認(rèn)識(shí)無(wú)機(jī)玻璃鋼

玻璃鋼是我們防腐人員最為熟悉的一種耐蝕材料，即FRP是Fiber Reinforced  Polymer的縮寫，中文名稱為：纖維增強(qiáng)復(fù)合材料；但是以有機(jī)樹脂玻璃鋼居多，如環(huán)氧樹脂玻璃鋼、乙烯基樹脂玻璃鋼、不飽和樹脂玻璃鋼、呋喃樹脂玻璃鋼、酚醛樹脂玻璃鋼等等；而無(wú)機(jī)玻璃鋼接觸的比較少。其實(shí)，無(wú)機(jī)玻璃鋼是一種以玻璃纖維來(lái)增強(qiáng)氯氧鎂水泥而制得的無(wú)機(jī)復(fù)合材料。氯氧鎂水泥由法國(guó)人索瑞爾（Sorel）于1867年發(fā)明，所以又稱為索瑞爾水泥，國(guó)內(nèi)氯氧鎂水泥通常也被稱為菱鎂水泥。

菱鎂水泥是用菱苦土（主要成分為氧化鎂）與氯化鎂水溶液混合制成的水泥。理論和實(shí)踐證明，菱鎂產(chǎn)品是輕燒氧化鎂和氯化鎂及水按照科學(xué)配比組合反應(yīng)后生成的一種膠凝材料，即5.1.8相（5MgO.MgCl2.8H2O），是菱鎂材料的穩(wěn)定相，是膠凝硬化體材料產(chǎn)生的貢獻(xiàn)相。其具有以下一些特點(diǎn)：
1.具有突出的防火性能，屬于不燃材料，熔點(diǎn)為2270℃，耐火極限可達(dá)1-4h。
2.抗壓強(qiáng)度大，在相同密度下，強(qiáng)度是普通硅酸鹽水泥制品的2-5倍。
3.耐磨性好，在相同密度下，耐磨性高出普通硅酸鹽水泥的3倍。
4.抗彎強(qiáng)度高，密度為1.8g/㎝3的壁板經(jīng)過(guò)多層玻纖布增強(qiáng)抗彎強(qiáng)度為67MPa，而同類的水泥板約為17MPa。
5.粘結(jié)力大，PH值低，其粘結(jié)力高于硅酸鹽水泥2倍，可以與木粉及塑料泡沫材料粘結(jié)，低PH值也可以采用中堿玻纖布增強(qiáng)，而硅酸鹽水泥必須使用耐堿玻纖布增強(qiáng)，成本較高。
6.常溫固化，無(wú)需加溫措施（10℃以上）就可以干燥硬化。
7.環(huán)保無(wú)毒，不含石棉，甲醛，揮發(fā)性污染物及放射性物質(zhì)，生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)“三廢”排放。
8.重量輕，密度1.8g/㎝3，是硅酸鹽水泥的1/2，利于生產(chǎn)輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。
9.成形方便，可以制作中高檔產(chǎn)品。
10.耐酸堿及大氣腐蝕，隔熱保溫，可以長(zhǎng)期在200-350℃環(huán)境下使用，而且價(jià)格便宜使用壽命長(zhǎng)。

我們國(guó)家菱鎂制品，已經(jīng)有60年的發(fā)展歷史，至今為止隨著工業(yè)化生產(chǎn)的需要，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，特別是氯氧鎂水泥無(wú)機(jī)玻璃鋼產(chǎn)品可以說(shuō)涵蓋了工業(yè)民用的方方面面，應(yīng)用非常廣泛，重點(diǎn)表現(xiàn)為：
1.建筑領(lǐng)域。制作通風(fēng)管道，制作水箱，檐口腰線，裝飾墻板，加氣輕質(zhì)墻板等。
2.化工領(lǐng)域。制作設(shè)備外殼和管道，儲(chǔ)存腐蝕性液體的儲(chǔ)罐。
3.環(huán)保領(lǐng)域。制作污水管道，污水處理設(shè)備的零部件及廢氣處理設(shè)備。
4.農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。制作溫室大棚骨架，建造沼氣池池體等。
5.電力領(lǐng)域。制作電線桿，標(biāo)志樁等電力設(shè)施。
6.交通領(lǐng)域。制作車輛外殼和內(nèi)飾件，減輕車輛重量。
7.工業(yè)領(lǐng)域。機(jī)器設(shè)備的防護(hù)外殼，鼓風(fēng)機(jī)外殼，排煙道等。

目前，氯氧鎂增強(qiáng)水泥無(wú)機(jī)玻璃鋼從最初單一的包裝箱，農(nóng)業(yè)大棚架產(chǎn)品發(fā)展到現(xiàn)在的100多個(gè)品種，其中最具代表性和廣泛性的產(chǎn)品就是防火板及工業(yè)風(fēng)管。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)生產(chǎn)菱鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼防火板企業(yè)近1600多家，2013年產(chǎn)量達(dá)到6億㎡左右；通風(fēng)管道生產(chǎn)企業(yè)100多家，年產(chǎn)量2000多萬(wàn)㎡，而每年新增中央空調(diào)風(fēng)管約1億㎡，菱鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼風(fēng)管占到了20%的量。

菱鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼防火板不但具有優(yōu)秀的防火性能（屬于不燃材料）；而且是減排降碳的不可多得的木材替代品。如果按照每立方菱鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼防火板（333㎡/m³，3㎜厚）替代同規(guī)格的木材膠合板計(jì)算，可以節(jié)約木材10m³。菱鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼通風(fēng)管道（機(jī)制）比鐵皮風(fēng)管重量輕50%，減小建筑物荷載，另外，菱鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼風(fēng)管綜合造價(jià)（含安裝）約為100-120元/㎡，而鐵皮風(fēng)管綜合造價(jià)（含安裝）約為120-160元/㎡，可以節(jié)約造價(jià)20-40元/㎡，即使按照替換新增7000萬(wàn)㎡鐵皮風(fēng)管的一半量計(jì)算，可以節(jié)約工程造價(jià)70-140億元/年，是一筆巨大的經(jīng)濟(jì)收益，鐵皮風(fēng)管潮濕環(huán)境下耐蝕壽命只有7年，普通環(huán)境下15年，平均壽命12年，而菱鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼風(fēng)管使用壽命長(zhǎng)，耐腐蝕，基本使用年限都在20年以上。另外，菱鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼風(fēng)管具有很高的環(huán)保價(jià)值（如減少鐵皮使用量），每㎡風(fēng)管還可以消耗粉煤灰填充料2Kg左右，如果按照年生產(chǎn)1億㎡菱鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼風(fēng)管計(jì)算，則可以消化掉粉煤灰15萬(wàn)噸，這對(duì)于處理粉煤灰廢渣“固廢”具有重要的意義。菱鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼風(fēng)管的制作方法最初和手糊環(huán)氧玻璃鋼相似，即在預(yù)先制作好的模具上面纏繞或者鋪貼玻璃纖維布，再用糊狀氯氧鎂漿料（菱鎂水泥）涂抹在玻璃纖維布上面，至規(guī)定的厚度，干燥養(yǎng)護(hù)成型后脫模。常見無(wú)機(jī)玻璃鋼施工方法如下：
1.氯氧鎂水泥漿（糊狀物）配制。主要原材料有氧化鎂，氯化鎂，硫酸鎂，脲醛粘結(jié)劑，UP樹脂，H劑，自來(lái)水等。配制時(shí)將氯化鎂加水制成波美度26-28的水溶液，稱取氧化鎂100Kg加入攪拌器內(nèi)，再稱取33Kg氯化鎂溶液加入攪拌器內(nèi)，再稱取22Kg硫酸鎂加水制成的飽和溶液加入攪拌器內(nèi)。啟動(dòng)攪拌器攪拌3分鐘左右，加入脲醛樹脂4Kg，繼續(xù)攪拌，加入U(xiǎn)P樹脂5Kg， 加入固化劑H適量，攪拌至糊狀物。（不同的應(yīng)用場(chǎng)景及生產(chǎn)企業(yè)具有不同的配制方法，特別是對(duì)于改善氯氧鎂水泥漿各種性能的添加劑都不一樣）。
2.制作無(wú)機(jī)玻璃鋼。無(wú)論是模具還是在平臺(tái)上面，必須保持表面平整光滑，并涂抹脫模劑，便于后續(xù)脫模操作。將氯氧鎂水泥漿均勻的涂刷在模具或者平臺(tái)表面，再將裁剪好的玻璃纖維布鋪貼在其上。要求玻纖布平整服帖，料液浸透布眼，排除氣泡和皺褶，搭接寬度不得小于5㎝，上下層玻纖布應(yīng)該錯(cuò)開距離30㎝以上。按照同樣的施工步驟，重復(fù)鋪貼至所需的氯氧鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼厚度。
3.脫模及固化。手糊成型后的氯氧鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼在適宜的溫度和條件下固化，隨著溫度的不同，固化時(shí)間不一樣，通常需要一定的時(shí)間，其最佳溫度在25-40℃。夏天溫度高，要及時(shí)脫模，無(wú)堆積散開放置十幾個(gè)小時(shí)，利于產(chǎn)品散熱，保證固化質(zhì)量。冬季溫度低，達(dá)不到20℃以上的溫度條件，因此產(chǎn)品初凝及固化時(shí)間比較長(zhǎng)，為改善這一缺陷可以在配方中加入一些早強(qiáng)劑或者促凝劑，最有效的方法還是提高環(huán)境溫度。
4.脫模后的氯氧鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼后期處理。脫模后的氯氧鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼是一種毛坯產(chǎn)品，還需要進(jìn)行“修理整形”，如修補(bǔ)、打磨、修整、切割、噴漆等后期處理，以滿足各種應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

氯氧鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼施工過(guò)程中必須嚴(yán)格控制材料的配比，攪拌時(shí)必須充分?jǐn)嚢璨⒕鶆颍苊饨Y(jié)塊成團(tuán)現(xiàn)象。配制材料時(shí)，要按照添加次序進(jìn)行，不能一次性混合攪拌。固化和養(yǎng)護(hù)的溫度及時(shí)間要控制好，特別是脫模時(shí)間根據(jù)實(shí)際干燥時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)決定，確保氯氧鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼制品的質(zhì)量和性能，施工時(shí)注意安全防護(hù)，避免化學(xué)物質(zhì)對(duì)身體產(chǎn)生的傷害。當(dāng)然，隨著氯氧鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，人工手糊工藝已經(jīng)不能滿足市場(chǎng)需求，取而代之的是現(xiàn)代化的機(jī)械化生產(chǎn)，如浙江天仁風(fēng)管有限公司、泉州永祥玻璃鋼公司全部實(shí)現(xiàn)機(jī)制風(fēng)管生產(chǎn)線機(jī)械化，國(guó)內(nèi)以氯氧鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼風(fēng)管、防火板興旺一時(shí)的生產(chǎn)基地如河北、山東也逐漸由手工向機(jī)械化轉(zhuǎn)型。其他以氯氧鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼板制品為基地的代表性地區(qū)如浙江永康、廣東東莞等兩地上千家企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)，部分企業(yè)已經(jīng)向智能化方向發(fā)展。另外，隨著氯氧鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼產(chǎn)品新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用，經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷如返鹵、開裂、變形、軟化系數(shù)低等逐漸得到控制或者解決，可以說(shuō)我們國(guó)家氯氧鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼產(chǎn)品由粗放型正在快速的向技術(shù)型高質(zhì)量高科技邁進(jìn)。其不燃性、可塑性、工藝簡(jiǎn)單、環(huán)保低成本、原料資源豐富等諸多優(yōu)異特點(diǎn)，使得大量的氯氧鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼制品走向國(guó)外。

我國(guó)菱鎂礦資源豐富，居世界第一，主要產(chǎn)地遼寧（大石橋市被稱為中國(guó)鎂都）、山東。我國(guó)的氯化鎂儲(chǔ)量也是相當(dāng)豐富，主要產(chǎn)地青海鹽湖及沿海各個(gè)制鹽廠的副產(chǎn)品。因此我國(guó)發(fā)展氯氧鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼復(fù)合材料產(chǎn)品具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，以菱鎂復(fù)合材料生產(chǎn)的大型仿彩鋼瓦具有節(jié)能環(huán)保、強(qiáng)度高、韌性好、隔熱保溫、不燃防火、耐酸堿防大氣腐蝕、施工簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，是有機(jī)樹脂瓦、鍍鋅鐵皮瓦、彩鋼瓦、石棉瓦及普通硅酸鹽水泥瓦最佳的替代產(chǎn)品，使用壽命20年以上。如果氯氧鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼仿彩鋼瓦得到大范圍推廣應(yīng)用，那么最近防腐界比較火的彩鋼瓦翻新工藝將會(huì)一去不復(fù)返。因此，無(wú)論是氯氧鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼風(fēng)管還是氯氧鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼防火板、其它產(chǎn)品或者是氯氧鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼仿彩鋼瓦菱鎂產(chǎn)品都是非常有前景的產(chǎn)業(yè)并且擁有廣闊的市場(chǎng)空間。

筆者認(rèn)為，我國(guó)的菱鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼產(chǎn)品原材料資源豐富，應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模大，為氯氧鎂無(wú)機(jī)玻璃鋼步入規(guī)范化、品質(zhì)化和個(gè)性化打下了良好的基礎(chǔ)，傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)玻璃鋼將會(huì)再次出現(xiàn)新的發(fā)展熱潮，也為我們當(dāng)下防腐界產(chǎn)品供大于求的內(nèi)卷市場(chǎng)帶來(lái)一些信心和力量，筆者建議防腐人應(yīng)該多關(guān)注一些無(wú)機(jī)產(chǎn)品，特別是對(duì)無(wú)機(jī)玻璃鋼的了解和認(rèn)識(shí)。