Гидравлическое вяжущее на основе магнезиального цемента. Цемент и магнезит


каустический, его свойства, месторождения в России, применение, огнеупоры

Магнезит служит основой для производства вяжущих и огнеупорных веществ, в частности, огнеупорных кирпичей. Его задействует химическая, фармацевтическая и даже ювелирная промышленность.

Что представляет собой магнезит

Под термином «магнезит» имеют в виду карбонат магния. Внешне он чем-то напоминает мрамор.

Формула вещества — MgCO3. Реальный состав минерал очень близок к формальному. Почти половину массу составляет оксид магния, немного больше – углекислый газ. В магнезите есть такие примеси, как железо, кальций, магний.

Минерал может иметь серую, белую, буроватую или желтоватую окраску. У него стеклянный или матовый отблеск. Кристаллы довольно плотные и могут иметь различную зернистость. Существуют даже фарфоровидные кристаллы, в которых есть примеси силиката магния и опала.

Магнезит получил свое наименование благодаря греческой области Магнесия. Именно там еще в древние времени были открыты его месторождения.

Одним из самых востребованных типов является каустический магнезит, который формируется при обжиге сырья при температуре в районе 700 градусов. Главную долю в его составе занимает оксид магния.

Каустический магнезит делится на три класса, исходя из состава. Материал 1-го класса задействует химическая промышленность, 2-го и 3-го – строительная.

Фото разных видов магнезита

Каустический магнезит Камень магнезит

Магнезитовые плиты

Принципиально новым стройматериалом, изготовленным на основе магнезита, являются магнезитовые плиты. Они выполняются в форме листов толщиной 3-12 мм. Выпускаются длиной 1,83-2,44 м и в ширину составляют 0,9-1,22 м.

Магнезитовая плита включает в себя несколько слоев:

  1. внешний;
  2. сетка из стекловолокна, которая обеспечивает хорошую устойчивость и прочность;
  3. наполнитель;
  4. армирующий стекловолоконный слой;
  5. наполнитель с внутренней стороны.

Наполнителем служит композитный материал, который делают путем смешивания оксидов и хлоридов магния, силикатов, органических волокон, пластификаторов и т. д.

Свойства и характеристики

Магнезит – довольно хрупкий материал. Его твердость составляет 4-4,5. Твердость фарфоровидного материала немного выше – примерно 7. Плотность варьируется от 2,97 до 3,10 г/см3. Он плохо растворяется в воде, но хорошо – в хлоре.

Для затворения каустического магнезита используют не воду, а раствор сернокислого или хлористого магния. В итоге получается магнезиальный цемент. Если материал затворить водой, он будет долго затвердевать, и прочность его будет не очень хорошей.

Итоговая прочность вещества довольно высока. Раствор каустической магнезии имеет прочность до 100 кг/см2. Максимальная прочность приобретается примерно через неделю, если затвердение происходит в обычных условиях.

Застывание каустической магнезии определяется тонкостью помола и температурой обжига. Материал схватывается минимум через 20 минут и максимум через 6 часов после затворения.

Особенности магнезитовых плит

Магнезитовые плиты вобрали в себя все лучшие качества магнезита. Их плотность составляет примерно 0,95 г/см3. Коэффициент теплопроводности равен 0,21 Вт/м. Они способны выдержать нагревание до 1200 градусов. Уровень звукоизоляции достигает 46 Дб. Водонепроницаемость доходит до 95%.

Достоинствами магнезитовых плит являются:

  • влагостойкость – попадая в воду, не разбухают до 100 дней;
  • огнеупорность – лист толщиной 6 мм удерживает огонь на протяжении 2 часов;
  • экологичность – даже при нагревании не выделяется токсинов;
  • морозоустойчивость;
  • хорошая звуко- и теплоизоляция;
  • большая степень пластичности – их можно сгибать, достигая радиуса кривизны до 3 м;
  • ударопрочность;
  • небольшой вес – 1 м2 средней толщины весит около 6,04 кг.
  • отсутствие запаха;
  • возможность применения для отделки общественных помещений.

Магнезитовые плиты — строительный материал будущего:

Производство магнезита

Производство материала включает в себя добычу сырья, дробление, обжиг и помол. Этот минерал обычно встречается в месторождениях с метаморфизованным доломитом. Также вместе с гипсом он есть в соленосных породах осадочного типа и отдельных породах магматического типа.

Добывают магнезит в таких странах Европы, как Чехия, Германия, Италия, некоторых областях Польши и Австрии. Есть залежи магнезита в Северной Корее, Китае, Индии, Мескике и Соединенных Штатах. В нашей стране этот минерал добывают в Оренбургской, Челябинской областях, в Среднем Поволжье, на Дальнем Востоке. Савинское месторождение в Иркутской области является самым крупным в России и мире.

Добычу обычно ведут в карьерах с помощью взрывного метода. Глыбы дробят на фрагменты диаметром от 150 до 300 мм прямо на месте добычи, после чего сортируют по твердости и чистоте на три сорта. Обжиг выполняют в печах различного типа. Обычно используют вращающиеся или шахтные устройства с выносными топками.

После обжигания при 700-1000 градусов теряется до 94% углекислот, и формируется каустическая магнезия в форме химически активного порошка. Если температуру обжигания увеличить до 1500 градусов, получится обожженная магнезия. У нее невысокая активность, но очень большой уровень огнеупорности.

После обжига сырье перемалывают в шаровых или иных мельницах. Каустический магнезит должен быть измельчен так, чтобы при прохождении через сито № 02 оставалось не больше 2%, а через сито № 008 – максимум 25%. Чтобы предупредить гидратацию вещества, его пакуют в металлические барабаны.

Как делают магнезитовые плиты можно посмотреть на видео:

Применение

Магнезит используют как тонкодисперсный наполнитель в строительных смесях. Из него делают огнеупорные кирпичи, которые выдерживают нагревание до 3000 градусов, искусственный мрамор, магнезитовую штукатурку, огнеупорные краски.

Его задействуют в производстве сахара, бумаги, электроизоляторов, фармацевтике и т. д. Поскольку магнезит является рудой магния, он служит для получения магния и его солей.

Каустический магнезит служит для производства вяжущих цементов, искусственного каучука, вискозы, пластмассы. Он является важной составляющей в изготовлении термоизоляционных материалов, в процессе варки целлюлозы, хорошим удобрением и т. д.

Обожженную магнезию задействуют, прежде всего, в металлургической промышленности. С помощью специальных печей из нее делают плавленый периклаз. Это материал с отличными тепло- и электроизоляционными параметрами, который используют в изготовлении керамики.

С помощью магнезиального цемента выполняют теплые бесшовные полы, наполнителем в которых являются опилки. Они устойчивы к истиранию, имеют малую теплопроводность, долговечны и характеризуются полной гигиеничностью.

Использование плит из магнезита в строительстве

Магнезитовые плиты служат отделочных материалом при:

  1. облицовке стен изнутри и снаружи;
  2. монтаже потолка, пола, перегородок между комнатами;
  3. изготовлении заборов;
  4. устройстве мягкой кровли;
  5. отделке бассейнов, бань, ванных комнат;
  6. сборке мебели;
  7. выполнении баннеров и рекламных щитов;
  8. обустройстве гостиничных комплексов, школ и т. д.

Магнезитовые плиты отличаются превосходными техническими качествами. Самым важным преимуществом можно считать то, что они позволяют выполнить ремонт без «мокрых» отделочных процессов.

Плиты из магнезита отличаются гигиеничностью, радиационной безопасностью, огнеупорностью и хорошей звукоизоляцией. Благодаря устойчивости к действию влаги, их можно применять в отделке ванных комнат, бассейнов и т. п.

Плиты просты в обработке. Их можно резать с помощью ножовки или ножа, сверлить, крепить саморезами или гвоздями. Плиты можно покрывать любой краской, приклеивать на них плитку, обои и т. д.

Монтаж магнезитовых плит не предполагает особых навыков. Их крепят или на металлический, или на деревянный каркас. Крепление обычно выполняют при помощи саморезов. Поскольку плиты прикрепляются к каркасу, между ними и стеной остается пространство. Это обеспечивает дополнительную теплоизоляцию помещения.

По желанию плиты можно прикреплять непосредственно к стене с помощью клея. Таким нехитрым способом можно легко выровнять поверхность.

Единственным недостатком плит из магнезита является то, что если они имеют небольшую толщину, то отличаются особой хрупкостью.

Магнезитовая плита и возможности ее применения

Состав магнезитовой плиты Способы применения

Плюсы и минусы материала

Основным преимуществом магнезита выступает возможность перемешивать его с различными натуральными и искусственными наполнителями. Используя магнезит как вяжущий компонент, можно делать бетон как с минеральным, так и с органическим наполнителем, допустим, опилками или стружкой. Введение магнезита в смесь делает материал стойким к гниению.

Каустический магнезит обладает хорошими свойствами по прочности, теплоизоляции и длительности эксплуатации. Он имеет минеральную природу и обладает равномерной текстурой.

Недостатком магнезита является плохая сопротивляемость влаге. Если влажность воздуха достигает 75%, материал начинает сильно набухать. Хранить материал можно лишь в хорошо закрытых емкостях. При долгом лежании он начинает терять свои качества.

stroyres.net

Магнезитовый цемент - Справочник химика 21

    Одной из важнейших причин, ограничивающих применение высоких и сверхвысоких температур в химической технике, яв-ляется трудность подбора конструктивных материалов, устойчивых при этих температурах и одновременно к действию различных химических реагентов. Обычные углеродистые стали легко деформируются уже при температурах выше 00 °С, а пластмассы даже при температурах ниже 250 °С. Жаропрочные стали устойчивы при температурах до 700°С. Специальные сплавы железа с никелем, хромом, молибденом, кобальтом, титаном и другими тугоплавкими металлами, применяемые в химической промышленности, устойчивы до 800—900 °С. Для осуществления процессов при температурах выше 900—1000 °С в металлургии, в стекловарении, в производстве цемента, карбидов и многих других применяют неметаллические огнеупорные материалы (см. гл. XV). Наиболее распространенные огнеупоры (шамот, динас и другие) применимы для футеровки аппаратов, кладки печей, топок и т. п. при температурах не более 1400—1600 °С. Применение огнеупоров ограничено также их коррозией при действии расплавленных м-е-таллов и шлаков. При температурах до 2000 °С в основной среде используются магнезитовые огнеупоры. Графитовые изделия стойки в восстановительной среде при температурах до 3000 °С. Отсутствие доступных конструктивных материалов, стойких в различных агрессивных средах при температурах выше 1600—2000°С, является основным препятствием для осуществления многих эндотермических высокотемпературных процессов. [c.146]

    Гидравлический магнезитовый цемент состава M.g2 8104  [c.114]

    Для связки динасовых изделий применяли стандартный динасовый пластифицированный мертель. Магнезитовую кладку производили на магнезиально-железистой смеси и высокоглиноземистом цементе с добавкой 5% корунда. [c.296]

    Некоторые типы огнеупоров могут быть получены путем химического связывания. Кремнеземный кирпич часто связывается известью, которая при прокаливании образует силикат кальция, играющий роль материала, скрепляющего частички кремнезема. Магнезитовый кирпич также может быть получен путем химического связывания с массой, в состав которой входят хромовая руда, глина и бисульфат натрия . Карборунд связывается при высокой температуре, если поверхность его зерен окислить в кремнезем последний, размягчаясь, цементирует всю массу,образуя так называемые автогенно связанные карборундовые кирпичи. Связывание может быть достигнуто также добавлением достаточного количества глинозема, который, связываясь с образующимся при окислении карборунда кремнеземом, дает муллитовый цемент. [c.465]

    Магнезит широко применяют в металлургической промышленности (производство металлургического порошка, магнезитового и хромо-магнезитового кирпича и магнезитовых изделий), в промышленности вяжущих материалов и изделий на их основе (производство магнезиальных цементов, абразивных изделий, термо-и звукоизоляционных материалов и строительных деталей), в производстве металлического магния, в химической промышленности (производство магнезии, сернокислого магния, фармацевтических препаратов магния), в керамической, бумажной и резиновой промышленности, в производстве огнестойких красок (в качестве наполнителя), в производстве сахара (при рафинировании) и др. [c.29]

    Конструкция реактора. По первым данным [241], реактор— сварной цилиндрический горизонтальный аппарат из углеродистой стали, снабженный необходимыми щтуцерами для подачи и отвода сырья и продуктов реакции, а также лазом для загрузки и выгрузки катализатора. Объем катализатора в реакторе 40 м . Внутри аппарат в верхней и средней части выложен 2-слойной изоляцией первый слой — магнезитовый огнеупорный кирпич, второй (наружный)—плитка из плавленой окиси алюминия. Нижняя часть аппарата заполнена огнеупорным цементом (для сокращения вредного пространства), покрытого также плитками нз плавленой окиси алюминия. Катализатор помещается в специальную коробку и стали, содержащей 27% хрома. Днище коробки представляет собой решетку, заделанную в огнеупорную футеровку и опирающуюся на специальные опоры. Все штуцеры выложены огнеупорными плитками и хромистой сталью. Этой же сталью выложены трубы и вентили, работающие при высоких температурах и имеющие поочередное соприкосновение с воздухом и углеводородами. [c.165]

    Летучая зола без недожога (зола подмосковных углей), торфяная зола, марганцитовая пыль (сорбировавшая влагу), пыль концентратов цветной металлургии и железного колчедана, пыль окиси цинка, свинца, олова (предварительно скоагулировавшаяся) влажная магнезитовая пыль, сухой цемент [c.19]

    Магнезиальный цемент является высокоценным сырьем для производства огнеупора, идущего для нужд металлургии. Поэтому магнезитовое сырье используется, в первую очередь, для металлургических заводов. Для этого изыскиваются способы замены каустического магнезита более доступными и распространенными видами сырья. Возможно производство каустического доломита, который представляет собой продукт тонкого помола природного доломита — Mg Oз Ga Oз, обожженного при температуре выше температуры разложения углекислого магния М СОз, но ниже температуры диссоциации углекислого кальция СаСОз. [c.55]

    При технологических процессах обжига строительных материалов вяжущих материалов (цемента, извести), глиняного кирпича, огнеупоров (щамотных, магнезитовых, динасовых), фаянсовых, фарфоровых и др. изделий — материал нагревается до высоких температур, обеспечивающих процессы обжига, а затем охлаждается воздухом, так как эт.т материалы не подвержены окислению. Нагрев и охлаждение ведутся по определенному режиму в зависимости от рода изделий. [c.14]

    К группе I относят неслипающиеся пыли (в частности, кварц окись магния, шамот, известняковую пыль, тальк), ко И — слабо слипающиеся (коксовую пыль, доменную, магнезитовую, апатито вую, корунд М28 и др.), к III —среднеслипающиеся (крапал окиси цинка, олова и свинца, золу угля и торфа, сажу и др.) к IV — сильнослипающиеся (цемент, мел, волокнистые текстиль ные пыли, двойной суперфосфат и некоторые другие). По данным Е. И. Андрианова этим классам пылей соответствуют четыре интервала значений разрывной прочности слоя менее 0,06, от 0,06 до 0,3, более 0>3 до 0,6 и более 0,6 МПа величина стандартного внешнего усилия принималась при исследовании 50 кПа. [c.14]

    Доломиты можно использовать как крепкий строительный камень. Некоторые доломиты плотного зернистого строения, залегающие обычно тонкими слоями, могут быть применены в литографском деле. Серый, более твердый (сопротивление около 700 кгс1см ) и морозоустойчивый доломит может найти применение как бутовый камень. Из доломитов серных месторождений можно получать не только магнезитовую известь, огнеупорные ма-териалЫ( каустический доломит, но и цементы. [c.222]

    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]

    Применяется для футеровки печей для обжига магнезитового кирпича, кладки сводов медерафинировочных печей, кладки подин нагревательных печей, футеровки вращающихся печей для обжига цемента, кладки головок и торцевых стен мартеновских печей. Форма и размеры не остированы. [c.187]

    Применение высокопроизводительных вращающихся печей больших размеров, а также новых обжигательных устройств, повышение качества цемента, выпуск различных специализированных цементов требуют дальнейшего улучшения свойств используемых огнеупорных материалов и изыскания новых видов огнеупоров с большим сроком службы. С этой точки зрения целесообразно изучение термостойких магнезитовых огнеупоров на шпинельной связке, магнезито-хромитовых, стабилизированных доломитовых и доломито-хромитовых огнеупоров. [c.609]

chem21.info

Магнезит каустический, его получение и некоторые специфические особенности и свойства

Важнейшим соединением магния, применяемым в различных отраслях промышленности, и в том числе в строительстве, является оксид магния MgO. В природе он встречается в виде минерала периклаза — бесцветных кристаллов с кубической решеткой типа NaCl. Некоторые данные по важнейшим свойствам периклаза приведены в разделе 2 (таблица 2.8). Подчеркнем, что периклаз является исключительно стабильным (высокоэнергоплотным) минералом, встречающимся в нижних горизонтах земной коры и в мантии. Именно поэтому он успешно используется в различных промышленных областях.

В качестве сырья для производства оксида магния обычно используют карбонатные осадочные горные породы морского происхождения, представленные доломитом CaMg(CO3)2, магнезитом MgCO3, или метасоматически либо гидротермально измененные первичные основные магматические силикатные горные породы, преобразованные в амфибол Mg7[Si8O22](OH)2, серпентин Mg6[Si4O10](OH)8, тальк Mg3[Si4O10](OH)2 и др. Вторая группа указанных Mg-содержащих минералов является менее перспективным сырьем и разрабатывается в странах, бедных магнезитом.

Наиболее ценным для строительной промышленности является так называемый «каустический магнезит» — оксид магния, применяемый в производстве вяжущего материала.

Магнезит каустический получают либо обжигом природного магнезита Mg(CO3)  при температуре выше температуры его разложения (диссоциации) и ниже температуры спекания, либо путем улавливания пыли, образующейся при производстве периклазового порошка (Корнеев, Зозуля, 2004).

Крупнейшим заводом по производству магнезиальных огнеупорных изделий на основе спеченного периклаза является всемирно известное предприятие ОАО «Комбинат Магнезит» (г. Сатка Челябинской области). Производственная мощность комбината позволяет получать на вращающихся обжиговых печах свыше 1 млн. тонн спеченного периклаза. Около 500 тысяч тонн пыли улавливается в циклонах и электрофильтрах, и часть этой каустической пыли утилизируется в виде порошков магнезиальных каустических (ГОСТ 1216-87), используемых в строительстве в качестве магнезиального вяжущего.

При обжиге природных магнезитов максимальная гидравлическая активность образующегося каустического магнезита достигается в диапазоне температур 650-900оС, при более высоких температурах активность падает, а при температуре 1400оС и выше образуется «намертво обожженный» магнезит, практически не проявляющий вяжущих свойств.

Каустический магнезит производится также в ООО «Сибирские порошки, где получается в процессе низкотемпературного (Т = 850°С) обжига и имеет преимущество перед пылеуносом по содержанию активного MgO в конечном продукте.

В результате декарбонизации Mg(CO3) при низких и умеренных температурах образуется свободный оксид магния, отличающийся от периклаза более низкими показателями преломления, увеличенными параметрами кубической элементарной ячейки и более низкой плотностью. Именно такой оксид магния (каустический магнезит) используется в качестве вяжущего вещества, которое при затворении раствором MgCl2 способно быстро твердеть и набирать прочность на воздухе. Ниже приводятся результаты исследований (Корнеев, Медведева и др., 1997) по определению оптимальных условий получения (синтеза) такого материала.

Используя в качестве исходного сырья тонко измельченный магнезит из Сатки, были испытаны различные режимы его обжига и получены порошки каустические магнезитовые высокой активности(в 3 раза превышающие активность порошков каустических магнезитовых по ГОСТу 1216-87). Оптимальная область температур обжига — 660-800оС, причем с увеличением температуры длительность обжига при данной температуре сокращается от 210 минут при 660оС до 45 минут при 800оС (таблица 3.1). Получающийся каустический магнезит через 6 часов твердения характеризуется прочностью при сжатии ~35 МПа.

Таблица 3.1

Влияние режима обжига магнезита Mg(CO3) на степень его декарбонизации (Корнеев, Медведева и др., 1997)

Режим обжига Содержание Mg(CO3), %
Температура, ºС Время, мин По данным п.п.п. По данным ИКС-метода
660 150 10,14 10,1
660 180 8,35 8,5
660 210 6,18 6,2
660 240 3,76 4,0
680 90 18,54 18,5
680 120 8,42 8,5
680 150 5,40 5,4
680 180 2,92 3,1
700 90 9,43 9,5
700 120 5,49 5,5
700 135 4,53 4,5
700 180 1,22 1,5
720 30 50,67 50,6
720 60 13,94 14,0
720 90 7,92 8,0
720 120 4,38 4,5
740 30 37,28 37,2
740 60 8,80 8,8
740 90 4,49 4,5
740 120 1,45 1,5
760 30 33,86 34,0
760 60 4,93 5,0
760 75 1,22 1,2
780 30 20,82 20,8
780 45 4,29 4,3
780 60 0,77 0,7
800 30 15,79 16,0
800 45 3,38 3,5
800 60 0,09 0,1
800 90 0 0

 

Было также установлено, что порошки каустические магнезитовые обладают увеличенным параметром кубической элементарной ячейки (αо > 4,218 Å по сравнению с периклазом — αо= 4,212 Å), что можно связать с дефектностью образующегося при разложении Mg(CO3) каустического магнезита. Кроме того, последний имеет пониженный показатель преломления (N = 1,55-1,72) по сравнению с обычным периклазом (N = 1,738).

Нашими исследованиями были также установлены два дополнительных отличия высоко активного каустического магнезита от периклаза: аномальная анизотропия (периклаз изотропен) и более низкая микротвердость (по Виккерсу) — 600-700 кгс/мм2 в отличие от периклаза (~1000 кгс/мм2). Кроме того, наиболее крупные из вновь образованных кристаллов каустического магнезита по результатам наблюдений под микроскопом имеют многочисленные поры, обладают своеобразной ячеистой текстурой (рис. 3.13), что, по-видимому, является благоприятным фактором для его эффективного взаимодействия с раствором бишофита.

Резюмируя материалы данного раздела, можно сделать следующие выводы:

  1. Для получения магнезиального вяжущего обжиг магнезита следует вести в условиях мягкого обжига (в диапазоне температур 660-800оС), обеспечивающего неполное разложение Mg(CO3) — до степени декарбонизации 92-95%.
  2. Новообразованный каустический магнезит, будучи по составу и структуре аналогом периклаза, отличается от последнего рядом специфических особенностей: дефектностью структуры, повышенным параметром решетки (αо), более низким показателем преломления, аномальной анизотропией, более низкой микротвердостью, пористой (ячеистой) текстурой кристаллических индивидов.

В заключение следует отметить, что в России нет промышленного производства, позволяющего прямым обжигом природного магнезита получать качественный активный каустический магнезит целевого назначения (для производства магнезиального вяжущего). Поэтому материал в виде уловленной пыли, образующейся при производстве спеченного периклазового порошка, является пока единственным доступным товарным продуктом для наших целей — производства магнезиального цемента.

alfapol.ru

Магнезит камень. Свойства, применение и цена магнезита

Появление его имени подобно возникновению имени Лидия. Так называлось одно из древних государств, отображенное в мифах Древней Греции.

О стране сейчас помнят немногие. Имя знают все. В честь местностей нарекают не только людей. Поговорим о камнях.

Один из них наречен магнезитом. Магнасия – одна из областей современной Греции. Именно там минерал обнаружен впервые.

Так получилось, что в имени самоцвета отражена и основная составляющая – магний.

Он связан с карбонатной группой CO3. Минерал распространенный. А вот востребованный, или нет, прочтете далее.

Описание и свойства магнезита

 Магнезит – камень серых, желтоватых, бурых и белых тонов. Нередко, эти цвета смешены, окраска пестрая.

Блеск у минерала стеклянный, либо матовый. Оксида магния в самоцвете около 48%, а диоксида углерода – 52%.

Пропорции могут слегка нарушаться из-за сторонних примесей. В их роли выступают железо, марганец, кальций.

Агрегаты магнезита формируются в тригональной системе. Это значит, что у кристаллов есть одна тройная ось симметрии.

Соответственно, кристаллы у карбоната магния ромбоэдрические. Именно такие характерны для тригональной сингонии.

Магнезит – минерал, кристаллы которого, зачастую, неправильно вытянуты, то есть, изогнуты.

Встречаются и зернистые массы самоцвета. Они образуются в зонах выветривания.

Получается, зернистый магнезит можно найти на поверхности земли, а кристаллический – в ее недрах.

Образцы с глубин ценятся больше. Дело не в сложности добычи, а в редкости кристаллов.

Крупнозернистые массы образуются чаще, составляя около 80% от всего магнезита.

Где бы ни был найден магнезит, камень не отличается твердостью. Она не достигает 5-ти баллов по шкале Мооса.

Показатель в 4-4,5 балла сравним с кальцитом, который, кстати, карбонат магния напоминает внешне и по кристаллической структуре.

Плотность магнезита составляет 2,9-3,1 грамма на кубический сантиметр. То есть, минерал достаточно легок.

Особенностью магнезита является и хрупкость. Она проявляется в мелкозернистых массах, напоминающих фарфор.

В них часто примешены опалы и силикаты магния, к примеру, оливин.

Хоть фарфоровидный карбонат магния хрупкий, он тверже крупнозернистых масс и кристаллов. Свойства магнезита сводятся уже к 6-7 баллам по шкале Мооса.

Получается, камень может быть столь же твердым, как и кварц, к коему относятся раухтопаз, аметист, горный хрусталь, цитрин.

Параметры магнезита меняет тонкодисперсная примесь опала, которому по минералогической шкале дают почти 8 баллов.

Для распада минерала его нужно нагреть. Диссоциация начинается при температуре в 580 градусов Цельсия.

При реакции выделяется оксид магния. До 850-ти градусов магнезит нагревают ради получения каустического порошка.

Процесс не обходится без помола камня. Зачем превращать его в пыль, расскажем в следующей главе.

Если обжечь каустический магнезит уже при 1900-от градусах, получиться периклаз, то есть, уже другой минерал.

Он, хоть и медленно, взаимодействует с водой. Магнезит же с ней в реакции не вступает, растворяясь только в концентрированной соляной кислоте.

Применение магнезита

Месторождения магнезита разрабатываются ради производства огнеупоров. Они выдерживают температуры до 1870-ти градусов Цельсия.

Поэтому, минерал идет на футеровку мартеновских печей. Отделка призвана защитить их поверхность от термических и химических повреждений.

Каустический порошок становится основой цемента. Минеральная крошка служит вяжущей составляющей, помогающей раствору быстро затвердевать.

Цемент из магнезита называют сорель и используют в производстве точильных кругов.

Для строительства домов такой цемент, конечно, не закупают, — не выгодно, да и не обоснованно.

Зато, многие используют магнезитовую штукатурку. Она отличается особой прочностью, стойкостью, бьет рекорды по срокам службы.

Каустический порошок бывает одно- и двухкомпонентным. В последний добавляют еще и прокаленный доломит. Магнезит с ним обжигают в одних печах, что упрощает производство.

Для прокаливания обоим камням требуется температура в 600-750 градусов Цельсия. К тому же, в природе они часто встречаются вместе.

Из измельченного минерала формируют, так же, плиты для внешней и внутренней отделки помещений.

Такие блоки размещают даже в саунах и банях, ведь влагоустойчивость – одно из свойств карбоната магния.

Он, так же, хорошо изолирует от шумов, сохраняет тепло. К тому же, плита «Магнезит» легко сверлится, что облегчает проведение отделочных работ и снижает их стоимость. Подкупает и экологичность сырья.

Кирпичи – еще одна продукция, ради которой добывают магнезит. Производство с добавлением измельченного карбоната магния позволяет делать блоки, выдерживающие не меньше 300-от градусов Цельсия.

Некоторые огнеупоры из магнезита содержат еще и асбест. Из волокон этого минерала делают форму огнеборцев и элементы оборудования для тушения пожаров. Асбест можно найти, к примеру, в огнеупорных магнезитовых красках.

Крупнозернистый магнезит внешне похож на известняк. В интерьерах он не цениться из-за пористости, неустойчивости к влаге, загрязнениям.

Казалось бы, карбонат магния не годится в качестве декоративного камня. Но, выручает все тот же минеральный порошок.

Его слегка подкрашивают, спрессовывают с клеевыми составами и … получается искусственный мрамор. Глядя на него, мало кто распознает магнезит.

Формула карбоната магния пригождается даже в фармацевтике. Магнезитовый порошок успешно заменяет тальк.

Это к месту и в косметической отрасли. Тальк добавляют в дезодоранты. Но, некоторые из них содержат более чистый заменитель – магнезит.

Он нужен в бумажной промышленности, на производстве резины. Карбонат магния можно найти в электроизоляторах. Так что, добыча магнезита – вопрос актуальный, требующий обсуждения.

Добыча магнезита

Магнезит ищут в карбонатных породах, к коим, кстати, относятся те самые доломиты, обжигаемые вместе с героем статьи.

Мрамора – тоже частый спутник маркезита. Купить минерал можно и на известняковых месторождениях. В России камни вывозят, к примеру, с Урала.

Здесь расположилась Саткинская группа залежей, на которой еще в 1980-ые добывали по 4 500 000 тонн магнезита в год.

На магнезит цена не высока, поскольку камень добывают карьерным способом.

Это подразумевает извлечение породы с поверхности земли, без строительства шахт. Глубина карьеров не превышает 120-ти метров.

Добытое сырье грузят в автосамосвалы, доставляют в пункты передержки, а оттуда развозят по стране железнодорожными путями.

Едут, в основном, на запад. На Востоке России есть еще одно крупное месторождение.

Расположено в Иркутской области, зовется Савинским. Залежи магнезита разрабатывают, так же, в Саянах и на Камчатке.

За пределами России магнезитом богаты территории Китая, Польши, Индии. В последней, добывают редкий, абсолютно прозрачный карбонат магния.

Несколько месторождений имеются в США, обеспечивая внутренний рынок страны.

Остается напомнить про Грецию, в честь одной из областей которой наречен магнезит.

Правда, в 21-ом веке залежи Магнасии истощены. Теперь, камень добывают в Митилене и Эбвеи.

tvoi-uvelirr.ru

Гидравлическое вяжущее на основе магнезиального цемента.

Состав магнезиального цемента, или цемента Сореля, со времени своего создания и до настоящего времени не претерпел существенных изменений. Объясняется это необходимостью соблюдения достаточно жесткого соотношения в его составе между каустическим магнезитом и затворителем. При затворении водным раствором хлорида магния состав содержит 62–67 % MgO и 33–38 % MgCl2·6h3O, а при затворении раствором сульфата магния состав содержит 80–84 % MgO и 16–20 % MgSO4. При отклонении от этих соотношений прочность изделий падает. Другие известные составы магнезиальных цементов, как правило, содержат различные виды наполнителей (диопсид, серпентинит, тремолит и др.) при сохранении постоянства соотношения между MgO и солью.

Магнезиальные цементы относятся к группе воздушных вяжущих веществ, и основными их недостатками являются низкая водостойкость, оцениваемая коэффициентом водостойкости в пределах 0,1–0,3 и необходимостью использования свежеобожженного магнезита для получения цементного камня с прочностью 30–50 МПа в возрасте 28 суток при воздушном твердении при относительной влажности воздуха менее 60 %. Кроме того, каустический магнезит должен содержать не менее 85 % MgO.

Низкая водостойкость изделий из магнезиального цемента объясняется присутствием в конечных продуктах гидратации вяжущего тригидроксихлоридов (3Mg(OH)2·MgCl2·7h3O) или тригидроксисульфатов (3Mg(OH)2·MgSO4·8h3O) магния, которые способны растворяться в воде. Поэтому закономерно возникает вопрос о возможности использования затворителя, который был бы активен по отношению к MgO и образовывал бы продукты гидратации, не растворимые в воде и обеспечивающие формирование структуры изделий с прочностью, не уступающей прочности изделий из классического магнезиального цемента.

Ответ на поставленный вопрос нами найден и решается он при использовании в качестве жидкости затворения водного раствора бикарбоната магния Mg(HCO3)2 при следующем соотношении: каустический магнезит — 60–75 %, водный раствор Mg(HCO3)2 — 25–40 %.

При взаимодействии каустического магнезита с водным раствором Mg(HCO3)2 вначале протекает реакция гидратации:

MgO + h3O → Mg(OH)2. (1)

Образовавшийся гидрооксид магния далее взаимодействует с бикарбонатом магния по реакции:

Mg(OH)2 + Mg(HCO3)2 + 2h3O → MgCO3·Mg(OH)2·3h3O + CO2 , (2) с образованием гидрата гидроксокарбоната магния и диоксида углерода, который, вступая во взаимодействие с избытком гидрооксида магния, образует вторичный бикарбонат магния:

Mg(OH)2 + 2CO2 → Mg(HCO3)2. (3)

Вторичный бикарбонат магния вновь взаимодействует с гидрооксидом магния по реакции (2) с образованием новой порции гидрата гидроксокарбоната магния, который вместе с гидрооксидом магния образует первичные продукты гидратации магнезиального цемента, обеспечивающих его твердение в процессе перекристаллизации первичных коллоидных продуктов в кристаллическое состояние.

Таким образом, в результате последовательного и циклического протекания реакций (1, 2, 3) в цементном камне образуются две основные кристаллические фазы — гидрооксид магния и гидрат гидроксо-карбоната магния, количественное соотношение между которыми предопределяется содержанием бикарбоната магния в жидкости затворения. Отсутствие растворимых соединений в цементном камне из такого вяжущего [2] предопределяет его повышенную водостойкость с коэффициентом водостойкости 1,1–1,4, и такой цементный камень твердеет с увеличением прочности не только в воздушной среде с относительной влажностью более 75 %, но и в воде после предварительного твердения на воздухе в течение 3–7 суток.

Существенным преимуществом такого вяжущего является возможность использования лежалого каустического магнезита с содержанием активного оксида магния более 40 %. Порошок лежалого магнезита может содержать в своем составе, кроме MgO, также Mg(OH)2 и MgCO3, образующиеся при взаимодействии MgO с влагой и углекислотой воздуха. Примеси Mg(OH)2 и MgCO3 не снижают активности взаимодействия порошка лежалого магнезита с раствором бикарбоната магния, так как взаимодействие Mg(OH)2 с Mg(HCO3)2 протекает по реакции (2, 3), а MgCO3 взаимодействует с диоксидом углерода, образующимся при протекании реакции (2), по реакции: MgCO3 + 2CO2 + h3O → Mg(HCO3)2. (4)

И далее получаемый бикарбонат магния взаимодействует с Mg(OH)2 по реакции (2).

При экспериментальной проверке вяжущего использовались свежеобожженный каустический магнезит с содержанием активного MgO — 88 % (магнезит-1), лежалый магнезит с содержанием MgO — 53,9 %, Mg(ОН)2 — 34,1 % (магнезит-2) и лежалый магнезит с содержанием MgO — 38,7 %, Mg(ОН)2 — 4,03 % и MgCO3 — 21,0 % (магнезит-3). Удельная поверхность магнезитовых порошков составляла 350 м2/кг, остаток на сите № 008 — 9,2 %.

Водный раствор бикарбоната магния готовится путем растворения в течение 10 мин магнезита-3 в воде при давлении углекислого газа в автоклаве 0,5–1,0 МПа.

В водной суспензии магнезита-3 при контакте с углекислым газом протекают реакции:

MgO + h3O → Mg(OH)2. (5)

Mg(OH)2 + 2CO2 → Mg(HCO3)2. (6)

MgCO3 + 2CO2 + h3O → Mg(HCO3)2.

После обработки в автоклаве с мешалкой (5–10 мин) водный раствор содержал 35–40 г/л Mg(HCO3)2 в пересчете на безводное вещество. Следует отметить, что максимальная растворимость в воде водного бикарбоната магния Mg(HCO3)2·2Н2О составляет 19 г/100 г воды при 0 °С и 34,5 г/100 г воды при 100 °С.

При изготовлении образцов к исходному магнезиту приливали раствор Mg(HCO3)2 в ранее указанном количестве до получения пластичного теста нормальной густоты, из которого формовали образцы размером 2 Ч 2 Ч 2 см. После суточного твердения на воздухе образцы извлекались из форм и после 3-суточного твердения в воздушной среде, часть образцов помещалась в воду, часть образцов помещалась в эксикатор над водой, а часть образцов продолжала твердеть на воздухе. Через 28 суток твердения у образцов определялся предел прочности при сжатии. Результаты определений представлены в таблице.

Таблица №1. Результаты определений прочности и водостойкости образцов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент водостойкости определялся по отношению прочности при сжатии образцов, твердевших в воде, к прочности образцов, твердевших на воздухе. В этой же таблице представлены результаты определений прочности и водостойкости образцов, полученных затворением магнезита-1 раствором MgCl2.

Анализ данных табл. 1 показывает, что затворение каустического магнезита водным раствором бикарбоната магния позволяет получать изделия на основе магнезиального вяжущего с прочностью, не уступающей прочности изделий, изготовленных из классического вяжущего. Высокая водостойкость изделий, изготовленных из вяжущего экспериментальных составов, обусловлена принципиально новым составом малорастворимых продуктов гидратации, образующихся при твердении как в воздушной, так и в водной среде.

Таким образом, использование принципиально новой жидкости затворения позволяет перевести магнезиальные вяжущие вещества из группы воздушных вяжущих в группу гидравлических вяжущих веществ, которые, как и портландцемент, найдут широкое применение при производстве различных строительных изделий.

www.voscem.ru


Смотрите также