

集成化房屋(如活动板房、箱式房)中使用的菱镁改性剂,其目标是解决菱镁胶凝材料(主要成分是轻烧氧化镁 MgO 和氯化镁 MgCl₂)固有的三大缺陷:返卤(吸潮出水)、泛霜(表面析出白色盐霜)、变形翘曲。为了实现这些目标,改性剂通常由多种功能不同的原料复配而成,主要包括以下几类:
1. 磷酸盐类:
* 代表原料: 磷酸(H₃PO₄)、磷酸二氢钠(NaH₂PO₄)、磷酸三钠(Na₃PO₄)、六偏磷酸钠((NaPO₃)₆)、聚磷酸盐等。
* 作用机理: 磷酸根离子(PO₄³⁻)能与菱镁材料体系中游离的 Mg²⁺ 形成难溶性的磷酸镁盐(如 Mg₃(PO₄)₂、MgHPO₄·3H₂O),也能与体系中过量的 Cl⁻ 反应形成磷酸氯镁复盐。这有效降低了体系中游离 Mg²⁺ 和 Cl⁻ 的浓度,是抑制返卤和泛霜的关键改性剂之一。同时,形成的磷酸盐增强了基体的密实度和强度。
2. 有机酸及其盐类:
* 代表原料: 柠檬酸(C₆H₈O₇)、草酸(H₂C₂O₄)、酒石酸、葡萄糖酸及其钠盐/钾盐、等。
* 作用机理: 有机酸根能与 Mg²⁺ 形成稳定的络合物或难溶盐,同样起到降低游离 Mg²⁺ 浓度、固定 Cl⁻ 的作用。部分有机酸(如柠檬酸)还具有缓凝效果,能改善操作性能。它们也是抗返卤泛霜的重要组分。
3. 水溶性高分子聚合物:
* 代表原料: 聚酰胺(PAM)、聚乙烯醇(PVA)、羟丙基纤维素(HPMC)、可再分散乳胶粉(如酯-乙烯共聚胶粉 VAE/EVA)、聚酯乳液等。
* 作用机理: 这类物质能显著改善浆体的和易性、保水性,减少泌水。更重要的是,它们能在硬化体中形成柔韧的聚合物网络,填充孔隙、桥接微裂纹,大幅提高制品的韧性、抗冲击性、抗裂性和密实度,从而减少变形、提高抗渗性、辅助抑制返卤泛霜。PVA/HPMC 还能提高表面光洁度。
4. 硅酸盐类:
* 代表原料: 水玻璃(硅酸钠 Na₂O·nSiO₂)、硅溶胶(SiO₂胶体溶液)、偏高岭土(活性 Al₂O₃·2SiO₂)。
* 作用机理: 硅酸盐引入活性 SiO₂ 和 Al₂O₃,能与菱镁水化产物 Mg(OH)₂ 反应生成类似水化硅酸镁(M-S-H)凝胶或类沸石相。这能提高后期强度、改善体积稳定性(减少变形)、增加耐水性、填充孔隙(减少返卤通道)。水玻璃还能提供一定的早果。
5. 矿物掺合料(活性或惰性填料):
* 代表原料:
* 活性: 粉煤灰、矿渣微粉、硅灰(活性 SiO₂ 极高)。
* 惰性/微活性: 磨细石英粉、滑石粉、石灰石粉、膨润土。
* 作用机理: 主要起物理填充作用,密实结构,堵塞毛细孔道,减少水分和盐分迁移的路径,对抑制返卤泛霜有辅助作用。活性掺合料(尤其硅灰)还能发生火山灰反应,生成更多胶凝物质,提高强度和耐久性。掺合料还能降低成本、改善体积稳定性(减少变形)。
6. 缓凝剂/调凝剂:
* 代表原料: 葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、硼酸/硼砂、某些磷酸盐。
* 作用机理: 延缓菱镁水泥的凝结硬化速度,提供足够的操作时间,便于浇注、抹平和复杂构件成型,避免因操作来不及导致的缺陷。
7. 表面活性剂(减水剂/引气剂):
* 代表原料: 木质素磺酸盐、萘系减水剂、聚羧酸减水剂(需选择相容性好的)、引气剂(如十二烷基硫酸钠)。
* 作用机理: 降低水表面张力,改善浆体对骨料和纤维的润湿性,减少用水量或提高流动性,从而增加密实度、强度,并有助于减少孔隙率(间接抑制返卤)。引气剂引入微小气泡可改善抗冻性(北方应用需考虑)和施工和易性。
8. 惰性填料:
* 代表原料: 重质碳酸钙(双飞粉)、石英砂(细砂)。
* 作用机理: 主要作用是降低成本、调整稠度、增加体积、改善施工性,对性能影响相对较小,但大量使用需注意对强度的影响。
总结:
现代的菱镁改性剂是单一成分,而是根据目标性能(强力抗返卤、高韧性、低变形、低成本等)和具体应用(墙体板、屋面板、梁柱等),将上述几类原料中的多种进行科学复配。例如,磷酸盐/有机酸+高分子聚合物+活性矿物掺合料(如硅灰)的组合非常常见,它们协同作用,从化学结合、物理填充、增韧密实等多方面综合改善菱镁材料的性能,使其满足集成化房屋对构件强度、尺寸稳定性、耐久性和外观的严格要求。配方的具体比例和原料选择是各厂家的技术秘密。
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