Магнезиальное вяжущее

Магнезиальные вяжущие состоят из порошка магнезии (MgO) и легкорастворимых солей магнезии. Затвердевание происходит путём образования гидратов солей гидроксида магнезии. Первое использование этого вяжущего началось в 1867 г. и было описано французом Сорелем. По имени открывателя магнезиальные вяжущие долгое время были известны как «цемент Сореля». Однако это название может вести к заблуждению, так как речь идёт не о гидравлическом, а о гидратном вяжущем. Уже в 1895 г. стало производиться «каменное дерево», которое состоит из древесных опилок и магнезиального вяжущего и прессуется при высоком давлении [182].

Слегка обожжённая неагломерированная магнезия вступает в реакцию с водой очень медленно. После поступления воды растворяется вначале небольшое количество MgO и гидрализуется в Mg(OН)_2. Растворимость в воде обоих соединений очень мала (Р_MgO = 6,2 мг/л; Р _Mg(OН)2 = 9,0 мг/л). MgO не может поэтому затвердевать как строительные материалы с сульфатом кальция благодаря выкристаллизовыванию из раствора гидратной воды строительного материала. Кроме того вокруг ядра магнезии образуется труднорастворимая оболочка из Mg(OН)₂, которая препятствует дальнейшему вхождению MgO в раствор. Однако путём добавки растворимых солей магнезии, таких как MgCl₂ или MgSO₄ растворимость Mg(OН)₂ может быть значительно повышена. Один килограмм 30%-го раствора MgCl₂ временно растворяет до 30 г MgO. Из этого перенасыщенного раствора кристаллизуется труднорастворимый гидрат гидроксидхлорида магнезии, который образует структуру похожую на гипс. Примерно также как и в цементе, прочность повышается за счет образования игольчатых войлокообразных кристаллов [189, 210].

При использовании MgCl₂ образуются следующие гидратные фазы:

· MgCl₂·5Mg(OН)₂·8 H₂O (метастабильная)

· MgCl₂·3Mg(OН)₂·8 H₂O (стабильная)

Эти продукты реакции при использовании MgSO₄ зависят от температуры:

· MgSO₄·5Mg(OН)₂·3H₂O (Т > 50 ⁰С)

· MgSO₄·3Mg(OН)₂·8 H₂O (Т < 50 ⁰С)

В зависимости от вида и состава сырья время схватывания магнезиального вяжущего лежит между 15 и 90 минутами (быстросхватывающееся вяжущее) или между 1 и 6 часами (обычносхватывающееся вяжущее). Затвердевшая масса имеет декоративный белый цвет, подвергается полировке и достигает высокой прочности. Некоторые параметры магнезиального промышленного монолитного покрытия пола приведены в таблице 1.33. Эти параметры сильно колеблются в зависимости от использованных добавок [217]. Магнезиальные вяжущие не являются водонепроницаемыми и по причине высокого содержания сульфата и хлорида способствуют коррозии металлов. Характерным для магнезиальных вяжущих является очень хорошая способность к соединению с органическими веществами, благодаря чему в качестве заполнителей и добавок могут использоваться такие материалы как древесина, резина, бумага и пробковая корка.

На основании высокой устойчивости к давлению и истиранию изготовлялись специальные промышленные монолитные полы с магнезиальным покрытием. При этом в качестве заполнителя использовались древесные опилки и стружки (каменное дерево). Магнезиальные монолитные покрытия хорошо зарекомендовали себя и в таких областях, где требуются отсутствие пыли, электрическая проводимость или устойчивость к минеральным маслам, растворителям и горючим материалам. Проверка магнезиального покрытия осуществляется по стандарту Германии DIN 272 [218]. Магнезиальное вяжущее может также использоваться для изготовления лёгких строительных плит из древесной шерсти, производства огнеупорных изделий, а также изготовления искусственного мрамора для декоративных целей. В последние годы магнезиальное вяжущее всё больше и больше вытесняется другими вяжущими материалами [33, 189].

Таблица 1.33-Свойства магнезиального промышленного бесшовного пола[217]

Фосфатные вяжущие

Фосфатные вяжущие являются негидравлическими вяжущими материалами, которые могут рассматриваться как наиболее важные представители кислотно-основных вяжущих и способны затвердевать как гидратно, так и при помощи нейтрализации. Основанием для процесса схватывания и затвердевания является реакция одного скорее кислотного с другим скорее основным компонентом; продукт является солью или гидратизированной солью. Кислым компонентом может быть какая-либо неорганическая кислота или кислая соль (например, кислые фосфаты и полифосфаты аммония и щёлочи) или даже органические хелатообразователи. Основной компонент состоит обычно из основного или слабо амфотерного оксида металла (например, Al₂O_3, MgO, CaO, ZnO), или гидроксида (например, (Al(OH)_3, Mg(OH)₂) или других соединений, которые должны быть более основными, чем кислые компоненты. Из множества других возможных систем некоторые были исследованы более детально [33, 210].