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高性能玻镁外墙挂板的耐久性与使用寿命评价(下)
作者:admin 日期:2012年02月16日 来源:本站原创 浏览:

核心提示:  (2)冻融样品的微观形态分析 图12是配比M冻融样品的SEM形貌照片。其中,图12a为M浸水样晶基体全貌;图12b-d为荩体照片,从图中可以看出基体为杆棒状)·1·8晶体和片状晶体交互连生。图12e-f为样品内某气

 

(2)冻融样品的微观形态分析

图12是配比M冻融样品的SEM形貌照片。其中,图12a为M浸水样晶基体全貌;图12b-d为荩体照片,从图中可以看出基体为杆棒状)·1·8晶体和片状晶体交互连生。图12e-f为样品内某气孔照片,气孔内晶体以片状晶体为主.针棒状晶体在片状晶体间交错生长。冻融样晶的5·1·8针棒状和片状结晶形态交替生长,片状晶体大面积存在,该片状晶体为5·1·8分解产物Mg(OH)2

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图12 M冻融样品的SEM形貌照片

图13是配比MSGP1冻融洋品的SEM形貌照片。样品中同样存在大量气孔,基体仍以凝胶相为基体骨架,5·1·8凝胶和Mg(OH)2等胶凝相互连生,凝胶表面有5·1·8微晶体生长,如图13b、图13d。针杆状5·1·8晶体只在基体的气孔、孔洞及缝隙中生长,长度10μm左右,长径比15~20,发育良好,如图13c和图13f。与自然、浸水状态相比,针杆状5·1·8 仍稳定存在,无明显变化。与湿度相同的浸水状态相比,抗弯强度相差仅5%左右,这与微现结构的稳定性息息相关。

高性能玻镁外墙挂板的耐久性与使用寿命评价(下)
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图13 MSGPl冻融样品的SEM照片

综上所述,在冻融条件下,掺加复合抗水外加剂和矿物掺合料的MSGPl样品中5·1.8稳定性优于基准配比M,与XRD分析结果相吻合。

5.3喷淋一热辐射样品的微观物相组成与微观形态

(1)喷淋一热辐射样品的微观物相组成分析

图14是M和MSGPl自然、喷淋一辐射样品的XRD图。表11为M和MSGP1的自然和喷淋一辐射XRD分析结果汇总表。可看出两种条件下,5·l·8均是M和MSGPl的主要物相。

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图14 M和MSGPl自然、喷淋一辐射样品的XRD图

喷淋一热辐射试验前后,M样品的Mg(OH)2的特征峰(0.2392nm,0.4772nm,0.1 572nm)明显变强,Mg(OH)2量增大;而MSGPl样品代表Mg(OH)2的特征峰没有明显的变化。M喷淋一辐射样品的物相组成和浸水样品基本相同。说明在与水接触的环境下,未掺外加剂的M浸水后主要水化产物5·1·8相部分发生了分解。而MSGP1由于掺入了抗水剂的原因,水化产物5·1·8相基本保持稳定,不易发生分解,Mg(OH)2的含量变化就不明显。

表11为M和MSGP1的自然和喷淋一辐射XRD分析结果汇总表

配比 试验条件 SiO2 MgCO3 Mg3Si4O10(OH)2 CaCO3 MgO 5·1·8 Mg (OH)2 4·1·4 1·1·2·6
M 自然 + ++ * * + +++ + * *
M 喷淋-辐射 + ++ * * * +++ ++ *  
MSGP1 自然 + ++ - * + +++ +    
MSGP1 喷淋-辐射 + ++ - * * +++ +    

说明:+++表示很多,++表示较多,+表示较少,*表示微量,-表示不存在。

(2)喷淋一热辐射样品的微观形态分析

SEM观察了两种配比喷淋一热辐射样品的微观结构形貌。M喷淋一热辐射样品SEM照片见图15。

图15a给出了样品基体全貌。从图15b中可以看出基体以5·1·8晶体相为主。样品在水喷淋作用下,有排列较为规律的水滴状孔存在,如图15c-f,且孔内有少量未分解的5·1·8针棒状晶体存在。在水的冲力作用下,结构变得较疏松(如图15j),局部有水冲蚀形成的不规则的孔,如图15g-i。图15h中凹处为5·1·8针棒状晶体,图15i孔内为凝胶块。图17k中为样品内的毛细孔,孔内为5·l·8针棒状和片状Mg(OH)2晶体。喷淋一热辐射条件下试件的抗弯强度略低于浸水条件,而M、MSGPl的喷淋一热辐射样品和浸水样品的物相组成基本相同。两者的共同之处是都与水接触了一定时间,不同之处是喷淋一辐射样品的水对试件的冲蚀。水的冲蚀造成试件微观结构的疏松,是抗弯强度降低的主要原因。且还有热辐射加快试件的干湿循环,对喷淋-热辐射试件的抗弯性能亦起负效应作用。

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图15  M喷淋一热辐射样品的SEM照片

16为MSGP1的喷淋-热辐射样品的SEM照片。图16a为基体全貌。MSGPl主要以凝胶相为主,如图16b、图16c和图16c。针棒状晶体仅在缝隙或孔洞中出现,如图16d和图16f。从图16e中可以看出样品内部有很多毛细孔,在放大图16f中。孔内晶体和凝胶仍然稳定存在。

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图16 MSGP1的喷淋-热辐射样品的SEM照片

5.4热水加速老化试验样品的微观物相组成与微观形态

(1)热水加速老化实验样出的微观物相组成分析

图17是自然条件和热水加速老化试验条件下M和MSGP1试样的XRD分析图。由图可见,M试样在自然干燥状态下,主要物相包含大量的5.1.8,少量的MgC03和Mg(OH)2,微量的4.1.4、MgO和SiO2。其中MgCO3,MgO和SiO2来自于轻烧氧化镁粉。M试样老化2.5d后,Mg(OH)2量显示增加,5.1.8量显著蒋减少,Mg(OH)2成为主要物相。前期研究表明.5.1·8为氯氧镁水泥主要水化产物。受水易分解生成Mg(OH)2,可见,M试样的水化产物5.l.8已经分解.从而造成基体性能下降。

对于MSGP1试样,即使经过SIC老化5d和12d,其XRD图谱都显示5.1.8仍为主要物相Mg(OH)。含量没有明显的变化,因此,MSGP1试样即使经过80℃的SIC跌验2.5~12d,其弯曲荷载-挠度曲线几乎相同,这与其5.1.8性的稳定存在完全是对应的。

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图17自然条件和热水加速老化试验条件下不同试样的XRD分析图

(2)热水加速老化实验样品的微观形态分析

GRC材料的耐久性除了和基体有着不可分割的关系外,与玻璃纤维的被腐蚀程度也有着紧密的联系。是80℃12d时M和MSGPl试样中玻璃纤维的SEM照片,由图可见,M试样经过80℃12d的SIC试验之后,维与氯氧镁水泥基体的界面结构酥松,大部分玻璃纤维的表面附着有Mg(OH),产物,部分纤维表面被蚀,出现了玻璃纤维的SI—O骨架(如图18b),水化产物5·1·8的分解和玻璃纤维的局部腐蚀是导致GRMC耐久性下降的重要原因。

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18 80℃12d时玻璃纤维的SEM照片

MSGP1试样在80 c12d的SIC条件下,其基体主要物相仍为5·l·8,因而SEM观察表明玻璃纤维表面光滑,没有如何腐蚀迹象.因为玻璃纤维在5·1·8环境下不会被腐蚀。

五、结论

(1)高性能玻镁外墙挂板具有优良的抗碳化能力、抗冻融破坏能力、抗喷淋~热辐射循环破坏能力和水加速老化能力。

(2)普通玻镁板在户外自然环境条件下的使用寿命,在中国的京津地区不超过2a,在中国的东北和西冷地区不超过4a。

(3)高性能玻镁外墙挂板在户外自然环境条件下的使用寿命,在中国的京津地区超过25a,在中国的东西北寒冷地区超过66a。因此,在与中国东北、西北类似环境气候条件的其他国家和地区的使用寿命,均满足50a的使用寿命要求。

(4)玻镁外墙挂板的水化产物物相组成和微观结构的稳定性是决定其耐久性的关键因素。高性能玻镁挂板的主要水化产物5·l·8稳定性好,玻璃纤维不被腐蚀。

参考文献

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[9]崔艳玲.GRC的耐久性及其机理研究[D].中国建筑材料科学研究总院.2007.

[10] 刘倩倩.余红发.玻璃纤维增强氯氧镁水泥的耐久性及其性能退化机理[J].硅酸盐通报,2010,29(4):908—913

基金项目:中国科学院“百人计划”项目资助.

作者简介:余红发(1964~)。男,博士,教授,创新研究员士生导师.E-mail:yuhongfa@nuaa.edu.cn

 
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