Билет 11. 1)Цемент Сореля

Магнезиальный цемент, или цемент Сореля, названный так в честь его изобретателя, является, так же как воздушная известь и строительный гипс, мономинеральным вяжущим веществом, состоящим в основном из одного химического соединения. В данном случае таким соединением является оксид магния, получаемый путем термической декарбонизации минерала магнезита: MgCО₃ = MgO + CО₂. Карбонат магния значительно менее термостоек, чем карбонат каль­ция, и реакция идет с заметной скоростью уже выше 300 °С. В зависимости от температуры обжига магнезита оксид магния получается в различных тех­нологических формах, различающихся по химическим свойствам: А) легкая магнезия (500-700 °С), энергично реагирующая с водой и разбавленными кислотами, Б) каустический магнезит (700-900 °С) со средней реакционной способностью В) тяжелая магнезия (1200-1600 °С), отличающаяся химиче­ской инертностью. Последняя форма представляет собой кристаллический MgO с кубическим типом элементарной ячейки (минерал периклаз), а пер­вые две формы - его скрытокристаллические разновидности. В качестве вяжущего вещества применяют в основном каустический маг­незит, который из-за наличия в магнезите примеси доломита CaMg(CО₃)₂ содержит некоторое количество СаСО₃. Вследствие сильной экзотермичности его взаимодействия с водой по реакции, а также из-за недостаточной прочности образующегося при этом Mg(OH)₂ для затворения магнезиального цемента применяют не воду, а концентрированные водные растворы солей магния - хлорида или сульфата. В этом случае процесс гидратации MgO за­медляется, температура твердеющей системы снижается и образующаяся структура обеспечивает необходимую прочность камня. При этом состав новообразований, возникающих на стадии коллоидации, соответствует не гидроксиду магния, а его основным солям. Так, при использовании в качестве затворяющей жидкости раствора MgCl₂ в качестве продукта коллоидации образуется гель, состоящий из различных гидроксохлоридов (магния, например, по реакции: 5MgO + MgCl₂ + 12Н₂О = [Mg₆(OH)₁₀]Cl₂·7H₂O. Из этого геля впоследствии, на стадии кристаллизации, образуются гидроксохлориды с меньшей основностью и гидроксид магния, например: [Mg₆(OH)₁₀]Cl₂·7H₂O = [Mg₄(OH)₆]Cl₂ + 2Mg(OH)₂ + 7Н₂О. Продукт твердения магнезиального цемента обладает значительной меха­нической прочностью и твердостью, главным образом вследствие наличия в нем более или менее длинных полимерных цепочек, образованных ковалентными и координационными связями магний - кислород с кислотными остат­ками на концах. Например, основная соль соответ­ствует следующей структурной формуле, в которой стрелками изображены координационные химические связи между атомами магния и кислорода: Кроме того, затвердевший цемент характеризуется хорошей полируемостью и высокой адгезией к различным наполнителям, например, древе­сине. Этим объясняется его использование в качестве связующего в компо­зиционных материалах ксилолит и фибролит, где в качестве наполнителя используются соответственно древесные опилки и стружка.

2)Керамическая плитка. По своим свойствам, составу и структуре к фаянсу приближается обли­цовочная керамическая плитка, первые применения которой имели место еще в Древнем Вавилоне. Керамическая плитка представляет собой изделие, изготовленное из сырьевых смесей на основе глины, предварительно спрес­сованных под давлением около 50 МПа и затем обожженных при темпера­туре от 1040 до 1300 °С. Так же, как и другие изделия из керамики, керами­ческая плитка прочна, легко моется, гигиенична, огнеупорна и в некоторых своих видах морозостойка. Благодаря этим преимуществам она является практически незаменимым материалом при строительстве или ремонте. Плитка используется для облицовки стен и полов, каминов, бассейнов, для защиты фасадов и цоколей, покрытия тротуаров - иными словами, для хи­мической и механической защиты, а также для декорирования поверхностей, эксплуатирующихся в самых разных условиях. Сырьем для производства керамической плитки являются смеси, сходные с сырьевыми смесями для получения фаянса. В качестве плавней используются мел, волластонит (метасиликат кальция CaSiО₃) или поле­вой шпат. В настоящее время для производства плитки используются де­сятки технологий, главными из которых являются технологии двойного обжига (мягкая плитка), одинарного обжига (твердая плитка) и керамиче­ского гранита. Весь цикл производства плиток двойного обжига происходит за два процесса обжига: первого - для создания основы и второго - для закрепле­ния глазури. После формования из сырьевой массы методами прессования или экструзии и последующей сушки плитки обжигаются при температурах 1000-1050 °С с получением пористого (пористость до 10 %) материала. Затем на поверхность бисквита наносят глазурный состав, в составе которого - легкоплавкое силикатное стекло, содержащее, как правило, оксиды свинца, бора, алюминия и щелочных металлов. Затем плитку подвергают второму обжигу при температуре 1100-1150 °С, в результате которого глазурь закрепляется на поверхности плитки. Получен­ная плитка не обладает большой поверхностной прочностью и используется в основном для внутренней облицовки помещений. Вместе с тем глазурь доста­точно стойка к воздействию бытовых моющих средств, используемых для чи­стки керамики. Плитка однократного обжига предназначена как для облицовки стен, так и для укладки на пол. Некоторые ее виды являются морозостойкими и, соответственно, позволяют применять этот вид плитки снаружи помеще­ний. Весь процесс ее изготовления происходит за один цикл обжига при температуре 1200-1250 °С, причем глазурный состав наносится сразу после сушки на еще не обожженную плитку. В результате обжига основа приоб­ретает высокую твердость и на ней закрепляется глазурь, образуя с плиткой прочное единое целое. От плитки двойного обжига такая плитка отличается большей плотностью и прочностью, низким водопоглощением (<3 %) и, соответственно, морозостойкостью, а также более износостойкой и химиче­ски стойкой глазурью.