我國玻鎂防火裝飾板材的研究與展望

隨著我國和世界各國對建筑防火的日漸重視，木質(zhì)類的可燃有機板材已經(jīng)嚴格限制在建筑工程上使用，而紙面石膏板，硅酸鈣板等無機類防火板材因在強度、韌性、耐水、二次加工性能方面不能滿足建筑工程施工和應用要求，致使推廣有一定的阻力。

玻鎂防火裝飾板具有有機板和無機板的雙重優(yōu)點，它是用改性菱鎂材料作膠結(jié)料，用中堿或耐堿玻璃纖維布作增強材料而制成的大幅面薄板，主要用于建筑物吊項、內(nèi)隔墻及其他有防火要求部位的裝修。這種板材既具有木質(zhì)類有機板的輕質(zhì)及柔性和再加工性能，又具有無機板材的防火性能和耐水性能。目前無國已有許多大工程在裝修中使用了玻鎂防火板材。經(jīng)過幾年的應用實踐證明，使用效果良好，而且這種板材目前出口量相當多。

由于玻鎂防火裝飾板是一種新產(chǎn)品，有些施工、生產(chǎn)人員還未熟練掌握生產(chǎn)技術(shù)和施工技術(shù)，更有些企業(yè)在經(jīng)濟利益的驅(qū)動下，生產(chǎn)時粗制濫造，施工時馬虎敷衍。使用者對這種產(chǎn)品難分良莠，致使在建筑工程上出現(xiàn)不少事故，影響了玻鎂防火裝飾板材的發(fā)展。

多年來，筆者經(jīng)過對玻鎂防火材板的研究與應用效果考察，認為有幾項關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品生產(chǎn)者必須盡快掌握，即板材的吸潮返鹵、板材翹曲變形、板材脆化及表面普遍存在的小氣孔等問題以及施工中的一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這些問題不把住關(guān)，玻鎂防火裝飾板材發(fā)展前景令人堪憂。

玻鎂防火裝飾板幾項關(guān)鍵技術(shù)的研究與分析

1、板材的吸潮返鹵弊病與解決措施

近年來在我國河南、江蘇、上海、廣東等地都曾出現(xiàn)在高濕天氣時玻鎂防火裝飾板表面吸潮返鹵而造成經(jīng)銷商退貨，裝飾工程返工的問題。有的板材只裝修完兩天表面就很潮濕，3天表面就結(jié)水珠，使工程難以進行二次裝修，而且板材因潮濕而變形。玻鎂防火板材吸潮返鹵弊病的解決主要采取兩方面措施：

（1）促進5MgO+MgCl2+13H2O=5Mg(OH)2MgCl2?8H2O這一化學反應過程進行得盡量完全。使產(chǎn)品中的游離MgCl2盡量減少，使其減少到一定程度，產(chǎn)品失去吸潮能力，應采取的主要措施是實施好養(yǎng)護工藝，表1中列出了一年中不同月份養(yǎng)護時間與制品中游離MgCl2含量的相關(guān)性，隨著養(yǎng)護時間的延長，游離MgCl2含量逐漸減少。所以生產(chǎn)中一定按養(yǎng)護工藝參數(shù)要求抓好這一重要環(huán)節(jié)。

表1自然養(yǎng)護菱鎂制品中游離MgCl2含量與養(yǎng)護時間的相關(guān)性

樣品成型時間 養(yǎng)護時間與游離MgCl2含量（%）

1d 2d 3d 5d 7d 14d

2000年3月 7.07 4.89 3.85 3.35 2.98 0.97

2000年6月 4 2.65 1.90 1.30 1.05 —

2000年7月 3.08 1.32 1.30 1.06 0.96 0.68

（2）在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中添加高效的抗吸潮反鹵外加劑，這種外加劑能在制品內(nèi)部的毛細孔壁、孔隙及空洞壁和制品外表面形成一層極薄的的憎水薄膜，阻止了產(chǎn)品吸潮返鹵過程的發(fā)生。實踐證明，只要在優(yōu)良配方的前提下通過上述兩項措施的實施，產(chǎn)品即使在高濕度環(huán)境中也不會吸潮。

2、板材的變形問題及解決措施

玻鎂防火板材變形的主要原因是本身體積穩(wěn)定性不良。這類產(chǎn)品一般幅面大，厚度小，產(chǎn)生的絕對變形值大，影響工程施工質(zhì)量。在工程上出現(xiàn)的主要弊病是板材拼接處拉縫和在大面上產(chǎn)生凹凸現(xiàn)象。

引起玻鎂防火板材變形的原因很多，根據(jù)考察最主要原因還是生產(chǎn)時產(chǎn)品養(yǎng)護不好，硬化不充分。

生產(chǎn)玻鎂防火板所用的菱鎂膠結(jié)料是屬于無機膠凝材料，其特點之一是成型后必須具備適當?shù)臏貪穸群鸵欢ǖ挠步?jīng)時間，使其充分進行化學反應，以賦予制品的優(yōu)良優(yōu)良的物理、力學及耐久性能。菱鎂膠結(jié)料硬化過程是一個連續(xù)體積膨脹過程，由于2可以充分顯示出這一點。

表2自然養(yǎng)護的菱鎂水泥制品的硬化產(chǎn)物與體積膨脹規(guī)律

編號 制品養(yǎng)護8天硬化產(chǎn)物種類及含量（%） 體積膨脹率（‰）

5Mg(OH)2MgCl2?8H2O Mg(OH)2 剩余MgO 1天 4天 6天 8天

80 86 0 6.85 0.31 0.81 1.00 1.19

81 82 0 7.14 0.31 0.75 0.94 1.13

82 91 0 6.57 0.31 0.81 1.06 1.25

83 86 0 4.28 0.44 1.13 1.50 1.81

84 91 2.21 6.57 0.38 0.94 1.17 1.34

75 89 3.03 5.71 0.38 0.94 1.09 1.34

注：1、試件所處的環(huán)境濕度﹥90%

2、硬化產(chǎn)物的種類及含量為X射線衍射分析結(jié)果

由表2顯示的結(jié)果得知，在制品成型后就必須使其處在適當?shù)臏囟取穸燃俺浞值酿B(yǎng)護時間的特殊環(huán)境中，使其在這種環(huán)境中充分進行硬化反應，在這種硬化反應中盡量我吸收游離的MgCl2和自由水分，使盡量锪自由水被吸收到硬化產(chǎn)物中變成固體狀態(tài)的結(jié)晶水，使產(chǎn)品變得干燥，減少產(chǎn)品的干縮性。經(jīng)過這一過程后產(chǎn)品的體積穩(wěn)定性處于良好的狀態(tài)，避免了在使用過程的變形。

反之，若上述硬化過程進行的不好，產(chǎn)品中硬化產(chǎn)物產(chǎn)生的數(shù)量不足，游離的MgO和MgCl2大量存在，在板材使用過程中一旦遇到適當?shù)臐穸群蜐穸?，板材?nèi)部化學反應又重新開始，內(nèi)部就會產(chǎn)生很大的膨脹內(nèi)應力。另外，若板材養(yǎng)護不好，體積穩(wěn)定性必然很差，內(nèi)部會有大量自由水份，當遇到干燥環(huán)境時又會產(chǎn)生干縮造成收縮內(nèi)應力。這兩種內(nèi)應和破壞是很大的，時常造成工程質(zhì)量事故。

引起玻鎂防火板材翹曲變形的原因還很我，如原材料達不到指標要求；缺乏好的產(chǎn)品配方；改性劑選擇欠佳；無合理的工藝參數(shù)等等。在此不再詳細贅述，有興趣者可查閱《中國菱鎂》1999年3期筆者論文。

總之，只要掌握了上述板材變形的原因并相應的采取措施，板材變形翹曲弊病并不難克服。

3、玻鎂防火板材的脆化弊病及解決措施

所謂玻鎂防火板材的脆化弊病是指：板材生產(chǎn)后短期內(nèi)具有良好的韌性，可以把整張的薄板卷成筒，給人以良好的印象。但經(jīng)過一段更長的時間后卻變得很脆，一折就斷。若固定在龍骨上，在懸空處，用銳器一捅即破一窟窿，而且板材的斷面看不到類似斷藕般的藕斷絲連的狀況。這種現(xiàn)象在一些用玻鎂防火板裝飾的餐廳等公共場所，屢見不鮮，這就是玻鎂防火板材的脆化。玻鎂防火板材產(chǎn)生脆化弊病的原因主要有兩條：

（1）板材生產(chǎn)中使用了高堿纖維布也即陶土坩堝布，這種增強材料在菱鎂膠結(jié)料的堿性環(huán)境中很快被腐蝕而逐漸失去強度，所以板材斷面都看不到玻璃纖維的痕跡。其實國家建材局早已以[1995]354號文件明令禁止生產(chǎn)和使用這種高堿布和絲。然而至今仍有一些企業(yè)和個人置若罔聞，仍大量生產(chǎn)和使用這種低劣產(chǎn)品，給國家和人民造成損失。用戶在選擇產(chǎn)品時一定要注意這一點。

（2）由于板材生產(chǎn)配方不當而造成玻鎂防火板材的脆化。在無機膠凝材料范疇內(nèi)菱鎂膠凝材料的韌性是其他材料所無法比擬的，當采取增韌措施后韌性會更明顯增加。我們衡量菱鎂膠凝材料的韌性指標是用板材表面初始裂紋撓度值表示的，見表3

表3玻鎂防火板材的韌性及強度比較

編號 試件種類 板材表面初始裂紋撓度值% 板材斷裂撓值% 板材抗彎強度MPa

9152 高堿布未采取增韌措施 1.1 1.5 21

8214 中堿布采了增韌措施 4.6 11.6 44

8212 中堿布采取增韌措施 6.2 13.8 80

由表3可以明顯看出，當對板材所用的菱鎂膠結(jié)料采用增韌措施可以顯著的改善板材韌性，避免脆性。當生產(chǎn)板材時采用良好配方再對菱鎂膠結(jié)料實施增韌措施并用中堿玻璃纖維布作增強材料，板材的表面初始裂紋撓度值、斷裂撓度值及抗彎強度都顯著改善。這種產(chǎn)品不存在質(zhì)量隱患。在工程上可以放心使用。

4、玻鎂防火板材表面小氣孔及氣泡的消除

用機械生產(chǎn)玻鎂防火板材的情況，筆者曾先后考察了我國遼寧、河南、江蘇、上海、廣東等地，存在的一個較普遍的弊病之一是板材的正表面有大量小氣孔，有些還存在氣泡。氣泡是可修補的，氣孔因直響外觀質(zhì)量，也給將來工程上的二次裝修帶來困難。小氣孔及氣泡的來源主要是兩方面原因：一方面是當料漿落到底托板的玻纖布（很多還加有一層無紡布）上時將疏松布里儲存的空氣埋在里邊；第二個是料漿末使用合適的消泡劑，料漿內(nèi)的氣泡在板材表面顯露而造成板材表面上氣孔。

要解決這一弊病有三個措施：

（1）在成型機上加振動措施，用振動來消除膠結(jié)料中的氣孔，這是很傳統(tǒng)、很古老、而又很有效的辦法。這幾年在板材生產(chǎn)實踐中也證實了這一點。

（2）在機器上實施滾壓措施，即在底托板和布的上面加一個可調(diào)節(jié)高度的滾壓桿。滾壓桿不可太粗要埋入料漿中，隨著滾壓桿的轉(zhuǎn)動將附在板坯 表在販上氣孔及氣泡擠壓出來。

（3）選用合理的料漿配方，用消泡劑消除料漿中的氣泡，控制好料漿的流動性，單這一項措施也可以解決上述弊病。中國菱鎂行業(yè)同山東科研基地的復合改性劑C3是一種綜合的理想改性劑兼有很強的消泡作用。

掌握上述三項措施，生產(chǎn)時采取 雙管齊下的人法，小氣孔和氣泡并不難解決。

5、板材生產(chǎn)工藝參數(shù)的控制

玻鎂防火板材的技術(shù)主要包括三個方面，即設(shè)備、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品材質(zhì)。三者之間的關(guān)系應是設(shè)備為工藝服務，工藝為產(chǎn)品材質(zhì)服務，一切技術(shù)最后都落實在產(chǎn)品材性質(zhì)量上。要保證有好的產(chǎn)品質(zhì)量必須嚴格把住整個生產(chǎn)工藝上各個工藝環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)。首先應抓住各種原材料的質(zhì)量指標，沒有好的原材料巧媳婦也難為無米之炊。許多菱鎂制品廠所以質(zhì)量不好，其中一個主要原因是使用了不合格的原材料，不少玻鎂防火板的材質(zhì)不合格原因也在這里。

玻鎂防火板材生產(chǎn)線上有幾十個工藝參數(shù)要控制，但是要抓住重點。除了原材料質(zhì)量指標外，另一個重要環(huán)節(jié)是養(yǎng)護工藝。菱鎂膠凝材料的硬化過程有很突出的特點，養(yǎng)護中制品本體峰值溫度必須控制在40—65℃范圍內(nèi)，只要偏離這個溫度范圍，產(chǎn)品質(zhì)量就下降，偏離越大質(zhì)量下降也越多。玻鎂防火板材養(yǎng)護應該用菱鎂專用長線測溫儀控制好每一碼板材養(yǎng)護應該用菱鎂專用長線測溫儀控制好每一碼板材的內(nèi)部溫度。溫度控制不好產(chǎn)品質(zhì)量必然出問題，有時連投資較大的底托板也損壞了。

玻鎂防火板成型機需要控制的工藝參數(shù)也很多，要嚴格控制好這些工藝參數(shù)，一定克服板坯的退板現(xiàn)象，只有這樣才能穩(wěn)定生產(chǎn)，保住板材質(zhì)量。

6、玻鎂防火裝飾板材施工中要特別注意的問題

玻鎂防火板材在建筑工程上施工也有許多技術(shù)，其中有兩點應特別注意：

（1）固定板材的釘子一定進行除銹處理，或用不銹鋼釘。海外有的直接規(guī)定，玻鎂防火板施工所用的釘子必須是不銹鋼釘。因為在玻鎂防火板中存在氯鹽，氯鹽對鐵的腐蝕世人皆知，國內(nèi)不少用玻鎂防火裝飾板的工程經(jīng)一年多就在埋入的釘頭上表面出現(xiàn)銹斑，再經(jīng)一段時間銹斑就會鼓成包塊。但質(zhì)環(huán)境越潮濕，這個問題暴露的越早，要避免這個弊病的發(fā)生，必須保證釘子不被銹蝕。

（2）關(guān)于玻鎂防火板施工的嵌縫材料。用于該產(chǎn)品的嵌縫材料應具有一定的柔性和膨脹性能，以防止板材拉縫。這種嵌縫材料不準配制，成本也不高，就由板材生產(chǎn)廠供貨或提供配方。

玻鎂防火裝飾板材的前景展望

在本世紀80年代末90年代初，在我國北方曾興起生產(chǎn)玻鎂防火板材的熱潮，生產(chǎn)方法多以半手工半機械為主。因生產(chǎn)廠末掌握這方面的技術(shù)，致使許多劣質(zhì)板材充斥市場。這些產(chǎn)品在存放和使用中逐漸暴露諸多弊病，市場逐漸萎縮。

90年代中期至今我國長江以南又興起生產(chǎn)玻鎂防火板材的熱潮，尤其是以江蘇、上海、廣東、浙江等地更為突出。有些地方出現(xiàn)一哄而起的局面，有的地區(qū)一個鎮(zhèn)竟有十幾家生產(chǎn)單位，產(chǎn)品質(zhì)量低劣，以低價傾銷，沖擊市場，使少數(shù)正規(guī)廠家難以維持生存。這種局面不盡快扭轉(zhuǎn)，用不了多久就會跌入低谷，市場很快蕭條，實在令人堪憂。從事這個行業(yè)的有識之士應高瞻遠矚，因為玻鎂防火板材發(fā)展前景是很樂觀的。隨著我國和世界上人口逐漸增多，建筑工程會不斷增多，而且檔次越來越高，相應的建筑防火裝飾板材需求量越來越大。目前，市場上的裝飾板材基本分兩大類，一類是以木質(zhì)或天然植物纖維為基產(chǎn)的有機裝飾板材，因中國和世界各國對建筑物防火要求越來越來，這類板材嚴格限制使用。鑒于這種形勢無機板材成為首選產(chǎn)品，但除石膏外其他無機裝飾板材種類少，性能差。目前，建筑裝飾工程使用最多是的紙石膏板。但有紙石膏板存在很多缺點：強度較低，懸空處銳器一捅出現(xiàn)窟窿；韌性差，不能彎曲施工；不耐潮、不耐水。遇潮遇水就變形軟化，所以我國南方高溫高濕地區(qū)用石膏板很少。玻閏防火裝飾板材則兼有有機裝飾板材和無機板材的雙重優(yōu)點，這種產(chǎn)品既有有機板材的柔韌性，可再加工性，又具有無機板材的防火、耐水性，而且強度高于任何一種裝飾板材。因此，只要控制好玻鎂防火裝飾板材的質(zhì)量，這種產(chǎn)品用途廣泛，使用性能好，發(fā)展?jié)摿ι醮?。目前，南方有些玻鎂防火裝飾板材廠的產(chǎn)品遠銷國外，據(jù)海關(guān)統(tǒng)計最近幾年出口玻鎂防火裝飾板材年紡10億元人民幣，國內(nèi)用量也在逐年增加，由此顯示該產(chǎn)品發(fā)展前景十分樂觀。