無(wú)機(jī)玻璃鋼通風(fēng)管

1、無(wú)機(jī)玻璃鋼通風(fēng)管（又稱玻璃纖維氯氧鎂水泥通風(fēng)管）是以氯氧鎂水泥為膠結(jié)料中堿玻璃纖維為增強(qiáng)材料、加入填充材料和改性劑等所制成的一種管材。它具有不燃燒、屬不燃材料A級(jí)，耐腐蝕、強(qiáng)度高和重量輕等特點(diǎn)。在建筑工程、地下工程及工業(yè)廠房的通風(fēng)中，它已經(jīng)完全取代了不耐燃的有機(jī)玻璃鋼通風(fēng)管，并在逐步取代防癌性能差的鍍鋅鐵皮通風(fēng)管。尤其是在濕度大的地下工程和長(zhǎng)江以南地區(qū)，它的優(yōu)越性更為顯著。近年來(lái)其應(yīng)用普及全國(guó)各地。然而，通過(guò)氯氧鎂膠凝材料的研究及制品的

2、檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)無(wú)機(jī)玻璃鋼通風(fēng)管在生產(chǎn)中及工程應(yīng)用中仍存在一些質(zhì)量問(wèn)題。有的質(zhì)量問(wèn)題嚴(yán)重影響了工程的使用壽命，應(yīng)引起大家足夠重視。l通風(fēng)管的質(zhì)量問(wèn)題1l外觀質(zhì)量（1）吸潮返鹵。在一組試樣的3塊板上各任意切取150150mm試樣，放入相對(duì)濕度≥90%，溫度30－40℃的恒溫恒濕箱中，24h及48h后取出觀察有無(wú)水珠或變潮。這是檢驗(yàn)制品在高溫高濕的環(huán)境中表面的潮濕情況。產(chǎn)生吸潮返鹵的主要原因是硬化體中殘留的MgCl2溶液因蒸發(fā)作用，在靠近表面的縫

3、隙中析出MgCl26H2O晶體，而MgCl26H2O晶體是強(qiáng)吸潮劑。當(dāng)空氣相對(duì)濕度較大時(shí)，這些晶體會(huì)吸收空氣中的水分，在制品表面凝結(jié)造成表面掛滿水珠，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)水珠連成一片形成流淌現(xiàn)象。如果空氣濕度變低，硬化體表面水分蒸發(fā)，留下了斑斑白跡。所以，含有未反應(yīng)完全MgCl2的鎂水泥硬化體在使用和存放過(guò)程中會(huì)隨著環(huán)境濕度的不同發(fā)生吸潮返鹵干燥的反復(fù)文化。這種變化不僅影響了制品的外觀質(zhì)量，而且降低了制品的耐水性和使用壽命。（2）泛霜。用肉眼觀察

4、或用手指抹管表面，看到有白色鹽析出物，這就是泛霜。通過(guò)化學(xué)分析可知這層白霜的主要成分是MgO和Mg（OH)2。在配料中，如果出現(xiàn)MgO過(guò)剩，未與MgCl2反應(yīng)的MgO又與空氣中的水分發(fā)生反應(yīng)生成白色的Mg（OH)2。另外，所用鹵水中含有可溶性的堿金屬鹽類；如KCI、NaCI等。在水化過(guò)程中，可溶性減金屬鹽沿著制品的微細(xì)孔擴(kuò)散到表面，當(dāng)水分蒸發(fā)后就留下白色的殘余物，形成所說(shuō)的“泛霜”。泛霜可造成制品褪色、泛白、顏色不均勻等。（3）翹曲變形

5、。通風(fēng)管道大多是一些薄壁、大幅畫(huà)的產(chǎn)品，在生產(chǎn)和使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)翹曲變形的問(wèn)題。主要原因：①鎂水泥在自然養(yǎng)護(hù)條件下其體積是一個(gè)連續(xù)膨脹過(guò)程，其線膨脹率為0.1~0.2%，體積膨脹率約為1%；②菱鎂礦在服燒過(guò)程中不可避免地產(chǎn)生局部過(guò)燒，使一部分MgO呈死燒狀態(tài)，過(guò)燒的MgO水化過(guò)程很慢，當(dāng)已形成強(qiáng)度的水泥石中的MgO再遇水進(jìn)行水化時(shí)，生成Mg（OH)2，體積膨脹120%；③輕燒氧化鎂中游離CaO水化時(shí)體積膨脹90％，而鹵片中存在著SO4

6、2，當(dāng)Ca（OH)2轉(zhuǎn)化成石膏時(shí)，固體體積將增加2倍以上，導(dǎo)致制品變形，這也是限制輕燒氧化鎂中游離CaO含量、鹵片中SO42含量的原因；④MgO－Mg－C12－H2O系統(tǒng)水化過(guò)程是一個(gè)強(qiáng)烈的放熱反應(yīng)過(guò)程，而生產(chǎn)的管道體積又大，若環(huán)境溫度較高，則反應(yīng)升溫過(guò)程，板材本體溫度過(guò)高，反應(yīng)不充分，造成較大的結(jié)晶應(yīng)力和熱膨脹應(yīng)力，使制品體積膨脹。12力學(xué)性能（1）抗彎強(qiáng)度低。標(biāo)準(zhǔn)JC646－1996對(duì)抗奇強(qiáng)度的指標(biāo)和檢驗(yàn)方法都作了詳細(xì)的規(guī)定，主要是

7、考慮了通風(fēng)管道是薄壁（3~8mm）、大幅面（可達(dá)5~6m2）的產(chǎn)品，而且長(zhǎng)期懸空使用，使用壽命要求在30年以上，所以抗彎強(qiáng)度是一項(xiàng)非常重要的力學(xué)性能指標(biāo)?？箯潖?qiáng)度低的主要原因是①使用了不合格的玻璃纖維布，如高喊布或玻璃絲布的經(jīng)緯都太稀疏、或是玻璃布厚度太薄；②鋪放的玻璃公布層數(shù)太少，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的要求。（2）耐水性差。通風(fēng)管道長(zhǎng)期在潮濕的環(huán)境下使用，其力學(xué)性能不顯著降低的性質(zhì)稱為耐水性。通風(fēng)管道使用的環(huán)境比較復(fù)雜，如地下、防空洞、煤礦等地

8、方基本長(zhǎng)期處于潮濕的環(huán)境，而長(zhǎng)江以南地區(qū)濕度更大，這要求通風(fēng)管道必須有良好的耐水性。但普通的或改性效果不好的管道耐水性很差，軟化系數(shù)只有0.2~0.4，即強(qiáng)度喪失60~80%，基本失去使用性能。通風(fēng)管道水化硬化的主要產(chǎn)物是518相（五相）和318相（三相），兩者皆為晶體結(jié)構(gòu)，一般是針桿狀形態(tài)。它們相互交叉搭接，穿插排列成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，變成堅(jiān)固的水泥石而產(chǎn)生較高的機(jī)械強(qiáng)度。但三、五相在結(jié)構(gòu)上屬亞穩(wěn)態(tài)，它們晶體間相互交叉穿插，但并沒(méi)有結(jié)合成整體

9、；只是類似于石膏晶體相穿插，粘附形成一體；在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中存在著大量熱力學(xué)不穩(wěn)定玻璃纖維布厚度mmmm0.30.40.30.4小于3005645897832050078561012895301000896713149101060150091078141610111600200012138916181415大于20001415910202216182.4生產(chǎn)配比通風(fēng)管道的生產(chǎn)配比主要根據(jù)MgO／MgCl2、H2O／MgCl2。兩個(gè)比值來(lái)計(jì)算，

10、MgO／MgCl2越大，強(qiáng)度越高；H2O／MgCl2越小，強(qiáng)度越高。但要注意比值對(duì)吸潮返鹵性、變形及科漿和易性的影響。生產(chǎn)中出現(xiàn)的一個(gè)誤區(qū)是很多人把MgO／MgCl2中的MgO看成是總MgO，而實(shí)際上一是參與化學(xué)反應(yīng)的活性MgO的量。筆者建議，通風(fēng)管配料的MgO／MgCl2為7－9，H2O／MgCl2為15一18，但也要根據(jù)溫度。濕度以及填充材料的不同來(lái)進(jìn)行調(diào)整。2.5養(yǎng)護(hù)條件在溫度20－35℃、相對(duì)濕度60一70％的室內(nèi)環(huán)境下，成型2

11、4h即可脫模，脫模后不要立即拆除表面的聚脂薄膜，保溫保濕養(yǎng)護(hù)3一5d。養(yǎng)護(hù)溫度過(guò)高會(huì)引起制品內(nèi)水分快速蒸發(fā)，水化反應(yīng)過(guò)早地停止，導(dǎo)致制品泛霜、翹曲變形；溫度過(guò)低會(huì)延緩能機(jī)硬化速度，延年脫模時(shí)間，降低強(qiáng)度；現(xiàn)在有的生產(chǎn)企業(yè)受生產(chǎn)場(chǎng)地限制，沒(méi)有專門的養(yǎng)護(hù)室，脫模后的管放到室外露天堆放。更有甚者，成型后即把管連同模具一起放于室外，遭受太陽(yáng)的暴曬。有的企業(yè)受模具數(shù)量限制，上午成型的管道僅凝固5個(gè)多小時(shí)就脫模，以便下午再次使用模具。這些做法都會(huì)破

12、壞管道的早期性能，并危機(jī)后期性能。3改性技術(shù)的發(fā)展針對(duì)現(xiàn)在通風(fēng)管道存在的種種不足，經(jīng)系統(tǒng)試驗(yàn)研究，研制成功第三代菱鎂膠凝材料改性劑。該技術(shù)通過(guò)了山東省科技廳鑒定，申報(bào)了發(fā)明專利，并成功地應(yīng)用于通風(fēng)管道中，解決了通風(fēng)管道的種種弊病。3.1改善表面性能通過(guò)外加改性劑的方式可大幅提高管道的表面質(zhì)量，使其不吸潮返鹵、不泛霜。原理如下：①改變管道的表面性能，使其親水性降低；憎水性提高，并將游離的MgCl2。屏蔽起來(lái)；②外摻的改性劑具有很強(qiáng)的減水功

13、能，可在保證料漿流動(dòng)性、和易性不變的前提下，降低料漿中的鹵水用量，亦即是降低了游離MgCl2的含量，料漿水灰比的降低也減少了制品的毛細(xì)通道，同時(shí)提高了制品的耐水性；③加入一些無(wú)機(jī)活性填料，加活性處粉、硅灰、粉煤灰等，活性SiO2能與體系中過(guò)剩的Mg2反應(yīng)，生成抗水性較強(qiáng)的MgSiO3膠凝結(jié)品化合物。32提高耐水性能改性劑提高耐水性的機(jī)理：可以改變硬化相的結(jié)晶外貌，使518相變得更細(xì)小、更致密。通過(guò)電鏡分析知道，未改性的鎂水泥體主要是一些

14、針桿狀結(jié)晶，在此網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中存在大量熱力學(xué)不穩(wěn)定的結(jié)晶接觸點(diǎn)，遇水易發(fā)生水解。改性后的結(jié)構(gòu)以短棒狀或板塊狀品體為主，耐水性得到提高；加入的高分子聚合物能在絡(luò)合物周圍產(chǎn)生高聚物并包覆Mg（OH)2結(jié)晶體，形成良好的防水保護(hù)層，同時(shí)堵塞結(jié)晶體中的毛細(xì)通道。33改善力學(xué)性能主要途徑是，①在體系中摻入增韌劑，增強(qiáng)系統(tǒng)中有機(jī)物和無(wú)機(jī)物之間的親和力，起到分子橋的作用，從而使制品具有良好的抗沖擊性和韌性；②加入消泡劑，可有效地減少料漿中的氣泡，從而提高