RU2404144C1 - Magnesia binder - Google Patents
Magnesia binder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2404144C1 RU2404144C1 RU2009129560/03A RU2009129560A RU2404144C1 RU 2404144 C1 RU2404144 C1 RU 2404144C1 RU 2009129560/03 A RU2009129560/03 A RU 2009129560/03A RU 2009129560 A RU2009129560 A RU 2009129560A RU 2404144 C1 RU2404144 C1 RU 2404144C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnesite
- magnesium
- binder
- mgo
- magnesia
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B9/00—Magnesium cements or similar cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
- C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для получения магнезиального вяжущего и различных изделий на его основе.The invention relates to the construction materials industry and can be used to obtain magnesia binder and various products based on it.
Известен состав магнезиального вяжущего, содержащий каустический магнезит (17,4-25%), хлорид магния (2,5-5,0%) и карбонат кальция (0,1-4,0%). В этом составе водный раствор хлорида магния является жидкостью затворения, а весьма малое количество в смеси хлорида магния и каустического магнезита, являющихся основными компонентами магнезиальных вяжущих, не позволяют получать прочные изделия. (А.с. №1756298, МКИ С04В 9/00, 1992). Известны также аналогичные составы, содержащие помимо основных компонентов, тремолит и карбонат кальция (А.с. №1807026, МКИ С04В 9/00, 1992) или тонкомолотый (Syд=510-700 м2/кг) диопсид. (Патент РФ №2306284, МКИ С04В 9/00, 2007). Последний состав обеспечивает получение прочных изделий только при использовании высокодисперсного диопсида.Known composition of magnesia binder containing caustic magnesite (17.4-25%), magnesium chloride (2.5-5.0%) and calcium carbonate (0.1-4.0%). In this composition, an aqueous solution of magnesium chloride is a mixing liquid, and a very small amount in a mixture of magnesium chloride and caustic magnesite, which are the main components of magnesia binders, does not allow to obtain durable products. (A.S. No. 1756298, MKI SB04 9/00, 1992). Similar compositions are also known containing, in addition to the main components, tremolite and calcium carbonate (A.S. No. 1807026, MKI C04B 9/00, 1992) or finely ground (S yd = 510-700 m 2 / kg) diopside. (RF patent No. 2306284, MKI C04B 9/00, 2007). The latter composition provides durable products only when using highly dispersed diopside.
Наиболее близким по сути к предлагаемому составу является магнезиальное вяжущее, в котором каустический магнезит, или оксид магния, затворяется водными растворами хлорида магния или сульфата магния. При затворении хлоридом магния состав содержит 62-67% MgO и 33-38% MgCl2·6H2O, а при затворении сульфатом магния состав содержит 80-84% MgO и 16-20% MgSO4 (Ю.М.Бутт, М.М.Сычев, В.В.Тимашев. Химическая технология вяжущих материалов. - М.: Высшая школа, 1980, с.54-59; А.В.Волженский. Минеральные вяжущие вещества. - М.: Стройиздат, 1986, с.121-126).The closest to the proposed composition is a magnesian binder, in which caustic magnesite, or magnesium oxide, is closed with aqueous solutions of magnesium chloride or magnesium sulfate. When mixed with magnesium chloride, the composition contains 62-67% MgO and 33-38% MgCl 2 · 6H 2 O, and when mixed with magnesium sulfate, the composition contains 80-84% MgO and 16-20% MgSO 4 (Yu.M. Butt, M .M.Sychev, VV Timashev. Chemical technology of binders. - M .: Higher school, 1980, p. 54-59; A.V. Volzhensky. Mineral binders. - M: Stroyizdat, 1986, p. .121-126).
Основными недостатками этого состава (прототип) является низкая водостойкость, оцениваемая коэффициентом водостойкости в пределах 0,1-0,3, необходимость использования свежеобожженого магнезита (MgO) для получения цементного камня с прочностью 30-50 МПа в возрасте 28 суток при воздушном твердении при относительной влажности воздуха менее 60%.The main disadvantages of this composition (prototype) is low water resistance, estimated by a water resistance coefficient in the range of 0.1-0.3, the need to use freshly burned magnesite (MgO) to obtain a cement stone with a strength of 30-50 MPa at the age of 28 days with air hardening at relative hardening humidity less than 60%.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение водостойкости изделий за счет образования продуктов гидратации магнезиального вяжущего, обладающих предельно малой растворимостью в воде и обеспечивающих формирование структуры изделий с прочностью, не уступающей прочности изделий известного состава.The objective of the invention is to increase the water resistance of products due to the formation of hydration products of a magnesian binder, having extremely low solubility in water and ensuring the formation of a structure of products with a strength not inferior to the strength of products of known composition.
Поставленная задача достигается тем, что порошок каустического магнезита или магнезиального цемента (MgO) затворяется водным раствором бикарбоната магния Mg(HCO3)2 при следующем соотношении компонентов, мас.%:The problem is achieved in that the powder of caustic magnesite or magnesia cement (MgO) is closed with an aqueous solution of magnesium bicarbonate Mg (HCO 3 ) 2 in the following ratio, wt.%:
При взаимодействии каустического магнезита (MgO) с водным раствором бикарбоната магния сначала протекает реакция гидратации:In the interaction of caustic magnesite (MgO) with an aqueous solution of magnesium bicarbonate, the hydration reaction first proceeds:
Образовавшийся гиброоксид магния далее взаимодействует с бикарбонатом магния по реакции:The resulting magnesium hydroxide further interacts with magnesium bicarbonate by the reaction:
с образованием гидрата гидроксокарбоната магния и диоксида углерода, который вступая во взаимодействие с гидрооксидом магния, образует вторичный бикарбонат магния:with the formation of hydrate of magnesium hydroxocarbonate and carbon dioxide, which, when interacting with magnesium hydroxide, forms secondary magnesium bicarbonate:
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, обеспечивающие его твердение в процессе перекристаллизации первичных коллоидных продуктов в стабильное кристаллическое состояние.Secondary magnesium bicarbonate again interacts with magnesium hydroxide according to reaction (2) with the formation of a new portion of magnesium hydroxocarbonate hydrate, which, together with magnesium hydroxide, forms the primary hydration products of magnesia cement, which ensures its hardening during the recrystallization of primary colloidal products to a stable crystalline state.
Таким образом, в результате последовательного и циклического протекания реакций (1, 2, 3) в цементном камне образуются две основные кристаллические фазы - гидрооксид магния и гидрат гидроксокарбоната магния, количественное соотношение между которыми предопределяется содержанием бикарбоната магния в жидкости затворения.Thus, as a result of the sequential and cyclic reactions (1, 2, 3), two main crystalline phases are formed in the cement stone - magnesium hydroxide and magnesium hydroxocarbonate hydrate, the quantitative ratio between which is determined by the content of magnesium bicarbonate in the mixing liquid.
В отличие от известного состава, в котором конечными продуктами гидратации вяжущего являются гидрооксид магния и тригидроксихлорид магния 3Mg(OH)2·MgCl2·7H2O или тригидроксисульфат магния 3Mg(OH)2·MgSO4·8H2O в предлагаемом составе образуются, в основном, гидрооксид магния и гидрат гидроксокарбоната магния, обладающие весьма малой растворимостью в воде (Краткий справочник по химии. - Киев: Наукова думка, 1974, с.156-159).In contrast to the known composition, in which the final products of the binder hydration are magnesium hydroxide and magnesium trihydroxychloride 3Mg (OH) 2 · MgCl 2 · 7H 2 O or magnesium trihydroxy sulfate 3Mg (OH) 2 · MgSO 4 · 8H 2 O in the proposed composition are formed, mainly magnesium hydroxide and magnesium hydroxide carbonate hydrate, which have a very low solubility in water (Brief reference book on chemistry. - Kiev: Naukova Dumka, 1974, p.156-159).
Наличие в затвердевшем цементном камне известного состава гидроксихлоридов или гидроксисульфатов магния, обладающих значительной растворимостью в воде, обусловливает низкую водостойкость таких вяжущих. Отсутствие растворимых соединений в цементном камне из вяжущего предлагаемого состава 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.The presence in the hardened cement stone of a known composition of hydroxychlorides or magnesium hydroxysulfates, which have significant solubility in water, results in low water resistance of such binders. The absence of soluble compounds in the cement stone from the binder of the proposed composition determines its increased water resistance with a water resistance coefficient of 1.1-1.4, and such a cement stone hardens with increasing strength not only in air with a relative humidity of more than 75%, but also in water after preliminary hardening in air for 3-7 days.
Существенным преимуществом предлагаемого вяжущего является возможность использования порошка лежалого каустического магнезита с содержанием активного оксида магния 40-80%. В известном составе необходимо использовать магнезит с содержанием активного MgO не менее 85%.A significant advantage of the proposed binder is the ability to use stale caustic magnesite powder with an active magnesium oxide content of 40-80%. In the known composition, it is necessary to use magnesite with an active MgO content of at least 85%.
Порошок лежалого каустического магнезита может содержать в своем составе кроме MgO также Mg(OH)2 и MgCO3, образующихся при взаимодействии MgO с влагой и углекислотой воздуха. Примеси Mg(OH)2 и MgCO3 в предлагаемом составе не снижают активности взаимодействия порошка лежалого магнезита с раствором бикарбоната магния, так как взаимодействие Mg(OH)2 с бикарбонатом магния протекает по реакциям (2, 3), a MgCO3 взаимодействует с диоксидом углерода, образующимся при протекании реакции (2), по реакции:The powder of stagnant caustic magnesite can contain, in addition to MgO, also Mg (OH) 2 and MgCO 3 , which are formed during the interaction of MgO with moisture and carbon dioxide. Impurities of Mg (OH) 2 and MgCO 3 in the proposed composition do not reduce the activity of the interaction of stagnant magnesite powder with a solution of magnesium bicarbonate, since the interaction of Mg (OH) 2 with magnesium bicarbonate proceeds according to reactions (2, 3), and MgCO 3 interacts with dioxide carbon formed during the course of reaction (2) by the reaction:
и получаемый бикарбонат магния по реакции (4) взаимодействует с Mg(OH)2 по реакции (2).and the resulting magnesium bicarbonate by reaction (4) interacts with Mg (OH) 2 by reaction (2).
Используют раствор бикарбоната магния различных концентраций.A solution of magnesium bicarbonate of various concentrations is used.
Пример конкретного исполнения.An example of a specific implementation.
Для получения магнезиального вяжущего использовались свежеобожженный каустический магнезит с содержанием активного MgO - 88% (магнезит-1), лежалый магнезит с содержанием MgO - 53,9%, Mg(OH)2 - 34,1% (магнезит-2) и лежалый магнезит с содержанием MgO - 38,7%, Mg(OH)2 - 40,3% и MgCO3 - 21,0% (магнезит-3). Удельная поверхность магнезитовых порошков составляла 350 м2/кг, остаток на сите №008 - 9,2%.To obtain a magnesian binder, freshly burnt caustic magnesite with an active MgO content of 88% (magnesite-1), stagnant magnesite with an MgO content of 53.9%, Mg (OH) 2 , 34.1% (magnesite-2) and stagnant magnesite were used. with a content of MgO - 38.7%, Mg (OH) 2 - 40.3% and MgCO 3 - 21.0% (magnesite-3). The specific surface of magnesite powders was 350 m 2 / kg, the residue on sieve No. 008 was 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.An aqueous solution of magnesium bicarbonate is prepared by dissolving magnesite-3 in water for 10 minutes at a pressure of carbon dioxide in an autoclave of 0.5-1.0 MPa.
В водной суспензии магнезита-3 при контакте с углекислым газом протекают реакции:In an aqueous suspension of magnesite-3 in contact with carbon dioxide, the following reactions occur:
После обработки в автоклаве с мешалкой водный раствор содержал 150 г/л Mg(HCO3)2 (пример 1), 35 г/л (пример 2) и 100 г/л (пример 3).After autoclaving with a stirrer, the aqueous solution contained 150 g / L Mg (HCO 3 ) 2 (Example 1), 35 g / L (Example 2) and 100 g / L (Example 3).
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 2×2×2 см. После суточного твердения на воздухе образцы извлекались из форм и после 3-суточного твердения в воздушной среде часть образцов помещалась в эксикатор над водой, часть образцов помещалась в воду, а часть образцов продолжала твердеть на воздухе. Через 28 суток твердения у образцов определялся предел прочности при сжатии, и результаты определений представлены в таблице. Коэффициент водостойкости определялся по отношению прочности при сжатии образцов, твердевших в воде, к прочности образцов, твердевших на воздухе.In the manufacture of samples, a solution of Mg (HCO 3 ) 2 in the previously indicated quantity was poured to the initial magnesite to obtain a plastic test of normal density, from which samples 2 × 2 × 2 cm in size were formed. After daily hardening in air, the samples were removed from the molds and after 3– For daily hardening in air, some of the samples were placed in a desiccator above water, some of the samples were placed in water, and some of the samples continued to harden in air. After 28 days of hardening, the compressive strength was determined for the samples, and the results of the determinations are presented in the table. The water resistance coefficient was determined by the ratio of the compressive strength of samples hardened in water to the strength of samples hardened in air.
В этой же таблице представлены результаты определений прочности и водостойкости образцов, полученных затворением магнезита-1 раствором MgCl2 и взятых в соотношении по прототипу.The same table presents the results of determining the strength and water resistance of the samples obtained by mixing magnesite-1 with a solution of MgCl 2 and taken in the ratio of the prototype.
Анализ данных таблицы показывает, что затворение каустического магнезита водным раствором бикарбоната магния позволяет получать изделия на основе магнезиального вяжущего с прочностью, не уступающей прочности изделий, изготовленных из вяжущего по прототипу. Высокая водостойкость изделий из вяжущих предлагаемого состава обусловлена принципиально новым составом малорастворимых продуктов гидратации, образующихся при твердении как в воздушной, так и в водной среде. Низкая водостойкость изделий из вяжущих известного состава обусловлена повышенной растворимостью в воде тригидроксихлорида магния, являющегося основной составляющей продуктов гидратации этого вяжущего.Analysis of the data in the table shows that mixing caustic magnesite with an aqueous solution of magnesium bicarbonate allows to obtain products based on magnesian binder with a strength not inferior to the strength of products made from binder according to the prototype. The high water resistance of binders of the proposed composition is due to a fundamentally new composition of poorly soluble hydration products formed during hardening in both air and water. The low water resistance of binders of known composition is due to the increased water solubility of magnesium trihydroxychloride, which is the main component of the hydration products of this binder.
Таким образом, использование принципиально новой жидкости затворения в предлагаемом составе обеспечивает получение прочных и водостойких изделий и 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.Thus, the use of a fundamentally new mixing fluid in the proposed composition provides durable and waterproof products and allows you to transfer magnesia binders from the group of air binders to the group of hydraulic binders, which, like Portland cement, will be widely used in the production of various construction products.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009129560/03A RU2404144C1 (en) | 2009-07-31 | 2009-07-31 | Magnesia binder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009129560/03A RU2404144C1 (en) | 2009-07-31 | 2009-07-31 | Magnesia binder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2404144C1 true RU2404144C1 (en) | 2010-11-20 |
Family
ID=44058415
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009129560/03A RU2404144C1 (en) | 2009-07-31 | 2009-07-31 | Magnesia binder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2404144C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2562632C1 (en) * | 2014-06-17 | 2015-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Peat-containing magnesial composition |
RU2681622C1 (en) * | 2018-06-06 | 2019-03-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Method of obtaining aqueous magnesium bicarbonate |
RU2681746C1 (en) * | 2018-05-03 | 2019-03-12 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Magnesial binder |
RU2686228C1 (en) * | 2018-02-01 | 2019-04-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Method of purifying waste water from metal ions |
-
2009
- 2009-07-31 RU RU2009129560/03A patent/RU2404144C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
БУТТ Ю.М. Химическая технология вяжущих материалов. - М.: Высшая школа, 1980, с.54-59. * |
ХОРОШАВИН Л.Б. и др. Магнезиальные огнеупоры. - М.: ИНТЕРМЕТ ИНЖИНИРИНГ, 2001, с.333-335. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2562632C1 (en) * | 2014-06-17 | 2015-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Peat-containing magnesial composition |
RU2686228C1 (en) * | 2018-02-01 | 2019-04-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Method of purifying waste water from metal ions |
RU2681746C1 (en) * | 2018-05-03 | 2019-03-12 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Magnesial binder |
RU2681622C1 (en) * | 2018-06-06 | 2019-03-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Method of obtaining aqueous magnesium bicarbonate |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5931317B2 (en) | Hydraulic composition and concrete using the hydraulic composition | |
JP2003520749A (en) | Reactive magnesium oxide cement | |
MX2010013764A (en) | Binder composition. | |
RU2404144C1 (en) | Magnesia binder | |
JP5500828B2 (en) | Soil hardening material | |
AU2012282216B2 (en) | Hydraulic binder | |
RU2377211C1 (en) | Additive for concrete mixture | |
KR101410796B1 (en) | Rapid solidified agent for deep mixing method on sea | |
RU2373166C1 (en) | Construction mortar | |
RU2433097C1 (en) | High-strength concrete | |
RU2358931C2 (en) | Composite high-strength gypsum material and method for its production | |
RU2519313C1 (en) | Complex additive | |
JP2020029502A (en) | Solidification material and solidification method of soil | |
RU2305087C1 (en) | Mix for foam concrete | |
JP2004292568A (en) | Soil solidifying material | |
JP6204099B2 (en) | Ground improvement method | |
CN102199028A (en) | Rapid hardening early strength grouting material prepared with flue gas desulfurized gypsum and preparation method thereof | |
RU2341477C1 (en) | Binding agent and method of its preparation | |
RU2494987C1 (en) | Complex antifreeze additive for concrete and mortar | |
RU2457190C1 (en) | Complex additive for concrete mixture | |
RU2432336C1 (en) | Complex additive for concrete mixture | |
RU2681746C1 (en) | Magnesial binder | |
KR101061476B1 (en) | material for reducing ground resistance | |
RU2478593C1 (en) | Mortar | |
RU2485066C1 (en) | Building mortar |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110801 |