ГлавнаяМагнезиальное вяжущее впервые было изготовлено в 1876 г. французским инженером Сорелем, и по имени изобретателя ошибочно называется также цементом Copeля.
Исходные вещества
Магнезиальное вяжущее изготавливается:
- предпочтительно обжигом природного магнезита (MgCO3) при 700...900°С;
- из щелока при производстве калийных солей посредством осаждения известковым молоком получается гидроксид магния (Mg(OH)2);
- путем выщелачивания обожженного доломита (CaCO3*MgCO3), причем в осадке остается гидроксид магния;
- обжигом кизерита (MgSO4). Магнезиальное вяжущее гигроскопично. Вследствие поглощения им влаги и углекислоты из воздуха снижается его активность, иногда значительно. В закрытых сухих помещениях или силосах оно может храниться около 3 мес. Перележавший материал комкуется. Отсеиванием комков и добавлением свежего магнезиального вяжущего обеспечивается возможность использования перележавшего материала.
В табл. 5.8 приведены свойства типичного магнезиального вяжущего. ГДР магнезиальные вяжущие импортирует. Раствор хлорида магния используется главным образом с плотностью от 1,13 до 1,22 г/см3. Данные для приготовления раствора в зависимости от его плотности приведены в табл. 5.9.
Из органических наполнителей применяются прежде всего хвойная древесная мука с размером зерен до 0,25; 0,36 или 0,5 мм (максимальный размер зерен), затем резиновый дробленый материал и пробковая мука, меньше бумажная шлифовальная пыль и льняная костра. Волокнистость этих наполнителей обусловливает относительно высокую прочность на растяжение при изгибе затвердевших магнезиальных растворов и благоприятное соотношение прочности на растяжение при изгибе и прочности при сжатии: около 1:2 (см. табл. 5.11). Их влияние на расширение и усадку затвердевшего раствора, обусловленное их водопотребностью, должно быть по возможности незначительным. Положительно сказывается их собственная влажность до 20% по массе, в противном случае снижается концентрация раствора хлорида магния.
Неорганические наполнители применяются для улучшения износостойкости рабочего слоя. Применяются кварцевый песок с размером зерен до 3 мм, кварцевая мука, сланцевая мука, каолин и гранулированные доменные шлаки. Большие количества этих наполнителей уменьшают эластичность магнезитового камня и увеличивают опасность трещинообразования.
Получение
Количественное соотношение исходных материалов должно выдерживаться точно. В соответствии с уравнением реакции мольное соотношение MgO:MgC2 составляет 5:1, откуда теоретическое массовое соотношение получается 2,1:1 (плотность оксида магния составляет от 0,75 до 0,85 кг/ /дм3). При избытке хлорида магния затвердевшая смесь гигроскопична, при слишком малом содержании снижается прочность. На практике работают с соотношением MgCl2:MgO от 1:2,8 до 1:4,1, ч. по массе. При высокой влажности воздуха или низких температурах строительства рекомендуются богатые оксидом магния смеси. В табл. 5.10 приведены типичные рецептуры свежих растворов. Во избежание ошибок при смешении необходимо поставлять раствор к рабочему месту, смешанным в сухом виде согласно точной рецептуре. Однако при этом должно гарантироваться сухое хранение и транспортирование смесей, так как в противном случае снижается реакционная активность оксида магния.
Твердение, упрочнение и свойства
Твердение и упрочнение магнезиального вяжущего происходит в результате растворения оксида магния в растворе хлорида магния и образования гидрата оксихлорида магния по следующей схеме:
Заметное упрочнение магнезиального раствора имеет место уже примерно через 30 мин, а конец схватывания наступает не позднее 12 ч. Существенно сказывается на свойствах раствора влажность воздуха. Типичные показатели приведены в табл. 5.11.
Схватившееся магнезиальное вяжущее имеет светло-серую окраску. Благодаря добавкам красителей становится возможной окраска прежде всего рабочих слоев.
Магнезиальные растворы не устойчивы против частого увлажнения и прежде всего против горячей воды (значительная растворимость).
Водоустойчивость и эластичнопластичные свойства магнезиальных растворов могут быть улучшены добавкой первичных и вторичных фосфатов без снижения прочности. Благодаря этому во время процесса схватывания образуются кристаллические новообразования CaHPO4*2Н2О и Ca(H2PO4)2*H2O и разрастания кристаллов. Сходство кристаллических структур этих фосфатов с кристаллической структурой двуводного гипса CaSO4*2Н2О привело к замене их на гипс. Магнезиальный раствор из-за высокой концентрации в нем хлорид-ионов, вызывающих коррозию, не должен впрямую соприкасаться со сталью и железом. Он имеет высокую электропроводность, не горюч. При пожаре обугливаются только органические наполнители.
Использование
Главная область применения Магнезиальных растворов — бесшовные полы и плиты из ксилолита. Полы из ксилолита можно применять только в закрытых, и сухих помещениях. Магнезиальный бетон из-за влаго- и морозочувствительности распространения не получил, несмотря на хорошие прочностные характеристики.
Покрытия из магнезиального раствора могут выполняться в один или несколько слоев. При однослойном выполнении рекомендуется толщина слоя от 15 до 25 мм. При необходимости большей толщины покрытия ее достигают другими массами для нижних слоев. При многослойной укладке нижний слой (от 15 до 35 мм), прежде чем будет наноситься рабочий слой толщиной от 15 /до 20 мм, должен затвердеть настолько, чтобы быть доступным для ходьбы. Если раствор будет укладываться свежим на свежий, то нижний слой слишком долго будет оставаться влажным, что может привести к его разрушению и отслоению рабочего слоя. Воздушная тяга при затвердевании магнезиального раствора вследствие различных скоростей схватывания приводит к высолам и пятнам на поверхности рабочего слоя. Примыкающие строительные элементы следует защитить от действия раствора хлорида магния полосками необсыпанного песком картона. Швы в обшивке из ксилолита нужно располагать точно над швами в основе. При двухслойном исполнении ксилолитового пола нижний слой (отношение оксида магния к наполнителю 1:5 ч. по объему) должен обладать тепло- и звукошагозащитными свойствами. Рабочий слой должен плотно прилегать к нижнему слою. Толщина каждого слоя не должна быть меньше 8 мм. Требования к бесшовным покрытиям из ксилолита для полов приведены в табл. 5.12.
В качестве основы для полов из ксилолита пригодны бетон, железобетон (минимальная толщина покрытия бетоном арматуры 30 мм), кладка, легкие строительные плиты и дерево. Легко загрязненная основа (наличие масел, смазки, битума или дегтя) перед нанесением покрытия должна быть очищена. Гладким покрытиям из цементного раствора необходимо придать шероховатость. He пригодны для покрытий из магнезиального раствора преимущественно основы из шлакобетона, извести, гипса, асфальта, а также глиняные и керамические плиты. Ксилолитовые плиты часто изготавливаются двухслойными с теплоизоляционным нижним слоем и верхним слоем износа путем прессования (под давлением до 40 МПа) смеси в формах. Укладка их производится главным образом с помощью магнезиального раствора.
Испытания
Пробы магнезиального вяжущего с момента взятия и до испытания из-за гигроскопичности вяжущего должны храниться в условиях, исключающих доступ воздуха. Определение тонкости помола, насыпной плотности, сроков схватывания, усадки и расширения производится по аналогии с известковыми растворами и бетонами. Прочность на растяжение при изгибе и прочность при сжатии определяются на призмах 40х40х160 мм, приготовленных из раствора, для чего 1500 г магнезиального вяжущего и 500 г опилок (хвойно-древесные опилки 0/2) смешиваются с 2050 г испытательного раствора (17,6% MgCl2-безводного; плотность 1,14 г/см3), помещаются в формы и уплотняются. После распалубки (через 20 ч) образцы хранятся до срока испытания при относительной влажности воздуха 45 и 85%.
Твердость определяется на образцах, хранившихся при относительной влажности воздуха 45%, го прониканию стального шарика диаметром 10 мм в образцы на расстояние 25 и 45 мм от обоих концов под нагрузкой сначала 10 Н, затем 200 H (главная нагрузка). Из результатов измерения глубины проникания рассчитывается твердость, МПа:
