МАГНЕЗИАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА


Магнезиальные вяжущие вещества.

Разновидностями магнезиальных вяжущих веществ являются каустический магнезит и каустический доломит.

Каустический магнезит получают при обжиге горной породы магнезита MgCO3 в шахтных или вращающихся печах при 650... 850°С. В результате MgCO3 разлагается. Оставшееся твердое вещество (окись магния) измельчают в тонкий порошок.

Каустический доломит MgO и СаСО3 получают путем обжига природного доломита CaCO3·MgCO3 с последующим измельчением его в тонкий порошок. При обжиге доломита СаСО3 не разлагается и остается инертным как балласт, что снижает вяжущую активность каустического доломита по сравнению с каустическим магнезитом.

Магнезиальные вяжущие затворяют не водой, а водными растворами солей сернокислого или хлористого магния. Магнезиальные вяжущие, затворенные на растворе хлористого магния, дают большую прочность, чем на растворе сернокислого магния. Магнезиальные вяжущие, являясь воздушными, слабо сопротивляются действию воды. Их можно использовать только при затвердении на воздухе с относительной влажностью не более 60%. Каустический магнезит легко поглощает влагу и углекислоту из воздуха, в результате чего образуются гидрат оксида магния и углекислый магний. В связи с этим каустический магнезит хранят в плотной герметической таре. На основе магнезиальных вяжущих в прошлом времени изготовляли ксилолит (смесь вяжущего с опилками), используемый для устройства полов, а также фибролит и другие теплоизоляционные материалы. В настоящее время применение магнезиальных вяжущих резко сократилось.

Сырьевые материалы и основные свойства магнезиальных вяжущих.

Известны два магнезиальных вяжущих вещества: каустический магнезит и каустический доломит. Каустическим магнезитом называется продукт, получаемый обжигом магнезита (МgСО3) с последующим его измельчением в тонкий порошок. Каустический доломит отличается от каустического магнезита тем, что сырьем для его изготовления служит не магнезит, а доломит «CaСО·МgСО3). Оба эти вяжущие вещества затворяют раствором хлористого магния, сернокислого магния или некоторых других солей.

Магнезит (горький шпат) встречается в природе в двух видах - кристаллическом и аморфном. Первый имеет четкое кристаллическое строение и напоминает крупнозернистый мрамор. Второй похож на фарфоровую массу. Твердость обоих видов магнезита по шкале Мооса колеблется, в пределах 3,5-4,5; уд.вес 2,9-3,1. Теоретический состав магнезита 47,82% MgOи 52,18% СО2.

Природный магнезит всегда содержит различные примеси: глину, углекислый кальций и др. В зависимости от примесей он бывает белого, желтого, серого и другого цвета.

Для аморфного магнезита характерна примесь кремнезема и отсутствие примесей соединений железа. В природе магнезит встречается реже, чем известняк и доломит.

Доломиты являются распространенной горной породой.

Твердость доломита по шкале Мооса 3,5-4,0; уд.вес 2,85-2,95. Теоретическое содержание в доломите СаСО3-54.27%; МgСО3-45,73% или в окислах: CaO-30,41%; MgO-21,87% и СО2-47,72%.

Природный доломит имеет обычно некоторый избыток углекислого кальция. Кроме того, в доломите встречаются глинистые и другие примеси. Цвет доломита белый, желтый и буроватый, в зависимости от примесей, главным образом железистых соединений. Он отличается от вскипающего от слабой соляной кислоты известняка тем, что на доломит эта кислота действует только при нагревании или измельчении в порошок.

Магнезиты и доломиты применяются не только как сырье для производства вяжущих материалов, но и в качестве сырья в огнеупорной и некоторых других отраслях промышленности.

Стандарт (ГОСТ 1216-41) делит каустический магнезит, в зависимости от его химического состава, на три класса. Минимальное содержание MgO должно составлять не менее 87, 83 и 75% соответственно для I, II и III классов. Каустический магнезит I класса используется в химической и магниевой промышленности.

Каустический магнезит легко поглощает влагу и углекислоту из воздуха, в результате чего образуются гидрат окиси магния и углекислый магний.

При этом происходит уменьшение удельного веса, которое может компенсировать увеличение у дельного веса, вызываемое пережогом. Поэтому проверять качество обжига путем определения удельного веса нужно сразу после выхода материала из печи.

Каустический магнезит необходимо упаковывать в плотную тару для предохранения его при перевозке и хранении от действия влаги и углекислоты воздуха.

Тонкость помола каустического магнезита по стандарту для II класса должна быть такой, чтобы остаток на сите №02 был не более 5% и чтобы через сито №008 проходило не менее 75% всего материала. Для других классов тонкость помола не нормируется.

Начало схватывания  должно наступать не ранее 20 мин., а конец - не позже 6 ч до начала затворения.

Каустический магнезит, затворенный хлористым магнием, должен выдерживать испытание на равномерность изменения объема при нормальной температуре (+20 0С).

Магнезиальный цемент является быстротвердеющим вяжущим.  По СНиП (Строительные нормы и правила) марки каустического магнезита: 400, 500 и 600. Они определяются по показателям предела прочности при сжатии образцов из жесткого трамбованного раствора 1: 3 через 28 суток воздушного твердения.

Качество каустического доломита более низкое, так как он содержит значительное количество углекислого кальция и небольшое количество окиси кальция. В каустическом доломите должно быть не менее 15% окиси магния. Потеря при прокаливании каустического доломита должна находиться в пределах 30-35%. Содержание свободной окиси кальция в каустическом доломите не должно превышать 2,5%. Марки его, определяемые так же, как и для каустического магнезита, составляют 100, 150, 200 и 300.

Магнезиальные вяжущие являются воздушными, слабо сопротивляющимися действию воды, которая вымывает из них растворимые соли (MgCI2 и др.). Их можно использовать только при твердении на воздухе с относительной влажностью менее 60%.

 Применение магнезиальных вяжущих веществ.

Магнезиальные цементы применяют для изготовления фибролита, ксилолита, искусственного мрамора, штукатурок, теплоизоляционных материалов, лестничных ступеней, проступей, подоконных досок и других строительных изделий, оснований под чистые полы, скульптурных изделий, а также для получения точильных и литографских камней, искусственных жерновов и для ряда других целей.

Магнезиальные вяжущие вещества применяют преимущественно вместе с органическими заполнителями: опилками; древесной шерстью и др., которые не оказывают на магнезиальные вяжущие отрицательного действия. Это объясняется более нейтральным химическим характером этих вяжущих, а также минерализацией органических заполнителей оксихлоридом магния, образующимся при твердении. При сочетании же цемента с органическими заполнителями приходится вводить минерализаторы, например в виде хлористого кальция или сернокислого глинозема, так как содержащиеся в древесине водорастворимые экстрактивные вещества (сахара, гемицеллюлоза) вредно действуют на цемент.

Фибролит (по гречески - волокнистый камень) представляет собой спрессованные и затвердевшие плиты из древесной шерсти, костры кенафа или других волокнистых органических материалов, связанных магнезиальным цементом.

Для получения фибролита каустический магнезит затворяют раствором хлористого магния или другой соли и затем полученное магнезиальное молоко тщательно смешивают с древесной шерстью, отвешивают необходимое количество фибролитовой массы и загружают ее в металлические или деревянные формы.

Фибролитовую массу спрессовывают под давлением 0,4-0,5 кг/см2 и более. Вначале спрессованные в формах плиты подвергают в камерах воздействию в течение 6-7 ч воздуха, нагретого до 60-70 0С, а затем в тех же или других камерах плиты в течение 7-8 ч нагревают воздухом с температурой 80-90 0С при усиленной вентиляции.

В зависимости от объемного веса и прочности на изгиб различают следующие виды фибролита: теплоизоляционный, конструктивный и фибролитовую фанеру. Теплоизоляционный фибролит можно применять для утепления стен, перекрытий и полов из других материалов, конструктивный - для заполнения стен, перегородок и перекрытий каркасных конструкций, а фибролитовую фанеру - для обшивки под штукатурку стен и потолков.

Ксилолит  (по гречески - деревокамень) представляет собой затвердевшую смесь мелких органических заполнителей (опилок хвойных пород) и магнезиального вяжущего, затворенного раствором солей. Кроме того, добавляют асбест, тальк, трепел, кварцевый (сплошных) полов и в виде прессованных плит и плиток для полов и облицовки стен.

Ксилолитовую массу получают путем подготовки, дозировки и перемешивания всухую каустического магнезита, заполнителей и красителей с последующим затворением раствором хлористого магния; смесь должна иметь пластичную консистенцию. При устройстве ксилолитовых полов приготовленную массу укладывают на деревянные, бетонные или каменные основания.

Ксилолитовые полы укладывают в один или два слоя. Толщина однослойного пола 15-20 мм, а двухслойного - 20-30 мм. Состав ксилолита для однослойного пола, а также для верхнего слоя двухслойного пола 1 : 2, т. е. на одну объемную часть порошка вяжущего берут две объемные части опилок. Состав массы, используемой для нижнего слоя двухслойного пола - 1 : 4. Уложенную на то или другое основание ксилолитовую массу, выравнивают и уплотняют трамбованием или вибрацией

На заводах выпускают ксилолитовые плитки квадратной или многоугольной формы. Их размеры 20Х20 или 15Х15 см, толщина 12-15 мм. Размер опилок не более 1,5 мм. Состав ксилолитовой массы для опилок - 1: 4. В процессе изготовления плиток ксилолитовая масса жесткой консистенции прессуется в горячем состоянии под давлением 300 кг/см2.

Из магнезиальных вяжущих изготовляют пено- и газомагнезит. Пеномагнезит получают путем затворения каустического магнезита раствором хлористого магния или других солей с введением клееканифольного пенообразователя. Для получения газомагнезита можно применять те же газообразователи, что и для газосиликата.

Известны также теплоизоляционные материалы, изготовляемые из каустического магнезита и асбеста (асбестомагнезиальные плиты) или из каустического доломита и асбеста (совелит). Дозировка асбеста в обоих случаях составляет 15%.

Штукатурные растворы на основе магнезиальных вяжущих используют для внутренней отделки зданий. В их состав наряду с вяжущим входят органические, а также минеральные заполнители и минеральные краски.

Основные понятия, которые необходимо знать после изучения материала данной лекции

Каустический доломит, каустический магнезит, процесс затворения, фибролит, магнезиальные вяжущие вещества

Вопросы для самоконтроля

1. Что представляют собой магнезиальные вяжущие вещества и их разновидность?

2. Что является сырьем для получения магнезиальных вяжущих веществ?

3. Магнезиальные вяжущие чем затворяют?

4. В зависимости от химического состава как можно делить каустический магнезит?

5. Что представляет собой фибролит?