隨著我國建筑業(yè)迅猛發(fā)展,許多公用建筑、地下設(shè)施及需要空調(diào)設(shè)施的工業(yè)廠房都使用了大量的通風(fēng)管道。以前這類管道基本上是用鍍鋅鐵皮和樹脂基玻璃鋼制作,但這兩種管道都存在嚴重的不足,樹脂基玻璃鋼通風(fēng)管道易燃燒,即使加入阻燃劑也不能完全解決;鐵皮通風(fēng)管道易腐蝕,據(jù)調(diào)查,用于地下防空洞等潮濕環(huán)境中,一年多后鐵皮即被銹蝕損壞,通常情況下其壽命也不超過10年;另外,鐵皮管道易產(chǎn)生共振,噪音大,耐火臨界溫度低,這些都限制了它在工程中的應(yīng)用。
無機玻璃鋼通風(fēng)管道(又稱菱鎂通風(fēng)管道)以氯氧鎂水泥為基體,以玻璃纖維為增強材料,加入適當?shù)奶畛洳牧虾透男詣┑戎瞥伞S捎跓o機玻璃鋼管道是一種無機材料,它具有不燃燒、耐腐蝕等性能,生產(chǎn)成本低,而且生產(chǎn)工藝簡單,設(shè)備投資少,利潤較高,所以,近幾年發(fā)展迅速,已在形成相當大的規(guī)模。
2 無機玻璃鋼管道存在的不足
2.1 韌性差、脆性大
韌性差、脆性大是困擾無機玻璃鋼通風(fēng)管道的主要問題之一,產(chǎn)品在生產(chǎn)、運輸、裝卸、安裝、維修中一旦受到撞擊、大的震動或較大壓力時,往往產(chǎn)生不同程度的損傷。受外力破壞有兩種情況,一種是受銳器的強烈沖擊或碰撞,造成制品貫穿性的斷裂;另一種是受柔性外壓力,如手按、腳踩、負重等,制品表面遭受破壞,或產(chǎn)生放射狀大裂紋,或產(chǎn)生網(wǎng)狀細裂紋,降低管的耐久性。因為管道的內(nèi)外兩表面都是一層硬化了的鎂質(zhì)膠接料薄層,它是保護管道內(nèi)部不受損壞的屏障,一旦這一保護層破壞了,水份、CO2、含酸、堿的冷凝水及其它腐蝕性氣體就很容易沿著這些裂紋縫隙浸透到內(nèi)部,使內(nèi)部的玻璃纖維失去保護,制品遭到破壞,使用壽命降低。
2.2 易變形
無機玻璃鋼通風(fēng)管道多是一些薄壁、大幅面的產(chǎn)品,在生產(chǎn)和使用過程中容易變形。這是因為菱鎂制品的硬化是一個連續(xù)的體積膨脹過程,而硬化后的干燥過程又會產(chǎn)生干燥收縮。不均勻的膨脹和干燥收縮都會使產(chǎn)品變形,一旦產(chǎn)品變形就會影響在工程中的使用效果。[-page-]
2.3 易吸潮返鹵,耐水性差
易吸潮返鹵,耐水性差是普通菱鎂制品的固有弊病。無機玻璃鋼通風(fēng)管道使用環(huán)境較復(fù)雜,如游泳館使用的通風(fēng)道輸送的是40~50℃、濕度85%以上的空氣等;用于地下、防空洞、煤礦等的通風(fēng)管道,也基本上長期處于潮濕的環(huán)境中,在這樣的環(huán)境中,菱鎂通風(fēng)管道必須具備良好的耐水性能,表面不吸潮、不返鹵。但普通的或改性效果不佳的菱鎂通風(fēng)管道,其耐水性能較差,在水中浸泡一個月,其軟化系數(shù)只有0.3左右,即強度喪失60%~80%,基本失去使用性能,而且表面起砂、粉化,這樣的產(chǎn)品已不能繼續(xù)使用。
| 類 別 | 項 目 | 指 標 |
| 化學(xué)成分 | 活性 MgO/% | >70 |
| 活性 CaO/% | <2 | |
| 燒失量/% | 5~9 | |
| 物理性能 | 細度(120目篩篩余)/% | <3 |
| 安定性 | 合格 |
4 質(zhì)量監(jiān)控和改進措施
4.1 嚴把原材料質(zhì)量關(guān)
菱鎂粉生產(chǎn)廠應(yīng)精選菱鎂礦,提高礦石品位,控制煅燒溫度在合理范圍內(nèi);而通風(fēng)管道生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)嚴格控制入廠原材料的質(zhì)量,盡量減少有害成分。菱鎂粉、鹵片(粉)的化學(xué)成份控制指標見表1、表2。3 影響無機玻璃鋼通風(fēng)管質(zhì)量的原因
3.1 原材料不合格
(1)菱鎂粉
菱鎂粉又稱菱苦土或輕燒鎂粉,是生產(chǎn)通風(fēng)管道的主要原料。按照標準JC/T449-91《建筑材料用菱苦土》規(guī)定,活性CaO≤2%,活 性MgO>70%,物理測安定性合格。
活性鈣是制品中主要的不安定因素,因它遇水發(fā)生水合反應(yīng),生成Ca(OH)2,Ca(OH)2再與MgCl2反應(yīng),生成Mg(OH)2和CaCl2,這將加速制品硬化,體積膨脹變大,致使內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞。[-page-]
MgO含量對制品性能也有顯著影響。含量過高時,反應(yīng)速度快,凝結(jié)時間短,易產(chǎn)生熱應(yīng)力及結(jié)晶應(yīng)力,造成內(nèi)部破壞;含量過低時,反應(yīng)慢,強度低。因此,生產(chǎn)中應(yīng)嚴格控制。
(2)鹵片(粉)
鹵片(粉)的來源和生產(chǎn)工藝使之不可避免地含有一些雜質(zhì),如NaCl、KCl、CaCl2等。大型企業(yè)生產(chǎn)的鹵片質(zhì)量一般是有保證的,雜質(zhì)含量都能控制在要求范圍內(nèi)。而一些小企業(yè)生產(chǎn)的鹽鹵,由于無合理的工藝、設(shè)備,鉀、鈉含量都超標,造成制品返鹵,制品一旦返鹵,在相對濕度大于90%時,表面會變潮,出現(xiàn)水珠,影響表觀質(zhì)量和與之連接的金屬件的使用壽命,同時制品強度也降低、易變形和開裂。
3.2 玻璃布
菱鎂膠接料是一個堿性體系,高堿玻璃纖維在這種環(huán)境中被腐蝕的速度很快,一旦體系內(nèi)的玻璃纖維被腐蝕,力學(xué)強度將大大降低,制品就會嚴重脆化。
現(xiàn)在許多無機玻璃鋼通風(fēng)管道生產(chǎn)廠家短期行為嚴重,為了降低生產(chǎn)成本,片面追求利潤,大量使用陶土坩堝生產(chǎn)的高堿玻璃纖維布作通風(fēng)管道的增強材料,造成管道質(zhì)量低劣,后期強度顯著降低,影響了工程質(zhì)量。
3.3 料漿配制及操作工藝
鎂質(zhì)膠凝材料是一種氣硬性材料,它要求配比精確,改性合理。配比精確是使制品結(jié)構(gòu)長期穩(wěn)定、不變形、在高熱高濕環(huán)境下不吸潮返鹵的重要保證。因此,投料生產(chǎn)時必須精確確定配比,準確投料,以保證整個反應(yīng)過程完全,且無剩余反應(yīng)料。
目前無機玻璃鋼通風(fēng)管道多是采用手糊法生產(chǎn),由于是手工操作,在攤鋪料漿時就容易造成局部偏厚,尤其是攤鋪后一層料漿時更容易出現(xiàn);制品幅面越大,這種情況出現(xiàn)的機會就越多。這些局部偏厚的地方會產(chǎn)生較大的膨脹,相應(yīng)的就會產(chǎn)生方向指向四周的膨脹內(nèi)應(yīng)力,由于這些內(nèi)應(yīng)力的作用促使這些局部區(qū)域向表面膨脹,造成整個表面不平整,嚴重時制品出現(xiàn)裂紋、變形。
3.4 制品養(yǎng)護
菱鎂制品屬無機膠凝材料,在28天齡期內(nèi),制品內(nèi)部要進行水化、硬化反應(yīng),這樣制品才能產(chǎn)生強度。如果養(yǎng)護不充分,產(chǎn)品不但強度低,而且易變形,物理力學(xué)性能及耐久性能都達不到使用要求。[-page-]
而現(xiàn)在許多無機玻璃鋼通風(fēng)管道生產(chǎn)廠不重視制品養(yǎng)護,養(yǎng)護不充分,養(yǎng)護溫度達不到要求,不注意保潮,使制品內(nèi)部水分很快散失而處于干燥狀態(tài),制品終止了硬化反應(yīng),因此制品內(nèi)部存在著大量游離的MgO和MgCl2,制品在使用過程中遇到適宜的溫度和濕度,內(nèi)部游離成分又會進行硬化反應(yīng),在已定型的制品內(nèi)部產(chǎn)生膨脹內(nèi)應(yīng)力,造成制品變形。這種情況在無機玻璃鋼通風(fēng)管道和大幅面薄板等產(chǎn)品上表現(xiàn)的比較突出。無機玻璃鋼管道常見問題分析和對策
表2 鹵片(粉)化學(xué)成分控制指標
| 項 目 | 指 標/% |
| MgCl2 | >45 |
| NaCl | <2 |
| KCl | <0.5 |
| CaCl2 | <0.5 |
無機玻璃鋼通風(fēng)管道生產(chǎn)配方較復(fù)雜,組份也較多,主要是無機材料,因此,必須保證配料準確,并將攪拌時間控制在要求范圍內(nèi);另外,配方中加入某些填充材料后,要保證不降低料漿的和易性,以便于成型操作;另外,成型時要將玻纖布鋪平拉直,每層料漿厚度要盡可能一致。
4.3 實施改性技術(shù) 要解決無機玻璃鋼通風(fēng)管道所存在的韌性差、易變形、易吸潮返鹵、耐水性差的弊端,除了在原材料、生產(chǎn)配比、操作工藝上嚴格控制外,必須實施改性技術(shù),這也是提高菱鎂制品質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)所在。

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