Исследования химического взаимодействия оксида магния с растворами солей-электролитов

Abstract

RU: Постановка проблемы. Гидратация магнезиального цемента протекает очень медленно, т.к. его зерна покрываются пленкой из Mg(OH)2, которая препятствует доступу воды к MgO. К тому же известно, что периклазовые и магнезиальные цементы, обладающие зернами пережога, могут затворяться растворами различных солей, в результате чего изменяются сроки схватывания и прочностные характеристики [5; 6]. Цель стать. Создание быстротвердеющей и прочной структуры магнезиального камня путем активации MgO растворами солей-электролитов. Представлены результаты гидратации MgO в растворах солей- электролитов – MgCl2 и MgSО4. Вывод. Определено, что для создания быстротвердеющей и прочной структуры магнезиального камня необходимо обратиться к методу активации MgO солями электролитов, а также подобрать из техногенных продуктов кремнеземсодержащий компонент, обладающий удельной поверхностью зерен более 10 000 см2/г. У образцов, гидратированных в растворах MgCl2 различной концентрации, наблюдаются два эндотермических эффекта выделения кристаллизационно воды при 160 и 240°С. Эндотермический эффект разложения гидрооксида магния смещается до 380°С. При 10 и 15% концентрациях MgCl2, кроме указанных эффектов, наблюдаются эндотермические эффекты при 415, 500 520°С, связанные с разложением образующихся при данных концентрациях небольших количеств оксигидрохлорида магния. Установлено, что при небольших концентрациях растворов (≈ 5 %) гидроксид магния образует с ними твердые растворы. По данным термогравиметрического и химического анализов, твердый раствор Mg(OH)2, полученный гидратацией MgO в 5 % растворах MgCl2 и MgSO4, имеет следующий предельный состав: [Mg(OH)1,88∙Cl0,22]∙0,20H2O и [Mg(OH)1,86∙(SО4)0,07]∙0,23H2О. При затворении цемента MgO растворами низкой концентрации менее 1,5 мол/л (13 % или 1,1 г/см3) конечным продуктом в структуре камня является Mg(OH)2

UK: Постановка проблеми. Гідратація магнезіального цементу відбувається дуже повільно, тому що його зерна вкриваються плівкою із Mg(OH)2, яка перешкоджає доступу води до MgO. До того ж відомо, що периклазові та магнезіальні цементи, які вміщують зерна перевипалу, можуть затворюватися розчинами різних солей, в результаті чого змінюються строки тужавлення і міцнісні характеристики [5; 6]. Мета статті. Створення швидкотверднучої і міцної структури магнезіального каменю шляхом активації MgO розчинами солей-електролітів. Наведено результати гідратації MgO в розчинах солей-електролітів– MgCl2 і MgSО4. Висновок. Визначено, що для створення швидкотверднучої і міцної структури магнезіального каменю необхідно звернутися до методу активації MgO солями електролітів, а також підібрати з техногенних продуктів кремнеземумісний компонент, який має питому поверхню зерен 10000 см2/г. У зразків, гідратованих у розчинах MgCl2 різної концентрації, спостерігаються два ендотермічні ефекти виділення кристалізаційної водиза 160 і 240°С. Ендотермічний ефект розкладення гідрооксиду магнію зміщується до 380°С. За 10 та 15% концентрацій MgCl2, крім указаних ефектів, спостерігаються ендотермічні ефекти за 415, 500 520°С, пов’язані з розкладенням утвореної за даних концентрацій невеликої кількості оксигідрохлориду магнію. Встановлено, що за невеликих концентрацій розчинів (≈ 5 %) гідроксид магнію утворює з ними тверді розчини. За даними термогравіметричного і хімічного аналізів, твердий розчин Mg(OH)2, одержаний гідратацією MgO в 5 % розчинах MgCl2 і MgSO4 має такий граничний склад: [Mg(OH)1,88∙Cl0,22]∙0,20H2O і [Mg(OH)1,86∙(SО4)0,07]∙0,23H2О. У разі затворення цементу MgO розчинами низької концентрації менше 1,5 мол/л (13 % чи 1,1 г/см3) кінцевим продуктом у структурі каменю є Mg(OH)2

EN: Problem statement. Magnesia cement hydration runs very slowly, because its grains are covered with Mg(OH)2 coating, preventing the water access to MgO. It has been also known, that periclase and magnesia cements having burned grains can be gauged with solutions of various salts, thereby the setting time and the strength properties are changing [5; 6]. Purpose. Creation of fast-hardening and solid structure of magnesia stone by activating MgO with electrolyte salt solutions. The effects of MgO hydration in the electrolyte-salt solutions - MgCl2 and MgSО4 was shown. Conclusion. For the formation of magnesium stone with fast-hardening and solid structure was determined that it is necessary to apply to the method of activating MgO by electrolyte salts, and select a silica-containing component out of by-products with a surface area of grains more than 10,000 cm²/g for the formation of waterproof magnesium silicate hydrate. Samples hydrated in MgCl2 solutions of different concentrations exhibit two endothermic effects of the water of crystallization evolved at 160 and 240°C. The endothermic effect of magnesium hydroxide decomposition is shifted to 380°C. At 10 and 15 % MgCl2 concentrations, besides the above mentioned effects, at 415, 500, 520°C there are observed endothermic effects, associated with the decomposition of small amounts of magnesium oxyhydrochloride at such concentrations. It has been established that at low solution concentrations (≈ 5 %) magnesium hydroxide forms solid solutions with them. According to the data of the thermal gravimetric and chemical analyzes, the solid Mg(OH)2 solution, obtained by the hydration of MgO in 5 % MgCl2 and MgSO4 solutions, has the following limiting composition: [Mg(OH)1,88∙Cl0,22]∙0,20H2O and [Mg(OH)1,86∙ (SО4)0,07]∙0,23H2O. When mixing cement by MgO solution of low concentration less 1,5 mol/l (13% or 1,1 g/sm) by end-product in stone structure is Mg(OH)2