[摘　要]本文簡述了菱鎂改性劑的分類及定義，并闡述了菱鎂改性劑改善和提高菱鎂制品性能的作用機理。菱鎂改性劑作為除了氧化鎂、氯化鎂、  水之后必不可少的第四組份，對解決菱鎂膠凝材料固有的弊端、提高制品性能起到至關重要的作用。
[關鍵詞]菱鎂改性劑；菱鎂制品；抗返鹵劑

1、前　言

　　菱鎂膠凝材料由輕燒氧化鎂(主要成份為MgO)和工業氯化鎂(主要成份為MgCl2，本文不探討含硫酸鎂的制品)水溶液拌合物制成，并凝結硬化而成。
　　菱鎂膠凝材料按照需要的形狀凝結硬化后的產物稱為菱鎂制品。菱鎂制品因其強度高、成本低、制作簡便、投資少，曾一度掀起“以土代木、以土代鋼”的研究熱潮。在我國，初期的制品主要有門窗框、活動板房、裝飾磚、礦井支護設施、枕木、檁條類和線條類的建筑構件等，由于質量問題及建設標準的提高，這些產品已經很少或者基本不使用了。目前市面上常見的制品主要有：玻鎂風管、菱鎂砼箱、玻鎂平板、玻璃纖維鎂質膠凝材料波瓦及脊瓦、菱鎂井蓋、玻鎂復合保溫屋面板、菱鎂復合材料農用大棚架、建筑隔墻用輕質條板、防火門芯板、裝飾品等，一些地區還用其制作簡易輸水管道、雞舍、沼氣池、農作物支架等。

2、菱鎂膠凝材料改性劑的產生及其重要性

　　由于受原材料特別是氧化鎂質量穩定性的影響，加上人們對制品后期性能會發生變化的認識不足，在利益的驅動下，很多制品出現了問題，主要表現在吸潮返鹵、變形、泛霜等方面，制品的耐水性也很差，使人們對菱鎂制品的認識回到了原點。各地行業主管部門特別是建設主管部門于是紛紛不分青紅皂白、不加思索地下文禁止菱鎂制品的使用。
　　隨著科技的進步，人們逐漸看清了菱鎂膠凝材料的微觀結構，盡管在關于3.1.8相和5.1.8相的轉換、是否有CO₂參與后期反應及其形成的晶體結構的性狀等方面還存在不同的觀點，但人們早已開始向膠凝材料中添加某些物質和填料來改變制品性能，并取得良好的效果，成了除氧化鎂、氯化鎂、水之后必不可少的第四組份，這些物質被稱為菱鎂膠凝材料改性劑。改性后的菱鎂制品性能得到了改善，也逐步在改變著人們對菱鎂制品的看法。可以說菱鎂膠凝材料改性劑技術的研究是菱鎂行
業發展的重要支柱之一。

3、常見菱鎂膠凝材料改性劑的分類及定義

　　常見的菱鎂膠凝材料改性劑按照其作用分為緩凝劑、抗返鹵劑、偶聯劑、發泡劑、消泡劑和低溫早強劑。按照其狀態可分為液體改性劑、膏狀改性劑、粉體改性劑。
　　3.1緩凝劑(Retarder)
　　能夠延緩菱鎂膠凝材料凝結時間的外加劑。
　　3.2抗返鹵劑(Halogenide―resistant Agent)
　　能夠提高菱鎂復合材料制品的抗水性能并能夠在潮濕的環境中提高其表面抗吸潮返鹵能力的外加劑。
　　3.3偶聯劑(coupling Agent)
　　能夠增加菱鎂復合材料制品中不同材料間的親合力，提高制品強度的外加劑。
　　3.4消泡劑(Defoaming Agent)
　　能夠減少菱鎂膠凝材料中氣泡和氣孔、提高制品密實度和強度的外加劑。
　　3.5早強促凝劑(Hardening Accelerating and Flash Setting Agent)
　　在0℃～10℃低溫下能縮短菱鎂膠凝材料凝結時間、提高制品早期強度的外加劑。
　　3.6發泡劑(foaming agent)
　　能生成穩定的泡沫，并可加入菱鎂膠凝材料中制成輕質泡沫菱鎂制品的外加劑。

4、菱鎂制品常見的問題和菱鎂膠粘材料改性劑作用原理

　　影響菱鎂膠凝材料固化速度的因素很多，相同條件下，氧化鎂的活性越高，反應速度越快；環境溫度及原料溫度越高，反應速度越快；鹵水濃度越高，反應速度也會加快。菱鎂膠凝材料的反應速度快，對菱鎂制品的性能利弊共存。適當的加快反應速度，可以減少凝結時間，提高菱鎂制品的早期強度，縮短模具周轉時間，提高生產效率。但是在夏季高溫季節，菱鎂膠凝材料凝結速度過快，則會發生澆筑或施工前凝結硬化的現象。由于菱鎂膠凝材料凝結過程是放熱反應，有時產品成型后，急劇、大量的放熱會導致制品膨脹不均勻而開裂。在菱鎂膠凝材料中摻入適量的緩凝劑可以改善這一現象。摻入緩凝劑后，緩凝劑先和料漿中的氫氧化鎂反應，其產物覆蓋在沒有溶解的氧化鎂表面上，阻止了氧化鎂溶解速度，從而降低了料漿的反應速度。緩凝劑的作用機理就是延長料漿的凝結時間，降低反應速度，緩解集中放熱，充分滿足施工時間需要，防止制品出現因為熱膨脹而產生的開裂現象。
　　如果在低溫環境下或在氧化鎂活性低、填充料用量大的條件下制作制品，菱鎂膠凝材料反應速度會過慢，凝結時間較長，導致模具周轉時間長，生產效率低下，甚至影響反應產物的晶體結構。這種情況下，可以摻加低溫早強劑進行調整。低溫早強劑的作用機理就是縮短料漿的凝結時間，在低溫下提高反應速度，縮短脫模時間，提高生產效率。目前國內研究出的低溫早強劑可滿足在0～10℃的低溫下使用，并可做到在無需加熱的情況下24小時脫模。
　　菱鎂膠凝材料在拌合時，極易產生機械性氣泡，這些氣泡在制品硬化后形成氣孔，這些氣孔對大部分菱鎂制品來說是缺陷，先會影響到制品的強度，同時也會影響到制品的耐水性。消泡劑是一種具有極低表面能的高分子材料，其作用機理是能夠不均勻地降低料漿中因機械攪拌產生氣泡的表面張力，使氣泡迅速破裂，消除或大幅度減少制品中的氣孔，提高制品的密實度，從而提高制品的強度、軟化系數和耐水性能。
　　由于氣孔的存在會降低制品的容重，降低制品的導熱系數，增大熱阻。在提倡節能降耗的現今，在保證制品的強度足夠滿足需要時，人們利用這一特性通過添加發泡劑的方式，開發出許多菱鎂輕質材料。如容重在1.0～1.5g／cm³的通風管道、隔墻板和屋面保溫板，容重在0.25～0.4g／cm³的防火門芯板。發泡劑是一種表面活性劑，其作用機理是在高速攪拌或制泡機制成水性泡沫，泡沫與菱鎂膠凝材料混合攪拌產生泡沫膠漿，定型硬化后形成輕質菱鎂制品。通過調節添加量，可制作不同密度的菱鎂制品，以滿足不同產品需求。
　　在菱鎂制品的生產中常遇到需要很高折壓比和高強度的產品。在生產中適當加入一定量的偶聯劑可以解決這個問題。偶聯劑一種長鏈高分子材料，分子有親水、親油的不同基團，可分別與無機材料和有機材料形成化學鍵，能夠顯著提高制品中有機材料與無機材料的結合力，從而提高制品的韌性、抗沖擊性。
　　吸潮返鹵、泛霜現象是菱鎂制品的頑疾。究其原因是拌合物中過剩的氯化鎂在制品表面上吸潮結露，風干后又形成返霜。由于制品內部存在較多的毛細孔隙，氯化鎂中含有的氯化鈉、氯化鉀等雜質，它們的陽離子在制品的凝結過程中不和氧化鈣配位或螯合，這些雜質在固化后的制品中以游離狀態被吸附或包裹在結晶體中，遇濕會溶解在水中隨毛細作用四處游動，游到表面后也會出現返鹵、泛霜現象。通常雜質含量越多，吸潮返鹵現象就越嚴重。同時由于毛細作用的存在，水汽滲透到制品內部引起制品內部濕度過大，長時間的潤濕會導致菱鎂結晶體的破壞，干濕交替作用產生的內應力也會加劇制品的損壞。
　　通常在制品的加工過程中，人們會調整料漿的和易性來滿足操作的需要，這種情況下必然導致氯化鎂和水的過剩。抗返鹵劑的作用機理就是通過調整物料的表面吸附程度，降低鹵水的用量，同時引入一些抗水物質改變其晶格或相間穿插、連生，構成一個穩定空間結構網，阻塞毛細通道降低毛細現象，以此來達到抗吸潮返鹵目的。
　　在菱鎂制品的實際生產中因為產品性能某種需求，還可能加入其他的改性劑，此文中不一一贅述。

5、結　語

　　菱鎂制品因其很好的物理力學性能，尤其顯著的耐火性能，已經有了廣闊的應用前景。在節能減排大政方針的指引下，我們應該積極探索其在外墻外保溫工程、夾芯板及消防產品中的應用，著力開展輕質保溫材料材性、抗風化性能、聯接技術、阻銹技術等方面的研究工作，拓展菱鎂制品的應用范圍，為我國菱鎂事業的發展作出新的貢獻。