建筑用耐火石膏板添加氢氧化镁的实用指南

——提升防火性能与环保性的关键技术解析

耐火石膏板作为建筑防火体系的核心材料，其性能直接关系到人员逃生时间和火灾损失控制。氢氧化镁（Mg(OH)₂）凭借无毒抑烟、高温分解吸热的特性，已成为提升石膏板耐火极限的关键添加剂。

一、氢氧化镁的耐火机理与核心优势

三重阻燃机制

吸热降温：在340–490℃分解（吸热1.3 kJ/g），延缓石膏板温升速度。

气相稀释：释放18.6%质量分数的水蒸气，降低氧气浓度并稀释可燃气体。

陶瓷屏障：生成的MgO覆盖石膏表面，形成致密隔热层（导热系数＜0.5 W/m·K）。

环保与安全特性

分解产物仅为H₂O和MgO，无卤素、二噁英等有毒物质，符合GB 8624-2012 A级防火标准。

燃烧烟密度较传统石膏板降低50%以上（NBS烟箱测试峰值＜400）。

二、关键参数设计与选型指南

1. 氢氧化镁的指标筛选

参数 技术要求 对石膏板性能影响

纯度 ≥93% 杂质降低阻燃效率，灼烧失量需控在31–33%

粒径 D50=1–3μm（比表面积＞15 m²/g） 纳米级颗粒填充孔隙，提升石膏密实度

形貌 六角片状或花球状 片状结构增强力学强度，减少开裂风险

2. 添加量与协同体系

基础配方：石膏粉70% + 氢氧化镁25–40% + 增强纤维5–10%。

复配增效：

与氢氧化铝按2:1复配，总添加量降至30%，热释放速率峰值降低28%。

添加2%硼酸锌，促进石膏炭化，耐火极限提升至120分钟。

三、工艺优化与分散技术

表面改性必要性

未改性氢氧化镁易团聚，导致石膏板抗折强度下降15–20%。推荐工艺：

硅烷偶联剂处理：KH-570构建分子桥接，界面结合力提升300%。

硬脂酸包覆：吸油值降至33.4%，流动性改善。

混合与成型关键点

干混阶段：将改性氢氧化镁与石膏粉在高速搅拌机预混（转速≥800 rpm，时间≥5 min）。

湿混控制：水膏比0.6–0.7，温度＜40℃防止Mg(OH)₂预分解。

压制成型：压力8–10 MPa，保压时间30秒，避免分层。

四、性能验证与行业应用案例

测试标准与结果

耐火极限：GB/T 9978.1标准测试，添加35%改性氢氧化镁的石膏板达105分钟（较基准板提升40%）。

烟毒控制：EN 13823烟密度峰值＜375，CO生成量＜100 ppm。

典型工程应用

高层建筑防火隔墙：上海中心大厦采用复配体系石膏板，通过LEED铂金认证

。

地铁隧道衬板：雄安地铁项目验证，火灾中氰化氢浓度稳定＜5 ppm。

五、常见问题与解决策略

问题1：添加后石膏板强度下降

→ 方案：采用锆改性花球状氢氧化镁（粒径D50=1.5μm），抗折强度反升8%。

问题2：板面局部泛黄

→ 方案：控制重金属含量（Pb＜0.1%，Cd＜0.01%），投料前XRF筛查。

氢氧化镁在耐火石膏板中的应用，已从单纯的阻燃剂升级为安全-环保-力学性能的协同优化剂