2.3. Магнезиальные вяжущие вещества

Магнезиальными вяжущими называют порошкообразные материалы, в состав которых входит оксид магния. К ним относят каустический магнезит и каустический доломит. Каустический магнезит получают из природного магнезита, каустический доломит — из природного доломита. Природный магнезит — горная порода, состоящая из углекислой соли магния МgСО₃, содержащая различные примеси: глину, кремнезем, углекислый кальций. Природный доломит — горная порода, представляющая собой двойную углекислую соль кальция и магния СаСО₃·МgСО₃. Она содержит также глинистые и другие примеси.

Изготовление магнезиальных вяжущих заключается в обжиге и помоле исходного сырья. Обжиг ведут в шахтных и вращающихся печах, помол — в шаровых мельницах. Разложение магнезита происходят при температуре 700–800 ^oС по реакции MgCO₃ = МgO + СО₂. Доломит разлагается при температуре 600–700 ^oС на MgO и СО₂. СаСО₃ не разлагается и остается балластом. Схватывание и твердение магнезиальных вяжущих происходит по реакции:

MgО + Н₂О = Mg(OН)₂.

В отличие от других вяжущих они затворяются не водой, а растворами хлористого магния MgСl₂·6Н₂О или сернокислого магния MgSO₄·7Н₂О. Эти соли повышают растворимость МgО, и скорость взаимодействия ее с водой возрастает. Получаются высокопрочные изделия.

При затворении хлористым магнием соотношение между компонентами принимается следующим: 62–67% МgО и 33–38% МgСl₂ ·6Н₂О. При затворении сернокислым магнием МgО берется 80–84%, a MgSO₄ ·7Н₂О в пересчете на MgSO₄ — 16–20%.

Каустический магнезит — вяжущее вещество с насыпной плотностью 700–850 кг/м³, с началом схватывания 20 мин и концом — не позже 6 ч, быстротвердеющее, с прочностью, на сжатие в возрасте 28 суток — 40–60 МПа (может достигать 80–100 МПа).

Каустический доломит имеет насыпную плотность 1050–1100 кг/м³, начало схватывания — 3–10, конец — 8–20 ч, прочность при сжатии — 10–30 МПа.

Магнезиальные вяжущие применяют для устройства ксилолитовых полов, изготовления фибролитовых плит, искусственного мрамора, строительных деталей.

2.4. Жидкое растворимое стекло

Жидким (растворимым) стеклом называют водные растворы солей кремниевой кислоты — силиката натрия Nа₂О·nSiO₂ или силиката калия К₂О ·nSiO₂ (n — силикатный модуль, представляющий отношение числа молекул кремнезема к числу молекул щелочного оксида. Он принимается от 1 до 6,5).

Сырьем для изготовления жидкого стекла служит кварцевый песок SiО2, кальцинированная сода Nа₂СО₃, сульфат натрия Nа₂SO₄ или поташ К₂СО₃. Песок и щелочной компонент сплавляют в стекловаренных печах при температуре 1300–1400 ^oС в течение 7–10 ч. Взаимодействие между ними протекает по реакциям:

Nа₂СО₃ + nSiO₂ = Nа₂ОnSiO₂ + СО₂;

Nа₂SO₄ + nSiO₂ = Nа₂ОnSiO₂ + SO₃;

К₂СО₃ + nSiO₂ = К₂ОnSiO₂ + СО₂.

Расплав выпускают в вагонетки; после охлаждения он распадается на куски, называемые силикатной глыбой. Она не растворима в воде. Для перевода в растворимое состояние ее обрабатывают в автоклавах паром с давлением 0,5–0,8 МПа и температурой 150 ^oС.

Твердеет стекло на воздухе в результате высыхания и воздействия углекислого газа воздуха по реакциям:

Nа₂О·nSiO₂ + СО₂ + mН₂О = Nа₂СО₃ + nSiO₂·mН₂О;

К2О·nSiO₂ + СО₂ + mН₂О = К₂СО₃ + nSiO₂·mН₂О.

Выделившийся аморфный кремнезем обладает высокими клеящими свойствами: в 3–5 раз выше, чем у цементов. Применяют его в виде коллоидного раствора плотностью 1,36–1,5 г/см³ для изготовления кислостойких и жаростойких бетонов и растворов, силикатизации грунтов. Калиевое стекло применяют для приготовления силикатных красок.