2.2 试验条件
试验室温度：20±2℃。
2种密度的卤水：d=1.22g/cm3，d=1.30g/cm3。
采用尺寸4cm×4cm×16cm的三联模成型，脱模后在标准养护温度下养护至规定的龄期，然后测试试件的力学性能。抗折强度和抗压强度试验采用的WDW-100型电子万能材料试验机。

3. 试验结果和分析
3.1 粉煤灰对菱镁发炮制品的影响
在实际工程中，有一些厂家使用粉煤灰做掺合料，期望降低菱镁发泡制品的生产成本，提高产品性能，笔者在试验中采用了粉煤灰取代部分氧化镁。由表4可见，粉煤灰掺入后，试件的密度略有增加，只是随着发泡剂掺量的增加呈下降趋势。同时试件强度下降，这是因为粉煤灰加入后取代了部分氧化镁，但粉煤灰不与氯化镁发生反应，硬化后的产物中生成的5·1·8相减少，导致试件强度下降。因此掺加粉煤灰无益于发泡制品的强度提高和密度降低。
表4掺加粉煤灰的菱镁发泡制品性能
编号 氧化镁
（g） 卤水（g）
d=1.22g/cm3 发泡剂
（g） 粉煤灰
（g） 14d密度
（g/cm3） 14d强度（MPa）
抗折 抗压
1 800 560 16 0 0.530 2.2 5.0
2 640 560 16 160 0.614 2.0 4.7
3 640 480 18 160 0.518 1.7 3.0
4 640 480 20 160 0.497 1.6 2.1

3.2 珍珠岩对菱镁发泡制品性能的影响
发泡剂类型不一，发泡效果和稳泡时间也不相同。试验中采用制作轻质材料常用的珍珠岩和发泡剂进行对比。珍珠岩遇水后，成为糊状浆体，随着珍珠岩量的增加，料浆变稠。从表5来看，珍珠岩增加后试块密度下降，且随着掺量的增加，试块密度持续降低，但是降低幅度明显不如发泡剂。如要使用珍珠岩达大幅降低制品密度，必须在发泡制品中加入大量的珍珠岩。
如表6所示，利用发泡剂可以将制品的密度降低到0.35 g/cm3以下，并有较高的强度以满足成型和施工需要。掺加少量的珍珠岩，对试件的强度和密度影响不是太大。而掺加大量的珍珠岩后，要达到较好的拌合状态，卤水的用量随着珍珠岩的增加而极剧增多，密度也很难降低，料浆中使用珍珠岩较难降低试块密度，并增加了卤水用量，导致制品中氯离子含量增加，试件出现吸潮返卤的潜在危险也增加。相比较而言，使用发泡剂可达到降低试块密度，保证试块强度和后期性能，是生产菱镁发泡制品时经济实用的方法之一。

表5掺加珍珠岩对菱镁发泡制品的影响
编号 氧化镁
（g） 卤水（g）
d=1.22g/cm3 发泡剂
（g） 珍珠岩
（g） 14d密度
（g/cm3） 14d强度（MPa）
抗折 抗压
1 800 860 10 140 0.754 2.0 5.8
2 800 860 12 200 0.611 1.34 3.7
3 800 860 15 200 0.529 1.17 2.8
4 800 860 12 240 0.565 0.98 2.2

表6珍珠岩产量对菱镁发泡制品的影响
编号 氧化镁
（g） 卤水（g）
（d=1.30g/cm3） 发泡剂
（g） 珍珠岩
（g） 14d密度
（g/cm3） 14d强度(MPa)
抗折 抗压
1 400 380 10 0 0.322 0.32 0.98
2 400 380 10 12 0.331 0.33 0.95
3 400 380 8 0 0.480 0.8 1.2
4 400 400 6 20 0.52 0.95 2.7
5 400 420 4 30 0.843 2.89 5.1
6 400 440 3 40 0.835 2.47 5.0
7 400 500 0 80 1.345 7.3 26.5
8 400 600 0 150 1.129 6.42 20.3

3.3 常用掺合料对菱镁发泡制品性能的影响
试验中比较了聚丙烯纤维、纤维素对试件性能的影响。掺加聚丙烯纤维后明显提高了试件的抗折和抗压强度。当纤维掺加到料浆中，使其打开并分散成无数单个纤维，这些纤维呈各向均匀分布于整个料浆中，使制品得到辅助的加强，以防止收缩裂缝，提高强度。纤维不对菱镁的化学反应产生任何影响，它完全是通过物理作用改善制品的工作性能和力学性能[1]。与同条件下不掺聚丙烯纤维的试件比较，掺加后试件十四天抗折强度提高了16%，抗压强度提高了13%。而同时试件的密度没有明显的变化。纤维素的掺加对试件的密度和力学性能影响不大，但从试验操作来看，纤维素对料浆的稳定性起到很好的作用。
试验中还比较了不同浓度的卤水对超轻菱镁发泡材料的影响，当使用密度为1.22g/cm3的卤水时，试件密度略有降低，但强度降低更为明显，在试验过程中还出现了轻微的塌模现象。可见当卤水浓度较低时，试件的密度和强度均下降，且料浆稳定性差。
表7 对菱镁发泡制品几种影响因素的比较
编号 氧化镁（g） 卤水 珍珠岩（g） 聚丙烯纤维（g） 纤维素（g） 发泡剂（g） 改性剂（g） 14d密度（g/cm3） 14强度（MPa）
密度g/cm3 用量（g） 抗折 抗压
1 800 1.30 800 0 4 20 20 5.6 0.36 0.41 1.36
2 800 1.30 800 12 4 20 20 5.6 0.37 0.43 1.47
3 800 1.30 800 12 0 20 20 5.6 0.35 0.36 1.30
4 800 1.30 800 12 4 0 20 5.6 0.38 0.40 1.35
5 800 1.22  800 12 4 20 20 5.6 0.32 0.28 0.92

3.4 轻质菱镁发泡制品在防火门芯板材中的应用
近年来，市场上兴起用轻质菱镁发泡材料生产防火门芯板材。由于菱镁材料防火性能优异，作为防火门芯具有很好的防火阻燃效果，所以被广泛生产使用。但作为一种新生事物，暂无行业标准可执行，由于生产配比和工艺不同，各厂家的产品物理性能和力学性能等参差不齐。而且由于在菱镁制品中含有大量氯离子，如果不掺加有效的改性剂很容易出现吸潮返卤等现象，从而引起金属部件的锈蚀，就目前市场上菱镁门芯板的使用情况来看，损失是不可估量的。
目前正在生产并使用的轻质门芯板大多是密度在0.30~0.35g/cm3左右的菱镁发泡材料，根据各个厂家需求不同，密度略有差别。笔者从某合作生产厂家随机抽取防火门芯板，对其各项其物理性能进行了测试，结果如表8所示。
表8 菱镁发泡材料防火门芯板的技术指标
改性剂使用 掺加改性剂 掺加改性剂 未加改性剂 备注
强度
（MPa） 抗折 0.848 0.641 0.346 
抗压 2.215 1.821 1.710 
密度
（g/cm3） 自然密度 0.355 0.350 0.344 
干密度 0.308 0.306 0.298 
含水率 13.1 12.7 13.4 
吸潮返卤 24h 表面干燥 表面干燥 表面干燥 在温度45℃
相对湿度95%
48h 表面干燥 表面干燥 表面干燥
72h 表面干燥 表面干燥 表面明显潮湿
未见明显水珠
导热系数
（W/(m·K))   0.12  

门芯板的自然密度控制在0.35 g/cm3左右，力学性能较好，完全满足生产需求。发泡制品的含水率较高，在养护十四天后，含水率仍在13%左右。在试验中，即使不掺加改性剂的试件，在温度为45℃相对湿度95%条件下，72h才出现轻微返卤，这是因为此类轻质发泡菱镁材料，在菱镁浆体的内部形成大量的孔隙，反应中过剩的氯化镁、以及不参加反应的氯化钠等杂质，一部分析出在制品的表面，而一部分析出在孔隙中，因此菱镁制品表面吸潮返卤现象得到改善[2]。虽然轻质发泡菱镁材料相对于普通制品出现返卤几率小，但由于在生产中使用高浓度卤水，而且直接与金属面接触，如果出现轻微吸潮返卤，将会出现明显的锈蚀现象，这种现象对金属门的破坏是致命的。在加入改性剂后，72h仍无吸潮返卤现象出现，改性剂对其抗返卤效果十分明显。