Вивчення хімічної взаємодії магнезіального цементу з розчинами хлористого магнію підвищеної концентрації

V. N. Derevianko, A. A. Maksimenko, A. Biegun, H. Hryshko

Анотація


Постановка проблеми. У процесі активації MgO солями електролітів у результаті утворення неводостійких гідросилікатів магнію отримують міцний цементний камінь, який має низьку водостійкість.
І. П. Виродов вважає [9; 5], що твердіння магнезіального цементу при затворенні достатньо концентрованими
(С > 20 %) розчинами MgCl2 зумовлене кристалізацією оксигідрохлоридів складу: 3MgO∙MgCl2∙11Н2О, 5MgO∙MgCl2∙13Н2О і 7MgO∙MgCl2∙15Н2О. В області більш низьких концентрацій розчин MgCl2 утворює проміжну сполуку Mg[(OH)nCl2-n], яка має ізоморфну структуру Mg(OH)2. За дуже низької концентрації Сl- практично утворюється тільки Mg(OH)2.

Мета роботи. Дослідження формування водостійких гідросилікатів магнію для створення швидкотверднучої і міцної структури магнезіального каменю.

Висновок. Виявлено залежність формування структури магнезіального каменю від співвідношення (MgO/MgCl2) магнезіального цементу (MgO) та розчину хлористого магнію (MgCl2) різної щільності для утворення оптимального вмісту оксигідрохлоридів 3MgO·MgCl2·11Н2О, 5MgO·MgCl2·13Н2О і гідрату оксиду магнію (Mg(OH)2). У разі введення в систему MgO∙–∙H2О кремнієвої кислоти чи тонкомелених зерен кварцу з розмірами менше 20 – 30 мкм знадобиться більше одного місяця для початку утворення гідросилікатів магнію, яких міститься від 2 до 5 % від загальної кількості новоутворень. Підтверджується думка спеціалістів, що гідросилікати магнію не мають в’яжучих властивостей, на відміну від гідросилікатів кальцію, а головну роль у твердінні системи відіграє перекристалізація гелю Mg(OH)2, який створює прийнятну міцність каменю (Rсж ≈ 30МПа) через декілька років. Установлено, що у випадку затворення цементу MgO розчинами низької концентрації менше 1,5 мол/л (13 % чи 1,1 г/см3) кінцевим продуктом у структурі каменю є Mg(OH)2. У разі підвищення концентрації затворювача (розчин MgCl2) у структурі утворюються по черзі 3MgO·MgCl2·11Н2О і 5MgО·MgCl2·13H2О. Підвищення концентрації затворювача більше 2,5 мол/л (С = 21 % чи 1,18 г/см3) зумовлює до утворення системи MgО∙–∙MgCl2∙–∙H2О, яка складається з трьох фаз: пентооксигідрохлориду (5MgО·MgCl2·13H2О), триоксигідрохлориду (3MgO·MgCl2·11Н2О), залишків не прореагованого Mg(OH)2. В результаті випробувань установлено, що зразки, виготовлені із цементу і бішофіту з ρ = 1,28 г/см3, мають найвищу міцність.


Ключові слова


магнезіальний цемент; хлористий магній; затворювач; час твердіння; кристалізація; рідка фаза; тверда фаза; рентгенофазовий аналіз; диференційно-термічний аналіз

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Bellashin L.I. Infrakrasnye spektry molekul [Infrared spectra of molecules]. Moscow: Izd-vo inostr. lit., 1957, 68 p. (in Russian).

Vaganov A.P. Ksilolit [Xylene]. Leningrad, Moscow: Gosstrojizdat, 1959, 144 p. (in Russian).

Vojvad A.Ya. Magnezial'nye vyazhuschie veschestva [Magnesia binders]. Riga: Zinatne, 1971, 331 p. (in Russian).

Gorbanenko V.M., Kramar L.Ya., Trofimov B.Ya., Korolev A.S. and Nuzhdin S.V. Kompozitsiya na osnove magnezial'nogo vyazhuschego [The composition on the base of magnesia binders]. Pat. 2238251 Rossiyskaya Federatsiya: MPK S04 V 28/30.

Killesso S.I. Dekorativnyy beton v arkhitekture [Decorative Concrete in Architecture]. Moscow: Stroyizdat, 1941, 66 p. (in Russian).

Mchednov-Petrosyan O.P. Strukturoobrazovanie v dispersnykh sistemakh s dobavkoy aktivnogo kremnezyoma [Structure formation in dispersed systems with the addition of active silica]. VI respublikanskaya konferentsiya po fizikokhimii, tekhnologii polucheniya i primeneniya promyvochnykh zhidkostey, dispersnykh sistem i tamponazhnykh rastvorov (Ivano-Frankovsk, oktyabr'-noyabr' 1985) [VI Republican conference on physical chemistry, technology of production and application of drilling fluids, dispersions system and cement slurry (Ivano-Frankivsk, October-November 1985)]. Kiev, 1985, vol. 1, pp. 100-101. (in Russiaan).

Trofimov B.Ya., Gorbunov S.P., Kramar L.Ya., Zhukov I.V., Bashev V.A., Ivanov F.M. and Kapkin M.M. Ispol'zovanie otkhoda proizvodstva ferro [The use of manufacturing ferro waste]. Beton i zhelezobeton [Concrete and reinforced concrete]. 1987, no. 4, pp. 39-41. (in Russian).

Uretskaya E.A. and Batyanovskiy E.I. Sukhie stroitel'nye smesi : materialy i tekhnologii [Dry construction mixtures: materials and technologies]. Minsk: Strinko, 2001, 198 p. (in Russian).

Helland S. Silika-tillenthingstood for Betong. Nordisk Beting. 1986, no. 3, pp. 15-19.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


Беллашин Л. И. Инфракрасные спектры молекул / Л. И. Беллашин ; пер. с англ. В. М. Акимова [и др.] ; под ред. Д. И. Щигорина. – Москва : Изд-во иностр. лит., 1957. – 68 с.

 

Ваганов А. П. Ксилолит / А. П. Ваганов. – Ленинград ; Москва : Госстройиздат, 1959. – 144 с.

 

Войвад А. Я. Магнезиальные вяжущие вещества / А. Я. Войвад. – Рига : Зинатне, 1971. – 331 с.

 

Композиция на основе магнезиального вяжущего : пат. 2238251 Российская Федерация, МПК С04 В 28/30 / Горбаненко В. М., Крамар Л. Я., Трофимов Б. Я., Королев А. С., Нуждин С. В. ; патентообладатель Горбаненко В. М. – Заявл. 29.07.2002 ; опубл. 20.10.2004, Бюл. № 26.

 

Киллессо С. И. Декоративный бетон в архитектуре / С. И. Киллессо. – Москва : Стройиздат, 1941. – 66 с.

 

Мчеднов-Петросян О. П. Структурообразование в дисперсных системах с добавкой активного кремнезёма / О. П. Мчеднов-Петросян // VI республиканская конференция по физикохимии, технологии получения и применения промывочных жидкостей, дисперсных систем и тампонажных растворов (Ивано-Франковск, октябрь-ноябрь 1985) : тез. докл. – Киев, 1985. – Ч. 1. – С. 100-101.

 

Использование отхода производства ферро / Трофимов Б. Я., Горбунов С. П., Крамар Л. Я., Жуков И. В., Башев В. А., Иванов Ф. М., Капкин М. М. // Бетон и железобетон. – 1987. – № 4 – С. 39-41.

 

Урецкая Е. А. Сухие строительные смеси : материалы и технологии : науч.-практ. пособие / Е. А. Урецкая, Э. И. Батяновский. – Минск : Стринко, 2001. – 198 с.

 

Helland S. Silika tillenthingstood for betong / S. Helland // Nordisk beting. – 1986. – № 3. – Р. 15-19.