我国玻镁防火装饰板材的研究与展望

    随着我国和世界各国对建筑防火的日渐重视，木质类的可燃有机板材已经严格限制在建筑工程上使用，而纸面石膏板，硅酸钙板等无机类防火板材因在强度、韧性、耐水、二次加工性能方面不能满足建筑工程施工和应用要求，致使推广有一定的阻力。

    玻镁防火装饰板具有有机板和无机板的双重优点，它是用改性菱镁材料作胶结料，用中碱或耐碱玻璃纤维布作增强材料而制成的大幅面薄板，主要用于建筑物吊项、内隔墙及其他有防火要求部位的装修。这种板材既具有木质类有机板的轻质及柔性和再加工性能，又具有无机板材的防火性能和耐水性能。目前无国已有许多大工程在装修中使用了玻镁防火板材。经过几年的应用实践证明，使用效果良好，而且这种板材目前出口量相当多。

    由于玻镁防火装饰板是一种新产品，有些施工、生产人员还未熟练掌握生产技术和施工技术，更有些企业在经济利益的驱动下，生产时粗制滥造，施工时马虎敷衍。使用者对这种产品难分良莠，致使在建筑工程上出现不少事故，影响了玻镁防火装饰板材的发展。

    多年来，笔者经过对玻镁防火材板的研究与应用效果考察，认为有几项关键技术产品生产者必须尽快掌握，即板材的吸潮返卤、板材翘曲变形、板材脆化及表面普遍存在的小气孔等问题以及施工中的一些关键环节。这些问题不把住关，玻镁防火装饰板材发展前景令人堪忧。

    玻镁防火装饰板几项关键技术的研究与分析

     1、板材的吸潮返卤弊病与解决措施

    近年来在我国河南、江苏、上海、广东等地都曾出现在高湿天气时玻镁防火装饰板表面吸潮返卤而造成经销商退货，装饰工程返工的问题。有的板材只装修完两天表面就很潮湿，3天表面就结水珠，使工程难以进行二次装修，而且板材因潮湿而变形。玻镁防火板材吸潮返卤弊病的解决主要采取两方面措施：

    （1）促进5MgO+MgCl2+13H2O=5Mg(OH)2MgCl2?8H2O这一化学反应过程进行得尽量完全。使产品中的游离MgCl2尽量减少，使其减少到一定程度，产品失去吸潮能力，应采取的主要措施是实施好养护工艺，表1中列出了一年中不同月份养护时间与制品中游离MgCl2含量的相关性，随着养护时间的延长，游离MgCl2含量逐渐减少。所以生产中一定按养护工艺参数要求抓好这一重要环节。

    表1自然养护菱镁制品中游离MgCl2含量与养护时间的相关性

    样品成型时间 养护时间与游离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）在产品生产过程中添加高效的抗吸潮反卤外加剂，这种外加剂能在制品内部的毛细孔壁、孔隙及空洞壁和制品外表面形成一层极薄的的憎水薄膜，阻止了产品吸潮返卤过程的发生。实践证明，只要在优良配方的前提下通过上述两项措施的实施，产品即使在高湿度环境中也不会吸潮。

     2、板材的变形问题及解决措施

    玻镁防火板材变形的主要原因是本身体积稳定性不良。这类产品一般幅面大，厚度小，产生的绝对变形值大，影响工程施工质量。在工程上出现的主要弊病是板材拼接处拉缝和在大面上产生凹凸现象。

    引起玻镁防火板材变形的原因很多，根据考察最主要原因还是生产时产品养护不好，硬化不充分。

     生产玻镁防火板所用的菱镁胶结料是属于无机胶凝材料，其特点之一是成型后必须具备适当的温湿度和一定的硬经时间，使其充分进行化学反应，以赋予制品的优良优良的物理、力学及耐久性能。菱镁胶结料硬化过程是一个连续体积膨胀过程，由于2可以充分显示出这一点。

    表2自然养护的菱镁水泥制品的硬化产物与体积膨胀规律

    编号 制品养护8天硬化产物种类及含量（%） 体积膨胀率（‰）

     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、试件所处的环境湿度?90%

     2、硬化产物的种类及含量为X射线衍射分析结果

     由表2显示的结果得知，在制品成型后就必须使其处在适当的温度、湿度及充分的养护时间的特殊环境中，使其在这种环境中充分进行硬化反应，在这种硬化反应中尽量我吸收游离的MgCl2和自由水分，使尽量锪自由水被吸收到硬化产物中变成固体状态的结晶水，使产品变得干燥，减少产品的干缩性。经过这一过程后产品的体积稳定性处于良好的状态，避免了在使用过程的变形。

     反之，若上述硬化过程进行的不好，产品中硬化产物产生的数量不足，游离的MgO和MgCl2大量存在，在板材使用过程中一旦遇到适当的湿度和湿度，板材内部化学反应又重新开始，内部就会产生很大的膨胀内应力。另外，若板材养护不好，体积稳定性必然很差，内部会有大量自由水份，当遇到干燥环境时又会产生干缩造成收缩内应力。这两种内应和破坏是很大的，时常造成工程质量事故。

     引起玻镁防火板材翘曲变形的原因还很我，如原材料达不到指标要求；缺乏好的产品配方；改性剂选择欠佳；无合理的工艺参数等等。在此不再详细赘述，有兴趣者可查阅《中国菱镁》1999年3期笔者论文。

     总之，只要掌握了上述板材变形的原因并相应的采取措施，板材变形翘曲弊病并不难克服。

     3、玻镁防火板材的脆化弊病及解决措施

     所谓玻镁防火板材的脆化弊病是指：板材生产后短期内具有良好的韧性，可以把整张的薄板卷成筒，给人以良好的印象。但经过一段更长的时间后却变得很脆，一折就断。若固定在龙骨上，在悬空处，用锐器一捅即破一窟窿，而且板材的断面看不到类似断藕般的藕断丝连的状况。这种现象在一些用玻镁防火板装饰的餐厅等公共场所，屡见不鲜，这就是玻镁防火板材的脆化。玻镁防火板材产生脆化弊病的原因主要有两条：

     （1）板材生产中使用了高碱纤维布也即陶土坩埚布，这种增强材料在菱镁胶结料的碱性环境中很快被腐蚀而逐渐失去强度，所以板材断面都看不到玻璃纤维的痕迹。其实国家建材局早已以[1995]354号文件明令禁止生产和使用这种高碱布和丝。然而至今仍有一些企业和个人置若罔闻，仍大量生产和使用这种低劣产品，给国家和人民造成损失。用户在选择产品时一定要注意这一点。

     （2）由于板材生产配方不当而造成玻镁防火板材的脆化。在无机胶凝材料范畴内菱镁胶凝材料的韧性是其他材料所无法比拟的，当采取增韧措施后韧性会更明显增加。我们衡量菱镁胶凝材料的韧性指标是用板材表面初始裂纹挠度值表示的，见表3

    表3玻镁防火板材的韧性及强度比较

    编号 试件种类 板材表面初始裂纹挠度值% 板材断裂挠值% 板材抗弯强度MPa

    9152 高碱布未采取增韧措施 1.1 1.5 21

    8214 中碱布采了增韧措施 4.6 11.6 44

    8212 中碱布采取增韧措施 6.2 13.8 80

     由表3可以明显看出，当对板材所用的菱镁胶结料采用增韧措施可以显著的改善板材韧性，避免脆性。当生产板材时采用良好配方再对菱镁胶结料实施增韧措施并用中碱玻璃纤维布作增强材料，板材的表面初始裂纹挠度值、断裂挠度值及抗弯强度都显著改善。这种产品不存在质量隐患。在工程上可以放心使用。

     4、玻镁防火板材表面小气孔及气泡的消除

     用机械生产玻镁防火板材的情况，笔者曾先后考察了我国辽宁、河南、江苏、上海、广东等地，存在的一个较普遍的弊病之一是板材的正表面有大量小气孔，有些还存在气泡。气泡是可修补的，气孔因直响外观质量，也给将来工程上的二次装修带来困难。小气孔及气泡的来源主要是两方面原因：一方面是当料浆落到底托板的玻纤布（很多还加有一层无纺布）上时将疏松布里储存的空气埋在里边；第二个是料浆末使用合适的消泡剂，料浆内的气泡在板材表面显露而造成板材表面上气孔。

     要解决这一弊病有三个措施：

     （1）在成型机上加振动措施，用振动来消除胶结料中的气孔，这是很传统、很古老、而又很有效的办法。这几年在板材生产实践中也证实了这一点。

     （2）在机器上实施滚压措施，即在底托板和布的上面加一个可调节高度的滚压杆。滚压杆不可太粗要埋入料浆中，随着滚压杆的转动将附在板坯 表在贩上气孔及气泡挤压出来。

     （3）选用合理的料浆配方，用消泡剂消除料浆中的气泡，控制好料浆的流动性，单这一项措施也可以解决上述弊病。中国菱镁行业同山东科研基地的复合改性剂C3是一种综合的理想改性剂兼有很强的消泡作用。

     掌握上述三项措施，生产时采取 双管齐下的人法，小气孔和气泡并不难解决。

     5、板材生产工艺参数的控制

     玻镁防火板材的技术主要包括三个方面，即设备、生产工艺、产品材质。三者之间的关系应是设备为工艺服务，工艺为产品材质服务，一切技术最后都落实在产品材性质量上。要保证有好的产品质量必须严格把住整个生产工艺上各个工艺环节的工艺参数。首先应抓住各种原材料的质量指标，没有好的原材料巧媳妇也难为无米之炊。许多菱镁制品厂所以质量不好，其中一个主要原因是使用了不合格的原材料，不少玻镁防火板的材质不合格原因也在这里。

     玻镁防火板材生产线上有几十个工艺参数要控制，但是要抓住重点。除了原材料质量指标外，另一个重要环节是养护工艺。菱镁胶凝材料的硬化过程有很突出的特点，养护中制品本体峰值温度必须控制在40—65℃范围内，只要偏离这个温度范围，产品质量就下降，偏离越大质量下降也越多。玻镁防火板材养护应该用菱镁专用长线测温仪控制好每一码板材养护应该用菱镁专用长线测温仪控制好每一码板材的内部温度。温度控制不好产品质量必然出问题，有时连投资较大的底托板也损坏了。

     玻镁防火板成型机需要控制的工艺参数也很多，要严格控制好这些工艺参数，一定克服板坯的退板现象，只有这样才能稳定生产，保住板材质量。

     6、玻镁防火装饰板材施工中要特别注意的问题

     玻镁防火板材在建筑工程上施工也有许多技术，其中有两点应特别注意：

     （1）固定板材的钉子一定进行除锈处理，或用不锈钢钉。海外有的直接规定，玻镁防火板施工所用的钉子必须是不锈钢钉。因为在玻镁防火板中存在氯盐，氯盐对铁的腐蚀世人皆知，国内不少用玻镁防火装饰板的工程经一年多就在埋入的钉头上表面出现锈斑，再经一段时间锈斑就会鼓成包块。但质环境越潮湿，这个问题暴露的越早，要避免这个弊病的发生，必须保证钉子不被锈蚀。

     （2）关于玻镁防火板施工的嵌缝材料。用于该产品的嵌缝材料应具有一定的柔性和膨胀性能，以防止板材拉缝。这种嵌缝材料不准配制，成本也不高，就由板材生产厂供货或提供配方。

    玻镁防火装饰板材的前景展望

     在本世纪80年代末90年代初，在我国北方曾兴起生产玻镁防火板材的热潮，生产方法多以半手工半机械为主。因生产厂末掌握这方面的技术，致使许多劣质板材充斥市场。这些产品在存放和使用中逐渐暴露诸多弊病，市场逐渐萎缩。

     90年代中期至今我国长江以南又兴起生产玻镁防火板材的热潮，尤其是以江苏、上海、广东、浙江等地更为突出。有些地方出现一哄而起的局面，有的地区一个镇竟有十几家生产单位，产品质量低劣，以低价倾销，冲击市场，使少数正规厂家难以维持生存。这种局面不尽快扭转，用不了多久就会跌入低谷，市场很快萧条，实在令人堪忧。从事这个行业的有识之士应高瞻远瞩，因为玻镁防火板材发展前景是很乐观的。随着我国和世界上人口逐渐增多，建筑工程会不断增多，而且档次越来越高，相应的建筑防火装饰板材需求量越来越大。目前，市场上的装饰板材基本分两大类，一类是以木质或天然植物纤维为基产的有机装饰板材，因中国和世界各国对建筑物防火要求越来越来，这类板材严格限制使用。鉴于这种形势无机板材成为首选产品，但除石膏外其他无机装饰板材种类少，性能差。目前，建筑装饰工程使用最多是的纸石膏板。但有纸石膏板存在很多缺点：强度较低，悬空处锐器一捅出现窟窿；韧性差，不能弯曲施工；不耐潮、不耐水。遇潮遇水就变形软化，所以我国南方高温高湿地区用石膏板很少。玻闰防火装饰板材则兼有有机装饰板材和无机板材的双重优点，这种产品既有有机板材的柔韧性，可再加工性，又具有无机板材的防火、耐水性，而且强度高于任何一种装饰板材。因此，只要控制好玻镁防火装饰板材的质量，这种产品用途广泛，使用性能好，发展潜力甚大。目前，南方有些玻镁防火装饰板材厂的产品远销国外，据海关统计最近几年出口玻镁防火装饰板材年纺10亿元人民币，国内用量也在逐年增加，由此显示该产品发展前景十分乐观。