根据玻璃纤维增强菱镁水泥制品韧性及变形问题，作者对以冲击强度值评价韧性的方法提出了不同见解，提出以初始弯曲裂纹的挠度值作为评价产品韧性的依据。文中分析了变形的原因并提出了改进措施。
　　一、玻璃纤维增强菱镁水泥制品性能问题的探讨
　　本文所指制品的韧性是指在制品表面受外力作用后，虽引起变形但制品不遭受破环，而当外力解除后形态能恢复的特性。韧性和脆性是相对的。韧性是玻璃纤维增强菱镁水泥制品重要的技术指标，它直接影响到制品的运输、安装、再加工和使用性能。
　　菱镁水泥在无机胶凝材料范畴内它的韧性是比较好的，比普通水泥、石膏、石灰制品要优良;但是和有机胶凝材料比较其韧性仍远远逊色。
　　玻璃纤维增强菱镁水泥制品比较有代表性的产品是菱镁通风空调管道、大幅面菱镁薄板、波形瓦等。这些产品都是用玻璃纤维布或丝做增强材料，其本身强度高、韧性好、不易破坏，所以产品在遭受破坏时都是首先从菱镁胶结料开始;有的在表面产生深浅不等的大裂纹，有的制品表面产生网状裂纹，这些裂纹在管道使用初期并无严重问题，但对管道的耐久性却埋下了潜在的后患。因为管道的内外两表面都是一层硬化了的菱镁胶结料薄层，它是保护管道内部的屏障，如果这一保护层支离破碎了，水分、二氧化碳或含酸、碱的水及气体都很容易沿着这些裂纹浸透到内部，使制品遭受破坏，这在上海等城市已多次发生过。因此提高玻璃纤维增强菱镁水泥制品的韧性，尤其制品表层菱镁胶结料硬化层的韧性，使它在一般外力作用下仍能保持表层的整体完整性，是保证这类产品耐久性能的重要措施。
　　如何衡量玻璃纤维增强菱镁水泥制品的韧性，目前还没有统一的公认办法;不少单位用制品的冲击强度来评价该产品的韧性，我们认为这是很不科学的。例如用同一种菱镁胶结料制作冲击试件时，随着玻璃纤维放置的数量不同，其冲击强度要相应的增减，也就是其冲击强度主要来源于玻璃纤维;这样测出来的冲击强度不代表菱镁胶结料的韧性。有时折一块玻璃纤维增强菱镁装饰薄板，在折的嘎嘎响后，表皮的菱镁胶结料装饰层已被折裂，失去了使用价值，但板的本身却仍有较大的抗折力。因此用传统的测冲击强度的办法来评价这类产品的韧性是很不科学的。我们自制了一种测定玻璃纤维增强菱镁水泥制品韧性的装置，见图1、用这种装置首先测出该类产品在弯曲时表面产生初始裂纹的挠度值，用这一挠度值评价该产品的韧性。

图1玻纤增强菱镁板材韧性测定装盆示意图

1一台座；2-固定绳索；3一试件；4一橡皮拉线；5一支点；6
一标尺；7一砂斗
　　图1中1台座用木板制成，3试件长度为400 mm、宽度为40 mm,2和7两受力点之间距离为360 mm，受力点至端头的距离各为20mm，试验时试件中心卡于支点5上面。4为橡皮筋拉线，两端固定于试件两受力点上，在整个试验过程中始终处于拉直状态，以在6标尺上读出试件的挠度数值。
　　5为支撑于试件长度中心的支点。试验时按图1将试件紧固于装置上，然后在7砂斗中徐徐加入砂子，在加荷过程中仔细观察试件上表面中间部位产生初始裂纹的情况，当产生初始裂纹时停止加荷，并立即从6标尺上读出试件挠度绝对值，此绝对值除以试件两受力点之间的距离所得百分数即为初始裂纹挠度值，试件韧性越好，其初始裂纹挠度值越大。称量7的重量还可以计算出试件产生初始裂纹的抗折强度。当继续加荷直至试件破坏为止，可以测出试件的最大抗折强度。
　　我们主要采取以下措施提高本产品的韧性：
　　1.添加增韧剂
　　增韧剂的种类很多，选择得当效果相当明显，见表1。
　　表1增韧剂的增韧效果
　　从表1可以看出，在玻璃纤维增强菱镁水泥制品中添加适量增韧剂可以显著提高制品韧性。

　　2.将纤维增强菱镁水泥制品的表面胶结料层做薄以提高制品韧性
　　同一种材料，厚度越薄韧性就越好，根据这一道理，可以把本来很硬的东西加工成柔软的薄膜。所以在纤维增强菱镁水泥制品生产中将表层料浆尽量摊薄，这样可以明显地提高制品的韧性，避免产品受外力作用时表面产生裂纹。
　　3.注意产品配方设计以提高制品韧性

　　制品生产中一般组分都比较多，有些组分能降低产品的韧性，有些能提高产品的韧性，在配方设计时若能注意这一点，也能明显提高制品的韧性。
　　二、制品变形的因素及解决措施
　　玻璃纤维增强菱镁水泥制品都是一些厚度小幅面大的产品.如各种薄板、管道等等。产品在生产和使用过程很容易出现的质量问题是易变形。而产品一旦变形就严重影响使用效果。因此解决这类产品在生产和使用过程中的变形是保证产品质量的关键。现分析如下: 
　　1.制品面层与底层厚度不同导致的变形及解决措施
　　菱镁制品的硬化过程是一个连续的体积膨胀过程，每种硬化产物的形成过程都伴随着相应的体积膨胀。基于这个规律，在产品生产时若面层和底层厚薄不同，两层就会产生不同的膨胀内应力，导致产品的变形。
　　在玻璃纤维增强菱镁板材和管道生产时产品都有一个面层和底层。由于面层厚度往往大于底层，面层的膨胀内应力也明显地大于底层的膨胀内应力，因此导致面层和底层不同步的向外延伸。面层向外延伸快，底层向外延伸慢，致使整张板材弯向底层方向而变形，且这种变形是不可逆的。这是在生产厂经常遇到的产品质量问题。只要加强生产操作控制，对面层底层料浆进行计量并摊平整，这一弊病就可以克服。
　　2.板材大平面上局部面层料浆厚度不均匀导致的变形及解决措施
　　玻璃纤维增强菱镁水泥制成的风管道多数采用手糊法生产。在摊铺料浆时就容易造成局部偏厚，尤其在摊铺最后一层料浆时，变形就比较普遍，制品幅面越大这种情况也越多。尤其在生产截面积比较大的菱镁玻璃钢通风管道时，经常出现这些问题。
　　如上分析，在这些局部特别厚的地方就会产生比其它地方更大的膨胀，相应的也就会产生指向四周的膨胀内应力，由于这些内应力的作用促使这些局部区域向表面方向膨胀，使整个表面产生不平整的弊病。
　　目前的菱镁玻璃钢通风管道都是采用分段制作、法兰联接的办法。一般在法兰和管道联接处的外表面都有一R角，这一部分制作时要特别认真。一方面要增加玻璃纤维的层数，另一方面要掌握好铺料浆的厚薄，尤其表层不能铺的太厚。如果这些地方增强纤维的层数太少，料浆又太厚，在制品养护过程中这些地方就会产生很大的内应力，使法兰向管道的轴线方向偏斜，如图2虚线所示。

　　一但这种情形出现使管道的安装联接很困难.生产中要特别注意这一点。
　　解决上述弊病的主要措施就是加强生产控制，掌握好各层料浆的厚度。另外在菱镁通风管道生产时在法兰处的生产一定要认真，不可马虎操作，同时管的截面越大，越应延长脱模的时间，脱模太早，使法兰处失去了约束，再加上干缩原因，更容易促使这部分产生变形。
　　3.因养护不充分，硬化程度不够而导致的变形及解决措施
　　菱镁水泥制品如果养护不充分，产品不但强度低而且容易变形，物理力学及耐久性能都
不好，现分析如下: 
　　(1)产品因养护不充分而造成变形的原因

　　菱镁制品硬化过程是一个连续的体积膨胀过程，在硬化过程中主要的硬化反应产物是氯镁复盐及水镁石，另外经过我们的检测，经改性的菱镁制品，内部要产生大量的至今尚未判明的新晶相。但不管是新晶相还是氯镁复盐或水镁石，其生成过程都伴随着相应的体积膨胀。对初生产的菱镁制品必须加强养护，使硬化反应尽量在养护过程中进行的比较完全，制品的体积膨胀尽量发生在产品出厂前的养护过程中，使制品中游离的MgO和MgCl2尽量减少。只有达到这一程度才能赋予制品以良好的物理力学及耐久性能。
　　许多菱镁制品生产厂不重视制品养护，再加上制品一般外观体积都比较大，养护有些困难，往往养护不充分，养护湿度达不到要求再不注意保潮，制品中水分很快:散失而处于干燥状态，制品内部终止了硬化反应，至使内部存在着大量的游离MgO和MgCI2；这种制品一但遇到适宜的温度和湿度.又会再度进行硬化反应，在已经定型了的制品内部因硬化反应的进行产生膨胀内应力。又因制品体积较大，往往各处和几个表面所处的介质环境不一样，湿度和温度不一致，残余的硬化反应各处不一样，膨胀内应力也相应的不同，这样就必然造成制品外观变形，这种情况在菱镁玻璃钢通风管道和大幅面菱镁薄板应用中表现比较突出。
　　(2)因局部硬化不充分而导致的纤维增强菱镁水泥制品的变形分析
　　制品养护控制的主要技术指标是温度、湿度和养护时间。若制品形状复杂，外廓尺寸比较大，养护措施又不很得力，往往在同一个产品上这些养护条件不匀衡。如在大幅面菱镁薄板生产时一般都采取水平码放养护，在养护过程中随着硬化反应的进行，产品本身要释放出大量的热量。而菱镁制品的硬化反应也遵循著名的范特一霍夫规则，即温度每上升10℃，硬化反应速度加大1~2倍，从内部向外边缘，在硬化程度和膨胀变形上都形成了明显地梯度差。这种制品在出厂之前就很容易产生变形和其它质量问题。
　　大幅面菱镁薄板生产中产品局部和整体养护程度和硬化程度存在差异的情况，不但影响制品的体积稳定性，而且其它性能指标也受影响，生产中要特别注意这一点。
还应特别指出的是，水在菱镁制品养护和硬化反应中起到双重的作用。水一方面参与了硬化反应的化学反应，另外水还是硬化反应的媒介，上述的化学反应必须以水为介质才能进行，没有一定的水分，硬化反应就不能进行，基于此，我们认为在菱镁制品生产中必须保潮养护一段时间。
　　4.制品面层与底层配方不同导致的变形及解决措施
　　菱镁制品的基本配比一般包括:菱苦土、卤水、填料、改性剂等。在通常情况下菱苦土用量越多，其产品内部越细密，表面越光亮，强度也越高。基于此，许多板材类菱镁制品生产厂家为了降低成本，试图将制品的面层和底层设计成不同配比。如菱镁地面砖、大幅面菱镁板材、菱镁玻璃钢通风管道及菱镁波瓦等类的产品，一般都要求有漂亮的外观，在配比设计时，一般面层做得比较致密、光滑并多数采取着色，在底层有的加锯末类有机填料比较多，质地比较疏松。有的则加入砂石类惰性填料。但底层中不管是加有机类填料或石类惰性填料，在一般情况下这些做法都是难成功的。因为既然面层和底层配比不一样，两层的胀缩系数就不一样，两层的胀缩必然不同步，最后必然出现严重变形。
　　底层增加锯末类有机填料者，因空隙比较多，本身又是软性的，所以每一个硬化质点都有充足的膨胀余地，硬化膨胀很小;面层则不然，因加的菱苦土多，填料又少，因此硬化膨胀应力大，膨胀余地小，产品会因膨胀不均而面层鼓起来。另外产品后期在干缩过程中，因底层疏松含水分多，又会比面层有更大的失水干缩应力，更加剧了面层的鼓胀。
　　底层多加惰性填料时其胀缩道理和上述的加有机填料的一样，但因惰性填料体积稳定性较好，产品产生的变形结果往往不同，产品面层一般出现网状干缩裂纹。总之，当面层和底层配比不一样时，因两层胀缩不同步，就必然导致产品变形或表面产生裂纹，所以在设计产品配方时一定要时时注意这一点。

　　菱镁板材类产品的变形问题是一个比较普遍的弊病，引起这类产品的变形因素也是多方面的，除了上述的几个因素外，象产品的使用介质环境，菱苦土的锻烧程度，生产时的料浆稀稠等等，在这些方面控制不好都很容易引起制品的变形。例如:当大幅面菱镁板材在使用中往往两面所处的温度，湿度环境不同，而导致两面胀缩不同步，引起变形。过烧和欠烧的菱苦土特别容易引起制品变形。在制品生产中料浆的稀稠也是引起制品变形的重要因素。
　　三、结语
　　1.玻璃纤维增强菱镁水泥制品产品种类多，应用范围广泛。但韧性差是本产品的主要缺点之一，本文提出了增加韧性的一些措施和评价韧性的具体办法。若欲大幅度提高该产品的韧性以提高使用性能，仍应继续深入细致的试验研究工作。
　　2.菱镁制品的硬化过程既是一个典型的放热过程又是一个典型的体积膨胀过程，由于体积膨胀不匀衡是导致制品变形的根本原因。
　　3.引起玻璃纤维增强菱镁水泥制品变形的因素很多，其中成型质量、养护工艺过程控制、原材料质量、生产配方是影响产品变形的主要因素