Что такое магнезиальные полы? Бетон магнезиальный


Магнезиальные бетонные полы для промышленных объектов

Магнезиальные полы ориентированы на промышленное применение. Ведь эти бесшовные покрытия невосприимчивы даже к самым значительным эксплуатационным нагрузкам. И ко всему прочему они строятся из экологически чистых материалов, способных сопротивляться и бактериям и грибку, и плесени. Кроме того, практика использования магнезиальной отделки цокольных и межэтажных перекрытий отмечена в текущей редакции СНиП, а это очень серьезный аргумент.

Словом, магнезиальные полы – это выгодно, долговечно и относительно просто. Мы рассмотрим разновидности подобных покрытий, достоинства и недостатки магнезиальных полов, обустраиваемых в помещениях с малой и средней интенсивностью воздействия на покрытие жидких сред. Ну а в финале мы предлагаем познакомиться с технологий укладки подобных напольных покрытий.

Магнезиальные промышленные полы

Магнезиальные промышленные полы

Магнезиальный пол – что это такое?

Это обычный бетонный пол, при обустройстве которого используется не классический песчано-цементный раствор, а сложная многокомпонентная смесь. Причем в состав этой смеси входит следующий набор компонентов: магнезит (минеральный карбонат магния), бишофит (хлористый магний), мелкая минеральная крошка (каменная мука), древесные опилки, тальк и колер.

То есть вместо портландцемента в таких полах используется магнезитовый цемент – особый строительный материал, используемый в производстве бетонов сортов от М500 и выше. Хотя термины «бетон» и «цемент» в данном случае применяются совершенно не оправдано: ведь перед нами классический многокомпонентный твердый раствор солей магния.

Пропорции этих компонентов в рецепте «выпекания» раствора для магнезитовой стяжки наделяет это напольное покрытие особыми качествами и свойствами. Например, если увеличить массовую долю каменной муки, то пол станет прочным, но недостаточно теплостойким. В свою очередь, увеличение доли опилок, приведет к повышению теплостойкости покрытия, но снизит прочность. И так далее.

Разновидности магнезиальных напольных покрытий

Классические и современные строительно-отделочные технологии породили множество разновидностей магнезиальных полов, отличающихся друг от друга, как физическими свойствами, так и экстерьером. Однако среди всего многообразия технологий и расходных материалов нынешний потребитель выделяет лишь некоторые типы подобных напольных покрытий.

В этот перечень «предпочтений» входят следующие типы напольных покрытий:

Тонкослойные магнезиальные полы наливного типа с эффектом самовыравнивания. Такие покрытия укладывают по технологии наливных полов. Однако прочностные характеристики данного типа отделки превышают аналогичные показатели даже хваленых полимерных полов. К тому же, тонкослойные полы дешевле любого другого варианта магнезиальной отделки. Ведь толщина данного покрытия равна  6-10 миллиметрам. Покрытие такой толщины защитит перекрытие от температурных деформаций, истирания и средних ударных нагрузок.

Тонкослойные магнезиальные полы наливного типа с эффектом самовыравнивания

Толстослойные магнезиальные полы, предполагающие толщину стяжки от 50 до 100 миллиметров. Причем особая толщина нужна лишь в очень специфических случаях, когда покрытие должно противодействовать значительным нагрузкам (как ударным, так и эксплуатационным), «удерживая» целостность перекрытия в течение очень длительного времени.

Бесшовный двухслойный магнезиальный пол

Бесшовный двухслойный магнезиальный пол

Мозаичный магнезиальный пол, предполагающий сочетание высоких эксплуатационных характеристик с внешне привлекательным экстерьером. Впрочем,  прочность подобных полов несколько ниже ординарного магнезиального покрытия. Ведь в структуру мозаичного пола включают мраморную, гранитную или доломитовую крошку, которая и формирует мозаику при шлифовании покрытия.

Типовые конструкции магнезиальных напольных покрытий

Впрочем, помимо потребителя в магнезиальных полах заинтересованы еще и архитекторы, дизайнеры и строительные рабочие. Они ценят подобные покрытия за прочность и простоту обустройства. И вышеприведенная классификация магнезиальных полов профессионалов совершено не устраивает. Ведь у них свой подход и своя шкала ценностей, на основе которой можно выделить особый перечень наилучших «сортов» напольных покрытий.

В перечень профессиональных «предпочтений» входят следующие типы напольных покрытий:

Магнезиальные полы плавающего типа, с изоляцией. Такой пол обустраивается как самостоятельный элемент конструкции строения. Причем плавающие полы можно нагружать полностью. А теплоизолирующие и звукоизоляционные свойства подобных конструкций просто вне конкуренции. Ведь между монолитной основой (плитой перекрытия) и плавающей облицовкой (магнезиальным полом) имеется особая прослойка. И чаще всего эту прослойку формируют их ПВХ или полиэтилена или минеральной ваты или иного материала с теплоизолирующими характеристиками. Ну а толщина такого магнезиального пола (а точнее — плавающего слоя)  равна примерно 3,5 сантиметров.

Магнезиальные полы плавающего типа, с изоляцией

Магнезиальные полы плавающего типа, с изоляцией

Магнезиальные полы разделительного типа. Такая отделка не контактирует с плитой перекрытия. Ведь этот многослойный вариант предполагает интеграцию разделительного слоя, расположенного между плитой и облицовкой. Причем в качестве такого слоя чаще всего используется полимерная пленка или битумная бумага. Подобное решение позволяет повысить гидроизоляцию плиты перекрытия. Кроме того магнезиальный пол разделительного типа востребован и в случае обустройства покрытия поверх плиты с дефектом. Толщина магнезиального покрытия в данном случае доходит до 30 миллиметров.

Магнезиальные полы скрепленного типа. Такой пол предполагает связь опорной плиты (перекрытия) и облицовочного слоя (магнезиального покрытия). В итоге толщина пола скрепленного типа не превышает 20 миллиметров, что сказывается на стоимости процесса обустройства. Но каких-либо дополнительных опций, помимо прочности (не менее 30 Н/мм2) от такого пола ждать не стоит.

Однако  независимо от типа конструкции или «сорта» покрытия магнезиальные полы обладают целым радом «врожденных» достоинства, для перечисления которых нам потребуется отдельный раздел статьи.

В чем преимущество покрытий?

Во-первых, такие покрытия не дают усадки. То есть трещины в таких полах не образуются даже под действием предельно допустимых нагрузок. Разумеется, это качество сказывается на продолжительности «жизни» пола самым лучшим образом.

Во-вторых, покрытия из магнезиального бетона славятся своей износостойкостью. Причем в процессе эксплуатации такого пола не образуется даже привычная для портландцементов пыль. Ведь, по сути, магнезиальное покрытие – это слой искусственного камня, монолитного по все толщине. То есть, у магнезиального пола нет поверхностного уплотнения – он одинаково тверд по всей глубине. Поэтому его износостойкость выше, чем у пола на портландцементе в пять и более раз.

В-третьих, монолитный «камень» магнезиального покрытия выдерживает давление до 40-70 МПа, что несколько выше предела прочности даже общепринятого облицовочного материала — мрамора или гранита. И это только на старте, после застывания покрытия. Ну а спустя три месяца, когда завершится процесс формирования цементного камня, магнезиальное покрытие выдержит и 100 МПа, при прочности на изгибе в 10 МПа. И если на такой материал воздействовать с помощью технологии топпинга (поверхностного уплотнения), то подобное покрытие можно задействовать даже в механических цехах, где встречаются множество источников постоянной вибрации (станки, гильотины, прессы  и так далее).

Napa Valley Wine Cellar

На срезе магнезиальное покрытия можно обнаружить игольчато-волокнистую структуру кристаллов магнезита и бишофита, пространство между которыми заполнено вязкой средой. И армированная кристаллами среда умеет сопротивляться как растяжению-сжатию, так и изгибающим моментам. А само покрытие реагирует на удар деформацией волокон (смятием), происходящим без нарушения целостности (растрескивания).

Магнезиальные бетоны налипают на родственные основания (классический бетон, асфальт, ЖБИ и даже металл) так хорошо, что адгезионная прочность такой пары доходит до 3,5 МПа. Именно поэтому и существует технология укладки покрытия на прослойку. Ведь настолько «липкий» состав очень трудно демонтировать. Ну а в случае наклеивания тонкого слоя на основу можно обойтись даже без армирования подложки. А еще такое покрытие не боится ни трещин, ни сколов на подложке. То есть, перед укладкой магнезиальной облицовки можно не заботиться о качестве защищаемой поверхности – бетон налипнет на перекрытие в любом случае.

Такое покрытие выдержит не только механические нагрузки (истирание, давление, линейные деформации и так далее). Такая облицовка успешно противостоит даже агрессивными химическим веществам (щелочами, кислотами) и способна выдержать даже контакт с нефтепродуктами и растворителями. Такие полы не скользят и хорошо переносят контакт с водой. Правда, последнее качество демонстрируют лишь современные составы.

Срок службы магнезиальных покрытий равен полувеку. Причем за это  период покрытие не растрескивается и не истирается, радуя глаз владельца практически первозданным качеством. И такое покрытие можно нанести не только на новое ЖБИ, но и на уже эксплуатируемую поверхность.

Словом магнезиальное покрытие можно использовать где угодно. Но сложившиеся традиции применения отделочных материалов немного ограничивают сферу применения таких бетонов.

Где используют магнезиальные полы?

Сфера применения магнезиальных полов весьма обширна. В нее входят, как промышленные предприятия, так складские или торговые центры. Однако чаще всего покрытие на основе магнезиального цемента применяют в таких случаях:

  • При обустройстве покрытия в цехах ремонта автотарнспорта, а равно и при оформлении площадок под стоянку автомобилей (паркингов, депо, ангаров). Словом, везде, где есть риск истирания.
  • При обустройстве складских помещений с высокой интенсивностью погрузочно-разгрузочных работ. Причем такое покрытие очень востребовано в случае обустройства складов с повышенными требованиями к наличию статического электричества и пожарной безопасности.
  • При обустройстве цехов механической обработки, цехов производства полуфабрикатов и заготовок резанием, типографий и аналогичных производственных площадок, эксплуатация которых сопровождается постоянной вибрацией.
  • При обустройстве цехов в целлюлозно-бумажной, кожевенной, химической промышленности. Ведь в таких цехах невозможно исключить контакт активных реагентов с напольным покрытием, а магнезиальная стяжка инертна к большинству химических веществ.
  • KПри обустройстве холлов, подъездов, лестничных пролетов многоэтажных зданий, полов в кафе, напольных покрытий торговых площадок и выставочных залов и так далее. Словом такое покрытие пригодится везде, где есть постоянное присутствие большого числа людей. Ведь магнезиальные полы обустраиваются на основе природных материалов и не содержат в себе вредных компонентов.

При выравнивании полов в жилых домах и коммерческих строениях (гостиницах, офисах и так далее). В этой роли хорошо зарекомендовали себя смеси магнезиальных солей и минеральной крошки. Например, состав с  добавлением шунгита – «Альфапол К» – соответствует бетонам сорта М400 с вытекающей из этого факта морозостойкостью, гидрофобностью и прочностью. Причем «Альфапол К» можно наносить на подготовленную поверхность слоями по 0,5-4 сантиметра. И армирование в данном случае будет лишним. Кроме того в быту можно использовать продукцию отечественных компаний Маглит, МагБет, Изотех  и прочих.

Как видите: отечественные и зарубежные производители магнезитовых полов предлагают заинтересованным потребителям варианты «на все случаи жизни». И нам остается только разобраться с процессом укладки подобных полов.

Технология обустройства магнезиальных полов

В основе этой технологии лежит процесс обустройства цементно-песчаной стяжки. Поэтому формирование магнезиального покрытия в поэтапном рассмотрении выглядит следующим образом:

  • Вначале готовится основа. Причем что-либо существенное, например, выравнивание стяжки или ликвидацию трещин, на данном этапе предпринимать не нужно. Но магнезиальный бетон налипнет только на чистую поверхность. Поэтому основу нужно избавить от пыли и грязи.
  • После подготовки основы, если того требует технология, можно заняться формированием прослойки между основой и магнезиальной отделкой. Обычно в роли прослойки выступает битумная бумага или плиточный утеплитель (экструдированный пенополистирол и его аналоги). Но покрытие можно уложить на основание и без подложки.
  • Следующий этап – подготовка раствора для магнезиальной отделки. Для этого нужно смешать магнезиальную смесь с вяжущим веществом. Конкретные рекомендации по приготовлению  и рецепты дает сам производитель магнезиальных смесей. И таким указаниям следуют неукоснительно.
  • После подготовки смесь наносят на подложку или прямо на основание, распределяя ее точно так же, как и наливные полы. То есть, вам нужно «вывалить» емкость с порцией раствора на плиту перекрытия, а затем – «размазать» ее по поверхности шпателем. В финале слой магнезиального покрытия прокатывают игольчатым валиком и выравнивают с помощью правила.
  • Следующий этап зависит от предназначения помещения, где укладывают магнезиальные полы. Например, в жилых помещениях отвердевший состав шлифуют спустя 7-8 дней от момента заливки. Именно так делают знаменитые «мозаичные полы». А в мастерских и на производстве пол пропитывают бесцветными полимерами, повышающими химическую и механическую стойкость.

Ну а после 28-30 дней залитую поверхность можно эксплуатировать. Ведь именно к этому времени пол наберет расчетную прочность.

skladovoy.ru

Наномодифицированный магнезиально-шунгитовый защитный бетон АЛЬФАПОЛ

1. Вяжущие материалы и заполнители для производства защитного бетона.

Многообразие условий эксплуатации бетона в промышленном строительстве определяет широкий диапазон свойств и предъявляемых к ним требований, в том числе экологического и специального защитного характера.

Основными показателями, определяющими защитные свойства бетона, являются такие физико-химические характеристики, как плотность бетона и наличие химически связанной «гидратной» воды.

Для защиты от гамма — излучения применяют бетон на тяжелых природных и искусственных заполнителях, содержащих элементы с большим атомным номером. Это баритовые, железнорудные, чугунные, феррофосфорные и другие заполнители.

Кроме того, для ослабления нейтронного излучения, сопутствующего гамма-излучению, бетон должен содержать хороший поглотитель нейтронов, например, гидратированную химически связанную воду.

Для изготовления защитного бетона могут использоваться любые вяжущие материалы. Наибольшее распространение в качестве вяжущего получил портландцемент. Соответствующие рекомендации даны в советских /1, 2/, американских (Дейвис, Орвил, Роквелл и др.), немецких (Яэгер, Айзенлоор и др.) публикациях.

Однако наиболее перспективным направлением является, на наш взгляд, использование в бетоне магнезиального цемента, в составе которого содержится большее (в два раза) по сравнению с портландцементом количество химически связанной воды, как это следует из приведенной химической формулы магнезиального цемента — 3(5) МgО х МgСl2 х 11(13) Н2О. Данные, приведенные в табл.1 /1/ наглядно подтверждают это высказывание.

Количество воды, химически связанной цементомТаблица 1

Цемент Количество связанной воды , % массы цемента в течение
1 мес 12 мес
Портландцемент 15 20
Шлакопортландцемент 15 20
Гипсоглиноземистый 28 32
Глиноземистый 25 30
Магнезиальный 35 40

В литературе /1/ имеются указания на широкое применение магнезиального цемента для защиты ядерных установок (бетон «Брук Хавен», США).

Известно также, что магнезиальные горные породы и попутные продукты горнорудной промышленности имеют пониженную радиационную проницаемость при воздействии гамма — и нейтронного излучения. Массовые коэффициенты ослабления гамма-излучения уменьшаются на 1.5-3.0 %; толщина слоя половинного ослабления гамма-излучения снижается на 15-30 % по сравнению с глиной, гранитом, базальтом. Бетон на заполнителях из магнезиального сырья отличается повышенной плотностью (2900 — 3200 кг/м3) и имеет толщину слоя половинного ослабления гамма-излучения 6.3-6.4 см, что на 14-18 % ниже обычного бетона, и уступает лишь бетону с добавкой хрома /3/.

В СССР и России не существовало до недавнего времени теоретической основы и надежной технологии изготовления магнезиального бетона. Большой вклад в практическое применение и теоретическое обоснование применения магнезиальных строительных материалов внес коллектив Санкт-Петербургской компании АЛЬФАПОЛ, производящий такие составы с 1998 года. Теоретическая база разработана коллективом авторов под руководством академика В. В. Зуева, опубликована в 2006 г. в монографии «Кристаллоэнергетика, как основа оценки свойств твердотельных материалов, включая магнезиальные цементы»/7/.

2. Нанобетон. Наночастицы. Наномодификаторы. Фуллерены.

Как уже отмечалось, свойства бетона в широком спектре его характеристик и как защитного материала, определяются в значительной степени его структурой на микроскопическом уровне и зависят от характера и величины деформаций, сопротивления разрушению материала, капиллярной проницаемости и явлений тепломассообмена /4/.

Условно нанобетоном можно назвать такой материал, который содержит в своём составе наноструктуры.

Принято частицы, размерами от 1 до 100 нанометров называть наночастицами.

По мнению ведущих ученых мы постепенно входим в нанопространство, связанное с применением нанотехнологий, в котором действуют другие законы, отличные от законов квантово — физического мира с его молекулами, атомами и электронами. Нанотехнологии качественно отличаются от традиционных, поскольку микроскопические явления, пренебрежимо слабые в привычных масштабах, становятся намного значительнее свойств и взаимодействий отдельных атомов и молекул (например, силы Ван-дер-Ваальса, квантовые эффекты).

Можно ли приложить эти новые преставления о материи к области материаловедения, в частности, к строительным материалам? Очевидно, ответ положительный.

На сегодняшний день в этом направлении имеется значительное продвижение Как показывает практика, даже простое уменьшение размера частиц в материале (например, в цементе) может значительно улучшить его характеристики. У обычного портландцемента удельная поверхность частиц составляет приблизительно 2500 см2/г. Такой цемент вступает в химическую реакцию с водой лишь на четверть своего объёма. Чтобы устранить этот недостаток, можно измельчать материал до возможно малых размеров непосредственно перед использованием. Уже в области размеров частиц от 50 до 100 мкм начинается изменение признаков коллоида в дисперсной системе (цемент — наполнитель — заполнитель) в водной среде — прекращение броуновского движения и резкое снижение величины свободной поверхностной энергии, что связано с установлением фазового равновесия внутри системы /4,5/. Это соответствующим образом влияет на формирование структуры цементного камня.

Однако дополнительное измельчение цемента до микрочастиц является весьма дорогостоящим и экономически невыгодным предприятием.

Можно двигаться в другом направлении, используя в качестве добавок известные наномодификаторы. Это более перспективно и используется в заметных объёмах.Наиболее известным и широко используемым наномодификатором в строительном деле является микрокремнезем, побочный продукт при производстве ферросилиция и металлического кремния с размером коллоидных частиц 10-5 — 10-3 м /4/. Экспериментально установлено, что действие микрокремнезема весьма эффективно для улучшения свойств защитного бетона, используемого для изготовления контейнеров при захоронении радиоактивных отходов и отработанного ядерного топлива /6/.

Установлено, что наночастицы в виде нанотрубок имеются в таком природном минерале, как хризолитовый асбест. Возможно, наличием нанотрубок можно объяснить упрочняющее действие, какое оказывает асбест на цементную матрицу (изделия — асбошифер, асбестоцементные трубы и т.д.)

Содержит нанотрубки и минерал серпентинит. На основе этого минерала, измельчённого до наноразмерного состояния, изготавливают так называемые ремонтно-восстановительные составы (для восстановления изношенных металлических трущихся поверхностей).

Особое место по использованию для производства нанобетонов занимают фуллероиды — одно, и многослойные нанотрубки. Это фуллереноподобные вещества, значительно более дешевые, чем фуллерены, и применяются уже достаточно широко.

Фуллерен имеет каркасную структуру, очень напоминающую футбольный мяч, состоящий из «заплаток» пяти — и шестиугольной формы. Если представить, что в вершинах этого многогранника находятся атомы углерода, то мы получим самый стабильный фуллерен С60. В молекуле С60, которая является наиболее известным, а также наиболее симметричным представителем семейства фуллеренов, число шестиугольников равно 20. При этом каждый пятиугольник граничит только с шестиугольниками, а каждый шестиугольник имеет три общие стороны с шестиугольниками

Структура фуллерена

Рис 1. Структура фуллерена

Представители фуллеренов

Рис 2. Представители фуллеренов С60, С70, С90

Фуллерены являются веществами, хотя и высокоэффективными как упрочнители цементных материалов, однако очень дорогими и поэтому в широкой практике не используются.

Нанотрубка — это молекула из более миллиона атомов углерода, представляющая собой трубку с диаметром около нанометра и длиной несколько десятков микрон. В стенках трубки атомы углерода расположены в вершинах правильных шестиугольников.

Структура нанотрубки

Рис 3. Структура нанотрубки

3. Вода — природный наномодификатор.

Самым распространенным примером наноструктур является вода. Почти вся биосфера нашей планеты (да и наш организм) состоит на 65% из воды.

По мнению ведущих ученых / В. Казначеев. Энергия и информация/, «вода важнейшее связующее звено, которое реализует информационно-энергетическую передачу космоса на живое вещество»/. Что и как именно воспринимает из космоса вода, когда она находится в клетке, в нашей крови или в наших нейронах? Если подходить к изучению воды с точки зрения кластеров (наноструктур), то можно объяснить все ее свойства /Мартин Чаплин. Кластеры — структурные единицы. «Не существует другой гипотезы, которая позволяла бы понять природу воды»/.

Когда начали изучать возможные структуры в воде, то оказалось, что структуры кремниевых пород и возможные структуры воды подобны друг другу, т. е. в каком-то смысле оксид кремния — та же вода, только невероятно медленно меняющая свои структурные свойства /В. Воейков. МГУ. Горящая вода/.

Вода, как первичная наноструктура, является матричной основой в дисперсных цементных системах, при затвердевании которых образуется камнеподобный материал, зачастую не уступающий по своим свойствам природным минералам.

Таким образом, микроскопический уровень материалов включает в качестве матричной основы связующего структурированную (псевдотвердую) воду, имеющую высокую энергию связи. К примеру энергия испарения воды в первом адсорбционном слое (монослое) составляет 8000 кал/моль /3/. Большинство исследований в области твердения вяжущих веществ посвящено механизму гидратации и изучению продуктов гидратации. Однако несмотря на проводимые в этой области серьезные исследования (работы В.В.Дерягина, Л.И. Хейфица, И.Н. Ахвердова, Е.И. Шмитько и др.), единой и общепринятой теории твердения цемента до сих пор не разработано в силу чрезвычайной сложности этого многофакторного процесса.

Таким образом, можно утверждать, что наночастицы (НЧ) и наноструктуры (НС) присутствуют на Земле, в природе, в воде , в минералах изначально.

4. Применение шунгита в защитном радиационностойком бетоне на магнезите и портландцементе.

Быстро развивающимся направлением строительной нанотехнологии в России является производство строительных материалов с использованием шунгита.

Шунгитовая порода группы III представляет собой природный композит, состоящей из 26-30 % углерода и 56-60% силикатных частиц. Характерной особенностью шунгитового углерода является также наличие глобул, типа фуллероидов, содержащих в своем составе фуллереноподобные наночастицы (одно и многослойные нанотрубки, нанобаррели, нанолуковицы, наноконусы и т.п.) /8/.

Кроме того, матрица аморфного углерода шунгитовой породы Зажогинского месторождения включает в себя нанокристаллические частицы оксида кремния в виде микрокристаллитов альфа кварца с небольшой примесью корунда, размерами около 60 нм (см. ниже микрофотографию шлифа кускового материала шунгита /7/). Известно, что при старении оксид кремния распадается на кластеры из Si и SiO2, содержащие до 1020 см-3 парамагнитных центров. Известно также, что электронный парамагнитный резонанс (эффект Зеемана) — резонансное поглощение радиоволн — обусловлен квантовыми переходами между магнитными подуровнями парамагнитных атомов и ионов. Спектры ЭПР наблюдаются главным образом в диапазонах сверхвысоких частот. Наличие парамагнитных центров — это один из возможных вариантов объяснения эффекта поглощения шунгитом радиоволн в высокочастотном диапазоне.

Прожилки параллельно-шестоватых агрегатов кварца в основной массе (черное) шунгита. Проходящий свет, николи скрещены, увеличение 300x

Рис 4. Прожилки параллельно-шестоватых агрегатов кварца в основной массе (черное) шунгита. Проходящий свет, николи скрещены, увеличение 300x.Шунгитовые порошки разной тонины помола весьма перспективны в качестве наполнителя в резине, полимерах, мастиках, замазках, красках, а также в качестве наполнителя при изготовлении защитного бетона. В качестве наполнителя преимущественно используются порошки шунгитовой породы группы III, в силу своей уникальности по структуре (см. выше), а также технологичности при измельчении /8/.

В соответствии с существующей на сегодняшний день научной концепцией структура модифицированного защитного бетона — консерванта должна быть газопроницаемой (для отвода продуктов радиационного разложения воды) и водонепроницаемой, препятствующей миграционно-диффузионным процессам проникновения радионуклидов в окружающую среду после их захоронения. Состав такого бетона известен /6/. Портландцемент М500 — 37%, высокодисперсный шунгит — 13%, шунгитовый песок — 32%, высокодисперсный порошок карбида бора 2%, модифицирующие добавки и вода — остальное. /. В качестве примера можно привести производство защитного модифицированного бетона — консерванта для захоронения радиоактивных отходов с гарантированной надежностью, сроком до 300 лет.

Однако, как отмечает автор, при введении тонкодисперсных порошков в цементные смеси возникает ряд проблем, таких, как образование пыли, сложность обеспечения на обычном смесительном оборудовании равномерного распределения микрочастиц в цементной смеси, особенно в малых количествах.

Кроме того, как выяснил автор, адгезия между частицами шунгита и цементным камнем практически отсутствует, и поэтому эти частицы можно рассматривать как условные поры в цементном монолите. Кроме того, при перемешивании дисперсий шунгита с цементом очень трудно получить однородную (гомогенную) смесь. Механизм перемешивания подобен механизму перемешивания цемента с машинным маслом /6/.

Напротив, магнезиальный цемент, как это будет показано ниже, имеет более высокую адгезию к шунгиту. Санкт-Петербургская компания АЛЬФАПОЛ выпускает несколько видов бетонных и растворных строительных смесей на магнезиальном вяжущем с шунгитом. Причем, соотношение основных компонентов вяжущее/шунгит существенно отличается от составов на портландцементе: магнезит — до 10%, шунгит — до 85% /9/.

5. Краткие сведения о защитных свойствах магнезиально-шунгитовых строительных смесей. Сравнительные характеристики с бетонами на портландцементе

При затворении каустического магнезита (MgO) концентрированным раствором бишофита (MgCl2) в начале гидратации кристаллизуется неустойчивое метастабильное соединение 5MgO∙MgCl2∙13h3O, которое постепенно переходит в конечную устойчивую фазу 3MgO∙MgCl2∙11h3O с большим количеством химически связанной воды. Высокая прочность этого соединения обусловлена его текстурой, отличающейся взаимным прорастанием спиралевидных трубчатых нитевидных агрегатов /10/, наблюдаемых в сканирующем электронном микроскопе (Установка Geolco JSM, США университет штата Иллинойс).

К достоинствам магнезиального цемента также следует отнести быстрый темп нарастания прочности. Обычно в возрасте одних суток прочность бетона и растворов достигает 30-50%, а в возрасте 7 суток 60-90% от максимального значения.

В отличие от магнезиальных составов, бетон и растворы на основе портландцемента, как известно, имеют замедленное твердение, неоднородный состав и конгломератное строение. Образующиеся в процессе гидратации портландцемента кристаллические и коллоидные новообразования с течением времени высыхают и уплотняются, что сопровождается усадкой цементного камня /11/.

В отношении магнезиального цемента была проделана успешная, на наш взгляд, исследовательская работа по объяснению и количественному описанию его свойств с точки зрения современных энергетических подходов /7/. В этой работе проведен сравнительный анализ магнезиального и кальциево-силикатного цементов по рассчитанным для них энергетическим характеристикам и свойствам.В частности, особо следует подчеркнуть явное преимущество магнезиального цемента (по сравнению с портландцементом) по удельным массовым энергетическим параметрам Em и Wm, что сближает его с весьма стабильными минералами /12/ (таблица 2) которые являются наиболее устойчивыми природными химическими соединениями в составе земной коры, а также верхней мантии.

Сравнительная характеристика свойств магнезиального и кальциево-силикатного цементовТаблица 2

Удельные энергии атомизации
Магнезиальный цемент Кальциево-силикатный
Em,кДж/г 36,27 Em,кДж/г 25,69
Удельные энергии сцепления остовов и электридов
Wm, МДж/г, 0,81 Wm, МДж/г 0,58

Как следствие, магнезиальный цемент характеризуется высокими параметрами максимальной частоты колебания атомов νm (таблица 3), что, по-видимому, является ключом к объяснению повышенных защитных (экранирующих) свойств материалов на основе магнезиального цемента в смеси с шунгитом от гамма-излучений /7/ и воздействия электромагнитных излучений радиочастотного диапазона.

Энергетические и частотные характеристики графита, шунгита, магнезиального цемента и портландитаТаблица 3

Вещество Ea,кДж/моль Em,кДж/г Р,г/см3 Ev,кДж/см3 vm,ТГц
Графит 718,6 59,8 2,27 136 23,2
Шунгит 700 58,3 1,95 114 23,7
Магнезиальный цемент 15021 36,3 1,86 67,5 17,6
Гиллебрандит 29791 25,7 2,69 69 14

ПРИМЕЧАНИЕ. Для графита приведены данные согласно (Мамыров, 1991), для остальных соединений — рассчитанные параметры.

Из данных таблицы 3 однозначно следует вывод, что по параметрам удельной массовой энергии атомизации (Em) и частотным характеристикам (νm) магнезиальный цемент превосходит традиционный цемент типа портландита (гиллебрандит). Этот вывод подтверждают исследования фирмы АЛЬФАПОЛ, выполненные в аккредитованных лабораториях. Изготовленные с применением магнезиального цемента с шунгитовым и баритовым наполнителями защитные изолирующие панели (экраны, штукатурные и напольные смеси) способны обеспечивать многократное ослабление воздействия гамма-излучения /13/. Причем, магнезиально-шунгитовые и магнезиально-баритовые составы имеют примерно одинаковый коэффициент ослабления гамма-излучения.

Возможное объяснение этому эффекту следует искать, как уже указывалось, в высоких параметрах Em и νm шунгита и магнезиального цемента.

Если принять состав защитных экранов состоящими на 15% из магнезиального цемента и на 85% из шунгита, то средние параметры такого материала будут следующими: Em = 55 кДж/г, νm = 22,7 ТГц. Для сравнения, по приведенной выше рецептуре радиационно-защитного бетона на портландцементе (37%/ 45% цемент/шунгит), можно вычислить параметры Em = 35,7 кДж/г, νm = 15,9 Тгц, соответственно. Сравнение не в пользу портландцемента. Обращает на себя внимание (таблица 3) близость (совместимость) не только частотных характеристик, но также плотностей шунгита и магнезиального цемента, что по-видимому является благоприятным фактором при изготовлении защитных материалов из смесей этих веществ.

Согласно данным Мамырова Э.М. /14/ наиболее высокие параметры νm характерны для самых высокоэнергоплотных неорганических веществ (минералов) — алмаза (νm = 26,9 ТГц) и графита (νm = 23,16 ТГц). Шунгит, как весьма специфическая природная форма углерода, представляет собой хаотическую, беспорядочную сетку гибридных ковалентных spx-связей атомов углерода. Поэтому шунгит является перспективным природным материалом для выполнения защитных (экранирующих от различного рода излучений) функций, например, электромагнитных полей /15/.

Таким образом, превосходство защитных свойств магнезиально-шунгитовых материалов над портландцементным бетоном с шунгитовым наполнителем можно считать теоретически обоснованным с точки зрения современных энергетических подходов.

Кроме того, не следует забывать, что тонкомолотый шунгит включает в себя нанокристаллические частицы оксида кремния в исходной матрице аморфного углерода, что, по видимому, отвечает за резонансное поглощение радиоволн в высокочастотном диапазоне.

6. Применение магнезиально — шунгитовых строительных смесей для нейтрализации радона и гамма — излучения

Современные магнезиально-шунгитовые строительные материалы в виде сухих строительных смесей (штукатурные составы и напольные покрытия), разработанные компанией «АЛЬФАПОЛ», обладают уникальной комбинацией свойств и оптимальными эксплуатационными характеристиками, что позволяет использовать их для решения следующих задач по обеспечению радиационной безопасности:

  • снижения уровня облучения людей радоном (продуктами распада) и другими природными радионуклидами;
  • защиты персонала от воздействия всех видов источников ионизирующих излучений;
  • при изготовлении контейнеров для радиоактивных отходов, а также для герметизации газовыделяющих радиоактивных веществ;
  • омоноличивания твердых радиоактивных отходов;
  • отверждения жидких радиоактивных отходов.

Сухая смесь выпускается в заводской упаковке. Качество продукции контролируется аккредитованной заводской лабораторией. Технология нанесения (укладки) не отличается от работы с обычными цементными растворами. Изготавливается по патенту на изобретение № 2233255. Санитарно-эпидемиологическое заключение № 78.01.06.574.П.011790.06.08. ТУ 5745-004-82166262-2004.

6.1. Радон. Защита от природных источников излучения.

Известно, что природные источники ионизирующего излучения создают более 2/3 суммарной дозы, получаемой населением. При этом наибольшую долю в облучение населения вносят радон (Rn), а именно продукты его распада.

Разработан магнезиально-шунгитовый материал «АЛЬФАПОЛ КР», предназначенный для изготовления стяжек пола с целью уменьшения поступления радона в воздух помещений. Причем, количество шунгита варьируется в пределах всего 1-2%. Материалы на основе магнезита обладают высокой износоустойчивостью, прочность на сжатие достигает 60-70 МПа. Стяжки пола могут быть выполнены в жилых (подвальных), производственных помещениях, в местах с превышением уровня выделения радона из почвы. Санкт-Петербургским институтом радиационной гигиены им. Рамзаева проведена серия экспериментальных исследований радонозащитных характеристик ряда рецептур.

Характеристики материала «АЛЬФАПОЛ КР» представлены в таблице 4 , в которой для сравнения приведены данные литературы по числовым значениям коэффициента диффузии и длины диффузии радона в различных средах. Для сравнения: по значению коэффициента диффузии «АЛЬФАПОЛ КР» превосходит тяжелый бетон примерно в 100 раз, а по длине диффузии в десять.

Сравнительные радонозащитные характеристики различных материаловТаблица 4

Материал, среда(слой 1см) Коэффициент диффузии радона D, (см2 /сек) Длина диффузии радона l, (см)
Воздух 1,0х10-1 218,0
Вода 1,0х10-5 2,2
Бетоны тяжелые 3,5х10-4 13,0
Бетоны легкие 1,4х10-3 26,0
Кирпич 4,7х10-4 15,0
«АЛЬФАПОЛ КР» (5,0 ± 1,1) x 10-6 1,54 (1,4 ÷ 2,9)

6.2. Защита от техногенных ионизирующих излучений.

Экспериментальная оценка кратности ослабления гамма-излучения проводилась для диапазона энергий 0,122…0,0595 МЭВ, соответствующего рентгеновскому излучению рентгеновских аппаратов с анодным напряжением в диапазоне 122…59,5 кВ. Результаты экспериментальной оценки кратности ослабления гамма-излучения образцами № 1-3 толщиной 10мм представлены в таблицах 5, 6 /14/.

6.3. Сравнительная оценка кратности ослабления гамма-излучения магнезиально — шунгитовой и магнезиально — баритовой штукатуркой.

Результаты экспериментальной оценки кратности ослабления гамма-излучения. Радионуклид америций -241- энергия 0,0595 МЭВТаблица 5

№п/п

Образец штукатурки

МЭД, мкГр/ч

МЭД, мкГр/ч

Кратность ослабления

1

Баритовая (на КБ-5)

0,11

0,01

11,0

2

Баритовая (на КБ-3)

0,11

0,01

11,0

3

ШТ-1 (на шунгите)

0,11

0,01

11,0

В таблицах 5,6 под №1- состав АЛЬФАПОЛ ШТ-БАРИТ на баритовом концентрате КБ-5;; под №2 — состав АЛЬФАПОЛ ШТ-БАРИТ на баритовом концентрате КБ-3 ; под №3 состав АЛЬФАПОЛ ШТ-1 на шунгите. Все составы имеют равные процентные соотношения — вяжущее/заполнитель, (10%/85%).

Кратность ослабления гамма-излучения для энергии 0,0595 МЭВ (что соответствует рентгеновскому излучению рентгеновских аппаратов с анодным напряжением 59,5кВ) для образцов штукатурки № 1-3 практически не отличается.

Результаты экспериментальной оценки кратности ослабления гамма-излучения. Радионуклид кобальт-57 — энергия 0,122 МЭВТаблица 6

№ п/п

Образец штукатурки

МЭД, мкГр/ч

МЭД, мкГр/ч

Кратность ослабления

1

Баритовая (на КБ-5)

0,12

0,03

4,0

2

Баритовая (на КБ-3)

0,12

0,04

3,0

3

ШТ-1 (на шунгите)

0,12

0,06

2,0

Кратность ослабления гамма-излучения образцами штукатурки 1,2 значительно не отличается для энергии 0,122 МЭВ, что соответствует рентгеновскому излучению рентгеновских аппаратов с анодным напряжением 122кВ. Учитывая погрешность методики измерения мощности (30%) при оценке кратности ослабления для образцов штукатурки на концентратах КБ-5 и КБ-3 можно принять в качестве среднего значения величины кратности ослабления- 4,0 ± 30,0 %. Несколько ниже кратность ослабления для штукатурки ШТ-1 на шунгитовом заполнителе.

Учитывая полученные результаты измерений, следует применять наиболее оптимальный состав штукатурки для разных источников излучения.

Фирмой АЛЬФАПОЛ разработаны Рекомендации по защите от излучения рентгеновских аппаратов со стандартизированными значениями анодного напряжения от 90 до 125 кЭв /17/.

Рекомендации используются для проектирования экологически безопасных помещений в соответствии с требованиями НРБ-99.

Расчет требуемой толщины магнезиально-баритовой штукатурки (стяжки пола) для ослабления рентгеновского излучения производится по таблице 7.

Базовая сухая строительная радиационно-защитная растворная смесь «АЛЬФАПОЛ ШТ-БАРИТ» изготавливается на основе магнезиального вяжущего и затворителя — бишофита. Мелким наполнителем служит шунгит и баритовый утяжелитель с содержанием BaSO4- 90%. Содержание барита в сухой смеси до 89%, шунгита до 5%, остальное — магнезит и модифицирующие добавки. Состав запатентован.

Оценка требуемой толщины защиты с использованием магнезиально-баритовой смеси /16/.Таблица 7

Помещение, территория ДМД, мкГр/ч Толщина защиты, «ШТ-БАРИТ»/свинец, мм
Расстояние до источника излучения, м

1,5

2,5

3,5

5,0

7,0

Жилые помещения, смежные с процедурной рентгеновского кабинета

0,3

50,7/4-6

41,0/3-4

35,1/3-4

22,9/2-3

22,6/1- 1,4

Палаты стационара, смежные по вертикали и горизонтали с процедурной рентгеновского кабинета

1,3

25,5/3-4

28,0/2-3

22,0/1-1,4

15,5/ 0,5-0,7

9,4/-

Помещения, смежные по вертикали и горизонтали с процедурной рентгеновского кабинета, имеющие постоянные рабочие места персонала группы Б

2,5

37,3/2-3

22,1/1-1,4

16,1/0,5-0,7

9,4/-

3,1/-

Территория, прилегающая к наружным стенам процедурной рентгеновского кабинета

2,8

30,3/2-3

21,1/-

9,1/-

8,3/-

2,3/-

Примечание: 1. Толщина эквивалентной свинцовой защиты (r = 11,34 г/см3) приведена в знаменателе дроби.

7. Технические характеристики магнезиально — шунгитовых строительных материалов для нейтрализации радона, гамма и рентгеновского излучения

7.1. АЛЬФАПОЛ КР. Растворная напольная радонозащитная самовыравнивающаяся несущая магнезиальная сухая смесь М400, Пк4

Для устройства радонозащитного износоустойчивого монолитного покрытия пола.

Основные технические характеристики:

 

Толщина одного слоя от 5 до 40 мм
Расход материала на слой 10 мм 15 кг на 1м2
Время пригодности раствора к использованию 40 мин.
Предел прочности на сжатие, не менее 40 МПа
Придел прочности при изгибе, не менее 10 МПа
Прочность сцепления с бетоном, не менее 2 МПа
Истираемость, не более 0,7 г/ см2
Морозостойкость, марка F200
Фракции, максимально 0,63 мм
Теплопроводность 0,96 Вт/м˚С
Длина диффузии радона, l, см 1,54 (1,4± 2,9)
К-т диффузии радона, D, см2 /с (5,0± 1,1)х10-6
Норма радиационной безопасности (НРБ-99) 1 класс
Удельная эффективная активность радионуклидов 70±20 Бк/кг
Категория горючести, ГОСТ 30244-94 НГ
Коррозионная стойкость, ГОСТ27677-88 бензин, мин. масло

7.2. АЛЬФАПОЛ ШТ-БАРИТ. Радиационно-защитная магнезиально — баритовая сухая штукатурная смесь М200, Пк24

Для защиты от гамма и рентгеновского излучения под любые виды покрытий.

 

Толщина одного слоя от 5 до 20 мм
Расход материала, при толщине10 мм 19 кг на 1м2
Время пригодности раствора к использованию 40 мин.
Срочность на сжатие, не менее 20 МПа
Прочность сцепления с бетоном, не менее 1 МПа
Фракция, максимальная 1,25 мм
Усадка, не более 0,5 мм/м
Морозостойкость, марка F 35
Норма радиационной безопасности (НРБ-99) 1 класс
Удельная эффективная активность радионуклидов 73 ± 18 Бк/кг
Негорючий материал, марка, ГОСТ 30244-94 НГ

7.3. АЛЬФАПОЛ М-БАРИТ Растворная напольная радиационно-защитная магнезиально — баритовая сухая смесь М200, Пк2

Для защиты от гамма и рентгеновского излучения под любые виды покрытий.

 

Толщина одного слоя от 10 до 40 мм
Расход материала на слой 10 мм 21 кг на 1м2
Время пригодности раствора к использованию 40 мин.
Предел прочности (на сжатие), не менее 20 МПа
Предел прочности при изгибе, не менее 7 МПа.
Прочность сцепления с бетоном, не мене 1 МПа.
Фракция, максимально 1,25 мм.
Теплопроводность 0,96 Вт/м 0С
Нормы радиационной безопасности (НРБ-99) 1 класс
Категория горючести, ГОСТ 30244-94 НГ
Удельная эффективная активность радионуклидов 73 ± 18 Бк/кг

7.4. АЛЬФАПОЛ ШТ-1. Защитная радиоэкранирующая магнезиально — шунгитовая сухая штукатурная смесь М150, Пк2

Для устройства монолитной радиоэкранирующей антиэлектростатической штукатурки.

 

Толщина одного слоя от 10 до 15 мм
Расход материала на слой 10 мм 14 кг на 1м2
Время пригодности раствора к использованию 40 мин.
Прочность на сжатие, не менее 20 МПа
Прочность сцепления с бетоном, не менее 1,0 МПа
Паропроницаемость, мг/м* час* Па 0,024
Фракция максимальная 3 мм
Теплопроводность, 0,96 Вт/м˚С
Морозостойкость, марка F 35
Норма радиационной безопасности (НРБ-99) 1 класс
Удельная эффективная активность радионуклидов 73±18 Бк/кг
Удельное объемное электрическое сопротивление, ГОСТ 12. 4..124-8 не более 107 Ом-м
Удельное поверхностное электрическое сопротивление, ГОСТ 12. 4..124-8 не более 109 Ом-м

Коэффициенты экранирования указываются в паспорте-сертификате.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. В. Б. Дубровский 3. Аблевич. Строительные материалы и конструкции защиты от ионизирующих излучений. Совместное издание СССР-ПНР М. Стройиздат 1983.
  2. А.П. Прошин, В.С. Демьянова, Д.В. Калашников. Особо тяжелый высокопрочный бетон для защиты от радиации с использованием вторичных ресурсов. Пенза.
  3. С.В. Максимов, П.Г. Комохов. и др. Учебное пособие «Материалы для конструирования защитных покрытий». Изд. Ассоциации строительных вузов, М. 2000.
  4. П.Г. Комохов. Структура и гиперзащитные свойства бетона. Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова, 2003, №5, с. 292-296.
  5. Г.И. Фукс. Основные направления развития современной коллоидной химии. Ж. Успехи коллоидной химии. Ташкент. «ФАН», 1987, с. 10-27.
  6. П.Г. Комохов. Защитный бетон от радиации, Цемент. Бетон. Сухие строительные смеси. Международное аналитическое обозрение. Ж. 1.(02),2008.
  7. В.В. Зуев, Л.Н. Поцелуева, Ю.Д. Гончаров. Кристаллоэнергетика, как основа оценки свойств твердотельных материалов (включая магнезиальные цементы). СПб, 2006.
  8. Ю.К. Калинин, А.И. Калинин, Г.А. Скоробогатов. Шунгиты Карелии. СПб, 2008.
  9. Л.Н. Поцелуева, Ю.Д. Гончаров. Сухая строительная смесь. Патент на изобретение №2233255, 2003.
  10. Маткович Б., Рогич В. Дополнительный доклад» Модифицированный магнезиальный цемент». Тр. VI международного конгресса по химии цемента.М.,1974.
  11. Т.В.Кузнецова, М.М. Сычев и др., Специальные цементы. СПб, 1997.
  12. В.В.Зуев, Г.А. Денисов, Н.А. Мочалов и др. Энергоплотность как критерий оценки свойств минеральных и других кристаллических веществ. М..: Полимедиа, 2000.
  13. Протокол испытаний по оценке кратности ослабления гамма-излучения образцами сухих строительных смесей ТМ АЛЬФАПОЛ. ФГУН «НТЦ АТЛАС». СПб. 2008.
  14. Э.М. Мамыров. Удельная энергия атомизации и физические свойства минералов и горных пород. Бишкек: Илим, 1991, 236с.
  15. Отчет о научно-исследовательской работе «Исследования по оценке эффективности экранирования электромагнитных полей магнезиально-шунгитовым материалом АЛЬФАПОЛ ШТ-1». МО РФ. в/ч 70170, СПб. 2005.
  16. Рекомендации по применению магнезиально-баритовой штукатурки «АЛЬФАПОЛ ШТ-Барит» для устройства и эксплуатации рентгеновских кабинетов. ООО АЛЬФАПОЛ. СПб. 2007.
  17. СП 2.6.1.758-99 Ионизирующее излучение, радиационная безопасность. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99).
  18. СанПиН 2.6.802.-99 Ионизирующее излучение, радиационная безопасность. Гигиенические требования к устройству и эксплуатации рентгеновских кабинетов, аппаратов и проведению рентгенологических исследований. Санитарные правила и нормативы.
  19. ГОСТ Р 51532-99 Средства защиты от рентгеновского излучения в медицинской диагностике. Часть 1. Определение ослабляющих свойств материалов.

Обзор подготовили:

Заместитель генерального директора ООО «АЛЬФАПОЛ» Рыжов А.С.

Научный консультант к.х.н. Поцелуева Л.Н.

Оставьте свой комментарий

alfapol.ru

Бетоны магнезитовые - Справочник химика 21

    На основе АФС получают также динасовые, дунитовые огнеупоры и бетоны, магнезитовые (МдО плавленый) и циркониевые бетоны. Бетоны на основе Ог и АФС отверждаются только при нагреве до 600 °С. Набивную огнеупорную массу получают, смешивая карбид кремния с АФС. [c.135]

    Известно , что при высоких температурах во всех огнеупорных материалах имеется жидкая фаза. В зависимости от вязкости и количества жидкой фазы огнеупоры имеют различную прочность при высоких температурах. Количество жидкой фазы в магнезитовом кирпиче достигает 15%, в динасе 10—15%, а в шамотном кирпиче 50%. При введении в бетон магнезитового заполнителя в результате взаимодействия между магнезитом и силикатом натрия при высоких температурах образуются форстерит и другие соединения. Образование новых веществ ведет к уменьшению относительного количества жидкой фазы, увеличивает вязкость системы и способствует срастанию частиц периклаза в местах образования реакционных каемок. [c.48]

    АФС используют при изготовлении магнезитовых огнеупорных бетонов (плавленый магнезит). Их термостойкость достигает 15—17 циклов при 1300 °С. Если изготовляют огнеупорный бетон на основе корунда и АФС, то отверждение ведут при 150—200 °С, причем устойчивость достигается после прогрева при 450—500 °С. Для таких бетонов нет огневой усадки, и увеличение линейных размеров при нагреве не превышает 0,2 %. Огнеупорные бетоны получают на основе АФС (15 %) и кварцитов (или кварцевого песка), а также АФС с наполнителем — карбидом кремния. Характеристики огнеупорных бетонов приведены в табл. 33. [c.135]

    МФС применяют при изготовлении форстеритовых огнеупорных бетонов, что обеспечивает при обжиге (1640 °С) линейную усадку, не превышающую 0,1 %. Ее также используют при получении магнезитовых, хромитовых и циркониевых бетонов, при изготовлении шамотных жаростойких бетонов (в последнем случае изделия после сушки имеют прочность при сжатии Ю МПа, а после обжига — 50 МПа). [c.136]

    Наиболее распространенный материал для кладки нагревательных печей — шамотный кирпич. Под печей выкладывают из магнезитового или талькового кирпича, как наиболее устойчивого против воздействия окалины и шлаков. Имеется положительный опыт работы методических печей, в которых под выложен из бетонных блоков с форстеритовым заполнителем. [c.112]

    Испытанию подвергались составы бетона на жидком стекле с шамотным, хромомагнезитовым, магнезитовым, тальковым и дунитовым заполнителями. [c.35]

    Исследования показали, что наиболее стойким в расплаве соды является бетон на жидком стекле с заполнителем в виде тонкомолотого магнезита и магнезитового песка и щебня. Такой бетон оказался более стойким, чем образцы из талька и шамота класса А , и примерно равным стойкости хромомагнезитового и магнезитового кирпича. Высокую стойкость показали также образцы бетона с тонкомолотым магнезитом и заполнителями (песок и щебень) из хромита, талька и дунита. [c.36]

    Таким образом, при действии плава кальцинированной соды бетон на жидком стекле с магнезитовым и другими заполнителями достаточно стоек, а после охлаждения при воздействии влаги и воздуха постепенно разрушается. [c.36]

    Наиболее стойкими в производственных условиях оказались бетоны на жидком стекле с магнезитовым, хромитовым и тальковым заполнителями. [c.39]

    Результаты испытаний образцов бетона с магнезитовым заполнителем показывают постепенное снижение прочности от 100 до 1100°. Снижение прочности в этом интервале температур можно объяснить частичным нарушением структуры образцов, происходящим в результате температурного расширения зерен периклаза (магнезита), обладающего значительным термическим коэффициентом линейного расширения (а р. = 17-10 ). [c.45]

    Из сравнения результатов испытания образцов жароупорного бетона с различными видами тонкомолотых заполнителей (табл. 6) следует, что наибольшая температура начала деформации наблюдается у образцов с тонкомолотым заполнителем из магнезитового кирпича, что полностью подтверждает результаты, полученные при испытании цементного камня. [c.47]

    Из всех составов жароупорного бетона наибольшую температуру при нагрузке 2 кг см выдержали образцы с заполнителем из магнезитового кирпича (см. табл. 7). Температура, при которой происходит 4%-ная деформация бетона такого состава, составляет 1280°, а интервал размягчения равен 240°. [c.48]

    Испытанию подвергались образцы жароупорного бетона с шамотным, магнезитовым, тальковым, дунитовым и хромомагнезитовым заполнителями. [c.49]

    Перед приготовлением бетона необходимо проверить сроки схватывания тонкомолотого металлургического магнезитового порошка при затворении его на жидком стекле. [c.93]

    Для приготовления бетона следует применять магнезитовый порошок с влажностью не более 2%. [c.93]

    Если бетон используют при температуре 800° и выше, то образцы следует нагревать до 800°. При этом остаточная прочность для жароупорного бетона всех составов должна составлять не менее 90% прочности образцов, высушенных при 100—110°, за исключением бетонов с магнезитовым, хромомагнезитовым и тальковым заполнителями, остаточная прочность которых должна быть не ниже 50%. [c.97]

    Жидкое стекло доводят -до требуемого удельного веса, разбавляя водой или выпаривая. Жидкое стекло применяется для приготовления жаростойких и кислотостойких бетонов, растворов п обмазок. Для жаростойких бетонов жидкое стекло применяется с модулем от 2,6 до 2,8 и плотностью для бетонов с магнезитовыми заполнителями— 1,34, с хромитовыми и шамотными—1,38—1,4. [c.78]

    Магнезитовые бетоны Электроплавленный магнезит (80%), магнийфосфатное связующее (20%) ПО [c.151]

    Форстеритовые и дунитовые бетоны характеризуются максимальной прочностью при использовании в качестве связующего 60%-ной ортофосфорной кислоты (плотность 1420 кг/м ). Для увеличения продолжительности схватывания бетона в его состав дополнительно вводят синтетический форстеритовый брикет из магнезита и кварцита, хромит, тонкомолотый магнезитовый порошок. [c.155]

    Ванна печи. Ванна состоит из прочного цилиндрического или прямоугольного кожуха, усиленного горизонтальными и вертикальными поясами жесткости, футерованного изнутри магнезитовой или угольной футеровкой и установленного на бетонном фундаменте. Кожух у печей для бесщлаковых процессов открыт сверху или перекрыт металлическим охлаждаемым водой сводом у печей для многощлаковых процессов он перекрыт арочным керамическим сводом. Подина ванны очень толстая и обладает больщой тепловой инерцией. Ванна печи снабжена несколькими летками для выпуска сплава и шлака. Закрытые печи снабжаются газоотводом и системой газоочистки. [c.219]

    Эти печи (рис. 20) применяются для плавки медно-никелевых концентратов ири производстве меди, никеля и олова. Под и стены печи выкладывают из динаса. Во избежание разъедания шлаками нижнюю часть динасовых стен защищают магнезитовой или хромо-магнезитовой кладкой толщиной в один кирпич на высоту немного выше уровня шлаков. Торцовую стену, в которой устанавливают горелки или форсунки, выкладывают из шамота и магнезита или хромомагнезита. Свод печи арочного типа выкладывают из большемерного динасового кирпича. Чаще применяют подвесные магнезитовые или хромомагнезитовые своды. Печи загружают твердой шихтой через отверстия в своде. Расход основных материалов на отражательную плавильную печь с площадью пода 240 м шамотных изделий 260 т, легковесных 77 т, магнезито-хромитовых 1014 т, диатомового кирпича 52 тыс. шт., жаростойкого бетона 11 м , металла 240 т. [c.128]

    На рпс. 105 приведена электрическая печь для плавки концентратов медных руд, являющаяся наиболее крупной дуговой электрической печью. Для кладки подины печи, имеющей вид обратного свода, делается подготовка из жаростойкого бетона или огнеупорной подсыпки. Подина имеет толщину 900— 1200 мм и ее выкладывают из ша.мотного и магнезитового кир- [c.232]

    При изучении стойкости цементного камня и бетонов на жидком стекле с магнезитовым, дунитовым, тальковым и шамотным заполнителями в плаве, состоящем из 70% криолита (ЗNaF А1Рд), 15% фтористого натрия, 10% глинозема и 5% алюминия, при температуре 950° было установлено, что хотя бетон на жидком стекле с тонкомолотым магнезитом и магнезитовым песком и щебнем более стоек, чем шамотный кирпич, однако он разъедается плавом сильнее, чем другие огнеупоры тальк, хромомагнезит, магнезит). [c.39]

    Введение талькового заполнителя положительно сказываетс.ч на огнеупорных свойствах жароупорного бетона, так как в тальке содержатся магнезитовые соединения. [c.49]

    Плотность жидкого стекла находится в пределах 1,38— 1,45 eJ M . Иногда жидкое стекло поставляется в виде силикат-глыбы, т. е. не растворенное в воде. Растворение силикат-глыбы производится в автоклавах паром под давлением 3—8 KZ j M в течение 3—5 ч. Для обеспечения твердения бетона на жидком стекле в сухую смесь добавляют кремнефтористый натрий в количестве 12,4—13,2% массы жидкого стекла. При введении в состав жаростойкого бетона тонкомолотой добавки — шамотной, кремнефтористый натрий добавляется в количестве 11—12% массы жидкого стекла, а при введении магнезитовой — 5—6%. Для обеспечения твердения бетона на жидком стекле вместо кремнефтористого натрия можно применять нефелиновый шлак (отход алюминиевого производства) и саморассыпающиеся шлаки металлургических производств. [c.39]

    Электрическая печь для плавки концентратов медных руд (рис. 104) является наиболее крупной дуговой электрической печью. Для кладки подины печи, имеющей вид обратного свода, делается подготовка из жаростойкого бетона или огнеупорной подсыпки. Толщина подины 900—1200 мм. Ее выкладывают из щамотного или магнезитового кирпича, верхние ряды кладут на торец. В некоторых печах подины выкладывают из углеродистых блоков. Стены печи толщиной 750—920 мм внизу и 600—700 мм вверху кладут из магнезитового кирпича, причем верхнюю часть стен выше уровня шлака иногда выкладывают из шамота. Свод печи арочного типа толщиной 300—400 мм с отверстиями для электродов, загрузки шихты и удаления газов выполняют из щамотного кирпича. Отверстия в сводах, через которые загружается шихта, имеют диаметр 150—200 мм, располагаются параллельными рядами вдоль продольных стен печи и находятся на расстоянии 1200—1500 мм друг от друга. Они снабжены чугунными или стальными течками, охлаждаемыми водой. [c.250]

    Абразивный круг напоминает многорезцовый инструмент, так как каждое абразивное зерно круга работает подобно резцу. Процесс резания отличается высокой производительностью благодаря большой частоте вращения круга, где имеется много очень твердых абразивных зерен с различными углами заострения и формами режущих кромок. Абразивные зерна удерживаются в круге связкой до тех пор, пока они обладают режущей способностью, и отделяются от круга по мере затупления. Кроме того, в процессе резания под действием давления и нагрева происходят скалывание зерен и образование на них новых острых граней в результате круг самозатачивается, что обеспечивает его постоянную работоспособность до полного срабатывания. Круги для ручных машин выпускаются диаметром 175—230 мм, высотой от 2,5 до 12,5 мм и, в зависимости от состава и технологии изготовления, презназначены для обработки металла определенных марок и огнеупорных материалов (огнеупорный кирпич, шамот, магнезитовый кирпич, бетон и т. п.). Наличие сеток армирования позволяет [c.171]

    Жаростойкие бетоны изготовляют на портландцементе с тонкомолотой добавкой, глиноземистом цементе, жидком стекле с кремнефтористым натрием, периклазовом цементе и алюмофосфат-ной связке. В качестве заполнителей в жаростойких бетонах применяют шамотный, магнезитовый, хромитовый, базальтовый щебень и порошок. [c.29]

    Поливиниловый спирт предлагается также для добавки к различным цементным растворам (Герм. п. 740938). Добавка поливинилового спирта, например к магнезитовой цементной смеси, улучшает эластичность, теплопроводность и другие показатели бетона. Однако в цементной промышленности поливиниловый спирт мало конкурентоспособен но сравнению с ноливинилацетатом. [c.163]

    Для проверки качества металлургического магнезитового порошка и хромита, служащих наполнителями для жароупорного кислотостойкого бетона, необходимо учитывать следующее. Потери магнезита при прокаливании не должны превышать 0,6%, влажность его не должна быть более 0,2%. Магнезит должен включать не менее 88% MgO, 4% SiOj и 4% СаО. [c.180]

chem21.info

Магнезиальные полы – сферы применения и преимущественные характеристики

magnezialnie-poly

Среди всего многообразия напольных покрытий, которые предоставляет нам современный рынок, особо выделяются магнезиальные полы. Они совмещают в себе достоинства бетона и наливных полимерных полов и имеют довольно широкую сферу применения. Этим и объясняется большая популярность новой ремонтной технологии.

Что такое магнезиальный пол? Это прочный монолит, который изготавливается из особых ингредиентов. В его основе — экологически чистые компоненты:

  • бишофит — природный антисептик, одна из составляющих морских солей
  • магнезит – мелкодисперсный порошок оксида магния — продукта обжига карбонатных пород.

Магнезит — уникальное вещество, которое хорошо сочетается с любыми другими видами наполнителей природного или искусственного происхождения. Современные магнезиальные полы изготавливаются с использованием двух вышеперечисленных компонентов. Они добавляются в раствор, приготовленный из песка, мраморного или гравийного щебня, а также цветного пигмента.

В качестве армирующего элемента выступает полипропиленовая фибра.

Положительные свойства описываемой технологии

При изобретении новых продуктов всегда учитываются недостатки аналоговых технологий, поэтому инновационные решения позволяют устранять многие проблемы. Представленные поверхности не стали исключением. Они отличаются большим списком эксплуатационных преимуществ:

  1. Новая ремонтная технология помогает создавать покрытие, у которого полностью отсутствуют усадочные швы и трещины. Поверхность получается идеально ровной и прочной. Прочность она набирает довольно быстро. В течение года показатели достигают отметки 900 кг/кв.см.
  2. Как и у наливных полов, у магнезиальных основ полностью отсутствует процесс пылеобразования. Такой пол плохо истирается и не боится воздействия горюче-смазочных материалов, растворителей и щелочей.
  3. Минимальная толщина стяжки может составлять 10 мм (согласно СНИП минимальная толщина бетонной стяжки должна быть не менее 80 мм). Максимальная толщина не ограничена. Также, в отличие от бетонных полов, нет необходимости использовать при заливке армирующую сетку.
  4. Современные магнезиальные полы не накапливают статическое электричество и не поддерживают горение. Не боятся они и воздействия химических составов. Срок службы нового покрытия составляет 50 лет. При помощи нетрудоемкого ремонта можно добиться довольно долговечного и качественного результата. Да и ухаживать за магнезиальной поверхностью довольно просто.
  5. Такое покрытие не гниет и не покрывается плесенью. Так как одним из главных компонентов является бишофит, содержащийся в морской соли, магнезиальные полы отличаются особыми бактерицидными свойствами. Именно из бишофита создаются лечебные солевые пещеры, в которых проводятся физиотерапевтические процедуры при многих хронических заболеваниях человека. Отсюда можно сделать вывод, что данное напольное покрытие тоже будет благоприятно воздействовать на здоровье людей.
  6. При помощи данной технологии можно создавать декоративные покрытия, внешне напоминающие фактуру натурального камня, гранита или мрамора. Широка и гамма цветовых решений, поэтому можно смело экспериментировать с выбором эстетического оформления пола.
  7. За счет применения материалов, обладающих лучшими техническими характеристиками, конечная стоимость продукта более чем оправдана.

Обратите внимание! Стоимость магнезиальных полов сопоставима со стоимостью обычной бетонной стяжки, но по качеству бетонные полы значительно уступают новой ремонтной технологии.

Сфера применения

Укладка пола

Монтаж напольного покрытия

Так как магнезиальные полы способны удовлетворить высокие требования, которые сегодня предъявляются к напольным покрытиям, они чаще всего применяются в местах, испытывающих повышенные статические и динамические нагрузки. Это могут быть:

  • Складские помещения.
  • Городские паркинги.
  • Предприятия химической промышленности.
  • Гаражи и автосервисы.
  • Торгово-развлекательные комплексы.
  • Спортивные и выставочные центры.
  • Предприятия, выпускающие электронную технику.
  • Машиностроительные и автомобильные заводы.

Технология укладки

Монтаж описываемых полов включает в себя несколько этапов.

Этап № 1

Сначала основание пола тщательно готовится к последующему ремонту. Если в качестве основания используется грунт, то необходимо провести комплекс мероприятий, обеспечивающих его надежную гидроизоляцию. Если на полу уже есть бетонная стяжка, ее необходимо тщательно очистить, убрать строительный мусор, пыль, грязь и масляные пятна.

Целесообразно старую бетонную поверхность предварительно отшлифовать фрезеровальной машиной.

Этап № 2

Укладка бетона

Заливка каркаса

Приготовление раствора. Сухая магнезиальная смесь, сделанная на основе магнезиального цемента, затворяется специальным вяжущим веществом.

Пропорции и инструкция приготовления раствора содержатся на упаковке. Так что нужно предварительно изучить ее, и можно будет приготовить раствор самостоятельно.

Этап № 4

Укладка магнезиального бетона. Она производится при температуре основания и окружающей среды +5 градусов по Цельсию. Замешанный раствор просто выкладывается на приготовленное заранее основание с предварительно выставленными маячками. Смесь разравнивается правилом и выдерживается до начала первого схватывания.

Этап № 5

После первого схватывания, когда ладонь полностью отрывается без налипания раствора, поверхность пола подвергается затирке и шлифовке. Шлифовка производится бетоноотделочной машиной (вертолетом) на третьи или седьмые сутки после заливки.

Обратите внимание! Проверить готовность основания позволит пробная процедура. Если при шлифовке не будут выбиваться мелкие частички, образуя некрасивые сколы, можно приступать к основным работам.

После шлифовки поверхность обеспыливается пылесосом. Затем она грунтуется в 2 слоя. Время между первым и вторым пропитываем не должно превышать трех часов.

Финальный штрих — обработка защитным лаком.

Магнезиальные полы можно уложить тремя способами:

Шлифовка бетона

Выравнивание пола

  • Первый – устройство однослойной заливки, позволяющей получить недекоративное, но высокопрочное покрытие, поверхность которого обработана бесцветной пропиткой на основе полимера. Такой вариант больше всего подходит для ремонта полов в производственных цехах, где учитываются высокие требования к эксплуатации пола.
  • Второй способ – мозаичный декоративный пол. Он создается при помощи шлифования верхнего слоя с обнажением мраморной или гранитной добавки и последующим покрытием бесцветной полимерной пропиткой.
  • Третий способ – наливной промышленный пол. Он высокоизносостойкий, а его толщина не превышает 10 мм.

Обобщение по теме

В настоящее время магнезиальные полы быстро набирают популярность. И все потому, что они позволяют создавать высокопрочную бесшовную основу, беспыльную ровную монолитную поверхность, которая может быть выполнена в разных цветовых решениях. С появлением новой ремонтной технологии возникла возможность создавать основы, по внешнему виду идентичные натуральному камню, мрамору или граниту.

Автор Автор: Руслан Васильев

Поделиться материалом:

Комментарии и отзывы к материалу

polmechty.ru


Смотрите также