jié)料的28天抗折強(qiáng)度控制在9-12MPa,其28天抗壓強(qiáng)度控制在3F-45MPa的范圍。強(qiáng)度太低構(gòu)件受力后容易損壞,強(qiáng)度太高構(gòu)件容易發(fā)脆,尤其受到?jīng)_擊力或彎曲時(shí)容易產(chǎn)生橫向裂紋。
二、改性菱鎂制品韌性問(wèn)題的研究
韌性對(duì)于改性菱鎂制品是一個(gè)十分重要的技術(shù)問(wèn)題之一。由于改性菱鎂制品是一個(gè)復(fù)雜的受力構(gòu)件。有些外力是經(jīng)常重復(fù)作用的;在受到不同的外力時(shí)會(huì)引起不同方面的變形;如果構(gòu)件沒(méi)有良好的韌性,在反復(fù)受到?jīng)_擊和壓力時(shí)如:風(fēng)雪、上人等,當(dāng)超過(guò)了彈性變形極限就要裂紋破壞。近幾年來(lái)我國(guó)各地曾有不少地方試驗(yàn)研究菱鎂制品,之所以未取得成功,其中一個(gè)重要原因就是未解決構(gòu)件的韌性差問(wèn)題。還有前幾年我國(guó)也有不少地方(包括山東省)試驗(yàn)研究GRC制品,所以未推廣開(kāi),除了未解決好GRC構(gòu)件的配筋材料外,更重要的原因是未解決好低堿硫鋁酸鹽水泥的脆性問(wèn)題(參見(jiàn))。所謂制品的韌性,是指當(dāng)它受外力作用后雖然引起變形,而當(dāng)外力解除后形狀仍然能恢復(fù)原樣而不遭受破壞的性能。韌性和脆性是相對(duì)應(yīng)的,韌性不足必然脆。要提高菱鎂制品的韌性,就必須通過(guò)實(shí)施改性技術(shù),進(jìn)一步提高菱鎂膠結(jié)料的韌性,同時(shí)在汽配筋材選擇上也要選取有良好韌性的增強(qiáng)筋,雙管齊下,解決制品的韌性問(wèn)題。
1、提高菱鎂膠結(jié)韌性的措施:評(píng)定菱鎂膠結(jié)料韌性的方法,是用試件的初始裂紋撓度值來(lái)評(píng)價(jià)的。在無(wú)機(jī)膠凝材料中,菱鎂水泥具有良好的韌性,這是它的一大突出優(yōu)點(diǎn),改性菱鎂制品也正是發(fā)揮了這一特點(diǎn)才獲得成功的。從可以看出,菱鎂膠結(jié)料的抗折強(qiáng)度的平均比值是1∶4.1,425#普通硅酸鹽水泥,這也充分說(shuō)明了它有良好的韌性。由也可以看出,低堿硫鋁酸鹽水泥比普通水泥脆性更大。從彈性模量上也可以比較出菱鎂材料具有比較好的彈性和韌性。但是單就菱鎂材料本身所具備的韌性仍不能滿(mǎn)足制造菱鎂制品的技術(shù)要求,還必須采取改性措施,通過(guò)增加復(fù)合增韌劑以進(jìn)一步提高這種材料的韌性。
2、選擇韌性好的增強(qiáng)材料生產(chǎn)菱鎂制品,由于Cl-對(duì)金屬的嚴(yán)重銹蝕,很少有資料介紹在菱鎂制品中配鋼筋的;其實(shí)用于菱鎂制品的增強(qiáng)材料也比較多。經(jīng)過(guò)篩選,認(rèn)為生產(chǎn)改性菱鎂制品配筋采用竹筋和葦筋是理想的選擇,其優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高、韌性好、耐久性能好、成本低。竹筋的斷裂延伸率達(dá)到3-5%顯示良好的韌性,改性菱鎂制品所以有如此好的韌性,和配竹筋有密切關(guān)系。竹筋的耐水性能是比較好的,但最怕發(fā)霉,一旦發(fā)霉,強(qiáng)度和韌性要大幅度下降,因菱鎂制品是一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的受力構(gòu)件,嚴(yán)禁使用發(fā)霉的竹筋,另外,近年來(lái)出現(xiàn)一些用化肥催的竹桿,性能較差,要注意選擇。在菱鎂制品中配的竹筋和葦筋具有良好的耐性,因?yàn)槁葰庥袣⒕饔?所以制品中的竹筋和葦筋不會(huì)腐爛,我們從使用30余年的菱鎂構(gòu)件中取出的竹筋,外觀顏色鮮亮,有光澤,沒(méi)有任何損壞跡象,測(cè)定抗拉強(qiáng)度仍然大于80MPa,原先比較,基本末降低。竹筋的抗拉強(qiáng)度高于葦筋(參見(jiàn))供貨條件方便。葦筋加工比較麻煩,所以近些年來(lái)使用竹筋較多,但葦筋資源比較廣泛,價(jià)格比較便宜,有條件的應(yīng)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)葦筋的利用。列出了幾種不同材料構(gòu)件的韌性及力學(xué)性能比較。菱鎂構(gòu)件的表觀密度雖大于樺木,但只有水泥構(gòu)件的一半,重量比較輕,在受力后產(chǎn)生初始裂紋的相對(duì)撓度值高達(dá)2%是水泥構(gòu)件的6倍多,接近優(yōu)質(zhì)樺木的韌性,構(gòu)件的抗折強(qiáng)度都大于同規(guī)格的鋼筋混凝土產(chǎn)品,用這種材料生產(chǎn)改性菱鎂制品確實(shí)能賦予產(chǎn)品以?xún)?yōu)良的物理力學(xué)性能。
三、菱鎂制品的耐沖擊性
由于菱鎂水泥具有較好的韌性,用其生產(chǎn)的制品也具各良好的耐沖擊性能。列出了菱鎂構(gòu)件和同規(guī)格的水泥構(gòu)件的抗沖擊力比較。菱鎂制品確實(shí)具有良好的耐沖擊性能,利用這一優(yōu)點(diǎn),除生產(chǎn)改性菱鎂制品外有的還生產(chǎn)中轉(zhuǎn)貨場(chǎng)的墊塊,火車(chē)鐵軌上的止滑塊,紡織行業(yè)和機(jī)械行業(yè)的車(chē)間地面等,都顯示了良好的使用效果。