國務院在墻體材料“十五’規(guī)劃中指出：“必須大力研究開發(fā)具有高效、節(jié)能、節(jié)土、利廢、環(huán)保的輕質(zhì)、高強、保溫、隔熱、防火型新型復合墻體材料”。發(fā)展技術先進的優(yōu)質(zhì)墻體材料能顯著提高房屋建筑功能，實現(xiàn)建筑節(jié)能；同時還能最大幅度地提高工廠的自動化和機械化水平，提高生產(chǎn)效率，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，從而提高綜合經(jīng)濟效益。中國菱鎂行業(yè)協(xié)會在中菱鎂協(xié)字2006年第28號文《菱鎂產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整指導目錄》中，將“優(yōu)質(zhì)環(huán)保節(jié)能新型菱鎂裝飾（防火）板，裝飾工藝品，工農(nóng)業(yè)用制品構件和墻體材料及生產(chǎn)中消納工業(yè)、農(nóng)業(yè)廢棄物與資源化的關鍵技術與裝備開發(fā)”列為鼓勵類的產(chǎn)品。加快發(fā)展以煤矸石、粉煤灰、建筑渣土、冶金和化工廢渣等固體廢棄物和農(nóng)作物秸稈粉、鋸末等為原料的新型墻體材料，有利于提高資源綜合利用率、改善環(huán)境、促進循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展。
1、項目研究的技術路線
我們研究開發(fā)的鎂質(zhì)復合保溫建筑墻板成套技術是以鎂、硅等復合膠凝材料為主體，摻入大量的工農(nóng)業(yè)廢棄物，通過高分子聚合物等改性制成的輕質(zhì)高強墻體材料，內(nèi)層合理設置了隔熱、隔聲的無機發(fā)泡型材或其它保溫材料。墻板經(jīng)生產(chǎn)流水線澆注、振動密實、整平、養(yǎng)護，脫模而成，生產(chǎn)自動化程度高，可廣泛應用于辦公、商務、居民樓房的分戶、分室、走廊、廚房的內(nèi)部隔墻。
在該課題的研究中，我們對鎂質(zhì)復合保溫墻板的物理力學性能、大摻量使用粉煤灰、秸稈粉等工農(nóng)業(yè)廢棄物、耐水性和抗返鹵性、保溫隔熱、隔聲性能、調(diào)濕功能、生產(chǎn)成型線和生產(chǎn)工藝等方面進行試驗研究。
經(jīng)過3年多的試驗研究，我們與石家莊聯(lián)創(chuàng)卓越建筑材料有限公司聯(lián)合研制開發(fā)了鎂質(zhì)復合保溫建筑墻板（見圖1）及其機械化生產(chǎn)成型流水線，取得了良好的使用效果。我們又與煙臺、濰坊等地進行了技術合作，得到了用戶的認可。“一種免泡水改性菱鎂輕質(zhì)復合保溫板”于2008年獲得國家專利(ZL 200620011787.2)。這種復合保溫墻板已被列入“山東省新型墻材建筑節(jié)能技術產(chǎn)品應用認定”目錄中。
2、試驗
2.1原材料
(1)輕燒氧化鎂
其化學成分為：Mg0 85.23%，f-Mg0 60.80%，f -Ca01.75%，n.n.n 6.60%，細度：180目篩篩余3.60%，遼寧海城產(chǎn)。
(2)1業(yè)氯化鎂
工業(yè)氯化鎂即水氯鎂石(MgCI2·6Hz0)，化學成分為：MgCI：46.12%，KCI 0.36%，NaC10.52%，CaCI2 0.28%，山東海化集團產(chǎn)。
(3)粉煤灰
電廠Ⅱ級灰，主要成分見表1。
(4)秸稈粉
主要降低制品密度，增加韌性，試驗使用的是通過10目篩的秸稈細粉。
(5)短忉纖維中堿玻璃纖維短切絲，長6～15 mm。
(6)M.Ⅲ改性劑
抗返鹵劑和耐水劑，均為山東省建筑科學研究院研制生產(chǎn)。2.2試驗基本條件
實驗室溫度(20±2)℃，鹵水密度1.22g/m3，MgCI2含量約為23%。
采用4 cmx4 cmx16 cm三聯(lián)模成型，脫模后在標準養(yǎng)護溫度下養(yǎng)護至規(guī)定齡期，然后破型，分別進行抗折、抗壓、耐水性以及吸濕增重、放濕減重試驗。所用儀器主要有WDW-100型電子萬能材料試驗機、HWS-270型恒溫恒濕養(yǎng)護箱等。
3、粉煤灰對菱鎂膠凝材料力學性能的影響
粉煤灰作為摻合料，不僅可以取代部分氧化鎂，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，保護環(huán)境，而且能與氧化鎂性能互補，改善菱鎂制品的一系列性能。粉煤灰己逐漸成為菱鎂膠凝材料中一種重要的無機填充材料。
粉煤灰的顆粒越細，微小玻璃球形顆粒越多，比表面積也越大，粉煤灰活性越高，其中的活性成分越容易和菱鎂膠凝材料中的Mg(OH)2化合。另外，隨著顆粒細度的增加，標準稠度需水量減少，漿體的密實度及強度增大。
3.1粉煤灰對菱鎂膠凝材料強度的影響
粉煤灰摻量對菱鎂膠凝材料抗折、抗壓強度和軟化系數(shù)的影響分別見圖2、圖3、表2。
從圖2、圖3呵以看出，隨著粉煤灰摻量的增加，菱鎂膠凝材料的抗折和抗壓強度呈逐漸卜．降的趨勢，但抗折強度下降的幅度比抗壓強度要小。當粉煤灰摻量在90%以內(nèi)時，抗折強度下降幅度在10%～20%；當粉煤灰灰摻量在60%以內(nèi)時，抗壓強度下降幅度在10%～30%；粉煤灰摻量再增大，抗壓強度下降幅度更人。
從圖2、圖3、表2還可以看出，摻入粉煤灰的試樣與不摻的相比較，浸水后的抗折強度反而提高，抗壓強度也下降很少，說明粉煤灰對菱鎂制品的耐水性有明顯的改善。
3.2粉煤灰對菱鎂膠凝材料體積穩(wěn)定性的影響
為研究粉煤灰對體積穩(wěn)定性的影響，沈威等測定了摻入粉煤灰前后菱鎂水泥的反應熱效應，結果見表3。
表3結果表明，摻入粉煤灰后，菱鎂水泥的反應放熱速率降低，反應加速期到來的時間推遲，早期放熱量降低，這樣，有利于改善制品的體積穩(wěn)定性，減少制品的熱變形。
3.3粉煤灰對菱鎂膠凝材料性能影響的機理分析
粉煤灰顆粒。般為球形或小規(guī)則的蜂窩狀，表面往往有許多的孔洞，所以其表面積較大，由于518結晶相在粉煤灰周圍或表面的附聚，使基體中518相的數(shù)量相對減少，從而降低了菱鎂材料的力學性能。同時，粉煤灰顆粒表面上吸附了溶液中的OH-和CI'等，延緩了基體中518結晶相的成核作用，降低了菱鎂水泥的反應熱，減少了制品的膨脹變形，改善了體積穩(wěn)定性。
粉煤灰在菱鎂水泥中發(fā)揮了火山灰活性的作用。粉煤灰等無機活性填充材料中含有很多活性的Sioz、AlzOy Fe203，受體系中Mg2'、OH-和Cl．等激發(fā)，在體系中反應能夠生成MgS103、Fe (OH)，、Al(OH)，等凝膠和絮凝物，堵塞內(nèi)部毛細通道，不容易被水破壞，使518相更穩(wěn)定，因此，能夠提高制品的耐水性。但考慮到菱鎂水泥漿體堿度較低(pH在8~9)，粉煤灰對耐水性的改善主要是潤滑和微集料的作用，增強固相間的膠結，使菱鎂水泥的微觀構改善，形成框架結構（見圖4），減少水分子侵入的可能性，從而提高耐水性。因此，對耐水性而言，粉煤灰在菱鎂水泥中應以大摻量為好，在保證制品于強度的前提下，粉煤灰摻量越大菱鎂制品的耐水性越好。
4、秸稈粉對菱鎂制品力學性能的影響
4.1秸稈粉對制品強度的影響（見圖5、圖6）
從圖5、圖6可以看出，秸稈粉的加入，使制品的密度降低，抗折強度提高，但使抗壓強度及抗壓耐水性降低。秸稈粉摻量每增加10%，抗折強度提高10%～20%，抗壓強度降低5%～10%。當秸桿粉摻量為30%～40c/c時的抗折強度最高，摻量超過40%后抗壓強度及抗壓耐水強度降低幅度加快。因此，菱鎂制品中秸稈粉的加入量不宜超過Mg0的40%。
4.2正交試驗
正交試驗因素與水平見表4，正交試驗結果見表5。
正交試驗結果分析：
(1)粉煤灰：50%~70%的粉煤灰對菱鎂制品的性能影響都不大，隨著用量的增加，抗壓強度值僅略有降低，這進一步證明了大摻量的粉煤灰可以應用子菱鎂制品中。
(2)秸稈粉：秸稈粉對菱鎂制品的影響最大，隨著用量的增加，制品密度降低，抗折強度提高，這樣有利于減小產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品韌性，但隨之也使抗壓強度及抗壓耐水性的降低，因此，秸稈粉的摻量一定要在保證產(chǎn)品力學性能下確定。
(3)短纖維：短纖維的使用提高了制品的抗折強度，尤其是提高了抗折耐水性，因此，在滿足生產(chǎn)工藝和成本的前提下，盡可能地多摻用短纖維。
5、鎂質(zhì)復合墻板的綜合性能
按照JG/T 169-2005《建筑隔墻用輕質(zhì)條板》標準要求，我們研制生產(chǎn)的鎂質(zhì)復合墻板經(jīng)國家建筑材料測試中心、國家固定滅火系統(tǒng)和耐火構件質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心、河北建設工程檢測有限公司檢測，結果見表6。
6、結語
(1)研制開發(fā)的鎂質(zhì)復合保溫建筑墻板可以大摻量地利用粉煤灰等工業(yè)廢渣以及農(nóng)作物秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物達60%，符合國家產(chǎn)業(yè)政策及山東省新型墻材建筑節(jié)能技術產(chǎn)品的要求，有利于資源綜合利用，節(jié)約土地，改善環(huán)境。
(2)該復合墻板力學性能突出，抗彎破壞荷載為板自重7.1倍．抗壓強度7.2 MPa，含水率1.9%，制品不吸潮返鹵，耐水性好。
(3)該復合墻板保溫性能優(yōu)越，無毒，無污染，傳熱系數(shù)低，隔聲性能好，符合我國建筑節(jié)能的要求，是一種綠色節(jié)能型新型墻材，特別適用于建筑分戶墻和不采暖的樓梯間隔墻。
