硫氧镁水泥制品试验研究与生产新进展

  摘要：本文重点论述了采用热压工艺和热隧道窑生产工艺生产硫氧镁水泥制品的探索结果及新的发展方向，还论述了硫氧镁水泥建筑模壳、硫氧镁水泥建筑装饰板、硫氧镁水泥建筑隔墙板、硫氧镁水泥空调通风管道的生产进展情况。

  关键词：热压工艺、热隧道窑工艺、硫氧镁水泥建筑模壳、硫氧镁水泥建筑装饰板、硫氧镁水泥隔墙条板及空调通风管道。

  1．硫氧镁水泥制品试验研究与生产背景

  硫氧镁水泥是由轻烧氧化镁粉与一定浓度的MgSO4溶液拌和组成的MgO—MgSO4—H2O三元体系胶凝材料。资料显示，早在1957年，比利时学者就已研究成功用硫氧镁水泥作为建筑装饰装修用的胶凝材料。最近几十年，中国也不乏硫氧镁水泥制品的试验研究者和试生产者，先后有不少单位筹建了产品的试生产线，但却没有成功地发展起来。究其原因，最主要是改性技术和生产工艺没有跟上。最近几年，这方面才有了新的发展动向。

  1.1 热压硫氧镁板材的探索

  山东济南市杰美菱镁建材研究所从2009年开始试验研究热压硫氧镁板材，采用半干法热压硫氧镁水泥板材，其工艺参数及性能指标为：热板温度85—90℃，保压时间为40min，热压硫氧镁板硬化热效应见表1及图1。

  由表1和图1可以看出，在热压过程中，只经过4分钟板材的本体温度即达到43℃，经过18分钟板材的本体温度即达到113℃，到达峰值温度，之后温度则逐渐下降，直到40分钟解除压力，此时的板材不反弹不疏松，卸板的板坯质量良好；板材抗折强度达到6MPa，将试件浸水至今已长达5年有余，试件不变形不开裂，体积稳定性良好；测其表面硬度近似方解石硬度，长期存放的试件至今仍无变化。由此说明，热压硫氧镁水泥制品具有良好的物理力学性能和耐久性能。

  1.2 利用热隧道窑生产硫氧镁制品的探索

  从2010年开始，受热压硫氧镁水泥制品试验研究结果的启发，我们探索热隧道窑生产硫氧镁水泥制品。热隧道窑进深长34m，与硫氧镁防火板成型机紧密连接，板坯进入窑内的运行速度与防火板在成型机上的运行速度同步。

  在试生产过程中，我们进行了热工测试和产品的技术性能检验：当硫氧镁板坯入窑3分钟，入窑深度为4m时，试件的本体温度由不到10℃迅速升高到31℃；当入窑深度达16m，入窑时间达12分钟时，板坯本体温度即达到70℃；当入窑深度达26m，入窑时间达19分钟时，板坯本体温度已到峰值，高达90℃，板坯出窑操作工艺顺利。产品的物理力学及耐久性能至今仍良好，具体数据可参见图2及表2。利用热隧道窑工艺生产的硫氧镁水泥制品的物理力学性能可见表3。从热隧道窑出来的产品经过再进一步的养护，性能良好稳定。采用热隧道窑生产硫氧镁板材，因其能迅速凝结硬化，可以不用托板，在生产工艺上可节省一大笔投资，并能减少生产工艺环节，降低产品成本。

  2012年，我们在沈阳建宝丽建材公司利用热隧道窑试生产了硫氧镁建筑模壳。试生产取得了成功，并申请了专利。

  综合图2、表2及表3的试验数据可以看出，若采用热隧道窑工艺生产硫氧镁水泥制品，其硬化热效应发展快，制品力学强度发展很迅速。在热隧道窑内经30min养护，其抗压强度已达14.46Mpa；出窑继续养护至24h，其强度可达16.23Mpa，强度较大。

  总之，硫氧镁水泥制品采用热压工艺和热隧道窑工艺生产，其各项工艺参数并不难掌握，产品的物理性能、力学性能、耐久性能、环保性能皆理想，预示了其具有良好的发展前景。

  2．硫氧镁水泥新产品介绍

  2.1 硫氧镁水泥建筑模壳

  我们采用喷射新工艺生产硫氧镁建筑模壳，已取得成功。其技术指标如下：胶结料28d，抗压强度29.12MPa，浸水一个月软化系数为0.88，浸水一个月试件质量吸水率为4.30%。制品物理力学性能：面密度17.2Kg/m2，抗弯强度9.91MPa，抗弯软化系数0.90。制品冲击性能：用钢球法在同一点冲击20次，不出现分层、鼓泡现象。总之，硫氧镁建筑模壳各项技术指标皆达到和超过Q/0105JML003-2012《玻纤菱镁建筑模壳》企业标准中规定的各项指标，经在山东日照市建筑工程上试用，使用效果及装饰效果都很好，得到设计、建设、施工单位的认可和好评。

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  2.2 硫氧镁水泥建筑装饰板

  从2013年开始，杰美菱镁建材研究所在国内两个生产厂进行了硫氧镁建筑装饰板的试生产，都取得了良好的效果，对生产设备、生产工艺、产品材质进行了新的探索，现已在江苏常州着手建设一条规模较大的硫氧镁装饰板生产线。

  硫氧镁建筑装饰板各项技术指标如下：

  表观密度为0.90g/cm3，出厂含水率为7.92%，抗折强度为10.40Mpa，抗折软化系数为0.90，吸水率为20%，握螺钉力为24.0N/mm，脆化系数为0.79，干缩率为0.65％。，湿胀率为2.20％。，氯离子含量为0，冲击强度为24.8KJ/m2。

  总之，硫氧镁水泥建筑装饰板的各项性能指标皆达到和超过JG/T414—2013《建筑用菱镁装饰板》行业标准中规定的各项技术指标。

  2.3 硫氧镁水泥隔墙条板

  目前，硫氧镁水泥隔墙条板有三种成型生产工艺，即发泡硫氧镁水泥浇注成组立模生产工艺、超大空芯率平模生产工艺、二次复合硫氧镁水泥夹芯条板。用硫氧镁水泥生产的这几种产品技术性能皆达到和超过GB/T23450—2009《建筑隔墙用保温条板》及GB/T23451-2009 《建筑用轻质隔墙条板》标准中规定的各项技术指标。硫氧镁水泥隔墙条板已在山东日照市生产和使用两年，经在工程上使用考察，无任何变化，再结合试验室的物理力学、耐久性的试验结果，预计耐久性能良好。

  2.4 硫氧镁水泥组装式复合空调通风管道

  我们采用硫氧镁水泥首先生产出夹芯板材，然后根据图纸要求加工成组装式复合空调通风管道。该产品有如下特点：质量轻，面密度只有7.2Kg/m2；抗折力大，抗折力大于1280N；耐水性好，软化系数大于0.88；Cl-含量为0，不吸潮返卤；工作压力在3000Pa空气压力下，风管粘接面不开裂、不漏风，以上技术指标均超过JG/T301-2011 《机制玻镁复合板与风管》标准中规定的各项技术指标。目前，山东已有两个厂家在生产该产品。

  2.5 硫氧镁水泥发泡制品

  利用一年多的时间，我们从试验室到生产环节进行了硫氧镁水泥发泡制品的试验和产品的中试生产工作，首先筛选了发泡剂，能使泡沫容重在40—70Kg/m3，泡沫稳泡时间良好，完全能适应生产的技术要求。泡沫制品的各项技术性能都能达到和超过JC/T2200—2013《水泥基泡沫保温板》标准中规定的各项性能指标。硫氧镁水泥发泡难以沿用氯氧镁发泡技术，但硫氧镁发泡一旦成功要比氯氧镁发泡制品具有更优良的技术性能，尤其在憎水效果、降低吸水率方面。

  3．结语及建议

  3.1 通过采用热压工艺和热隧道窑工艺制造硫氧镁水泥制品的探索和试生产，已看到了许多新希望，有待于从事设备、工艺、材质三方面的专家学者及相关方面的生产者通力协作向正规化生产过渡，避免各自为政，走许多不必要的弯路。

  3.2 经过反复的试验研究和试生产，硫氧镁建筑模壳、硫氧镁建筑装饰板、几种硫氧镁墙板以及组装式空调通风管道等都已发展到产品生产阶段，建议主管部门加大管理力度，避免一哄而起、一哄而上的盲目跟风。

  3.3 硫氧镁水泥的硬化热效应既不同于菱镁制品，也不同于硅酸盐水泥制品，控制不好会严重影响产品质量及生产秩序，这是生产者需要重视的。

  3.4 硫氧镁水泥制品的技术含量并不低，改性技术仍然是保证该产品成功的重中之重的关键措施，切不可盲目上马，步菱镁水泥的后尘，而要在一开始发展就站在高起点上，避免再经历原始落后、企业倒闭、经济损失惨重、影响整个行业声誉的现象。

  参考文献：

  1. 涂平涛.氯氧镁材料技术与应用.化学工业出版社.2009.3。

  2. 余红发、吴成友、王常清.碱式硫酸镁水泥的理论创新及其应用前景.中国菱镁.2013.(6) 25-34;

  3. 朱玉杰、毛执民、郇正顺.机械压制菱镁低夹板的试验与生产.建筑人造板.1992.(3)；

  4. 朱玉杰.菱镁制品养护机理探讨与生产实践.济南市杰美菱镁建材研究所论文集萃.第一卷、第二卷。

  参加本项试验研究者还有：刘蓉梅、俞志强、李井刚、俞昆仑、朱效涛。