3.2.3. Магнезиальные вяжущие вещества

Магнезиальные вяжущие вещества – тонкие порошки, главной составной частью которых является окись магния. Их получают путем умеренного обжига при горных пород – магнезита и доломита.

Каустический магнезит получают обжигом не до спекания природного магнезита в шахтных печах при температуре 650…800 ^оС, или во вращающихся печах при температуре 1000 ^оС.

MgCO₃ = MgO + CO₂

При затворении водой протекает процесс твердения

MgO + H₂O = Mg(ОН)₂

Твердеет каустический магнезит очень медленно, и для ускорения твердения их затворяют не водой, а водными растворами магнезиальных солей (чаще всего хлоридом магния MgCl₂), которые играют роль ускорителя твердения. Твердение ускоряется вследствие образования гидрооксихлорида магния

Mg(ОН)₂ + MgCl₂ + 3H₂O = 3MgO·MgCl₂·6 H₂O

Каустический магнезит имеет среднюю плотность 3,2…3,4 г/см³. Начало схватывания не ранее 20 минут, конец – не позднее 6 часов. Марки по прочности М 400,500, 600 (40…60 МПа). Утрамбованный каустический магнезит может достигать прочности при сжатии до 100 МПа.

Каустический доломит получают обжигом природного доломита при температурах 650…750 ^оС.

MgCO₃·СаCO₃ = MgO·СаCO₃ + CO₂

Каустический доломит имеет среднюю плотность 2,8…2,9 г/см³. Начало схватывания не ранее 3 часов, конец – не позднее 20 часов. Марки по прочности М 100, 200, 300 (10…30 МПа). Утрамбованный каустический доломит может достигать прочности при сжатии до 50 МПа.

Другим важным свойством магнезиальных вяжущих является хорошее сцепление с деревом, на чем основано получение ряда материалов (фибролита, ксилолита).

Фибролит – (с греческого – волокнистый камень) представляет собой композиционный материал, состоящий из древесных стружек и древесных волокон, связанных магнезиальным вяжущим. Его используют в виде плит для устройства перегородок, перекрытий, теплоизоляции и др.

Ксилолит – (с греческого –деревокамень) представляет собой материал из древесных опилок и магнезиального вяжущего. Его применяют для бесшовных полов, а также в виде плит и плиток для отделки стен и полов.

3.2.4. Вяжущие на основе жидкого стекла

Жидкое (или растворимое) стекло представляет собой водный раствор силикатов натрия или калия общей формулой R₂O·mSiO₂ , где m – модуль стекла. Чем он выше, тем выше клеящая способность. Жидкое стекло может быть натриевым Na₂O· mSiO₂ с модулем m = 2,5…3,0, и калиевым К₂O·mSiO₂ с модулем m = 3,0…4,0. Это стекло варят в стеклоплавильных печах из кварцевого песка и соды при температуре 1300…1400^оС. В результате образуются прозрачные куски силикат-глыбы, которую превращают в жидкое стекло растворением при повышенной температуре и давлении в автоклавах. При автоклавировании получают коллоидный раствор с плотностью 1,3…1,5 г/см³ и содержанием воды 50..70 %.

Жидкое стекло твердеет на воздухе вследствие высыхания и выделения аморфного кремнезема под действием углекислого газа воздуха

Na₂O ·m SiO₂ + CO₂ + nH₂O = Na₂CO₃ + mSiO₂·nH₂O

Для ускорения твердения в жидкое стекло вводят катализатор – кремнефтористый натрий Na₂ SiF₆ в количестве 12-15%.

Вяжущие на основе жидкого стекла обладают высокой кислотостойкостью. Они прекрасно сопротивляются действию концентрированных кислот, но вследствие низкой водостойкости по мере разбавления кислот их кислотостойкость понижается. Эти вяжущие легко разлагаются водой и щелочами. Для повышения водостойкости вяжущих на основе жидкого стекла вводят гидрофобные добавки, а также применяют автоклавную обработку изделий под действием высоких температур и давлений. Вяжущие на основе жидкого стекла обладают повышенной жаростойкостью (до 900-1000^о) и могут быть использованы для конструкций и материалов, эксплуатирующихся при высоких температурах. Эти вяжущие применяют для кислотостойких и жаростойких бетонов, строительных растворов, а также для защитных кислотостойких футеровок, обмазок, пропиток и т.д.