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(diǎn)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(xiàng)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(diǎn)，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(qiáng)度來源與強(qiáng)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(jì)，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(qiáng)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(qiáng)度及防水性能，確定最佳組分的物理力學(xué)性能，同時(shí)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(shí)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(jì)算依據(jù)必然導(dǎo)致MgCl2的用量過剩。
在確定正確計(jì)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(hù)工藝。
鎂質(zhì)材料的水化反應(yīng)和硬化過程是需要時(shí)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(hù)都是不正確的。鎂質(zhì)材料的水化反應(yīng)是一個需要時(shí)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(hù)，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(hù)3～5天，然后進(jìn)行干空養(yǎng)護(hù)。切忌在脫模后進(jìn)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(shí)強(qiáng)度要損失10％～20％。在鎂制材料制品的成型養(yǎng)護(hù)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(jī)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(dá)到90～110r／min，若采用單軸攪拌機(jī)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?yàn)檫@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(shí)，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/cm3～1.9g／cm3)相當(dāng)?shù)奶畛淞�，減少料漿中的含水率。
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(hù)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(shí)，能夠提高鎂質(zhì)材料的強(qiáng)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(qiáng)度。特別是剛硬化脫模的鎂質(zhì)材料其強(qiáng)度的形成率僅為37．5％左右，MgCl2溶于水中更談不上加強(qiáng)水化過程。同時(shí)，泡水增加了工藝的復(fù)雜性，增加了浸泡設(shè)施的費(fèi)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。
(二)合格穩(wěn)定的原材料是確保鎂質(zhì)材料制品質(zhì)量的重要保障
1、輕燒MgO
輕燒氧化鎂粉是鎂質(zhì)材料的主要原料之一，它是由菱鎂礦MgCO3在’750％～850~C下鍛燒而來。一些生產(chǎn)廠家煅燒工藝較為落后，特別是對原料或燒成后的礦石無均化的措施，造成同一批產(chǎn)品，甚至同一袋產(chǎn)品的MgO含量和有效MgO含量都有較大的差距。
還有部分生產(chǎn)者為片面追求生產(chǎn)成本，往往采用菱苦土替代輕燒粉生產(chǎn)鎂質(zhì)材料制品，這不可能生產(chǎn)高質(zhì)量鎂質(zhì)材料制品。要保證MgO原料的合格與穩(wěn)定性，生產(chǎn)合格的鎂質(zhì)材料制品，所采用輕燒MgO的原料，其MgO含量為80％一85％，活性MgO含量≮60±2％；Ca0含量<1.5％；燒失量為5％一9％；細(xì)度為≮170目。
2、MgCl2
MgCl2是鎂質(zhì)皎凝材料的兩種主要原料之一，它的質(zhì)量要求主要有兩方面，一是MgCl2的有效含量，在JC／r449—2000標(biāo)準(zhǔn)中明確指出MgCl2≥43％，鈣離子Ca+含量≤0．7％；另一方面是堿金屬氯化物(以Cl—計(jì))≤1.2％，因?yàn)镃a+與Cl—的含量將直接影響制品的穩(wěn)定性與泛霜性。作為鎂質(zhì)材料制品富含Cl—對金屬有腐蝕性，不能長期用金屬增強(qiáng)。除采取有效措施使制品不產(chǎn)生殘余MgCl2存在外，還可用MgSO4·H2O或MgSO4·7H2O替代部分的MgCl2·6H2O，用硅灰替代部分輕燒．MgO粉，其性能無異于鎂質(zhì)材料性能，但是材料費(fèi)用較大，使其大面積推廣尚有困難。
3、其它材料
主要是指增強(qiáng)材料玻璃纖維，雖然鎂質(zhì)材料硬化固結(jié)后介質(zhì)PH值在7．2～7．6，但作為高堿性的玻璃纖維在遇水后纖維中的Na2O與K2O會形成NaOH，KOH等產(chǎn)物，與起骨架作用的SiO2發(fā)生反應(yīng)，破壞了玻璃纖維的結(jié)構(gòu)組成，不僅起不了加筋增強(qiáng)作用，還會引起玻纖表面缺陷和裂縫的擴(kuò)展，也會導(dǎo)致玻璃纖維強(qiáng)度下降。因此要采用無堿玻璃纖維，玻纖的浸潤劑應(yīng)是無蠟的，以保證鎂質(zhì)膠凝材料的界面結(jié)合力。
4、合理使用填充料
填充料按其對氯氧鎂膠凝材料的功能而言可分為活性與隋性，所謂活性如活性礦渣、活性煤渣、活化磷的工業(yè)廢渣、活性硅灰等。它們的加入不僅能降低成本而且能有效地和Mg2+形成MgSiO3和3MgHPO3·3H20等抗水性強(qiáng)的結(jié)晶膠凝化合物，并改變氯氧鎂復(fù)鹽結(jié)接點(diǎn)，增強(qiáng)了晶體間的穿捅和粘附力，從而提高了材料的強(qiáng)度和抗水性。使用這一類材料應(yīng)注意細(xì)度不可大于200目，材料應(yīng)干燥，加量要適中。
另一類為惰性填料，諸如石英粉、滑石粉、玻璃粉(中堿或無堿)、大理石等，這一類填料應(yīng)是自身強(qiáng)度比較高，化學(xué)穩(wěn)定性和體積穩(wěn)定性好，在菱鎂膠凝材料制品中起骨架作用，緩沖和減少了菱鎂材料硬化所產(chǎn)生的體積膨脹，同時(shí)改變了制品的孔結(jié)構(gòu)，增加了制品的密實(shí)性，對提高制品的強(qiáng)度和減少變形大有裨益。對填料的使用應(yīng)注意以下問題：一是填料的化學(xué)組成以不合碳酸鹽成分為好，如方解石粉、石灰石粉和輕鈣等。因?yàn)樘妓猁}會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)放出二氧化碳?xì)怏w，使制品產(chǎn)生氣孔，減弱抗?jié)B性和相應(yīng)的強(qiáng)度。二是外加的填料要確保細(xì)度不得大于1 80目，且應(yīng)該干燥，保證能與氯氧鎂膠凝材料充分地進(jìn)行界面結(jié)合。惰性填料的加入量，可相對于輕燒氧化鎂重量的l：1—1：0．1。至于木質(zhì)材料的填充料，諸如植物秸稈、鋸屑等應(yīng)注意材料的含泥量應(yīng)<1％，細(xì)度在20—60目，含水率應(yīng)<25％，材料不應(yīng)霉?fàn)�變質(zhì)即可。
(三)改性外加劑的正確使用
外加劑是穩(wěn)定5·1·8相的重要第三組分，參與方式一種是填充到5·1·8晶格的空穴中，另一種是取代了5·1·8晶格中的某種組分，但并不影響5·1·8相的整個化學(xué)結(jié)構(gòu)，特別是加入含活性SiO2的混合材，摻入磷酸鹽、酸性磷酸鹽及磷酸、B203、、硅酸，摻入含硫化物和活化硫的工業(yè)廢渣等。有的水溶性有機(jī)聚合物乳膠類外加劑，諸如：丙烯酸乳膠、EVA乳膠、氯偏乳膠、uF樹脂等。它們的加入除了自聚合提高鎂質(zhì)制品的強(qiáng)度外，還具有堵塞毛細(xì)通道作用，提高抗水性能。作為摻入的外加劑應(yīng)該具備兩個條件：一是能使結(jié)晶改性形成難溶于水的相結(jié)晶點(diǎn)，同時(shí)能使未組成結(jié)晶相的鎂形成難溶于水的化合物；二是自身具有一定的膠凝性能，能粘聚在結(jié)晶相的界面，提高抗水浸蝕能力，或者自身具有抗水功能，堵塞于毛細(xì)通道上；改善抗水性能。上述的水溶性聚合物和鐵鹽(硫酸亞鐵)，鋁鹽(硫酸鋁、A1203等)，鋅鹽(硫酸鋅)等就屬這種類型。
(四)防止氯氧鎂制品的變形與防裂
氯氧鎂制品的變形表現(xiàn)的形式有收縮變形；厚度與密度偏差及結(jié)構(gòu)不對稱所造成的翹曲變形，變形影響建筑功能和使用效果。過多過大的用水量，會導(dǎo)致這一問題的出現(xiàn)。一般在混合料漿中液／固比值在0．43—0．47左右，根據(jù)活性MgO的含量所確定MgCL2的用量。在此條件下，水的用量能使MgCl2的濃度保持在20％一23％時(shí)的用水量即是正確的用水量。應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)設(shè)置干燥設(shè)備，使制品的含水率在出廠前控制在8％～10％，避免制品在使用過程中因排濕的不一致造成變形。在實(shí)際生產(chǎn)中對于組分中的輕質(zhì)、松軟的填充料應(yīng)盡可能的少加或者不加。這類填充料對抵制材料的收縮不力，同時(shí)本身的吸濕性也大，加劇了材料的收縮，同時(shí)在組分中也應(yīng)注意纖維的加筋量是否足以提高抗擊力和防裂要求。
制品的厚度、密度公差大和結(jié)構(gòu)不對稱所造成的變形現(xiàn)象，多發(fā)生于手工成型，增強(qiáng)的玻璃纖維網(wǎng)格布分布不均勻也會引起制品變形。還應(yīng)注意作為填充的集料比重應(yīng)盡可能和輕燒氧化鎂粉相一致，避免集料的比重不同造成在成型過程中產(chǎn)生沉積或上浮于混合集料，造成容重差異大。板材內(nèi)部的收縮、膨脹不一致，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)應(yīng)力會引起翹曲變形，克服厚度公差、容重公差和注重結(jié)構(gòu)的對稱性是防止變形的關(guān)鍵舉措。
合理的施工技術(shù)與嵌縫材料的應(yīng)用是防裂的重要舉措。沒有收縮的無機(jī)膠凝材料是不存在的。能做到的是把收縮限制到最小的范圍內(nèi)，再配合合理的施工技術(shù)與嵌縫材料的應(yīng)用。筆者僅就硅鎂隔墻條板在墻體施工中有關(guān)事項(xiàng)敘述如下：
硅鎂墻材使用的板材含水率，應(yīng)控制在當(dāng)?shù)氐目諝庾畹推胶夂�。通常�?：t-,4％需嵌縫和與框架及地面接角的板材二端面、二側(cè)面必須將脫模劑除去，更新其表面以增加和嵌縫材料的粘接力。使用的板材養(yǎng)護(hù)齡期不得低于28天。墻板安裝完畢后，停滯5～7天，以調(diào)節(jié)板材和施工環(huán)境的含水率，平衡及安裝后的位移平衡。
墻板與樓地面接觸空距采用半干硬性混凝土填充撬實(shí)。其組成為是32.5號硅酸鹽水泥中粗砂：膨脹劑：水=l：2.5～3.0：0.1：0.2～0．3(重量份)
嵌縫膠泥采用聚合物纖維水泥砂漿。其組成為，32.5號普硅水泥：中粗砂：維綸纖維：水溶性聚合物：水(重量份)=1：2.5：6／1000：0.05～0.1：0.38～0．45(維綸纖維長度6～12mm)。也可用同質(zhì)的氯氧鎂膠凝料，加入上述同量的維綸纖維與水溶性聚合物，水溶性聚合物可選用丙烯酸乳膠、EVA乳膠、偏氯乙烯乳液和聚醋酸乙烯乳膠。
嵌縫施工分兩次進(jìn)行，板材的側(cè)縫應(yīng)擴(kuò)大為寬×深=lcm×0．5cm。第一次嵌縫深度為2／3，凝固后再嵌1／3，并在表面用聚酯布或維綸布加以粘貼，即所謂的防裂帶處理。
(五)氯氧鎂膠凝材料制品標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范完善商榷
關(guān)于氯氧鎂的原材料和制品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)針對不同用途和要求，各有側(cè)重，但對于一些材質(zhì)共性的問題卻未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)國外和一些地區(qū)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提出如下建議：
1、氯氧鎂膠凝材料制品的返鹵、泛霜是質(zhì)量缺陷的表現(xiàn)形式之一，凡以氯氧鎂為原料，無論何種產(chǎn)品都必須做抗返鹵性和泛霜性檢驗(yàn)。這一問題應(yīng)在我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中統(tǒng)一提出。JC688標(biāo)準(zhǔn)指出，抗返鹵性在相對濕度i>90％，溫度30~C～40~C的恒溫恒濕箱觀察12小時(shí)，觀察有無水珠或變潮。12小時(shí)的時(shí)間偏短，建議改為72小時(shí)。泛霜性檢驗(yàn)．ICT568標(biāo)準(zhǔn)筆者認(rèn)為可行。
2、建議增設(shè)水溶出物含量和水溶出物Cl一含量的測定，其含量不超過鎂質(zhì)材料的0．3％，溶出物含量≤6％。
3、建議增設(shè)軟化系數(shù)的測定，以衡量產(chǎn)品的抗水性。同時(shí)應(yīng)測定凍融以判斷做裝飾構(gòu)件的可否。建議軟化系數(shù)應(yīng)I>0．8，凍融次數(shù)不低于25次。
4、應(yīng)明確產(chǎn)品的出廠含水率為9士4％。
5、產(chǎn)品的抗彎強(qiáng)度，特別是板材，應(yīng)和產(chǎn)品的密度，板材厚度相關(guān)。不能籠統(tǒng)的定位一等品與合格品的抗彎強(qiáng)度值。
6、應(yīng)明確產(chǎn)品的收縮率與濕脹率和吸濕下垂度等的指標(biāo)，提供產(chǎn)品的可利用價(jià)值。
7、應(yīng)統(tǒng)一產(chǎn)品檢測的成型養(yǎng)護(hù)齡期的時(shí)間。筆者認(rèn)為養(yǎng)護(hù)齡期28．天為宜。 ．
8、吸水率項(xiàng)目檢驗(yàn)和吸水率指標(biāo)不統(tǒng)一，建議此項(xiàng)必須設(shè)定，吸水率值應(yīng)≤13％為宜
總之，制作與生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的氯氧鎂膠凝材料制品是一個多因素的系統(tǒng)工程。不能用粗放簡單的方式對待氯氧鎂膠凝材料的生產(chǎn)與應(yīng)用，也不應(yīng)因某些不按科學(xué)規(guī)范生產(chǎn)的氯氧鎂膠凝材料制品所造成的質(zhì)量缺陷，而否定這種材料的存在價(jià)值。