機(jī)械生產(chǎn)菱鎂波瓦滲水原因分析及解決措施

朱玉杰 朱燕鳳 劉蓉梅 朱效兵 朱效甲 朱效濤 劉念杰

[摘要] 本文重點(diǎn)論述了以下幾項(xiàng)技術(shù)問(wèn)題：1.機(jī)械生產(chǎn)菱鎂波瓦滲水的主要原因是瓦體本身存在許多滲水通道，從而導(dǎo)致了波瓦的滲漏。2.要解決波瓦滲水問(wèn)題，在生產(chǎn)工藝設(shè)備上要增加振動(dòng)和抿壓措施，使瓦體內(nèi)部形成多層密實(shí)層，從而阻斷滲水通道。3.加強(qiáng)技術(shù)控制，控制好各項(xiàng)工藝參數(shù)，是解決波瓦滲水必不可少的措施。

[關(guān)鍵詞] 滲水通道；毛細(xì)管；縫隙；連通孔；振動(dòng)器；憎水劑

[中圖分類(lèi)號(hào)]TU522.2；TU528.042 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A[文章編號(hào)] 1003-1324（2012）-04-0077-03

中國(guó)的磚瓦歷史悠久，眾所周知的是秦磚漢瓦，最早比較普及的瓦是小青瓦，高檔的是宮廷廟宇的彩色硫璃瓦。隨著中國(guó)工業(yè)的發(fā)展，近代出現(xiàn)了粘土紅瓦，使用比較普遍。但上述各種波瓦皆存在一個(gè)共同的缺陷，那就是瓦的幅面小，重量大。為了滿(mǎn)足建筑業(yè)的發(fā)展要求，隨后又出現(xiàn)了大幅面的石棉水泥波形瓦，發(fā)展很快，使用比較普遍。但后來(lái)發(fā)現(xiàn)石棉波瓦中的石棉纖維是一種致癌物質(zhì)，對(duì)人體有害，于是全世界禁止生產(chǎn)和使用該類(lèi)產(chǎn)品。在這種情況下，半手工半機(jī)械菱鎂波瓦應(yīng)運(yùn)而生，遍布全國(guó)各地。但由于這種波瓦的生產(chǎn)條件較原始落后，隨后被機(jī)械化的菱鎂波瓦代替，并迅速發(fā)展，在中國(guó)遍布大江南北，但這種產(chǎn)品出現(xiàn)的新的技術(shù)問(wèn)題之一是滲水嚴(yán)重，不僅阻礙其發(fā)展更不能滿(mǎn)足其使用要求。所以解決這一問(wèn)題，及時(shí)指導(dǎo)機(jī)械化菱鎂波瓦產(chǎn)業(yè)的順利發(fā)展是當(dāng)務(wù)之急。

為了解決菱鎂波瓦滲水這一技術(shù)難題，近幾年我們進(jìn)行了大量的調(diào)查，并探索解決這一技術(shù)難題的措施，經(jīng)過(guò)努力終于取得了滿(mǎn)意效果，現(xiàn)在這項(xiàng)技術(shù)已在全國(guó)許多菱鎂波瓦廠(chǎng)付諸實(shí)施。

1造成機(jī)械生產(chǎn)菱鎂波瓦滲水的原因

造成機(jī)械生產(chǎn)菱鎂波瓦滲水的主要原因是：瓦體本身存在著許許多多的毛細(xì)孔、孔隙、孔洞，使瓦體本身變得疏松，形成了很多的滲水通道（如圖1所示），水由波瓦的上表面通過(guò)這些滲水通道滲漏到波瓦的下表面，從而造成了波瓦的滲漏。要想解決這一技術(shù)難題就必須采取綜合措施，阻斷這些滲水通道，從而消除波瓦滲水這一弊病。

2解決菱鎂波瓦滲水的措施

2.1菱鎂波瓦生產(chǎn)時(shí)使瓦內(nèi)部形成密實(shí)層，以阻斷滲水通道

半手工半機(jī)械化菱鎂波瓦的成型工藝，是人工將膠結(jié)料平攤在玻璃絲布上，然后用泥板反復(fù)抿壓壓實(shí)，并重復(fù)操作。經(jīng)層層抿壓壓實(shí)后的膠結(jié)料與玻璃絲布中的毛細(xì)孔、孔隙、孔洞、氣泡、連通孔或被擠出或被阻斷，料坯的層與層之間形成了一層層的密實(shí)層，如圖2中所示，上層滲漏水被下層密實(shí)層截?cái)?，每一層密?shí)層都是阻斷上層水滲漏的屏障，水由第一層滲漏被第二層密實(shí)層截?cái)?，?jīng)第二層滲漏時(shí)又被第三層密實(shí)層截?cái)?，依此?lèi)推，水分被層層截?cái)嗪笞罱K無(wú)法形成滲漏。

機(jī)械化生產(chǎn)菱鎂波瓦實(shí)現(xiàn)不了上述工藝過(guò)程，因?yàn)樗某尚瓦^(guò)程沒(méi)有抿壓壓實(shí)的工序，瓦體內(nèi)部是一個(gè)疏松的均質(zhì)層結(jié)構(gòu)，也就如圖1所示，疏松的均質(zhì)層內(nèi)部呈現(xiàn)的是大量連通孔結(jié)構(gòu)。由于沒(méi)有采取抿壓措施，瓦坯中存在著許多大小不等的氣泡無(wú)法排出，由于大量氣泡聚集在一起，最后在制品中形成大量連通孔，這些連通孔就是滲水通道，水分可以通過(guò)這些滲水通道很快滲透到波瓦底部形成滲漏。

解決這一技術(shù)難題的措施是：首先在波瓦成型機(jī)上安裝振動(dòng)器及能抿壓的軟性刮板。經(jīng)過(guò)振動(dòng)和抿壓后的料漿，層與層之間就會(huì)形成一層一層的密實(shí)層，從結(jié)構(gòu)上切斷滲水的通道，防止波瓦滲漏。

2.2在料漿中摻加密實(shí)劑，增加膠結(jié)料的密實(shí)性，以消除滲水通道

我所研制的密實(shí)劑C3，是一種復(fù)合型改性劑，它可以消除膠結(jié)料中的氣泡，還可以在膠結(jié)料硬化過(guò)程中，將膠結(jié)料中的孔隙填充和堵塞，切斷毛細(xì)管道的連通，使混凝土內(nèi)部的孔隙率減少，密實(shí)度和抗?jié)B性提高，消除了波瓦的滲水弊病。

2.3嚴(yán)把原材料質(zhì)量關(guān)，控制好生產(chǎn)工藝參數(shù)

菱鎂制品的主體材料是氧化鎂和氯化鎂。氧化鎂質(zhì)量的判定主要從四個(gè)方面：①總氧化鎂含量；②活性氧化鎂含量；③燒失量；④細(xì)度。尤其活性氧化鎂的含量對(duì)菱鎂波瓦的質(zhì)量影響甚大。我們對(duì)國(guó)內(nèi)幾家比較大的輕燒氧化鎂生產(chǎn)廠(chǎng)進(jìn)行了抽樣檢測(cè)，并采用同樣的配方各生產(chǎn)了一批波瓦，對(duì)波瓦進(jìn)行了不透水性（滲水）試驗(yàn)，其結(jié)果列于表1。

輕燒氧化鎂活性含量是指氧化鎂中參加化學(xué)反應(yīng)的有效氧化鎂含量，象征著輕燒氧化鎂的水化反應(yīng)能力，決定氯氧鎂制品的強(qiáng)度和性能。在一定范圍內(nèi)，氧化鎂中活性成分越高，水化硬化反應(yīng)就越充分，硬化產(chǎn)物就越多，膠結(jié)料就越密實(shí)，強(qiáng)度發(fā)揮就越高，抗?jié)B性也就越好。

如表中3#所示，活性含量為65%，氧化鎂中參加化學(xué)反應(yīng)的有效氧化鎂含量高，在經(jīng)水化硬化反應(yīng)后，生成了針狀硬化結(jié)晶體氯鎂復(fù)鹽，氯鎂復(fù)鹽是菱鎂制品強(qiáng)度的來(lái)源。水化硬化反應(yīng)越充分結(jié)晶體產(chǎn)生的也就越多，晶體與晶體之間相互穿插排列又相互膠結(jié)，最后變成了一個(gè)密實(shí)而又堅(jiān)硬的板狀體，從而波瓦滲水的可能性也就很小。相反，如表中1#所示，活性含量?jī)H為55%的輕燒氧化鎂粉，氧化鎂粉中參加化學(xué)反應(yīng)的有效成份較少，水化硬化反應(yīng)進(jìn)行的不充分，結(jié)晶體產(chǎn)生的較少，晶體與晶體之間相互穿插不密實(shí)，有大量游離物和孔隙存在，這樣的產(chǎn)品質(zhì)量隱患非常大，無(wú)法抵抗水分的滲漏，導(dǎo)致波瓦滲水嚴(yán)重。

2.4生產(chǎn)中加強(qiáng)波瓦養(yǎng)護(hù)是解決滲水問(wèn)題的有力措施保證硬化過(guò)程充分

菱鎂制品的硬化過(guò)程是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，這個(gè)過(guò)程進(jìn)行的越充分，產(chǎn)品質(zhì)量就越好。而正確充分的養(yǎng)護(hù)，正是為菱鎂制品充分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)提供了有利條件。如果制品養(yǎng)護(hù)不當(dāng)或養(yǎng)護(hù)不充分，制品內(nèi)部產(chǎn)生的硬化產(chǎn)物少，制品內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松，滲水通道多，就必然造成波瓦滲水。

正確的養(yǎng)護(hù)過(guò)程分四個(gè)階段：①靜停階段；②升溫階段；③恒溫階段；④降溫階段。升溫就是將靜停過(guò)的瓦坯在外部介質(zhì)溫度促使下逐漸產(chǎn)生硬化反應(yīng)而自身發(fā)熱，或給于一定條件后激發(fā)自身升溫至最高溫度。恒溫是指養(yǎng)護(hù)室內(nèi)瓦坯在給定的最高溫度下恒定一段時(shí)間，是瓦坯發(fā)生硬化反應(yīng)和強(qiáng)度增長(zhǎng)的主要階段，制品經(jīng)歷這個(gè)過(guò)程后，化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的比較徹底。降溫階段是瓦坯經(jīng)過(guò)硬化反應(yīng)激烈期完成后，波瓦坯體緩慢的降至常溫。經(jīng)歷了這四個(gè)階段養(yǎng)護(hù)的波瓦質(zhì)量穩(wěn)定，內(nèi)部晶體生長(zhǎng)好，結(jié)構(gòu)致密，滲水通路少甚至沒(méi)有，使波瓦耐水性提高，抗?jié)B性增強(qiáng)，從而減少了波瓦滲漏的可能性。

2.5波瓦生產(chǎn)中嚴(yán)格控制料漿稠度，盡量減小水灰比，是解決波瓦滲水問(wèn)題的有力措施

在一定范圍內(nèi)，水灰比越小波瓦內(nèi)部結(jié)構(gòu)就越致密，強(qiáng)度就越高，內(nèi)在質(zhì)量也越好，抗?jié)B水能力也就越好。但料漿變稠，流動(dòng)性就變差，對(duì)生產(chǎn)操作要求就更嚴(yán)格，有些生產(chǎn)廠(chǎng)為了追求產(chǎn)量疏忽了產(chǎn)品質(zhì)量，將料漿的水灰比增大，從而導(dǎo)致了波瓦的滲水。

由表2看出，料漿越稀波瓦就越容易滲水，因?yàn)椴糠炙謪⒓铀磻?yīng)形成結(jié)晶體后，其佘自由水會(huì)逐漸被蒸發(fā)，使制品留下大量毛細(xì)孔、縫隙、孔洞等，成為滲水通道，水分就會(huì)很容易穿透制品而形成滲漏。還應(yīng)指出，未蒸發(fā)前水分是以水溶液的形式存在著，氯化鎂在水中的溶解度很大，當(dāng)制品中的自由水蒸發(fā)到空氣介質(zhì)中，而所溶解的氯化鎂就會(huì)在靠近制品表面的毛細(xì)孔、縫隙、孔洞中以及制品表面上結(jié)晶下來(lái)，一旦遇到潮濕的空氣，這些結(jié)晶的氯化鎂又會(huì)吸收空氣中的水分凝結(jié)于制品表面，使表面由初期變潮濕進(jìn)而結(jié)水珠，造成波瓦表面吸潮返鹵。

由表3看出，當(dāng)稠度由58mm調(diào)至24mm時(shí)，1d抗折強(qiáng)度增長(zhǎng)率為75% ，抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)率為75%，3d抗折強(qiáng)度增長(zhǎng)率為21%，3d抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)率為23%。當(dāng)稠度由65mm調(diào)至18mm時(shí)，3d抗折強(qiáng)度增長(zhǎng)率為56%，抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)率為94%。由試驗(yàn)結(jié)果得出，過(guò)高的水灰比不僅嚴(yán)重影響菱鎂波瓦的抗?jié)B水性，也同樣敏感的影響著產(chǎn)品的強(qiáng)度和性能。

2.6要解決波瓦的滲水，必須選擇合理的填充材料

在菱鎂制品中，填充材料起到增加體積穩(wěn)定性和降低成本的作用，在波瓦生產(chǎn)中加入適量填充材料可以明顯的改善波瓦的變形并防止裂紋。大部分填充材料都屬于隋性填充材料，如碳酸鈣粉、鋸粉、稻殼等，但也有少數(shù)填充材料中含有活性成分，它們參與硬化反應(yīng)并生成新的硬化產(chǎn)物，如粉煤灰、紅抗水粉等。我們將不同的填充材料摻加到波瓦中，觀察對(duì)制品滲水的影響。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

從表4的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，在菱鎂波瓦中摻入適量的紅抗水粉和碳酸鈣粉波瓦不出現(xiàn)滲水，但摻入粉煤灰滲水非常明顯。粉煤灰在微觀和亞微觀中觀察，它是一種海綿體，其顆粒多呈球形，孔隙率為55～75%，結(jié)構(gòu)疏松，吸水量大，其本身就是滲水通道，因此在波瓦生產(chǎn)中能否加入粉煤灰，應(yīng)認(rèn)真試驗(yàn)謹(jǐn)慎使用。

2.7加入適量憎水劑可以解決波瓦的滲水問(wèn)題

菱鎂材料本身是一種親水性很強(qiáng)的材料，很容易就會(huì)被水滲透。在菱鎂波瓦生產(chǎn)中加入適量憎水劑，使坯體變成憎水體阻止了水分在材料中的傳輸，從而解決了菱鎂波瓦的滲漏問(wèn)題。本所研究開(kāi)發(fā)的18#憎水劑，適量加入后使瓦坯由親水體變成憎水體，因此波瓦不再滲水。

3結(jié)語(yǔ)

（1）機(jī)械生產(chǎn)菱鎂波瓦易滲水已成為目前困擾該產(chǎn)品生產(chǎn)和應(yīng)用的技術(shù)難題，造成原因則是由于瓦體本身存在著許多的滲水通道。

（2）要杜絕波瓦的滲水問(wèn)題必須消除瓦體內(nèi)的滲水通道，為此生產(chǎn)工藝上要增加振動(dòng)措施及料漿的抿壓措施，使瓦坯內(nèi)部變密實(shí)，并形成多層密實(shí)層，從而阻斷滲水通道。

（3）生產(chǎn)中加強(qiáng)技術(shù)控制，穩(wěn)定生產(chǎn)配方，控制好各項(xiàng)工藝參數(shù)，是解決菱鎂波瓦滲水問(wèn)題的關(guān)鍵。