Научная статья на тему 'Формирование структуры цементного камня при гидратации и твердении гидрокарбонатного магнезиального вяжущего'

Формирование структуры цементного камня при гидратации и твердении гидрокарбонатного магнезиального вяжущего Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
162
26
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Строительные материалы
ВАК
RSCI
Ключевые слова
МАГНЕЗИАЛЬНОЕ ВЯЖУЩЕЕ / MAGNESIUM BINDER / ВОДОСТОЙКОСТЬ / WATER RESISTANCE / ТВЕРДЕНИЕ В ВОДЕ / HARDENING IN WATER / РАСТВОР БИКАРБОНАТА МАГНИЯ / MAGNESIUM BICARBONATE SOLUTION / ГИДРОКАРБОНАТЫ МАГНИЯ / MAGNESIUM HYDROCARBONATES

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Митина Н.А., Лотов В.А.

Представлены результаты исследования процесса структурообразования при твердении нового водостойкого гидравлического магнезиального вещества гидрокарбонатного магнезиального вяжущего. Повышение водостойкости и придание гидравлических свойств магнезиальному цементу связаны с применением принципиально новой жидкости затворения раствора бикарбоната магния. Использование данного раствора позволяет твердеть магнезиальной композиции не только на воздухе, но и в воде. Коэффициент водостойкости, который соответствует коэффициенту гидратационного твердения, составляет до 3,6. При затворении магнезиальных вяжущих водным раствором бикарбоната магния основными продуктами твердения являются гидроксид магния и гидрокарбонаты магния.Гидрокарбонаты магния нерастворимы в воде, что обеспечивает повышенную водостойкость магнезиальных композиций и возможность их твердения и набора прочности в воде.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Митина Н.А., Лотов В.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Formation of Cement Stone Structure at Hydration and Hardening of a Hydrocarbonate Magnesium Binder

Results of the study of the structure formation process when hardening a new water-resistant hydraulic magnesium substance a hydrocarbonate magnesium binder are presented.Improvement of the water resistance and giving hydraulic properties to the magnesium cement is connected with the use of a principally new gauging liquid magnesium bicarbonate.The use of this solution allows hardening of a magnesium composition not only in the air but also in water. The water-resistance coefficient which corresponds to the coefficient ofhydration hardening is up to 3.6. When gauging magnesium binders with the water solution of magnesium bicarbonate, main products of hardening are magnesium hydroxide and magnesiumhydrocarbonates, Magnesium hydrocarbonates are insoluble in water that provides the improved water resistance of magnesium compositions and the possibility of their hardeningand maturing in water.

Текст научной работы на тему «Формирование структуры цементного камня при гидратации и твердении гидрокарбонатного магнезиального вяжущего»

УДК 666.962

Н.А. МИТИНА, канд. техн. наук (mitinana@tpu.ru), В.А. ЛОТОВ, д-р техн. наук (valotov@tpu.ru)

Национальный исследовательский Томский политехнический университет (634050, г. Томск, пр. Ленина, 30)

Формирование структуры цементного камня при гидратации и твердении гидрокарбонатного магнезиального вяжущего

Представлены результаты исследования процесса структурообразования при твердении нового водостойкого гидравлического магнезиального вещества - гидрокарбонатного магнезиального вяжущего. Повышение водостойкости и придание гидравлических свойств магнезиальному цементу связаны с применением принципиально новой жидкости затворения - раствора бикарбоната магния. Использование данного раствора позволяет твердеть магнезиальной композиции не только на воздухе, но и в воде. Коэффициент водостойкости, который соответствует коэффициенту гидратационного твердения, составляет до 3,6. При затворении магнезиальных вяжущих водным раствором бикарбоната магния основными продуктами твердения являются гидроксид магния и гидрокарбонаты магния. Гидрокарбонаты магния нерастворимы в воде, что обеспечивает повышенную водостойкость магнезиальных композиций и возможность их твердения и набора прочности в воде.

Ключевые слова: магнезиальное вяжущее, водостойкость, твердение в воде, раствор бикарбоната магния, гидрокарбонаты магния.

Для цитирования: Митина Н.А., Лотов В.А. Формирование структуры цементного камня при гидратации и твердении гидрокарбонатного магнезиального вяжущего // Строительные материалы. 2017. № 8. С. 68-73.

N.A. MITINA, Candidate of Sciences (Engineering) (mitinana@tpu.ru), V.A. LOTOV, Doctor of Sciences (Engineering) (valotov@tpu.ru) National Research Tomsk Polytechnic University (30, Lenina Avenue, Tomsk, 634050, Russian Federation)

Formation of Cement Stone Structure at Hydration and Hardening of a Hydrocarbonate Magnesium Binder

Results of the study of the structure formation process when hardening a new water-resistant hydraulic magnesium substance - a hydrocarbonate magnesium binder - are presented. Improvement of the water resistance and giving hydraulic properties to the magnesium cement is connected with the use of a principally new gauging liquid - magnesium bicarbonate. The use of this solution allows hardening of a magnesium composition not only in the air but also in water. The water-resistance coefficient which corresponds to the coefficient of hydration hardening is up to 3.6. When gauging magnesium binders with the water solution of magnesium bicarbonate, main products of hardening are magnesium hydroxide and magnesium hydrocarbonates, Magnesium hydrocarbonates are insoluble in water that provides the improved water resistance of magnesium compositions and the possibility of their hardening and maturing in water.

Keywords: magnesium binder, water resistance, hardening in water, magnesium bicarbonate solution, magnesium hydrocarbonates.

For citation: Mitina N.A., Lotov V.A. Formation of cement stone structure at hydration and hardening of a hydrocarbonate magnesium binder. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2017. No. 8, pp. 68-73. (In Russian).

Обладая многими полезными и уникальными свойствами, классическое магнезиальное вяжущее, затворяемое растворами солей магния, является вяжущим с низкой водостойкостью, которая ограничивает использование материалов на его основе. Низкая водостойкость изделий на основе магнезиального вяжущего связана с образованием водорастворимых кристаллогидратов — тригидроксихлорида (3Mg(OH)2.MgQ2.7H2O) или тригидроксисульфата (3Mg(OH)2.MgSO4.8H2O) магния, которые возникают при использовании в качестве жидкости затворения растворов соответствующих солей магния.

Для повышения водостойкости применяются различные методы начиная с изменения состава и концентрации жидкости затворения магнезиального вяжущего и применения совместно растворов хлоридов и сульфатов магния [1, 2]. Также установлено, что введение в состав цементного теста добавок ионов трехвалентного железа в виде тонкоизмельченной железной руды с содержанием трехвалентного оксида железа до 65%, а также золя гидрооксида железа в составе модифицирующей добавки [3] положительно влияет на повышение водостойкости магнезиального камня. Использование добавок силикатсодержащих магнезиальных пород, таких как серпентинит и диопсид, также улучшает водостойкость магнезиального цемента [4, 5].

Повышение водостойкости возможно и при взаимодействии атмосферного углекислого газа с гидроксох-лоридом магния, в результате чего на частицах кристаллогидратов образуется поверхностный слой хлоркарбо-ната магния Mg(OH)2•2MgCOз•Mga2•6H2O [6],

который замедляет выщелачивание хлорида магния из цемента [7].

Приведенные способы повышения водостойкости магнезиального цемента и изделий на его основе не исключают образования в продуктах гидратации и твердения водорастворимых веществ, так как основаны на применении в качестве жидкости затворения растворов солей магния. Радикальным способом повышения водостойкости магнезиального цемента является синтез в продуктах твердения магнезиального вяжущего нерастворимых в воде соединений, что возможно только при полной замене жидкости затворения. Следовательно, основополагающую роль в композициях магнезиального вяжущего играет жидкость затворения.

В ходе предварительных исследований [8] была выбрана принципиально новая жидкость затворения — раствор бикарбоната магния. При затворении данным раствором каустических магнезиальных порошков в продуктах гидратации вяжущего отсутствуют растворимые в воде соединения, что позволяет сделать вывод о повышенной водостойкости магнезиального цементного камня и его гидравлических свойствах.

При взаимодействии каустического магнезита с водным раствором бикарбоната магния в первую очередь протекает реакция гидратации:

MgO + Н20 ^ Mg(OH)2. (1)

Образовавшийся гидроксид магния далее взаимодействует с бикарбонатом магния с образованием гидрата гидроксикарбоната магния и диоксида углерода:

Таблица 1

Материал Содержание оксидов, мас. %

MgO SiO2 AI2O3 CaO Fe2Û3 MnO Д тпр Сумма

Магнезит исходный 46,88 1,6 0,59 0,85 0,8 0,29 48,29 100

Каустический магнезит 75,64 3,18 0,62 4,24 0,83 0,32 16,85* 100

Примечание. * ППП каустического магнезита, обожженного при 800оС, связаны с наличием неразложившегося МдС03 с дефектной структурой.

Mg(OH)2 + Mg(HCO3)2 + 2H2O --MgCO3Mg(OH)2nH2O + CO2,

(2)

а полученный в результате реакции (2) диоксид углерода вступает во взаимодействие с избытком гидроксида магния, образуя вторичный бикарбонат магния:

Mg(OH)2 + 2CO2 - Mg(HCO3)2.

(3)

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

Целью настоящих исследований явилось изучение процессов формирования структуры при гидратации магнезиальных вяжущих с использованием водного раствора бикарбоната магния. Для этого определяли состав и структуру новообразований, появляющихся при взаимодействии каустического магнезиального порошка с водным раствором бикарбоната магния, и установили взаимосвязь структурообразования с нарастанием прочности магнезиального камня.

Объектом исследования явлось магнезиальное вяжущее из каустического магнезита, затворенное раствором бикарбоната магния. Также для сравнения проводили испытания классического магнезиального вяжущего, в котором использовали раствор хлорида магния.

В работе использовался каустический магнезит марки ПМК-75 на основе магнезитовой породы Савинского месторождения (Иркутская обл.) с содержанием активного MgO 75,64 мас. % (табл. 1). Каустический магнезит получен обжигом магнезитовой породы при температуре 800оС на предприятии ООО «Сибирские порошки» (г. Иркутск).

Раствор бикарбоната магния Mg(HCOз)2 получали с помощью искусственной карбонизации разбавленной суспензии MgO при давлении СО2 9 атм в автоклаве при температуре 25оС [9, 10]. С целью активации процесса карбонизации использовалась добавка карбоната натрия (каустической соды) в количестве 2,5% от массы каустического магнезиального порошка. Для более эффективного протекания процесса автоклав снабжен мешалкой, которая перемешивает раствор сразу после подачи газа. Время карбонизации 20 мин. По данным [10] указанное давление газа СО2 позволяет получать на основе суспензии оксида магния бруситового происхождения раствор бикарбоната магния с высокой концентрацией бикарбонат-ионов до 6224 мг/л. Раствор хлорида магния MgQ2 применяли с плотностью 1,2 г/см3.

Фазовый состав продуктов гидратации и твердения определяли с помощью рентгенофазового анализа. Рентгенограммы получены на рентгеновском дифрак-тометре Shimadzu XRD 7000 с использованием излучения Си-анода, шаг сканирования 2о/мин, время измерения интенсивности в точках сканирования 1 с, напряжение на трубке 40 кВ, сила тока 30 мА.

Структуру новообразований и морфологию поверхности образцов исследовали с помощью сканирующего электронного микроскопа JEOL 6000. Съемку образцов проводили при следующих режимах: ускоряющее напряжение электронного пучка 10—15 кВ, рабочее расстояние съемки 20—50 мм и увеличение до 10 тыс. раз в условиях низкого и высокого вакуума.

Пластическую прочность образцов магнезиального цемента с классической жидкостью затворения и с раствором бикарбоната магния в разные сроки твердения определяли с помощью конического пластометра Ребиндера с углом конуса 60о. Прочность при сжатии в более позднем возрасте определяли с помощью пресса ПГМ-100МГ4 в соответствии с ГОСТ 310.4 [11].

Образование гидрокарбонатов магния различного состава, нерастворимых в воде, определяет гидравлич-ность — способность твердеть в воде магнезиальной вяжущей системы. Этот показатель можно оценить с помощью коэффициента гидратационного твердения, который определяется по отношению прочности при сжатии образцов, твердевших в воде, к прочности при сжатии образцов, твердевших на воздухе.

Термоанализ (ТГ/ДСК) проб магнезиального вяжущего в разные сроки твердения проводили с помощью термоанализатора для синхронного термического анализа NETZSCH STA 449 F3 Jupiter. Исследование про-

Рис. 1. Структура магнезиального вяжущего с раствором бикарбоната магния: а - 1 ч гидратации; б - 12 ч гидратации

3000 2500 2000 1500 1000 500 0

3000 2500 2000 1500 1000 500 0

i - периклаз MgO J - баррингтонит MgCO3.2H2O

20 40 60 80 100 2 e

- периклаз MgO . - баррингтонит MgCO3.2H2O

il

——

20

40 60 80 100 2 е

Рис. 2. Рентгенограммы магнезиального вяжущего с раствором бикарбоната магния: а - 1 ч гидратации; б - 12 ч гидратации

научно-технический и производственный журнал

водилось до температуры 1000оС в воздушной среде, скорость подъема температуры 10о/мин.

Свойства материалов и изделий на основе минеральных вяжущих веществ напрямую зависят от структуры и свойств продуктов гидратации и твердения. Процесс гидратации магнезиальных вяжущих носит гидратаци-онно-реакционный характер независимо от применяемой жидкости затворения, кроме воды. Так, в начальный момент взаимодействия каустического магнезита с растворами солей происходит гидратация MgO с образованием Mg(OH)2 согласно реакции (1). Далее MgO или Mg(OH)2 реагируют с анионами растворенных солей с получением в продуктах реакции гидратных комплексных соединений.

При использовании раствора бикарбоната магния в качестве жидкости затворения гидроксид магния, образованный по реакции (1), взаимодействует с бикарбонат-ионами с образованием гидрокарбонатов, различных по составу. Гидрокарбонаты магния имеют кристаллическую структуру, от кристаллов неправильной формы (баррингтонит MgCO3-2H2O [12], лансфордит MgCO3-5H2O [13]) до листоватых пластинчатых (гидромагнезит Mg5(CO3)4(OH)2-4H2O [14]) и удлиненных столбчатых (несквигонит Mg(HCO3)(OH)2H2O [13], диппингит Mg5(CO3)4(OH)2-5H2O [15]) кристаллов.

Для установления структуры и фазового состава новообразований при гидратации магнезиальных вяжущих были приготовлены суспензии с водотвердым отношением В/Т=10 для обеспечения более полного про-

текания процессов гидратации. Полученная суспензия выдерживалась в течение 1 и 12 ч при постоянном перемешивании. Затем твердая часть суспензии отделялась от избытка жидкости фильтрованием, твердый остаток высушивали и дезагрегировали.

Результаты электронно-микроскопического анализа (рис. 1, а) высушенных гидратированных порошков на основе каустического магнезита после одного часа взаимодействия с раствором бикарбоната магния показывают наличие непрореагировавших частиц оксида магния, слабозакристаллизованной аморфной массы гидрокси-да магния, а также спутанно-волокнистые слабозакри-сталлизованные образования баррингтонита, что подтверждают рентгенофазовые исследования.

На рентгенограмме гидратированного в течение одного часа порошка (рис. 2, а) можно увидеть характерное гало, соответствующее аморфной фазе гидроксида магния и гидрокарбонатов магния. После 12 ч гидратации суспензии магнезиального вяжущего с раствором бикарбоната магния (рис. 1, 2, б) закристаллизован-ность продуктов взаимодействия возрастает, но наличие аморфного гало сохраняется. При большом увеличении обнаруживаются листоватые пластинчатые кристаллы, собранные в розетки, которые соответствуют гидромагнезиту и диппингиту [16, 17]. Данные образования находятся в слабозакристаллизованном виде и поэтому на рентгенограмме не проявляются.

Для подтверждения наличия в продуктах гидратации магнезиального вяжущего с водным раствором

38 36 34 . 32 30 28 26 24

0

■-0,5 щ S

-1 Î

40 38 36 34

S

о" 32

ф

п

30 28 26 24

200

400 600 Температура, оС

800 1000

10

20 ер

30

40

200 400 600 800 Температура, оС

1000

Рис. 4. Термограмма магнезиального вяжущего с раствором бикарбоната магния после 28 сут твердения: а - в воздушной среде; б - в воде

б

а

0

0

научно-технический и производственный журнал Г1- fjirfrj [ ïj Li| i. 70 август 2017 ®

20 18 16 14

2 10 к

& 8 I 6

4 2 0

7 14

Сроки твердения, сут

28

15,5

£ 14,5

2 13,5 я

ер 13

12,5

11,5

7 14

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Сроки твердения, сут

28

Рис. 5. Зависимость потери массы продуктов твердения при нагревании от условий и сроков твердения: а - в интервале температуры 380-410оС; б - в интервале температуры 580-590оС: ■ - воздушные условия; - водные условия

бикарбоната магния гидрокарбонатных фаз был проведен термический анализ исследуемых проб. При этом термограммы снимались после 1 и 24 ч твердения образцов на воздухе при температуре 20оС (рис. 3), а также после 28 сут твердения в воздушных условиях и в воде (рис. 4).

Все представленные термограммы имеют характерные эндотермические эффекты. При температуре до 92—138оС происходит удаление свободной и адсорбционной воды. Небольшой слабовыраженный эндотермический пик при 242—246оС соответствует удалению кристаллизационной воды из гидрокарбонатов магния. Интенсивный пик с температурой 380—410оС свидетельствует о процессе отщепления гидроксогруппы от гидроксида магния, сформированного в ходе разложения и имеющегося в составе гидрокарбоната. Этот процесс продолжается практически до 500оС. Эндоэффект в промежутке от 580 до 590оС характеризует процесс декарбонизации карбоната магния, входящего в состав разлагающегося гидрокарбоната. Небольшой эндоэффект при 690—750оС свидетельствует о декарбонизации сформированной частицы карбоната магния [18]. Необходимо отметить, что магнезиальные вяжущие с бикарбонатом магния, твердеющие разное время и в различных условиях, имеют сходный фазовый состав, отличаясь лишь количеством продуктов гидратации.

При исследовании процесса термического разложения продуктов твердения магнезиального вяжущего, затворенного раствором бикарбоната магния, выделены два основных температурных интервала потери массы — процесс разложения гидроксогруппы в составе гидрокарбонатов магния при 380—410оС и потери массы при декарбонизации MgСОз при температуре 580—590оС. По величине потерь массы в данных температурных интервалах можно судить о концентрации продуктов гидратации магнезиального вяжущего, а следовательно, об интенсивности его твердения. В разные сроки и в разных условиях твердения значения потерь массы представлены на рис. 5.

Из данных, приведенных на рис. 5, видно, что независимо от срока твердения на воздухе концентрация гидрокарбонатов магния в продуктах остается постоянной. Это связано с тем, что при затворении каустического магнезита раствором Mg(НСОз)2 в первую очередь образуется гидроксид магния по реакции (1), играющий основополагающую роль в реакциях карбонизации (3) и взаимодействия с ионами бикарбоната (2). Образование Mg(ОН)2 при твердении на воздухе практически прекращается по мере расходования жидкости затворения.

В образцах, твердеющих в водных условиях, при увеличении срока твердения количество гидрокарбонат-

ных продуктов твердения увеличивается, что связано с постоянным присутствием жидкой фазы.

Структурные характеристики новообразований, формирующиеся при гидратации и твердении вяжущих веществ, напрямую влияют на прочностные свойства вяжущих композиций как в начальные сроки твердения, так и на конечную прочность.

В начальные сроки твердения магнезиального вяжущего (до 12 ч) вяжущая система характеризуется пластической прочностью, которую определяли на коническом пластометре Ребиндера погружением конуса в концентрированную суспензию цементного теста нормальной густоты. Для сравнения прочностных свойств образующихся структур и влияния среды твердения каустический магнезит затворяли водным раствором бикарбоната магния и традиционной жидкостью затворе-ния — раствором хлорида магния.

Нормальная густота магнезиального цементного теста составила соответственно: на растворе Mg(НСОз)2 - 50%, на растворе Mga2 - 35%.

Исследования изменения пластической прочности при твердении магнезиальных вяжущих показали, что основной набор структурной прочности происходит в первые 5 ч (рис. 6).

С раствором хлорида магния нарастание пластической прочности цементного теста происходит быстрее, чем при использовании раствора Mg(НСОз)2. В течение двух часов значения пластической прочности достигают значений 0,24 МПа. Пластическая прочность такого уровня магнезиального вяжущего с раствором бикарбоната магния достигается только после трех часов твердения. Однако к пяти часам после затворения обе компо-

5

; 2 Ч 1,5 : 1 ! 0,5 0

—ш

1

2

р*

0 0,5 1

1,5 2 2,5 3 3,5 Время твердения, ч

4,5 5

Рис. 6. Зависимость пластической прочности от вида затворителя и времени твердения: 1 - магнезиальное вяжущее, затворенное раствором МдС12; 2 - магнезиальное вяжущее, затворенное раствором Мд(НСО3)2.

а

б

3

3

4

4

научно-технический и производственный журнал

Таблица 2

Срок твердения, сут Среда твердения Прочность при сжатии, МПа

Раствор MgCl2 Раствор Mg(HCO3)2

0,5 Воздушная 21 3,82

1 Воздушная 25,8 7,64

3 Воздушная 30,5 10,2

Возд.-вл. 26,7 21

Водная 20,1 32,4

14 Воздушная 33,4 14,8

Возд.-вл. 31,5 49,8

Водная 20,1 53,8

28 Воздушная 40,5 25,3

Возд.-вл. 38,2 58,7

Водная 28,3 63,2

зиции имеют практически одинаковый уровень пластической прочности. После пяти часов твердения тесто теряет свои пластические свойства, и определение пластической прочности становится затруднено. Далее у образцов определялась прочность при сжатии.

В табл. 2 приведены значения прочности при сжатии образцов магнезиального вяжущего, затворенного раствором хлорида магния и раствором бикарбоната магния. Сформованные образцы после выдержки на воздухе в течение 1 сут твердели в разных средах: воздух, воздушно-влажные условия и вода.

Данные показывают, что прочность образцов магнезиального вяжущего, затворенного хлоридом магния, при твердении на воздухе выше, чем при использовании раствора бикарбоната магния.

Список литературы

1. Свит Т.Ф. Термогравиметрическое исследование продуктов гидратации и твердения сульфомагнези-альных вяжущих веществ // Ползуновский вестник. 2010. № 3. С. 100-103.

2. Зимич В.В., Крамар Л.Я., Трофимов Б.Я. Снижение гигроскопичности и повышение водостойкости хлормагнезиального камня путем введения трехвалентного железа // Строительные материалы. 2009. № 5. С. 58-61.

3. Зимич В.В., Крамар Л.Я., Черных Т.Н., Пудовиков В.Н., Перминов А.В. Особенности влияния добавки золя гидроксида железа на структуру и свойства магнезиального камня // Вестник ЮУрГУ. Серия «Строительство и архитектура». 2011. Вып. 13. № 35. С. 25-32.

4. Vereshchagin V.I., Smirenskaya V.N., Erdman S.V. Water-resistant blended oxychlorate cements // Glass and Ceramics. 1997. Vol. 54. No. 11-12, pp. 368-372.

5. Зырянова В.Н., Лыткина Е.В., Бердов Г.И. Повышение механической прочности и водостойкости магнезиальных вяжущих веществ при введении минеральных наполнителей // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2010. № 3. С. 21-26.

6. Cole W.F., Demediuk T. X-ray, thermal and dehydration studies on magnesium oxychlorides // Australian Journal of Chemistry. 1955. No. 8, pp. 234-251.

7. Mark A. Shand. The chemistry and technology of magnesia. Hardcover. 2006. 266 p.

Обратная картина наблюдается при твердении образцов при повышенной влажности. Твердение в воде размягчает магнезиальное вяжущее на хлориде магния, а магнезиальное вяжущее на растворе бикарбоната магния показывает высокие результаты по прочности, достигающие 63,2 МПа.

Снижение прочности гидроксихлоридных магне-зиазиальных цементов в водных условиях влечет за собой низкий коэффициент гидратационного твердения, а следовательно, и коэффициента водостойкости. Гидрокарбонатное магнезиальное вяжущее за счет образования нерастворимых соединений имеет коэффициент гидратационного твердения до 3,6, по данным табл. 2.

Выводы.

В результате проведенных исследований можно сделать вывод, что при затворении магнезиальных вяжущих водным раствором бикарбоната магния основными продуктами твердения являются гидроксид магния и гидрокарбонаты магния. При этом увеличение гидрокарбонатной фазы способствует повышению прочностных характеристик магнезиальных композиций. Практически все виды гидрокарбонатов магния являются нерастворимыми в воде, что обеспечивает не только повышенную водостойкость магнезиальных композиций, но и возможность твердеть и набирать прочность в воде. Водная среда способствует более интенсивному и полному протеканию процесса гидратации и твердения магнезиального вяжущего с раствором Mg(HC03)2, так как происходит постоянное образование гидроксида магния с последующим его взаимодействием c бикарбонат-ионами.

Получение водостойких и прочных строительных материалов на основе гидравлического магнезиального вяжущего позволит использовать их в возведении наружных ограждающих конструкций, гидротехнических сооружений, в производстве тротуарных камней и при получении закладочных растворов и бетонов.

References

1. Svit T.F. Thermogravimetric study of the products of hydration and hardening of sulfomagnesian binders. Polzunovskiy vestnik. 2010. No. 3, pp. 100—103. (In Russian).

2. Zimich V.V., Kramar L.Ya., Trofimov B.Ya. Fall in hygro-scopicity and rise ofwater resistance of chlormagnezic stone by injection of trivalent iron. Stroitel'nyeMaterialy [Construction Materials]. 2009. No. 5, pp 58-61. (In Russian).

3. Zimich V.V., Kramar L.Ya., Chernykh T.N., Pudovikov V.N., Perminov A.V. Features of the influence of the addition of iron hydroxide sol on the structure and properties of magnesia stone Vestnik YuUrGU. Seriya «Stroitel'stvo i arkhitektura». 2011. Vol. 13. No. 35, pp. 25-32. (In Russian).

4. Vereshchagin V.I., Smirenskaya V.N., Erdman S.V. Water-resistant blended oxychlorate cements. Glass and Ceramics. 1997. Vol. 54. No. 11-12, pp. 368-372.

5. Zyryanova V.N., Lytkina E.V., Berdov G.I. Increase of mechanical strength and water resistance of magnesian binders with the introduction of mineral fillers. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Stroitel'stvo. 2010. No. 3, pp. 21-26. (In Russian).

6. Cole W.F., Demediuk T. X-ray, thermal and dehydration studies on magnesium oxychlorides. Australian Journal of Chemistry. 1955. No. 8, pp. 234-251.

7. Mark A. Shand. The chemistry and technology of magnesia. Hardcover. 2006. 266 p.

8. Lotov V.A., Mitina N.A. Preparation of waterproof magnesia binder Tekhnika i tekhnologiya silikatov. 2010. Vol. 17. No. 3, pp. 19-22.

8. Лотов В.А., Митина Н.А. Получение водостойкого магнезиального вяжущего // Техника и технология силикатов. 2010. Т. 17. № 3. С. 19-22.

9. Патент РФ 2374176 Способ получения ультрадисперсных порошков карбонатов / Смирнов А.П., Лотов В.А., Архипов В.А., Прохоров А.Н., Резников И.В. Заявл. 04.04.2006. Опубл. 27.11.2009. Бюл. № 33.

10. Митина Н. А., Лотов В. А., Сухушина А. В. Жидкость затворения для магнезиального вяжущего // Строительные материалы. 2015. №. 1. C. 64-68.

11. Лотов В.А., Кутугин В.А. Управление процессами формирования дисперсных структур. Томск: Изд-во ТПУ, 2013. 336 с.

12. Nashar Bebyl. Barringtonite — A new hydrous magnesium carbonate from Barrington Tops, New South Wales, Australia // Mineralogical Magazine. 1965. Vol. 34. Iss. 268, pp. 370-372.

13. Palache C., Berman H., Frondel C. The system of mineralogy. Vol II. 7-th edition New York: John Wiley&Sons. 1944.

14. Akao M., Iwai S. The hydrogen bonding ofhydromagnesite // Acta Crystallographica, Section B 33 1977, pp. 1273— 1275. https://doi.org/10.1107/S0567740877005834.

15. Raade G. Dypingite, a new hydrous basic carbonate of magnesium, from Norway // American Mineralogist. 1970. Vol. 55, pp. 1457—1465.

16. Unluer C., Al-Tabbaa A.Characterization of light and heavy hydrated magnesium carbonates using thermal analysis // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2014. Vol. 115, Iss. 1, pp. 595—607.

17. Hollingbery L.A., Hull T.R. The thermal decomposition of natural mixtures of huntite and hydromagnesite // Thermochimica Acta. 2012. Vol. 528, pp. 45—52.

18. Unluer C., Al-Tabbaa A. Impact of hydrated magnesium carbonate additives on the carbonation of reactive MgO cements // Cement and Concrete Research. 2013. Vol. 54, pp. 87—97.

9. Patent RF 2374176. Sposob polucheniya ul'tradispersnykh poroshkov karbonatov [Method for obtaining ultrafine carbonate powders]. Smirnov A.P., Lotov V.A., Arkhipov V.A., Prokhorov A.N., Reznikov I.V. Declared 04.04.2006. Published 27.11.2009. Bulletin No. 33. (In Russian).

10. Mitina N.A., Lotov V.A., Sukhushina A.V. Mixing liquid for a magnesia binder. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2015. No. 1, pp. 64-68. (In Russian).

11. Lotov V.A., Kutugin V.A. Upravlenie protsessami formirovaniya dispersnykh struktur [Management of the processes of formation of dispersed structures]. Tomsk: TPU Publishing House. 2013. 336 p.

12. Nashar Bebyl. Barringtonite — A new hydrous magnesium carbonate from Barrington Tops, New South Wales, Australia. Mineralogical Magazine. 1965. Vol. 34. Iss. 268, pp. 370—372.

13. Palache C., Berman H., Frondel C. The system of mineralogy. Vol II. 7-th edition New York: John Wiley&Sons. 1944.

14. Akao M., Iwai S. The hydrogen bonding of hydromagnesite. Acta Crystallographica, Section B 33 1977, pp. 1273 — 1275. https://doi.org/10.1107/ S0567740877005834.

15. Raade G. Dypingite, a new hydrous basic carbonate of magnesium, from Norway. American Mineralogist. 1970. Vol. 55, pp. 1457—1465.

16. Unluer C., Al-Tabbaa A.Characterization of light and heavy hydrated magnesium carbonates using thermal analysis. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2014. Vol. 115, Iss. 1, pp. 595—607.

17. Hollingbery L.A., Hull T.R. The thermal decomposition of natural mixtures of huntite and hydromagnesite. Thermochimica Acta. 2012. Vol. 528, pp. 45—52.

18. Unluer C., Al-Tabbaa A. Impact of hydrated magnesium carbonate additives on the carbonation of reactive MgO cements. Cement and Concrete Research. 2013. Vol. 54, pp. 87—97.

ДВОРЕЦ ДЕТЕЙ И МОЛОДЕЖИ

CFSt(MÍBMPOWHHыЛ H-fiblCTJWKA

СТРОИТЕЛЬСТВО!

ЖКХ 26 27.10.2017

те и н о л о ги и. Лучшие п ракти к и

Развитие ЖКХ, Передовой опыт ЦЧР

Осенняя расгфедажлнедвижимости

Cf-роительныс материалы но&эрудоитние

Смса cipcrFbßi"

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Qgto

www.yfits.rti Etrav^ve La.ru

ВСЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОМПАНИИ

НА ОДНОЙ ПЛОЩАДКЕ

ЖКХ.ГОТОВИМСЯ К ЗИМЕ

ПО ВОПРОСАМ УЧАСТИЯ И ПАРТНЕРСТВА тел.: +7(473) 2St-20-12

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.