Магнезиальный цемент: состав, свойства, области применения
Материал представляет из себя вид неорганического вещества. Применяется в устройстве полов, ступеней, создания стекломагниевых листов и декоративных элементов. Впервые материал стали применять в строительстве еще в конце прошлого тысячелетия для изготовления ксилолитовых полов, облицовочных плиток и небольших архитектурных сооружений.
Особенности материала
Интерес к магнезиальному цементу то возрастал, то на время угасал. Это было связано с недостатком информации о веществе. Главное достоинство материала — высокие экологические характеристики, в том числе защита от электромагнитных излучений, электростатических воздействий, искробезопасность и негорючесть.
Само по себе вещество и материалы из него обладают высокой прочностью, приближенной к натуральным природным материалам. Но, в отличие от последних, магнезиальное вяжущее обладает высокой прочностью на растяжение и изгиб (до 20 мПа). Этому свойству способствуют волокна оксихлорида магния, которые кристаллизуются в твердом цементе. Кроме того, магниевые волокна выполняют армирующую функцию.
По сравнению с другими вяжущими, магнезиальная субстанция обладает очень высокой адгезией к минеральным и органическим веществам. Высокая плотность, низкая щелочность, а также присутствие в составе минерала бишофита, обеспечивают защиту от гниения в цементе органических заполнителей. Благодаря этому свойству, изделия из магнезиального вяжущего обладают высокой стойкостью к плесени и грибку. Смесь образует плотный материал без пор, характеризующийся износостойкостью, водонепроницаемостью, масло — и бензостойкостью.
Максимальную прочность смеси и бетон набирают быстро: за 24 часа показатель достигает 30-50% от максимума, а в течение недели — 60-90%.
Общие характеристики
Магнезиальный цемент придает изделию высокую прочность наряду со стойкостью к агрессивным средам. Маркировка материала — 500 и выше.
Раствор изготавливается не с применением воды, как с традиционным цементом, а с помощью специального водного раствора солей магния. Его называют затворителем. Этот факт позволяет магнезиальному цементу добиться максимальной твердости за короткий промежуток времени.
Характеристики у него следующие:
Из недостатков материала:
Еще одним серьезным недостатком, усложняющим использование магнезиального цемента, является невозможность транспортировки: создавать вяжущее возможно только в том месте, где будет воссоздана постройка, объект или изделие. Иначе вещество быстро затвердеет, не будет доступно для деформаций.
Подводя итог, можно сказать, что достоинства магнезиального цемента превышают его недостатки при соблюдении всех условий и дозировок создания смеси.
Состав
Производство цемента претерпевает несколько этапов. Оксид магния прокаливают до 804 градусов Цельсия и смешивают с 30% раствором хлорида магния в соотношении 2:1. В результате образуется структурное образование из атомов магния, скрепленных друг с другом гидроксильными группами, молекулами воды и ионами хлора. В течение нескольких часов смесь превращается в прочную, твердую, белую, легко полирующуюся массу.
При этом состав вяжущего не является равномерным. В ряде исследований было установлено, что отдельные участки содержат большую концентрацию оксида магния, а другие — магнезиальное вяжущее. Остальные минеральные составляющие присутствуют в количестве не более 10%. От чего это зависит? В первую очередь, от условий производства вещества, а также от скорости затвердевания. Поэтому во время производства состава должны соблюдаться достаточно жесткие рамки в соотношении между затворителем и магнезитом (или доломитом).
Применение
Магнезиальный цемент не рекомендуется применять в местах с повышенной влажностью, во водосодержащем грунте, на местности с высоким уровнем грунтовых вод. В этих случаях вещество не обеспечит нужную герметичность, а постройка быстро придет в негодность. При использовании этого материала для обустройства пола, его необходимо хорошо защитить от влажности, особенно со стороны стен.
Хорошие эксплуатационные свойства состава позволяют применять его для устройства бесшовного монолитного пола. При этом будущее сооружение будет отличаться беспыльностью, долгосрочностью без потери качественных характеристик, хорошо поддается циклеванию и обработке мастикой. Магнезиальный пол не горюч, экологичен и долговечен.
Полы из этого материала пришли на смену традиционным бетонным покрытиям. Последние перестали удовлетворять современным требованиям к эксплуатационным свойствам: они относительно быстро приходят в негодность и покрываются трещинами. Кроме этого, в процессе гидратации кристаллические и коллоидные образования постепенно подсыхают и сжимаются, из-за чего происходит усадка пола из бетона на основе портландцемента.
Камень, который получается в результате полировки, на протяжении долгого времени пользуется интересом у скульпторов и архитекторов. Изделия из такого цемента применяются для создания малых архитектурных форм, элементов декора для интерьера.
На основе магнезиального бетона часто выполняют мозаичные полы, отличающиеся обилием красок и неординарных дизайнерских решений с необыкновенными узорами.
Современные технологии строительства позволяют изготавливать из магнезиальной смеси материалы для стен, конструкционные брусья, лестницы, пено — и газомагнезиальные блоки, подоконники.
Таким образом, магнезиальный цемент является довольно востребованным веществом в строительстве, если обладает всеми необходимыми эксплуатационными свойствами. Для получения качественного материала необходимо строго соблюдать все требования условий производства, дозировки составляющих и области применения.
Магния хлорид купить
| Производитель | Фасовка | Магния хлорид цена | ||
| Индия | Мешки по 50 кг | 11,20 грн/кг | ||
| Израиль | Мешки по 25 кг | 13,50 грн/кг | ||
| Германия | Мешки по 25 кг | Растворитель | Температура, °С | Растворимость, г/100г растворителя |
| Этанол | 0 | 3,6 | ||
| 10 | 4,3 | |||
| 20 | 5,6 | |||
| 40 | 10 | |||
| 60 | 15,9 | |||
| Метанол | 0 | 15,5 | ||
| 20 | 16 | |||
| 40 | 17,8 | |||
| 60 | 20,4 | |||
| Диоксид серы | 0 | 0,014 | ||
| Ацетон | Малорастворим | |||
| Пиридин | 0 | 1,28 | ||
| 25 | 1,06 | |||
| Вода | 0 | 52,9 | ||
| 10 | 53,8 | |||
| 20 | 54,8 | |||
| 25 | 55,5 | |||
| 30 | 56 | |||
| 40 | 58 | |||
| 60 | 61,3 | |||
| 80 | 65,8 | |||
| 100 | 73 | |||
| 150 | 95,3 | |||
| 200 | 135,3 |
Применение.
Магния хлорид применяется в строительстве, коммунальном хозяйстве, сельском хозяйстве, металлургии, медицине, пожарном деле, производстве минеральной воды и др.
Применение магния хлорида в качестве противоголедного реагента.
Магния хлорид эффективно применяется в качестве противогололедного агента при температуре до минус 35°С. Реакция растворения в воде происходит с выделением тепла, поэтому бишофит эффективен в кристаллическом виде.
В зимнее время магния хлорид применяют при перевозке различный насыпных материалов: песок, щебень, руда, каменный уголь и пр. Такие материалы склонны к смерзанию в глыбы из-за их остаточной влажности. Для того, чтобы облегчить погрузочно-разгрузочные операции в зимний период для таких материалов применяют обработку в виде посыпки кристаллическим хлоридом магния или поливки рассольными водными растворами. Обработку производят заблаговременно или после смерзания. Расход магния хлорида зависит от влажности материала и температуры окружающей среды.
Расход бишофита (магния хлорида) для исключения обледенения насыпных материалов
Применение магния хлорида в магнезиальных цементах.
Магнезиальный цемент получается смешиванием предварительно прокаленного до 800°С оксида магния с 30%-ным водным раствором MgCl2 (две весовые части MgO на одну весовую часть безводного MgCl2 ).
В практику строительства ксилолит ввел в 1882 году С. Копфельд. В 50-х годах прошлого столетия в нашей стране ксилолитовые полы имели довольно широкое распространение. Теплые бесшовные полы обладали низким коэффициентом истираемости, малой теплопроводностью и высокой гигиеничностью. В настоящее время аналогами ксилолитовых полов являются линолеумы и другие полимерные материалы.
Магнезиальное вяжущее и материалы на его основе обладают высокими прочностными характеристиками, приближающимися по своим значениям к природным материалам. Но что еще важнее, в отличие от природных материалов, магнезиальный цемент имеет аномально высокие показатели по прочности на растяжение и изгиб (до 20 МПа и выше), что связано с особенностями затвердевшего магнезита, в котором присутствуют кристаллизующиеся в виде волокон оксихлориды магния. Волокнистые кристаллы не только повышают прочность цемента, но и действуют как армирующий материал.
Материалы на основе магнезиального вяжущего обладают очень высокой, в отличие от других вяжущих, адгезией не только к минеральным, но и к органическим веществам. Из-за высокой плотности материала, малой щелочности и присутствия в составе магнезиальных цементов минерала бишофита органические заполнители в них не гниют, что позволяет сделать предположение о возможной бактерицидности и устойчивости к образованию плесени и грибка.
При использовании магнезиального вяжущего в строительных смесях, особенно с добавками силикатов магния, образуется плотный беспоровый материал, обладающий выскокой износостойкостью, масло- и бензостойкостью и водонепроницаемостью.
К достоинствам магнезиального цемента следует также отнести быстрый темп нарастания прочности. Обычно в возрасте одних суток прочность бетонов и растворов достигает 30-50%, а в возрасте 7 суток 60-90% от максимального значения.
В отличие от магнезиальных, цементные бетоны и растворы на основе портландцемента, как известно, имеют замедленное твердение, неоднородный состав и конгломератное строение. Поэтому традиционные бетонные покрытия полов не удовлетворяют современным стандартам по износостойкости и трещиностойкости. Образующиеся в процессе гидратации кристаллические и коллоидные новообразования с течением времени высыхают и уплотняются, что сопровождается усадкой цементного камня.
Особенностью магнезиального вяжущего является то, что для его затворения используются растворы солей магния. Чаще всего для этой цели применяют водный раствор MgCl2 (обычно в виде минерала бишофита MgCl2 × 6H2O).
Применение магния хлорида как кормовой добавки.
Нормы скармливания рассола магния хлорида, на голову в сутки:
— сухостойным коровам — 20–25 мл;
— дойным коровам — 400–1000 мл;
— телятам до 6 месячного возраста — 2–25 мл;
— свиньям на откорме — 5–10 мл.
Для птицы (независимо от возраста) рассол магния хлорида вводят в корма (сухой корм, молоко, вода) — 1–2 мл/кг корма. Прирост живой массы циплят-бройлеров увеличивается на 5-7% и снижается расход кормов на 1 кг прироста на 10-14%. Сохранность цыплят увеличивается на 2-3%. Введение кристаллического магния хлорида в рацион кур-несушек в количестве 400-800 мг/кг корма положительно влияет на прочность скорплупы яиц, увеличивает яйценоскость на 2-5%, увеличивает сохранность птицы на 1-2%.
Магния хлорид входит в состав комплексной кормовой добавки для свиноматок. Состав добавки: магния хлорид 79,8%; аскорбиновая кислота 0,2%; глюкоза 20%. Эту добавку применяют на последние 30 дней супоросности. Многоплодие увеличивается на 5-8%. Масса гнезда при отъеме увеличивается на 12,7 %.
Применение магния хлорида для пылеподавления.
Повышенное содержание пыли на любом производстве является угрозой. Пыль, которая не содержит в своем составе углерод может угрожать здоровью персонала и быть основой различных профессиональных заболеваний дыхательных путей. Пыль, которая содержит в своем составе углерод, кроме этого, может угрожать жизни персонала и быть основой взрыва пыле-воздушной смеси. Самыми пыльными производствами считаются добыча и переработка полезных ископаемых.
Локальными местами образования пыли являются места оборудованные механизмами измельчения, транспортировки (особенно перегрузки). Такие места требуют установки устройств пылеподавления. Наиболее простым и эффективным считается пылеподавлений водой. Добавка в воду магния хлорида значительно увеличивает эффект пылеподавления. Расход добавки кристаллического магния хлорида составляет до 0,438 кг/м 2 поверхности пылеобразования.
Применение магния хлорида в составе покровного флюса для плавки магниевых сплавов.
Сплавы магния с алюминием, цинком, медью, марганцем, висмутом, титаном, кадмием плавят под слоем покровного флюса, т.к. магний возгорается при контакте с печными газами (в начале появляются ярко красные пятна, которые затем переходят в ярко-белое пламя).
Магния хлорид безводный входит в состав флюсов для плавки магния.
Состав флюсов для плавки магниевых сплавов
Процесс приготовления флюса начинается с обезвоживания магния хлорида из шестиводного соединения MgCL2×6H2O. Для этого готовят механическую смесь из шестиводного магния хлорида и аммония хлорида в весовом соотношении 3:1. Эту смесь высыпают на железные противни и добавляют небольшое количество воды. Противни подогревают до температуры 150-200°С при интенсивном перемешивании. Затем постепенно увеличивают температуру. Происходит образование спекающихся кусков, которые необходимо измельчать для более легкого выделения кристаллизационной воды. Магния хлорид обезвоженный имеет вид порошкообразной неспекающейся массы. Безводный магния хлорид низкого качества (плохо обезвоженный) вызывает вскипание и бурление при соприкосновении с расплавленным металлом, плавает по поверхности металла сгустками и делает защитный покров не однородным.
Безводный магния хлорид расплавляют в железных сварных тиглях. По мере расплавления магния хлорида (всё время помешивая) в него вводят натрия хлорид, калия хлорид. При температуре 700°С смесь разливают в железные противни, предварительно подогретые до 100-110°С. После охлаждения флюс измельчают и в случае необходимости добавляют мелкоизмельченные фтористые соли. Флюс гигроскопичен, поэтому его хранят в плотно закрытой таре. Расход флюса зависит от технологических приемов и составляет от 3 до 30% от веса металла.
Для исключения загрязнения магниевого сплава вредными примесями плавку металла производят в железных сварных тигля. Графитовые и шамотные тигли не применяются.
Применение хлорида магния регламентируется следующими стандартами:
ГОСТ 7759-73 «Магний хлористый технический (бишофит). Технические условия»,
ГОСТ 171-81 «Дрожжи хлебопекарные прессованные. Технические условия».
Получение.
Хлористый магний в больших количествах получается при упаривании морских рассолов.
Кроме того магния хлорид получают обезвоживают минерала бишофит с последующей дегидратацией в токе хлороводорода при 100—200 °C.
Магния хлорид является побочным продуктом реакции восстановления титана из тетрахлорида титана.