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)品以優(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,火車鐵軌上的止滑塊,紡織行業(yè)和機(jī)械行業(yè)的車間地面等,都顯示了良好的使用效果。