Было также установлено, что порошки каустические магнезитовые обладают увеличенным параметром кубической элементарной ячейки (α_о > 4,218 Å по сравнению с периклазом - α_о = 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 660-800^оС), 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.

Вяжущие свойства каустического магнезита

Особенностью магнезиального вяжущего является то, что для его затворения используются растворы солей магния. Чаще всего для этой цели применяют водный раствор MgCl₂ (обычно в виде минерала бишофита MgCl₂•6H₂O).

Каустический магнезит - быстротвердеющее вяжущее, начало схватывания наступает не ранее, чем через 20 минут, а конец не позднее, чем через 6 часов (ГОСТ 1216).

При испытании в тесте пластической консистенции каустический магнезит (ПМК-75), затворенный раствором хлорида магния заданной плотности (1,2 г/см³) в количестве, обеспечивающем получение теста нормальной густоты, в возрасте одних суток воздушного твердения имеет прочность на растяжение образцов-восьмерок не менее 1,5 МПа и прочность на сжатие образцов-балочек (см) 4x4x16 30-35 МПа.[1] Прочность на сжатие трамбованных образцов с песком (соотношение каустического магнезита и строительного песка 1 : 3) через 28 суток воздушного твердения составляет по литературным данным 40-60 МПа, при высоком качестве магнезита прочность камня может достигать 80-100 МПа (Пащенко, 1986).

В первые сроки твердения темп нарастания прочности магнезиального цемента высокий. Обычно в возрасте одних суток прочность цементного материала достигает 30-50%, а в возрасте 7 суток - 60-90% от максимально возможной. В подтверждении этих данных в таблице 3.2 и на рис. 3.1 приводятся результаты выполненных нами определений микротвердости магнезиального цемента в процессе его твердения.

Представленные на рис. 3.1 данные кинетики воздушного твердения магнезиального цемента по параметру абсолютной твердости (микротвердости по Виккерсу) удовлетворительно коррелируются также с нашими данными кинетики нарастания прочности магнезиального цемента на сжатие и изгиб (рис. 3.2 и 3.3) и соответствующими данными предыдущих исследований.

Таблица 3.2

Данные по отвердеванию магнезиального цемента

ПРИМЕЧАНИЕ. Цемент изготовлен 27 января 2005 г., замеры микротвердости по Виккерсу проводились на приборе МНТ-4 фирмы ОПТОН, ФРГ; условия измерения: нагрузка индентера - 50 г, время выдержки - 10 сек., скорость нарастания нагузки - 15 г/сек.

На рис. 3.4 представлены результаты выполненного В. Н. Морозовым исследования концентрационной зависимости прочности на сжатие магнезиального цемента от плотности раствора бишофита.

На рис. 3.5-3.6 в качестве примера демонстрируется микрофотография плитки на основе магнезиального цемента с распространенным типом песка-наполнителя.