Магнези — магниевые вяжущие вещества¶

Магнези (магнезиальное вяжущее, каустический магнезит) — обобщённое название группы минеральных вяжущих веществ на основе оксида магния, которые при затворении водными растворами солей (чаще всего хлорида или сульфата магния) образуют твёрдый искусственный камень. В строительной практике термин чаще всего относят к магнезиальному цементу — порошку из каустического магнезита, применяемому для изготовления магнезитовых полов, ксилолита, штукатурок и прессованных изделий. Магнези отличаются быстрым твердением, высокой прочностью на истирание, способностью хорошо связывать древесные и минеральные заполнители и низкой водостойкостью.

¶Состав и химия

Основой магнезиального вяжущего служит каустический магнезит — продукт умеренного обжига природного магнезита (карбоната магния MgCO₃) при температуре примерно 700–900 °C. При таком обжиге карбонат разлагается с образованием активного оксида магния:

MgCO₃ → MgO + CO₂

Если температура обжига слишком высока, оксид магния «пережигается» и теряет способность к гидратации, поэтому режим обжига — ключевой технологический параметр. Каустический магнезит может также получаться из доломита и из природных рассолов, содержащих хлорид магния.

Затворителем служит водный раствор хлорида магния MgCl₂ (реже — сульфата магния MgSO₄ или других солей). В результате химической реакции образуются комплексные гидроксосоли, например при хлоридном затворении — фаза состава 3MgO·MgCl₂·8H₂O, которая и обеспечивает связывание зернистого заполнителя в монолит. Именно поэтому магнезиальный цемент относят к так называемым вяжущим солевого, а не чисто водного твердения.

¶История

Магнезиальные вяжущие известны с середины XIX века. В 1867 году французский инженер Станислас Сорель получил патент на вяжущее из оксида магния и раствора хлорида магния, которое в его честь называют «цементом Сореля». Первоначально материал применяли для декоративных изделий, искусственного камня и штукатурок, имитирующих мрамор. Позднее, с развитием промышленности огнеупоров, магнезиальное сырьё стали широко использовать для производства магнезитовых огнеупорных кирпичей и набивных масс. В СССР и России магнезиальные вяжущие активно применялись в производстве ксилолита — покрытия для полов в общественных зданиях.

¶Классификация

Магнезиальные вяжущие различают по исходному сырью и типу затворителя:

• Каустический магнезит — получают из магнезита; основной компонент MgO.
• Каустический доломит — получают из доломита; содержит оксиды магния и кальция, менее стоек.
• Хлоридные магнези — затворяются раствором MgCl₂; дают наибольшую прочность.
• Сульфатные магнези — затворяются раствором MgSO₄; менее гигроскопичны, но медленнее твердеют.

По назначению выделяют магнезиальные вяжущие для полов и отделки, для огнеупоров и для прессованных строительных изделий.

¶Свойства

Основные технические характеристики магнезиальных вяжущих:

К достоинствам относят быстрое твердение, высокую прочность, износостойкость, способность связывать органические заполнители (опилки, стружку) и возможность получать гладкие декоративные поверхности. К недостаткам — низкую водостойкость, гигроскопичность, коррозионное воздействие на металлическую арматуру и необходимость строгого контроля состава затворителя.

¶Применение

Магнезиальные вяжущие применяют в нескольких направлениях:

• Магнезитовые и ксилолитовые полы — бесшовные покрытия в школах, больницах, спортзалах, на промышленных объектах.
• Ксилолит — смесь каустического магнезита с древесными опилками, применяемая для полов и стеновых панелей.
• Строительные плиты и панели — прессованные изделия для отделки и перегородок.
• Огнеупоры — магнезитовые кирпичи и массы для футеровки металлургических печей.
• Декоративные изделия — искусственный камень, лепнина, элементы отделки.

¶Огнеупорное направление

Отдельная крупная отрасль — производство магнезитовых огнеупоров. Плавленый и спечённый магнезит идёт на изготовление кирпича для футеровки сталеплавильных печей, конвертеров и цементных вращающихся печей. Здесь важны высокая огнеупорность (температура плавления оксида магния около 2800 °C) и стойкость к шлакам. Это направление потребляет значительную часть добываемого магнезита.

¶Критика и ограничения

Магнезиальные вяжущие уступают цементным по водостойкости, поэтому их не применяют для конструкций, постоянно контактирующих с водой, без специальной защиты. Хлоридные магнези способны вызывать коррозию стальной арматуры, что ограничивает их использование в железобетоне. Кроме того, качество материала сильно зависит от чистоты сырья и точности дозирования затворителя.

¶Сырьевая база

Крупные месторождения магнезита расположены в Китае, Австрии, Словакии, Бразилии, Австралии и России. Китай является ведущим мировым производителем и экспортёром магнезиального сырья, что влияет на цены и доступность материала на мировом рынке.