一、改性菱鎂制品強度的研究

菱鎂水泥(氯氧鎂水泥)體系中MgO和MgCl2(或Mg-SO4)在有水的條件下進行反應后產生的硬化物是菱鎂水泥強度的主要來源,由于這些材料活性都比較高,相應產生的強度也相當高,匯總了不同配比的菱鎂膠結料強度試驗結果,從表中可以看出,盡管在菱鎂膠結料中加入了一些輕質的填充料,但硬化的膠結料仍然保持了很高的強度,在這一點上遠優于普通水泥和低堿硫酸鋁酸鹽水泥。制品的強度和其表觀密度、吸水率、韌性及制品耐久性相關性很強,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、抗壓強度高。改性菱鎂制品一般用于室外而且是一種受力復雜的構件,要求它既要有充分的強度,同時又要有足夠的韌性,所以要探索強度與韌性的最佳值。通過查閱國內有關這方面文獻資料,認為生產菱鐵制品所用菱鎂膠結料的28天抗折強度控制在9-12MPa,其28天抗壓強度控制在3F-45MPa的范圍。強度太低構件受力后容易損壞,強度太高構件容易發脆,尤其受到沖擊力或彎曲時容易產生橫向裂紋。

二、改性菱鎂制品韌性問題的研究

韌性對于改性菱鎂制品是一個十分重要的技術問題之一。由于改性菱鎂制品是一個復雜的受力構件。有些外力是經常重復作用的;在受到不同的外力時會引起不同方面的變形;如果構件沒有良好的韌性,在反復受到沖擊和壓力時如:風雪、上人等,當超過了彈性變形極限就要裂紋破壞。近幾年來我國各地曾有不少地方試驗研究菱鎂制品,之所以未取得成功,其中一個重要原因就是未解決構件的韌性差問題。還有前幾年我國也有不少地方(包括山東省)試驗研究GRC制品,所以未推廣開,除了未解決好GRC構件的配筋材料外,更重要的原因是未解決好低堿硫鋁酸鹽水泥的脆性問題(參見)。所謂制品的韌性,是指當它受外力作用后雖然引起變形,而當外力解除后形狀仍然能恢復原樣而不遭受破壞的性能。韌性和脆性是相對應的,韌性不足必然脆。要提高菱鎂制品的韌性,就必須通過實施改性技術,進一步提高菱鎂膠結料的韌性,同時在汽配筋材選擇上也要選取有良好韌性的增強筋,雙管齊下,解決制品的韌性問題。

1、提高菱鎂膠結韌性的措施:評定菱鎂膠結料韌性的方法,是用試件的初始裂紋撓度值來評價的。在無機膠凝材料中,菱鎂水泥具有良好的韌性,這是它的一大突出優點,改性菱鎂制品也正是發揮了這一特點才獲得成功的。從可以看出,菱鎂膠結料的抗折強度的平均比值是1∶4.1,425#普通硅酸鹽水泥,這也充分說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要求,還必須采取改性措施,通過增加復合增韌劑以進一步提高這種材料的韌性。

2、選擇韌性好的增強材料生產菱鎂制品,由于Cl-對金屬的嚴重銹蝕,很少有資料介紹在菱鎂制品中配鋼筋的;其實用于菱鎂制品的增強材料也比較多。經過篩選,認為生產改性菱鎂制品配筋采用竹筋和葦筋是理想的選擇,其優點是強度高、韌性好、耐久性能好、成本低。竹筋的斷裂延伸率達到3-5%顯示良好的韌性,改性菱鎂制品所以有如此好的韌性,和配竹筋有密切關系。竹筋的耐水性能是比較好的,但最怕發霉,一旦發霉,強度和韌性要大幅度下降,因菱鎂制品是一個細長的受力構件,嚴禁使用發霉的竹筋,另外,近年來出現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,因為氯氣有殺菌作用,所以制品中的竹筋和葦筋不會腐爛,我們從使用30余年的菱鎂構件中取出的竹筋,外觀顏色鮮亮,有光澤,沒有任何損壞跡象,測定抗拉強度仍然大于80MPa,原先比較,基本末降低。竹筋的抗拉強度高于葦筋(參見)供貨條件方便。葦筋加工比較麻煩,所以近些年來使用竹筋較多,但葦筋資源比較廣泛,價格比較便宜,有條件的應進一步開發葦筋的利用。列出了幾種不同材料構件的韌性及力學性能比較。菱鎂構件的表觀密度雖大于樺木,但只有水泥構件的一半,重量比較輕,在受力后產生初始裂紋的相對撓度值高達2%是水泥構件的6倍多,接近優質樺木的韌性,構件的抗折強度都大于同規格的鋼筋混凝土產品,用這種材料生產改性菱鎂制品確實能賦予產品以優良的物理力學性能。

三、菱鎂制品的耐沖擊性

由于菱鎂水泥具有較好的韌性,用其生產的制品也具各良好的耐沖擊性能。列出了菱鎂構件和同規格的水泥構件的抗沖擊力比較。菱鎂制品確實具有良好的耐沖擊性能,利用這一優點,除生產改性菱鎂制品外有的還生產中轉貨場的墊塊,火車鐵軌上的止滑塊,紡織行業和機械行業的車間地面等,都顯示了良好的使用效果。