机械生产菱镁波瓦渗水原因分析及解决措施

朱玉杰 朱燕凤 刘蓉梅 朱效兵 朱效甲 朱效涛 刘念杰

[摘要] 本文重点论述了以下几项技术问题：1.机械生产菱镁波瓦渗水的主要原因是瓦体本身存在许多渗水通道，从而导致了波瓦的渗漏。2.要解决波瓦渗水问题，在生产工艺设备上要增加振动和抿压措施，使瓦体内部形成多层密实层，从而阻断渗水通道。3.加强技术控制，控制好各项工艺参数，是解决波瓦渗水必不可少的措施。

[关键词] 渗水通道；毛细管；缝隙；连通孔；振动器；憎水剂

[中图分类号]TU522.2；TU528.042 [文献标志码] A[文章编号] 1003-1324（2012）-04-0077-03

中国的砖瓦历史悠久，众所周知的是秦砖汉瓦，最早比较普及的瓦是小青瓦，高档的是宫廷庙宇的彩色硫璃瓦。随着中国工业的发展，近代出现了粘土红瓦，使用比较普遍。但上述各种波瓦皆存在一个共同的缺陷，那就是瓦的幅面小，重量大。为了满足建筑业的发展要求，随后又出现了大幅面的石棉水泥波形瓦，发展很快，使用比较普遍。但后来发现石棉波瓦中的石棉纤维是一种致癌物质，对人体有害，于是全世界禁止生产和使用该类产品。在这种情况下，半手工半机械菱镁波瓦应运而生，遍布全国各地。但由于这种波瓦的生产条件较原始落后，随后被机械化的菱镁波瓦代替，并迅速发展，在中国遍布大江南北，但这种产品出现的新的技术问题之一是渗水严重，不仅阻碍其发展更不能满足其使用要求。所以解决这一问题，及时指导机械化菱镁波瓦产业的顺利发展是当务之急。

为了解决菱镁波瓦渗水这一技术难题，近几年我们进行了大量的调查，并探索解决这一技术难题的措施，经过努力终于取得了满意效果，现在这项技术已在全国许多菱镁波瓦厂付诸实施。

1造成机械生产菱镁波瓦渗水的原因

造成机械生产菱镁波瓦渗水的主要原因是：瓦体本身存在着许许多多的毛细孔、孔隙、孔洞，使瓦体本身变得疏松，形成了很多的渗水通道（如图1所示），水由波瓦的上表面通过这些渗水通道渗漏到波瓦的下表面，从而造成了波瓦的渗漏。要想解决这一技术难题就必须采取综合措施，阻断这些渗水通道，从而消除波瓦渗水这一弊病。

2解决菱镁波瓦渗水的措施

2.1菱镁波瓦生产时使瓦内部形成密实层，以阻断渗水通道

半手工半机械化菱镁波瓦的成型工艺，是人工将胶结料平摊在玻璃丝布上，然后用泥板反复抿压压实，并重复操作。经层层抿压压实后的胶结料与玻璃丝布中的毛细孔、孔隙、孔洞、气泡、连通孔或被挤出或被阻断，料坯的层与层之间形成了一层层的密实层，如图2中所示，上层渗漏水被下层密实层截断，每一层密实层都是阻断上层水渗漏的屏障，水由第一层渗漏被第二层密实层截断，经第二层渗漏时又被第三层密实层截断，依此类推，水分被层层截断后最终无法形成渗漏。

机械化生产菱镁波瓦实现不了上述工艺过程，因为它的成型过程没有抿压压实的工序，瓦体内部是一个疏松的均质层结构，也就如图1所示，疏松的均质层内部呈现的是大量连通孔结构。由于没有采取抿压措施，瓦坯中存在着许多大小不等的气泡无法排出，由于大量气泡聚集在一起，最后在制品中形成大量连通孔，这些连通孔就是渗水通道，水分可以通过这些渗水通道很快渗透到波瓦底部形成渗漏。

解决这一技术难题的措施是：首先在波瓦成型机上安装振动器及能抿压的软性刮板。经过振动和抿压后的料浆，层与层之间就会形成一层一层的密实层，从结构上切断渗水的通道，防止波瓦渗漏。

2.2在料浆中掺加密实剂，增加胶结料的密实性，以消除渗水通道

我所研制的密实剂C3，是一种复合型改性剂，它可以消除胶结料中的气泡，还可以在胶结料硬化过程中，将胶结料中的孔隙填充和堵塞，切断毛细管道的连通，使混凝土内部的孔隙率减少，密实度和抗渗性提高，消除了波瓦的渗水弊病。

2.3严把原材料质量关，控制好生产工艺参数

菱镁制品的主体材料是氧化镁和氯化镁。氧化镁质量的判定主要从四个方面：①总氧化镁含量；②活性氧化镁含量；③烧失量；④细度。尤其活性氧化镁的含量对菱镁波瓦的质量影响甚大。我们对国内几家比较大的轻烧氧化镁生产厂进行了抽样检测，并采用同样的配方各生产了一批波瓦，对波瓦进行了不透水性（渗水）试验，其结果列于表1。

轻烧氧化镁活性含量是指氧化镁中参加化学反应的有效氧化镁含量，象征着轻烧氧化镁的水化反应能力，决定氯氧镁制品的强度和性能。在一定范围内，氧化镁中活性成分越高，水化硬化反应就越充分，硬化产物就越多，胶结料就越密实，强度发挥就越高，抗渗性也就越好。

如表中3#所示，活性含量为65%，氧化镁中参加化学反应的有效氧化镁含量高，在经水化硬化反应后，生成了针状硬化结晶体氯镁复盐，氯镁复盐是菱镁制品强度的来源。水化硬化反应越充分结晶体产生的也就越多，晶体与晶体之间相互穿插排列又相互胶结，最后变成了一个密实而又坚硬的板状体，从而波瓦渗水的可能性也就很小。相反，如表中1#所示，活性含量仅为55%的轻烧氧化镁粉，氧化镁粉中参加化学反应的有效成份较少，水化硬化反应进行的不充分，结晶体产生的较少，晶体与晶体之间相互穿插不密实，有大量游离物和孔隙存在，这样的产品质量隐患非常大，无法抵抗水分的渗漏，导致波瓦渗水严重。

2.4生产中加强波瓦养护是解决渗水问题的有力措施保证硬化过程充分

菱镁制品的硬化过程是一个化学反应过程，这个过程进行的越充分，产品质量就越好。而正确充分的养护，正是为菱镁制品充分进行化学反应提供了有利条件。如果制品养护不当或养护不充分，制品内部产生的硬化产物少，制品内部结构疏松，渗水通道多，就必然造成波瓦渗水。

正确的养护过程分四个阶段：①静停阶段；②升温阶段；③恒温阶段；④降温阶段。升温就是将静停过的瓦坯在外部介质温度促使下逐渐产生硬化反应而自身发热，或给于一定条件后激发自身升温至最高温度。恒温是指养护室内瓦坯在给定的最高温度下恒定一段时间，是瓦坯发生硬化反应和强度增长的主要阶段，制品经历这个过程后，化学反应进行的比较彻底。降温阶段是瓦坯经过硬化反应激烈期完成后，波瓦坯体缓慢的降至常温。经历了这四个阶段养护的波瓦质量稳定，内部晶体生长好，结构致密，渗水通路少甚至没有，使波瓦耐水性提高，抗渗性增强，从而减少了波瓦渗漏的可能性。

2.5波瓦生产中严格控制料浆稠度，尽量减小水灰比，是解决波瓦渗水问题的有力措施

在一定范围内，水灰比越小波瓦内部结构就越致密，强度就越高，内在质量也越好，抗渗水能力也就越好。但料浆变稠，流动性就变差，对生产操作要求就更严格，有些生产厂为了追求产量疏忽了产品质量，将料浆的水灰比增大，从而导致了波瓦的渗水。

由表2看出，料浆越稀波瓦就越容易渗水，因为部分水分参加水化反应形成结晶体后，其佘自由水会逐渐被蒸发，使制品留下大量毛细孔、缝隙、孔洞等，成为渗水通道，水分就会很容易穿透制品而形成渗漏。还应指出，未蒸发前水分是以水溶液的形式存在着，氯化镁在水中的溶解度很大，当制品中的自由水蒸发到空气介质中，而所溶解的氯化镁就会在靠近制品表面的毛细孔、缝隙、孔洞中以及制品表面上结晶下来，一旦遇到潮湿的空气，这些结晶的氯化镁又会吸收空气中的水分凝结于制品表面，使表面由初期变潮湿进而结水珠，造成波瓦表面吸潮返卤。

由表3看出，当稠度由58mm调至24mm时，1d抗折强度增长率为75% ，抗压强度增长率为75%，3d抗折强度增长率为21%，3d抗压强度增长率为23%。当稠度由65mm调至18mm时，3d抗折强度增长率为56%，抗压强度增长率为94%。由试验结果得出，过高的水灰比不仅严重影响菱镁波瓦的抗渗水性，也同样敏感的影响着产品的强度和性能。

2.6要解决波瓦的渗水，必须选择合理的填充材料

在菱镁制品中，填充材料起到增加体积稳定性和降低成本的作用，在波瓦生产中加入适量填充材料可以明显的改善波瓦的变形并防止裂纹。大部分填充材料都属于隋性填充材料，如碳酸钙粉、锯粉、稻壳等，但也有少数填充材料中含有活性成分，它们参与硬化反应并生成新的硬化产物，如粉煤灰、红抗水粉等。我们将不同的填充材料掺加到波瓦中，观察对制品渗水的影响。试验结果见表4。

从表4的试验结果可以看出，在菱镁波瓦中掺入适量的红抗水粉和碳酸钙粉波瓦不出现渗水，但掺入粉煤灰渗水非常明显。粉煤灰在微观和亚微观中观察，它是一种海绵体，其颗粒多呈球形，孔隙率为55～75%，结构疏松，吸水量大，其本身就是渗水通道，因此在波瓦生产中能否加入粉煤灰，应认真试验谨慎使用。

2.7加入适量憎水剂可以解决波瓦的渗水问题

菱镁材料本身是一种亲水性很强的材料，很容易就会被水渗透。在菱镁波瓦生产中加入适量憎水剂，使坯体变成憎水体阻止了水分在材料中的传输，从而解决了菱镁波瓦的渗漏问题。本所研究开发的18#憎水剂，适量加入后使瓦坯由亲水体变成憎水体，因此波瓦不再渗水。

3结语

（1）机械生产菱镁波瓦易渗水已成为目前困扰该产品生产和应用的技术难题，造成原因则是由于瓦体本身存在着许多的渗水通道。

（2）要杜绝波瓦的渗水问题必须消除瓦体内的渗水通道，为此生产工艺上要增加振动措施及料浆的抿压措施，使瓦坯内部变密实，并形成多层密实层，从而阻断渗水通道。

（3）生产中加强技术控制，稳定生产配方，控制好各项工艺参数，是解决菱镁波瓦渗水问题的关键。